本发明专利技术揭露一种健身器材节能与能源回收控制系统，包括一双向电力转换电路、一双向电力驱动电路、一电动/发电两用转子机具以及一能量管理电路。能量管理电路可使电动/发电两用转子机具处于一发电模式或一电动模式。发电模式下，双向电力转换电路被启动，使双向电力驱动电路透过双向电力转换电路，将电动/发电两用转子机具产生的电力反馈回电力馈线。电动模式下，双向电力转换电路则被设定成整流模式，以单纯从电力馈线取得电力予双向电力驱动电路；双向电力驱动电路再借以驱动电动/发电两用转子机具。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是有关于一种电力装置，且特别是有关于一种健身器材的电力装置。
技术介绍
已知中国台湾的新型专利M325670提及一种使用运动器材发电馈入市电的装置。 然而，通篇文章仅教示“该使用者的卡路里21通过其运动提供一瞬时的功率输入Pi，其输入功率带动运动器材3产生一机械输出功率Pm，该机械输出再带动该发电机4产生电力输出Pe，通过该转换器5将发电机4所发的电力输出转换成与市电7同步的交流功率输出以单位功因的方式馈入市电7 ；通过控制馈入市电的功率以可间接控制发电机4的输出功率， 及进一步控制运动器材3的动能输出部32的转矩与转速，达成控制使用者消耗卡路里速率的目的；又该使用者耗能模式设定61后，该瞬时功率命令计算器62以可依据使用者设定的卡路里量及运动强度换算使用者所需消耗的瞬时功率命令Pe*，另通过该瞬时功率计算器 64依据发电机4的输出电压及电流计算运动器材3目前瞬时输出功率Pe，再通过功率控制器63调整使Pe = Pe*，其误差并产生一馈入市电7的电流振幅命令Im*，且通过电流振幅命令Im*与感测的市电7电压相乘即可得到一馈入市电，且与市电7电压同相的电流命令 IS*，最后，通过电流控制器65控制转换器5的切换，以使市电7的输出电流等于所设定的电流命令(Is = Is*)，以达发电机4所输出的电力馈入市电7的目的，同时由于电流为正弦波且与市电7相同，可以保持馈入市电7的功率因子为一。”既无实际运作电路或机构，亦未确实探讨是否可行。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是在提供一种健身器材节能与能源回收控制系统，以有效利用健身器材所产生的能量或降低用电。根据本专利技术的一实施方式，提出一种健身器材节能与能源回收控制系统，包括一双向电力转换电路、一双向电力驱动电路、一电动/发电两用转子机具以及一能量管理电路。双向电力转换电路主要是由多个受控的功率晶体所组成，且一端电性连接一电力馈线。 双向电力驱动电路是以其一端电性连接双向电力转换电路的另一端，电动/发电两用转子机具则电性连接双向电力驱动电路的另一端。电动/发电两用转子机具用以连动一健身器材。能量管理电路电性连接双向电力转换电路、双向电力驱动电路及电动/发电两用转子机具。其中，能量管理电路是在电动/发电两用转子机具处于一发电模式时，启动双向电力转换电路，使双向电力驱动电路透过双向电力转换电路，反馈电力于电力馈线。另一方面， 能量管理电路是在电动/发电两用转子机具处于一电动模式时，将双向电力转换电路设定成整流模式，使双向电力驱动电路透过双向电力转换电路，自电力馈线取得驱动电动/发电两用转子机具所需的电力。值得注意的是，本专利技术在其它实施方式中，提出将一蓄电池透过能量管理电路电性连接于双向电力驱动电路，以在电动/发电两用转子机具处于发电模式时，进行充电；且在电动/发电两用转子机具处于该电动模式吋，提供健身器材一直流电力。还提出将ー操 作界面电性连接于能量管理电路，以供设定电动/发电两用转子机具对蓄电池进行充电的 ー转速下限值。另ー方面，双向电カ转换电路可由一双向电カ流动转换装置及一双向电カ 流动直流电压转换装置所組成。双向电カ流动转换装置可以是ー全桥功率晶体整流电路 或一半桥功率晶体整流电路。双向电カ流动直流电压转换装置可以是一功率晶体直流升 压-降压电路。此外，在另ー实施方式中，能量管理电路是由一能量调节电路及ー程序处理电路 所組成。其中，程序处理电路包括ー转速侦测器、一双向电カ驱动电路控制模块、一微处理 器模块以及一电压补偿模块。转速侦测器是在发电模式下侦测电动/发电两用转子机具的 ー转速。双向电カ驱动电路控制模块是以电动/发电两用转子机具的转速为依据，在发电 模式下控制其本身的输出电压，以提高发电效率；以及，在电动模式下控制流入电动/发电 两用转子机具的电流，以达到控制速度的目的。微处理器模块是在发电模式下，根据使用者的运动需求，參考转子机具转速及预 期可发电的交流电カ的大小，来决定转子机具的输出负载，并控制能量调节电路将使用者 运动所消耗的能量，经由双向电カ转换电路以交流电流的型式反馈至电力馈线。此反馈能 量大小是利用调整输入电カ馈线的电流大小及调整电力馈线电压的相位差来达到；而双向 电カ驱动电路的直流电压大小则是经由电压补偿模块与能量调节电路来调控。所提的双向 电カ流动转换装置、双向电カ流动直流电压转换装置、双向电カ驱动电路及能量管理电路 皆建构在脉波宽度调变的功率晶体控制策略。借此，前述诸实施方式的健身器材节能与能源回收控制系统可以将使用者在操作 健身器材时产生的功率，反馈回市电系统。值得注意的是，健身器材节能与能源回收控制系 统会依据使用者设定或默认值加入负载并主动监控健身器材所产生的功率，以根据功率的 变化提供各种不同的节能机制来导引使用者产生能源的使用、储存及回送至电カ馈线。附图说明为让本专利技术的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下图1是本专利技术ー实施方式的健身器材节能与能源回收控制系统的功能方块图；图2A是图1的双向电カ流动转换装置111的ー实施方式的电路图；图2B是图1的双向电カ流动转换装置111的另ー实施方式的电路图；图3是图1的双向电カ流动转换装置111所产生的实际波形图；图4是图1的双向电カ流动直流电压转换装置112的ー实施方式的电路图；图5A是电动/发电两用转子机具130的负载特性曲线图；图5B是电动/发电两用转子机具130的发电电压与转速关系曲线图；图6是图1的详细功能方块图；图7是图6的转速侦测器143所产生的脉波信号波形图；图8是能量调节电路141的运作策略示意图；图9是双向电カ驱动电路控制模块144的功能方块「00211图IOA县电动/发电两用鲜子机i 1 30 # fi忠浊电流捽制吋的浊形图图IOB是电动/发电两用转子机具130在三相弦波电流控制时的波形图。主要组件符号说明100 健身器材节能与能源回收控制系统110:双向电力转换电路111 双向电力流动转换装置112 双向电力流动直流电压转换装置120 双向电力驱动电路130 电动/发电两用转子机具140:能量管理电路141:能量调节电路142 程序处理电路143 转速侦测器144:双向电力驱动电路控制模块145:微处理器模块146:电压补偿模块147:转子侦测器148 速度估测器149 放电模块150:蓄电池160 操作界面170 健身器材具体实施例方式虽然，曾有人提出空泛的理论与构想，利用健身器材所产生的功率来反馈市电。但是，本专利技术的专利技术人实际研究这种构想，发现并未能据以实施。经实际观察，转子负载是随不同使用者或同一使用者的不同使用方式而变化的，所以产生的反馈电力也是时变而不稳定的。因此，本专利技术的专利技术人基于多年实务经验及长期努力研发，提出一种健身器材节能与能源回收控制系统，来根据负载端的变化，主动提供控制机制，使健身器材所产生的功率得以有效率的利用及反馈回市电。值得注意的是，本专利技术的专利技术人提出确切的设计电路； 不只针对负载端的变化进行策略选择，更能使健身器材所产生的能量得以较佳的功率因子 (power factor)送回电力馈线。请参考图1，图1是本专利技术一实施方式的健身器材节能与能源回收控制系统的功能方块图。图1中，本实施方式的健本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种健身器材节能与能源回收控制系统，其特征在于，包括：一双向电力转换电路，主要由多个受控的功率晶体所组成，且一端电性连接一电力馈线；一双向电力驱动电路，是以其一端电性连接该双向电力转换电路的另一端；一电动／发电两用转子机具，电性连接该双向电力驱动电路的另一端，用以连动一健身器材；以及一能量管理电路，电性连接该双向电力转换电路、该双向电力驱动电路及该电动／发电两用转子机具；其中，该能量管理电路是在该电动／发电两用转子机具处于一发电模式时，启动该双向电力转换电路，使该双向电力驱动电路透过该双向电力转换电路，反馈电力于该电力馈线；其中，该能量管理电路是在该电动／发电两用转子机具处于一电动模式时，将该双向电力转换电路设定为整流模式，使该双向电力驱动电路透过该双向电力转换电路，自该电力馈线取得驱动该电动／发电两用转子机具所需的电力。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张正清，
申请(专利权)人：宁茂企业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71
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