本发明专利技术涉及一种跑步机的马达控制系统及其运作方法，当所述控制系统监控到所述马达的负载电流值大于一预定的安全负载值时，会依据所述负载电流值的大小调整所述驱动电源的电流值，但所述驱动电源的电流值能达到的最大值小于等于一大于所述安全负载值的第一限制值；进而，当所述控制系统监控到所述负载电流值大于所述安全负载值维持一预定的第一时间长度后，会依据所述负载电流值的大小调整所述驱动电源的电流值，但所述驱动电源的电流值能达到的最大值小于等于一大于所述安全负载值且小于所述第一限制值的第二限制值。由此，本发明专利技术具有过载保护机制，当马达处于过载状态时，控制系统可多阶段的限制电流峰值，以保护马达。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术与运动器材有关，特别是指一种应用于。
技术介绍
电动跑步机的性能与马达的驱动能力息息相关，无论所设定速度是快或是慢，马达都必须具有能够驱动跑带并使其稳定运转的能力。详而言之，当使用者在跑步机上运动时，跑步机承受使用者体重倍数的负载，而且该负载会呈现波动变化，马达必须具有在此环境下能够提供适当的驱动力以满足使用者所设定的速度，让使用者能够随心所欲地在跑步机上走跑自如。如果马达性能不佳，例如驱动力不足或输出不均匀，使用者在运动时便会感觉到跑步机反应慢或有顿挫感，此外，当体重较重的使用者在剧烈运动时，也有可能产生上述不良现象，因此，跑步机制造者在设计马达时，除了确保马达具有足够的输出，大多会设想一额外功能，即在特定时间内允许马达输出大于安全驱动力的峰值驱动力，以维持运转顺畅，不过，要是没有设计适当的配套措施，使用时间一长，马达就容易发生故障。有鉴于此，具有保护功能的电动跑步机控制系统对于马达而言是必不可少的，常见的保护功能是指过载保护，一般来说，过载保护功能涵盖相当普遍的“过电流保护”技术，是防止控制系统烧坏或马达过热毁损的必备防护机制，而在电动跑步机领域，过电流保护的
技术实现思路
大体而言是“单过流保护”，若跑步机遭受突如其来的大负载，使得跑带运转速度低于原先的运转速度，当跑步机的控制系统侦测到跑带速度低于使用者所设定的速度时，便会开始增加马达的驱动力，提供马达较大的驱动电源电流，而此时马达的负载电流可能会超过控制系统预设的安全负载值，防护机制便会启动，开始管控流入马达的驱动电源电流，一方面，控制系统会将输入马达的电流峰值设定在一高于安全负载值的限制值，例如120%安全负载值，以应付大负载,但是控制系统也会将电流最大值限制在120%的安全负载值，也就是控制系统最大只能给马达供给120%安全负载值的电流(如以公知的PWM(脉冲宽度调变)技术进行限制)，另一方面，控制系统允许马达以高于安全负载值的状态(即过流状态)运转一特定时间，例如5秒钟，当5秒过后电流未下降到安全负载值以下，便切断对马达的供电，以此保护马达不受毁损。而所谓单过流保护便是指此种保护机制具有单一峰值限制，如上述例子的电流峰值限制在120%安全负载值。为了进一步说明使用者在一配备有习知单过流保护机制的跑步机上运动时马达的驱动电源电流变化状况，请参阅图6及图7，图6揭示了使用者运动时马达的驱动电源电流的长时间变化状况，其中，驱动电源电流的变化与马达负载电流相关，负载电流升高时驱动电源电流也会升高，而驱动电源电流会呈现如图中所示的状态的原因在于跑步机使用者的运动型态无法持续且长时间的施加一固定负载给马达，即便使用者突然重踩跑步机，其所施加的大负载持续时间也相当短暂，所以设计者在设计马达控制以及过流保护时，需将此特殊的负载特性考虑在内。而图7为一对应于图6中B处的放大图，此外，图7中的横坐标处有一作用时间t4，此为本例习知单过流保护的作用时间。如图6所示，图中纵坐标处有一安全负载值P1，所述安全负载值Pl是指设计者依其需求(例如使用寿命、出力大小等等)定义马达的负载电流超过一特定数值即属于自定义的过流状态，此特定数值即是安全负载值P1，而负载电流与驱动电源电流正相关，当负载电流升高到超过安全负载值Pi时，所接收的驱动电源电流值也会超过安全负载值P1，进一步而言，定义安全负载值的目的之一在于设定何时启动过流保护机制，而安全负载值Pi为一可自由定义的数值，此领域的技术人士可依实际需求自由设定马达安全负载值Pi的高低，例如，可将安全负载值Pl设定在该马达的额定电流值。此外，纵坐标处还有一高于安全负载值Pl的限制值D1，其目的在于设定当过流保护启动时马达所能获得的驱动电源电流必须被限制在一数值，且为适应大负载，此数值通常会高于安全负载值Pi，例如上述例子中的电流峰值限制在120%安全负载值。当使用者开始运动，负载变化随着时间进行到图6中A处时，此时负载小幅度增加，马达的负载电流也随之升高而使得驱动电源电流升高到大于安全负载值P1，此时，过流保护功能启动，但A处的驱动电源电流最大值仍未到达限制值D1，且其电流下降到安全负载值Pl以下时所经过的时间t3小于所述单过流保护的作用时间t4，因此，限制值Dl没有参与过流保护，马达也没有停止，马达仍然可以获得电流而继续进行运转；而当驱动电源电流大幅升高到大于限制值Dl时，如图6中B处及图7所示，此时因为单过流保护已启动(如图7所示，第二弧线C2突破a点时，单过流保护即启动)，驱动电源电流因而无法沿着第二弧线C2、C2-2继续升高到波峰，而是会被代表限制值Dl的水平线所截断，只能沿水平线段C2-1进行；鉴于所述跑步机的负载特性，随着时间继续进行，马达所需的驱动电源电流会逐渐降低，当驱动电源电流降低到限制值Dl以下时，驱动电源电流即可随着弧线段C2-3变化，持续降低，此例中，驱动电源电流下降到安全负载值Pl以下时所经过的时间t5小于所述单过流保护的作用时间t4，因此，同样地，马达仍然可以获得驱动电源电流而继续进行运转。然而设计单过流保护机制的难处在于峰值的高低选择,峰值的设定影响到跑步机的实际表现，如图7所示，若将峰值设定在一超过安全负载值Pl较多的限制值D2，虽然在实际表现上，配备有此保护机制的跑步机驱动力较强，但是马达寿命就可能缩短。若将峰值设定在一接近安全负载值Pl的限制值D3，虽然马达可以得到较好的保护，但配备此保护机制的跑步机在遭受大负载时可能会显得捉襟见肘、应付不来。类似地，如果为了保护马达而将单过流保护的作用时间t4缩短到一时间区段t6，同样有难以选择的问题，原因在于基于保护马达的前提下，时间区段t6越短越好，但考虑到跑步机的负载特性，若时间区段t6过短，则可能出现跑步机动不动就停止运转的恼人状况，而且跑步机的负载特性是难以预测的，因为每位使用者的体重、踩踏力道都不同，由此就会产生设计上的困难，因此，习知的单过流保护在马达保护与跑步机效能上可能会出现无法兼顾的状况。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的主要目的在于提供一种应用于，可使跑步机具有足够的驱动力并同时减少马达的耗损。为达到上述目的，本专利技术所提供的一种应用于跑步机的马达控制系统，所述跑步机具有一用于驱动跑带以预期速度绕转的马达，所述控制系统能监控到所述马达的负载状况并且参考所述负载状况调整供给所述马达的驱动电源，其特征在于当所述控制系统监控到所述马达的负载电流值大于一预定的安全负载值时，会依据所述负载电流值的大小调整所述驱动电源的电流值，但所述驱动电源的电流值能达到的最大值小于等于一大于所述安全负载值的第一限制值；进而，当所述控制系统监控到所述负载电流值大于所述安全负载值维持一预定的第一时间长度后，会依据所述负载电流值的大小调整所述驱动电源的电 流值，但所述驱动电源的电流值能达到的最大值小于等于一大于所述安全负载值且小于所述第一限制值的第二限制值。当所述控制系统监控到所述负载电流值大于所述安全负载值维持所述第一时间长度并接续维持一预定的第二时间长度后，会停止给所述马达供给所述驱动电源。所述第二时间长度长于所述第一时间长度。所述第一时间长度小于等于2秒，所述第二时间长度小于等于4秒。所述第一限制值介于I. 4倍所述安全负载值到I. 6倍所述安本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于跑步机的马达控制系统，所述跑步机具有一用于驱动跑带以预期速度绕转的马达，所述控制系统能监控到所述马达的负载状况并且参考所述负载状况调整供给所述马达的驱动电源，其特征在于：当所述控制系统监控到所述马达的负载电流值大于一预定的安全负载值时，会依据所述负载电流值的大小调整所述驱动电源的电流值，但所述驱动电源的电流值能达到的最大值小于等于一大于所述安全负载值的第一限制值；进而，当所述控制系统监控到所述负载电流值大于所述安全负载值维持一预定的第一时间长度后，会依据所述负载电流值的大小调整所述驱动电源的电流值，但所述驱动电源的电流值能达到的最大值小于等于一大于所述安全负载值且小于所述第一限制值的第二限制值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：储华，赵晓东，李芳，
申请(专利权)人：乔山健康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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