CN104236746B - 用于马达的温度监控装置及监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种用于马达的温度监控装置及监控方法，在马达与安装于马达外部壳体的编码器中皆设置温度感测元件，以感应马达内、外部温度的变化，并利用内、外部温度所产生的温度差监控两感应器的工作情况，使马达可以在安全的温度范围下运转，达到保护马达的功用，避免马达烧毁，可有效增加马达使用的寿命，并保护马达在正常的工作温度下可以维持良好的高动力输出，且温度感测元件由单一传输线进行讯号传输，可提升配送效率与降低配线成本。

Description

用于马达的温度监控装置及监控方法

技术领域

本发明涉及一种用于马达的温度监控装置及监控方法。

背景技术

一般马达内部虽装设有温度感测元件，但当马达在运转时已产生高温的现象，往往马达已因温度过高损坏，连带烧毁马达内部其它零件。

因此，目前具有马达温度保护机制的监控系统中，为了避免马达内部因为温度过高而造成烧毁，通常在温度感测元件侦测到马达温度超过某一温度点时，会进行切断输出而让马达停止运作，避免马达损坏执行保护功能，但在马达停止运转以后，使用者又必须等待马达温度下降至某一设定温度点以后才可以再次进行运作，如此会造成使用者操作的不便。

另一方面，市面上也有一种马达用的温度警示装置，但警示装置仅在马达外部连接蜂鸣器或扬声器等，当温度感测元件感应到马达温度超过某一温度点时，利用声音达到警示功用，但一般工作场所机械运转的音量常会大于蜂鸣器音量，因此若当蜂鸣器或扬声器启动后会因机械运动的音量过大，使工作人员无法听到蜂鸣器或扬声器发出的声音，导致无法立即察觉马达过热的现象而导致马达损坏。

但是，倘若马达内部的温度感测元件损坏，已无法正常侦测马达温度是否超过某一温度点，即便马达设有急停保护或温度警示等功能，也无法感应到马达过热的现象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于马达的温度监控装置及监控方法，使马达在安全的温度范围下运转，避免马达烧毁。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用于马达的温度监控装置，包括

驱动器，具有一温度监控单元，并产生一驱动讯号用以控制及驱动马达运转；

编码器，其安装于马达的外部壳体上，具有一处理单元，用以读取马达运转时所输出的回授信号并将所述回授信号回传至驱动器；

第一温度感测元件，设置于马达内，用以侦测马达内部的温度变化，以产生第一温度讯号；

第二温度感测元件，设置于编码器内且贴附于马达的外部壳体，用以侦测马达的外部壳体的温度变化，以产生第二温度讯号；以及

第一传输线，供串接所述第一温度感测元件及编码器，用以将所述第一温度讯号传送至编码器中；

第二传输线，供串接所述第二温度感测元件及编码器，用以将所述第二温度讯号传送至编码器中；

所述编码器的处理单元整合第一温度讯号与第二温度讯号而输出第三温度讯号，将第三温度讯号通过第三传输线传送至所述驱动器的温度监控单元中，使温度监控单元监测马达内部与外部壳体的温度变化。

优选的，所述温度监控单元还包含一温度感测元件异常警报装置及一马达过热警报装置，所述温度感测元件异常警报装置系用以指示第一温度感测元件与第二温度感测元件的工作情况，所述马达过热警报装置用以指示马达的受热状况。

优选的，所述第一温度感测元件与第二温度感测元件为热敏电阻、热二极管或热电偶。

优选的，所述第一温度感测元件通过所述第一传输线将所述第一温度讯号传送至所述编码器的处理单元中；所述第二温度感测元件通过所述第二传输线将所述第二温度讯号传送至所述编码器的处理单元中。

优选的，所述回授信号包括所述马达的位置、速度与加速度。

优选的，所述第一传输线、第二传输线、第三传输线为同一条传输线。

本发明还揭示了一种根据上述的用于马达的温度监控装置的监控方法，包括如下步骤：

S1、通过第一温度感测元件与第二温度感测元件分别监测马达内部与外部温度，并通过第一传输线与第二传输线分别将监测所得的第一温度讯号和第二温度讯号传输至所述编码器的处理单元中；

S2、所述编码器的处理单元整合第一温度讯号与第二温度讯号而输出第三温度讯号，通过第三传输线传输至所述驱动器的温度监控单元中，温度监控单元监测马达内部与外部的温度的变化；

S3、所述温度监控单元判断第一、第二温度感测元件的温度差是否超过正常规范的温度范围；

S4、当所述第一温度感测元件与第二温度感测元件的温度差超过正常规范的温度范围时，所述温度监控单元内的温度感测元件异常警报装置发出异常警报讯息；

S5、当所述第一温度感测元件与第二温度感测元件的温度差处于正常规范的温度范围时，所述温度监控单元判断马达是否过热；

S6、当所述第一温度感测元件所感测马达的内部温度已上升超过额定的温度范围，或当第二温度感测元件所感测马达的外部壳体温度已上升超过额定温度范围时，所述马达过热警报装置发出警报讯息；

S7、当所述马达过热警报装置发出警报讯息后，所述驱动器输出一个中断讯号用以启动马达安全急停保护机制当马达温度超过过热保护范围，将启动一个安全急停保护机制用以停止马达的运转；

S8、当所述第一温度感测元件及第二温度感测元件所感测温度尚未上升超过预设温度范围，所述马达正常工作。

本发明的有益效果主要体现在：

通过在马达与安装于马达外部壳体的编码器中皆设置温度感测元件，以感应马达内、外部温度的变化，并利用内、外部温度所产生的温度差监控两感应器的工作情况，让马达可以在安全的温度范围下运转，达到保护马达的功用，避免马达烧毁，可有效增加马达使用的寿命，并保护马达在正常的工作温度下可以维持良好的高动力输出，且温度感测元件由单一传输线进行讯号传输，可提升配送效率与降低配线成本。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明温度监控装置的结构示意图；

图2：本发明温度监控方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，用于马达的温度监控装置1包括：一驱动器10，接收电源12的输入电流121并产生一个驱动讯号103，用以控制及驱动其马达14运转，其内具有一温度监控单元101；一编码器16，其安装于马达14的外部壳体上，具有一处理单元161，用以读取马达14运转时所输出的回授信号162，并将回授信号162回传至驱动器10；因此，当驱动器10因电源12启动后会驱动马达14进行运转，而编码器16会感测马达14所输出的回授信号162，再由驱动器10收集编码器16中的回授信号162，经处理后产生驱动讯号103以控制马达14，而回授信号162包括马达14的位置、速度与加速度等。

用于马达的温度监控装置1进一步包含一第一温度感测元件T1，设置于马达14内用以侦测马达14内部的温度变化，以产生一第一温度讯号；以及一第二温度感测元件T2，设置于编码器16内部且贴附于马达14的外部壳体，用以侦测马达14外部壳体的温度变化，以产生一第二温度讯号。所述第二温度感测元件T2可利用黏着的方式或是利用镶嵌的方式设置于编码器16内部且贴附于马达14的外部壳体；其中第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2分别经由两条传输线，将第一温度讯号与第二温度讯号传输至编码器16中（线段S1与S2），并由编码器16内部的处理单元161整合第一温度讯号与第二温度讯号而输出一第三温度讯号，将第三温度讯号再通过一传输线(线段S3)传送至温度监控单元101中，使温度监控单元101监测马达14内部与外部壳体的温度变化。连接第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2的传输线(线段S1、S2)，其与连接处理单元161与温度监控单元101的传输线(线段S3)可视为同一条传输线，都用以传输温度讯号，由此单一传输线进行温度讯号传输，可有效减少配线的复杂度，提升配送效率与降低配线成本。

此外，温度监控单元101还具有一温度感测元件异常警报装置1011与一马达过热警报装置1012，其中温度感测元件异常警报装置1011用以指示两温度感测元件(T1、T2)的工作情况，当第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2的温度差超过正常规范的温度范围，则温度感测元件异常警报装置1011会发出异常警报讯息，警告使用者第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2产生温度异常的情况；而马达过热警报装置1012则用以指示马达14的受热状况，因此当第一温度感测元件T1所感测马达14的内部温度已上升超过额定的温度范围，或当第二温度感测元件T2所感测马达14的外部壳体温度已上升超过额定的温度范围时，会由此马达过热警报装置1012预先发出一个过热警报讯息，警示马达14的温度已达过热保护范围，此时则会输出一个中断讯号启动一个安全急停保护机制，用以控制马达14停止运转，达到保护马达14的目的。在本实施例中要说明的事，第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2为热敏电阻(Thermistor)、热二极管(Thermal Diode)或热电偶(Thermal Couple)等。

当马达14在运转时，由驱动器10内部的温度监控单元101同时监测第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2所感测到温度的变化，亦即同时监测马达14内部温度与外部壳体的温度变化，因此当第一温度感测元件T1所感测马达14的内部温度上升到额定温度范围或当第二温度感测元件T2所感测马达14的外部壳体温度上升到额定温度范围时，马达过热警报装置1012将预先发出过热警报讯息，例如：通过蜂鸣器、扬声器发出声音或是通过灯号闪烁，来达到警示马达14的温度已达过热保护范围，告知使用者马达14有过热的现象；倘若马达的温度已超过过热保护范围，此时系统会进一步输出中断讯号启动一个安全急停保护机制，用以控制马达14停止运转，达到保护马达的功用。

除了在马达内设置有温度感测元件外，在与马达相连接的编码器内亦设置有温度感测元件，因此即便马达内部的温度感测元件损坏而无法有效感应马达内部受热状况，通过编码器内所设置的温度感测元件的作用，虽然是感应马达外部壳体的受热状况，但依据马达外部壳体温度的变化可推知马达内部目前的温度，一样能达到保护马达的目的，让马达可以在安全的温度范围下运转。

如图2所示，所述监控方法的流程如下：

步骤200：监测马达内部与外部温度；由驱动器内部的温度监控单元监测马达内部与外部的温度的变化，亦即观察第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2所感测到温度的变化，接着进入步骤201。

步骤201：判断两温度感测元件的温度差是否超过正常规范的温度范围；若第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2的温度差超过正常规范的温度范围，跳至步骤202由温度感测元件异常警报装置发出异常警报讯息，警告使用者第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2产生温度异常的情况，若第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2的温度差处于正常规范的温度范围下，则继续至步骤203。

步骤203：判断马达是否过热；由于侦测马达内部的温度会高于马达外部壳体的温度，第一温度感测元件T1与第二温度感测元件T2所感测到的温度，或两温度感测元件的温度差可判断目前马达受热状况，换言之，当第一温度感测元件所感测马达的内部温度已上升超过额定的温度范围，当第二温度感测元件所感测马达的外部壳体温度已上升超过额定温度范围时，则跳至步骤204，若第一温度感测元件T1所感测马达的内部温度尚未上升超过预设温度范围，或第二温度感测元件T2所感测马达外部壳体温度尚未上升超过预设温度范围，则至步骤206。

步骤204：过热警报装置发出警报讯息；在马达内外部温度已上升达额定温度范围时，会由过热警报装置预先发出一个过热警报讯息例如：通过蜂鸣器、扬声器发出声音或是通过灯号闪烁，告知使用者马达过热状态，接着进入步骤205。

步骤205：启动马达安全急停保护机制；当马达温度超过过热保护范围，将启动一个安全急停保护机制用以停止马达的运转，达到保护马达的目的。

步骤206：马达处于正常的工作温度范围。

综上所述，由于马达与安装于马达外部壳体的编码器内设置温度感测元件，利用两温度感测元件分别感应马达内、外部壳体温度的变化，并于驱动器中设置温度监控单元监控内、外部壳体的温度所产生的温度差，可有效监测马达受热状况，以及确保温度感测元件的工作情况，增加马达使用的寿命，并使马达在正常的工作温度下可以维持良好的高动力输出。

需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1. 一种用于马达的温度监控装置，其特征在于：包括

驱动器，具有一温度监控单元，并产生一驱动讯号用以控制及驱动马达运转；

编码器，其安装于马达的外部壳体上，具有一处理单元，用以读取马达运转时所输出的回授信号并将所述回授信号回传至驱动器；

第一温度感测元件，设置于马达内，用以侦测马达内部的温度变化，以产生第一温度讯号；

第二温度感测元件，设置于编码器内且贴附于马达的外部壳体，用以侦测马达的外部壳体的温度变化，以产生第二温度讯号；以及

第一传输线，供串接所述第一温度感测元件及编码器，用以将所述第一温度讯号传送至编码器中；

第二传输线，供串接所述第二温度感测元件及编码器，用以将所述第二温度讯号传送至编码器中；

所述编码器的处理单元整合第一温度讯号与第二温度讯号而输出第三温度讯号，将第三温度讯号通过第三传输线传送至所述驱动器的温度监控单元中，使温度监控单元监测马达内部与外部壳体的温度变化。

2.根据权利要求1所述的用于马达的温度监控装置，其特征在于：所述温度监控单元还包含一温度感测元件异常警报装置及一马达过热警报装置，所述温度感测元件异常警报装置系用以指示第一温度感测元件与第二温度感测元件的工作情况，所述马达过热警报装置用以指示马达的受热状况。

3.根据权利要求1或2所述的用于马达的温度监控装置，其特征在于：所述第一温度感测元件与第二温度感测元件为热敏电阻、热二极管或热电偶。

4.根据权利要求1所述的用于马达的温度监控装置，其特征在于：所述第一温度感测元件通过所述第一传输线将所述第一温度讯号传送至所述编码器的处理单元中；所述第二温度感测元件通过所述第二传输线将所述第二温度讯号传送至所述编码器的处理单元中。

5.根据权利要求1所述的用于马达的温度监控装置，其特征在于：所述回授信号包括所述马达的位置、速度与加速度。

6.根据权利要求1所述的用于马达的温度监控装置，其特征在于：所述第一传输线、第二传输线、第三传输线为同一条传输线。

7.一种根据权利要求1所述的用于马达的温度监控装置的监控方法，其特征在于：包括如下步骤，

S1、通过第一温度感测元件与第二温度感测元件分别监测马达内部与外部温度，并通过第一传输线与第二传输线分别将监测所得的第一温度讯号和第二温度讯号传输至所述编码器的处理单元中；

S2、所述编码器的处理单元整合第一温度讯号与第二温度讯号而输出温度差，通过第三传输线传输至所述驱动器的温度监控单元中，温度监控单元监测马达内部与外部的温度的变化；

S3、所述温度监控单元判断第一、第二温度感测元件的温度差是否超过正常规范的温度范围；

S4、当所述第一温度感测元件与第二温度感测元件的温度差超过正常规范的温度范围时，所述温度监控单元内的温度感测元件异常警报装置发出异常警报讯息；

S5、当所述第一温度感测元件与第二温度感测元件的温度差处于正常规范的温度范围时，所述温度监控单元判断马达是否过热；

S6、当所述第一温度感测元件所感测马达的内部温度已上升超过额定的温度范围，或当第二温度感测元件所感测马达的外部壳体温度已上升超过额定温度范围时，所述马达过热警报装置发出警报讯息；

S7、当所述马达过热警报装置发出警报讯息后，所述驱动器输出一个中断讯号用以启动马达安全急停保护机制，当马达温度超过过热保护范围，将启动一个安全急停保护机制用以停止马达的运转；

S8、当所述第一温度感测元件及第二温度感测元件所感测温度尚未上升超过预设温度范围，所述马达正常工作。