CN101478276A - 豆浆机电机软启动和软关断方法及实现该方法的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种豆浆机电机软启动方法，其将可控硅作为调压器接入电源和电机之间，并在周期为T的交流电中，采用检测交流电过零信号作为同步信号，通过移相触发方式改变可控硅的导通角大小，使电机上获得连续变化的电压。本发明能够真正实现豆浆机电机的软启动和软关断，减小电压突增和突降对于电机和电网造成的冲击；并且使得豆浆机电机启动时或关断时的转速平稳变化，降低电机对于负载机械的冲击转矩，提高了豆浆机的运行稳定性，延长电机使用寿命。

Description

豆浆机电机软启动和软关断方法及实现该方法的控制电路

技术领域

本发明涉及一种豆浆机电机软启动和软关断方法及实现该方法的控制电路。

背景技术

目前市场上的豆浆机电机基本上都是在启动时瞬间达到半功率或最大功率，而停止电机时都是立即停止，这就好比从枪膛射出的子弹由静止到飞速打出只在瞬间，会有很大的后坐力，电机也是如此，瞬间启动和停止会影响电机的功能性和寿命。而造成豆浆机电机上述情况的原因是由于目前的豆浆机电机控制电路均采用继电器驱动控制电机工作；接通电源后，电机直接启动，启动电流大，容易对电机和电网造成较大的冲击，降低电机使用寿命。而且在电机启动和关断时，由于电压变化大，使得电机的转速不平稳，对负载机械的冲击转矩，造成豆浆机抖动厉害，大大降低豆浆机的运行稳定性。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术的不足，而提供一种豆浆机电机软启动和软关断方法，能够给予电机一定的缓冲保护，保证电机的工作性能稳定，以此延长其使用寿命。

本发明的技术方案是：一种豆浆机电机软启动和软关断方法，将可控硅作为调压器接入电源和电机之间，并在周期为T的交流电中，采用检测交流电过零信号作为同步信号，通过移相触发方式改变可控硅的触发导通角大小，使电机上获得连续变化的电压。

如本发明的上述技术方案所述，豆浆机电机软启动时只需通过移相触发方式逐渐增大可控硅的导通角，使得电机能够从低电压开始启动，直至达到额定电压；此过程能够减小电压突增对于电机和电网造成的冲击；并且豆浆机电机启动时的转速由慢到快逐渐平稳达到最高转速，大大降低了电机对于负载机械的冲击转矩，提高了豆浆机的运行稳定性。

同理，当豆浆机电机软关断时则只需通过移相触发方式逐渐减小可控硅的导通角，使得电机电压逐步减小到零；此过程能够减小电压突降对于电机和电网造成的冲击；并且豆浆机电机的转速快到慢逐渐降低到零，大大降低了对于负载机械的冲击转矩，提高了豆浆机的运行稳定性。

本发明的另一目的是提供一种实现上述豆浆机电机软启动和软关断方法的控制电路，这种控制电路的技术方案如下：将可控硅的两个主电极同电机一同串联在电源供电回路中，而可控硅的控制极经一触发电路单元同单片机连接；该单片机通过一直流稳压单元连接电源，并且单片机与该直流稳压单元之间连接有电源过零信号检测单元。

本发明中所述触发电路单元优选输出端接入可控硅为负载，而输入端连接单片机的光电耦合芯片。

本发明中所述单片机上还连接有防击穿电路保护单元，该防击穿保护单元包括继电器、二极管和三极管，所述三极管的集电极接入继电器为负载，而基极连接单片机；所述继电器的常闭触点与二极管并联后与电机和可控硅的两个主电极一同串联在电源供电回路中。

本发明的优点是：

本发明所述的这种豆浆机电机软启动和软关断方法，通过移相触发方式改变可控硅的导通角，使电机能够获得连续变化的电压，从而真正实现了豆浆机电机的软启动和软关断：

软启动时电机从低电压开始启动，直至达到额定电压；此过程能够减小电压突增对于电机和电网造成的冲击；并且豆浆机电机启动时的转速由慢到快逐渐平稳达到最高转速，大大降低了电机对于负载机械的冲击转矩，提高了豆浆机的运行稳定性，并延长电机使用寿命。

软关断时电机电压逐步减小到零；此过程能够减小电压突降对于电机和电网造成的冲击；并且豆浆机电机的转速快到慢逐渐降低到零，大大降低了对于负载机械的冲击转矩，提高了豆浆机的运行稳定性，并同样利于延长电机使用寿命。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明控制电路的结构示意图；

图2为图1控制电路中可控硅在移相触发方式下工作波形变化示意图。

具体实施方式

实施例：本发明提供了一种豆浆机电机软启动和软关断方法，这种方法将可控硅TR2作为调压器接入电源和电机M1之间，并在周期为T的交流电中，采用检测交流电过零信号作为同步信号，通过移相触发方式改变可控硅TR2的导通角，使电机M1上获得连续变化的电压。

同时本发明还提供了一种实现上述方法的控制电路，本实施例通过结合图1所示，对这种控制电路的构成及其实现电机软启动和软关断的过程进行详细说明如下：这种豆浆机电机控制电路采用可控硅移相式触发电路，具体由单片机U4、直流稳压单元1、电源过零信号检测单元2、防击穿保护单元3、电机M1、可控硅TR2、光电耦合芯片U3，电阻R4、R6、R7、R10和电容C4、C12所组成。

所述单片机U4经直流稳压单元1同电源连接，电源为220V交流电；同时单片机U4与该直流稳压单元1之间连接有电源过零信号检测单元2。

直流稳压单元1具体由降压变压器T1、二极管D1～D5、电容C2、C3和C10和三端稳压器U1组成。二极管D1～D4连接成全波桥式整流器与降压变压器T1的低压端共同组成整流电路，该整流电路的一个输出端连接二极管D5的正极，而二极管D5的负极接入三端稳压器U1的输入端；整流电路的另一输出端接入三端稳压器U1的接地端；同时所述电容C2连接在三端稳压器U1的输入端和接地端之间，而电容C3和电容C10均连接在三端稳压器U1的输出端和接地端之间。

电源输入的220V市电，经变压器T1和二极管D1～D4整流、电容C2滤波、三端稳压器U1稳压、电容C3和C10滤波，从而提供稳定输出的+5V电压供给单片机U4。

本实施例中所述电源过零信号检测单元2由电阻R3、R8和电容C5组成；电阻R3一端与直流稳压单元3中的二极管D5正极连接，另一端经电阻R8接地，电容C5并联在电阻R8两端；而电阻R3和电阻R8的共接端一齐接入单片机U4的一个I/O口19。该电源过零信号检测单元2从直流稳压单元1的前级取出脉动的直流信号，经过电阻R3、R8分压，电容C5滤去高频从而得到交流电的过零脉冲信号，直流稳压单元1中的二极管D5在这里起到对电容C2滤波的隔离作用。

本实施例中所述单片机U4的一个I/O口12经电阻R10连接光电耦合芯片U3的输入端，该输入端也即光电耦合芯片U3内的发光二极管负极，而发光二极管的正极接+5V电压；光电耦合芯片U3的输出端为其内部光敏双向触发管的两极，其中一极连接可控硅TR2的控制极，而另一极串联电阻R4后分出两路，一路经电容C12接入可控硅TR2的第一主电极，另一路则经电阻R6接入可控硅TR2的第二主电极，该电阻R6与电容C12相互配合以防止电机M1在上电瞬间电机的抖动现象。所述可控硅TR2的两个主电极与电机M1一同串联在电源供电回路中，并且在该可控硅TR2的第一主电极和第二主电极之间还串联有电阻R7和电容C4。

本实施例中所述防击穿保护单元3由电阻R1、继电器RY1、二极管D6和三极管Q2组成，单片机U4的一个I/O口20经电阻R1接入三极管Q2的基极，而三极管Q2的集电极接入继电器RY1作为负载，该继电器RY1的常闭触点K1与二极管D2并联后与电机M1和可控硅TR2的两个主电极一同串联在电源供电回路中。

本实施例所述的这种豆浆机电机控制电路中，当单片机U4的I/O口12的输出电压为低电平时，光电耦合芯片U3内的发光二极管发光，通过光敏双向触发管使可控硅TR2有效导通，从而接通电机M1供电回路。并且与此同时通过调整单片机U4的I/O口12输出低电平的时间，并与电源过零信号检测单元2得到的交流电过零脉冲信号配合输出，再通过光电耦合芯片U3发出控制信号，在周期为T的交流电中以移相触发方式将可控硅TR2的导通角从α1增大到α2(如图2所示阴影部分为导通状态)，使电机M1从低电压开始启动，直至达到额定电压，实现电机M1的软启动。此过程能够减小电压突增对于电机M1和电网造成的冲击；并且电机M1启动时的转速由慢到快逐渐平稳达到最高转速，大大降低了电机M1对于负载机械的冲击转矩，提高了豆浆机的运行稳定性；也延长电机M1的使用寿命。

而在关断电机M1时，上述豆浆机电机控制电路能够实现软关断，该软关断过程同软启动过程相反，通过调整单片机U4的I/O口12输出低电平的时间，并与电源过零信号检测单元2得到的交流电过零脉冲信号配合输出，再通过光电耦合芯片U3发出控制信号，在周期为T的交流电中以移相触发方式将可控硅TR2的导通角从α2减小到α1(如图2所示阴影部分为导通状态)，使电机M1电压逐渐降低。此过程能够减小电压突降对于电机M1和电网造成的冲击；并且由于电机M1转速逐渐下降到零，避免了电机M1自由停车对负载机械的转矩冲击，有效防止豆浆机抖动，提高了豆浆机运行稳定性；大大延长了电机M1使用寿命。

并且本实施例所述的豆浆机电机控制电路由于增加了防击穿保护单元3，当可控硅TR2意外击穿时，该防击穿保护单元3立刻切断电机M1的供电回路，保证豆浆机运行过程的安全。

Claims (6)

1.一种豆浆机电机软启动和软关断方法，其特征在于将可控硅(TR2)作为调压器接入电源和电机(M1)之间，并在周期为T的交流电中，采用检测交流电过零信号作为同步信号，通过移相触发方式改变可控硅(TR2)的导通角大小，使电机(M1)上获得连续变化的电压。

2.根据权利要求1所述的豆浆机电机软启动和软关断方法，其特征在于当启动时，导通角逐渐增大，电机(M1)上的电压逐渐增大，当关断时，导通角逐渐减小，电机(M1)上的电压逐渐减小。

3.一种实现如权利要求1或2中任意一项所述方法的豆浆机电机控制电路，其特征在于将可控硅(TR2)的两个主电极同电机(M1)一同串联在电源供电回路中，而可控硅(TR2)的控制极经一触发电路单元同单片机(U4)连接；该单片机(U4)通过一直流稳压单元(1)连接电源，并且单片机(U4)与该直流稳压单元(1)之间连接有电源过零信号检测单元(2)。

4.根据权利要求3所述的豆浆机电机控制电路，其特征在于所述触发电路单元为光电耦合芯片(U3)，该光电耦合芯片(U3)的输出端接入可控硅(TR2)为负载，而输入端连接单片机(U4)。

5.根据权利要求4所述的豆浆机电机控制电路，其特征在于所述单片机(U4)的一个I/O口(12)经电阻(R10)连接光电耦合芯片(U3)的输入端，该输入端也即光电耦合芯片(U3)内的发光二极管负极，而发光二极管的正极接+5V电压；光电耦合芯片(U3)的输出端为其内部光敏双向触发管的两极，其中一极连接可控硅(TR2)的控制极，而另一极串联电阻(R4)后分出两路，一路经电容(C12)接入可控硅(TR2)的第一主电极，另一路则经电阻(R6)接入可控硅(TR2)的第二主电极，该电阻(R6)与电容(C12)相互配合以防止电机(M1)在上电瞬间电机的抖动现象；同时可控硅(TR2)的第一主电极和第二主电极之间还串联有电阻(R7)和电容(C4)。

6.根据权利要求3或4或5所述的豆浆机电机控制电路，其特征在于所述单片机(U4)上还连接有防击穿电路保护单元(3)，该防击穿保护单元(3)包括继电器(RY1)、二极管(D6)和三极管(Q2)，所述三极管(Q2)的集电极接入继电器(RY1)为负载，而基极连接单片机(U4)；所述继电器(RY1)的常闭触点(K1)与二极管(D2)并联后与电机(M1)和可控硅(TR2)的两个主电极一同串联在电源供电回路中。

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