CN105024619A - 一种食物搅拌处理器的智能化速度控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，电流互感器电路模块输入端设置于电机驱动电路模块输出端，取得反应切削刀组件负载的电机工作电流信号。电流互感器电路模块包括电流互感器和互感电流转换模块，电流互感器输出端与互感电流转换模块连接，将电流互感器感应的电流信号转成电压信号提供给智能控制电路模块，智能控制电路模块根据获取的电流信号通过电机驱动电路模块对电机进行智能控制。本发明解决了食物处理器高速旋转产生的噪音和机械震动问题，实现智能化的速度控制，有效的控制器具在高速运转时产生的噪音；做到高效、高能、安全、低噪，同时延长了器具使用寿命，提高功能性能比，应用前景将广阔。

Description

一种食物搅拌处理器的智能化速度控制系统

技术领域

本发明涉及一种食物处理装置，特别涉及一种食物搅拌装置。

背景技术

目前，现有的食物搅拌处理器一般设有相关的切削刀组件和驱动切削刀组件工作的电机，如申请公开号为CN103110366A的中国发明专利，其包括驱动装置、搅拌容器、刀组件，其中驱动装置直接或间接驱动刀组件，刀组件可旋转设置于搅拌容器内。这种结构的食物搅拌处理器在搅拌食物时，从开机运转到搅拌结束电机都使用同一特定的速度，尤其对于具有高转速的机器，开机启动瞬间产生的高速旋转，一方面会对电机甚至整机产生很大的机械冲击，产生机械振动，降低了食物搅拌处理器使用寿命；另一方面整机空载启动时瞬间产生的巨大噪音，既污染环境又让用户感到难受。

故现有技术有较大改进空间。

发明内容

为解决现有食物搅拌处理器存在的上述缺陷，本发明提供一种减少机械振动、噪音小、使用寿命长的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统。

为实现上述目的，本发明采取的方案是：

一种食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，包括切削刀组件、电机和控制电路板组件；所述切削刀组件由电机驱动，电机和控制电路板组件之间电气连接；其特征在于，所述控制电路板组件包括智能控制电路模块、电流互感器电路模块和可控的电机驱动电路模块；所述智能控制电路模块分别与电流互感器电路模块和电机驱动电路模块电气连接；所述电流互感器电路模块输入端设置于电机驱动电路模块输出端，取得反应切削刀组件负载的电机工作电流信号。

作为上述方案的进一步说明，通过在控制电路板组件上植入智能控制电路模块，再通过电流互感器电路模块感应电机工作电流变化反馈，来判断切削刀组件对电机传递来的扭矩力度大小，从而智能地控制电机的转速。其控制原理是:在整机空载状态下，即切削刀组件在无负载状态时，切削刀组件低速运转，也即控制电机低速度运转；在负载状态下，即切削刀组件带负载运转时，电机的输出扭力与切削刀组件工作所需扭力时刻保持一致，当切削刀组件上的负载变化时，电机驱动切削刀组件的扭矩力也相应变化，电机工作电流也相应变化。智能控制电路模块通过电流互感器电路模块反馈的电机工作电流，即可判断切削刀组件的实时负载情况，即可实现合理的速度进行低噪音启动，减少振动，延长寿命；有效地控制整机的工作稳定度。

作为上述方案的改进，前述控制电路板组件还包括感应检测电机转速的霍尔元件反馈电路模块，霍尔元件反馈电路模块的输出端与智能控制电路模块输入端电气连接；霍尔元件反馈电路模块包含霍尔元件，霍尔元件设于电机上。霍尔元件用于感应电机的转速，智能控制电路模块通过霍尔元件反馈电路模块反馈回来的电机转速，根据测到的转速来调整可控硅的导通时间，从而实现电机速度的控制，达到切削刀组件稳定运转的效果。

前述电流互感器电路模块包括电流互感器和互感电流转换模块，电流互感器输出端与互感电流转换模块连接，将电流互感器感应的电流信号转成电压信号提供给智能控制电路模块，智能控制电路模块根据获取的电流信号通过电机驱动电路模块对电机进行智能控制。互感电流转换模块将电流信号转换成智能控制电路模块可识别的电压信号。方便智能控制电路模块进行数据处理。

前述互感电流转换模块包括感应电流整流桥、两个感应电流波电容和两个感应电流转电压电阻；两个感应电流转电压电阻串联后并联在感应电流整流桥输出端和地之间；两个感应电流波电容并联在感应电流整流桥输出端和地之间；感应电流整流桥输入端与电流互感器输出端电气连接；两个感应电流转电压电阻串联处为感应电压输出端，感应电压输出端与智能控制电路模块输入端电气连接，感应电压输出端设有感应电压输出滤波电容。整机空载感应通过电流互感器、电流整流桥、感应电流波电容进行感应信号处理。当切削刀组件受到阻尼带上负载时，感应电压输出端处电压高，反之则电压低，而电压高低通过智能控制电路模块反馈到电机，从而实现速度的检测。这种结构的互感电流转换模块电路结构简单，成本低，抗干扰能力强，电磁兼容性好。

前述电机驱动电路模块包括调速电路模块和自动开关控制模块；调速电路模块、电机和自动开关控制模块依次电气串联连接。自动开关控制模块接通后，调速电路模块才能对电机进行调速。调速电路模块可根据负载的变化，而控制电机的工作电流作出相应的变化。

前述调速电路模块为双向可控硅调速电路结构；双向可控硅的输入端和输出端之间设有电阻和电容串联组成的阻容缓冲电路；双向可控硅的驱动端设有三极管和电阻组成的可控硅驱动电路，三极管的控制端通过电阻与智能控制电路模块电气连接。双向可控硅容易控制，具有控制简单，可以使用交流电机的特点，智能控制电路模块控制双向可控硅的导通时间，即可调整电机的工作电流，从而达到电机的速度控制，实现对切削刀组件的智能控制。

前述自动开关控制模块主要由继电器和三极管组成的继电器驱动电路组成，三极管的控制端通过电阻与智能控制电路模块电气连接。智能控制电路模块控制三极管的导通和断开状态，实现对继电器的导通和断开的控制，从而实现对电机的开关控制。

前述控制电路板组件还包括输出电压为+12V的开关电源模块，开关电源模块输出端设有+5V的电压输出的稳压电路模块。开关电源模块和稳压电路模块为系统提供稳定可靠的工作电源。开关电源模块电流效率高，对输入电压的适应范围大，稳压电路模块为核心部件提供精度高、电压稳定的工作电源，保证系统稳定地工作。

由上可知，本发明主要有以下优点：解决了食物处理器高速旋转产生的噪音和机械震动问题，通过感应切削刀组件所受电机传递的扭矩的大小，实现智能化的速度控制，有效的控制器具在高速运转时产生的噪音；在保证高转速、高功率处理食物的同时，真正做到高效、高能、安全、低噪，同时也一定程度上延长机器的使用寿命，提高功能性能比，应用前景将广阔。

附图说明

图1为本发明的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统的结构示意图。

图2为图1的控制电路板组件的电路原理框图。

图3为图2的电流互感器电路模块、智能控制电路模块和电机驱动电路模块的电路原理图。

图4为图2的霍尔元件反馈电路模块和智能控制电路模块的电路原理图。

图5为图2的开关电源模块和稳压电路的模块电路原理图。

图中：1、食物搅拌处理器；2、切削刀组件；3、电机；4、控制电路板组件；5、联轴器；41、智能控制电路模块；42、电流互感器电路模块；421、互感电流转换模块；43、霍尔元件反馈电路模块；44、电机驱动电路模块；441、调速电路模块；442、自动开关控制模块；45、开关电源模块；46、稳压电路模块；47、霍尔元件。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式，对本发明及其有益技术效果进行进一步详细说明。

如图1所示，本发明的硬件部件包括切削刀组件2、电机3和控制电路板组件4。切削刀组件2由电机3驱动，具体地，所述电机3通过联轴器5与切削刀组件2连接，电机和控制电路板组件之间电气连接。

如图2-图5所示，控制电路板组件4包括智能控制电路模块41、电流互感器电路模块42和可控的电机驱动电路模块44；智能控制电路模块41分别与电流互感器电路模块42和电机驱动电路模块44电气连接；电流互感器电路模块42输入端设置于电机驱动电路模块44输出端，取得反应切削刀组件2负载的电机3工作电流信号。电流互感器电路模块42包括电流互感器和互感电流转换模块421，电流互感器T1输出端与互感电流转换模块421连接，将电流互感器T1感应的电流信号转成电压信号提供给智能控制电路模块41，智能控制电路模块41根据获取的电流信号通过电机驱动电路模块44对电机3进行智能控制。通过模块化的电路设计，使电路设计简化，智能控制电路模块41以广泛使用的微控制器IC1为核心，使用更为灵活，有郊地降低了控制电路板组件4的体积，使控制电路板组件4占用空间小，方便控制电路板组件4植入到食物搅拌处理器IC1内部，节省开发和生产成本。本发明的软件智能控制程序，烧录在微控制器IC1内。

另外，控制电路板组件4还包括感应检测电机3转速的霍尔元件反馈电路模块43，霍尔元件反馈电路模块43的输出端与智能控制电路模块41输入端电气连接；霍尔元件反馈电路模块43包含霍尔元件47，霍尔元件47设于电机3上。以及，控制电路板组件4还包括输出电压为+12V的开关电源模块45，开关电源模块45输出端设有+5V的电压输出的稳压电路模块46。在电路原理图中，霍尔元件47通过连接器CN4与电路进行电气连接。霍尔元件47为非接触式感应元件，可有效地感应到电机3的转速，并将电机3的转速转换成脉冲信号输入到智能控制电路模块41的微控制器IC1中进行信号处理。霍尔元件47的应用，使系统测速变得简单，将电机3的转速向智能控制电路模块41提供负反馈信号，使系统的控制更为精准而有效。

其中，电流互感器电路模块42包括电流互感器T1和互感电流转换模块421，电流互感器T1输出端与互感电流转换模块421连接，将电流互感器T1感应的电流信号转成电压信号提供给智能控制电路模块41，智能控制电路模块41根据获取的电流信号通过电机驱动电路模块44对电机3进行智能控制。互感电流转换模块421包括感应电流整流桥DG1、两个感应电流波电容(C15、EC6)和两个感应电流转电压电阻(R32、R33)；两个感应电流转电压电阻(R32、R33)串联后并联在感应电流整流桥DG1输出端和地之间；两个感应电流波电容(C15、EC6)并联在感应电流整流桥DG1输出端和地之间；感应电流整流桥DG1输入端与电流互感器T1输出端电气连接；两个感应电流转电压电阻(R32、R33)串联处为感应电压输出端HGQ，感应电压输出端HGQ与智能控制电路模块41输入端电气连接，感应电压输出端HGQ设有感应电压输出滤波电容C16。电流互感器T1感应的电流信号经感应电流整流桥DG1整流，再经两个感应电流波电容(C15、EC6)滤波后，变成直流信号，最后经两个感应电流转电压电阻(R32、R33)转换成电压信号。智能控制电路模块41的微控制器IC1对感应电压输出端HGQ的电压信号进行接收，并进行A/D转换，根据其大小，判断切削刀组件的实时负载情况，实现智能控制。

其中，电机驱动电路模块44包括调速电路模块441和自动开关控制模块442；调速电路模块441、电机3和自动开关控制模块442依次电气串联连接。具体地，调速电路模块441为双向可控硅调速电路结构；双向可控硅SCR1的输入端和输出端之间设有电阻RX3和电容CX1串联组成的阻容缓冲电路；双向可控硅SCR1的驱动端设有三极管Q2和电阻R12组成的可控硅驱动电路，三极管Q2的控制端通过电阻R11与智能控制电路模块41电气连接。自动开关控制模块442主要由继电器JQ1和三极管Q1组成的继电器JQ1驱动电路组成，三极管Q1的控制端通过电阻R14与智能控制电路模块41电气连接。自动开关控制模块442为电机3的总开关电路，只要智能控制电路模块41的微控制器IC1向三极管Q1发出通断信号，即可控制继电器JQ1的开闭。调速电路模块441电机3的调速电路，只要智能控制电路模块41的微控制器IC1向三极管Q2发出控制脉冲系列信号，即可方便地实现对双向可控硅SCR1的导通时间的控制，从而实现电机3的速度调整。

根据上述说明书及具体实施例并不对本发明构成任何限制，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变形，也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，包括切削刀组件、电机和控制电路板组件；所述切削刀组件由电机驱动，电机和控制电路板组件之间电气连接；其特征在于，所述控制电路板组件包括智能控制电路模块、电流互感器电路模块和可控的电机驱动电路模块；所述智能控制电路模块分别与电流互感器电路模块和电机驱动电路模块电气连接；所述电流互感器电路模块输入端设置于电机驱动电路模块输出端，取得反应切削刀组件负载的电机工作电流信号。

2.如权利要求1所述的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，其特征是，所述控制电路板组件还包括感应检测电机转速的霍尔元件反馈电路模块，霍尔元件反馈电路模块的输出端与智能控制电路模块输入端电气连接；霍尔元件反馈电路模块包含霍尔元件，霍尔元件设于电机上。

3.如权利要求1或2所述的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，其特征是，所述电流互感器电路模块包括电流互感器和互感电流转换模块，电流互感器输出端与互感电流转换模块连接，将电流互感器感应的电流信号转成电压信号提供给智能控制电路模块，智能控制电路模块根据获取的电流信号通过电机驱动电路模块对电机进行智能控制。

4.如权利要求3所述的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，其特征是，所述互感电流转换模块包括感应电流整流桥、两个感应电流波电容和两个感应电流转电压电阻；两个感应电流转电压电阻串联后并联在感应电流整流桥输出端和地之间；两个感应电流波电容并联在感应电流整流桥输出端和地之间；感应电流整流桥输入端与电流互感器输出端电气连接；两个感应电流转电压电阻串联处为感应电压输出端，感应电压输出端与智能控制电路模块输入端电气连接，感应电压输出端设有感应电压输出滤波电容。

5.如权利要求4所述的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，其特征是，所述电机驱动电路模块包括调速电路模块和自动开关控制模块；调速电路模块、电机和自动开关控制模块依次电气串联连接。

6.如权利要求5所述的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，其特征是，所述调速电路模块为双向可控硅调速电路结构；双向可控硅的输入端和输出端之间设有电阻和电容串联组成的阻容缓冲电路；双向可控硅的驱动端设有三极管和电阻组成的可控硅驱动电路，三极管的控制端通过电阻与智能控制电路模块电气连接。

7.如权利要求6所述的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，其特征是，所述自动开关控制模块主要由继电器和三极管组成的继电器驱动电路组成，三极管的控制端通过电阻与智能控制电路模块电气连接。

8.如权利要求7所述的食物搅拌处理器的智能化速度控制系统，其特征是，所述控制电路板组件还包括输出电压为+12V的开关电源模块，开关电源模块输出端设有+5V的电压输出的稳压电路模块。