CN105313360B - 一种慢速压榨机器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种慢速压榨机器，包括外壳、安装在所述外壳内的压榨组件以及驱动所述压榨组件的电机，还包括控制所述电机的控制电路，所述控制电路包括控制芯片、与所述控制芯片相连接的控制信号输出模块以及与所述电机相连接的信号采集模块，所述信号采集模块采集流过所述电机的电流变化，所述控制芯片获取该电流变化，所述控制芯片根据获取的电流变化、电机两端的电压变化和所述电机的KV值计算得出所需补偿的电压值后。本发明提供的名称的有益效果为：本发明使电机无论负载大小，转速都能控制在慢速压榨的最佳转速，既保证了有负载时足够的转速和转矩，又在空转时能控制空转转速，降低空转转速能降低噪音和功率、而且节能。

Description

一种慢速压榨机器及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种慢速压榨机器，还涉及一种慢速压榨机器控制方法。
背景技术
现有技术的榨汁机、榨油机等一系列慢速压榨装置为了满足电机输出扭力满足压榨需要，在空转时，其空转速度在70转以上，噪音在65分贝以上，不但噪音过大而且浪费电能，直到水果等负载加入的时候，才能降低转速和噪音，同时节能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足，提供一种空载转速小于或接近负载工作时转速的慢速压榨机器及其控制方法。
按照本发明提供的一种慢速压榨机器采用的主要技术方案为：包括外壳、安装在所述外壳内的压榨组件以及驱动所述压榨组件的电机，还包括控制所述电机的控制电路，所述控制电路包括控制芯片、与所述控制芯片相连接的控制信号输出模块以及与所述电机相连接的信号采集模块，所述信号采集模块采集流过所述电机的电流变化，所述控制芯片获取该电流变化，所述控制芯片根据获取的电流变化和所述电机的KV值计算得出所需补偿的电压值后，所述控制芯片向所述控制信号输出模块输出控制信号，所述控制信号输出模块根据所述控制信号控制所述电机的转速。
本发明提供的慢速压榨机器还可具有如下附属技术特征：
所述信号采集模块包括与所述电机相连接的二极管D1、电阻R11-R17、电容C11和电容C12，所述电阻R15和电阻R16串联在所述电机与二极管D1的连接端，所述电阻R17和所述电容C12并联在所述电阻R16上，所述电阻R12、电阻R13和电容C11并联在所述电机和所述控制信号输出模块的连接端，所述电阻R14串联在所述电容C11上，所述电阻R11并联在所述控制信号输出模块上。
所述控制信号输出模块包括相连接的电阻R1、电阻R7-R10、电阻R20、三极管Q1-Q4，所述三极管Q4连接在所述电机与二极管D1的连接端，所述电阻R20、三极管Q3和三极管Q2并联在所述三极管Q4上，所述电阻R10串联在所述三极管Q2和三极管Q4的连接线路上，所述三极管Q1与所述三极管Q3相连接，所述电阻R7和电阻R8并联在所述电阻R9上，所述电阻R9与所述三极管Q3相连接。
所述电阻R11并联在所述电阻R10和三极管Q4的连接线路上，所述三极管Q4连接在所述电阻R13上。
还包括电容C7和电容C5，所述电容C7和电容C5并联在所述控制芯片上。
按照本发明提供的一种慢速压榨机器控制方法采用的主要技术方案为：包括以下步骤：
为整机提供电源；
信号采集模块将采集到的流过电机的电流变化转化为电信号后，输出至控制芯片；
控制芯片将获取的电信号经过运算后，根据运算后的结果输出控制信号；
控制信号输出模块根据该控制信号，自动输出不同负载电机所需的电压，以维持电机设定的转速；若：电机由于加大负载导致电流变化，控制输出电路提高电机输入电压，电机输出功率提高，并维持设定转速；若：电机由于减小负载导致电流变化，控制输出电路调整电机输入电压，电机转速下降到设定转速。
本发明提供的慢速压榨机器的控制方法还可具有如下附属技术特征：
所述控制芯片根据所述电信号和所述电机的KV值计算得出所需补偿的电压值后，所述控制芯片向所述控制信号输出模块输出控制信号，
所述控制芯片将采集的电信号与空载时的数据对比，若不变，则电机转速不变；若因负载导致转速下降，则调整输入电机的电压，以维持电机的原来的转速。
采用本发明提供的慢速压榨机器及其控制方法带来的有益效果为：本发明使电机无论负载大小，转速都能控制在慢速压榨的最佳转速，既保证了有负载时足够的转速和转矩，又在空转降低噪音和功率、节能，还能延长电器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所述的慢速压榨机器的结构图。
图2为本发明所述的慢速压榨机器中控制信号输出模块的电路图。
图3为本发明所述的慢速压榨机器中驱动芯片的电路图。
图4为本发明所述的慢速压榨机器控制方法的流程框图。
图5为本发明所述慢速压榨机器的电机转速和输入电压的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详述：
如图1至图3所示，按照本发明提供的一种慢速压榨机器的实施例，包括外壳1、安装在所述外壳1内的压榨组件2以及驱动所述压榨组件2的电机3，还包括控制所述电机3的控制电路4，所述控制电路4包括控制芯片IC1、与所述控制芯片IC1相连接的控制信号输出模块以及与所述电机相连接的信号采集模块，所述信号采集模块采集流过所述电机的电流变化，所述控制芯片IC1获取该电流变化，所述控制芯片IC1根据获取的电流变化、电机两端的电压和所述电机的KV值计算得出所需补偿的电压值后，所述控制芯片IC1向所述控制信号输出模块输出控制信号，所述控制信号输出模块根据所述控制信号控制所述电机转速。本发明通过上述控制电路，使电机无论负载大小，转速都能控制在慢速压榨的最佳转速，既保证了有负载时足够的转速和转矩，又在空转时降低噪音和功率、节能，还能延长电器的使用寿命。
参见图2和图3，按照本发明提供的慢速压榨机器，所述信号采集模块包括与所述电机相连接的二极管D1、电阻R11-R17、电容C11和电容C12，所述电阻R15和电阻R16串联在所述电机与二极管D1的连接端，所述电阻R17和所述电容C12并联在所述电阻R16上，所述电阻R12、电阻R13和电容C11并联在所述电机和所述控制信号输出模块的连接端，所述电阻R14串联在所述电容C11上，所述电阻R11并联在所述控制信号输出模块上。
参见图2和图3，按照本发明提供的慢速压榨机器，所述控制信号输出模块包括相连接的电阻R1、电阻R7-R10、电阻R20、三极管Q1-Q4，所述三极管Q4连接在所述电机与二极管D1的连接端，所述电阻R20、三极管Q3和三极管Q2并联在所述三极管Q4上，所述电阻R10串联在所述三极管Q2和三极管Q4的连接线路上，所述三极管Q1与所述三极管Q3相连接，所述电阻R7和电阻R8并联在所述电阻R9上，所述电阻R9与所述三极管Q3相连接。
参见图2和图3，按照本发明提供的慢速压榨机器，所述电阻R11并联在所述电阻R10和三极管Q4的连接线路上，所述三极管Q4连接在所述电阻R13相连接。
参见图2和图3，按照本发明提供的慢速压榨机器，还包括电容C7和电容C5，所述电容C7和电容C5并联在所述控制芯片IC1上。
本发明中提供的控制电路可以根据负载的变化而自动调节电机两端的电压，从而使电机可以在一定的负载条件下做匀速转动；电阻R12、R13为电流取样电阻，用以检测流过电机的直流电流，VAD为电机两端的电压；可以根据电机的不同而设定不同的开始工作电流点；可以根据工作环境的不同设定不同的保护电流点；当设定其实际工作电流点与要求的工作转速后，可以根据负载的变化自动调节电机两端的输入电压，从而使电机在一定的负载范围内工作在恒定的转速下。
工作原理：
当PWM控制信号给定一个高电平时，三极管Q4开通，直流电流流过电机，电机开始工作，当输入负载变大时流过电机的电流将会发生变化，这时IAD值将会增加，IAD/VAD是控制芯片IC1的采集信号，电机转速下降，控制芯片IC1检测到IAD值的变化，通过控制芯片IC1内部特定的算法，计算出需要补偿的电压值，根据不同电机的不同KV值，即电机KV值定义为转速/电压，意思为输入电压增加1伏特，电机空转转速增加的转速值KV乘以电压等于电机每分钟的转数，控制芯片IC1加大PWM的占空比，电机两端的电压升高，电机的转速升高，电机转速得到补偿，回复到原来的转速，从而实现电机的转速恒定；同理，当负载变轻时，控制芯片IC1减少PWM的占空比，减少电机两端的电压，电机保持转速不变。
电机的保护：该控制电路允许设定一级或多级电流保护点、保护响应时间可以任意设定；可做功率点设定也可以做电流点设定或复合设定。例如，第一级设定保护电流为I1，时间为3s，第二级设定保护点电流I2，时间为瞬态，增加负荷功率设定为P1；这样做的目的是第一级设定防止因为负载的瞬时变化而产生误动作，第二级的目的当瞬态负载太大时必须及时作出相应以防电机堵转时间过长而烧坏，增加功率设定的目的是为了防止电机没有工作在保护电流区间，但工作功率却超出了电机的额定功率，引起电机烧坏；当然我们也可以加入温度保护一级，使电机得到完整的保护。
过载时（可设定过载值）自动反转，反转时间可设定，时间一到继续正转工作。以达到更人性化的操作和保护机器的目的。
如图4和图5所示，按照本发明提供的一种慢速压榨机器的控制方法的实施例，包括以下步骤：
为整机提供电源；
信号采集模块将采集到的流过电机的电流变化转化为电信号后，输出至控制芯片IC1；
控制芯片IC1将获取的电信号经过运算后，根据运算后的结果输出控制信号；
控制信号输出模块根据该控制信号，自动输出不同负载电机所需的电压，以维持电机设定的转速；若：电机由于加大负载导致电流变化，控制输出电路提高电机输入电压，电机输出功率提高，并维持设定转速；若：电机由于减小负载导致电流变化，控制输出电路调整电机输入电压，电机转速下降到设定转速；所述控制芯片IC1根据所述电信号和所述电机的KV值计算得出所需补偿的电压值后，所述控制芯片IC1向所述控制信号输出模块输出控制信号，所述控制电路通过采样电机流过的电流来控制电机的转速，以确保机器在空载时电机低速运行，而机器在负载时电机正常转速运行。本实施例中，电机3转速控制在43±3RPM，能够很好地保持低噪音大扭矩运行。
当电机的功率超过设定值时，所述电机两端的电压降为零；所述电机空载转速和功率低于电机在额定电压时的空载转速和功率。
如图5所示，本发明的电机在空转时，其转速始终控制在低速状态，电机的输入电压是随着负载的增加逐渐上升，输入电压始终维持电机在低速转动的状态，既保证了有负载时足够的转速和扭矩又在空转轻负载时降低了噪音。需要指出的是，图中虚线仅表示电机输入电压的变化情况，实线仅表示电机转速情况。所述控制芯片IC1将采集的电信号与空载时的数据对比，若不变，则电机转速不变；若因负载导致转速下降，则调整输入电机的电压，以维持电机的原来的转速。

Claims (8)

1.一种慢速压榨机器，包括外壳、安装在所述外壳内的压榨组件以及驱动所述压榨组件的电机，其特征在于：还包括控制所述电机的控制电路，所述控制电路包括控制芯片、与所述控制芯片相连接的控制信号输出模块以及与所述电机相连接的信号采集模块，所述信号采集模块采集流过所述电机的电流变化，所述控制芯片获取该电流变化，所述控制芯片根据获取的电流变化、电机两端电压值的变化和所述电机的KV值计算得出所需补偿的电压值后，所述控制芯片向所述控制信号输出模块输出控制信号，所述控制信号输出模块根据所述控制信号控制所述电机的转速。
2.如权利要求1所述的慢速压榨机器，其特征在于：所述信号采集模块包括与所述电机相连接的二极管D1、电阻R11-R17、电容C11和电容C12，所述电阻R15和电阻R16串联在所述电机与二极管D1的连接端，所述电阻R17和所述电容C12并联在所述电阻R16上，所述电阻R12、电阻R13和电容C11并联在所述电机和所述控制信号输出模块的连接端，所述电阻R14串联在所述电容C11上，所述电阻R11并联在所述控制信号输出模块上。
3.如权利要求2所述的慢速压榨机器，其特征在于：所述控制信号输出模块包括相连接的电阻R1、电阻R7-R10、电阻R20、三极管Q1-Q4，所述三极管Q4连接在所述电机与二极管D1的连接端，所述电阻R20、三极管Q3和三极管Q2并联在所述三极管Q4上，所述电阻R10串联在所述三极管Q2和三极管Q4的连接线路上，所述三极管Q1与所述三极管Q3相连接，所述电阻R7和电阻R8并联在所述电阻R9上，所述电阻R9与所述三极管Q3相连接。
4.如权利要求3所述的慢速压榨机器，其特征在于：所述电阻R11并联在所述电阻R10和三极管Q4的连接线路上，所述三极管Q4连接在所述电阻R13上。
5.如权利要求1所述的慢速压榨机器，其特征在于：还包括电容C7和电容C5，所述电容C7和电容C5并联在所述控制芯片上。
6.一种慢速压榨机器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
为整机提供电源；
信号采集模块将采集到的流过电机的电流变化转化为电信号后，输出至控制芯片；
控制芯片将获取的电信号经过运算后，根据运算后的结果输出控制信号；
控制信号输出模块根据该控制信号，自动输出不同负载电机所需的电压，以维持电机设定的转速；若：电机由于加大负载导致电流变化，控制输出电路提高电机输入电压，电机输出功率提高，并维持设定转速；若：电机由于减小负载导致电流变化，控制输出电路调整电机输入电压，电机转速下降到设定转速。
7.根据权利要求6所述的慢速压榨机器的控制方法，其特征在于：所述控制芯片根据所述电信号、电机两端电压值的变化信号和所述电机的KV值计算得出所需补偿的电压值后，所述控制芯片向所述控制信号输出模块输出控制信号。
8.根据权利要求6所述的慢速压榨机器的控制方法，其特征在于：所述控制芯片将采集的电信号与空载时的数据对比，若不变，则电机转速不变；若因负载导致转速下降，则调整输入电机的电压，以维持电机的原来的转速。
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