CN110607613B - 一种缝纫机电控系统的断电系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缝纫机电控系统的断电系统，包括：断电检测装置，用于在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号；与断电检测装置连接的控制器，用于在接收到第一信号之后，启用能量消耗装置消耗电控系统中的残余电能，并在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置；与控制器连接的能量消耗装置。应用本申请的方案，可以有效地对缝纫机电控系统进行断电，避免电解电容的能量消耗过慢的情况。本申请还提供了一种缝纫机电控系统的断电方法，具有相应技术效果。

Description

一种缝纫机电控系统的断电系统和方法

技术领域

本发明涉及缝纫机技术领域，特别是涉及一种缝纫机电控系统的断电系统和方法。

背景技术

缝纫机通过电控系统控制缝纫机的机械结构，从而实现缝纫工艺的需求。电控系统需要使用容量足够大的电解电容，使缝纫机能够取得大扭矩、高转速、快速启停等优异性能。工人在使用完缝纫机之后，需要手动将电控上的电源开关关闭，即对电控系统进行断电。而由于电控系统内部电路中的电解电容的容量较大，一般需要5-10秒的时间，才能将电容能量完全释放掉，达到内部电路完全关闭的效果。

目前的缝纫机电控断电后，采用的是内部电路自然放电的方式来释放点解电容的能量。由于电解电容的能量消耗过慢，母线电压下降速度过慢，会使得面板和电控内部的低压电路仍处于工作状态，导致关机时间过长，用户往往要等到真正断电后才能够离开工作岗位，影响使用体验。并且，电解电容的能量消耗过慢，母线电压慢慢下降，内部的开关电源电路可能会出现二次上电开启的异常现象，给电控系统带来不确定性。

综上所述，如何更加有效地对缝纫机电控系统进行断电，避免电解电容的能量消耗过慢的情况，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种缝纫机电控系统的断电系统和方法，以有效地对缝纫机电控系统进行断电，避免电解电容的能量消耗过慢的情况。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种缝纫机电控系统的断电系统，包括：

断电检测装置，用于在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号；

与所述断电检测装置连接的控制器，用于在接收到所述第一信号之后，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，并在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置；

与所述控制器连接的所述能量消耗装置。

优选的，所述能量消耗装置包括：

与所述控制器以及所述电控系统均连接的逆变电路；

与所述逆变电路连接的电机，用于在所述逆变电路接收到所控制器的驱动信号时，通过电机强磁的方式消耗所述电控系统中的残余电能。

优选的，所述能量消耗装置包括：

与所述控制器以及所述电控系统均连接的开关电路；

与所述开关电路连接的负载，用于在所述控制器控制所述开关电路导通时消耗所述电控系统中的残余电能。

优选的，所述负载为水泥电阻。

优选的，所述控制器具体用于：

在接收到所述第一信号之后，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，在预设的第一时长之后确定所述电控系统中的残余电能消耗完成，并关闭所述能量消耗装置。

优选的，所述断电检测装置包括：

交流电压检测电路，用于检测所述电控系统中的整流电路的交流输入电压；

直流电压检测电路，用于检测所述电控系统中的整流电路的直流输出电压。

优选的，所述交流电压检测电路，具体用于：

检测所述电控系统中的整流电路的交流输入电压，并在所述交流输入电压小于第一交流下限值时，输出第一交流提示信号；在所述交流输入电压大于等于所述第一交流下限值且小于等于第一交流上限值时，输出第二交流提示信号；在所述交流输入电压大于所述第一交流上限值时，输出第三交流提示信号；

所述直流电压检测电路，具体用于：

检测所述电控系统中的整流电路的直流输出电压，并在所述直流输出电压小于第一直流下限值时，输出第一直流提示信号；在所述直流输出电压大于等于所述第一直流下限值且小于等于第一直流上限值时，输出第二直流提示信号；在所述直流输出电压大于所述第一直流上限值时，输出第三直流提示信号；

所述控制器具体用于：在同时接收到所述第一交流提示信号和所述第二直流提示信号时，确定接收到了所述第一信号，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，并在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置。

优选的，所述控制器还用于：

在同时接收到所述第二交流提示信号和所述第二直流提示信号时，确定所述电控系统为正常运行状态；在接收到所述第三交流提示信号或者所述第三直流提示信号时，确定所述电控系统为异常状态。

一种缝纫机电控系统的断电方法，包括：

断电检测装置在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号；

控制器在接收到所述第一信号之后，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，并在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置。

优选的，在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置，包括：

在预设的第一时长之后确定所述电控系统中的残余电能消耗完成，并关闭所述能量消耗装置。

应用本发明实施例所提供的技术方案，通过能量消耗装置来加快电控系统的能量消耗。具体的，断电检测装置在检测出缝纫机的电控系统关闭时，会输出第一信号，控制器在接收到第一信号之后，可以确定此时缝纫机电控系统断电，因此便启用能量消耗装置消耗电控系统中的残余电能，并在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置。由于在电控系统关闭时启用了能量消耗装置，因此有利于快速地对电控系统的残余电能进行释放，即本申请的方案可以有效地对缝纫机电控系统进行断电，避免电解电容的能量消耗过慢的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中缝纫机电控系统的断电系统的一种结构示意图；

图2为本发明中缝纫机电控系统的断电系统的另一种结构示意图；

图3为本发明中缝纫机电控系统的断电方法的一种实施流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种缝纫机电控系统的断电系统，可以有效地对缝纫机电控系统进行断电，避免电解电容的能量消耗过慢的情况。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种缝纫机电控系统的断电系统的结构示意图，该缝纫机电控系统的断电系统可以包括：

断电检测装置10，用于在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号。

断电检测装置10的具体形式可以根据需要进行设定和调整，只要能够区分出缝纫机电控系统进入了断电后的释放内部能量的状态即可，即，需要在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号以使得控制器20获知，当前需要立即释放缝纫机电控系统中的残余电能。

例如，断电检测装置10可以是与缝纫机的电控系统的电源开关连接的相关逻辑电路，当用户手动将电源开关关闭或者缝纫机自动触发电源开关关闭的操作时，断电检测装置10可以确定出缝纫机的电控系统关闭，进而向控制器20输出第一信号。

又如，考虑到缝纫机的电控系统关闭时，电控系统的供电线路上的电压会发生变化，因此断电检测装置10也可以是基于供电线路的电压检测的断电检测装置10，通过向控制器20输出不同大小的电压信号，使得控制器20可以根据断电检测装置10的输出来判断是否接收到了第一信号。

与断电检测装置10连接的控制器20，用于在接收到第一信号之后，启用能量消耗装置30消耗电控系统中的残余电能，并在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置30。

与控制器20连接的能量消耗装置30。

能量消耗装置30的具体形式也可以根据需要进行设定和调整，例如一种具体实施方式中，考虑到缝纫机中具有电机32以及与电机32连接的逆变电路31，因此可以直接利用电机32和逆变电路31进行针对电控系统的释能，有利于降低方案的实施成本。即在本发明的一种具体实施方式中，能量消耗装置30可以包括：

与控制器20以及电控系统均连接的逆变电路31；

与逆变电路31连接的电机32，用于在逆变电路31接收到所控制器20的驱动信号时，通过电机32强磁的方式消耗电控系统中的残余电能。

在图2的实施方式中，能量消耗装置30便是包括了逆变电路31和电机32。具体的，逆变电路31可以选取为缝纫机中常用的基于IGBT的三相全桥逆变电路，电机32则可以选取为永磁同步电机。在通过电机32强磁的方式消耗电控系统中的残余电能时，电控系统中的残余电能会通过IGBT三相全桥逆变电路和永磁同步电机以热能的方式耗散。

还需要指出的是，图2的实施方式中，控制器20包括了单片机21以及高压栅极驱动电路22，是考虑到单片机21的输出引脚的电压等级不符合逆变电路31的IGBT的控制端的电压等级，因此在单片机21和逆变电路31之间设置了高压栅极驱动电路22来实现电压等级的转换。

当然，在其他实施方式中，也可以采用其他结构来实现能量消耗装置30。例如，能量消耗装置30可以包括：

与控制器20以及电控系统均连接的开关电路；

与开关电路连接的负载，用于在控制器20控制开关电路导通时消耗电控系统中的残余电能。

这样的方式电路构成比较简单，开关电路的控制端与控制器20连接，当控制器20控制开关单元导通时，电控系统中的残余电能便可以通过与开关电路连接的负载进行释放。开关电路可以选取为常用的低成本的功率开关器件，例如MOS管等，负载的具体形式也可以根据需要进行使得和调整，例如考虑到水泥电阻可以适用于大功率、大电流的工作场合中，因此负载可以选取为水泥电阻。

应用本发明实施例所提供的技术方案，通过能量消耗装置30来加快电控系统的能量消耗。具体的，断电检测装置10在检测出缝纫机的电控系统关闭时，会输出第一信号，控制器20在接收到第一信号之后，可以确定此时缝纫机电控系统断电，因此便启用能量消耗装置30消耗电控系统中的残余电能，并在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置30。由于在电控系统关闭时启用了能量消耗装置30，因此有利于快速地对电控系统的残余电能进行释放，即本申请的方案可以有效地对缝纫机电控系统进行断电，避免电解电容的能量消耗过慢的情况。

在本发明的一种具体实施方式中，控制器20具体用于：

在接收到第一信号之后，启用能量消耗装置30消耗电控系统中的残余电能，在预设的第一时长之后确定电控系统中的残余电能消耗完成，并关闭能量消耗装置30。

控制器20需要在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置30，而触发控制器20关闭能量消耗装置30的方式可以根据实际情况进行设定和选取，例如该种实施方式中，在控制器20启用能量消耗装置30之后，经过第一时长，控制器20便会自动关闭能量消耗装置30。这是考虑到经过了第一时长之后，电控系统中的残余电能已经大体上消耗完毕，因此可以关闭能量消耗装置30，第一时长的具体取值则可以预先经过理论分析并结合实验数据进行设定和调整。

当然，在其他实施方式中，也可以有其他的触发方式，例如控制器20在启用能量消耗装置30之后，当检测出电控系统的供电线路上的相关检测点的电压低于一定值时，可以确定电控系统中的残余电能消耗完成。具体的，例如检测到火线上的交流电压和整流桥后端的直流电压均低于5V时，可以确定电控系统中的残余电能消耗完成进而可以关闭能量消耗装置30。

在本发明的一种具体实施方式中，参阅图2，断电检测装置10包括：

交流电压检测电路11，用于检测电控系统中的整流电路的交流输入电压；

直流电压检测电路12，用于检测电控系统中的整流电路的直流输出电压。

该种实施方式中，考虑到缝纫机的原有结构中通常就设置有检测整流电路的交流输入电压的交流电压检测电路11，以及检测电控系统中的整流电路的直流输出电压的直流电压检测电路12，因此直接利用交流电压检测电路11和直流电压检测电路12来实现本申请的断电检测装置10，有利于节约成本。

进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，交流电压检测电路11可以具体用于：

检测电控系统中的整流电路的交流输入电压，并在交流输入电压小于第一交流下限值时，输出第一交流提示信号；在交流输入电压大于等于第一交流下限值且小于等于第一交流上限值时，输出第二交流提示信号；在交流输入电压大于第一交流上限值时，输出第三交流提示信号；

直流电压检测电路12则可以，具体用于：

检测电控系统中的整流电路的直流输出电压，并在直流输出电压小于第一直流下限值时，输出第一直流提示信号；在直流输出电压大于等于第一直流下限值且小于等于第一直流上限值时，输出第二直流提示信号；在直流输出电压大于第一直流上限值时，输出第三直流提示信号；

此时，控制器20具体用于：在同时接收到第一交流提示信号和第二直流提示信号时，确定接收到了第一信号，启用能量消耗装置30消耗电控系统中的残余电能，并在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置30。

便于描述，不妨设第一交流下限值为90V，第一交流上限值为310V，第一直流下限值为90×1.41＝126.9V，第一直流上限值为310×1.41＝437.1V。即，在电控系统正常工作时，交流输入电压在90V至310V之间，整流电路的直流输出电压则在126.9V至437.1V之间。

当然，在其他具体场景中，电控系统的电压等级不同，第一交流下限值，第一交流上限值，第一直流下限值以及第一直流上限值均可以调整为其他取值。

控制器20同时接收到第一交流提示信号和第二直流提示信号时，说明交流输入电压小于90V，而直流输出电压大于等于126.9V且小于等于437.1V，这符合缝纫机的电控系统刚刚关闭时的特征。即，用户将缝纫机的电控系统的电源开关关闭之后，此时整流桥前端的火线电压迅速降低，交流输入电压小于正常状态下的第一交流下限值，而整流桥后端的直流电压由于电解电容的存在，依然维持在正常的范围，直流输出电压大于等于第一直流下限值且小于等于第一直流上限值。

因此，控制器20同时接收到第一交流提示信号和第二直流提示信号时，该种实施方式中，控制器20便可以确定接收到了第一信号，进而控制器20会启用能量消耗装置30消耗电控系统中的残余电能。也就是说，该种实施方式中，第一信号是由第一交流提示信号和第二直流提示信号构成。

还需要指出的是，交流电压检测电路11和直流电压检测电路12并不会直接将检测到的电压值输出至控制器20，而是会经过分压电路，限流电路和滤波电路再输出至控制器20，使得控制器20接收到的电压等级符合控制器20引脚的电压等级要求，图2中用低压检测信号来表示。此外，交流电压检测电路11和直流电压检测电路12均还可以设置有过压保护电路，使得检测到的高压转换为低压、安全、可识别的信号再输出至控制器20。由于相关电路较为常见，此处就不再赘述。

在本发明的一种具体实施方式中，控制器20还可以用于：

在同时接收到第二交流提示信号和第二直流提示信号时，确定电控系统为正常运行状态；在接收到第三交流提示信号或者第三直流提示信号时，确定电控系统为异常状态。

该种实施方式中，控制器20还可以根据交流电压检测电路11和直流电压检测电路12的输出来确定电控系统的其他状态。具体的，例如交流输入电压在90V至310V之间，控制器20便会接收到第二交流提示信号，直流输出电压在126.9V至437.1V之间，控制器20会接收到第二直流提示信号，因此在同时接收到第二交流提示信号和第二直流提示信号时，可以确定电控系统为正常运行状态。

相应的，在接收到第三交流提示信号时，说明交流输入电压高于310V，不符合正常范围，可能是发生了交流电压检测电路11异常、火线电压异常等情况。而如果接收到第三直流提示信号时，说明直流输出电压高于437.1V，不符合直流输出电压的正常范围，可能是直流电压检测电路12异常、整流桥异常等情况。因此，控制器20在接收到第三交流提示信号或者第三直流提示信号时，可以确定电控系统为异常状态。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种缝纫机电控系统的断电方法，可与上文相互对应参照。

参见图3所示，为本发明中一种缝纫机电控系统的断电方法的实施流程图，包括：

步骤S101：断电检测装置在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号；

步骤S102：控制器在接收到第一信号之后，启用能量消耗装置消耗电控系统中的残余电能，并在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置。

在本发明的一种具体实施方式中，能量消耗装置包括：

与控制器以及电控系统均连接的逆变电路；

与逆变电路连接的电机，用于在逆变电路接收到所控制器的驱动信号时，通过电机强磁的方式消耗电控系统中的残余电能。

在本发明的一种具体实施方式中，能量消耗装置包括：

与控制器以及电控系统均连接的开关电路；

与开关电路连接的负载，用于在控制器控制开关电路导通时消耗电控系统中的残余电能。

在本发明的一种具体实施方式中，步骤S102中的在电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭能量消耗装置，可以具体为：

在预设的第一时长之后确定电控系统中的残余电能消耗完成，并关闭能量消耗装置。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种缝纫机电控系统的断电系统，其特征在于，包括：

断电检测装置，用于在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号；

与所述断电检测装置连接的控制器，用于在接收到所述第一信号之后，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，并在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置；

与所述控制器连接的所述能量消耗装置；

所述断电检测装置包括：

交流电压检测电路，用于检测所述电控系统中的整流电路的交流输入电压；

直流电压检测电路，用于检测所述电控系统中的整流电路的直流输出电压；

所述交流电压检测电路，具体用于：

检测所述电控系统中的整流电路的交流输入电压，并在所述交流输入电压小于第一交流下限值时，输出第一交流提示信号；在所述交流输入电压大于等于所述第一交流下限值且小于等于第一交流上限值时，输出第二交流提示信号；在所述交流输入电压大于所述第一交流上限值时，输出第三交流提示信号；

所述直流电压检测电路，具体用于：

检测所述电控系统中的整流电路的直流输出电压，并在所述直流输出电压小于第一直流下限值时，输出第一直流提示信号；在所述直流输出电压大于等于所述第一直流下限值且小于等于第一直流上限值时，输出第二直流提示信号；在所述直流输出电压大于所述第一直流上限值时，输出第三直流提示信号；

所述控制器具体用于：在同时接收到所述第一交流提示信号和所述第二直流提示信号时，确定接收到了所述第一信号，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，并在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置。

2.根据权利要求1所述的缝纫机电控系统的断电系统，其特征在于，所述能量消耗装置包括：

与所述控制器以及所述电控系统均连接的逆变电路；

与所述逆变电路连接的电机，用于在所述逆变电路接收到所控制器的驱动信号时，通过电机强磁的方式消耗所述电控系统中的残余电能。

3.根据权利要求1所述的缝纫机电控系统的断电系统，其特征在于，所述能量消耗装置包括：

与所述控制器以及所述电控系统均连接的开关电路；

与所述开关电路连接的负载，用于在所述控制器控制所述开关电路导通时消耗所述电控系统中的残余电能。

4.根据权利要求3所述的缝纫机电控系统的断电系统，其特征在于，所述负载为水泥电阻。

5.根据权利要求1所述的缝纫机电控系统的断电系统，其特征在于，所述控制器具体用于：

在接收到所述第一信号之后，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，在预设的第一时长之后确定所述电控系统中的残余电能消耗完成，并关闭所述能量消耗装置。

6.根据权利要求1所述的缝纫机电控系统的断电系统，其特征在于，所述控制器还用于：

在同时接收到所述第二交流提示信号和所述第二直流提示信号时，确定所述电控系统为正常运行状态；在接收到所述第三交流提示信号或者所述第三直流提示信号时，确定所述电控系统为异常状态。

7.一种缝纫机电控系统的断电方法，其特征在于，包括：

断电检测装置在检测出缝纫机的电控系统关闭时，输出第一信号；

控制器在接收到所述第一信号之后，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，并在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置；

所述断电检测装置包括：

交流电压检测电路，用于检测所述电控系统中的整流电路的交流输入电压；

直流电压检测电路，用于检测所述电控系统中的整流电路的直流输出电压；

所述交流电压检测电路，具体用于：

检测所述电控系统中的整流电路的交流输入电压，并在所述交流输入电压小于第一交流下限值时，输出第一交流提示信号；在所述交流输入电压大于等于所述第一交流下限值且小于等于第一交流上限值时，输出第二交流提示信号；在所述交流输入电压大于所述第一交流上限值时，输出第三交流提示信号；

所述直流电压检测电路，具体用于：

检测所述电控系统中的整流电路的直流输出电压，并在所述直流输出电压小于第一直流下限值时，输出第一直流提示信号；在所述直流输出电压大于等于所述第一直流下限值且小于等于第一直流上限值时，输出第二直流提示信号；在所述直流输出电压大于所述第一直流上限值时，输出第三直流提示信号；

所述控制器具体用于：在同时接收到所述第一交流提示信号和所述第二直流提示信号时，确定接收到了所述第一信号，启用能量消耗装置消耗所述电控系统中的残余电能，并在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置。

8.根据权利要求7所述的缝纫机电控系统的断电方法，其特征在于，在所述电控系统中的残余电能消耗完成之后关闭所述能量消耗装置，包括：

在预设的第一时长之后确定所述电控系统中的残余电能消耗完成，并关闭所述能量消耗装置。

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