CN112075835A

CN112075835A - 一种食品加工机的泵水控制方法

Info

Publication number: CN112075835A
Application number: CN202010277058.6A
Authority: CN
Inventors: 王旭宁; 成卫松; 陈小东; 张龙
Original assignee: Hangzhou Joyoung Household Electrical Appliances Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Joyoung Household Electrical Appliances Co Ltd
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2020-04-10
Publication date: 2020-12-15

Abstract

本申请实施例公开了一种食品加工机的泵水控制方法，所述食品加工机包括电磁泵、水流管道和杯体，所述电磁泵泵出的水通过所述水流管道流入所述杯体内；该方法包括：采集电磁泵的交流电源的一个或多个交流周期中的一个过零点；在所述过零点启动所述电磁泵，以将每个交流周期的一个半波作为所述电磁泵的工作时段；通过控制打开所述电磁泵的半波个数控制所述电磁泵的泵水速度。通过该实施例方案，使得电磁泵在应用过程中的流速更加精准，流量线性度更好。

Description

一种食品加工机的泵水控制方法

技术领域

本文涉及烹饪设备控制技术，尤指一种食品加工机的泵水控制方法。

背景技术

目前小家电产品中使用蒸汽加热和出即饮水的需求很多，通常使用直流隔膜泵或叶轮泵来控制进水，进水流速的调整大多情况通过供电电压有效值调整实现。

直流无刷隔膜泵或叶轮泵的流速受水路反向压力影响较大，往往在出蒸汽时因反向推力问题造成流速控制不稳定。

目前多数家电上需要出蒸汽应用时多采用电磁泵来进行泵水，电磁泵目前技术成熟并且广泛应用于各类产品中，具有结构紧凑，输出压力高，无泄漏，体积小，价格相对低廉，输出流量较小等特点。电磁泵利用磁场和导电流体中电流的相互作用，使流体受电磁力作用而产生压力梯度，从而推动流体运动。但是在电磁泵的出水控制时存在以下几个突出问题：

1、电压波动会造成电磁泵的流量波动影响较大；

2、电磁泵的活塞为导磁金属体，电磁泵使用时受活塞磨损影响较大，所以电磁泵主要寿命指标来自活塞的运动次数，活塞的磨碎也会造成出水量的偏差；

3、电磁泵流量计算不精确，不同电磁泵之间流量偏差在10％左右。

这些问题使得电磁泵在出即饮水和出蒸汽等应用场景下，流量很难精确控制。进而引起即饮水出水温度偏差大，出蒸汽时蒸汽不连续或蒸汽含水量大等问题。

发明内容

本申请提供了一种食品加工机的泵水控制方法，能够使得电磁泵在应用过程中的流速更加精准，流量线性度更好。

本申请提供了一种食品加工机的泵水控制方法，所述食品加工机可以包括电磁泵、水流管道和杯体，所述电磁泵泵出的水通过所述水流管道流入所述杯体内；所述水流管道上可以包括加热管；所述方法可以包括：

采集电磁泵的交流电源的一个或多个交流周期中的一个过零点；

在所述过零点启动所述电磁泵，以将每个交流周期的一个半波作为所述电磁泵的工作时段；

通过控制打开所述电磁泵的半波个数控制所述电磁泵的泵水速度。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：通过在所述电磁泵的线圈上串联二极管，使所述电磁泵在交流电源的一个交流周期内只工作一个半波。

在本申请的示例性实施例中，当所述交流电源的工作电压为市电电压时，所述二极管的反向耐压可以大于400V，正向电流可以大于1A。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：将所述交流电源的一个全波交流周期作为所述电磁泵的一个控制周期。

在本申请的示例性实施例中，所述将所述交流电源的一个全波交流周期作为所述电磁泵的一个控制周期可以包括：连续检测到两次过零点后记为一个控制周期。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：在检测到所述交流电源的电压波动时，对交流周期中每个半波进行斩波调整。

在本申请的示例性实施例中，所述在检测到所述交流电源的电压波动时，对交流周期中每个半波进行斩波调整可以包括：

在需要打开所述电磁泵的交流周期内，检测到过零点后，根据当前交流电源的电压波动幅度延时第一时长后打开所述电磁泵的控制装置，使所述电磁泵工作的周期电压的有效值相等；

其中，所述第一时长的长短根据所述压波动幅度的大小确定。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：在检测到所述交流电源的电压波动时，根据电压波动幅度对所述电磁泵的工作周期的个数进行调整。

在本申请的示例性实施例中，所述根据电压波动幅度对所述电磁泵的工作周期的个数进行调整可以包括：

获取所述电压波动幅度与所述工作周期的调整个数之间的预设比；

当所述交流电源的电压波动时，根据电压波动值和所述预设比计算出所述工作周期的调整个数；

在所述交流电源的电压增加时，使所述工作周期的数量减少所述调整个数；在所述交流电源的电压减小时，使所述工作周期的数量增加所述调整个数。

在本申请的示例性实施例中，所述方法还可以包括：通过计算打开所述电磁波的半波的个数计算食品加工机的实际进水量。

与相关技术相比，本申请可以包括：采集电磁泵的交流电源的一个或多个交流周期中的一个过零点；在所述过零点启动所述电磁泵，以将每个交流周期的一个半波作为所述电磁泵的工作时段；通过控制打开所述电磁泵的半波个数控制所述电磁泵的泵水速度。通过该实施例方案，使得电磁泵在应用过程中的流速更加精准，流量线性度更好。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例的食品加工机的泵水控制方法流程图；

图2为本申请实施例的食品加工机中电磁泵结构示意图；

图3为本申请实施例的交流电压未波动时的可控硅控制方式示意图；

图4为本申请实施例的交流电压波动时的可控硅斩波控制方式示意图。

具体实施方式

本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。

实施例一

本申请提供了一种食品加工机的泵水控制方法，所述食品加工机可以包括电磁泵、水流管道和杯体，所述电磁泵泵出的水通过所述水流管道流入所述杯体内；所述水流管道上可以包括加热管；如图1所示，所述方法可以包括S101-S103：

S101、采集电磁泵的交流电源的一个或多个交流周期中的一个过零点；

S102、在所述过零点启动所述电磁泵，以将每个交流周期的一个半波作为所述电磁泵的工作时段；

S103、通过控制打开所述电磁泵的半波个数控制所述电磁泵的泵水速度。

在本申请的示例性实施例中，如图2所示，电磁泵在工作时，依靠线圈16中通过的交流电产生磁场，利用左手定则，磁场在轴心位置产生像出水口方向的安培力，轴心位置的磁导体活塞18在磁场力作用下产生运动，从而实现抽水和退水的过程，这是电磁泵的基本工作原理。由以上可知，电磁泵的出水速率可由电磁泵的活塞运动次数来决定。在本申请的示例性实施例中，本实施例方案中通过交流电源(如交流220V)的一个半波为控制时间，通过采样过零点，可以通过控制打开的半波个数来控制电磁泵的流速。

在本申请的示例性实施例中，通过控制电磁泵活塞运动的频率实现流速的控制，通过采集交流电源(如交流市电)的过零点，在过零点打开电磁泵，保证了电磁泵每个工作周期的电压一致。

实施例二

该实施例在实施例一的基础上，给出了在电磁泵工作回路串联一个二极管，以在高频率工作时给电磁泵提供释放时间的实施例。

在本申请的示例性实施例中，电磁泵在工作时，活塞需要往返运动，如果在每个完整的交流周期内电磁泵都工作或者大部分时间内都在工作，则由于没有充足的返回时间，甚至没有返回时间，使得活塞不能有效的返回到起始位置，因此活塞的运动行程会减小，从而使得流速反而无法达到最大值。另一方面，活塞的运动频率过快会造成活塞和腔体磨损加快，使电磁泵的寿命降低，切本体发热量会加剧。为此，本实施例方案在电磁泵的线圈上串联一个二极管。

在本申请的示例性实施例中，当所述交流电源的工作电压为市电电压(如220V电压)时，二极管可选择反向耐压>400V，正向电流>1A规格的。

在本申请的示例性实施例中，可以选择的二极管可以为1N4007二极管。

在本申请的示例性实施例中，通过增加二极管，可保证电磁泵在交流电源的一个交流周期内只工作一个半波，在该交流周期内不工作的另一个半波，活塞可有效释放，从而可确保电磁泵在交流市电工作状态下，活塞单次运动的抽水量恒定。

在本申请的示例性实施例中，在电磁泵回路串联二极管，可确保电磁泵活塞在不工作的交流周期的半波内活塞有效回归原位置，这样活塞运动的行程和低频率工作时保持一致，从而可确保电磁泵在每个工作周期内的出水量一致。

实施例三

该实施例在实施例一或实施例二的基础上，给出了以交流电源的一个全波周期(或称全波交流周期)为控制时间(或称控制周期)，避免端子方向需要区分的实施例。

在本申请的示例性实施例中，程序设置中，可以以交流市电，如交流AC220V的一个完整的交流周期为一个控制周期，当连续检测到两次过零信号后记为一个控制周期。当电磁泵需要在这个周期内工作时，则在检测到过零信号后，端口输出控制信号为两个过零周期(一个过零周期为一个半波)。从而可确保电磁泵在连续两个过零周期中的一个过零周期导通。

在本申请的示例性实施例中，因为增加了二极管，所以电磁泵只能在一个交流周期中的正半周期或负半周期导通，所以以市电半个周期(如10mS)为控制周期时，由于用户家里的零火线有可能未按照左零右火的方式安装，因此电路上需测量当前半波是正半周还是负半周，这样增加了硬件电路成本和软件处理算法。

在本申请的示例性实施例中，本实施例方案通过将电磁泵的控制周期调整为一个全波周期(如20mS)，即一个全波交流周期，然后在需要控制电磁泵工作的整个20mS周期内都输出控制信号，因此不管电磁泵是在交流周期的正半波周期导通，还是在交流周期的负半波周期导通，在一个完整的交流周期内必然有一个半波周期电磁泵是工作的。

实施例四

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了消除电压波动影响的一种实施例方案，即电压波动的影响通过每个半波斩波调整方式来消除，从而实现恒电压控制。

在本申请的示例性实施例中，由于电磁泵的线圈的阻抗基本恒定，交流电源的电压波动会影响线圈中的电流值大小，从而根据下述的安培力大小公式可知，电流的变化会影响产生安培力的大小，进而影响电磁泵中活塞运动的行程，造成出水流量的偏差：

F＝ILBsinα；其中，F为安培力，I为电流值，L为切割磁感线的导线的有效长度；α为电流方向与磁场方向间的夹角。

在本申请的示例性实施例中，针对以上问题，本实施例方案通过斩波方式消除电压波动影响。具体地，可以通过可控硅控制电磁泵，在需要打开电磁泵的交流周期内，检测到过零点后，可以根据当前市电电压的大小(主要可以为波动大小)延时相应时长(例如，上述的第一时长)后再打开可控硅。以使电磁泵在工作周期内电压的有效值相等，从而使得电流值相等。

在本申请的示例性实施例中，如图3所示，以电压185V为基本电压，当电压升高时，则在过零点后时间T1后打开可控硅，从而电磁泵上的工作电压波形如图4所示，保证斩波后电压输出波形的面积与185V电压整个半波的面积相等，则对应的电压有效值相等。

在本申请的示例性实施例中，通过斩波方式控制在不同电压下的电压有效值，使得在一个工作周期内电磁泵两边的工作电压有效值相等，从而使产生的安培力相等，可确保在一个工作周期内电磁泵的出水量基本恒定。

实施例五

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了消除电压波动影响的另一种实施例方案，即电压波动的影响通过导通半波个数上增加电压波动适应数来消除。

在本申请的示例性实施例中，例如，以低压185V为基准，当当前电压增大时，可以控制电磁泵工作周期的个数减小相应的个数，通过工作周期个数的调整消除电压波动影响的大小。

在本申请的示例性实施例中，本实施例方案提出的电压波动消除方案，使电磁泵在单个工作周期的工作状态不调整，针对电压高的情况，仅减小工作的周期个数，从而使得电磁泵在不同电压下的出水量可以由工作频率个数来调整，使得电压波动的影响尽量缩短。

实施例六

该实施例在上述任意实施例的基础上，给出了流量计算实施例方案。

在本申请的示例性实施例中，可以选用实施例四的电压波动消除方案，通过斩波方式控制电磁泵在单个工作周期内电磁泵的行程一致，从而出水量一致，并可以根据工作周期数来确定实际的出水量：例如，S＝nS1；其中S为电磁泵的总出水量；n为打开可控硅电磁泵工作的工作周期个数，S1为电磁泵在一个工作周期的出水量。

在本申请的示例性实施例中，通过精确控制电磁泵在一个工作周期的电压有效值，使得活塞工作行程基本一致，通过计算电磁泵的工作周期个数，从而计算出电磁泵的实际出水量，这样产品中可不需要设置流量计来测量出水量。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

Claims

1.一种食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述食品加工机包括电磁泵、水流管道和杯体，所述电磁泵泵出的水通过所述水流管道流入所述杯体内；所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述方法还包括：通过在所述电磁泵的线圈上串联二极管，使所述电磁泵在交流电源的一个交流周期内只工作一个半波。

3.根据权利要求2所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，当所述交流电源的工作电压为市电电压时，所述二极管的反向耐压大于400V，正向电流大于1A。

4.根据权利要求1所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述交流电源的一个全波交流周期作为所述电磁泵的一个控制周期。

5.根据权利要求4所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述将所述交流电源的一个全波交流周期作为所述电磁泵的一个控制周期包括：连续检测到两次过零点后记为一个控制周期。

6.根据权利要求1所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在检测到所述交流电源的电压波动时，对交流周期中每个半波进行斩波调整。

7.根据权利要求6所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述在检测到所述交流电源的电压波动时，对交流周期中每个半波进行斩波调整包括：

8.根据权利要求1所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在检测到所述交流电源的电压波动时，根据电压波动幅度对所述电磁泵的工作周期的个数进行调整。

9.根据权利要求8所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述根据电压波动幅度对所述电磁泵的工作周期的个数进行调整包括：

10.根据权利要求1所述的食品加工机的泵水控制方法，其特征在于，所述方法还包括：通过计算打开所述电磁波的半波的个数计算食品加工机的实际进水量。