CN201181926Y - 一种碎纸机的自动调档系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种碎纸机的自动调档系统，属于办公设备技术领域。它解决了现有碎纸机的调档系统在一次碎纸过程中只能由低档往高档切换的问题。本碎纸机的自动调档系统连接在电机工作电路上，包括电源、与电机M相连的电机换档电路M3和控制电路M0，所述的电机换档电路M3用于调节电机M的功耗，电源对控制电路M0及电机换档电路M3供电，所述的控制电路M0上联接有用于测试电机M转速的转速传感电路M1，控制电路M0根据检测到的转速通过电机换档电路M3调节电机M的功耗。本系统利用电机的转速来判断是否需要调节电机的功耗，并可使电机在低档位和高档位之间随意切换，智能化地调节电机的功耗，从而达到节能的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于办公设备技术领域，涉及一种碎纸机的自动调档系统。
背景技术
碎纸机是常用的办公设备之一，目前碎纸机具有的功能越来越多，消费者对碎纸机的功能要求也越来越高，碎纸机的耗电能力是消费者特别关心的部分，如何减少能源的消耗也是碎纸机制造商追求的目标。
碎纸机的工作原理较为简单，但是却带来了一些问题：众所周知，碎纸机进纸口纸张数量的不同，电机在碎纸时所需的输出功率也并不相同。但是在实际碎纸时，电机基本上是维持在一个近乎恒定的功率进行碎纸的。这就容易造成当待碎纸纸张数量大于电机的负荷时，会导致电机停止工作；而当待碎纸纸张数量太少时，则会造成电机功耗的白白浪费。日常使用时的碎纸机，很多时候每次碎纸时都未能使电机达到最充分地利用，因此，这种碎纸机在很大程度上对电能造成了浪费。
为此，人们设计出了一些能根据碎纸数量对电机的输出功率进行调节的碎纸机，如中国专利公开了一种智能换档碎纸机构及其自动换档方法(其公开号为CN1803299A)，该专利中的堵转检测电机检测到当前档位不能碎动纸张时，切换至上一级的较高档位，若还是无法碎动纸张，继续向更高一级档位切换，以此类推，直至选择到最为合适的档位进行碎纸。
上述专利虽然可将碎纸机的输出功率从低档向高档逐档切换，但是在一连串的碎纸过程中，碎纸机的输出功率只能由低档往高档切换，缺乏由高档往低档切换的功能，因此还是无法彻底解决让电机达到最充分地利用的问题。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的碎纸机所存在的上述问题，而提出了一种能根据碎纸数量对电机的输出功率进行调节，并能实现电机低档与高档之间自由切换的碎纸机的自动调档系统。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种碎纸机的自动调档系统，连接在电机工作电路上，包括电源、与电机M相连的电机换档电路M3和控制电路M0，所述的电机换档电路M3用于调节电机M的输出功率，电源对控制电路M0及电机换档电路M3供电，其特征在于，所述的控制电路M0上联接有用于测试电机M转速的转速传感电路M1，控制电路M0根据检测到的转速通过电机换档电路M3调节电机M的输出功率。
本碎纸机的自动调档系统根据电机M在碎纸时的实际转速来判断电机M是否处在最佳的工作档位，再根据需要切换档位。转速传感电路M1将检测到的电机转速信号传输给控制电路M0，控制电路M0将电机转速与电机M位于当前档位时的空转速度进行比较，根据两者之间的差值大小判断是否需要切换档位。需要切换档位时，由控制电路M0控制电机换档电路M3对电机M的输出功率进行调节。
在上述的一种碎纸机的自动调档系统中，所述的控制电路M0包括中央处理器U1和继电器驱动电路M2，中央处理器U1上设有与转速传感电路M1联接的转速信号输入端RB3和与继电器驱动电路M2联接的控制信号输出端RB0。
转速传感电路M1输出的电机转速信号由中央处理器U1上的转速信号输入端RB3接收，中央处理器U1处理后，从控制信号输出端RB0对继电器驱动电路M2发出控制信号，再由继电器驱动电路M2控制电机换档电路M3对电机M的输出功率进行调节。
在上述的一种碎纸机的自动调档系统中，所述的继电器驱动电路M2包括第一继电器J1的线圈J1B和三极管Q1，三极管Q1的发射极接地，集电极与线圈J1B串接，基极与上述的控制信号输出端RB0联接。
系统通过中央处理器U1上的控制信号输出端RB0输出的高低电平来控制继电器驱动电路M2中的线圈J1B的通断状况。当控制信号输出端RB0输出高电平时，三极管Q1的集电极与发射极导通，同时第一继电器J1的线圈J1B被导通，反之，线圈JIB断开。
在上述的一种碎纸机的自动调档系统中，所述的电机换档电路M3包括第一继电器J1的常开触点J12和常闭触点J13，上述的常开触点J12和常闭触点J13并联后一端接在电机绕组的不同抽头上，另一端与电源联接。
本系统中的电机换档技术采用抽头变档原理来实现的，常开触点J12和常闭触点J13连接在电机定子绕组的不同抽头上，即改变主副绕组匝数使之减弱定子的磁场强度以达到目的。常开触点J12和常闭触点J13两者的通断情况均由继电器驱动电路M2中的线圈J1B来控制。
在上述的一种碎纸机的自动调档系统中，所述的转速传感电路M1包括一对相互配合设置的发射管和接收管，接收管和发射管并联后由电源供电，上述的接收管能间隙地接收到发射管发出的光线，接收管的信号输出端OUT与控制电路M0连接。
电机M在转动过程中，可使发射管发出的光线信号间隙地被接收管所接收，接收管连续两次接收到光线信号的间隔时间受电机M转速影响。接收管每接收到一次光线信号，均可从信号输出端OUT对控制电路M0发出一个接收信号，控制电路M0根据接收管在一定时间内发出的接收信号的数量即可计算出电机M当前的转速。
在上述的一种碎纸机的自动调档系统中，所述的发射管和接收管配合设置在电机M转子的两侧，并在电机M转子上开有一个垂直于电机M转子轴心的通孔，上述发射管发出的光线可穿过通孔被接收管接收。
电机M每转一圈，发射管、接收管和通孔均会有两次处于同一条直线上；通孔的两端分别正对着发射管和接收管时，发射管发出的光线信号刚好能穿过通孔被接收管所接收，当通孔侧对着发射管与接收管时，发射管发出的光线被转子所阻挡，接收管无法接收到发射管发出的光线。因此，可以根据接收管在一定时间内接收到光线信号的次数来表示当前电机的转速。
在上述的一种碎纸机的自动调档系统中，所述的发射管为红外线发光二极管D0，接收管为光敏三极管Q0。红外线发射管发出的红外线信号可被光敏三极管Q0接收。
在上述的一种碎纸机的自动调档系统中，所述的电机换档电路M3中还设有反转开关电路，反转开关电路包括第二继电器J2常开触点J45、常闭触点J46和第三继电器J3的常开触点J78，第二继电器J2和第三继电器J3线圈的通电状况由上述的控制电路控制M0。
与现有技术相比，本碎纸机的自动调档系统利用电机的转速来判断当前电机是否处在最佳的工作档位，并可以根据负载的变化，在电机的低档位和高档位之间随意切换，智能化地调节电机的功耗，从而达到节能的目的。电机实际转速与空载转速之间采用差值算法判断，可以极大的提高系统对不同频率电源和不同转速电机的兼容性。
附图说明
图1是本碎纸机的自动调档系统的原理方框图。
图2是本碎纸机的自动调档系统的电路图。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1所示，本碎纸机的自动调档系统，连接在电机工作电路上，包括转速传感电路M1、控制电路M0、电机切换电路M3以及进行供电的系统电源，转速传感电路M1和电机切换电路M3均与控制电路M0联接，转速传感电路M1用于检测电机M的转速，控制电路M0通过控制电机换档电路M3来调节电机M的输出功率。
如图2所示，市电E输入后，经变压器的变压以及整流桥堆的整流后，将交流电整流成直流电，如图所示的VDD输出端表示经桥堆整流后经电容C6滤波的初级直流电+12V，之后经三端稳压器U2稳压后，由VCC端稳定地输出+5V的直流电，控制电路M0和转速传感电路M1均由系统电源的VDD端和VCC端供电。电机工作电路直接由市电E进行供电。
控制电路M0中包括有中央处理器U1、第一继电器J1的线圈J1B和三极管Q3，中央处理器U1上设有转速信号输入端RB3、控制信号输出端RB0、RB1和RB2，三极管Q1的发射极接地，集电极与线圈J1B串接，基极与上述的控制信号输出端RB0联接，线圈J1B的另一端与系统电源的VDD端连接。
转速传感电路M1包括一对相互配合设置的红外线发光二极管D0和光敏三极管Q0，分别由电源的VDD端和VCC端供电，光敏三极管Q0的集电极串接一个分压电阻R1后与电源的VCC端连接，分压电阻R1与光敏三极管Q0的集电极之间设有信号输出端OUT，用于与中央处理器U1上的转速信号输入端RB3联接。发光二极管D0和光敏三极管Q0安装在电机M转子的两侧，电机M转子上开有垂直于电机M转子轴心的通孔。
电机换档电路M3中包括第一继电器J1的常开触点J12和常闭触点J13，电机M的换档采用抽头变档的原理来实现，是通过变换各抽头(a，b)的位置来改变电机主副绕组匝数分配使之改变定子的磁场强度以达到目的。上述的常开触点J12和常闭触点J13并联后一端接在电机绕组的不同抽头(a、b)上，即改变主副绕组匝数使之改变定子的磁场强度以达到目的，另一端与市电E联接。
本碎纸机的自动调档系统根据电机M在碎纸时的实际转速来判断电机M是否处在最佳的工作档位，再根据需要切换档位。电机M在工作过程中，电机M每转一圈，发光二级管D0、光敏三极管Q0和通孔均会有两次处于同一条直线上；通孔的两端分别正对着发光二极管D0和光敏三极管Q0时，窄发射角的红外发光电二极管D0发出近似束射的红外线信号刚好能穿过通孔被光敏三极管Q0所接收，此时光敏三极管Q0的基极处于高电平，光敏三极管Q0的集电极和发射极导通，信号输出端OUT对中央处理器U1发出光线信号，我们设定该状态为“1”；当通孔侧对着发光二极管D0与光敏三极管Q0时，发光二极管D0发出的红外线被转子所阻挡，光敏三极管Q0无法接收到红外线信号，相应的光敏三极管Q0的基极处于低电平，光敏三极管Q0的集电极和发射极不导通，我们设定该状态为“0”。由于通孔是穿透转子的，所以在电机M每转一圈，会出现两个周期的1-0变化，因此，中央处理器U1可以根据光敏三极管Q0在一定时间内接收到光线信号的次数来精确计算出电机M的转速。
电机M刚开始启动时，默认设置为低档位运行，中央处理器U1根据1-0周期信号计算并记录电机M空载时的转速V01，此时控制信号输出端RB0输出低电平，线圈J1B未导通，市电E经由常闭触点J13对交流电机M供电，常闭触点J13连接在如图示电机绕组的抽头a处，电机M维持在低档位运行。
开始碎纸时，由于电机转速与负载成反比关系，当负载增加时，转速会相应降低，根据这一原理，我们只需判断电机转速的变化，即可知道电机M负载的相应变化。碎纸过程中，持续对电机M在低档位时的实际转速Vx1实时测量，由于存在负载的关系，电机M的实际转速Vx1会比低档空转速度V01小，中央处理器U1将低档位时的实际转速Vx1与低档空转速度V01进行比较，当V01-Vx1＞N1时(N1为系统设定的固定值)，即可判断负载过大，需要切换到高档位运行。中央处理器U1的控制信号输出端RB0输出高电平，三极管Q1的集电极与发射极导通，线圈J1B导通，常开触点J12吸合，常闭触点J13断开；市电E通过常开触点J12对电机M供电，常开触点J12连接在如图示电机绕组的抽头b处，电机M以高档位功率工作。
电机M切换到高档位后，需要对电机M的大负载转速初始值进行重新测量并记录，我们设定为V02。由于刚切换到高档位时，电机M负载还较大，当负载变小时，电机M在高档时的实际转速Vx2将大于V02，当V02-Vx2＞N2时(N2为系统设定的固定值)，即可判断出电机M负载已变小，需切换到低档位运行。此时，中央处理器U1上的控制信号输出端RB0输出低电平，线圈J1B被断开，电机M返回到与常闭触点J13导通的状态，电机M以低档位工作。系统根据上述原理循环工作，直至碎纸完成。
系统还具有退纸功能，此功能由第二继电器J2的常开触点J45、常闭触点J46和第三继电器J3的常开触点J78来实现，它们的通断状况由分别连接在中央处理器U1信号输出端RB1和RB2上的线圈J2B和线圈J3B控制。线圈J2B和线圈J3B的通断原理同线圈J1B相同(如图所示)，在此不予具体描述。正常进纸时，常开触点J45断开，常闭触点J46和J78吸合；需要退纸时，常开触点J45吸合，常闭触点J46和J78断开，电机反转，实现退纸。
Claims (8)
1、一种碎纸机的自动调档系统，连接在电机工作电路上，包括电源、与电机(M)相连的电机换档电路(M3)和控制电路(M0)，所述的电机换档电路(M3)用于调节电机(M)的功耗，电源对控制电路(M0)及电机换档电路(M3)供电，其特征在于，所述的控制电路(M0)上联接有用于测试电机(M)转速的转速传感电路(M1)，控制电路(M0)根据检测到的转速通过电机换档电路(M3)调节电机(M)的功耗。
2、根据权利要求1所述的一种碎纸机的自动调档系统，其特征在于，所述的控制电路(M0)包括中央处理器(U1)和继电器驱动电路(M2)，中央处理器(U1)上设有与转速传感电路(M1)联接的转速信号输入端(RB3)和与继电器驱动电路(M2)联接的控制信号输出端(RB0)。
3、根据权利要求2所述的一种碎纸机的自动调档系统，其特征在于，所述的继电器驱动电路(M2)包括第一继电器(J1)的线圈(J1B)和三极管(Q1)，三极管(Q1)的发射极接地，集电极与线圈(J1B)串接，基极与上述的控制信号输出端(RB0)联接。
4、根据权利要求1或2或3所述的一种碎纸机的自动调档系统，其特征在于，所述的电机换档电路(M3)包括第一继电器(J1)的常开触点(J12)和常闭触点(J13)，上述的常开触点(J12)和常闭触点(J13)并联后一端接在电机绕组的不同抽头上，另一端与电源联接。
5、根据权利要求1或2或3所述的一种碎纸机的自动调档系统，其特征在于，所述的转速传感电路(M1)包括一对相互配合设置的发射管和接收管，接收管和发射管并联后由电源供电，上述的接收管能间隙地接收到发射管发出的光线，接收管的信号输出端(OUT)与控制电路(M0)连接。
6、根据权利要求5所述的一种碎纸机的自动调档系统，其特征在于，所述的发射管和接收管配合设置在电机(M)转子的两侧，并在电机(M)转子上开有一个垂直于电机(M)转子轴心的通孔，上述发射管发出的光线可穿过通孔被接收管接收。
7、根据权利要求6所述的一种碎纸机的自动调档系统，其特征在于，所述的发射管为红外线发光二极管(D0)，接收管为光敏三极管(Q0)。
8、根据权利要求4所述的一种碎纸机的自动调档系统，其特征在于，所述的电机换档电路(M3)中还设有反转开关电路，反转开关电路包括第二继电器(J2)常开触点(J45)、常闭触点(J46)和第三继电器(J3)的常开触点(J78)，第二继电器(J2)和第三继电器(J3)线圈的通电状况由上述的控制电路控制(M0)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102545772A (zh) * | 2010-12-24 | 2012-07-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | 多档电机档位切换的控制电路及控制方法 |
| CN104181326A (zh) * | 2013-05-27 | 2014-12-03 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | 一种电机转速测量装置 |
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