CN204498032U - 一种低成本的食品加工机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低成本的食品加工机，属于小家电领域，解决了电机控制成本高及控制方式复杂的问题，解决该问题的技术方案主要包括主回路、开关控制电路、电机负载电路、电流检测电路、电源电路和微控制器电路，开关控制电路与电机负载电路串联在主回路中，电流检测电路包括采样元件，采样元件串联在主回路中，微控制器电路具有驱动信号输出端和采样信号输入端，驱动信号输出端与开关控制电路电连接，采样信号输入端与电流检测电路的输出端电连接，电机负载电路包括负载开关，负载开关具有分别对应电机正转、停止和反转的正转档位、停止档位和反转档位。本实用新型主要用于榨汁机、面条机和料理机等需要电机正反转切换的机器。

Description

一种低成本的食品加工机

技术领域

本实用新型涉及小家电，特别是一种低成本的食品加工机。

背景技术

在现有的食品加工机中，例如榨汁机、面条机、料理机等需要电机正反转切换，大多数采用直流电机，控制电路一般如图6所示，由交流电源输入主回路E1，主回路经过整流器DB1、继电器换向电路E8后连接直流电机MT1，主回路上还连接有开关控制电路E2、电源电路E5及微控制器电路E6，微控制器电路E6控制开关控制电路E2和继电器换向电路E8的通断，微控制器电路E6还连接有单刀双掷开关K3，分别对应控制直流电机MT1的正转、反转和停止。单刀双掷开关K3处于正转档位时，微控制器电路E6控制继电器RL1吸合导通（RL2断开），延时一定时间，比如2S，微控制器电路E6控制可控硅TR1导通，直流电机MT1通电正转工作；单刀双掷开关处于反转档位时，微控制器电路控制继电器RL2吸合导通（RL1断开），延时一定时间，比如2S，微控制器电路控制可控硅TR1导通，直流电机MT1通电反转工作；单刀双掷开关处于停止档位时，RL1和RL2均断开，可控硅TR1断开，直流电机MT1不工作。上述的控制方式中，由于需要操作单刀双掷开关K3，由微控制器电路E6获取单刀双掷开关K3的档位情况来判定直流电机MT1所需要的工作状态，然后再由微控制器电路E6控制继电器换向电路E8使直流电机MT1进入所需要的工作状态，而不是直接检测并判定直流电机的工作状态，控制和驱动方式复杂，所以增加了控制成本，而且通过继电器RL1/RL2控制直流电机MT1工作与转向的功耗也相对较高。

发明内容

本实用新型所要达到的目的就是提供一种低成本的食品加工机，降低控制电路的生产成本和控制成本，减少能耗。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种低成本的食品加工机，包括主机，主机内设有电机和控制电路，电机与控制电路电连接，所述控制电路包括主回路、开关控制电路、电机负载电路、电流检测电路、电源电路和微控制器电路，开关控制电路与电机负载电路串联在主回路中，电流检测电路包括采样元件，采样元件串联在主回路中，微控制器电路具有驱动信号输出端和采样信号输入端，驱动信号输出端与开关控制电路电连接，采样信号输入端与电流检测电路的输出端电连接，电机负载电路包括负载开关，负载开关具有分别对应电机正转、停止和反转的正转档位、停止档位和反转档位。

进一步的，所述开关控制电路由可控硅和三极管Q3构成，三极管Q3的基极与驱动信号输出端电连接，三极管Q3的集电极与可控硅的控制极电连接，三极管Q3的发射极接地，可控硅的阳极与主回路电连接，可控硅的阴极与电机负载电路电连接，控制电路包括过零检测电路，过零检测电路与主回路电连接，过零检测电路的输出端与微控制器电路电连接。

进一步的，所述微控制器电路在电机空载时提高可控硅的导通角使电机的工作电压为额定电压的50%～80%。

进一步的，所述过零检测电路由三极管Q1构成，三极管Q1的基极与主回路电连接，三极管Q1的集电极与微控制器电连接，三极管Q1的发射极接地。

进一步的，所述开关控制电路由MOS管构成，MOS管的G极与微控制器电路的驱动信号输出端电连接，D极与S极串联在电机负载电路中且D极靠近电机侧。

进一步的，所述开关控制电路由继电器构成，继电器的电磁铁的一端与驱动信号输出端电连接、另一端与微控制器电路的一个输入端电连接。

进一步的，所述电机为直流电机，电机负载电路还包括整流器，负载开关连接在整流器与直流电机之间，负载开关为双刀双掷开关。

进一步的，所述电机为交流电机。

进一步的，所述采样元件为采样电阻。

进一步的，所述采样元件为电流互感器，电流互感器的一次绕阻串联在主回路中，电流互感器的二次绕阻与微控制器电路电连接。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：由微控制器电路直接获取电流检测电路的采样信号来判定电机负载电路所处的状态，不需要在微控制器电路上连接单刀双掷开关，也不通过继电器来控制电机反向，降低了整个控制电路的生产成本，而且控制方式更加简单、方便，降低了控制电路的控制成本，降低功耗，节约电能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型实施例一的示意图；

图2为实施例一的电路图；

图3为本实用新型实施例二的示意图；

图4为本实用新型实施例三的示意图；

图5为本实用新型实施例四的示意图；

图6为现有食品加工机中直流电机的控制电路示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例以榨汁机为例来说明，包括主机和集汁腔，集汁腔内设有挤压螺杆，主机内设有电机和控制电路，电机与挤压螺杆传动连接，电机与控制电路电连接。如图1所示，控制电路包括主回路E1、开关控制电路E2、电机负载电路E3、电流检测电路E4、电源电路E5和微控制器电路E6，电源电路E5为微控制器电路E6提供驱动电源，开关控制电路E2与电机负载电路E3串联在主回路E1中，电流检测电路E4包括采样元件，采样元件串联在主回路E1中。结合图2看本实施例的具体电路，微控制器电路E6具有驱动信号输出端out和采样信号输入端AD，驱动信号输出端out与开关控制电路E2电连接，采样信号输入端AD与电流检测电路E4的输出端电连接，电机负载电路E3包括负载开关K1，负载开关K1具有分别对应电机正转、停止和反转的正转档位、停止档位和反转档位。现有的榨汁机多数采用直流电机MT1，所以本实施例中也以直流电机MT1为例。驱动信号输出端out发出驱动信号来使开关控制电路E2导通，采样信号输入端AD获取采样元件的电压和/或电流信号，从而判断电机负载电路E3是处于通路状态还是处于断路状态。

本实用新型采用实施例一的技术方案后，由微控制器电路E6直接获取电流检测电路E4的采样信号来判定电机负载电路E3所处的状态，不需要在微控制器电路E6上连接单刀双掷开关，也不通过继电器来控制电机反向，降低了整个控制电路的生产成本，而且控制方式更加简单、方便，降低了控制电路的控制成本，降低功耗，节约电能。

开关控制电路E2由可控硅TR1和三极管Q3构成，三极管Q3的基极与驱动信号输出端out电连接，三极管Q3的集电极与可控硅TR1的控制极电连接，三极管Q3的发射极接地，可控硅TR1的阳极与主回路E1电连接，可控硅TR1的阴极与电机负载电路E3电连接。三极管Q3的基极接收微控制器电路E6的驱动信号。当驱动信号为高电平时，经过C14、R22、传递到三极管Q3，使三极管Q3导通，TR1导通；当电压信号为低电平时，经过C14、R22、传递到三极管Q3，三极管Q3截止，TR1关断。

为了配合可控硅TR1工作，为可控硅TR1开/关提供基准信号，控制电路包括过零检测电路E7，过零检测电路E7与主回路E1电连接，过零检测电路E7的输出端与微控制器电路E6电连接，具体的，过零检测电路E7由三极管Q1构成，三极管Q1的基极与主回路E1电连接，三极管Q1的集电极与微控制器电连接，三极管Q1的发射极接地。当主回路E1电压经过R3、R4电阻传递到三极管Q1基极，当电压高时，三极管Q1导通，输出过零信号zero变低；当电压低时，三极管Q1截止，输出过零信号zero变高，zero信号电压高低的变化形成过零信号，C5为滤波功能，D4起保护功能。

本实施例中的采样元件为采样电阻R1，当有电流流过电阻R1时，R1两端电压变化，经R16、R17传递到微控制器电路E6的电压信号输入端，从而判断出电机负载电路E3已经导通。由于本实施例采用直流电机MT1，所以电机负载电路E3还包括整流器DB1，负载开关K1连接在整流器DB1与直流电机MT1之间。

另外，负载开关K1为双刀双掷开关，具有三个档位，分别对应电机的正转、反转和停止。在负载开关K1中，触点1与触点2、3均不接触连接，触点4与触点5、6均不接触连接时，电机没有导通，电机负载电路E3处于断路状态，电机停止；触点1与触点3接触连接，触点4与触点6接触连接时，电机负载电路E3处于通路状态，电机正转；触点1与触点2接触连接，触点4与触点5接触连接时，电机负载电路E3处于通路状态，电机反转。

下面说明一下本实用新型的具体工作原理。

用户将榨汁机接通电源时，负载开关K1断开，处于停止档位，整机处于待机状态，微控制器电路E6从驱动信号输出端out发出驱动信号，使得开关控制电路E2短时导通1～10毫秒，然后通过采样信号输入端AD获取采样元件的电流/电压变化情况，从而快速获取采样元件中是否有电流经过，由于负载开关K1断开，电机负载电路E3处于断路状态，所以采样元件中没有电流经过，微控制器电路E6据此判定整个控制电路的当前状态为停止状态。由于用户随时可能将负载开关K1调整到正转或反转档位，因此要求微控制器电路E6每间隔一定时间，比如100毫秒就发送一次驱动信号使开关控制电路E2导通，从而能够获取采样元件的电流/电压变化情况，判定控制电路的当前状态。驱动信号一般采用脉冲信号。

电机是正转还是反转，均是由负载开关K1控制，微控制器电路E6需要判断出电机负载回路处于通路状态，然后才能使开关控制电路E2持续导通，让电机保持转动。因此无论电机是正转工作还是反转工作，原理都是相同的。在榨汁机接通电源后，整机处于待机状态下，用户选择负载开关K1的正转档位或反转档位，微控制器电路E6从驱动信号输出端out发出驱动信号，使得开关控制电路E2短时导通1～10毫秒，然后通过电压信号输入端获取采样元件的电流/电压变化情况，由于电机负载回路处于通路状态，采样元件中有电流经过，采样元件两端的电压发生变化，微控制器电路E6据此判定整个控制电路的当前状态为工作状态，因此微控制器电路E6持续发出驱动信号，使得开关控制电路E2保持导通，电机保持转动。

在电机转动过程中，用户将负载开关K1调整到停止档位，此时电机负载回路处于断路状态，采样元件中又没有电流通过了，因此微控制器电路E6据此判定整个控制电路的当前状态为停止状态，从而停止向开关控制电路E2发出驱动信号，整个控制电路就处于停止状态。前面已经讲到，在整个控制电路处于停止状态时，用户随时可能将负载开关K1调整到正转或反转档位，因此要求微控制器电路E6每间隔一定时间，比如100毫秒就发送一次驱动信号使开关控制电路E2导通，从而能够获取采样元件的电流/电压变化情况，判定控制电路的当前状态。

还有一种情况时，用户直接将负载开关K1从正转档位调整到反转档位，或者直接将负载开关K1从反转档位调整到正转档位，如果电机没有停转就直接换向，会导致电机消磁，影响使用寿命。一般用户调整负载开关K1的时间需要2秒左右，从正转档位到反转档位，或者从反转档位到正转档位，都需要经过停止档位，所以出现这种情况后，电机会有一段时间是断开的，即电机负载电路E3有一段时间是处于断路状态，采样元件中会有2秒左右时间是没有电流经过的，也没有电压变化，即微控制器电路E6在这段时间内会判定出控制电路处于停止状态，微控制器电路E6延迟一定时间发出驱动信号，比如延迟2～4秒，等电机的转子停止转动后，再发出驱动信号使开关控制电路E2导通来判定控制电路的当前状态。这样既保证了直流电机MT1的使用寿命，又不会影响榨汁机的正常使用。

另外，市场上的一些榨汁机，开机启动后，由于集汁腔内无水果等食材，电机处于空载状态，转速较高，大概有90转/分钟，此时如有多汁水果置入集汁腔内，在挤压螺杆的高速转动下，果汁容易喷溅。实验证明，如果电机转速下降至60～70转/分钟时，喷溅强度会降低，可是若将电机额定转速设计较低，又会影响出汁效果。

为此，本实施例还有一个功能，微控制器电路E6可以根据采样元件中的电流大小，能够判定出电机是处于空载还是负载状态，并且在电机空载时提高可控硅TR1的导通角，导通角较大时，电机工作电压低，电机转速较低，调整电机的工作电压为额定电压的50%～80%，从而降低挤压螺杆的转速，降低喷溅强度，当电机开始负载时缩小可控硅TR1的导通角，导通角较小时，电机工作电压高，电机转速较高，调整电机的工作电压为正常的额定电压，使挤压螺杆的转速提高，保证榨汁效果。采用这种控制方式也能够降低能耗，节约电能。此外，在空载时降低电机的转速，可以有效降低噪音。经测试，保持环境噪音≤55dB的条件下，电机在额定转速条件下，噪音测试结果为65dB，保持环境条件不变，降低转速后，噪音测试结果为60dB，噪音降低5dB。实施例二：

如图3所示，与实施例一不同的是，本实施例中的开关控制电路E2由MOS管Q2构成，MOS管Q2的G极与微控制器电路E6的驱动信号输出端out电连接，D极与S极串联在电机负载电路E3中且D极靠近电机侧。采用MOS管作为代替可控硅可以实现迅速关断，而不会像可控硅那样在驱动信号去除后还会继续导通一段时间，可以实现即开即停的功能。

实施例三：

如图4所示，与实施例一不同的是，本实施例中的开关控制电路E2由继电器K2构成，继电器K2的电磁铁的一端与驱动信号输出端out电连接、另一端与微控制器电路E6的一个输入端P1电连接。本实施例中，开关控制电路E2的控制更加简单。

实施例四：

如图5所示，与实施例一不同的是，本实施例中的采样元件为电流互感器L，电流互感器L的一次绕阻串联在主回路E1中，电流互感器L的二次绕阻与微控制器电路E6电连接。电流互感器L将用于采样电流的电路和用于检测信号的电路隔离，即强电、弱电相互隔离，这样可以有效保护用于检测信号的电路，使电流检测更准确。

上述实施例中，实施例四可以应用到实施例二和实施例三中去。

除了榨汁机外，面条机、料理机等采用直流电机并实现正反转切换的食品加工机，也同样可以适用上述所有实施例的控制电路。而且除了直流电机MT1外，也可以将本实用新型的控制电路应用在交流电机上，因此也就不需要整流器DB1，负载开关K1也可以采用单刀双掷开关，即图6中与微控制器电路E6连接的开关。除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种低成本的食品加工机，包括主机，主机内设有电机和控制电路，电机与控制电路电连接，其特征在于：所述控制电路包括主回路、开关控制电路、电机负载电路、电流检测电路、电源电路和微控制器电路，开关控制电路与电机负载电路串联在主回路中，电流检测电路包括采样元件，采样元件串联在主回路中，微控制器电路具有驱动信号输出端和采样信号输入端，驱动信号输出端与开关控制电路电连接，采样信号输入端与电流检测电路的输出端电连接，电机负载电路包括负载开关，负载开关具有分别对应电机正转、停止和反转的正转档位、停止档位和反转档位。

2.根据权利要求1所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述开关控制电路由可控硅和三极管Q3构成，三极管Q3的基极与驱动信号输出端电连接，三极管Q3的集电极与可控硅的控制极电连接，三极管Q3的发射极接地，可控硅的阳极与主回路电连接，可控硅的阴极与电机负载电路电连接，控制电路包括过零检测电路，过零检测电路与主回路电连接，过零检测电路的输出端与微控制器电路电连接。

3.根据权利要求2所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述微控制器电路在电机空载时提高可控硅的导通角使电机的工作电压为额定电压的50%～80%。

4.根据权利要求2所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述过零检测电路由三极管Q1构成，三极管Q1的基极与主回路电连接，三极管Q1的集电极与微控制器电连接，三极管Q1的发射极接地。

5.根据权利要求1所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述开关控制电路由MOS管构成，MOS管的G极与微控制器电路的驱动信号输出端电连接，D极与S极串联在电机负载电路中且D极靠近电机侧。

6.根据权利要求1所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述开关控制电路由继电器构成，继电器的电磁铁的一端与驱动信号输出端电连接、另一端与微控制器电路的一个输入端电连接。

7.根据权利要求1至6任一所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述电机为直流电机，电机负载电路还包括整流器，负载开关连接在整流器与直流电机之间，负载开关为双刀双掷开关。

8.根据权利要求1至6任一所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述电机为交流电机。

9.根据权利要求1至6任一所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述采样元件为采样电阻。

10.根据权利要求1至6任一所述的低成本的食品加工机，其特征在于：所述采样元件为电流互感器，电流互感器的一次绕阻串联在主回路中，电流互感器的二次绕阻与微控制器电路电连接。