TWI671992B

TWI671992B - 果汁機及過負荷檢測方法

Info

Publication number: TWI671992B
Application number: TW108102706A
Authority: TW
Inventors: 鄭力嘉; 張慶華
Original assignee: 台灣松下電器股份有限公司
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2019-09-11
Also published as: TW202029634A

Abstract

一種具有過負荷檢知方法的果汁機，包含一馬達、一霍爾感測器、一雙向性三極閘流體、及一控制單元。該控制單元在一第一設定時間內，計算該霍爾感測器所產生的一脈波信號在每隔一第一預定時間的每一脈波數小於一目標脈波數的一累計次數，並在一第二設定時間計算該雙向性三極閘流體在一預定週期的一實際導通時間，且計算該實際導通時間減去一預定導通時間，以獲得一導通變動量。當該控制單元判斷該累計次數大於等於一設定次數，且該導通變動量大於等於一設定變動量時，判斷該馬達處於過負荷的狀態，控制該馬達停止運轉。

Description

果汁機及過負荷檢測方法

本發明是有關於一種果汁機及過負荷檢測方法，特別是指一種利用霍爾感測器的過負荷檢測方法及具有該過負荷檢測方法的果汁機。

參閱圖1，圖1是一種習知的果汁機，包含一控制單元92、一馬達93、及一雙向性三極閘流體(TRIAC)94，並適用於電連接一電壓源91，以接收其輸出的電壓作為運作的電力。該電壓源91例如提供頻率為60赫茲或50赫茲且電壓大小為100、110、或220伏特的市電。另外要補充說明的是：為方便說明起見，圖1並未繪出該果汁機其他的機構部分，如機座、攪拌器、杯體等等。

該雙向性三極閘流體94又稱可控硅閘流體，並包括一控制端、一電連接該電壓源91的第一端、及一第二端。該馬達93電連接於該雙向性三極閘流體94的該第二端及該電壓源91之間。該控制單元92電連接該雙向性三極閘流體94的該控制端，並產生一控制信號至該控制端，且藉由改變該控制信號的佔空比，以改變該雙向性三極閘流體94的該第一端與該第二端之間的導通時間，進而使得該馬達93所接收到來自該電壓源91的交流電壓或電流的大小不相同，而能夠運轉在不同的轉速。

當該果汁機被使用者開啟，且被設定在一預定轉速時，該控制單元92產生一控制信號至該雙向性三極閘流體94的該控制端，且藉由改變該控制信號的佔空比，以改變該雙向性三極閘流體94的該第一端與該第二端之間的導通時間，使得該馬達93達到該預定轉速。然而，當該果汁機在具有負載的情況下，尤其是負載量很大時，如攪拌大量較硬的水果時，習知的果汁機的馬達可能會因為過負荷而導致損壞的現象發生，因而成為一個待解決的問題。

因此，本發明的目的，即在提供一種即時且精準判斷過負荷的過負荷檢測方法及具有該過負荷檢測方法的果汁機。

於是，本發明之一觀點在於提供一果汁機，包含一馬達、一霍爾感測器、一雙向性三極閘流體、及一控制單元。該馬達在接收到一驅動電流時運轉。該霍爾感測器偵測該馬達的轉動，以產生一指示該馬達在轉動的脈波信號。

該雙向性三極閘流體電連接該馬達，並接收一控制信號的控制而導通或不導通，且根據該控制信號的佔空比，決定在每一預定週期中的一實際導通時間。當該雙向性三極閘流體導通時，產生該驅動電流。

該控制單元電連接該霍爾感測器以接收該脈波信號，並電連接該雙向性三極閘流體以產生該控制信號，使得該馬達的轉速達到一預定轉速。其中，該控制單元每隔一第一預定時間計算該霍爾感測器所產生的該脈波信號的一脈波數直到一第一設定時間，該脈波數的大小對應該馬達的一實際轉速。該控制單元計算在該第一設定時間內，每一該脈波數小於一對應該預定轉速的目標脈波數的一累計次數。

該控制單元在一第二設定時間根據所產生的該控制信號獲得該實際導通時間，並計算該實際導通時間減去一預定導通時間，以獲得一導通變動量。當該控制單元判斷該累計次數大於等於一設定次數，且該導通變動量大於等於一設定變動量時，判斷該馬達處於過負荷的狀態。

在一些實施態樣中，其中，當該控制單元判斷該累計次數小於該設定次數時，或當該控制單元判斷該累計次數大於等於該設定次數，且該導通變動量小於該設定變動量時，判斷該馬達處於正常運轉的狀態。

在一些實施態樣中，其中，當該控制單元判斷該馬達處於過負荷的狀態時，該控制單元不產生該控制信號，使得該雙向性三極閘流體不導通而不產生該驅動電流，進而使得該馬達停止運轉。當該控制單元判斷該馬達處於正常運轉的狀態時，該控制單元直到設定的一調理時間時才不產生該控制信號。

在另一些實施態樣中，其中，該第一設定時間及該第二設定時間相關於該馬達的規格及該預定轉速，該目標脈波數相關於該馬達的該預定轉速，該預定週期是該馬達所接收的交流電源的週期，該預定導通時間相關於該馬達的該預定轉速。

在一些實施態樣中，其中，該第一預定時間是0.1秒，該第一設定時間是3.5秒，該第二設定時間是8秒，該預定週期是1/60秒，該預定導通時間是4.6毫秒，該設定次數是14，該設定變動量是3.4毫秒。

於是，本發明之另一觀點在於提供一過負荷檢測方法，適用於一果汁機，該果汁機包含一馬達、一霍爾感測器、一雙向性三極閘流體、及一控制單元。該過負荷檢測方法包含步驟(a)~(d)。

於步驟(a)，藉由該控制單元每隔一第一預定時間計算該霍爾感測器所產生的一脈波信號的一脈波數直到一第一設定時間。該脈波信號指示該馬達在轉動，該脈波數的大小對應該馬達的一實際轉速。

於步驟(b)，藉由該控制單元計算在該第一設定時間內，每一該脈波數小於一對應該馬達的一預定轉速的目標脈波數的一累計次數。

於步驟(c)，藉由該控制單元在一第二設定時間計算該雙向性三極閘流體在一預定週期的一實際導通時間，並計算該實際導通時間減去一預定導通時間，以獲得一導通變動量。

於步驟(d)，當該控制單元判斷該累計次數大於等於一設定次數，且該導通變動量大於等於一設定變動量時，判斷該馬達處於過負荷的狀態。

在一些實施態樣中，該過負荷檢測方法還包含步驟(e)及(f)。

於步驟(e)，當該控制單元判斷該累計次數小於該設定次數時，判斷該馬達處於正常運轉的狀態。

於步驟(f)，當該控制單元判斷該累計次數大於等於該設定次數，且該導通變動量小於該設定變動量時，判斷該馬達處於正常運轉的狀態。

在另一些實施態樣中，其中，在步驟(a)中，該第一設定時間相關於該馬達的規格及該預定轉速。在步驟(b)中，該目標脈波數相關於該馬達的該預定轉速。在步驟(c)中，該第二設定時間相關於該馬達的規格及該預定轉速，該預定週期是該馬達所接收的交流電源的週期，該預定導通時間相關於該馬達的該預定轉速。

在一些實施態樣中，其中，在步驟(a)中，該第一預定時間是0.1秒，該第一設定時間是3.5秒。在步驟(c)中，該第二設定時間是8秒，該預定週期是1/60秒，該預定導通時間是4.6毫秒。在步驟(d)中，該設定次數是14，該設定變動量是3.4毫秒。

本發明的功效在於：藉由該霍爾感測器即時地偵測該馬達的轉動以產生該脈波信號。再藉由該控制單元計算在該第一設定時間內，每一該脈波數小於該目標脈波數的該累計次數，並在該第二設定時間時，計算等於該實際導通時間減去該預定導通時間的該導通變動量，使得該控制單元能夠根據該累計次數及該導通變動量即時且精準地判斷該馬達是否處於過負荷的狀態。

1‧‧‧控制單元

2‧‧‧霍爾感測器

3‧‧‧雙向性三極閘流體

4‧‧‧馬達

9‧‧‧電壓源

91‧‧‧電壓源

92‧‧‧控制單元

93‧‧‧馬達

94‧‧‧雙向性三極閘流體

S1~S5‧‧‧步驟

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明習知的一果汁機；圖2是一方塊圖，說明本發明果汁機的一實施例；及圖3是一流程圖，說明該實施例所執行的一過負荷檢測方法。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖2，本發明果汁機之一實施例，適用於一電壓源9，並包含一控制單元1、一霍爾感測器(Hall effect sensor)2、一雙向性三極閘流體(TRIAC)3、及一馬達4。在本實施例中，該電壓源9包括一第一端及一第二端，以提供頻率為60赫茲且電壓大小為110伏特的市電，而在其他實施例中，該電壓源9也可以提供其他頻率或提供其他電壓大小的市電，如50赫茲、100伏特或220伏特等等。

該馬達4例如是一種交流電動馬達，並包括一第一端及一電連接該電壓源9的該第二端的第二端，以在接收到一交流的驅動電流時運轉。該霍爾感測器2又稱霍爾效應感測器，能偵測該馬達4的轉動，以產生一指示該馬達4在轉動的脈波信號。更詳細地說，當該馬達4受到該驅動電流的驅動而轉動時，該霍爾感測器2才產生該脈波信號，且該脈波信號的脈波數量相關於該馬達4的轉速，例如馬達4轉得越快時，在同樣時間所量測的脈波數量越大。舉例來說，該馬達4具有六個相位，則旋轉一圈時會產生六個脈波數量的脈波信號。

該雙向性三極閘流體3又稱可控硅閘流體，並包括一電連接該控制單元1的控制端、一電連接該電壓源9的該第一端的第一端、及一電連接該馬達4的該第一端的第二端。該控制端接收來自該控制單元1的一控制信號，且受到該控制信號的控制而使得該第一端與該第二端之間導通或不導通。更詳細地說，該雙向性三極閘流體3是根據該控制信號的佔空比，決定在每一預定週期中的一實際導通時間。當該雙向性三極閘流體3導通時，使得該電壓源9所提供的交流電壓或電流流經該雙向性三極閘流體3的該第一端與該第二端之間，而產生該驅動電流，即成為該驅動電流。在本實施例中，該預定週期等於該交流市電的週期，即1/60秒(約16.66毫秒)。

該控制單元1電連接該霍爾感測器2以接收該脈波信號，並電連接該雙向性三極閘流體3，且根據該脈波信號，產生該控制信號，使得該馬達4的轉速達到一預定轉速。更具體的說，該控制單元例如是一微控制器(MCU)1，並根據該脈波信號判斷該馬達4的轉速，進而改變該控制信號的佔空比，以使得該馬達4的一實際轉速等於該預定轉速。該預定轉速是對應該果汁機沒有容置水果(即空載)，或已經水果打碎成果汁(即輕載)，或其他預定的負載時，對應一預先設定的指令時的轉速。舉例來說，該果汁機可以具有多段的轉速可供使用者設定，如第一段至第十段的轉速、高轉速、中轉速、低轉速等等。當使用者選擇第三段的轉速時，該預定轉速例如是每分鐘1000轉。

參閱圖2與圖3，圖3是該實施例所執行的一過負荷檢測方法，包含步驟S1~S5。

於步驟S1，調理開始。舉例來說，該使用者已放置水果於該果汁機中，並按下第三段的轉速，但不以此為限。

於步驟S2，該控制單元1每隔一第一預定時間計算該霍爾感測器2所產生的該脈波信號的一脈波數直到一第一設定時間。該脈波數的大小對應該馬達4的該實際轉速。在本實施例中，該第一預定時間是0.1秒，該第一設定時間是3.5秒，但不以此為限。

該控制單元1再計算在該第一設定時間內，每一該脈波數小於一對應該預定轉速的目標脈波數的一累計次數。也就是說，從第0秒到第3.5秒之間，該控制單元1每隔0.1秒計算一次該脈波數，且當該次計算的該脈波數小於該目標脈波數時，則將該累計次數加一。舉例來說，該馬達4具有六個相位，則旋轉一圈時會產生六個脈波數量的脈波信號，當該預定轉速是每分鐘1000轉時，則該目標脈波數是1000/60/10*6等於10。

該控制單元1再判斷該累計次數是否大於等於一設定次數。在本實施例中，該設定次數是14，但不以此為限。當該累計次數是大於等於該設定次數時，執行步驟S3。而當該累計次數不是大於等於該設定次數時，執行步驟S4。

於步驟S3，該控制單元1在一第二設定時間根據所產生的該控制信號獲得該實際導通時間，並計算該實際導通時間減去一預定導通時間，以獲得一導通變動量。在本實施例中，該第二設定時間是8秒，該預定導通時間是4.6毫秒。舉例來說，該控制單元1在第8秒時，將所產生的該控制信號的佔空比乘以該預定週期，以獲得該實際導通時間，再據以計算該導通變動量。

該控制單元1再判斷該導通變動量是否大於等於一設定變動量。在本實施例中，該設定變動量是3.4毫秒，但也不以此為限。當該導通變動量是大於等於該設定變動量時，執行步驟S5。而當該導通變動量不是大於等於該設定變動量時，執行步驟S4。

於步驟S4，該控制單元1判斷該馬達4處於正常運轉的狀態，並判斷從調理開始至目前的時間是否達到設定的一調理時間。當該控制單元1判斷已到達該調理時間時，執行步驟S5。而當該控制單元1判斷未到達該調理時間時，執行步驟S2。

於步驟S5，調理結束，即該控制單元1不產生該控制信號時，使得該雙向性三極閘流體3不導通而不產生該驅動電流，進而使得該馬達4停止運轉。

由步驟S1、S2、S3、S5可知，當該控制單元1判斷該累計次數大於等於該設定次數，且該導通變動量大於等於該設定變動量時，判斷該馬達4處於過負荷的狀態，並即時地不產生該控制信號，使得該馬達4停止運轉，以避免過負荷而損壞。

由步驟S1、S2、S4、S5可知，當該控制單元1判斷該累計次數小於該設定次數時，判斷該馬達4處於正常運轉的狀態，則繼續產生該控制信號，直到調理結束。

由步驟S1、S2、S3、S4、S5可知，當該控制單元1判斷該累計次數大於等於該設定次數，且該導通變動量小於該設定變動量時，判斷該馬達4處於正常運轉的狀態，則繼續產生該控制信號，直到調理結束。

另外要特別補充：為方便說明起見，圖1並未繪出該果汁機其他的機構部分或電機部分，如機座、攪拌器、杯體、其他電路元件等等，但不影響本發明的實施。此外，在其他實施例中，該馬達4也可以是其他種類的馬達，如直流馬達，則該果汁機還包含一整流單元以提供直流的驅動電流。再者，該第一設定時間及該第二設定時間是相關於該馬達4的規格及該預定轉速，該目標脈波數及該預定導通時間是相關於該馬達4的該預定轉速，都不以本實施例的數值為限。

綜上所述，本發明藉由該霍爾感測器2即時地偵測該馬達4的轉動以產生該脈波信號。再藉由該控制單元1計算在該第一設定時間內，每一該脈波數小於該目標脈波數的該累計次數，並在該第二設定時間時，計算等於該實際導通時間減去該預定導通時間的該導通變動量，使得該控制單元1能夠根據該累計次數及該導通變動量即時且精準地判斷該馬達4是否處於過負荷的狀態，進而控制該馬達4繼續運轉或停止轉動，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims

一種果汁機，包含：
一馬達，在接收到一驅動電流時運轉；
一霍爾感測器，偵測該馬達的轉動，以產生一指示該馬達在轉動的脈波信號；
一雙向性三極閘流體，電連接該馬達，並接收一控制信號的控制而導通或不導通，且根據該控制信號的佔空比，決定在每一預定週期中的一實際導通時間，當該雙向性三極閘流體導通時，產生該驅動電流；及
一控制單元，電連接該霍爾感測器以接收該脈波信號，並電連接該雙向性三極閘流體以產生該控制信號，使得該馬達的轉速達到一預定轉速，
其中，該控制單元每隔一第一預定時間計算該霍爾感測器所產生的該脈波信號的一脈波數直到一第一設定時間，該脈波數的大小對應該馬達的一實際轉速，
該控制單元計算在該第一設定時間內，每一該脈波數小於一對應該預定轉速的目標脈波數的一累計次數，
該控制單元在一第二設定時間根據所產生的該控制信號獲得該實際導通時間，並計算該實際導通時間減去一預定導通時間，以獲得一導通變動量，
當該控制單元判斷該累計次數大於等於一設定次數，且該導通變動量大於等於一設定變動量時，判斷該馬達處於過負荷的狀態。
如請求項1所述的果汁機，其中，當該控制單元判斷該累計次數小於該設定次數時，或當該控制單元判斷該累計次數大於等於該設定次數，且該導通變動量小於該設定變動量時，判斷該馬達處於正常運轉的狀態。
如請求項2所述的果汁機，其中，當該控制單元判斷該馬達處於過負荷的狀態時，該控制單元不產生該控制信號，使得該雙向性三極閘流體不導通而不產生該驅動電流，進而使得該馬達停止運轉，當該控制單元判斷該馬達處於正常運轉的狀態時，該控制單元直到設定的一調理時間時才不產生該控制信號。
如請求項1所述的果汁機，其中，該第一設定時間及該第二設定時間相關於該馬達的規格及該預定轉速，該目標脈波數相關於該馬達的該預定轉速，該預定週期是該馬達所接收的交流電源的週期，該預定導通時間相關於該馬達的該預定轉速。
如請求項4所述的果汁機，其中，該第一預定時間是0.1秒，該第一設定時間是3.5秒，該第二設定時間是8秒，該預定週期是1/60秒，該預定導通時間是4.6毫秒，該設定次數是14，該設定變動量是3.4毫秒。
一種過負荷檢測方法，適用於一果汁機，該果汁機包含一馬達、一霍爾感測器、一雙向性三極閘流體、及一控制單元，並包含下列步驟：
(a)藉由該控制單元每隔一第一預定時間計算該霍爾感測器所產生的一脈波信號的一脈波數直到一第一設定時間，該脈波信號指示該馬達在轉動，該脈波數的大小對應該馬達的一實際轉速；
(b)藉由該控制單元計算在該第一設定時間內，每一該脈波數小於一對應該馬達的一預定轉速的目標脈波數的一累計次數；
(c)藉由該控制單元在一第二設定時間計算該雙向性三極閘流體在一預定週期的一實際導通時間，並計算該實際導通時間減去一預定導通時間，以獲得一導通變動量；及
(d)當該控制單元判斷該累計次數大於等於一設定次數，且該導通變動量大於等於一設定變動量時，判斷該馬達處於過負荷的狀態。
如請求項6所述的過負荷檢測方法，還包含下列步驟：
(e)當該控制單元判斷該累計次數小於該設定次數時，判斷該馬達處於正常運轉的狀態；及
(f)當該控制單元判斷該累計次數大於等於該設定次數，且該導通變動量小於該設定變動量時，判斷該馬達處於正常運轉的狀態。
如請求項6所述的過負荷檢測方法，其中：
在步驟(a)中，該第一設定時間相關於該馬達的規格及該預定轉速；
在步驟(b)中，該目標脈波數相關於該馬達的該預定轉速；及
在步驟(c)中，該第二設定時間相關於該馬達的規格及該預定轉速，該預定週期是該馬達所接收的交流電源的週期，該預定導通時間相關於該馬達的該預定轉速。
如請求項8所述的過負荷檢測方法，其中：
在步驟(a)中，該第一預定時間是0.1秒，該第一設定時間是3.5秒；
在步驟(c)中，該第二設定時間是8秒，該預定週期是1/60秒，該預定導通時間是4.6毫秒；及
在步驟(d)中，該設定次數是14，該設定變動量是3.4毫秒。