自动制面包的制造方法
【专利摘要】本发明提供自动制面包机，其具有：叶片（6；29，30），其以能够旋转的方式安装在投放面包原料的面包容器内；电机（5；13，14），其经由动力传递部与和叶片连接的驱动轴（24）相连；对电机进行旋转控制的逆变器部（4）；以及控制逆变器部的控制部（8），该自动制面包机构成为，当流过电机的电流值达到表示预定范围的上限值或下限值时，提高/降低电机的转速，并且延长面包制作动作的运转时间。
【专利说明】自动制面包机
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于自动地制作面包的自动制面包机，尤其涉及在一般家庭等中使用的家庭用自动制面包机。
【背景技术】
[0002]以往，这种家庭用自动制面包机通常构成为，将盛放面包原料的面包容器直接用作烘烤类型，来制作面包。这样的自动制面包机具有如下工序:粉碎工序，把米等谷物作为初始原料，将原料粉碎；搅拌工序，将粉碎的原料搅拌成生面团；使生面团发酵的发酵工序；以及烘烤面包的烘焙工序。通过依次执行这样的工序的面包制作动作来制作面包的自动制面包机已得到实际应用(例如，参照专利文献I)。
[0003]在这样的自动制面包机中，在突出设置于面包容器内部的叶片旋转轴上安装有粉碎叶片和混合搅拌叶片。此外，自动制面包机具有对各个叶片进行驱动的粉碎用电机和混合搅拌用电机。通过这样的结构，在面包制作动作中的粉碎工序中，在加入了谷物粒和水的状态下，利用粉碎用电机对粉碎叶片进行旋转驱动，生成粉碎谷物粒和水的混合物。接下来，在搅拌工序中，利用混合搅拌用电机对混合搅拌叶片进行旋转驱动，从而将粉碎谷物粒和水的混合物混合搅拌成生面团原料。然后,通过执行发酵工序、烘焙工序来制作面包。
[0004][专利文献I]国际公开第2011/102306号
[0005]在上述以往的结构中，当利用自动制面包机基于谷物粒制作面包时，通过粉碎用电机使粉碎叶片高速旋转，由此将谷物粒粉碎(粉碎工序)。在粉碎工序的执行中，通过粉碎叶片粉碎谷物粒，由此使得谷物粒的粒径逐渐变小，该粉碎工序一直执行到使得谷物粒的粒径最终成为预定粒径以下的大小。在粉碎工序中，施加给粉碎叶片的负载、即施加给粉碎用电机的转矩大幅变化。在粉碎工序的开始后，在谷物粒的粒径逐渐变小时，谷物粒会进入到粉碎叶片与安装着粉碎叶片的壳体之间的间隙中，发生卡塞。与发生该卡塞相伴地，在粉碎叶片旋转的旋转部处温度上升，粉碎的谷物粒(粉碎谷物粒)和水的混合物的温度上升。由于该温度上升，粉碎谷物粒和水的混合物的粘度增大，因此，施加给粉碎叶片的负载增大，施加给粉碎用电机的转矩增大。然后，随着粉碎工序的进行，粉碎谷物粒和水的混合物的粘度进一步增大时，施加给粉碎叶片的负载转为减小，施加给粉碎用电机的转矩急剧地减小。
[0006]这样，在粉碎工序中，施加给粉碎用电机的转矩大幅变化。此外，在最大负载时，会对粉碎用电机施加巨大的转矩，因此存在超过电机的电流极限的可能，也就是说，可能有电流极限以上的电流流过该电机，导致电机的磁力下降。在该情况下，不得不停止粉碎叶片的旋转。此外，在停止粉碎叶片的旋转后，即使重新启动粉碎叶片的旋转，旋转停止的可能性也很高，存在粉碎工序不能正常完成的问题。此外，不仅是粉碎工序，在搅拌工序中也是一样，存在对混合搅拌用电机施加巨大的转矩而导致叶片的旋转停止的可能。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于解决上述现有的问题，实现如下这样的可靠性高的自动制面包机:即使在面包制作动作中的粉碎工序和/或搅拌工序等中对电机施加了巨大负载的状况下，也能够连续地进行运转，发挥正常的面包制作功能。
[0008]为了解决上述现有的问题，本发明的自动制面包机具有:
[0009]主体；
[0010]收纳在所述主体的内部的面包容器；
[0011]叶片，其安装在驱动轴上，该驱动轴以能够旋转的方式突出设置在所述面包容器的内部；
[0012]使所述驱动轴旋转的电机；
[0013]逆变器部，其对所述电机进行旋转控制，使得所述电机以目标转速旋转；以及
[0014]控制部，其对该逆变器进行驱动控制，使得所述逆变器部让所述电机以所述目标转速旋转，
[0015]所述控制部构成为，该控制部具有对流过所述电机的电流进行检测的电流检测部，当所述电流检测部检测到的电流值达到表示预定范围的上限值或下限值时，该控制部对所述目标转速进行预先设定的转速补偿处理，并对所述逆变器部进行驱动控制，以按照经过该转速补偿处理后的设定转速对所述电机进行旋转控制。
[0016]本发明的自动制面包机即使在面包制作动作中的粉碎工序和/或搅拌工序等中、对电机施加了巨大负载的状况下，也能够连续地运转，发挥正常的面包制作功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是示出本发明的实施方式I的自动制面包机的概略结构的剖视图。
[0018]图2是用于说明本发明的实施方式I的自动制面包机的主体内部的结构的示意图。
[0019]图3是本发明的实施方式I的自动制面包机的驱动电路的概略结构图。
[0020]图4是示出本发明的实施方式I的自动制面包机中的电机的转速与电流之间的关系的特性图。
[0021]图5是示出由本发明的实施方式I的自动制面包机的过载控制部控制的电机转速的变化的转变图。
[0022]图6是示出由本发明的实施方式I中的自动制面包机的控制部控制的面包制作动作的时间控制特性的特性图。
[0023][标号说明]
[0024]I交流电源
[0025]2整流电路
[0026]3平滑电容器
[0027]4逆变器部
[0028]5 电机
[0029]6 叶片
[0030]7旋转角传感器(旋转状态检测部)
[0031]8控制部[0032]10面包容器
[0033]11烘焙室
[0034]12 护套式加热器(sheath heater)
[0035]13混合搅拌用电机
[0036]14粉碎用电机
[0037]24驱动轴
[0038]29粉碎叶片
[0039]30混合搅拌叶片
[0040]31操作部
[0041]32 主体
[0042]33混合搅拌用电机部
[0043]34粉碎用电机部
[0044]100自动制面包机
[0045]200驱动电路
[0046]801电流检测部
[0047]802驱动器
[0048]803转速控制部
[0049]804电流控制部
[0050]805电压输出部
[0051]806转速运算部
[0052]807过载控制部
[0053]808面包制作控制部
【具体实施方式】
[0054]本发明的第I方式的自动制面包机具有:
[0055]主体；
[0056]收纳在所述主体的内部的面包容器；
[0057]叶片，其安装在驱动轴上，该驱动轴以能够旋转的方式突出设置在所述面包容器的内部；
[0058]使所述驱动轴旋转的电机；
[0059]逆变器部，其对所述电机进行旋转控制，使得所述电机以目标转速旋转；以及
[0060]控制部，其对所述逆变器部进行驱动控制，使得该逆变器部让所述电机以所述目标转速旋转，
[0061]所述控制部构成为，该控制部具有对流过所述电机的电流进行检测的电流检测部，当所述电流检测部检测到的电流值达到表示预定范围的上限值或下限值时，该控制部对所述目标转速进行预先设定的转速补偿处理，并对所述逆变器部进行驱动控制，以按照经过该转速补偿处理后的设定转速对所述电机进行旋转控制。
[0062]在如上构成的本发明的第I方式的自动制面包机中，构成为将流过电机的电流值控制在预定范围内，因此能够实现电机的电流值不会超过极限电流值、从而能够使电机连续地运转的、可靠性高的自动制面包机。
[0063]在本发明的第2方式的自动制面包机中，尤其是，第I方式的所述控制部可构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到与所述电机的最大允许电流值相等的所述上限值时，降低经过所述转速补偿处理的设定转速，并对所述逆变器部进行驱动控制，使得所述电机的转速逐渐降低。在这样构成的本发明的第2方式的自动制面包机中，即使在对电机施加了巨大负载的状况下，当流过电机的电流值达到比电流极限值低的、表示预定范围的上限的上限值时，控制部也能够控制逆变器部降低电机的转速。
[0064]在本发明的第3方式的自动制面包机中，尤其是，第I方式的所述控制部可构成为，当达到所述电机的能够连续地驱动所述叶片的驱动电流以上的所述下限值时，提高经过所述转速补偿处理的所述设定转速，并对所述逆变器部进行驱动控制，使得所述电机的转速逐渐提高。在这样构成的本发明的第3方式的自动制面包机中，流过电机的电流不会低于预定范围的下限值，因此能够将电机的转速维持在一定范围内。其结果是，在本发明的第3方式的自动制面包机中，能够在面包制作动作中连续地进行运转，并且，能够将电机的转速维持在一定范围内而进行正常的面包制作动作。
[0065]在本发明的第4方式的自动制面包机中，尤其在第I方式中，可以是，所述自动制面包机还具有能够对所述电机的旋转角进行检测的旋转状态检测部，
[0066]所述控制部具有:
[0067]面包制作控制部，其输出面包制作动作的各个工序的预先设定的所述电机的目标转速；
[0068]转速运算部，其根据所述旋转状态检测部的检测值，运算出所述旋转角的变化速度，由此计算所述电机的转速；
[0069]过载控制部，其在所述电流检测部检测到的电流值达到所述上限值或所述下限值时，输出用于校正所述电机的转速的转速补偿值；
[0070]转速控制部，其被输入从所述面包制作控制部输出的所述目标转速、由所述转速运算部计算出的所述电机的转速、以及从所述过载控制部输出的所述转速补偿值，进行转速补偿处理，输出电流指令值；
[0071]电流控制部，其利用由所述电流检测部检测到的电流值与由所述转速控制部输出的电流指令值之差的信息来进行运算，计算针对所述电机的输出电压信息；以及
[0072]电压输出部，其根据来自所述电流控制部的所述输出电压信息，输出针对所述逆变器部的驱动信号，
[0073]所述转速控制部构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到所述上限值或所述下限值时，利用所述目标转速、所述电机的转速以及所述转速补偿值，计算经过所述转速补偿处理的新电流指令值。
[0074]在如上构成的本发明的第4方式的自动制面包机中，通过将逆变器部控制为使得电机的转速成为经过转速补偿处理的新目标转速，由此能够在预定范围内增/减电机的转速。其结果是，在本发明的第4方式的自动制面包机中，能够在期望的范围内对电机的转速进行增/减控制，因此，能够在不超过电机的电流极限值的情况下进行连续运转，并且，能够将电机的转速维持在一定范围内而进行正常的面包制作动作。
[0075]在本发明的第5方式的自动制面包机中，尤其是，第4方式的所述转速控制部可构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到所述上限值时，输出与利用所述转速补偿值对所述目标转速进行所述转速补偿处理而得到的新设定转速对应的电流指令值，使所述电机的转速逐渐降低。在这样构成的本发明的第5方式的自动制面包机中，即使在对电机施加了巨大负载的状况下，当流过电机的电流值达到比电流极限值低的上限值时，控制部也能够控制逆变器部，可靠地降低电机的转速，能够提供安全性高的自动制面包机。
[0076]在本发明的第6方式的自动制面包机中，尤其是，第4方式的所述转速控制部可构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到所述下限值时，输出与利用所述转速补偿值对所述目标转速进行所述转速补偿处理而得到的新设定转速对应的电流指令值，使所述电机的转速逐渐提高。在这样构成本发明的第6方式的自动制面包机中，流过电机的电流不会低于预定范围的下限值，因此能够将电机转速维持在一定范围内而进行正常的面包制作动作。
[0077]在本发明的第7方式的自动制面包机中，尤其是在第I方式到第6方式中的任一方式中，所述控制部可构成为根据所述电机的转速，变更面包制作动作中的运转时间。在这样构成的本发明的第7方式的自动制面包机中，例如，即使在通过控制部降低了电机的转速的情况下，也能够维持面包制作动作的各个工序所需的做功量。其结果是，能够实现可连续地运转、并且能够正常完成面包制作动作的各个工序的自动制面包机。
[0078]在本发明的第8方式的自动制面包机中，尤其是在第I方式到第6方式中的任一方式中，所述控制部可构成为，以基本维持着所述电机的转速与所述面包制作动作的运转时间相乘得到的值即转数累计值的方式，变更所述面包制作动作的时间，使得所述面包制作动作中预先设定的做功量保持恒定。在这样构成的本发明的第8方式的自动制面包机中，例如，在通过控制部降低了电机的转速的情况下，控制部能够根据转数累计值延长面包制作动作的时间。其结果是，能够可靠地维持面包制作动作的各个工序所需的做功量，因此能够实现可连续地运转、并且能够可靠地正常完成面包制作动作的各个工序的自动制面包机。
[0079]在本发明的第9方式的自动制面包机中，尤其是在第I方式到第6方式中的任一方式中，所述叶片具有粉碎面包原料的粉碎叶片以及混合搅拌所述面包原料的混合搅拌叶片中的至少一方或双方。在这样构成的本发明的第9方式的自动制面包机中，在粉碎工序中，能够利用粉碎叶片粉碎面包原料，并且/或者在搅拌工序中，能够利用混合搅拌叶片混合搅拌面包原料。其结果是，能够可靠地粉碎面包原料，并且/或者能够可靠地混合搅拌面包原料，因此能够实现可制作高质量的面包的自动制面包机。
[0080]在本发明的第10方式的自动制面包机中，尤其是在第I方式到第6方式中的任一方式中，所述叶片具有粉碎面包原料的粉碎叶片以及混合搅拌所述面包原料的混合搅拌叶片中的至少一方或双方，所述电机具有使所述粉碎叶片高速旋转的粉碎用电机以及使所述混合搅拌叶片低速旋转的混合搅拌用电机中的至少一方或双方。在这样构成的本发明的第10方式的自动制面包机中，在粉碎工序中，能够利用粉碎用电机使粉碎叶片高速旋转，并且/或者在搅拌工序中，能够利用混合搅拌用电机使混合搅拌叶片低速旋转。其结果是，通过使用适合于粉碎面包原料并且/或者适合于混合搅拌面包原料的电机，能够实现效率高且能够发挥正常的制面包性能的自动制面包机。
[0081]在本发明的第11方式的自动制面包机中，尤其是在第I方式到第6方式中的任一方式中，所述面包制作动作可构成为包含粉碎工序中的粉碎动作以及搅拌工序中的混合搅拌动作中的至少一方或双方。在这样构成的本发明的第11方式的自动制面包机中，在粉碎工序和/或搅拌工序中，能够可靠地维持面包制作动作的各个工序所需的做功量。其结果是，能够正常地完成面包制作动作的各个工序，因此能够实现可进一步发挥正常的面包制作功能的自动制面包机。
[0082]在本发明的第12方式的自动制面包机中，尤其是在第I方式到第6方式中的任一方式中，所述主体还具有显示面包制作动作的进展状态的显示部，所述显示部可构成为，在变更所述面包制作动作的运转时间的情况下，显示与所述面包制作动作的运转时间对应的所述面包制作动作的进展状态。在这样构成的本发明的第12方式的自动制面包机中，能够在设置于主体上表面的显示部中显示面包制作动作的进展状况。此外，显示部能够与控制部控制逆变器部降低电机的转速、并延长面包制作动作的时间的情况对应地，显示面包制作动作的进展状态。其结果是，本发明的第12方式的自动制面包机能够让用户得知面包制作动作的进展状况，因此能够实现更便于用户使用的自动制面包机。
[0083]以下，一边参照附图，一边对本发明的自动制面包机的实施方式进行说明。另外，本发明的自动制面包机不限于以下实施方式所述的结构，还包括基于与以下实施方式中说明的技术思想相同的技术思想而构成的装置。
[0084](实施方式I)
[0085]图1是示出本发明的实施方式I的自动制面包机100的概略结构的纵剖视图。在图1中，近前侧是自动制面包机100的正面。
[0086]如图1所示，在主体32的内部具有:烘焙面包的烘焙室11 ;配置在烘焙室11的正面右侧(图1中的右侧)的、包含混合搅拌用电机13的混合搅拌用电机部33 ;以及配置在烘焙室11的背面左侧(图1中的左侧)的、包含粉碎用电机14的粉碎用电机部34。此外，在主体32的上表面设有操作部31。
[0087]烘焙室11构成为，在其内部突出设置有驱动轴24，收纳用于投放面包原料的面包容器10。在驱动轴24上连接着粉碎面包原料的粉碎叶片29和混合搅拌面包原料的混合搅拌叶片30。另外，在本说明书中，将粉碎叶片29和混合搅拌叶片30合称作叶片。此外，在烘焙室11的内部，以包围面包容器10的方式配置有护套式加热器12。利用该护套式加热器12对面包容器10内的面包原料进行加热。另外，作为面包原料，将米粒、小麦、大麦、小米、稗、荞麦、玉米、大豆等谷物作为初始原料。
[0088]图2是用于说明本发明的实施方式I的自动制面包机100中的主体32内部的动力传递结构的示意图。图2是从上侧观察自动制面包机100时的图。
[0089]如图2所示，混合搅拌用电机部33具有混合搅拌用电机13以及由滑轮和传送带构成的第I动力传递部。混合搅拌用电机13是在面包制作动作中的搅拌工序中被驱动的低速类型的电机，具有第I输出轴15。混合搅拌用电机13的第I输出轴15经由第I动力传递部与驱动轴24连接成能够进行动力传递。如下所述，第I动力传递部由第I滑轮16、第I传送带17、第2滑轮18、第I轴19、第2轴20、第3滑轮21、第2传送带22以及第I驱动轴滑轮23构成。通过这样的结构，在搅拌工序中，经由第I动力传递部将混合搅拌用电机13的动力传递给驱动轴24。
[0090]粉碎用电机部34具有粉碎用电机14以及由滑轮和传送带构成的第2动力传递部。粉碎用电机14是在面包制作动作中的粉碎工序中使用的高速类型的电机，具有第2输出轴25。粉碎用电机14的第2输出轴25经由第2动力传递部与驱动轴24连接成能够进行动力传递。如下所述，第2动力传递部由第4滑轮26、第3传送带27以及第2驱动轴用滑轮28构成。通过这样的结构，在粉碎工序中，经由第2动力传递部将粉碎用电机14的动力传递给驱动轴24。
[0091]在操作部31中，设有用于进行面包制作动作的开始和停止等操作的操作键、以及用于显示面包制作动作的状态的显示部。操作键中例如设有开始键、取消键、定时键、预约键、选择面包的制作程序的选择键等。作为面包的制作程序，例如有将米粒作为初始原料的程序或者将小麦粉作为初始原料的程序等。显示部例如具有显示面包制作动作的进展状况、预定完成时刻等的功能。
[0092]接下来，对具有混合搅拌用电机13和第I动力传递部的混合搅拌用电机部33进行说明。
[0093]如图2所示，在从混合搅拌用电机13的上表面突出设置的第I输出轴15上，安装有第I滑轮16。第I滑轮16通过第I传送带17与第2滑轮18连接。第2滑轮18的直径形成得比第I滑轮16大。
[0094]第2滑轮18安装在第I轴19的上部。在第I轴19的下部，以与第I轴19的旋转轴形成同一旋转轴的方式设有第2轴20。另外，第I轴19和第2轴20以能够旋转的方式支撑在主体32内部，虽未图示，但在第I轴19和第2轴20之间，设有传递或切断动力的
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[0095]在第2轴20的下部安装有第3滑轮21。第3滑轮21通过第2传送带22与设置在作为混合搅拌叶片30的旋转轴的驱动轴24上的第I驱动轴用滑轮23连接。
[0096]如上所述，实施方式I的自动制面包机100构成为，作为第I动力传递部，具有滑轮的减速机构。在混合搅拌用电机13旋转时，利用第2滑轮18使第I滑轮16的旋转减速(例如，减速比1/5)，由此，能够使驱动轴24低速旋转(例如，200?500rpm)。通过这样的结构，能够使得与驱动轴24连接的混合搅拌叶片30低速旋转。
[0097]接下来，对具有粉碎用电机14和第2动力传递部的粉碎用电机部34进行说明。
[0098]如图2所示，在从粉碎用电机14的下表面突出设置的第2输出轴25上，安装有第4滑轮26。第4滑轮26通过第3传送带27与设置在驱动轴24上的第2驱动轴用滑轮28连接。
[0099]第4滑轮26和第2驱动轴用滑轮28具有大致相同的直径，因此将与粉碎用电机14大致等速的旋转力传递给驱动轴24。通过使粉碎用电机14高速旋转，能够使得驱动轴24也高速旋转(例如，6000?7000rpm)。通过这样的结构，能够使得与驱动轴24连接的粉碎叶片29高速旋转。
[0100]如上所述，实施方式I的自动制面包机100构成为将混合搅拌用电机13和粉碎用电机14的动力传递给I个驱动轴24。因此,在通过粉碎用电机14使驱动轴24旋转时,粉碎用电机14的动力会经由驱动轴24传递给第I动力传递部，所以在第I动力传递部中，在第I轴19与第2轴20之间设有离合器。利用该离合器，能够在第I动力传递部中切断来自粉碎用电机14的动力，因此成为来自粉碎用电机14的动力不会被传递到混合搅拌用电机13的构造。因此，在进行粉碎工序时，混合搅拌用电机13不会随着粉碎用电机14的旋转而高速旋转，能够防止粉碎用电机14进行旋转时混合搅拌用电机13的损坏以及负载的不必要增大。
[0101]关于如上构成的自动制面包机100的面包制作动作，以将米粒作为初始原料的情况为例进行说明。
[0102]在本发明的实施方式I的自动制面包机100的面包制作动作中，依次执行如下工序:将米粒浸泡在水中的浸泡工序；粉碎米粒的粉碎工序；将粉碎的米粒搅拌成面包生面团的搅拌工序；使搅拌好的面包生面团发酵的发酵工序；将发酵后的面包生面团烤成面包的烘焙工序。
[0103]在实施方式I的自动制面包机100开始面包制作动作之前，用户将预定量的米粒和水分别投放到面包容器10中，并将该面包容器10安装到烘焙室11内。然后，用户选择操作部31的米粒用面包制作动作的程序，按下开始键而开始面包制作动作。
[0104]在面包制作动作开始时，首先执行浸泡工序。在浸泡工序中，将米粒和水的混合物浸泡预定时间。这样，在浸泡工序中使米粒中含有水分，由此，在接下来的粉碎工序中，易于粉碎米粒。
[0105]在浸泡工序中经过了预定时间时，开始粉碎工序。在粉碎工序中，经由第2动力传递部将粉碎用电机14的旋转传递给驱动轴24，由此使得与驱动轴24连接的粉碎叶片29在米粒和水的混合物中旋转。这样，通过粉碎叶片29的旋转，粉碎了浸泡在面包容器10内的米粒。
[0106]当粉碎工序结束时，接着开始搅拌工序。当开始搅拌工序时,例如将面筋等调味品分别按预定量逐一投放到面包容器10中。在搅拌工序中，经由第I动力传递部将混合搅拌用电机13的旋转传递给驱动轴24，由此使得与驱动轴24连接的混合搅拌叶片30旋转。这样，通过混合搅拌叶片30的旋转，混合搅拌面包容器10中的已被粉碎的米粒，搅拌成面包生面团。另外，搅拌工序需要在酵母的活动活跃的预定温度(例如，30°C前后)下执行，因此，优选在成为预定温度的时刻开始执行搅拌工序。
[0107]当搅拌工序结束时，开始发酵工序。在发酵工序中，利用安装在烘焙室11内的护套式加热器12将烘焙室11内的温度维持在进行发酵的温度(例如，30°C)。然后，将搅拌好的面包生面团放置预定的时间。另外，在发酵工序的中途，也可以使混合搅拌叶片30旋转来进行排气并且/或者进行将生面团弄圆的处理。
[0108]当发酵工序结束时，开始烘焙工序。在烘焙工序中，利用安装在烘焙室11内的护套式加热器12使烘焙室11内的温度上升到适合于面包烘烤的温度(例如，200°C)。然后进行预定时间的面包烘烤。
[0109]如上所述，实施方式I的自动制面包机100的面包制作动作通过依次执行浸泡工序、粉碎工序、搅拌工序、发酵工序以及烘焙工序来制作面包。
[0110]接下来，对自动制面包机100的驱动电路200进行说明。
[0111]图3是用框图来表示本发明的实施方式I的自动制面包机100中的驱动电路200的概略结构的一部分的电路图。如图3所示，实施方式I的自动制面包机100中的驱动电路200具有对来自交流电源I的电力进行整流的整流电路2、平滑电容器3、逆变器部4以及控制部8。
[0112]在图3中，由交流电源I提供的交流电力在自动制面包机100内的驱动电路200所具备的整流电路2、平滑电容器3的作用下，暂时被直流化。
[0113]由整流电路2以及平滑电容器3直流化后的电流被提供给逆变器部4，其中，逆变器部4是由并联地具备续流二极管410?415的开关元件400?405构成的逆变器装置。
[0114]逆变器部4通过上臂侧的开关元件400、402、404和下臂侧的开关元件401、403、405而具有3相的串联电路。在这些串联电路中的上臂侧的开关元件400、402、404和下臂侧的开关元件401、403、405之间，连接有作为负载的电机5。
[0115]图3所示的作为驱动源的电机5对应于图1所示的混合搅拌用电机13和粉碎用电机14。此外，作为电机5的负载，连接有由所述混合搅拌叶片30和粉碎叶片29构成的叶片6。
[0116]此外，在下臂侧的开关元件401、403、405和直流部的低电位侧的一端之间，具有保护电阻416?418。实施方式I的自动制面包机100的驱动电路200构成为通过测定保护电阻416?418的两端的电压来检测流过电机5的电流。
[0117]控制部8由微计算机和模拟电路构成，详情将在后面描述。控制部8在内部可具有定时功能等。例如，控制部8可利用定时功能，控制开关元件400?405的开关动作。通过这样的控制，能够根据面包制作动作的顺序，从逆变器部4输出使电机5以期望的转速进行旋转的交流电力。作为开关动作的方法，采用通常的脉宽调制(PWM)方式，即:利用开关元件的驱动脉冲的时间宽度来控制输出电压。
[0118]此外，作为开关元件400?405，例如可采用IGBT这样的、能够进行高速开关动作的器件。这样构成的控制部8向逆变器部4输出开关模式，以在逆变器部4中通过开关元件400?405的脉宽调制(PWM)而生成用于向电机5输出的交流信号。
[0119]如上构成的实施方式I的自动制面包机100将电机5 (混合搅拌用电机13和粉碎用电机14)控制为期望的转速而使叶片6 (混合搅拌叶片30和粉碎叶片29)旋转，由此控制自动制面包机100的动作，实现面包制作功能。
[0120]接下来，对实施方式I的自动制面包机100中的控制部8进行详细说明。
[0121]控制部8具有电流检测部801、驱动器802、转速控制部803、电流控制部804、电压输出部805、转速运算部806、过载控制部807以及面包制作控制部808。通过这样的结构，控制部8即使在对电机5施加了巨大负载的情况下也能够连续进行运转。以下，对控制部8中的各结构部的动作进行说明。
[0122]首先，对未向电机5施加巨大负载的情况(通常时)进行说明。
[0123]面包制作控制部808基于用户设定的面包制作动作中的预先设定的顺序，在搅拌工序以及粉碎工序时，根据从面包制作开始起的经过时间，输出电机5的转速的目标转速W*。所输出的电机5的目标转速W*被输入到转速控制部803。目标转速W*表示面包制作动作的各个工序中预先决定的电机5的转速。
[0124]在实施方式I的自动制面包机100中，设有作为对电机5的旋转角进行检测的旋转状态检测部的旋转角传感器7。在转速运算部806中，根据对电机5的旋转角进行检测的旋转角传感器7的检测值，运算出旋转角的变化速度，由此计算出电机5的实际转速W。计算出的电机5的实际转速W被输入到转速控制部803。
[0125]转速控制部803计算电机5的实际转速W与电机5的目标转速W*之差。在控制部8中，根据由该转速控制部803计算出的差，控制电机5的转速，使得电机5的转速W与目标转速w*大致一致。
[0126]接下来，对向电机5施加了巨大负载的情况(过载时)进行说明。
[0127]当施加给电机5的负载增大时，流过电机5的电流增大，详情将在后面描述。并且，当由于对电机5施加了巨大负载而使流过电机5的电流超过电机5的电流极限值时，需要使电机5停止，从而不能连续进行运转。本发明的实施方式I的自动制面包机100构成为，在控制部8中，控制电机5的转速，使得流过电机5的电流不会达到电流极限值。
[0128]在控制部8中，电流检测部801根据保护电阻416~418的两端的电压的测定值，检测流过电机5的电流。检测出的电流被输入到过载控制部807。
[0129]在过载控制部807中，向转速控制部803输出使电机5的转速W降低的旋转补偿值WC，不让检测到的电流值I达到电机5的电流极限值。
[0130]在旋转控制部803中，根据电机5的实际转速W与目标转速W*之差的信息、以及带有转速补偿值WC的误差信息，计算出校正后的新目标转速(设定转速:w*-wc-w)。并且，旋转控制部803进行控制运算，输出流过电机5的电流的电流指令值I*，使得计算出的校正后的新目标转速(设定转速)与电机5的实际转速W大致一致。作为运算方式，一般使用PI控制方式。另外，电流指令值I*通过下式(I)来计算。
[0131][式I]
[0132]I* = GpffX (ff*-WC-ff) + GiffX Σ (W*-ffC-ff)…(I)
[0133]这里设为，Gpff:转速控制比例增益，Giff:积分增益，W:转速，W*:目标转速，WC:转速补偿值，I*:电流指令值。
[0134]电流控制部804为了利用由电流检测部801检测到的电流值I与由转速控制部803输出的电流指令值I*之差的信息输出电流指令，通过下式(2)来进行控制运算，运算出输出电压V。
[0135][式2]
[0136]V = GpIX (I*-1) + GiIX Σ (1*_1)…(2)
[0137]这里设为，V:输出电压，Gp1:电流控制比例增益，Gi1:积分增益。
[0138]此外，电压输出部805根据由电流控制部804计算出的输出电压V的输出电压信息和从旋转角传感器7输入的电机5的旋转角的旋转信息，向驱动器802输出用于实现输出电压V的脉冲模式信号(驱动信号)。驱动器802根据来自电压输出部805的脉冲模式信号，输出用于驱动开关兀件400~405的信号。
[0139]对如上构成的实施方式I的自动制面包机100的动作和作用进行说明。
[0140]通常，电机5以及接受从电机5传递的动力而旋转的叶片6按照由控制部8运算出的目标转速进行旋转，而在过载时，对目标转速进行校正而按照设定转速进行旋转，因此，电机5能够在不超过电流极限值的情况下连续地运转。
[0141]图4是示出本发明的实施方式I的自动制面包机100中的电机的转速与电流值之间的关系的特性图。如图4所示，随着电机5的转速增大，流过电机5的电流值也增大。
[0142]电机5的电流值与作为电机5的负载的转矩大致成比例。即，可知，随着电机5的转速增大，电机5的负载转矩增大。这样，自动制面包机100的面包制作动作中的电机5的负载与转速大致成比例关系。根据这样的关系，可知:在面包制作动作中的电机5的负载增大、流过电机5的电流达到电机5的电流极限值之前，可通过降低电机5的转速来减小电机5的电流值。即，实施方式I的自动制面包机100可以进行如下控制:通过调整电机5的转速，不让流过电机5的电流超过电流极限值。
[0143]图4示出了粉碎工序中的电机5的转速与电流值之间的关系的一例，而对于搅拌工序，也确认了具有相同的关系。
[0144]图5是示出由本发明的实施方式I的自动制面包机100中的过载控制部807控制的电机5的转速的变化的一例的转变图。
[0145]为了在发生过载的状况下也能够实现自动制面包机100的连续动作，过载控制部807根据与图5所示的电机5的电流值对应的转速的变更量的转变来控制电机5的转速。
[0146]首先，当电机5的电流值I达到预定的电流值Il (上限值:第I阈值)时(时间tl)时，过载控制部807输出转速补偿值WC，使得电机5的转速Rl低于上次的设定转速。从过载控制部807输出的转速补偿值WC被输入到转速控制部803，计算出校正后的新目标转速(设定转速)，该新目标转速低于面包制作动作的各个工序中预先决定的电机5的目标转速W*。然后，控制部8控制电机5的转速，使得电机5的实际转速W降低到校正后的新目标转速。
[0147]此处，预定的电流值Il (上限值--第I阈值)被设定为与电机5的最大允许电流值相等的电流值。如上所述，当电流检 测部801中检测到的电机5的电流I达到上限值(Il)时，在电机5的最大允许电流值的范围内降低电机5的转速，由此使得叶片6的转速降低，降低了施加给电机5的转矩。
[0148]从图4所示的自动制面包机100中的与叶片6的转速对应的电机5的电流值的特性图可知，因电机5的转速降低，所以电机5的电流值减小。也就是说，电机5的转矩减小。
[0149]如图5所示，实施方式I的自动制面包机100控制为，当电机5的电流值I达到预定的电流值Il (上限值)时(时间tl)，降低电机5的转速R1。通过这样地控制电机5，能够使得电机5的转速降低，并且也使得电机5的电流值I减小。这样，实施方式I的自动制面包机100能够在不超过预定的电流值Il (最大允许电流值)的情况下连续地运转。
[0150]此外，当电机5的电流值I减小到预定的电流值12 (下限值--第2阈值)时(时间t2)，过载控制部807输出使得电机5的转速Rl逐渐提高的转速补偿值WC。从过载控制部807输出的转速补偿值WC被输入到转速控制部803。控制部8控制电机5的转速R1，使得电机5的转速提高到根据转速补偿值WC运算出的校正后的新目标转速(设定转速)。
[0151]然后，当负载再次增大、流过电机5的电流值I达到预定的电流值Il (上限值:第I阈值)时(时间t3)，过载控制部807与上述时间tl的情况同样地进行控制，以降低电机5的转速Rl。
[0152]进而，在经过了时间t3后，当电机5的电流值I达到预定的电流值12 (下限值)时(时间t4)，与上述时间t2的情况一样，过载控制部807输出转速补偿值WC，使得电机5的转速Rl逐渐提高。控制部8使电机5的转速提高到根据该转速补偿值WC进行控制运算而得到的校正后的新目标转速(设定转速)。通过这样的过载控制部807的控制动作，电机5的电流值不会超过最大允许电流值，电机5能够连续地运转。
[0153]图6是示出由本发明的实施方式I的自动制面包机100中的过载控制部807和面包制作控制部808控制的面包制作动作的时间控制特性的特性图。
[0154]在面包制作动作中的多个工序、例如进行混合搅拌动作的搅拌工序和进行粉碎动作的粉碎工序中，为了良好地进行面包制作动作，预先设定了各个工序的运转时间、以及该各个工序中用于使叶片6旋转的电机5的转速的指令值。即，在本发明的实施方式I的自动制面包机中，预先设定了由面包制作动作的各个工序的运转时间和运转量(转速)决定的叶片6的做功量。
[0155]例如，对在将面包制作动作的某个工序的运转时间设定为S2、将进行该工序时的电机转速设定为W2的情况下，过载控制部807降低电机5的转速时的工序运转时间进行说明。
[0156]在电机5由于叶片6的负载上升而成为过载状态、从而过载控制部807将电机5的转速从W2降低到Wl的情况下，如图6所示，将工序的运转时间从S2增大到SI。
[0157]这是为了进行如下控制:使各个工序中的电机5的做功量大致保持恒定。具体而言，控制为，使得电机5的转数累计值大致等于预定的设定累计值(W2 (转速)XS2 (运转时间))。另外，转数累计值是面包制作动作中的工序(例如，粉碎工序或搅拌工序)中的电机5的转速与运转时间的乘积值。
[0158]通过上述这样进行控制，在实施方式I的自动制面包机中，能够使得搅拌工序和粉碎工序中针对面包制作用生面团的材料的搅拌做功量和粉碎做功量保持恒定。此外，在表现出图6所示的特性的自动制面包机中，在电机5的转速为Wl以下的条件下，通过使运转时间以SI为上限，能够限制面包制作动作的工序的最长时间，确保实用的运转时间。通过根据这样的特性图来进行面包制作动作的工序运转时间的控制，实施方式I的自动制面包机100能够实现良好的面包制作性能。
[0159]此外，在搅拌工序和/或粉碎工序中对运转时间进行了调整的情况下，关于在图1中的操作部31中设置的显示部上显示的、面包制作动作的进展状况、预定完成时刻等面包制作动作的状态显示，也根据调整后的时间发生变更。因此，即使在变更了运转时间的情况下，用户也能够准确地掌握面包制作状态。
[0160]如上所述，在实施方式I的自动制面包机100中，过载控制部807和面包制作控制部808控制为，当欲对电机5 (混合搅拌用电机13以及粉碎用电机14)施加巨大负载时，与此时的负载电流对应地降低转速，并且，根据经过控制的转速来调整面包制作动作的工序的运转时间。
[0161]通过如上构成，能够实现如下这样具有高可靠性的面包制作性能的自动制面包机100:即使在由于面包制作条件的变化等导致负载增大而欲对电机施加巨大负载的情况下，也能够通过控制转速而连续地运转，并且能够进行良好的面包制作动作。。
[0162]在实施方式I的结构中，电机5对应于混合搅拌用电机13和粉碎用电机14对应，负载(叶片6)对应于混合搅拌叶片30和粉碎叶片29。另外，作为电机5，即使仅应用混合搅拌用电机13或粉碎用电机14中的任意一个电机，也能获得相同的效果。
[0163]此外，即使构成为用I个电机兼任混合搅拌用电机13和粉碎用电机14，通过I个电机来驱动作为负载的混合搅拌叶片30和粉碎叶片29，也能够获得相同的效果。
[0164]另外，在控制部8中，在混合搅拌用电机13和粉碎用电机14采用不同规格的电机的情况下，由于各自的最大允许电流值不同，因此要在混合搅拌用电机13和粉碎用电机14中进行不同的控制。即，将混合搅拌用电机13和粉碎用电机14中的第I阈值(上限值:11)和第2阈值(下限值:12)分别设定为不同的值。[0165]产业上的利用可能性
[0166]本发明的自动制面包机即使在施加了巨大负载的状况下，也能够避免运转停止而继续进行期望的面包制作动作，因此，在要求高可靠性且良好的面包制作性能的自动制面包机中是有用的。
【权利要求】
1.一种自动制面包机，该自动制面包机具有: 主体； 收纳在所述主体的内部的面包容器； 叶片，其安装在驱动轴上，该驱动轴以能够旋转的方式突出设置在所述面包容器的内部; 使所述驱动轴旋转的电机； 逆变器部，其对所述电机进行旋转控制，使得所述电机以目标转速旋转；以及控制部，其对所述逆变器部进行驱动控制，使得该逆变器部让所述电机以所述目标转速旋转， 所述控制部构成为，该控制部具有对流过所述电机的电流进行检测的电流检测部，当所述电流检测部检测到的电流值达到表示预定范围的上限值或下限值时，该控制部对所述目标转速进行预先设定的转速补偿处理，并对所述逆变器部进行驱动控制，以按照经过该转速补偿处理后的设定转速对所述电机进行旋转控制。
2.根据权利要求1所述的自动制面包机，其中， 所述控制部构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到与所述电机的最大允许电流值相等的所述上限值时，降低经过所述转速补偿处理的设定转速，并对所述逆变器部进行驱动控制，使得所述电机的转速逐渐降低。
3.根据权利要求1所述的自动制面包机，其中， 所述控制部构成为，当达到所述电机的能够连续驱动所述叶片的驱动电流以上的所述下限值时，提高经过所述转速补偿处理的所述设定转速，并对所述逆变器部进行驱动控制，使得所述电机的转速逐渐提高。
4.根据权利要求1所述的自动制面包机，其中， 所述自动制面包机还具有能够对所述电机的旋转角进行检测的旋转状态检测部， 所述控制部具有: 面包制作控制部，其输出面包制作动作的各个工序的预先设定的所述电机的目标转速； 转速运算部，其根据所述旋转状态检测部的检测值，运算出所述旋转角的变化速度，由此计算所述电机的转速； 过载控制部，其在所述电流检测部检测到的电流值达到所述上限值或所述下限值时，输出用于校正所述电机的转速的转速补偿值； 转速控制部，其被输入从所述面包制作控制部输出的所述目标转速、由所述转速运算部计算出的所述电机的转速、以及从所述过载控制部输出的所述转速补偿值，进行转速补偿处理，输出电流指令值； 电流控制部，其利用由所述电流检测部检测到的电流值与由所述转速控制部输出的电流指令值之差的信息来进行运算，计算针对所述电机的输出电压信息；以及 电压输出部，其根据来自所 述电流控制部的所述输出电压信息，输出针对所述逆变器部的驱动信号， 所述转速控制部构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到所述上限值或所述下限值时，利用所述目标转速、所述电机的转速以及所述转速补偿值，计算经过所述转速补偿处理的新电流指令值。
5.根据权利要求4所述的自动制面包机，其中， 所述转速控制部构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到所述上限值时，输出与利用所述转速补偿值对所述目标转速进行所述转速补偿处理而得到的新设定转速对应的电流指令值，使所述电机的转速逐渐降低。
6.根据权利要求4所述的自动制面包机，其中， 所述转速控制部构成为，当所述电流检测部检测到的电流值达到所述下限值时，输出与利用所述转速补偿值对所述目标转速进行所述转速补偿处理而得到的新设定转速对应的电流指令值，使所述电机的转速逐渐提高。
7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的自动制面包机，其中， 所述控制部构成为，根据所述电机 的转速，变更面包制作动作中的运转时间。
8.根据权利要求1-6中的任意一项所述的自动制面包机，其中， 所述控制部构成为，以基本维持着所述电机的转速与所述面包制作动作的运转时间相乘得到的值即转数累计值的方式，变更所述面包制作动作的时间，使得所述面包制作动作中预先设定的做功量保持恒定。
9.根据权利要求1-6中的任意一项所述的自动制面包机，其中， 所述叶片具有粉碎面包原料的粉碎叶片以及混合搅拌所述面包原料的混合搅拌叶片中的至少一方或双方。
10.根据权利要求1-6中的任意一项所述的自动制面包机，其中， 所述叶片具有粉碎面包原料的粉碎叶片以及混合搅拌所述面包原料的混合搅拌叶片中的至少一方或双方， 所述电机具有使所述粉碎叶片高速旋转的粉碎用电机以及使所述混合搅拌叶片低速旋转的混合搅拌用电机中的至少一方或双方。
11.根据权利要求1-6中的任意一项所述的自动制面包机，其中， 所述面包制作动作构成为包含粉碎工序中的粉碎动作以及搅拌工序中的混合搅拌动作中的至少一方或双方。
12.根据权利要求1-6中的任意一项所述的自动制面包机，其中， 所述主体还具有显示面包制作动作的进展状态的显示部， 所述显示部构成为，在变更所述面包制作动作的运转时间的情况下，显示与所述面包制作动作的运转时间对应的所述面包制作动作的进展状态。
【文档编号】A47J43/08GK103445696SQ201310202746
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年5月28日 优先权日:2012年5月28日
【发明者】松井敬三 申请人:松下电器产业株式会社