专利名称：一种实现实时控制马达转速的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机电一体领域，尤其是涉及到一种实现实时控制马达转速的装置。
背景技术：
由于办公自动化和保密性的要求，碎纸机已进入我们的办公应用中，现有的碎纸机在空载运转或过纸的时候，都会产生一定的噪音，过大的噪音会影响办公室工作人员，不利于维护良好的办公环境。
通常采用的碎纸机包括机箱、碎纸装置、和机座顶盖三大部分，同样面临碎纸机启动时，对于刚体的六个自由度而言，仅仅解决了一个自由度的避震，用螺钉固定机箱和碎纸装置则更是刚性连接，在马达转动时会产生较大震动和共鸣噪音，因此外界需承受噪音过大而引起的干扰。
为了解决碎纸机空载或少量过纸时，电动马达转动所产生的噪音较大的问题，许多采用弹簧加橡胶，避免碎纸装置和机箱直接接触，这种对声音有一定改善，但效果也不显著；碎纸机声音主要来源于马达与2#齿的配合声音，为改善声音，人们不惜将2#齿采用滚齿，这种采用滚齿的方式对声音有一定改善，但效果不明显。
最新的解决方案为利用橡胶螺钉代替常规的金属螺钉，即用橡胶螺钉分别固定碎纸装置和机箱，以达到避震的效果，减少震动和共鸣噪音。
上述方案确实在某种程度上减少了震动和共鸣噪音的产生，优化了工作环境，但是与此同时，由于橡胶螺钉对整机的固定效果毕竟达不到金属螺钉对整机的固定效果；再者，所述碎纸装置长时间的使用会导致橡胶螺钉的松动甚至脱离，从而可能使整机中的某些装置处在潜在的机械故障中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种实现实时控制马达转速的方法和装置，将马达应用于碎纸机，碎纸机启动时，本发明能将马达转动而产生的震动和共鸣噪音控制在办公环境所能接受的范围之内。
理论发现，对于一台碎纸机，其噪声用声功率级来表示如下Lw＝lg(W/W0)，其中W为声功率，W0为基准声功率，等于1PW。
Lw为声功率级，单位B，通常用dB表示B，1dB＝0.1B。
其中，声功率是声源在单位时间内发射出的总能量，测量时一般用声压级来换算，可用声级计测量。
在碎纸机转动时，主要噪声源为马达与2#齿的配合声音，且马达的额定功率，P＝UI；Ft＝2000T1(或2)/d1(或2)，T1(或2)＝9549P/n1(或2)；其中，T1(或2)为小齿轮或大齿轮的额定转短；P为额定功率；n1(或2)为小齿轮或大齿轮的转速。
可见电机的额定功率P与T1(或2)*n1(或2)成正比，当碎纸张数一定，即外力(Ft)一定，对于同一马达(d1)一定，则P与n1(或2)成正比。
综上可得，当忽略其它噪声源时，整机噪声源与马达转速有关，转速增大，噪声越大，转速减低，噪声降低。
因此，通过改变作为主要噪声源马达的转速，进而改变整机工作时所产生的震动和共鸣噪音。
为解决上述技术问题，本发明所提供的完整的技术方案具体包括步骤(1)预先设置期望马达转动速率；(2)周期检测马达实际转动速率，并反馈检测信息至微处理器进行比较；(3)根据比较结果触发马达转动速率控制指令。
其中，马达以所述期望马达转动速率转动时所产生的噪音大小以能适应办公环境要求所对应的分贝值为标准。
优选地，本发明提供优选方案具体包括步骤(1)预先设置期望马达转动速率；(2)根据马达实际转动速率进行同步检测，并反馈同步检测信息；(3)比较马达实际转动速率和期望马达转动速率；(4)根据比较结果触发马达转动速率控制指令。
优选地，所述步骤(K4)具体实现步骤为若马达实际转动速率大于期望马达转动速率，则触发降低马达工作电压指令；若马达实际转动速率小于期望马达转动速率，则触发提高马达工作电压指令。
进一步地，所述步骤(K4)之后还包括根据马达转动速率控制指令提高/降低马达的工作电压。
对应地，本发明同样提供一种实现实时控制马达转速的装置，包括微处理器、同步检测单元和电压控制单元；所述微处理器包括马达转动速率存储单元、比较单元和控制指令触发单元；所述马达转动速率存储单元存储预先设置期望马达转动速率，所述比较单元比较马达实际转动速率和期望马达转动速率，所述控制指令触发单元根据比较结果触发马达转动速率控制指令；所述同步检测单元周期检测马达实际转动速率并反馈检测信息至微处理器；所述电压控制单元根据马达转动速率控制指令提高/降低马达的工作电压。
其中，所述同步检测单元具体为霍耳传感器。
所述电压控制单元由可控硅和其辅助元件构成。
通过以上完整的技术方案可以看出，本发明所达到的技术效果主要体现在能从根源上解决了马达因转动而产生噪音过大的问题，并且仍能保证整机原有机械结构特征及性能的优良。
本发明所提供的装置原理简明，信息交互过程清晰，便于系统实现。
图1为本发明所提供的第一实施例；图2为本发明所提供的第二实施例；图3为本发明所提供的第三实施例；图4为本发明所提供的第四实施例；图5为本发明所提供的实现实时控制马达转速的装置图。
具体实施例方式
请参阅图1为本发明所提供的第一实施例，其技术方案具体包括步骤(S1)预先设置期望马达转动速率；(S2)周期检测马达实际转动速率，并反馈检测信息至微处理器进行比较；(S3)根据比较结果触发马达转动速率控制指令。
其中，马达以所述期望马达转动速率转动时所产生的噪音大小以能适应办公环境要求所对应的分贝值为标准。
请参阅图2为本发明所提供的第二实施例，包括步骤(K1)预先设置期望马达转动速率；(K2)根据马达实际转动速率进行同步检测，并反馈同步检测信息；(K3)比较马达实际转动速率和期望马达转动速率；(K4)根据比较结果触发马达转动速率控制指令。
其中，马达以所述期望马达转动速率转动时所产生的噪音大小以能适应办公环境要求所对应的分贝值为标准。
请一并参阅图3，为本发明所提供的第三实施例，其所提供的优选方案具体包括如下步骤
(M1)预先设置期望马达转动速率；(M2)根据马达实际转动速率进行同步检测，并反馈同步检测信息；(M3)比较马达实际转动速率和期望马达转动速率；(M4)判断马达实际转动速率是否大于期望马达转动速率；(M5)若是，则触发降低马达工作电压指令，若否，则进入步骤(M6)；(M6)若马达实际转动速率小于期望马达转动速率，则触发提高马达工作电压指令。
需要强调的是，触发提高/降低马达工作电压指令之后，将返回至步骤(M2)，从而实现对马达转速实时监控的目的。
同样地，马达以所述期望马达转动速率转动时所产生的噪音大小以能适应办公环境要求所对应的分贝值为标准。
请一并参阅图4，为本发明所提供的第四实施例，其所提供的优选方案具体包括如下步骤(J1)预先设置期望马达转动速率；(J2)根据马达实际转动速率进行同步检测，并反馈同步检测信息；(J3)比较马达实际转动速率和期望马达转动速率；(J4)判断马达实际转动速率是否大于期望马达转动速率；(J5)若是则触发降低马达工作电压指令，若否，则进入步骤(J6)；(J6)若马达实际转动速率小于期望马达转动速率，则触发提高马达工作电压指令；(J7)根据马达转动速率控制指令提高/降低马达的工作电压。
本发明同样提供了一种实现实时控制马达转速的装置，请参阅图5，为该装置的装置原理图。
所述装置包括微处理器100、同步检测单元200和电压控制单元300；所述微处理器100包括马达转动速率存储单元110、比较单元120和控制指令触发单元130；所述马达转动速率存储单元110存储预先设置期望马达转动速率，所述比较单元120比较马达实际转动速率和期望马达转动速率，所述控制指令触发单元130根据比较结果触发马达转动速率控制指令；所述同步检测单元200周期检测马达实际转动速率并反馈检测信息至微处理器；所述电压控制单元300根据马达转动速率控制指令提高/降低马达的工作电压。
为方便理解，以下将结合实例对上述优选方案给予详细说明。其中同步检测单元200可由霍耳传感器替代，电压控制单元300可由可控硅等其它辅助元件组成，通过控制可控硅的导通角来达到调节马达电压的目的，并适用于交流马达；电压控制单元300也可利用一场效应管，与续流二极管并联，在场效应管的控制极加一脉冲信号，此种控制方式叫脉宽调制方式(PWM)。从而达到调节马达工作电压的目的，并适用于直流马达。
启动交流马达电源，所述同步检测单元可以具体通过霍耳传感器来实现，并在马达的后端设置一个N.S型的强磁铁，所述霍耳传感器设置在强磁铁旁的有效位置上，当马达转动时，将带动N.S型强磁铁转动，霍耳传感器检测N.S磁场的强弱，由于霍耳传感器是一个磁场转换电流的器件，则霍耳传感器3脚输出脉冲电流，该脉冲电流的周期与马达转速相同，即可设置为马达转动一圈，则霍耳传感器输出一个脉冲；霍耳传感器输出的脉冲信号发送至微处理器进行处理；微处理器根据接收的脉冲信号分析判断马达单位时间内的转动速率，假如预先设置期望马达转动速率在4000+/-1000转/分钟，整机能正常工作，并达到降低震动和共鸣噪音的效果，如果微处理器判断在一分钟内马达实际转动速率超过了5000转，进而所述微处理器触发降低马达工作电压指令，控制电压下降，转速也相应下降到4000+/-1000转；反之若微处理器判断在一分钟内马达实际转动速率未达到3000转，则所述微处理器触发提高马达工作电压指令，该指令可改变可控硅的导通角，电压随之升高至4000+/-1000转；综上所述，整机在工作时，马达的转动速率都能实时保持在4000+/-1000转的范围之内。
若启动直流马达电源，所述同步检测单元可以具体通过霍耳传感器来实现，并在马达的后端设置一个N.S型的强磁铁，所述霍耳传感器设置在强磁铁旁的有效位置上，当马达转动时，将带动N.S型强磁铁转动，霍耳传感器检测N.S磁场的强弱，由于霍耳传感器是一个磁场转换电流的器件，则霍耳传感器3脚输出脉冲电流，该脉冲电流的周期与马达转速相同，即可设置为马达转动一圈，则霍耳传感器输出一个脉冲；霍耳传感器输出的脉冲信号发送至微处理器进行处理；微处理器根据接收的脉冲信号分析判断马达单位时间内的转动速率。该指令控制微处理器输出脉冲波，并根据检测负载的转速，在不断的改变脉冲波的宽度，脉冲宽度越长，输出电压越高；脉冲宽度越短，输出电压越低。假如预先设置期望马达转动速率在4000+/-1000转/分钟，整机能正常工作，并达到降低震动和共鸣噪音的效果，如果微处理器判断在一分钟内马达实际转动速率超过了5000转，进而所述微处理器触发降低马达工作电压指令，控制电压下降，转速也相应下降到4000+/-1000转；反之若微处理器判断在一分钟内马达实际转动速率未达到3000转，则所述微处理器触发提高马达工作电压指令，电压随之升高至4000+/-1000转；综上所述，整机在工作时，马达的转动速率都能实时保持在4000+/-1000转的范围之内。
以上对本发明所提供的一种实现实时控制马达转速的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种实现实时控制马达转速的方法，其特征在于，包括步骤(1)预先设置期望马达转动速率；(2)周期检测马达实际转动速率，并反馈检测信息至微处理器进行比较；(3)根据比较结果触发马达转动速率控制指令。
2.根据权利要求1所述的实现实时控制马达转速的方法，其特征在于，马达以所述期望马达转动速率转动时所产生的噪音大小以能适应办公环境要求所对应的分贝值为标准。
3.根据权利要求1所述的实现实时控制马达转速的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括步骤(31)根据马达实际转动速率进行同步检测，并反馈同步检测信息；(32)比较马达实际转动速率和期望马达转动速率。
4.根据权利要求1或3所述的实现实时控制马达转速的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为若马达实际转动速率等于期望马达转动速率，则马达工作电压保持不变；若马达实际转动速率大于期望马达转动速率，则触发降低马达工作电压指令；若马达实际转动速率小于期望马达转动速率，则触发提高马达工作电压指令。
5.根据权利要求4所述的实现实时控制马达转速的方法，其特征在于，所述步骤(3)中马达转动速率控制指令通过控制双向可控制的导通角，进而调节马达工作电压。
6.根据权利要求1所述的实现实时控制马达转速的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体为根据脉宽调制方式控制输出脉冲波带宽，进而实现调节马达工作电压。
7.根据权利要求1所述的实现实时控制马达转速的方法，其特征在于，所述步骤(3)之后进一步包括根据马达转动速率控制指令提高/降低马达的工作电压。
8.一种实现实时控制马达转速的装置，其特征在于，包括微处理器、同步检测单元和电压控制单元；所述微处理器包括马达转动速率存储单元、比较单元和控制指令触发单元；所述马达转动速率存储单元存储预先设置期望马达转动速率，所述比较单元比较马达实际转动速率和期望马达转动速率，所述控制指令触发单元根据比较结果触发马达转动速率控制指令；所述同步检测单元周期检测马达实际转动速率并反馈检测信息至微处理器；所述电压控制单元根据马达转动速率控制指令提高/降低马达的工作电压。
9.根据权利要求8所述的实时控制马达转速的装置，其特征在于，同步检测单元具体为霍耳传感器。
10.根据权利要求8所述的实时控制马达转速的装置，其特征在于，电压控制单元由可控硅和其辅助元件构成。
全文摘要
本发明公开了一种实现实时控制马达转速的方法，该方法包括步骤(1)预先设置期望马达转动速率；(2)周期检测马达实际转动速率，并反馈检测信息至微处理器进行比较；(3)根据比较结果触发马达转动速率控制指令。本发明提供与上述方法对应的装置，所述装置包括微处理器100、同步检测单元200和电压控制单元300；所述微处理器100包括马达转动速率存储单元110、比较单元120和控制指令触发单元130，以上各个单元通过完成交互信息的处理和发送来实现对马达转速的实时监控，从而达到在不影响机器工作的情况下，能够降低马达转动所产生的噪音。
文档编号H02P27/02GK1925315SQ200610062598
公开日2007年3月7日 申请日期2006年9月13日 优先权日2006年9月13日
发明者白淑惠 申请人:白淑惠