一种高安全性高速料理机启动方法与流程

本发明涉及一种高安全性高速料理机启动方法，该方法可以实现高速料理机快速克服负载阻碍启动，并能防止负载最终卡死，同时也能大幅度降低高速料理机的启动电流，提高电机乃至整个高速料理机的安全性，特别适用于高速料理机在实际应用中碰到启动有负载阻碍时的情况，属于电机控制技术领域。

背景技术：

料理机在启动过程中，经常会遇到大块食材难以粉碎，阻碍电机正常启动，造成卡刀的现象，影响了料理机的正常工作，同时也会带来安全隐患。传统的料理机多以有刷电机作为驱动，当遇到负载阻碍启动时，采用的是增大启动电流的方法，增大输出力矩，以克服负载转矩启动。若负载转矩过大，大启动电流导致系统温度上升，达到设定的温度阈值后电机停机。该方法不仅不能保证电机的正常启动，还会因为启动电流大、系统温度高而出现故障，大大降低了系统的安全性。本发明中高速料理机采用高速无碳刷电机作为主驱动，采用新型高安全性的启动方法，通过对大块食材进行多次小力矩冲击以达到传统的单次大力矩冲击的粉碎效果，电机启动电流低，克服负载速度快，安全性高。

技术实现要素：

本发明针对已有料理机启动控制方式无法实现克服负载阻碍的技术问题，提出了一种高安全性高速料理机启动方法，能够实现高速料理机快速克服负载阻碍启动，并能防止负载最终卡死，同时也能大幅度降低高速料理机的启动电流，提高电机乃至整个高速料理机的安全性，解决高速料理机在启动时克服负载阻碍的应用问题。

本发明采取的技术方案如下：一种高安全性高速料理机启动方法，其特征在于：高速料理机采用高速无碳刷电机作为主驱动，该电机以外部开关传递过来的开关信号为启动触发条件，根据高速无碳刷电机位置信号传感器的位置信号开始正向励磁，并根据位置信号的变化而同步换相，同时计算当前电机的转速，若发现电机转速不够，则进行反向励磁及反向换相，继而再次进入正向励磁及正向换相，如此往复循环，直至电机转速达到预定值以上进入正常正向换相为止，若经过一定时间后仍未能实现电机转速达到预定值，则判断进入保护停机。该方法的目的在于，当高速无碳刷电机在实际应用中碰到启动时有负载阻碍时，可利用该方法尝试对负载的正、反方向的推动，从而实现快速克服负载阻碍的作用，并能防止负载最终卡死，同时也能大幅度降低高速无碳刷电机的启动电流，提高该电机乃至整个高速料理机的安全性。具体包括以下步骤：

1）首先根据高速料理机外部启动开关信号传递给微处理器cpu输入输出模块io的电平信号，进入启动模式，设置启动时间变量并清零；

2）根据高速无碳刷电机上的多相位置信号传感器所传递给微处理器cpu输入输出模块io的位置信号，进行正向启动励磁，即给对应的电机相通电以产生正向力矩；

3）若高速无碳刷电机能够克服负载力矩，则将产生正向旋转，多相位置信号也将随之产生变化，此时微处理器cpu内置正反换相控制软件将根据该变化控制该电机实现正向换相；若该电机不能克服负载力矩，则将维持在当前相而多相位置信号不会发生变化；当前状态将持续一段时间t1；

4）微处理器cpu中的定时器timer可检测出位置信号高低电平变化的时间，继而利用微处理器cpu中内置的timer测速、计时软件计算出当前电机转速，此时判断转速是否大于预定值n，若大于预定值n则认为进入正常换相，完成启动继续正向换相；若不大于预定值n则停止正向励磁及换相；

5）关断高速无碳刷电机所有相并维持一段时间t2，以保证电机所有相的电流均回零，实现正向去磁；

6）根据当前多相位置信号，进行反向启动励磁，即给对应电机相通电以产生反向力矩；

7）若高速无碳刷电机能够克服负载力矩，则将产生反向旋转，多相位置信号也将随之产生变化，此时微处理器cpu内置正反换相控制软件将根据该变化控制该电机实现反向换相；当前状态将持续一段时间t3；

8）关断电机所有相并维持一段时间t4，以保证电机所有相的电流均回零，实现反向去磁；

9）将启动时间变量更新；

10）利用微处理器cpu中内置的timer测速、计时软件判断启动时间是否大于预定值t5，若大于预定值t5则认为进入保护停机；若不大于预定值t5则回到步骤2，继续尝试正向励磁及换相；

11）保护停机为不再进行正向或者反向的励磁及换相；

本发明的优点及有益效果：本发明能够实现高速料理机快速克服负载阻碍启动，并能防止负载最终卡死，同时也能大幅度降低高速无碳刷电机的启动电流，提高该电机乃至整个高速料理机的安全性。原理简单，易于实现，并且不增加硬件成本。

附图说明

图1是本发明高安全性高速料理机启动方法的运行流程图。

图2是应用本发明后整个高速料理机控制系统结构图。

图3是本发明中各步骤所对应位置信号和控制信号波形示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例详细说明本发明提供的具体方法和运行过程。

本发明公开了一种高安全性高速料理机启动方法，能够实现高速无碳刷电机快速克服负载阻碍启动，并能防止负载最终卡死，同时也能大幅度降低高速无碳刷电机的启动电流，提高该电机乃至整个高速料理机的安全性，解决高速料理机在启动时的应用问题。

应用本发明后的整个高速料理机控制系统结构图如图2所示。具体实施中电机采用三相开关磁阻电机，电源部分由ac220v经ac-dc转换为直流60v供电，该方法同样适用于其他相数的、具有正反转功能的开关磁阻电机和永磁电机。高速料理机由电机和控制器两个部分组成，电机部分包含位置传感器和旋转刀头，控制器包含各种软硬件。电机以外部开关传递过来的开关信号为启动触发条件，电机启动后克服负载带动刀头旋转，电机中的位置传感器输出三相位置信号至微处理器（cpu）；微处理器（cpu）中内置输入输出模块io以接受外部启动开关信号、三相位置信号，输出三相控制信号至功率变换器，根据高速无碳刷电机位置信号传感器的位置信号开始正向/反向励磁，微处理器（cpu）内置正反换相控制软件，能根据多相位置信号判断正向/反向时应该对哪相励磁/去磁并根据位置信号的变化而同步换相，微处理器（cpu）内置timer测速、计时软件计算当前电机转速和启动时间变量，微处理器（cpu）内置脉宽调制模块pwm控制功率变换器以实现电机对应相的励磁/去磁。

本发明所提出的高安全性高速料理机启动方法的运行流程图如图1所示，首先根据高速料理机外部启动开关信号传递给微处理器cpu输入输出模块io的电平信号，进入启动模式，设置启动时间变量并清零（i）；根据高速无碳刷电机上的多相位置信号传感器所传递给微处理器cpu输入输出模块io的位置信号，进行正向启动励磁，即给对应的电机相通电以产生正向力矩（ii）；若高速无碳刷电机能够克服负载力矩，则将产生正向旋转，多相位置信号也将随之产生变化，此时微处理器cpu内置正反换相控制软件将根据该变化控制该电机实现正向换相；若该电机不能克服负载力矩，则将维持在当前相而多相位置信号不会发生变化，当前状态将持续一段时间t1（iii）；微处理器cpu中的定时器timer可检测出位置信号高低电平变化的时间，继而利用微处理器cpu中内置的timer测速、计时软件计算出当前电机转速，此时判断转速是否大于预定值n，若大于预定值n则认为进入正常换相，完成启动继续正向换相；若不大于预定值n则停止正向励磁及换相（iv）；关断高速无碳刷电机所有相并维持一段时间t2，以保证电机所有相的电流均回零，实现正向去磁（v）；根据当前多相位置信号，进行反向启动励磁，即给对应电机相通电以产生反向力矩（vi）；若高速无碳刷电机能够克服负载力矩，则将产生反向旋转，多相位置信号也将随之产生变化，此时微处理器cpu内置正反换相控制软件将根据该变化控制该电机实现反向换相，当前状态将持续一段时间t3（vii）；关断电机所有相并维持一段时间t4，以保证电机所有相的电流均回零，实现反向去磁（viii）；将启动时间变量更新（ix）；利用微处理器cpu中内置的timer测速、计时软件判断启动时间是否大于预定值t5（x），若大于预定值t5则认为进入保护停机（xi）；若不大于预定值t5则回到步骤2，继续尝试正向励磁及换相（ii）。

图3是本发明中各步骤所对应位置信号和控制信号波形示意图。电机进入启动模式时，a、b、c三相位置信号及控制信号分别为高电平、低电平、低电平，开始正向励磁；第一个t1时间段位置信号没有发生变化，表明电机未能克服负载力矩，维持在当前相；接着停止正向励磁及换相，开始正向去磁，三相控制信号全部变为低电平信号，关断电机，持续时间t2；根据当前三相位置信号，反向启动励磁，三相位置信号及控制信号反向变化，表明电机克服负载转矩，产生反向旋转，持续时间t3；接着开始反向去磁，三相控制信号全部变为低电平信号，关断电机，持续时间t4；再次开始正向励磁，第二个t1时间段后段部分位置信号没有发生变化，表明电机未能克服负载力矩，维持在当前相；接着停止正向励磁及换相，开始正向去磁，三相控制信号全部变为低电平信号，关断电机，持续时间t2；根据当前三相位置信号，反向启动励磁，三相位置信号及控制信号反向变化，表明电机克服负载转矩，产生反向旋转，持续时间t3；接着开始反向去磁，三相控制信号全部变为低电平信号，关断电机，持续时间t4；再次开始正向励磁，第三个t1时间段三相位置信号和控制信号正向变化，表明电机克服负载转矩，开始正向旋转，在t1时间结束时速度大于预定值n，完成启动，进入正常换相。

以上借助实施例描述了本发明的具体实施方式，但是应该理解的是，前述具体的描述不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例作出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。