专利名称：碎纸机驱动控制装置及驱动控制方法
技术领域：
本发明涉及利用电动机驱动切碎机构将不需要的纸张切碎的碎纸机，特别涉及切碎的纸张能够从张数少到张数多即张数在很大范围中变化的碎纸机驱动控制装置及驱动控制方法。
背景技术：
一般的碎纸机由输入商用电源(单相100V、50或60Hz)的交流电动机即感应电动机、与该电动机输出侧结合的将电动机的转速减速至规定转速以输出高转矩的减速器、以及与该减速器输出侧结合的旋转式刀片装置等切碎机构构成。
上述感应电动机的转速-转矩特性如图6所示。感应电动机的稳定旋转区域是从同步速的P6点至临界转矩的P7点之间，因而电动机使用在该P6-P7之间的直线段。若电动机负载增加，则电动机的转差率增大，电流值上升，结果产生大的转矩，使得能够完成碎纸任务。
这样，在采用交流电动机即感应电动机的以往的碎纸机中，若一次叠在一起切碎的纸张数量增加，电动机的负载加重，则电动机的运行就从同步速P6一侧向临界点P7一侧移动，电流按指数函数上升。由于加在电动机上的商用电源电压一定，因此输入功率与电流成正比急剧上升。为了防备这样的状态，从商用电源向碎纸机的引入线，就必须预先配备足够粗细以应付大电流。
而且这种情况下，若负载过重而听之任之保持状态不变，则碎纸机将超过额定输入功率，或电动机超过临界转矩的P7点而失速，失去切碎功能。另外，电源插座等超过电气用品管理法所规定的电流值，为了对碎纸机以外的其它电气产品的供电进行保护，将可能导致跳开关等情况。
为了避免上述的状态，通常采用的手段是在到达临界转矩P7以前使电动机停止，例如进行反转运行，将咬入切碎机构的碎纸向投入侧排出。问题是若进行这样的反转运行，正在切碎中的纸张碎片会散失在切碎机构内或投入口附近，从而不得已要进行清扫。
另外，若一次将大量纸张叠在一起投入，由于产生上述那样的失去切断功能的状态，因此以后虽可以减少重叠的纸张数投入，但是在碎纸机的使用者是非指定的人数很多的情况下，由于不仅仅是充分掌握功能的人使用，因此就会多次发生停止切碎的状态，碎纸机的操作变得非常复杂。上述的问题是与对于感应电动机很难自由控制转速及电动机转矩有关。
另外，在采用交流电动机即感应电动机的以往的碎纸机中还存在下述的问题。
用感应电动机驱动的碎纸机运行特性如图9所示。该图9的特性表示电动机转速相对于切碎物负载的变化情况。在无切碎物状态的空载状态P1，以转速N1运行，在最大切碎负载的状态P2，以转速N2运行。若投入切碎物，实际负载增大，则感应电动机的转差率增大，转速从N1向N2方向下降。因而由图9可知，在感应电动机中有三种状态，即电动机起动等待投入切碎物的等待状态、在P1点P2点之间的特性曲线上将切碎物进行切碎的实际负载运行状态、以及停止对电动机供电的停止状态。平时与有无切碎物无关，在大多数情况下电动机的转速处于高速区运转的状态。
该感应电动机为了在商用电源限制电流范围内得到最大的切碎负载，设计成在重载的区域电动机效率高。因此，在轻载区域电动机效率低。这样设计的感应电动机的负载-转矩特性及负载-电动机电流特性如图10所示。设轻载时的负载点P3的转矩及电流分别为转矩T3及电流I3，重载时的负载点P4的转矩及电流分别为转矩T4及I4，则转矩与电流之比满足下式关系。
(T3/I3)＜(T4/I4) (1)另外，在重载P4点，转矩T4所需要的电流I4在绕组电阻上产生的电压降较大，根据这个数值来决定电动机的绕组规格。但是，在轻载P3点，转矩T3所需要的电流I3较小，绕组电阻的电压降也小，但尽管如此，由于电动机所加的电压一定，因此结果供给了不需要的功率，效率变差。图中的A表示电动机电流，B表示转矩，C表示励磁电流。
图11所示为感应电动机起动时的电动机起动电流相对于时间的特性关系。从电动机起动开始时间t8到转速稳定为止的时间t9之间，流过很大的起动电流。
这样，采用交流电动机即感应电动机的以往的碎纸机中，若如图9所示大致加以区分，则分成三种运转状态，即无切碎物的空载状态P1、投入切碎物后电动机转速从N1下降至N2的P1～P2之间的负载状态、以及投入切碎物后的最大负载运转状态P2，但是通常与有无切碎物无关，在多数情况下电动机的转速处于高速区运转。因而，不管负载如何，转速基本上以一定状态在高速区运转，电动机及切碎机构随着高速区的转速要产生噪声及振动，因此使周围环境显著恶化。
另外，由于碎纸机的感应电动机设计是注意重载状态进行设计的，因此在重载状态下能够以最好的效率运转。因而，在无切碎物进行切碎的空载状态或轻载状态下，电动机效率变差，消耗了不必要的功率。这由图10可知，根据电动机电流A与励磁电流C的关系可以明白，这是由于轻载时P3的电动机电流中励磁电流所占的比例大于重载时P4的电动机电流中励磁电流所占的比例。
假使为了降低消耗功率，在没有切碎物进行切碎时使电动机停止，但由于每次新投入切碎物时使电动机起动，因此将频繁地流过很大的起动电流，所以消耗功率并不能有效降低。另外如图11所示，由于频繁地流过很大的起动电流，所以电动机要过热，电动机效率恶化，另外由于过热，对人体产生危险，这不是有效的解决手段。
发明的公开为了解决上述以往的问题，本发明的对用于切碎纸张的碎纸机进行驱动控制的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，具有驱动切碎纸张用的切碎机构的电动机及介于所述电动机与商用电源之间对供给所述电动机的功率进行控制的控制手段，所述电动机具有以供给的电压作为参数时，其电动机转矩相对于转速的增加呈近似直线下降的特性，所述控制手段进行控制，使所述电动机的转速随着加在所述切碎机构为了切碎纸张所需要的转矩上升而下降，使商用电源输入的功率不超过规定值。
在上述发明中，随着切碎机构所需要的转矩上升，在商用电源输入至控制手段的功率上升而接近允许限制值时，利用控制手段使电动机的转速下降，通过这样维持所需的电动机转矩，同时使控制手段供给电动机的功率下降。结果从商用电源输入至控制手段的功率也下降。结果从商用电源输入至控制手段的功率也下降。当再一次输入功率接近允许限制值时，就再使转速降低，保持上述同样的作用。在使转速降低时，由于主要是使控制手段供给电动机的功率中的电压分量降低，因此对电动机电流有上升的余地，在商用电源输入功率的允许限制值内，允许的电动机转矩将随着转速降低而增加。
根据本发明，在商用电源输入电流的限制值内，通过使转速降低，始终能够得到最大的转矩，在商用电源输入电流的限制值内，能够增加可切碎的张数，能够大幅度减少因过载而发生停止切碎的频繁次数。另外，根据本发明，由于能够在商用电源输入电流的限制值内选择最大转速与最大转矩的不同组合进行控制，因此在以同样切碎张数情况下进行比较，能够显著缩短切碎时间。另外，由于相应于所需要的转矩，在商用电源输入电流的限制值内能够增加转速达到最高限度，因此能够超过以往的同步速，更加提高切碎速度。另外，由于能够预先设定切碎速率，而与商用电源的频率差异无关，因此没有必要根据不同频率例如更换切碎机构等，另外能够得到恒定的切碎特性而与频率无关。
另外，本发明的特征在于，具有检测切碎机构是否有应该切碎的纸张的纸张有无检测手段，所述控制手段根据所述纸张有无检测手段的检测结果，切换所述电动机的运转状态。根据本发明，能够解决使用感应电动机的以往的技术问题，在无切碎物时，处于低速运转状态或运转停止状态，通过这样能够减少由电动机及切碎机构产生的与转速有关的噪声与振动，而且由于能够抑制消耗功率，因此能够实现大幅度的节能效果，实现低噪声运行。
附图简要说明图1所示为本发明的碎纸机驱动控制装置及驱动控制方法实施形态的方框图。
图2所示为本发明其它实施形态的方框图。
图3为说明本发明驱动控制装置中电动机转速与转矩关系的特性图。
图4所示为切碎张数与输入电流关系的特性图。
图5所示为切碎张数与切碎时间关系的特性图。
图6所示为采用感应电动机的以往情况下的电动机转速与转矩关系的特性图。
图7所示为本发明的碎纸机驱动控制装置及方法的实施形态的时序图。
图8为电动机起动电流相对于时间的特性图。
图9为采用感应电动机的以往情况下电动机转速相对于转矩的特性图。
图10所示为采用感应电动机的以往情况下相对于负载的电动机电流特性及转矩特性图。
图11为采用感应电动机的以往情况下电动机起动电流相对于时间的特性图。
图12所示为本发明的碎纸机驱动控制装置及方法的其它实施形态方框图。
图13所示为本发明的其它实施形态方框图。
图14所示为本发明的其它实施形态方框图。
实施发明的最佳形态下面根据
本发明的实施形态。
图1是利用方框图简要说明本发明的碎纸机驱动控制装置及驱动控制方法的图。
碎纸机驱动控制装置具有对用于切碎纸张的切碎机构5进行驱动的电动机4、以及对电动机4进行驱动控制用的控制装置1。碎纸机具有该驱动控制装置及切碎机构5。
电动机4由具有下述特性的电动机构成，即具有以供给的电压为参数时其电动机转矩相对于转速的增加呈近似直线下降的特性。电动机4可以采用例如有刷DC电动机、无刷DC电动机或磁阻电动机(reluctance motor)等。
电动机4的输出侧与减速器15结合，用来以一定的比例使电动机的转速减速，并输出大转矩，电动机4通过减速器15与旋转式刀片装置等切碎机构5结合。
控制装置1具有检测交流电源13等商用电源的输入电流的电流检测手段2及根据电流检测手段2的检测电流信号生成电动机4的控制信号并输出的控制手段3。
电流检测手段2由AC电流互感器构成，检测商用电源的输入电流，然后将信号输出给控制手段3。
在例如是无刷DC电动机等情况下，控制手段3具有将商用电源整流后通过逆变器向电动机4输出功率的电路。另外，控制手段3这样构成，它根据电流检测手段2的输出信号，将输入电流与预先设定的允许值进行比较判断，然后进行控制，使商用电源输入的功率不超过规定值。在纸张10大量叠在一起投入切碎机构5使得从商用电源输入的输入电流超过上述允许值时，控制手段3进行控制，利用例如使逆变器电路的输出电压下降、减小PWM波形的占空比宽度这样的手段减小对电动机4的供给电压，从而使电动机4的转速降低。
图2所示为用控制装置6代替图1的控制装置1的例子。控制装置6具有检测供给电动机4的相电流及相电压的电流电压检测手段8、根据电流电压检测手段8检测的相电流及相电压来推算商用电源的输入功率值或输入电流值的输入推算手段9、以及根据输入推算手段9的输出信号生成电动机4的控制信号并输出的控制手段3。
电流电压检测手段8利用电流互感器及电压互感器测量供给电动机4的例如相电流及相电压，将这些信号输出给输入推算手段9。输入推算手段9将上述表示电流的信号与表示电压的信号相乘，推算商用电源的输入功率值或输入电流值，然后将该信号输出给控制手段7。由于控制手段7的消耗功率很小，因此上述推算不会产生很大的误差，能够比较容易完成。控制手段7是将根据输入推算手段9的输出信号得到的推算输入功率或推算输入电流与预先设定的允许值进行比较判断的，其它功能与图1的控制手段3相同，进行控制使得商用电源输入的功率不超过规定值。
图3说明图1及图2的电动机4的转速与转矩的关系。T1～T6的直线是表示以电动机4的供给电压为参数的转速-转矩特性的直线。随着从T6趋向T1，供给电压逐渐增大。连接P2点与P4点的直线是限流线，该限流线表示商用电源供给的输入电流处于允许上限电流值时的转速与最大电动机转矩的关系。例如使转速从P2点向P3点降低，这样对电动机4的供给电压降低，电动机4的运转从直线T1变为直线T4。这时，由于对电动机4的供给功率减少，因此商用电源的输入电流值也减少。因而，通过使该输入电流值增加至允许上限值，就能够使电动机转矩增加，结果限流线P2-P4越处于低速旋转区越上升。
作为本发明的碎纸机驱动控制方法，可以考虑例如沿P1-P2-P4的线段进行电动机4的运转控制。P1点设定在以往的感应电动机同步速附近。这样设定P1点，对于在P1点以上高速旋转时有可能产生噪声或切碎机构受损等情况，是一种有效的办法。在P1-P2的运转区域中，根据切碎机构5所加的负载量，例如纸张厚度或硬度等，调整对电动机的供给电压，来调整电动机的转矩，通过这样进行控制，使得碎纸机通常的切碎运转以高速且以一定速度进行。
现在若纸张大量叠在一起投入切碎机构5，呈现输入电流超过允许值的状态，则进行控制，使其从沿着P1-P2直线的运转区域转移至沿着P2-P4直线的运转区域。即若减少对电动机4的供给电压，使转速降低，则电动机4的运转状态从直线T1变为例如直线T2。于是输入电流值就产生余量，因此能够在该状态下进行运转直至输入电流再次达到允许值。这样，电动机4的运转状态就沿着限流线P2-P4向低速方向慢慢变化。
另外，在不要求切碎速度时，电动机的运转控制也可以沿着例如P1-P3-P4线段进行，这种情况下，P1-P3之间不需要进行电压调整。另外，在高速运转时噪声及切碎机构损害等不成问题的情况下，电动机运转控制也可以沿着例如P5-P2-P4线段进行，这种情况下，在P5-P2之间不超过限流线范围内，可以提高切碎速度。
图4表示商用电源的输入电流相对于切碎张数的关系，A表示根据本发明的驱动控制方法进行运转的情况，A50表示采用感应电动机以50Hz运转的以往的情况，A60表示采用感应电动机以60Hz运转的以往的情况。
由图4可知，根据本发明，在商用电源输入电流的限制值内使转速下降，通过这样能够始终得到最大转矩。因此如图4所示，在商用电源输入电流的限制值内能够增大可切碎张数，能够大幅度减少因过载而发生切碎停止的频繁次数。
另外，图5表示切碎时间相对于切碎张数的关系，B表示根据本发明的驱动控制方法进行运转的情况，B50表示采用感应电动机以50Hz运转的以往的情况，B60表示采用感应电动机以60Hz运转的以往的情况。根据本发明，由于能够在商用电源输入电流的限制值内选择最大转速与最大转矩的不同组合进行控制，因此在以同样切碎张数情况下进行比较，能够显著缩短切碎时间。另外，由于相应于所需要的转矩，在商用电源输入电流的限制值内能够增加转速达到最高限度，因此能够超过以往的同步速，更加提高切碎速度。
再有，根据本发明，由于能够预先设定切碎速度，而与商用电源的频率差异无关，因此具有的特点是，没有必要根据不同频率例如更换切碎机构5等，另外能够得到恒定的切碎特性而与频率无关。
下面参照图7、图8、图12、图13及图14说明本发明的其它实施形态。
本发明的实施形态解决了以往技术的问题，也就是参照图9、图10及图11说明的以往技术的问题，即在以往由于商用电源等电压未加变换直接加在电动机上，因而每次从运转停止状态到有切碎物重新投入，就要再一次起动电动机，会频繁地流过大的起动电流，不能有效地降低消耗功率，另外由于频繁地流过大的起动电流，因此电动机产生过热，电动机效率恶化，或者对人体产生危险。
如图12所示，本实施形态的驱动控制装置具有对用于切碎纸张的切碎机构5进行驱动的电动机4、以及对电动机4进行驱动控制用的控制装置22。电动机4由具有下述特性的电动机构成，该特性参照图3如前所述，是具有以供给的电压为参数时其电动机转矩相对于转速的增加呈近似直线下降的特性。
控制装置22具有检测交流电源13等商用电源的输入电流的电流检测手段23、将商用电源供给的交流电流变换为直流电流的直流变换单元24、功率放大单元25、以及根据电流检测手段23检测的检测电流信号由功率放大单元25生成电动机4的控制信号并加以输出的控制单元26。
在图12中，电流检测手段23设置在交流电源13与直流变换单元24之间。电流检测手段23利用电流互感器构成，检测从交流电流13流入直流变换单元24的输入电流，将信号输出给控制单元26。控制单元26根据电流检测手段23检测的输入电流大小，来推算电动机负载大小，判断有无切碎物。功率放大单元25根据控制单元26推算的电动机负载大小方面的结果，切换电动机4的运转状态。
另外，通过不仅设置电流检测手段23，还设置电压检测手段，就能够根据输入功率大小更正确判断有无切碎物。
图7所示为本实施形态控制流程的时序图。在不存在要切碎的切碎物时，使处于低速运转状态或运转停止状态。在控制装置22根据电流检测手段23的信号判断为有切碎物时，就像t1-t2及t3-t4之间那样，使电动机转速上升，处于切碎运转状态。在控制装置22根据电流检测手段23的检测信号判断为无切碎物时，就像t2-t3之间那样，使电动机转速下降，处于低转速状态。另外，在经过设定时间以上时，像t5那样，使电动机4的转速下降，使通电停止。另外，也可以将低速运转状态作为运转停止状态。
根据本实施形态，由于在商用电源与电动机4之间，能够通过可对电动机4进行调速的控制装置22进行调节，因此可以不流过大的起动电流而将电动机起动，所以电动机4不会过热，电动机效率不会恶化。另外，在无切碎物时，由于处于低速运转状态或运转停止状态，因此，能够减少由电动机4或切碎机构产生的噪声及振动，还能够有效减少消耗功率。另外，关于电动机的种类，可以根据所希望的用途，适当采用有刷DC电动机、无刷DC电动机或磁阻电动机等。另外，如上所述能够利用控制装置22对电动机4进行调速，是由于不像以往那样采用感应电动机，而是采用DC电动机、无刷DC电动机或磁阻电动机等。
图8所示为利用本发明控制装置22的电动机起动时电动机电流相对于时间的特性。与图11所示的采用感应电动机的以往的情况下起动时电动机电流相对于时间的特性相比可知，从电动机开始起动的时间t6至转速稳定为止的时间t7之间，由于电动机起动电流中不产生大的峰值电流，因而能够得到平稳的电流特性。因此能够避免频繁产生大的起动电流而使电动机过热及使电动机效率恶化，或者能够避免因过热而对人体产生危险。
下面参照图13说明图12所示控制装置22实施例的变形例。
在图13所示的实施例中，电流检测手段23设置在控制装置22内的直流变换单元24与功率放大单元25之间。电流检测手段23由电流互感器等构成，检测由直流变换单元24流入功率放大单元25的直流电流，将信号输出给控制单元26。该直流电流是电动机4各相分流之前的合成电流。由于电动机电流与负载成正比，因此根据直流电流大小能够推算电动机负载。据此在控制单元26判断有无切碎物，然后切换运转状态。另外，不仅设置电流检测手段23，还设置电压检测手段，就能根据直流功率大小更正确判断有无切碎物。
下面参照图14说明图12所示控制装置22实施形态的另一变形例。
在图14所示的实施例中，电流检测装置23设置在控制装置22内的功率放大单元25与电动机4之间。利用电流互感器等构成的电流检测手段23，检测从电流放大单元25流入电动机4的电动机电流，将信号输出给控制单元26。由于该电动机电流与负载成正比，因此，根据直流电流大小能够推算电动机负载。据此在控制单元26判断有无切碎物，然后切换运转状态。另外，不仅设置电流检测手段23，还设置电压检测手段，就能根据电动机输入功率大小更正确判断有无切碎物。
另外，通过使图12至图14所示控制装置22兼有图1所示控制装置1的功能，能够得到参照图3至图5说明的效果。
另外，也可以在碎纸机投入口附近设置检测有无切碎物的接触型传感器或非接触型传感器(例如光学传感器等)，来判断有无切碎物，通过这样对电动机4进行控制。
如上所述，根据本发明的实施形态，能够解决使用感应电动机的以往的技术问题，在无切碎物时，通过使处于低速运转状态或运转停止状态，能够减少由电动机及切碎机构产生的与转速有关的噪声与振动，而且能够抑制消耗功率，因此能够实现大幅度的节能效果，实现低噪声运行。
权利要求
1.一种对用于切碎纸张的碎纸机进行驱动控制的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，具有驱动切碎纸张用的切碎机构的电动机、以及介于所述电动机与商用电源之间对供给所述电动机的功率进行控制的控制手段，所述电动机具有以供给的电压作为参数时其电动机转矩相对于转速的增加呈近似直线下降的特性，所述控制手段进行控制，使所述电动机的转速随着加在前述切碎机构为了切碎纸张所需的转矩的上升而下降，使商用电源输入的功率不超过规定值。
2.如权利要求1所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述电动机是有刷DC电动机、无刷DC电动机或磁阻电动机的某一种电动机。
3.如权利要求1所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，具有设置在所述商用电源与所述控制手段之间的检测从所述商用电源供给所述电动机的电流量的电流检测手段，所述控制手段根据所述电流检测手段检测的电流量，控制供给所述电动机的功率。
4.如权利要求1所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，具有设置在所述控制手段与所述电动机之间的检测供给所述电动机的电流量及电压的电流电压检测手段、以及根据所述电流电压检测手段检测的电流量及电压来推算从所述商用电源输入至所述控制手段的输入电流量的输入推算手段，所述控制手段根据所述输入推算手段推算的推算电流量，控制供给所述电动机的功率。
5.如权利要求1所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述控制手段具将所述商用电源供给的交流电流整流并通过逆变器电路对所述电动机供给功率的电源电路。
6.如权利要求1所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，具有检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张的纸张有无检测手段，所述控制手段根据所述纸张有无检测手段的检测结果，切换所述电动机的运转状态。
7.如权利要求6所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述控制手段在所述切碎机没有应该切碎的纸张时，使所述电动机的运转状态处于低速运转状态或运转停止状态。
8.如权利要求6所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述控制手段具有将所述商用电源供给的交流电流变换为直流的直流变换单元、将经过所述直流变换单元供给所述电动机的功率进行放大的功率放大单元、检测由所述商用电源供给所述直流变换单元的电流量的电流检测手段或检测由所述商用电源供给所述直流变换单元的功率量的功率检测手段、以及根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果对通过所述功率放大单元供给所述电动机的功率进行控制的控制单元，所述纸张有无检测手段根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果，检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张。
9.如权利要求6所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述控制手段具有将所述商用电源供给的交流电流变换为直流的直流变换单元、将经过所述直流变换单元供给所述电动机的功率进行放大的功率放大单元、检测从所述直流变换单元供给所述功率放大单元的电流量的电流检测手段或检测由所述直流变换单元供给所述功率放大单元的功率量的功率检测手段、以及根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果对通过所述功率放大单元供给所述电动机的功率进行控制的控制单元，所述纸张有无检测手段根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果，检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张。
10.如权利要求6所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述控制手段具有将所述商用电源供给的交流电流变换为直流的直流变换单元、将经过所述直流变换单元供给所述电动机的功率进行放大的功率放大单元、检测由所述功率放大单元供给所述电动机的电流量的电流检测手段或检测从所述功率放大单元供给所述电动机的功率量的功率检测手段、以及根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果对通过所述功率放大单元供给所述电动机的功率进行控制的控制单元，所述纸张有无检测手段根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果，检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张。
11.如权利要求6所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述纸张有无检测手段具有设置在将纸张投入所述切碎机构用的纸张投入口附近的接触式或非接触式检测有无纸张的传感器，所述控制手段根据所述传感器的检测结果，切换所述电动机的运转状态。
12.一种切碎纸张的碎纸机，其特征在于，具有切碎纸张用的切碎机构、驱动所述切碎机构的电动机、以及介于所述电动机与商用电源之间对供给所述电动机的功率进行控制的控制手段，所述电动机具有以供给的电压作为参数时其电动机转矩相对于转速的增加呈近似直线下降的特性，所述控制手段进行控制，使所述电动机的转速随着加于所述切碎机构为了切碎纸张所需的转矩的上升而下降，使商用电源输入的功率不超过规定值。
13.一种采用对用于切碎纸张的碎纸机进行驱动控制的驱动控制装置对碎纸机进行驱动控制的方法，其特征在于，所述驱动控制装置具有驱动切碎纸张用的切碎机构的电动机、以及介于所述电动机与商用电源之间对供给所述电动机的功率进行控制的控制手段，所述电动机具有以供给的电压作为参数时其电动机转矩相对于转速的增加呈近似直线下降的特性，所述控制手段进行控制，使所述电动机的转速随着加于所述切碎机构为了切碎纸张所需的转矩的上升而下降，使商用电源输入的功率不超过规定值。
14.如权利要求13所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述电动机是有刷DC电动机、无刷DC电动机或磁阻电动机的某一种电动机。
15.如权利要求13所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述驱动控制装置具有设置在所述商用电源与所述控制手段之间的检测从所述商用电源供给所述电动机的电流量的电流检测手段，所述控制手段根据所述电流检测手段检测的电流量，控制供给所述电动机的功率。
16.如权利要求13所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述驱动控制装置具有设置在所述控制手段与所述电动机之间的检测供给所述电动机的电流量及电压的电流电压检测手段、以及根据所述电流电压检测手段检测的电流量及电压来推算从所述商用电源输入至所述控制手段的输入电流量的输入推算手段，所述控制手段根据所述输入推算手段推算的推算电流量，控制供给所述电动机的功率。
17.如权利要求13所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述控制手段具有将所述商用电源供给的交流电流整流并通过逆变器电路对所述电动机供给功率的电源电路。
18.如权利要求13所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述驱动控制装置具有检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张的纸张有无检测手段，所述控制手段根据所述纸张有无检测手段的检测结果，切换所述电动机的运转状态。
19.如权利要求18所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述控制手段在所述切碎机构没有应该切碎的纸张时，使所述电动机的运转状态处于低速运转状态或运转停止状态。
20.如权利要求18所述的碎纸机驱动控制装置，其特征在于，所述控制手段具有将所述商用电源供给的交流电流变换为直流的直流变换单元、将经过所述直流变换单元供给所述电动机的功率进行放大的功率放大单元、检测从所述商用电源供给所述直流变换单元的电流量的电流检测手段或检测从所述商用电源供给所述直流变换单元的功率量的功率检测手段、以及根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果对通过所述功率放大单元供给所述电动机的功率进行控制的控制单元，所述纸张有无检测手段根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果，检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张。
21.如权利要求18所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述控制手段具有将所述商用电源供给的交流电流变换为直流的直流变换单元、将经过所述直流变换单元供给所述电动机的功率进行放大的功率放大单元、检测由所述直流变换单元供给所述功率放大单元的电流量的电流检测手段或检测由所述直流变换单元供给所述功率放大单元的功率量的功率检测手段、以及根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果对通过所述功率放大单元供给所述电动机的功率进行控制的控制单元，所述纸张有无检测手段根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果，检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张。
22.如权利要求18所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述控制手段具有将所述商用电源供给的交流电流变换为直流的直流变换单元、将经过所述直流变换单元供给所述电动机的功率进行放大的功率放大单元、检测由所述功率放大单元供给所述电动机的电流量的电流检测手段或检测由所述功率放大单元供给所述电动机的功率量的功率检测手段、以及根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果对通过所述功率放大单元供给所述电动机的功率进行控制的控制单元，所述纸张有无检测手段根据所述电流检测手段或所述功率检测手段的检测结果，检测所述切碎机构是否有应该切碎的纸张。
23.如权利要求18所述的碎纸机驱动控制方法，其特征在于，所述纸张有无检测手段具有设置在将纸张投入所述切碎机构用的纸张投入口附近的接触式或非接触式检测有无纸张的传感器，所述控制手段根据所述传感器的检测结果，切换所述电动机的运转状态。
全文摘要
一种利用电动机驱动切碎机构将纸张切碎的碎纸机驱动控制装置,在输入电流的允许范围内增加可切碎的张数,并缩短每张的切碎时间。其特征在于,具有驱动切碎纸张(10)用的切碎机构(5)的电动机(4)、以及介于电动机与商用电源(13)之间的对供给电动机的功率进行控制的控制手段(1),电动机具有以供给的电压作为参数时其电动机转矩相对于转速的增加呈近似直线下降的特性,控制手段进行控制,使电动机转速随着加在所述切碎机构为了切碎纸张所需的转矩的上升而下降,使商用电源输入的功率不超过规定值。
文档编号B02C18/00GK1339987SQ00803840
公开日2002年3月13日 申请日期2000年2月16日 优先权日1999年2月16日
发明者横峰俊一, 高桥伴文, 堀敬, 米山裕晃, 阿部正 申请人:株式会社明光商会