软冰淇淋机控制系统的制作方法

专利名称：软冰淇淋机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种食品机械控制系统，特别涉及一种软冰淇淋机控制系统。
背景技术：
传统的制冷压縮机是在磁力控制器的分断下采用定速压縮机在全压下启动
和运行。启动电流很大，常是额定工作电流的4-6倍，对本地电网电路会产生很 大冲击，对其它电器有严重干扰，而且，传统冰淇淋设备上压縮机及风机噪声 大、调速范围窄，控制精度不高的缺陷，导致工作效率低，单位产量能耗较大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服传统软冰淇淋机存在的技术缺陷，提 供一种降低噪音、增加启动力矩、提高控制精度和制冷速度、提高工作效率的 软冰淇淋机控制系统。
为了解决上面所述的技术问题，本实用新型采取以下技术方案 本实用新型提供一种软冰淇淋机的控制系统，包括有主控制板、开关板、 驱动板和压縮机，驱动板的电源输入端经可控变压器与市电电源连接，主控制 板、开关板、压縮机分别与驱动板连接，主控制板还与开关板连接，开关板还 与接近开关连接，其中，所述的控制系统还包括有一个能将二相的市电电源换 相成三相脉动直流电源的变频驱动模块，该变频驱动模块的输入端与驱动板相 连接，输出端与压縮机相连接。
所述的变频驱动模块包括将市电电源换相成三相脉动直流电源并输送至压 縮机需依次经过的整流单元、滤波单元、制动单元、吸收单元和逆变单元，还 包括与逆变单元相连接的数控单元(16)。其中，整流单元由四个二极管D1、 D2、 D3、 D4桥接组成；滤波单元由电阻R2、 R3、电容C3、 C4组成；制动单 元由二极管D5、电阻R5、光电管PEC组成；吸收单元由电容C5组成；逆变单 元由构成桥式逆变电路的六个绝缘栅双极性晶体管IGBT组成；数控单元包括有 数字信号处理引擎、驱动保护电路、光隔离耦合器、通信协议、电流信号处理 器、EEPROM、电流/频率模拟显示装置、集电极开路输出模块、故障继电器输 出模块、外部控制端子输出模块、缺相掉电检测电路和键盘/显示装置。数控单 元还包括有风扇驱动电路、接触器驱动电路、残压检测电路和缺相掉电检测电 路。
作为一种优选方式，控制系统还包括有液位传感器，该液位传感器与主控 制板相连接。
作为一种优选方式，压縮机采用变频压缩机，可使压縮机在很低的电压条 件下启动，在电流很小的情况下获得足够的启动转矩，实现软启动，避免对周 围用电设备的干扰，并延长压縮机的寿命。
本实用新型具有闭环控制方式，温控精度高。温度控制精度可达到正负0.2 "C以内，适时依据环境变量控制压縮机制冷量。采用了本实用新型所述的变频 驱动模块的软冰淇淋机，可以降低噪音、增加启动力矩，运行平稳；智能模糊 控制、拓宽调速范围、实现无级调速、节省能源。


图l为本实用新型控制系统图。
图2为本实用新型变频驱动模块电路原理方框图。
图3为本实用新型变频驱动模块电气操作配线图。
图4为本实用新型与传统驱动方式的启动制冷速度比较图。
图5为本实用新型的等幅不等宽脉冲调制方式(a)和传统的等宽脉冲调制 方式(b)的比较图。
具体实施方式
请参阅图1，图1为本实用新型控制系统图。如图1所示，本实用新型的控 制系统由专用于软冰淇淋压縮机的变频驱动模块1、主控制板2、驱动板3、开 头板4、控制变压器5以及压縮机6组成。驱动板3的电源输入端经可控变压器 5与市电电源连接，主控制板2、开关板4、压縮机6分别与驱动板3连接，主 控制板2还与开关板4连接，开关板4还与接近开关连接，变频驱动模块1的 输入端与驱动板3连接，变频驱动模块1的输出端与压縮机6连接。变频驱动 模块1能将市电电源换相成三相脉动直流电源后输送至压縮机6。此外，控制系 统还包括有急停按钮SB、保险管FU和风机M2。主控制板2还与液位传感器连 接，在驱动板内具有一个互感器/霍尔元件8和两个继电器7。
其中，压缩机6采用变频压縮机M1，型号可选用HCJ179A;风机M2的型 号可选用M4Q045。
请参阅图2，图2为本实用新型变频驱动模块电路原理方框图。如图2所示， 变频驱动模块1具有整流单元11、滤波单元12、制动单元13、吸收单元14、 逆变单元15和数控单元16。整流单元ll、滤波单元12、制动单元13、吸收单 元14和逆变单元15依次连接；数控单元16与逆变单元15连接，并接收经整 流单元11整流后的直流电源。变频驱动模块1将220V的市电电源依次经过整 流单元11、滤波单元12、制动单元13、吸收单元14和逆变单元15后换相成三 相脉动直流电源并输送至压縮机6，控制压縮机三相定子绕组按一定顺序工作， 在其电气空间中产生旋转磁场。其中，整流单元ll由四个二极管D1、 D2、 D3、 D4桥接组成；滤波单元12由电阻R2、 R3、电容C3、 C4组成；制动单元13
由二极管D5、电阻R5、光电管PEC组成；吸收单元14由电容C5组成；逆变 单元15由构成桥式逆变电路的六个绝缘栅双极性晶体管IGBT组成；数控单元 16包括有数字信号处理引擎、驱动保护电路、光隔离耦合器、通信协议、电流 信号处理器、EEPROM、电流/频率模拟显示装置、集电极开路输出模块、故障 继电器输出模块、外部控制端子输出模块、缺相掉电检测电路、键盘/显示装置、 风扇驱动电路、接触器驱动电路、残压检测电路和缺相掉电检测电路。电流信 号处理器通过矢量加法Iu=Iw+Iv,由电流互感器CT1、 CT2检测出的U、 W线 的电流，计算出V线的电流，之后，数字信号处理引擎DSP接收电流信号处理 器的计算结果，进行相应的操作。
请图3为本实用新型变频驱动模块电气操作配线图。如图3所示，变频驱 动模块l的操作步骤为
① 、在设置面板17上选择需要设置的菜单按钮，并在数控面板18上按 Menu键进入编辑状态；
② 、定义参数；
③ 、在数控面板上按STOP键回到停机状态；
④ 、将FWD与COM之间的开关Kl闭合，电机开始运转；
⑤ 、调节频率值；
⑥ 、断开K1合上K2，电机反转；
⑦ 、断开K1、 K2,变频驱动模块1逐渐停止工作，压縮机减速运行至停止。 压縮机选用变频压縮机。
空载启动时，变频驱动模块1控制程序调制基频到40HZ左右，载波频率调 到12KHZ左右，使变频驱动模块1处于恒力矩输出方式。程序设置启动一秒钟 后，模块进入正常运行状态。当外部设备传感器与变频驱动模块1检测到环境
变量和管道压力到达设定的值范围，主控制板2会发出停机指令，变频驱动模 块1接收到该指令后，程序自动设置进入低频输出，使本模块的V/F值保持在 一个低速运行状态。因此可调节变频压缩机的制冷占空比。管道中的制冷剂低 速流回，冷凝风机的转速也随之降低。
请参阅图4，图4为本实用新型与传统驱动方式的启动制冷速度比较图。如
图所示，本实用新型的初始快速制冷能力在到达设定的制糕温度时,所需时间 Tl为传统时间T2的1/3左右，从而使本实用新型在制冷的效率达到传统制冷的
三倍左右。
请参阅图5，图5为本实用新型的等幅不等宽脉冲调制方式(a)和传统的 等宽脉冲调制方式(b)的比较图。从图5可看到，本实用新型的等幅不等宽脉 冲调制方式(a)的输出电压的能力优于传统的等宽脉冲调制方式(b)的输出 电压能力，可以很好地提高压縮机的最高转速。
以下是本实用新型所述具备变频驱动模块的软冰淇淋机的相关测试数据
(一 )、加装变频驱动模块前后软冰淇淋机各项指标对照表:
<table>table see original document page 7</column></row><table>(二)、交流变频压縮机调试数据表
<table>table see original document page 8</column></row><table>尽管本实用新型已作了详细说明并引证了实施例，但对于本领域的普通技 术人员，显然可以按照上述说明而做出的各种方案、修改和改动，都应该包括 在权利要求的范围之内。
权利要求1、一种软冰淇淋机控制系统，包括有主控制板(2)、开关板(4)、驱动板(3)和压缩机(6)，驱动板(3)的电源输入端经可控变压器(5)与市电电源连接，主控制板(2)、开关板(4)、压缩机(6)分别与驱动板(3)连接，主控制板(2)还与开关板(4)连接，开关板(4)还与接近开关连接，其特征在于所述的控制系统还包括有一个能将二相的市电电源换相成三相脉动直流电源的变频驱动模块(1)，所述变频驱动模块(1)的输入端与驱动板(3)连接，输出端与压缩机(6)连接。
2、 如权利要求1所述的软冰淇淋机控制系统，其特征在于所述的变频驱 动模块包括有将接收的市电电源换相成三相脉动直流电源并输送至压縮机需依 次经过的整流单元(11)、滤波单元(12)、制动单元(13)、吸收单元(14) 和逆变单元(15)，还包括与逆变单元相连接的数控单元(16)。
3、 如权利要求2所述的软冰淇淋机控制系统，其特征在于所述的逆变单 元是由构成桥式逆变电路的六个绝缘栅双极性晶体管IGBT组成。
4、 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述的控制系统还包括有 液位传感器，所述的液位传感器与主控制板相连接。
5、 如权利要求1所述的控制系统，其特征在于所述的压縮机(6)为变 频压縮机。
专利摘要本实用新型公开了软冰淇淋机控制系统。包括有主控制板、开关板、驱动板和压缩机，驱动板的电源输入端经可控变压器与市电电源连接，主控制板、开关板、压缩机分别与驱动板连接，主控制板还与开关板连接，开关板还与接近开关连接，其中，所述的控制系统还包括有一个能将二相的市电电源换相成三相脉动直流电源的变频驱动模块，该变频驱动模块的输入端与驱动板相连接，输出端与压缩机相连接。本实用新型具有闭环控制方式，温控精度高。温度控制精度可达到正负0.2℃以内，适时依据环境变量控制压缩机制冷量。采用了变频驱动模块的软冰淇淋机，可以降低噪音、增加启动力矩，运行平稳；智能模糊控制、拓宽调速范围、实现无级调速、节省能源。
文档编号A23G9/04GK201064163SQ200720121449

公开日2008年5月28日 申请日期2007年7月3日 优先权日2007年7月3日
发明者何唯平, 葛维栋 申请人:深圳市海川实业股份有限公司;深圳海川食品科技有限公司;上海启鹏化工有限公司;河源海川科技有限公司