一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法及搅拌的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法，所述方法通过检测搅拌机中的无刷直流电机在启动中是否发生堵转，若发现搅拌机的无刷直流电机发生堵转，则控制搅拌机刀片按照正转→反转→正转的次序运行几个周期后，使得搅拌机负载松动，此时再启动无刷直流电机，因此，本发明是在重负载条件下控制电机正反转运行几个周期，将负载搅松后再正转启动，可以有效启动例如冰冻水果，冰块，冰冻奶油等坚硬负载；该启动方法可以预先对重负载做松动处理，使搅拌机刀具上的压力减小，这样就可以使用较小转矩的电机带动刀具，降低了系统成本。
【专利说明】一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法及搅拌机
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机领域，尤其涉及到一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法及搅拌机。
【背景技术】
[0002]在传统的商用搅拌机中，电机通常采用交流感应电机或串激电机，所具有的问题是无法正/反转运行和难以调速。传统电机的调速一般采用增加抽头或使用可控硅调节导通角，具有的问题是调速精度低，调速范围小，低速控制难以实现；而且一旦设计确定，电机转向也确定，无法实现反转。
[0003]将无刷直流电机应用于搅拌机中可以很好的解决传统电机具有的问题。无刷直流电机可以利用驱动器对其进行方便的调速和控制转向，且无刷直流电机效率高、寿命长很契合当今节能环保的理念。
[0004]在搅拌机的应用中，经常会加工一些硬度很大的食材(如冰冻水果，冰块，冰冻奶油等)，需要电机具有很大启动转矩，往往会超过电机设计的额定转矩。提高电机转矩的一般方法是提高电机相电流，受驱动器开关器件电参数限制，无刷直流电机无法用很大的电流启动，重负载问题是无刷直流电机应用于搅拌机遇到的一个主要问题，解决这个问题是无刷直流电机灵活应用于搅拌机的关键。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供了一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法，旨在解决无刷直流电机应用于搅拌机时遇到硬度很大的食材需要提高启动转矩的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供的一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法，所述方法包括:
[0007]在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转；
[0008]在检测所述搅拌机的电机堵转的情况下，获取所述搅拌机的电机的反转次数，并判断所述反转次数是否超过预先设置的次数，所述反转次数包括第一方向运行后以第二方向运行的次数；
[0009]若所述搅拌机的电机的反转次数未超过预先设置的次数，则所述搅拌机的电机以所述第二方向运行预先设置的时间后，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0010]所述方法还包括:
[0011]若判断所述搅拌机的电机的反转次数超过预先设置的次数，则停止运行所述搅拌机的电机。
[0012]所述方法还包括:
[0013]在停止运行所述搅拌机的电机的情况下，开启所述搅拌机的电机负载过大的警生口 O
[0014]所述方法还包括:
[0015]在检测所述搅拌机的电机未堵转的情况下，检测所述搅拌机的电机的转速是否超过预先设置的转速；
[0016]若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则继续运行所述搅拌机的电机。
[0017]所述方法还包括:
[0018]在检测所述搅拌机的电机未堵转并且所述搅拌机的电机的转速未超过预先设置的转速的情况下，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0019]一种搅拌机，所述搅拌机包括:
[0020]第一检测单元，用于在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转；
[0021]获取单元，用于在检测所述搅拌机的电机堵转的情况下，获取所述搅拌机的电机的反转次数，并判断所述反转次数是否超过预先设置的次数，所述反转次数包括第一方向运行后以第二方向运行的次数；
[0022]处理单元，用于若所述搅拌机的电机的反转次数未超过预先设置的次数，则所述搅拌机的电机以所述第二方向运行预先设置的时间后，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0023]所述搅拌机还包括:
[0024]停止单元，用于若判断所述搅拌机的电机的反转次数超过预先设置的次数，则停止运行所述搅拌机的电机。
[0025]所述搅拌机还包括:
[0026]开启单元，用于在停止运行所述搅拌机的电机的情况下，开启所述搅拌机的电机负载过大的警告。
[0027]所述搅拌机还包括:
[0028]第二检测单元，用于在检测所述搅拌机的电机未堵转的情况下，检测所述搅拌机的电机的转速是否超过预先设置的转速；
[0029]运行单元，用于若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则继续运行所述搅拌机的电机。
[0030]所述处理单元还用于:
[0031]在检测所述搅拌机的电机未堵转并且所述搅拌机的电机的转速未超过预先设置的转速的情况下，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0032]本发明实施例提供一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法，所述方法通过检测搅拌机中的无刷直流电机在运行中是否发生堵转，若在启动中发现搅拌机的无刷直流电机发生堵转，则控制搅拌机刀片按照正转一反转一正转的次序运行几个周期后，使得搅拌机负载松动，此时再启动无刷直流电机，因此，本发明是在重负载条件下控制电机正反转运行几个周期，将负载搅松后再正转启动，可以有效启动例如冰冻水果，冰块，冰冻奶油等坚硬负载；该启动方法可以预先对重负载做松动处理，使搅拌机刀具上的压力减小，这样就可以使用较小转矩的电机带动刀具，降低了系统成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本发明实施例提供的一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的结构示意图；
[0035]图2是本发明实施例提供的一种恒定电流下运行无刷直流电机的方法示意图；
[0036]图3是本发明实施例提供的一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法流程图；
[0037]图4是本发明实施例提供的一种用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法示意图；
[0038]图5是本发明实施例提供的一种搅拌机的装置结构图。
【具体实施方式】
[0039]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]参考图1，图1是本发明实施例提供的一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的结构示意图。如图1所示，电源是将交流输入电压转换为直流电压，直流电压用来驱动无刷直流电机。无刷直流电机具有U、V、W三相绕组。给这些绕组按照UV — UW — VW — VU — WU — WV次序通电，无刷直流电机将正向运行，即第一方向运行；若按照VU — WU — WV — UV — UW — Vff反向通电，无刷直流电机将反向运行，即第二方向运行。图1中的驱动桥的作用就是控制无刷直流电机按上述过程进行换相，将UV通电状态切换为UW通电状态就称为换相。无刷直流电机何时换相是由电机转子位置决定的，位置检测单元用来检测电机转子位置，当无刷直流电机运行时，位置检测单元就会输出不用状态的信号，通过读取、分析这些信号就可以判断当前无刷直流电机的转子位置。位置检测单元一般采用霍尔传感器来实现。电流检测单元的作用是检测流过无刷直流电机的电流，一般采用运算放大器来实现。控制单元的作用是测量位置检测单元和电流检测单元的数据，并对测量到的数据做综合分析，然后通过控制驱动桥来控制无刷直流电机运行，控制单元一般采用单片微处理器(Micro control unit, MCU)来实现。
[0041]无刷直流电机的输出力矩与其相绕组电流成正比，电流越大输出力矩就越大。在启动搅拌机时，往往需要较大的力矩，因为控制器无法直接测量无刷直流电机输出力矩，所以通过检测无刷直流电机电流的方式来间接检测无刷直流电机输出力矩。启动时给无刷直流电机设定一个启动电流I，如30A，使其具有一定的初始力矩，所述启动电流I的大小是在无刷直流电机特性和负载特性综合分析的基础上确定的。
[0042]参考图2，图2是本发明实施例提供的一种恒定电流下运行无刷直流电机的方法示意图。在启动无刷直流电机时，控制单元通过电流检测单元读取流过无刷直流电机的电流值，判断是否超过设定电流I，如果超过设定电流I，控制单元就通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)来减小无刷直流电机电流；如果没有超过设定电流I，控制单元就通过脉冲宽度调制(PWM)来增大无刷直流电机电流，最终使电机电流稳定在设定值。
[0043]参考图3，图3是本发明实施例提供的一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法流程图。如图3所示，所述方法包括以下步骤:
[0044]步骤301，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转；
[0045]步骤302，在检测所述搅拌机的电机堵转的情况下，获取所述搅拌机的电机的反转次数，并判断所述反转次数是否超过预先设置的次数，所述反转次数包括第一方向运行后以第二方向运行的次数；
[0046]步骤303，若所述搅拌机的电机的反转次数未超过预先设置的次数，则所述搅拌机的电机以所述第二方向运行预先设置的时间后，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0047]所述方法还包括:
[0048]若判断所述搅拌机的电机的反转次数超过预先设置的次数，则停止运行所述搅拌机的电机。
[0049]所述方法还包括:
[0050]在停止运行所述搅拌机的电机的情况下，开启所述搅拌机的电机负载过大的警
生口 ο
[0051]所述方法还包括:
[0052]在检测所述搅拌机的电机未堵转的情况下，检测所述搅拌机的电机的转速是否超过预先设置的转速；
[0053]若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则继续运行所述搅拌机的电机。
[0054]通常，若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则说明电机运行正常，可以直接进入搅拌机正常搅拌运行状态。
[0055]所述方法还包括:
[0056]在检测所述搅拌机的电机未堵转并且所述搅拌机的电机的转速未超过预先设置的转速的情况下，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0057]具体的，在搅拌机的测试中，经常在启动时会发生“堵死”现象，所谓堵死就是指负载将搅拌机刀片卡住的现象，搅拌机堵死现象反应在电机上就是电机堵转。在无刷直流电机控制中，电机转速是控制单元通过位置检测单元输出信号状态变化得到的，位置检测单元输出信号状态变化快则表明电机运行速度快，位置检测单元输出信号状态变化慢则表明电机运行速度慢。[0058]本发明对电机堵转的定义是，如果位置检测单元输出信号超过一定时间(如I秒，这里要指出的是这个时间是根据电机特性确定的)未发生变化，就认为电机发生堵转。
[0059]参考图4，图4是本发明实施例提供的一种用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法示意图。
[0060]如图4所示，最开始控制电机正向运行，同时做恒流控制以保持电机启动力矩。如果控制单元检测到电机发生堵转，就控制电机反向运行一段时间T(如I秒，这里要指出的是这个时间是在电机特性和负载特性综合分析的基础上确定的，这里为描述方便用T来代替)，然后再控制电机做正向运行，如此反复，直到把负载搅松打碎。
[0061]如果负载实在太大，已超出电机启动能力范围，反复搅动也无法将其打碎。在这种情况下，就需要停止电机，并发出超负载告警，本发明采用的方法是，如果电机在正向运行时堵转，就反向运行T时间，然后再正向运行，如果控制单元执行N反转(如5次，这个次数是根据搅拌机特性确定的，这里为描述方便用N代替)，电机仍未启动，那么就认为负载已超过电机启动能力，此时终止电机启动，并发出负载过大告警。
[0062]搅拌机的负载特性是开始时负载很大，如果将负载打碎后负载将迅速变小，负载变小导致的直接结果就是电机转速增大，在启动过程中如果控制单元检测到电机转速超过一定值V(如3000转/分钟，这里要指出的是V大小是在电机特性和负载特性综合分析的基础上确定的，这里为描述方便用V来代替)，就认为电机已启动完成，搅拌机电机开始执行正常的搅拌程序。
[0063]本发明实施例提供一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法，所述方法通过检测搅拌机中的无刷直流电机在运行中是否发生堵转，若在测试中发现搅拌机的无刷直流电机发生堵转，则控制搅拌机刀片按照正转一反转一正转的次序运行几个周期后，使得搅拌机负载松动，此时再启动无刷直流电机，因此，本发明是在重负载条件下控制电机正反转运行几个周期，将负载搅松后再正转启动，可以有效启动例如冰冻水果，冰块，冰冻奶油等坚硬负载；该启动方法可以预先对重负载做松动处理，使搅拌机刀具上的压力减小，这样就可以使用较小转矩的电机带动刀具，降低了系统成本。
[0064]参考图5，图5是本发明实施例提供的一种搅拌机的装置结构图。如图5所示，所述搅拌机包括:
[0065]第一检测单元501，用于在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转；
[0066]获取单元502，用于在检测所述搅拌机的电机堵转的情况下，获取所述搅拌机的电机的反转次数，并判断所述反转次数是否超过预先设置的次数，所述反转次数包括第一方向运行后以第二方向运行的次数；
[0067]处理单元503，用于若所述搅拌机的电机的反转次数未超过预先设置的次数，则所述搅拌机的电机以所述第二方向运行预先设置的时间后，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0068]所述搅拌机还包括:
[0069]停止单元，用于若判断所述搅拌机的电机的反转次数超过预先设置的次数，则停止运行所述搅拌机的电机。
[0070]所述搅拌机还包括:[0071]开启单元，用于在停止运行所述搅拌机的电机的情况下，开启所述搅拌机的电机负载过大的警告。
[0072]所述搅拌机还包括:
[0073]第二检测单元，用于在检测所述搅拌机的电机未堵转的情况下，检测所述搅拌机的电机的转速是否超过预先设置的转速；
[0074]运行单元，用于若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则继续运行所述搅拌机的电机。
[0075]通常，若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则说明电机运行正常，可以直接进入搅拌机正常搅拌运行状态。
[0076]所述处理单元503还用于:
[0077]在检测所述搅拌机的电机未堵转并且所述搅拌机的电机的转速未超过预先设置的转速的情况下，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
[0078]本发明实施例提供一种搅拌机，所述搅拌机通过检测搅拌机中的无刷直流电机在运行中是否发生堵转，若在测试中发现搅拌机的无刷直流电机发生堵转，则控制搅拌机刀片按照正转一反转一正转的次序运行几个周期后，使得搅拌机负载松动，此时再启动无刷直流电机，因此，本发明是在重负载条件下控制电机正反转运行几个周期，将负载搅松后再正转启动，可以有效启动例如冰冻水果，冰块，冰冻奶油等坚硬负载；该启动方法可以预先对重负载做松动处理，使搅拌机刀具上的压力减小，这样就可以使用较小转矩的电机带动刀具，降低了系统成本。
[0079]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种应用于搅拌机中的启动无刷直流电机的方法，其特征在于，所述方法包括: 在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转； 在检测所述搅拌机的电机堵转的情况下，获取所述搅拌机的电机的反转次数，并判断所述反转次数是否超过预先设置的次数，所述反转次数包括第一方向运行后以第二方向运行的次数； 若所述搅拌机的电机的反转次数未超过预先设置的次数，则所述搅拌机的电机以所述第二方向运行预先设置的时间后，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 若判断所述搅拌机的电机的反转次数超过预先设置的次数，则停止运行所述搅拌机的电机。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在停止运行所述搅拌机的电机的情况下，开启所述搅拌机的电机负载过大的警告。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在检测所述搅拌机的电机未堵转的情况下，检测所述搅拌机的电机的转速是否超过预先设置的转速； 若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则继续运行所述搅拌机的电机。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在检测所述搅拌机的电机未堵转并且所述搅拌机的电机的转速未超过预先设置的转速的情况下，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
6.一种搅拌机，其特征在于，所述搅拌机包括: 第一检测单元，用于在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转； 获取单元，用于在检测所述搅拌机的电机堵转的情况下，获取所述搅拌机的电机的反转次数，并判断所述反转次数是否超过预先设置的次数，所述反转次数包括第一方向运行后以第二方向运行的次数； 处理单元，用于若所述搅拌机的电机的反转次数未超过预先设置的次数，则所述搅拌机的电机以所述第二方向运行预先设置的时间后，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否堵转。
7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述搅拌机还包括: 停止单元，用于若判断所述搅拌机的电机的反转次数超过预先设置的次数，则停止运行所述搅拌机的电机。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述搅拌机还包括: 开启单元，用于在停止运行所述搅拌机的电机的情况下，开启所述搅拌机的电机负载过大的警告。
9.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述搅拌机还包括:第二检测单元，用于在检测所述搅拌机的电机未堵转的情况下，检测所述搅拌机的电机的转速是否超过预先设置的转速； 运行单元，用于若检测所述搅拌机的电机的转速超过预先设置的转速，则继续运行所述搅拌机的电机。
10.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述处理单元还用于: 在检测所述搅拌机的电机未堵转并且所述搅拌机的电机的转速未超过预先设置的转速的情况下，在搅拌机的电机以预先设置的电流在第一方向运行的情况下，检测所述搅拌机的电机是否 堵转。
【文档编号】H02P1/18GK103812390SQ201410074752
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】熊倩, 李延吉 申请人:捷和电机制品(深圳)有限公司