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一种由无刷电机驱动的食品加工机制造技术

技术编号:44798564 阅读:1 留言:0更新日期:2025-03-28 19:49
本发明专利技术提供一种由无刷电机驱动的食品加工机,包括主机;粉碎组件;加热组件;PCB板,包括集成功率模块、MCU模块、加热驱动模块和开关电源模块;所述集成功率模块,包括引线框架,所述引线框架包括第一侧边和相对设置的第二侧边,所述第一侧边和第二侧边沿所述集成功率模块的长边设置,集成功率模块内集成有三相IGBT;三相自举电容,在PCB板上独立于所述集成功率模块设置,且分别用于驱动所述三相IGBT的上桥臂;所述第一侧边设有三个复用管脚,所述三个复用管脚分别连接于三相IGBT的上下桥臂之间,无刷电机定子的三相和三相自举电容的一端连接分别连接三个复用管脚;所述第二侧边设有三个高侧驱动悬浮供电端管脚,以提高整机空间和散热性能,且成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品加工机领域,尤其涉及一种性能稳定且成本低的由无刷电机驱动的食品加工机


技术介绍

1、现有的食品加工机一般由串励电机驱动,由于串励电机具有碳刷,工作噪音较大,且碳粉容易散发到空气中,影响使用环境。另外,串励电机一般仅具有单向驱动功能,否则对串励电机寿命损耗较大。随着食品加工机技术的不断发展革新,专利号为cn202120355518.2的专利,公开了一种扁平化食品加工机,机座内设置有电机和流经电机的风道,所述风道包括形成于电机内部的散热腔,所述电机包括电机轴、包裹电机轴的转子、包裹转子的定子和形成电机轴向端面的支架,所述支架位于定子上方和/或定子下方。这样设置以将扁平化体积小的永磁无刷电机应用于食品加工机领域,从而大大降低了食品加工机的主机高度以及运行噪音。由于用于驱动无刷电机的功率驱动模块体积较大,且对散热性能的需求较高,因此需要对功率驱动模块进行专门的散热,以解决功率驱动模块散热问题。

2、由于功率驱动模块在空调、洗衣机以及风扇等白家电领域应用普遍且技术较为成熟,因此,初代具有无刷电机的食品加工机通用了白家电领域的功率驱动模块,然而食品加工机与空调、洗衣机等白家电的工况不同,性能要求也完全不同,这就导致功率驱动模块功能模块设计不合理,功率驱动模块的功能引脚分布、间距均不能完全适配于食品加工机,为了通用白家电领域的驱动模块而不得不付出更多成本来满足食品加工机的使用需求,从而使得功率驱动模块的占用空间大,芯片体积大,制作成本高,且电子元器件较多,走线更复杂,散热需求也更高。而功率驱动模块的芯片体积大,进一步导致在pcb驱动板上的占用空间大,驱动板上的控制模块、整流模块、开关电源模块、滤波模块、加热控制模块、功率驱动模块等以及相关电子元器件之间的间距要求多且走线及空间布局较复杂,还容易出现电磁信号干扰和强弱电爬电距离不符合安规要求的问题。进一步的,由于主机结构紧凑体积小,对pcb板和无刷电机的散热性能均需兼顾。而现有功率驱动模块的制造成本高,对功率驱动模块及无刷电机的使用寿命、带动粉碎刀加工物料的粉碎性能、功率驱动模块本身散热性能要求与食品加工机不匹配,还导致性能可靠性和功率驱动模块设计余量偏差大的问题。因此,如何设计满足食品加工机属性要求且制作成本低的功率驱动模块,在有限的主机空间内设计pcb板的安装及散热,使功率驱动模块这样的高散热需求部件能够有效散热并保证使用寿命,是食品加工机亟待解决的技术问题。

3、专利号为cn202223486858.2的专利,公开一种智能功率模块,在使用高电压的电力转换装置中,通常需要使高压管脚与低压管脚满足电气间隙,根据安规,合理的电气间隙(两个焊盘周围铜箔的边缘的距离)范围在3.05mm及以上,因此现有技术为了满足电气间隙会使得直插式ipm模块的体积增大,这会导致模块成本的增加。而该专利为了克服上述问题,通过第一导电结构将三相直流供电负端连接至一个管脚中,减少智能功率模块的管脚数量从而减小智能功率模块的体积,在说明书实施例中给出了具体的ipm的内部原理图,并示出了智能功率模块包括多个管脚,以及管脚名称和对应的功能描述,智能功率模块包括v相、u相和w相栅极驱动芯片,以v相栅极驱动芯片为例,v相栅极驱动芯片一侧设有v相输出端和v相高侧驱动悬浮供电地端共用的管脚,与第一直流供电正端连接的第二直流供电正端,且两个直流供电正端分别设置于v相和u相栅极驱动芯片的同一侧,同一侧还设置有v相高侧驱动悬浮供电端,所述v相高侧驱动悬浮供电端与v相栅极驱动芯片另一侧的v相电源端连接。除此之外,v相栅极驱动芯片另一侧还设有v相高侧信号输入端和相邻设置的v相低侧信号输入端。这样设置虽然减少了智能功率模块的管脚数量,但是将v相高侧驱动悬浮供电端的管脚设置在与v相高侧驱动悬浮供电地端同侧,这样一来芯片高侧的管脚数量增加,且高侧管脚的间距要求更大,智能功率模块的体积,尤其是长度并没有减少,而且第一直流供电正端和第二直流供电正端的双管脚设置,并不适用于食品加工机,容易出现管脚冗余的问题,而多余的管脚又带来了新的管脚间距增加的问题,以及电磁干扰的问题,因此这样的智能功率模块并不符合食品加工机的使用需求,尤其是通过无刷电机驱动粉碎刀高速旋转,宽幅转速在200rpm-20000rpm之间,处理五谷豆类等高蛋白硬质食材以制作浆液类的产品需求。

4、专利号为cn201220739541.2的专利,公开了一种直流无刷电机驱动电路,通过增加上电自举电路,使直流无刷电机在上电不转动或堵转不转动的时候,堵转保护模块输出堵转信号至所述旋转监测指示节点,所述上电自举电路拉高所述驱动单元低侧输入端的电平,所述驱动单元的低侧输出端控制导通所述下mos管,使所述自举电容得到充电,充电后使所述驱动单元的高侧输出端处于准备导通所述上mos管状态,当所述驱动单元接收到一电机转动信号时,所述驱动单元的高侧输出端导通所述上mos管,以使所述三相桥臂单元输出驱动信号,驱动所述直流无刷电机。这样设置相当于在三相桥臂单元的上桥臂设置自举电路,用于导通上桥臂,从而驱动直流无刷电机顺利运行。由于每一相上桥臂均需要设置独立的自举电路,每相自举电路都需要与功率驱动模块的管脚连接,从而导致功率驱动模块的管脚多而且需要满足安全间距,长边和短边均过长,影响到功率驱动模块在pcb的布局空间,因此,如何在适于食品加工机使用工况下,集约和优化功率驱动模块的自身空间,以及集成在pcb板上的占位空间、散热空间,以及pcb相对于主机的散热空间并降低使用噪音,保证寿命可靠是亟待解决的问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种空间利用率高、集成功率模块散热性能好、pcb板在主机内散热效率高且加工效率高而噪音低的由无刷电机驱动的食品加工机。

2、为了解决上述技术问题,本专利技术提供一种由无刷电机驱动的食品加工机,其中,包括:主机;粉碎组件,包括杯体和由无刷电机驱动的粉碎装置;加热组件,用于对所述杯体内的物料加热;pcb板,包括集成功率模块、mcu模块、加热驱动模块和开关电源模块;所述集成功率模块,包括引线框架,所述引线框架包括第一侧边和相对设置的第二侧边,所述第一侧边和第二侧边沿所述集成功率模块的长边设置,集成功率模块内集成有三相igbt,所述集成功率模块的长边不大于50mm;三相自举电容,在pcb板上独立于所述集成功率模块设置,且分别用于驱动所述三相igbt的上桥臂;所述第一侧边设有三个复用管脚,所述三个复用管脚分别连接于三相igbt的上下桥臂之间,无刷电机定子的三相和三相自举电容的一端连接分别连接三个复用管脚;所述第二侧边设有三个高侧驱动悬浮供电端管脚,三相自举电容的另一端分别连接三个高侧驱动悬浮供电端管脚。

3、进一步的,所述集成功率模块设置在pcb板的第一侧面,所述三相自举电容设置在pcb板的第二侧面。

4、进一步的,所述三相自举电容设置于第一侧边的管脚和第二侧边的管脚之间,且在所述集成功率模块在pcb板的投影内。

5、进一步的,所述第二侧边设有三相低侧驱动供电端管脚,所述低侧驱本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种由无刷电机驱动的食品加工机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述集成功率模块设置在PCB板的第一侧面,所述三相自举电容设置在PCB板的第二侧面。

3.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述三相自举电容设置于第一侧边的管脚和第二侧边的管脚之间,且在所述集成功率模块在PCB板的投影内。

4.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述第二侧边设有三相低侧驱动供电端管脚,所述低侧驱动供电端管脚和所述高侧驱动悬浮供电端管脚相邻设置;

5.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述第二侧边设有与所述三相IGBT分别对应的三个输入关闭管脚,所述集成功率模块还包括故障输出端和温度输出端,所述故障输出端和温度输出端均连接于其中一个输入关闭管脚,温度输出端与上拉电阻连接,所述上拉电阻的阻值为R,4kΩ≤R≤7kΩ。

6.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述第一侧边还设有与三相IGBT分别对应的三个直流负端管脚,三个直流负端管脚与三个复用管脚的对应相两两相邻设置,所述直流负端管脚外接采样电阻。

7.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述集成功率模块的侧边沿PCB板的短边设置,所述电机驱动模块包括PCB板和覆盖所述集成功率模块的散热件,所述散热件包括多个散热翅片,多个散热翅片之间形成散热流道,所述散热流道沿所述PCB板的短边方向设置,所述主机内设有风道,所述风道在经由PCB板的所述散热流道的上游和下游不设置PCB板元器件。

8.根据权利要求7所述的食品加工机,其特征在于,所述主机的壳体设有第一进风口和第一出风口,所述无刷电机包括上端盖和下端盖,上端盖和下端盖之间形成无刷电机散热腔,散热腔设有第二进风口和第二出风口,所述风道依次经由第一进风口、散热流道、第二进风口、散热腔、第二出风口及第一出风口排出。

9.根据权利要求8所述的食品加工机,其特征在于,所述主机设有操作面板和位于操作面板下方的控制板,所述PCB板水平设置于所述控制板的下方,所述第一进风口与第二进风口之间设有导风罩,所述导风罩至少罩设所述PCB板的集成功率模块,并将所述集成功率模块和控制板隔开。

10.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述PCB板还包括EMC模块,所述无刷电机定子三相输出端设有第一磁环,所述食品加工机包括与所述PCB板电连接的电源线,电源线上设有第二磁环。

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【技术特征摘要】

1.一种由无刷电机驱动的食品加工机,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述集成功率模块设置在pcb板的第一侧面,所述三相自举电容设置在pcb板的第二侧面。

3.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述三相自举电容设置于第一侧边的管脚和第二侧边的管脚之间,且在所述集成功率模块在pcb板的投影内。

4.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述第二侧边设有三相低侧驱动供电端管脚,所述低侧驱动供电端管脚和所述高侧驱动悬浮供电端管脚相邻设置;

5.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述第二侧边设有与所述三相igbt分别对应的三个输入关闭管脚,所述集成功率模块还包括故障输出端和温度输出端,所述故障输出端和温度输出端均连接于其中一个输入关闭管脚,温度输出端与上拉电阻连接,所述上拉电阻的阻值为r,4kω≤r≤7kω。

6.根据权利要求1所述的食品加工机,其特征在于,所述第一侧边还设有与三相igbt分别对应的三个直流负端管脚,三个直流负端管脚与三个复用管脚的对应相两两相邻设置,所述直流负端管脚外接采样电阻。

7.根据权利要求1所述的食品加工机,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:王旭宁周伟吴华锋
申请(专利权)人:九阳股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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