机械式缝纫机的闭回路控制方法技术

本发明专利技术公开一种机械式缝纫机的闭回路控制方法，该机械式缝纫机包含一脚踏板以及一直流马达，该脚踏板控制该直流马达的工作电压、工作电流，以调整该直流马达的转速，该机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：取得该脚踏板的一旋转角度；依据该脚踏板的该旋转角度控制该直流马达以一预设功率运作；计算该直流马达实际输出的一输出功率；判断该输出功率是否等于该预设功率，其中，若该输出功率不等于该预设功率，调整该直流马达的该输出功率。

Closed Loop Control Method of Mechanical Sewing Machine

【技术实现步骤摘要】
机械式缝纫机的闭回路控制方法本申请为中国专利申请号201710154226.0(专利技术名称：机械式缝纫机的闭回路控制装置及方法；申请日2017年3月15日)的分案。
本专利技术是涉及一种机械式缝纫机的闭回路的控制装置及方法，尤指一种于直流马达与处理器之间设置电压、电流检测模块，将该直流马达的工作信息回授至该处理器，利用处理器通过闭回路控制该直流马达的工作电压的控制装置及方法。
技术介绍
目前市面上常见的缝纫机包含了计算机式缝纫机及机械式缝纫机，计算机式缝纫机，利用程控一转动编码器来进行车缝动作，虽有刺绣功能，但其单价较高；机械式缝纫机并无刺绣功能，无转动编码器，价格较低，机械式缝纫机其车缝的速度快慢由用户自行调整，使用者借着控制机械式缝纫机的脚踏板，调整脚踏板的角度或是深度，改变机械式缝纫机的直流马达的转速，以调整其车缝速度。因此，现有的机械式缝纫机其车缝速度皆由用户的习惯、或车缝需求来自行调整，并无精确控制。请参阅图7所示，是直流马达的等效电路，Vm为工作电压，Ra为马达的电枢内组，Ia为马达的电枢电流，E为电枢切割磁场所产生的感应电动势，可以得知：Vm＝IaR+E另外，E可表示为：E＝KφN其中，K为电枢绕组因子，φ为磁通量，N为转速。因此马达的转速N可以表示为：由以上公式可以得知，可通过控制该工作电压Vm，进而调整马达的转速N。目前的机械式缝纫机中，通过踩踏脚踏板的旋转角度或深度可改变直流马达的工作电压Vm，调整该直流马达的转速。然而，当用户欲固定工作电压Vm使直流马达可以固定转速运作时，由于反电动势E会阻碍线圈转动，因此如果要使线圈维持定速转动时，必须提供多余能量，才能使直流马达定转速工作，导致电枢电流Ia必须上升，才能使直流马达定转速工作。然而，当马达的转速固定，电枢电流Ia的上升，会使工作电压Vm开始下降，而工作电压Vm下降会造成马达的转速下降，造成又必须增加脚踏板旋转角度，以再次增加工作电压Vm，因此，目前的机械式缝纫机的马达皆需要功率较高的高压马达，才足以正常工作，但目前的机械式缝纫机使的该直流高压马达的电枢电流Ia及工作电压Vm居高不下，该直流高压马达的工作温度向上提升，造成直流高压马达具有寿命短、消耗功率高以及工作温度高等问题，并且其电刷会有火花产生，以至于直流高压马达的安全性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机械式缝纫机的闭回路控制装置，利用处理器来提升车缝效率、降低功率消耗、延长直流马达寿命。为了达到上述目的，本专利技术提供一种机械式缝纫机的闭回路控制装置，该闭回路控制装置包含有：一隔离式降压高频切换电源模块，该隔离式降压高频切换电源模块具有一输入端与一输出端，该输入端是连接一交流电源，并于该输出端输出一工作电压；一直流马达，该直流马达连接该输出端以接收该工作电压；一速度控制模块，该速度控制模块输出一速度信号；一处理器，该处理器连接该速度控制模块，依据该速度信号发出一控制信号；一电子式开关，该电子式开关连接于该直流马达与该处理器之间，依据该控制信号控制该电子式开关的工作周期，调整施加在该直流马达的该工作电压；一电流检测模块，该电流检测模块连接于该电子式开关与该处理器之间，该电流检测模块检测该直流马达的一工作电流，以产生一工作电流信号；一电压检测模块，该电压检测模块连接于该直流马达与该处理器之间，该电压检测模块检测该直流马达的该工作电压，以产生一工作电压信号；其中，该处理器根据该工作电流信号及该工作电压信号，进一步调整该控制信号以重新调整该电子式开关的工作周期。优选的，该隔离式降压高频切换电源模块包含有：一整流单元，该整流单元连接该输入端，将该交流电源整流为一直流电压；一变压器，该变压器一次侧连接该整流单元，以接收该整流单元输出的该直流电压；一调压电路，该调压电路连接于该变压器的一次侧，该调压电路包含一脉波调变器及一电子式电源开关，该脉波调变器调整该电子式电源开关的工作周期，调整该变压器其一次侧的该直流电压；一整流滤波电路，该整流滤波电路连接于该变压器的二次侧与该输出端之间。优选的，该输出端与该脉波调变器之间设有一电压回授电路，该电压回授电路包含有：一稳压器，其连接该输出端，该稳压器将该工作电压调变至一回授电压；一光耦合器，该光耦合器连接该稳压器，该光耦合器根据该回授电压获得一回授电压信号，并将该回授电压信号传输至该脉波调变器，让该脉波调变器依据该回授电压信号调整该变压器一次侧的该直流电压。优选的，该速度控制模块连接有一脚踏板，该脚踏板连接一电源，根据改变该脚踏板的一旋转角度，调整产生该速度信号。优选的，该隔离式降压高频切换电源模块的输出端连接一照明灯，该照明灯可为一发光二极管。优选的，该处理器根据接收到的该工作电压信号及该工作电流信号计算出一输出功率，当该处理器判断该输出功率大于一预设功率，则产生一对应的控制信号令该直流马达操作在一重载控制模式。本专利技术的另一目的是提供一种机械式缝纫机的闭回路控制方法，该机械式缝纫机包含有一脚踏板及一直流马达，该脚踏板控制该直流马达的工作电压及工作电流，以调整该直流马达的转速，该机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：取得该脚踏板的一旋转角度；依据该脚踏板的该旋转角度控制该直流马达以一预设功率运作；计算该直流马达实际输出的一输出功率；判断该输出功率是否等于该预设功率，其中：若该输出功率不等于该预设功率，调整该直流马达的该输出功率。优选的，其中调整该输出功率包含有以下步骤：判断该预设功率是否高于该输出功率，其中；若该预设功率高于该输出功率，提升该直流马达的输出功率；若该预设功率低于该输出功率，判断该输出功率是否高于一重载功率。优选的，其中：若该输出功率低于该重载功率，降低该输出功率；若该输出功率高于该重载功率，进入一重载控制模式。优选的，其中该重载控制模式还包含以下步骤：调整该直流马达至一额定功率；计算该直流马达实际输出的该输出功率；判断该输出功率是否高于该额定功率，其中：若该输出功率低于该额定功率，调整该输出功率进行补偿，回到该计算该直流马达实际输出的该输出功率步骤；若该输出功率高于该额定功率，于一预定时间内停止输入该工作电压及该工作电流至该直流马达；回到该取得该脚踏板的该旋转角度步骤。由上述可以得知，利用该隔离式降压高频切换电源模块将交流电源转换为直流电源，并提供至该直流马达，该处理器利用脉波宽度调变技术(PWM)，于频率不变的情况下调整该电子式开关的工作周期，进而调整该直流马达的工作电压、工作电流，根据控制该直流马达的功率来调整其转速，并依据该脚踏板的该旋转角度将该直流马达提升至该预设功率，并且，利用电流检测模块检测流过该直流马达的该工作电流，以产生工作电流信号，及使用该电压检测模块检测该直流马达的工作电压以产生工作电压信号，利用该工作电流信号与该工作电压信号计算该直流马达其实际输出的输出功率，并判断该输出功率是否与该预设功率相同，若不相同，则利用闭回路控制调整该直流马达的该输出功率，使该输出功率与该预设功率相同，以达到闭回路控制的功效，由上述可知，依据直流马达的电枢电流及工作电压，该处理器调整该工作电压Vm的占空比(dutycycle)以提升该工作电压，且用户无需再次增加脚踏板的旋转角度，即可维持直流马达的转速，避免当电流上升时，电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械式缝纫机的闭回路控制方法，其特征在于，该机械式缝纫机包含一脚踏板以及一直流马达，该脚踏板控制该直流马达的工作电压、工作电流，以调整该直流马达的转速，该机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：取得该脚踏板的一旋转角度；依据该脚踏板的该旋转角度控制该直流马达以一预设功率运作；计算该直流马达实际输出的一输出功率；判断该输出功率是否等于该预设功率，其中：若该输出功率不等于该预设功率，调整该直流马达的该输出功率。

【技术特征摘要】
2016.03.28 TW 1051096961.一种机械式缝纫机的闭回路控制方法，其特征在于，该机械式缝纫机包含一脚踏板以及一直流马达，该脚踏板控制该直流马达的工作电压、工作电流，以调整该直流马达的转速，该机械式缝纫机的闭回路控制方法包含：取得该脚踏板的一旋转角度；依据该脚踏板的该旋转角度控制该直流马达以一预设功率运作；计算该直流马达实际输出的一输出功率；判断该输出功率是否等于该预设功率，其中：若该输出功率不等于该预设功率，调整该直流马达的该输出功率。2.根据权利要求1所述的机械式缝纫机的闭回路控制方法，其特征在于，其中调整该输出功率包含有以下步骤：判断该预设功率是否高于该输出功率，其中；若该预设功率高于该输出功率，提...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宣泰，
申请(专利权)人：陈宣泰，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71