[发明专利]防突入电流阻塞的传感器控制

说明书

技术领域

本发明涉及用于销毁诸如文件、CD等等之类的物品的粉碎机。

背景技术

粉碎机是用于销毁诸如文件、CD、软盘等等之类的基质物品的已知的设备。通常，用户购买粉碎机以销毁敏感的物品，如带有帐户信息的信用卡对帐单、包含公司交易秘密的文件等等。

一种常见类型的粉碎机具有包含在外壳内的可移动地安装在容器顶部的粉碎机机构。粉碎机机构通常具有粉碎馈送到其中的物品并将被粉碎的物品向下排出到容器中的一系列切割器元件。粉碎机通常具有声明的容量，如一次可以粉碎的纸张数(通常是20磅重)；然而，典型的粉碎机的进料喉道可以比声明的容量接收更多纸张数。粉碎机的用户遇到的常见失误包括向进料喉道中馈送太多的纸，在开始粉碎纸之后导致粉碎机阻塞。为清空粉碎机中的纸，用户通常通过开关反转切割器元件的旋转方向，直到纸张被清空。有时候，阻塞会很严重，以至于反转可能不会完全清空纸张，必须手动将纸张拉出，这对于卡在切割器元件的刀片之间的纸张是困难的。在某些情况下，当太厚或不能倒转的物品被插入到粉碎机中时，粉碎机可能会过载或过热，粉碎机机构的马达可能停转，并因此关闭。

为了防止这样的马达停转，一些现有的设计使用其他检测设备以预期马达的电流限制。例如，这样的设计可包括负载计(基于马达电流的读数)，基于速度的阻塞检测器，霍尔效应传感器(用于读取马达转速)，或其他类型的速度传感器(例如，设置在切割器轴上)。在一些现有的情况下，当系统被阻塞时，可以通过反转马达来防止对可能的过载或马达停转的检测。标题为“Automatic Reversing System for Shredder”的美国专利4,495,456说明了这样的机器的示例。

一些粉碎机可以使用停转或过载检测电路，该电路监测马达的电流汲取，以确定粉碎机的最大容量，并确定是否/何时马达可能停转。在这样的粉碎机中，想法是防止马达进入或保持在停转状态，停转状态不仅汲取过度的电流，而且还使马达过早地发热。传统上，这些电路具有延迟或限制器件(例如，热敏电阻器)或具有软件以忽略由马达汲取的初始突入电流以防止正误识反应(对于可能的停转或者短路)。

例如，用于设置过载检测阈值的第一已知的传统方法包括在其冷状态设置接近于机器的停转电流的固定值，然后，确定马达的电流汲取在操作期间是否接近于该固定值(即，使用比较器)。此第一方法可以对“冷”马达有效，即，未运行的马达。这种类型的粉碎机的过载检测电路只在马达停转/将要停转(即，汲取的电流接近于该固定值)时才触发。然而，随着马达在使用过程中发热，由马达汲取的电流量趋向于降低，可能会发生AC波动。此第一方法不能跟踪汲取的电流随着马达发热或波动的任何降低。这意味着，“热”(即，工作或旋转的)马达将经常在过载检测电路检测到事件之前停转或过载检测电路检测不到事件。

用于过载检测的第二已知方法是在工厂处或在制造过程中执行的校准，其中，将粉碎机的阈值调整到该特定机器上的特定的负载(例如，张数)。此第二种方法可以对防止用户高于机器的额定值地操作(在停转之前)有效，但是，它也不会跟踪汲取的马达电流由于发热和/或AC波动而导致的变化。这又会导致初始阈值波动，这会在系统上导致过大的负载，或者它可能过早地限制用户在其能力内操作该机器。

在其他设计中，必须基于时间，使用软件进行假设，或者必须给马达添加额外热装置，以跟踪马达温度。例如，可以通过软件算法求马达的当前热状态的假设的(因此，最大负载)近似值。这样的假设一般假设大量生产的所有马达都具有类似的热特性，并且切割模块的效率是类似的。然而，这样的假设一般不正确。虽然两个马达(同一型号)可以具有类似的实测的温度，但是，这不等于它们具有相同的性能特征。例如，材料和组装的变化可能改变这种关系。另外，线路电压和频率的变化一般不被考虑。这会显著影响马达的性能，并影响相对于固定阈值的停转电流读数。

如上文所指出的，在预先的设计中忽略了当粉碎机机构被启动时由马达最初汲取的突入电流，以防止过载的假的读数。然而，如此处进一步描述的，本发明确定并使用此突入电流来确定涉及马达以及马达将停转(例如，由于粉碎机中的阻塞)的发生的参数。

发明内容