專利名稱：離心機和電力控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以高速來旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動器的離心機，更具體地涉及其中自動執(zhí)行通過確定電源頻率來對冷卻器的驅(qū)動電壓進行切換的離心機，以及涉及用于對裝置進行驅(qū)動的電力控制設(shè)備。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，離心機配備有冷卻器，而冷卻器中安裝有利用商用電源工作的壓縮機。將離心機構(gòu)造為在通過高速旋轉(zhuǎn)來離心分離轉(zhuǎn)動器所容納的待分離樣本時，通過驅(qū)動冷卻器來冷卻轉(zhuǎn)動器室內(nèi)部，并將樣本的溫度控制在期望的目標(biāo)溫度，以防止樣本的溫度由于轉(zhuǎn)動器室內(nèi)的空氣和轉(zhuǎn)動器之間的摩擦熱而升高。具體地，利用溫度傳感器來感測轉(zhuǎn)動器室內(nèi)的溫度，并且控制冷卻器打開或關(guān)閉。在通過反復(fù)過沖和下沖使轉(zhuǎn)動器室內(nèi)的溫度脈動的同時，轉(zhuǎn)動器室內(nèi)的溫度被控制為接近期望的目標(biāo)溫度。此時，為了補償溫度控制誤差，使用了溫度校正值，該溫度校正值是通過實驗預(yù)先獲得的目標(biāo)溫度和樣本溫度之差，從而目的在于高精度地控制溫度。上述冷卻器中的一些被構(gòu)造為其驅(qū)動電壓根據(jù)電源頻率是50Hz還是60Hz而不同。當(dāng)采用這樣的冷卻器時，需要根據(jù)電源頻率的差異來改變提供給冷卻器的驅(qū)動電壓。例如，當(dāng)冷卻器以AC100V左右的驅(qū)動電壓工作時，需要在AC頻率是50Hz的環(huán)境下提供AC100V的驅(qū)動電壓，而在 AC頻率是60Hz的環(huán)境下提供AC115V的驅(qū)動電壓。近年來，越來越要求離心機滿足海外標(biāo)準(zhǔn)。滿足中國、北美等海外標(biāo)準(zhǔn)的許多冷卻器并不是不管電源頻率如何(50Hz或60Hz)都以相同的電壓工作的冷卻器，而是它們的工作電壓根據(jù)電源頻率而不同。為此，離心機制造商已經(jīng)進行了根據(jù)目的地國家或地區(qū)而切換電壓的工作，具體地，進行了切換變壓器抽頭連接的工作等。此外，關(guān)于電源頻率，有些國家(像日本)一起使用50Hz和60Hz，還存在不能自動針對每個國家進行切換的情況。在此情況下，連接切換操作將由當(dāng)?shù)匕惭b工人根據(jù)安裝離心機的位置的電源頻率來在當(dāng)?shù)剡M行。這樣的工作耗時，并且可能具有操作錯誤等。此外，存在這樣的問題，即當(dāng)?shù)匕?裝工人可能忘記切換變壓器抽頭連接的任務(wù)。作為驅(qū)動能力根據(jù)電源頻率的差異而不同的電氣裝置的示例，有一種利用AC電源來驅(qū)動的冷卻扇。由于利用AC電源來驅(qū)動的冷卻扇根據(jù)電源頻率是50Hz還是60Hz而具有不同的轉(zhuǎn)數(shù)，因此其空氣量和風(fēng)扇噪聲不同。為此，在日本專利第3291856號中，為了保證所需的空氣量，或降低風(fēng)扇噪聲，將電源頻率分離來控制將被施加給冷卻扇的電壓，然而沒有提及改變離心機中冷卻器的驅(qū)動電壓。

發(fā)明內(nèi)容
近年來，已知有一種驅(qū)動系統(tǒng)，其利用變換器電路和/或逆變器電路來驅(qū)動冷卻器。在該系統(tǒng)中，優(yōu)勢在于可以與電源頻率無關(guān)地來驅(qū)動冷卻器，然而，另一方面，劣勢在于驅(qū)動電路變得復(fù)雜、龐大且昂貴。
另一方面，為了將離心機的轉(zhuǎn)動器室內(nèi)的溫度保持在期望溫度，執(zhí)行了使冷卻器間歇工作的打開/關(guān)閉控制。有一種擔(dān)心就是當(dāng)通過打開冷卻器而啟動離心機時，由于在若干周期中有幾十安培的啟動電流流過，因此諸如繼電器的機械接通/斷開操作會損壞觸點，從而會縮短離心機的壽命。鑒于上述問題做出了本發(fā)明，本發(fā)明的一個目的是提供一種離心機，其中省略了當(dāng)?shù)匕惭b工人進行的配線切換工作，并且自動切換驅(qū)動冷卻器的電壓。本發(fā)明的另一個目的是提供一種離心機，其構(gòu)造為利用微計算機來容易地切換向依賴于頻率和電壓的裝置(例如冷卻器等)提供的電壓。

本發(fā)明的再一個目的是提供一種離心機和一種用于對裝置進行驅(qū)動的電力控制設(shè)備，該離心機具有長壽命的冷卻器的驅(qū)動電路，并且即使頻繁對冷卻器進行打開/關(guān)閉控制，該離心機的繼電器觸點也不會熔化。下面是對本發(fā)明申請中公開的本發(fā)明的代表性方面的描述。(I) 一種離心機，包括:轉(zhuǎn)動器，其構(gòu)造為容納樣本；電機，其構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動器；碗狀物，其構(gòu)造為限定容納所述轉(zhuǎn)動器的轉(zhuǎn)動器室；冷卻器，其構(gòu)造為通過冷卻所述碗狀物將所述轉(zhuǎn)動器室的溫度保持為期望的溫度；控制單元，其構(gòu)造為控制所述電機的旋轉(zhuǎn)和所述冷卻器的操作；變壓器，其包括多個次級側(cè)抽頭，并構(gòu)造為將從初級側(cè)輸入的AC電壓變換成多個電壓；電壓切換單元，其構(gòu)造為連接至所述多個次級側(cè)抽頭，選擇所述多個次級側(cè)抽頭中的任意一個，并對所選次級側(cè)抽頭的輸出進行輸出；以及頻率確定單元，其構(gòu)造為確定所述AC電壓的頻率，其中，所述控制單元控制所述電壓切換單元，以選擇所述多個次級側(cè)抽頭中與所述頻率確定單元所確定的頻率相對應(yīng)的一個次級側(cè)抽頭。(2)根據(jù)(I)的離心機，其中所述冷卻器構(gòu)造為能夠根據(jù)多個電源頻率進行工作，并且其工作電壓針對每個電源頻率而不同。(3)根據(jù)(2)的離心機，其中供給所述電機和所述控制單元的所述AC電壓從各次級變壓器抽頭中的任一個抽頭提供，而沒有使用所述電壓切換單元。(4)根據(jù)(I)至(3)中任一項的離心機，其中所述變壓器是降壓變壓器，其在初級繞組和次級繞組上具有多個抽頭。(5)根據(jù)(I)至(4)中任一項的離心機，其中所述頻率確定單元包括:過零檢測單元，其連接至所述變壓器的多個次級側(cè)抽頭中的任意一個抽頭，并構(gòu)造為檢測所述變壓器的輸出電壓穿過OV電位的時刻；以及計算單元，其構(gòu)造為通過測量從所述過零檢測單元輸出的過零信號的間隔來計算所述頻率。(6)根據(jù)(5)的離心機，其中:所述控制單元包括微計算機，該微計算機構(gòu)造為利用計算機程序執(zhí)行各種控制，以及所述計算單元由所述微計算機實現(xiàn)。(7)根據(jù)(I)至(6)中任一項的離心機，其中:所述電壓切換單元通過半導(dǎo)體繼電器連接至所述冷卻器，所述半導(dǎo)體繼電器控制所述冷卻器的電力的接通和斷開，以及所述控制單元控制所述半導(dǎo)體繼電器的開關(guān)狀態(tài)。(8)根據(jù)(7)的離心機，其中所述半導(dǎo)體繼電器是內(nèi)置有所述過零檢測單元的固態(tài)繼電器。(9) 一種用于對裝置進行驅(qū)動的電力控制設(shè)備，包括:變壓器，其包括多個次級側(cè)抽頭，并構(gòu)造為將從初級側(cè)輸入的AC電壓變換成多個電壓；電壓切換單元，其構(gòu)造為連接至所述多個次級側(cè)抽頭，選擇所述多個次級側(cè)抽頭中的任意一個，并將所選次級側(cè)抽頭的輸出向所述裝置進行輸出；以及頻率確定單元，其構(gòu)造為確定所述AC電壓的頻率；以及控制單元，其構(gòu)造為控制所述電壓切換單元，以選擇所述多個次級側(cè)抽頭中與所述頻率確定單元所確定的頻率相對應(yīng)的一個次級側(cè)抽頭。(10)根據(jù)(9)所述的電力控制設(shè)備，其中所述變壓器是降壓變壓器，其在初級繞組和次級繞組上具有多個抽 頭。(11)根據(jù)(9)所述的電力控制設(shè)備，其中所述頻率確定單元包括:過零檢測單元，其連接至所述變壓器的多個次級側(cè)抽頭中的任意一個抽頭，并構(gòu)造為檢測所述變壓器的輸出電壓穿過OV電位的時刻；以及計算單元，其構(gòu)造為通過測量從所述過零檢測單元輸出的過零信號的間隔來計算所述頻率。根據(jù)第一方面，可以提供這樣的一種離心機，在該離心機中省去了當(dāng)?shù)嘏渚€切換工作且自動切換驅(qū)動冷卻器的電壓，由于該離心機構(gòu)造為包括電壓切換單元，該電壓切換單元連接至多個次級側(cè)變壓器抽頭、選擇所述多個次級側(cè)抽頭的輸出中的任意一個輸出、并輸出至所述冷卻器。此外，其控制單元操作所述電壓切換單元來選擇與利用頻率確定單元所確定的電源頻率相對應(yīng)的次級側(cè)抽頭，并向冷卻器提供適當(dāng)?shù)碾妷?。根?jù)第二方面，可以提供能夠根據(jù)電源頻率自動提供適當(dāng)?shù)碾娫措妷?，由于冷卻器構(gòu)造為能夠根據(jù)多個電源頻率進行工作，因此其工作電壓針對每個電源頻率而不同。根據(jù)第三方面，由于提供至電機和控制單元的AC電壓是從任意一個次級變壓器抽頭提供的，而沒有使用電壓切換單元，因此可以穩(wěn)定地操作離心機而不受利用電壓切換單元切換電壓時的臨時中斷的影響。根據(jù)第四方面，由于變壓器是在初級繞組和次級繞組上具有多個抽頭的降壓變壓器，因此可以在使用多種電源電壓和電源頻率的國家采用。根據(jù)第五方面，控制單元能夠?qū)εc電源頻率相對應(yīng)的電源電壓進行適當(dāng)?shù)毓芾?，這是因為電源頻率是通過測量從過零檢測單元輸出的過零信號的間隔計算出的。根據(jù)第六方面，由于控制單元包括微計算機，并且計算單元由該微計算機實現(xiàn)，因此控制單元能夠利用計算機程序執(zhí)行各種控制。
根據(jù)第七方面，可以延長冷卻器的驅(qū)動電路的壽命，由于電壓切換單元通過控制冷卻器的電力的接通和斷開的半導(dǎo)體繼電器連接至冷卻器，因此冷卻器不直接以機械觸點(諸如繼電器)等接通或斷開。根據(jù)第八方面，由于半導(dǎo)體繼電器是內(nèi)置了過零檢測單元的固態(tài)繼電器，因此冷卻器可以在啟動時穩(wěn)定操作并能夠抑制其噪聲等級，并且可以在輸出電壓為OV時切換到輸出電壓的接通狀態(tài)，并且冷卻器的啟動電流穩(wěn)定。將根據(jù)下面的描述和附圖來對本發(fā)明的上述目的、其他目的、和新的方面進行闡明。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的離心機的總體構(gòu)造的概況的截面圖。圖2是示出 根據(jù)本發(fā)明實施例的離心機I的電源電路的框圖。圖3是示出圖2中的電壓切換單元的構(gòu)造的切換電路示圖。圖4是示出圖2中的電壓切換單元的變型例的構(gòu)造的切換電路示圖。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的離心機的電源頻率確定的處理順序的流程圖。
具體實施例方式第一實施例下面將參照附圖來描述本發(fā)明的實施例。此外，在下面的附圖中，相同的部分將以相同參考數(shù)字來表示，并將省略其描述。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的離心機I的總體構(gòu)造的概況的截面圖離心機I在主體中配備有轉(zhuǎn)動器室4，并在轉(zhuǎn)動器室4的下側(cè)包括編碼器11，編碼器11用于檢測作為驅(qū)動源的電機3和電機3的轉(zhuǎn)數(shù)。轉(zhuǎn)動器2可拆卸地安裝在輸出軸(電機軸)13延伸到位于電機3上方的碗狀物5的內(nèi)部的頂端部分。碗狀物5是基本成圓柱形狀的容器，在頂部具有圓形開口部分，并且限定轉(zhuǎn)動器室4。碗狀物5頂部的開口部分構(gòu)造為可被門12打開和關(guān)閉。當(dāng)操作離心機I時，利用未示出的鎖定機構(gòu)將門12鎖住和密封，以不被打開。與冷卻器8管道連接的蒸發(fā)器9纏繞在碗狀物5的外周，并覆蓋有隔熱體10。檢測轉(zhuǎn)動器室4中的溫度或來自轉(zhuǎn)動器2的輻射熱的溫度傳感器14設(shè)置在轉(zhuǎn)動器室4的底部。此處，冷卻器8是將碗狀物5的溫度冷卻至預(yù)定溫度的電氣裝置，并被稱作制冷機或冷凍機。冷卻器8的類型可以是使用制冷劑的類型，其中制冷劑被壓縮同時在封閉管道中循環(huán)，并且還可以使用其他的冷卻器。操作面板7設(shè)置在離心機I上。當(dāng)被設(shè)置為液晶顯示觸摸面板時，操作面板7能夠用作輸入各種信息的操作面板，而不是僅用作顯示信息的面板?？刂蒲b置6設(shè)置在離心機I內(nèi)?？刂蒲b置6由未示出的微計算機、定時器、存儲裝置等構(gòu)成，并執(zhí)行離心機I的整體控制，包括電機3的轉(zhuǎn)動控制、和控制轉(zhuǎn)動器室4中溫度的冷卻器8的操作控制?？刂蒲b置6通過變壓器15的電壓切換控制線31、至冷卻器8的控制信號線32、電機3的轉(zhuǎn)動控制線33、來自編碼器11的輸出信號線34、溫度傳感器14的輸出信號線35、和至操作面板7的輸入輸出線36而電連接至各個單元。接下來，將參照圖2和圖3描述根據(jù)對離心機I的電源頻率的確定來切換冷卻器8的驅(qū)動電壓。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的離心機I的電源電路的框圖。當(dāng)將設(shè)置在離心機I內(nèi)的電源線(未示出)連接至商用電源30的引出端時，商用電源30輸入至變壓器15的初級側(cè)。變壓器15是利用電磁感應(yīng)來變換AC電壓的裝置。例如，變壓器產(chǎn)生根據(jù)輸入側(cè)繞組(初級繞組)的交變電流而變化的磁場，并通過傳播至利用互感耦合的輸出側(cè)繞組(次級繞組)而再次將磁場變換為電流。作為通過互感耦合的磁路，例如，使用了鐵芯，并在次級繞組側(cè)提供了多個抽頭以對應(yīng)于作為不同電壓的次級電壓。此夕卜，在對應(yīng)于作為不同電壓的初級電壓的情況下，優(yōu)選地同樣在初級繞組側(cè)提供多個抽頭。根據(jù)該實施例，例如，在初級繞組側(cè)提供了 0V、200V、208V、220V、230V、和240V這五個抽頭(端子)，但是沒有示出它們，并且根據(jù)商用電源電壓來選擇任意的抽頭(例如，當(dāng)商用電壓是220V時選擇OV和220V的抽頭)。類似地，在次級繞組側(cè)設(shè)置0V、IOOVdP 115V三個抽頭，并且100V和115V的抽頭連接至電壓切換單元21的輸入側(cè)。從變壓器15的不同抽頭輸出的不同電壓線(AC100V或AC115V)連接至電壓切換單元21。電壓切換單元21由微計算機27操作，并選擇和輸出各不同電壓線中的任意一個。根據(jù)該實施例，其構(gòu)造為利用電壓切換單元21僅切換供給依賴于頻率和電壓的電氣裝置(例如，冷卻器8)的電壓，并且電壓線從AC100V的抽頭而不是通過電壓切換單元21連接至另一電氣裝置(例如，既不依賴于頻率也不依賴于電壓的電氣裝置，換言之，由進一步變換的電壓驅(qū)動的電氣裝置)。此外，根據(jù)該實施例，示出了電壓線從AC100V的抽頭連接至另一電氣裝置的示例，然而，其可以從變壓器15的AC100V —側(cè)的抽頭連接，或從另一電壓的抽頭連接。從變壓器15輸出的電壓線(AC100V和0V)連接至產(chǎn)生低電壓(例如，用于微計算機27的AC5V)的AC/DC變換器23、用于確定商用電壓的頻率的過零檢測單元26、和產(chǎn)生用于驅(qū)動電機3的逆變器電路29的AC電壓的AC/DC變換器28。過零檢測單元26在變壓器15的100V的輸出波形穿過OV電位時產(chǎn)生過零信號，并將該信號傳送至微計算機27。微計算機27執(zhí)行稍后描述的電源頻率的確定處理，并利用嵌入的定時器確定電源頻率。該確定為例如區(qū)分出商用電壓的頻率是50Hz還是60Hz。微計算機27根據(jù)所確定的電源頻率信息來控制電壓切換單元21，以將對應(yīng)于`電源頻率的適當(dāng)電壓提供給冷卻器8。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的離心機I的電壓切換單元21的實施例的切換電路的示圖。圖3所示的電壓切換單元21是觸點型繼電器，根據(jù)繼電器的開狀態(tài)或關(guān)狀態(tài)將接觸目的地切換至觸點(a)或觸點(b)。觸點型繼電器很少能承受冷卻器等的大電流，而高容量類型的觸點型繼電器大且昂貴。此外，作為電壓切換單元21的變型示例，可以使用圖4所示的電壓切換單元21a。電壓切換單元21a配備有兩個相對廉價的觸點型繼電器(RYl和RY2)，并通過利用微計算機27接通兩個繼電器RYl和RY2中的任一個來執(zhí)行電壓的切換。當(dāng)兩個繼電器RYl和RY2意外同時接通時，在電壓切換單元21a內(nèi)，會在變壓器15之間發(fā)生短路。為此，設(shè)置了熔斷器(Fl和F2)，其還保護冷卻器8。返回圖2，設(shè)置在電壓切換單元21的輸出側(cè)和冷卻器8之間的半導(dǎo)體繼電器22是切換單元，該切換單元的開狀態(tài)或關(guān)狀態(tài)受微計算機27控制，并且例如，使用了固態(tài)繼電器(SSR)?？梢允褂秒姶爬^電器，然而，由于在使用固態(tài)繼電器(其為使用了半導(dǎo)體的非觸點繼電器)時能夠防止觸點的劣化，從而能夠使繼電器長時間穩(wěn)定工作。固態(tài)繼電器是輸入側(cè)和輸出側(cè)隔離的半導(dǎo)體控制部件，并且可以利用半導(dǎo)體器件使其輸入和輸出的開狀態(tài)或關(guān)狀態(tài)匹配的功能是無觸點的。
此外，由于冷卻器8的啟動電流通常較大，因此在啟動時易產(chǎn)生噪聲。因此，優(yōu)選地是使用內(nèi)置有過零檢測單元的固態(tài)繼電器，其構(gòu)造為從OV電位開始接通，而不使用進行相位控制的固態(tài)繼電器。在內(nèi)置有過零檢測單元的固態(tài)繼電器中，當(dāng)施加在AC電源電壓的峰值附近的輸入電壓時，電流由于過零電路的工作而不立即流向輸出電路。當(dāng)AC電源電壓降低至OV附近時，固態(tài)繼電器的輸出電路的三端雙向可控硅開關(guān)導(dǎo)通，從而電流流向負載。以此方式，在內(nèi)置有過零檢測單元的固態(tài)繼電器中，當(dāng)AC電源電壓為OV時，執(zhí)行切換至輸出電壓的接通狀態(tài)，因此，冷卻器8的啟動電流變得穩(wěn)定，從而可以顯著延長冷卻器8的壽命，并抑制冷卻器在啟動時的噪聲。從變壓器15輸出的電壓線(AC100V和0V)之一被輸入至AC/DC變換器23。AC/DC變換器23從商用AC電源向微處理器27、另一控制裝置6、操作面板7等提供工作電力。此處，AC/DC變換器23連接至電壓切換單元21的前側(cè)(輸入側(cè))，而不是后側(cè)(輸出側(cè))，這是因為當(dāng)電壓切換單元21進行切換時來自電壓切換單元21的輸出電壓瞬間中斷，從而微計算機27的操作會由于該臨時中斷而受到影響。此外，如果在微計算機27中提供了用于補償來自電壓切換單元21的輸出電壓的臨時中斷的備用電源，則AC/DC變換器23可以連接至電壓切換單元21的后側(cè)(輸出側(cè))。從變壓器15輸出的電壓線(100V和0V)還輸入至AC/DC變換器28。AC/DC變換器28根據(jù)商用AC電源產(chǎn)生驅(qū)動電機3的高壓DC電壓，并且連接至逆變器電路29。逆變器電路29是順序向電機3的定子繞組提供驅(qū)動電壓的電路，電機3例如是利用六個半導(dǎo)體開關(guān)器件以星形連接的三相無刷DC電機等。逆變器電路29由微計算機27利用由編碼器11檢測到的轉(zhuǎn)數(shù)信號進行控制。如上所述，微計算機27執(zhí)行電機3的轉(zhuǎn)數(shù)的控制、并利用預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)和預(yù)定時間執(zhí)行轉(zhuǎn)動器2中的樣本的離心分離操作。接下來，將利用圖5的流程圖來描述電源頻率的確定處理的順序。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的離心機I的電源頻率的確定處理的流程圖。當(dāng)離心機I的電源線連接至商用電源的引出端時執(zhí)行圖5所示的順序。當(dāng)所述電源線連接至所述引出端時，商用電源30被提供給變壓器15的初級側(cè)。按照國家和地區(qū)，將要使用的商用電源30中存在各種電壓，如200V、208V、20V、230V、240V等，但是，通過以下方式選擇變壓器的適當(dāng)輸入端子:當(dāng)在工廠中進行組裝時，將商用電源連接至變壓器的適當(dāng)輸入端子；或者通過安裝離心機I的當(dāng)?shù)毓と诉M行選擇。當(dāng)將商用電源30提供給變壓器15的初級側(cè)時，對應(yīng)于預(yù)定匝數(shù)比的輸出電源被輸出至作為變壓器15的次級側(cè)端子的100V或115V的抽頭。從次級側(cè)的100V和OV的抽頭輸出的電壓被輸入至過零檢測單元26，并且過零信號被從過零檢測單元26輸入至微計算機27的外部中斷端子。首先，在連接了電源引出端時(步驟101)，微計算機27從預(yù)定電壓的AC信號被輸入至過零檢測單元26開始等待直到過零信號輸入達10次為止(步驟102)。其原因在于在電力連接之后立即出現(xiàn)的電壓失真消失之前一直等待，以及檢查是否由過零檢測單元26適當(dāng)產(chǎn)生了過零信號。同時，利用過零信號對來自過零檢測單元26的輸出信號(過零信號)和微計算機27的定時器進行同步。過零信號的輸出間隔(中斷間隔)在50Hz時為10ms，在60Hz 時為 8.3ms。此后，測量過零信號被進一步輸入100次的時間(步驟103)。此時，當(dāng)存在其中過零信號的中斷間隔的信號異常短(例如，5ms以內(nèi))的情況時，則確定混有噪聲，從而可以不對具有短間隔的異常信號進行計數(shù)。隨后，根據(jù)100次過零信號的時間計算一個周期的平均時間，并將該平均時間變換為頻率(步驟104)。接下來，確定被變換為頻率的值是否處于50±3Hz之內(nèi)(步驟105)。如果變換后的值處于50±3Hz的范圍內(nèi)，則確定電源頻率為50Hz (步驟106)，并且微計算機27利用由電壓切換單元21設(shè)置的信號來選擇100V的抽頭作為變壓器15的將被輸出至冷卻器8的輸出端(步驟107)。此時，由于變壓器15的接地輸出端(OV)預(yù)先連接至冷卻器8，因此在由電壓切換單元21選擇了 100V的抽頭時形成了其中AC100V被供給冷卻器8的電路。當(dāng)在步驟105中變換成頻率后的值不位于50±3Hz之內(nèi)時，則確定其是否位于60±3Hz之內(nèi)(步驟108)。如果變換后的值位于60±3Hz之內(nèi)，則確定電源頻率為60Hz (步驟109)，微計算機27利用由電壓切換單元21設(shè)置的信號來選擇115V的抽頭作為變壓器15的將被輸出至冷卻器8的輸出端(步驟110)。如果在步驟108中變換成頻率后的值不位于60±3Hz之內(nèi)，則確定為異常電源頻率，并輸出警報(步驟111)，這是因為其既不是50Hz也不是60Hz。輸出警報的方法可以是任何已知的方法，例如，其可以是聲音警報。此外，優(yōu)選地是在操作面板7上同時顯示“電源頻率異?！奔捌淝樾?。此外，在步驟105和108中，檢查期望的頻率是否位于±3Hz的范圍之內(nèi)，然而±3Hz的范圍不限于此，而是可以根據(jù)要使用的冷卻器8和離心機I的規(guī)格而任意設(shè)定。當(dāng)在步驟107或步驟110中設(shè)置了正確的電壓時，離心機I的冷卻器8進入可驅(qū)動狀態(tài)，即，待機狀態(tài)。由于除冷卻器8以外的那些不依賴于電源頻率和電源電壓的裝置預(yù)先連接至變壓器15的輸出抽頭(此處為100V和OV抽頭)，因此不必控制電壓設(shè)置。在此狀態(tài)中，微計算機27等待由用戶(操作者)執(zhí)行的離心分離操作的設(shè)定和啟動(按下啟動按鈕)。用戶(操作者)將樣 本(未示出)設(shè)置在轉(zhuǎn)動器2中，并將轉(zhuǎn)動器2安裝到電機軸13的頂端部分。關(guān)閉門12，從操作面板7輸入諸如轉(zhuǎn)動器2的轉(zhuǎn)數(shù)、離心時間、預(yù)設(shè)溫度等參數(shù)，并啟動離心機的操作?？刂蒲b置6基于輸入的轉(zhuǎn)數(shù)而通過將由編碼器11檢測到的轉(zhuǎn)數(shù)的信號進行反饋來控制電機3的轉(zhuǎn)數(shù)。此時，控制裝置6通過將設(shè)置在容納有轉(zhuǎn)動器2的轉(zhuǎn)動器室4的底部的溫度傳感器14的檢測溫度進行反饋、并通過利用半導(dǎo)體繼電器22來控制冷卻器8的接通或斷開來間歇地操作冷卻器8，以使轉(zhuǎn)動器2的溫度變?yōu)轭A(yù)設(shè)溫度。電壓切換單元21的觸點被微計算機27切換至與電源頻率對應(yīng)的電壓。當(dāng)半導(dǎo)體繼電器22接通時，預(yù)設(shè)的適當(dāng)電壓被供給冷卻器8，從而啟動冷卻器8的操作。以此方式，當(dāng)如圖5的流程圖所示電壓切換單元21連接至電源引出端時執(zhí)行電壓切換單元21的電壓切換操作。利用半導(dǎo)體繼電器22執(zhí)行冷卻器8的接通或斷開控制。因此，由于電壓切換單元21的觸點部分不針對大電流執(zhí)行切換操作，從而減輕了電壓切換單元21的觸點部分的載荷，從而不必擔(dān)心觸點的壽命。如上所述，根據(jù)該實施例，由于確定了電源頻率以將適當(dāng)?shù)碾妷汗┙o冷卻器，因此可以省略相關(guān)技術(shù)中在安裝國或地區(qū)執(zhí)行的對變壓器的次級側(cè)配線進行的切換操作，從而實現(xiàn)了其中自動切換驅(qū)動冷卻器的電壓的離心機。此外，由于假定冷卻器采用半導(dǎo)體繼電器來驅(qū)動，而沒有以諸如繼電器等的機械觸點來接通或斷開冷卻器，因此可以為離心機提供較長壽命。如上所述，基于所述實施例描述了發(fā)明人已提出的發(fā)明，然而，本發(fā)明不限于上述實施例，而在不背離本發(fā)明范圍的條件下可以做出各種改變。例如，在上述實施例中，冷卻器被示例為離心機中依賴于頻率和電壓的裝置，然而，并不僅限于冷卻器。當(dāng)存在依賴于頻率和電壓的另一裝置(例如，AC風(fēng)扇等)時，根據(jù)本發(fā)明的電力控制設(shè)備可以構(gòu)造為通過該電力控制設(shè)備的電壓切換單元21向所述裝置提供電壓。本申請基于并要求于2010年11月26日提交的日本專利申請第2010-264431號的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通 過弓I證方式并入本文。
權(quán)利要求
1.一種離心機，包括: 轉(zhuǎn)動器，其構(gòu)造為容納樣本； 電機，其構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動器； 碗狀物，其構(gòu)造為限定容納所述轉(zhuǎn)動器的轉(zhuǎn)動器室； 冷卻器，其構(gòu)造為通過冷卻所述碗狀物將所述轉(zhuǎn)動器室的溫度保持為期望的溫度； 控制單元，其構(gòu)造為控制所述電機的旋轉(zhuǎn)和所述冷卻器的操作； 變壓器，其包括多個次級側(cè)抽頭，并構(gòu)造為將從初級側(cè)輸入的AC電壓變換成多個電壓； 電壓切換單元，其構(gòu)造為連接至所述多個次級側(cè)抽頭，選擇所述多個次級側(cè)抽頭中的任意一個，并對所選次級側(cè)抽頭的輸出進行輸出；以及頻率確定單元，其構(gòu)造為確定所述AC電壓的頻率， 其中，所述控制單元控制所述電壓切換單元，以選擇所述多個次級側(cè)抽頭中與所述頻率確定單元所確定的頻率相對應(yīng)的一個次級側(cè)抽頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心機，其中所述冷卻器構(gòu)造為能夠根據(jù)多個電源頻率進行操作，并且其工作電壓針對每個電源頻率而不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心機，其中供給所述電機和所述控制單元的所述AC電壓從各次級變壓器抽頭中的任一個抽頭提供，而沒有使用所述電壓切換單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任 一項所述的離心機，其中所述變壓器是降壓變壓器，其在初級繞組和次級繞組上具有多個抽頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的離心機，其中所述頻率確定單元包括: 過零檢測單元，其連接至所述變壓器的多個次級側(cè)抽頭中的任意一個抽頭，并構(gòu)造為檢測所述變壓器的輸出電壓穿過OV電位的時刻；以及 計算單元，其構(gòu)造為通過測量從所述過零檢測單元輸出的過零信號的間隔來計算所述頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離心機，其中: 所述控制單元包括微計算機，該微計算機構(gòu)造為利用計算機程序執(zhí)行各種控制，以及 所述計算單元由所述微計算機實現(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的離心機，其中: 所述電壓切換單元通過半導(dǎo)體繼電器連接至所述冷卻器，所述半導(dǎo)體繼電器控制所述冷卻器的電力的接通和斷開，以及 所述控制單元控制所述半導(dǎo)體繼電器的開關(guān)狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離心機，其中所述半導(dǎo)體繼電器是內(nèi)置有所述過零檢測單元的固態(tài)繼電器。
9.一種用于對裝置進行驅(qū)動的電力控制設(shè)備，包括: 變壓器，其包括多個次級側(cè)抽頭，并構(gòu)造為將從初級側(cè)輸入的AC電壓變換成多個電壓； 電壓切換單元，其構(gòu)造為連接至所述多個次級側(cè)抽頭，選擇所述多個次級側(cè)抽頭中的任意一個，并將所選次級側(cè)抽頭的輸出向所述裝置進行輸出；以及頻率確定單元，其構(gòu)造為確定所述AC電壓的頻率；以及控制單元，其構(gòu)造為控制所述電壓切換單元，以選擇所述多個次級側(cè)抽頭中與所述頻率確定單元所確定的頻率相對應(yīng)的一個次級側(cè)抽頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力控制設(shè)備，其中所述變壓器是降壓變壓器，其在初級繞組和次級繞組上具有多個抽頭。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電力控制設(shè)備，其中所述頻率確定單元包括: 過零檢測單元，其連接至所述變壓器的多個次級側(cè)抽頭中的任意一個抽頭，并構(gòu)造為檢測所述變壓器的輸出電壓穿過OV電位的時刻；以及 計算單元，其構(gòu)造為通過測量從所述過零檢測單元輸出的過零信號的間隔來計算所述頻率。
全文摘要
一種離心機(1)，包括轉(zhuǎn)動器(2)，其構(gòu)造為容納樣本；電機(3)，其構(gòu)造為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動所述轉(zhuǎn)動器；和冷卻器(8)，其冷卻轉(zhuǎn)動器室(4)，并且該離心機配備有變壓器(15)和電壓切換單元，該變壓器具有多個次級側(cè)抽頭、將從初級側(cè)輸入的AC電壓變換成多個電壓并輸出，該電壓切換單元連接至所述變壓器的多個次級側(cè)抽頭、選擇所述多個次級側(cè)抽頭的輸出中的任意一個并輸出至冷卻器。微計算機(6)與使用過零檢測單元的輸出來確定的電源頻率相對應(yīng)地控制所述電壓切換單元，并將期望的驅(qū)動電壓供給所述冷卻器。
文檔編號B04B15/02GK103228365SQ201180056760
公開日2013年7月31日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者大澤秀隆, 前野耕佑, 高橋廣之 申請人:日立工機株式會社