專利名稱：設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制電路技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及有永久磁體的同步電動(dòng)機(jī)，特別是涉及有靜止電樞和旋轉(zhuǎn)磁體的 同步電動(dòng)機(jī)，尤其涉及單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的控制電路。背景技術(shù)：
如所周知，單相交流同步或異步電動(dòng)機(jī)因?yàn)橹挥幸幌嚯娫?，產(chǎn)生的是脈動(dòng)磁場，該 脈動(dòng)磁場可以被分解為大小相等、方向相反的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場分量，因而不具有起動(dòng)力矩。對 于小型或微型的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，實(shí)際上只要是定子勵(lì)磁繞組上電瞬間轉(zhuǎn)子抖動(dòng)， 就可以讓它沿著某一方向一直轉(zhuǎn)下去，因?yàn)檗D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場削弱、直至抵消定子 磁場的反方向分量，從而令轉(zhuǎn)子一直往前轉(zhuǎn)動(dòng)，最后被牽入同步。顯然，這種任其自然的起 動(dòng)方式，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向是不確定的，這在許多應(yīng)用場合是不容許的。現(xiàn)有技術(shù)單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制方法包括1、采用機(jī)械的方法，通過增加擋片使單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)單向轉(zhuǎn)動(dòng)。但是 該機(jī)械辦法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且不太可靠；2、通過軟件檢測控制的方法，控制單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的單向轉(zhuǎn)動(dòng)。然而該方 法抗干擾性及可靠性不高，關(guān)鍵元器件的性能要求高，相對來說實(shí)現(xiàn)的成本也比較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種設(shè) 置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制電路，該轉(zhuǎn)向控制電路巧妙地借 助各硬件模塊解決了所述同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向不確定的問題，能可靠地保證所述同步電動(dòng)機(jī)按 已設(shè)定的方向運(yùn)行，具有控制電路也簡單、成本低廉、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)和能有效降低 晶閘管開關(guān)噪聲等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是提供一種設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，包括一對磁極的永磁體 轉(zhuǎn)子和纏繞有勵(lì)磁繞組的定子；所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)還包括可靠地保證所述單相永 磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向控制電路，所述轉(zhuǎn)向控制電路包括直流穩(wěn)壓電 源模塊、移相電流檢測模塊、永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊、邏輯電路處理模塊和定子勵(lì)磁 繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊，以及輸入給所述直流穩(wěn)壓電源模塊、移相電流檢測模 塊和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊的交流電源；所述直流穩(wěn)壓電源模塊將輸入的所述交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓V⑵并輸出 到所述各模塊用作控制電源；通過所述移相電流檢測模塊獲取移相后電流實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)；通過所 述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子在指定位置實(shí)時(shí)磁場極性是N還是S 的邏輯信號(hào)；借助所述移相電流檢測模塊和永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊提供的所述各邏輯 信號(hào)，經(jīng)所述邏輯電路處理模塊進(jìn)行邏輯處理后，輸出控制信號(hào)到所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊，由所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊來控制所述 單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定的方向運(yùn)行。所述移相電流檢測模塊包括電阻R2、二極管D3、三極管Q2、電容C4和電阻R4 ；所 述交流電源經(jīng)所述直流穩(wěn)壓電源模塊之電容Cl移相后，再經(jīng)串聯(lián)電阻R2和二極管D3連接 至所述三極管Q2的基極，其中二極管D3的陰極連接所述三極管Q2的基極，三極管Q2的集 電極通過電阻R4連接至所述直流穩(wěn)壓電源模塊的輸出電壓Vrc，所述三極管Q2的集電極還 與所述邏輯電路處理模塊電連接，所述三極管Q2的發(fā)射極連接至電路的等電位點(diǎn)；電容C4 并聯(lián)在三極管Q2的基極和電路的等電位點(diǎn)之間。所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊借助設(shè)置在所述定子兩極靴之間并挨近永磁 體轉(zhuǎn)子的霍爾元件進(jìn)行檢測，包括電阻R5和霍爾元件TO ；所述霍爾元件TO的第一個(gè)腳連 接到所述穩(wěn)定的直流電壓Vrc，所述霍爾元件U6的第二個(gè)腳與所述邏輯電路處理模塊電連 接，所述霍爾元件U6的第三個(gè)腳連接至所述電路的等電位點(diǎn)；所述電阻R5并聯(lián)在所述霍爾 元件U6的第一個(gè)腳和第二個(gè)腳之間。所述邏輯電路處理模塊采用集成六非門和集成雙D觸發(fā)器邏輯電路，包括使用的 三個(gè)非門TOB U3D、兩個(gè)D觸發(fā)器U2A和U2B、電阻R6、電容C5，以及二極管或門D4、D5 ； 所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子在指定位置實(shí)時(shí)磁場極性的邏輯 信號(hào)后輸出到所述非門U;3B的輸入腳和D觸發(fā)器U2A的D輸入端，該非門TOB的輸出腳同 所述D觸發(fā)器U2B的D輸入端連接；所述移相電流檢測模塊獲取移相后超前電流的實(shí)時(shí) 正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)，再輸出到所述非門U3C的輸入腳和D觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘信號(hào)輸入端 CLK,該非門U3C的輸出腳同所述D觸發(fā)器U2B的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK連接；所述兩D觸發(fā) 器U2A和U2B的Q輸出腳分別與所述兩二極管D4及D5的陽極連接，該兩二極管D4及D5 的陰極均同所述非門U3D的輸入腳連接，該非門U3D的輸入腳還經(jīng)并聯(lián)的電阻R6和電容C5 后連接至所述電路的等電位點(diǎn)，該非門U3D的輸出腳輸出到所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān) 及其驅(qū)動(dòng)電路模塊；所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的各復(fù)位輸入端RST和置位輸入端SET均 連接至所述電路的等電位點(diǎn)，所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的互輸出腳懸空。所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊包括雙向晶閘管Ql、光耦合器 U5、電容C6和三個(gè)電阻R8、R10、R12 ；所述邏輯電路處理模塊輸出信號(hào)連接至所述光耦合器 U5之發(fā)光二極管的陰極，所述穩(wěn)定的直流電壓Ncc經(jīng)電阻R8連接所述光耦合器U5之發(fā)光 二極管的陽極，所述光耦合器U5的一輸出端電連接所述雙向晶閘管Ql的門電極G，所述光 耦合器U5的另一輸出端通過串聯(lián)的兩電阻RlO及R12后電連接到所述雙向晶閘管Ql的一 主電極T2，該主電極T2并與所述定子勵(lì)磁繞組一端連接，所述雙向晶閘管Ql的另一主電極 T1與所述交流電源的輸出端AC2電連接，該輸出端AC2同時(shí)經(jīng)所述電容C6后電連接至所述 兩電阻RlO及R12的串聯(lián)連接點(diǎn)；所述勵(lì)磁繞組的另一端電連接所述交流電源的另一輸出 端 AC1。所述轉(zhuǎn)向控制電路還包括電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向選擇模塊，它是雙刀雙擲開關(guān)SW1，分 別與所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊和邏輯電路處理模塊電連接；借助該雙刀雙擲開關(guān) SWl可以選擇所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按順時(shí)針或逆時(shí)針之任一方向運(yùn)轉(zhuǎn)。還提供一種用于單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制電路，能可靠地保證所述單相 永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，包括直流穩(wěn)壓電源模塊、移相電流檢測模塊、永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊、邏輯電路處理模塊和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模 塊，以及輸入給所述直流穩(wěn)壓電源模塊、移相電流檢測模塊和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及 其驅(qū)動(dòng)電路模塊的交流電源；所述直流穩(wěn)壓電源模塊將輸入的所述交流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓V⑵并輸出 到所述各模塊用作控制電源；通過所述移相電流檢測模塊獲取移相后電流實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)；通過所 述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子在指定位置實(shí)時(shí)磁場極性是N還是 S的邏輯信號(hào)；借助所述移相電流檢測模塊和永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊提供的所述各邏輯 信號(hào)，經(jīng)所述邏輯電路處理模塊進(jìn)行邏輯處理后，輸出控制信號(hào)到所述定子勵(lì)磁繞組的電 源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊，由所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊來控制所述 單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定的方向運(yùn)行。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)及 其轉(zhuǎn)向控制電路之有益效果在于1、利用單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的同步工作原理，采用成熟的邏輯電路，利用移相 后的超前電流信號(hào)做為時(shí)鐘脈沖信號(hào)，以及利用霍爾元件實(shí)時(shí)地檢測單相永磁體同步電動(dòng) 機(jī)之永磁體轉(zhuǎn)子的磁場極性的方向，通過觸發(fā)器來判斷單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向 是否與設(shè)定的方向一致，如果一致則開啟控制開關(guān)；如果連續(xù)幾個(gè)周期不一致，則關(guān)閉控制 開關(guān)，再重新啟動(dòng)并檢測；直至單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向與已設(shè)定方向一致為止； 以此保證單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向按已設(shè)定的方向運(yùn)行；2、使用硬件電路實(shí)現(xiàn)控制，具有電路簡單、成本低廉、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)和能 有效降低晶閘管開關(guān)噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本實(shí)用新型設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例一 的電原理邏輯框圖；圖2是所述優(yōu)選實(shí)施例一的原理電路圖，圖中已畫出該轉(zhuǎn)向控制電路所控制的單 相永磁體同步電動(dòng)機(jī)M ；圖3是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子在一瞬間的磁極幾何位置 示意圖；圖4是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子在一瞬間的磁極幾何位置 示意圖；圖5是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)之轉(zhuǎn)向控制電路的同步電動(dòng)機(jī)永磁轉(zhuǎn)子磁場 極性檢測模塊400的霍爾元件檢測永磁轉(zhuǎn)子位置的邏輯真值表；圖6是所述轉(zhuǎn)向控制電路的邏輯電路處理模塊600的觸發(fā)器U2A和U2B相應(yīng)輸入 輸出腳位的邏輯真值表；圖7是電源電壓Unrt、定子勵(lì)磁繞組電流‘和移相后電流i。之用作時(shí)鐘脈沖信號(hào) 的移相電流U各旋轉(zhuǎn)矢量之間關(guān)系的極座標(biāo)圖；圖8是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按設(shè)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)電源電壓Unrt、定子勵(lì)磁繞 組電流、用作時(shí)鐘脈沖信號(hào)的移相電流U、轉(zhuǎn)子磁場極性的邏輯信號(hào)及觸發(fā)器U2A和U2B相關(guān)輸入輸出腳的時(shí)序關(guān)系圖；圖9是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)與設(shè)定方向反向旋轉(zhuǎn)時(shí)電源電壓Unrt、定子勵(lì) 磁繞組電流、用作時(shí)鐘脈沖信號(hào)的移相電流U、轉(zhuǎn)子磁場極性的邏輯信號(hào)及觸發(fā)器U2A 和U2B相關(guān)輸入輸出腳的時(shí)序關(guān)系圖；圖10是所述設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例二的電原 理邏輯框圖；圖11是所述優(yōu)選實(shí)施例二的原理電路圖，圖中已畫出該轉(zhuǎn)向控制電路所控制的 單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)M ；圖12是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，霍爾元件輸出信號(hào)1 時(shí)，觸發(fā)器U2A和U2B相關(guān)輸入輸出腳的時(shí)序關(guān)系圖；圖13是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，霍爾元件輸出信號(hào)0 時(shí)，觸發(fā)器U2A和U2B相關(guān)輸入輸出腳的時(shí)序關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合各附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參見圖1、圖2、圖10和圖11，一種設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)， 包括有一對磁極的永磁體轉(zhuǎn)子800和纏繞有勵(lì)磁繞組的定子900 ；所述單相永磁體同步電 動(dòng)機(jī)還包括可靠地保證所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向控制電路，所 述轉(zhuǎn)向控制電路包括直流穩(wěn)壓電源模塊200、移相電流檢測模塊300、永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性 檢測模塊400、邏輯電路處理模塊600和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊700， 以及輸入給所述直流穩(wěn)壓電源模塊200、移相電流檢測模塊300和定子勵(lì)磁繞組的電源開 關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊700的交流電源100 ；所述直流穩(wěn)壓電源模塊200將輸入的所述交流電源100轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓 Vrc，并輸出到所述各模塊300、400、600、700用作控制電源；通過所述移相電流檢測模塊300獲取移相后電流實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)；通 過所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子800在指定位置實(shí)時(shí)磁場極 性是N還是S的邏輯信號(hào)；借助所述移相電流檢測模塊300和永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400提供的所 述各邏輯信號(hào)，經(jīng)所述邏輯電路處理模塊600進(jìn)行邏輯處理后，輸出控制信號(hào)到所述定子 勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊700，由所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電 路模塊700來控制所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定的方向運(yùn)行。優(yōu)選實(shí)施例一參見圖1和圖2，一種設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，系通過上述 控制單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的便捷方法而制作的，包括有一對磁極的永磁體轉(zhuǎn)子 800和纏繞有勵(lì)磁繞組的定子900 ；所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)還包括可靠地保證所述單 相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向控制電路，所述轉(zhuǎn)向控制電路包括直流穩(wěn)壓 電源模塊200、移相電流檢測模塊300、永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400、邏輯電路處理模 塊600和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊700，以及輸入給所述直流穩(wěn)壓電源 模塊200、移相電流檢測模塊300和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊700的交流電源100。參見圖1和圖2，所述直流穩(wěn)壓電源模塊200包括電阻Rl、三個(gè)電容Cl C3、四個(gè) 二極管Dll D14、電阻R3和穩(wěn)壓二極管D2 ；所述交流電源100經(jīng)并聯(lián)的所述電阻Rl和電 容Cl降壓移相后，再經(jīng)所述二極管Dll D14組成的橋式電路整流，通過所述電阻R3降壓 后在所述穩(wěn)壓二極管D2上產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電壓VCC，并輸出到所述移相電流檢測模塊300、 永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400、邏輯電路處理模塊600和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及 其驅(qū)動(dòng)電路模塊700用作控制電源。電容Cl主要起移相和降壓的作用，電容C2和C3主要 起濾波的作用，其中電容C2為電解電容。參見圖1和圖2，所述移相電流檢測模塊300包括電阻R2、二極管D3、三極管Q2和 電阻R4 ；所述交流電源100經(jīng)所述直流穩(wěn)壓電源模塊200之電容Cl移相后，再經(jīng)串聯(lián)電阻 R2和二極管D3連接至所述三極管Q2的基極，其中二極管D3的陰極連接所述三極管Q2的 基極，三極管Q2的集電極通過電阻R4連接至所述直流穩(wěn)壓電源模塊200的輸出電壓V⑵ 所述三極管Q2的集電極還與所述邏輯電路處理模塊600電連接，如所述三極管Q2的集電 極還與所述邏輯電路處理模塊600之非門U3C的輸入腳5和D觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘信號(hào)輸入 端CLK即另一輸入腳3電連接，所述三極管Q2的發(fā)射極連接至電路的等電位點(diǎn)。所述移相電流檢測模塊300還包括并聯(lián)在三極管Q2基極電路的電容C4。參見圖1至圖4，所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400借助設(shè)置在所述定子900 兩極靴之間并挨近永磁體轉(zhuǎn)子800的霍爾元件進(jìn)行檢測，包括電阻R5和霍爾元件TO ；所述 霍爾元件TO的第一個(gè)腳1連接到所述穩(wěn)定的直流電壓V。。，所述霍爾元件TO的第二個(gè)腳2 與所述邏輯電路處理模塊600電連接，如所述霍爾元件U6的第二個(gè)腳2與所述邏輯電路處 理模塊600之非門TOB的輸入腳3和D觸發(fā)器U2A的D輸入端即輸入腳5電連接，所述霍 爾元件U6的第三個(gè)腳3連接至所述電路的等電位點(diǎn)；所述電阻R5并聯(lián)在所述霍爾元件U6 的第一個(gè)腳1和第一個(gè)腳2之間；所述霍爾元件U6型號(hào)為US^Sl或US1881。所述霍爾元 件U6各腳位對應(yīng)所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)之永磁體轉(zhuǎn)子800的在指定位置實(shí)時(shí)磁場極 性N、S極位置的邏輯信號(hào)的關(guān)系如圖5所示。參見圖3和圖4，標(biāo)號(hào)910為所述定子900極靴尖端或根部設(shè)有的磁隙缺口。參見圖1和圖2，所述邏輯電路處理模塊600采用集成六非門和集成雙D觸發(fā)器邏 輯電路，包括使用的三個(gè)非門U;3B U3D、兩個(gè)D觸發(fā)器U2A和U2B、電阻R6、電容C5，以及 二極管或門D4、D5 ；所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子800在指 定位置實(shí)時(shí)磁場極性的邏輯信號(hào)后輸出到所述非門U;3B的輸入腳3和D觸發(fā)器U2A的D輸 入端即輸入腳5，如所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400之霍爾元件U6的第二個(gè)腳2與 所述邏輯電路處理模塊600之非門TOB的輸入腳3和D觸發(fā)器U2A的D輸入端即輸入腳5 電連接，該非門U;3B的輸出腳4同所述D觸發(fā)器U2B的D輸入端即輸入腳9連接；所述移相 電流檢測模塊300獲取移相后超前電流的實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)，再輸出到所述非門 U3C的輸入腳5和D觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK即另一輸入腳3，如所述移相電流檢 測模塊300之三極管Q2的集電極與所述邏輯電路處理模塊600之非門U3C的輸入腳5和D 觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK即另一輸入腳3電連接，該非門U3C的輸出腳6同所述 D觸發(fā)器U2B的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK即另一輸入腳11連接；所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的 Q輸出腳1、13分別與所述兩二極管D4及D5的陽極連接，該兩二極管D4及D5的陰極均同所述非門U3D的輸入腳9連接，該非門U3D的輸入腳9還經(jīng)并聯(lián)的電阻R6和電容C5后連 接至所述電路的等電位點(diǎn)，該非門U3D的輸出腳8輸出到所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及 其驅(qū)動(dòng)電路模塊700，如非門U3D的輸出腳8與所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電 路模塊700之光耦合器U5的發(fā)光二極管的陰極電連接；所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的各復(fù) 位輸入端RST和置位輸入端SET，即所述D觸發(fā)器U2A的另兩個(gè)輸入腳4、6和D觸發(fā)器U2B 的另兩個(gè)輸入腳10、8均連接至所述電路的等電位點(diǎn)，所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的^輸出 腳2、12懸空。所述觸發(fā)器U2A和U2B相應(yīng)輸入輸出腳位的邏輯真值表信號(hào)的關(guān)系如圖6 所示。參見圖1和圖2，所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊700包括雙向晶 閘管Q1、光耦合器U5、電容C6和三個(gè)電阻R8、R10、R12 ；所述邏輯電路處理模塊600輸出信 號(hào)連接至所述光耦合器U5之發(fā)光二極管的陰極，如邏輯電路處理模塊600之非門U3D的輸 出腳8與所述光耦合器U5之發(fā)光二極管的陰極電連接，所述穩(wěn)定的直流電壓Ncc經(jīng)電阻R8 連接所述光耦合器U5之發(fā)光二極管的陽極，所述光耦合器TO的一輸出端電連接所述雙向 晶閘管Ql的門電極G，所述光耦合器TO的另一輸出端通過串聯(lián)的兩電阻RlO及R12后電連 接到所述雙向晶閘管Ql的一主電極T2,該主電極T2并與所述定子900勵(lì)磁繞組一端連接， 所述雙向晶閘管Ql的另一主電極T1與所述交流電源100的輸出端AC2電連接，該輸出端 AC2同時(shí)經(jīng)所述電容C6后電連接至所述兩電阻RlO及R12的串聯(lián)連接點(diǎn)；所述勵(lì)磁繞組的 另一端電連接所述交流電源100的另一輸出端AC1。優(yōu)選實(shí)施例二 參見圖10和圖11，與優(yōu)選實(shí)施例一基本相同，不同之處在于增加了電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向選擇模塊500，它是雙刀雙擲開關(guān)SW1，分別與所述永磁體 轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊400和邏輯電路處理模塊600電連接。參見圖11，雙刀雙擲開關(guān)SWl的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)1與所述邏輯電路處理模塊600之D 觸發(fā)器U2A的D輸入端即輸入腳5電連接，其另一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)2與所述邏輯電路處理模塊600 之D觸發(fā)器U2B的D輸入端即輸入腳9電連接；與動(dòng)觸點(diǎn)1相對應(yīng)的是兩個(gè)靜觸點(diǎn)3和4， 而與動(dòng)觸點(diǎn)2相對應(yīng)的是兩個(gè)靜觸點(diǎn)5和6，其中靜觸點(diǎn)3和6相連接后與所述永磁體轉(zhuǎn)子 磁場極性檢測模塊400之霍爾元件U6的第二個(gè)腳2電連接，靜觸點(diǎn)4和5相連接后與所述 邏輯電路處理模塊600之非門TOB的輸出腳4電連接。借助該雙刀雙擲開關(guān)SWl可以互換所述兩D觸發(fā)器U2A與U2B的D輸入端的信號(hào)， 以選擇所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按順時(shí)針或逆時(shí)針之任一方向運(yùn)轉(zhuǎn)。單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)之永磁體轉(zhuǎn)子800的旋轉(zhuǎn)速度與其定子900勵(lì)磁繞組的電 源頻率60Hz或50Hz相適應(yīng)，在本實(shí)用新型各實(shí)施例中是3600或3000rpm。參見圖7至圖9，unrt是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的電源電壓波形圖Jca是經(jīng)所 述電容Cl移相后用作時(shí)鐘脈沖信號(hào)的移相電流波形圖，該移相后用作時(shí)鐘脈沖信號(hào)的移 相電流i。相對于所述電源電壓Unrt要超前α角度；是所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)之定 子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流波形圖，該勵(lì)磁電流iex相對于所述電源電壓Unet要落后β角度，此 β角度會(huì)因所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)實(shí)際工作時(shí)的狀況不同而有所變化。參見圖2和圖 11，經(jīng)所述電容Cl移相后的電流i。包括用作時(shí)鐘脈沖信號(hào)的移相電流U和流入橋式整流 電路Dll D14的移相電流i。2該用作時(shí)鐘脈沖信號(hào)的移相電流U與電源移相后的電流i?；就健⒁妶D2、圖8和圖9，移相電流。從t0到tl時(shí)刻后，經(jīng)所述電阻R2降壓，二極 管D3由導(dǎo)通變?yōu)榻刂梗鋈龢O管Q2也由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，在tl時(shí)刻在三極管Q2的集電極 產(chǎn)生一個(gè)由低電平“0”到高電平“1”的上升沿階躍，此即圖8和圖9上的D觸發(fā)器之時(shí)鐘 信號(hào)輸入端U2A-CLK ；當(dāng)移相電流iel從t2到t3期間，經(jīng)所述電阻R2降壓，二極管D3由截 止變?yōu)閷?dǎo)通，所述三極管Q2也由截止變?yōu)閷?dǎo)通，在t2時(shí)刻在三極管Q2的集電極產(chǎn)生一個(gè) 由高電平“1”到低電平“0”的一個(gè)下降沿階躍；圖2上三極管Q2的基極電容C4起濾波作 用。單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，并不一定能在一個(gè)電源電壓周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步運(yùn) 轉(zhuǎn)，可能需要多個(gè)電源電壓周期的來回?cái)[動(dòng)才能達(dá)到同步運(yùn)轉(zhuǎn)。參見圖3和圖4，所述單相 永磁體同步電動(dòng)機(jī)在定子、定子的方向、定子線圈和轉(zhuǎn)子都完全相同的情況下，如不通過電 路控制，該電動(dòng)機(jī)在達(dá)到同步運(yùn)轉(zhuǎn)后相反的兩種運(yùn)轉(zhuǎn)方向都有可能。下面以圖3順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)方向CW為設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，并以圖2優(yōu)選實(shí)施例一的原理 電路圖為例，結(jié)合其它各附圖對本實(shí)用新型的控制過程作進(jìn)一步詳細(xì)說明。假設(shè)所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)上電時(shí)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，且為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；參見圖 3和圖8，該電動(dòng)機(jī)之定子900勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁場極性與永磁體轉(zhuǎn)子800磁場的極性一 致，在兩個(gè)磁場相互排斥作用下若推動(dòng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)該永磁體轉(zhuǎn)子800的磁場極 性與該定子900勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流方向變化會(huì)不斷接近同步，在tl與t 2時(shí)刻霍爾元件 U6檢測到的該永磁體轉(zhuǎn)子800的磁場極性與該定子900勵(lì)磁繞組在定子900左側(cè)極靴產(chǎn)生 的磁場極性相同，同時(shí)D觸發(fā)器U2A與U2B均輸出高電平“1”的信號(hào)，保持該定子900勵(lì)磁 繞組的電源開關(guān)雙向晶閘管Ql —直處于開啟狀態(tài)，繼續(xù)維持順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)上電時(shí)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，但為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，不符合 使用者設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)方向；參見圖4和圖9，該電動(dòng)機(jī)之定子900勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁場極性與 所述永磁體轉(zhuǎn)子800的磁場極性相反；這種情況，如在永磁體轉(zhuǎn)子800靜止或者永磁體轉(zhuǎn)子 800的初速度很小的狀態(tài)下，在兩個(gè)磁場相互吸引力的作用下，永磁體轉(zhuǎn)子800會(huì)被吸住不 能轉(zhuǎn)動(dòng)；但如果該永磁體轉(zhuǎn)子800本來就具有一定的初速度、且該永磁體轉(zhuǎn)子800的最大 磁場與所述定子900勵(lì)磁繞組的最大磁場不在同一軸線，存在一定的夾角，電動(dòng)機(jī)可以在 兩個(gè)磁場相互吸引力的作用下，牽入同步運(yùn)轉(zhuǎn)；但因?yàn)槭窃谀鏁r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，永磁體轉(zhuǎn)子800的 N極到了霍爾元件U6處，在tl與t2時(shí)刻霍爾元件U6檢測到的永磁體轉(zhuǎn)子800的磁場極性 就與定子900勵(lì)磁繞組在定子900左側(cè)極靴產(chǎn)生的磁場極性相反；這樣，參照圖2和圖9，D 觸發(fā)器U2A與U2B均輸出低電平“0”的信號(hào)，因?yàn)閮蓚€(gè)D觸發(fā)器U2A與U2B在各自時(shí)鐘信 號(hào)輸入端CLK上升沿時(shí)，其各自的數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端D均置“0”，所以它們的Q輸出端都輸出 低電平“0”的信號(hào)，在經(jīng)電阻R6和電容C5延時(shí)放電完畢后，就關(guān)斷定子勵(lì)磁繞組的電源開 關(guān)雙向晶閘管Ql ；俟?jié)M足D觸發(fā)器U2A或U2B輸出為高電平“ 1 ”信號(hào)的條件，再重新觸發(fā)雙 向晶間管Q1，使所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)重新開始啟動(dòng)，如此反復(fù)，所述永磁體轉(zhuǎn)子800 來回?cái)[動(dòng)，直至該電動(dòng)機(jī)之定子900勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁場極性與永磁體轉(zhuǎn)子800的磁場極 性一致，使兩個(gè)D觸發(fā)器U2A與U2B輸出均為高電平“ 1”的信號(hào)，持續(xù)維持該電動(dòng)機(jī)之永磁 體轉(zhuǎn)子800實(shí)現(xiàn)順時(shí)針方向同步運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)上電后，參見圖2，其轉(zhuǎn)向控制電路就有了控制電源，因而兩個(gè)D觸發(fā)器U2A與U2B也有了時(shí)鐘信號(hào)CLK。這時(shí)如果該電動(dòng)機(jī)之永磁體轉(zhuǎn)子 800處于靜止?fàn)顟B(tài)，則無論霍爾元件U6偵測到該永磁體轉(zhuǎn)子800磁極是S極還是N極，亦即 其輸出邏輯真值是“1”還是“0”，所述兩D觸發(fā)器U2A與U2B都至少有一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端 D是高電平“1”的信號(hào)，該信號(hào)“1”此刻是固定的，因?yàn)樗鲇来朋w轉(zhuǎn)子800靜止，而所述兩 D觸發(fā)器U2A與U2B的時(shí)鐘信號(hào)CLK相位互相相反，于是在時(shí)鐘信號(hào)CLK的作用下，就至少 有一個(gè)Q輸出端是高電平“1”的信號(hào)，經(jīng)二極管或門D4和D5后，又經(jīng)非門U3D輸出低電平 “0”信號(hào)，終于使光耦合器U5驅(qū)動(dòng)雙向晶閘管Ql導(dǎo)通，該電動(dòng)機(jī)定子900勵(lì)磁繞組流過勵(lì) 磁電流，其永磁體轉(zhuǎn)子800遂脫離靜止?fàn)顟B(tài)。所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，霍爾元件輸出信號(hào)1時(shí)，觸發(fā) 器U2A和U2B相關(guān)輸入輸出腳的時(shí)序關(guān)系見圖12 ；所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，霍爾元件輸出信號(hào)0時(shí)，觸發(fā) 器U2A和U2B相關(guān)輸入輸出腳的時(shí)序關(guān)系見圖13。圖11優(yōu)選實(shí)施例二，只是通過一個(gè)雙刀雙擲開關(guān)SWl，切換兩個(gè)D觸發(fā)器U2A與 U2B在t l、t2時(shí)刻永磁體轉(zhuǎn)子800的檢測信號(hào)，以改變定子900勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的磁場極性 與永磁體轉(zhuǎn)子800的磁場極性的匹配關(guān)系，從而達(dá)到控制永磁體轉(zhuǎn)子800不同轉(zhuǎn)動(dòng)方向的 目的，工作原理與上述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的控制過程相同。另外，實(shí)現(xiàn)永磁體轉(zhuǎn)子800 轉(zhuǎn)動(dòng)方向的切換，還可以通過切換兩個(gè)D觸發(fā)器U2A和U2B的時(shí)鐘信號(hào)輸入腳CLK的信號(hào) 來實(shí)現(xiàn)，也可以通過切換定子900勵(lì)磁繞組之勵(lì)磁電流的方向來實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)優(yōu)選實(shí)施例所用電子 元件一覽表元器件名稱編號(hào)型號(hào)霍爾元件U6US2881雙D觸發(fā)器U2CD4013光耦合器U5U5M0C3021三極管Q29014雙向晶閘管QlBT136經(jīng)無數(shù)次試驗(yàn)證明，本實(shí)用新型的兩優(yōu)選實(shí)施例之單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)都能按 已設(shè)定的方向運(yùn)行。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制；應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬 于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍；因此，凡跟本實(shí)用新型權(quán)利要求范圍所做的等同變換與修飾，均 應(yīng)屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的涵蓋范圍。
權(quán)利要求1.一種設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，包括有一對磁極的永磁體轉(zhuǎn)子 (800)和纏繞有勵(lì)磁繞組的定子(900)；其特征在于還包括可靠地保證所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)向控制電路，所 述轉(zhuǎn)向控制電路包括直流穩(wěn)壓電源模塊000)、移相電流檢測模塊(300)、永磁體轉(zhuǎn)子磁場 極性檢測模塊G00)、邏輯電路處理模塊(600)和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路 模塊(700)，以及輸入給所述直流穩(wěn)壓電源模塊000)、移相電流檢測模塊(300)和定子勵(lì) 磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)的交流電源(100)；所述直流穩(wěn)壓電源模塊(200)將輸入的所述交流電源(100)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓 VCC，并輸出到所述各模塊(300、400、600、700)用作控制電源；通過所述移相電流檢測模塊(300)獲取移相后電流實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)；通過 所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子(800)在指定位置實(shí)時(shí)磁場 極性是N還是S的邏輯信號(hào)；借助所述移相電流檢測模塊(300)和永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)提供的所述 各邏輯信號(hào)，經(jīng)所述邏輯電路處理模塊(600)進(jìn)行邏輯處理后，輸出控制信號(hào)到所述定子 勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)，由所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng) 電路模塊(700)來控制所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定的方向運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述移相電流檢測模塊(300)包括電阻R2、二極管D3、三極管Q2、電容C4和電阻R4; 所述交流電源(100)經(jīng)所述直流穩(wěn)壓電源模塊(200)之電容Cl移相后，再經(jīng)串聯(lián)電阻R2和 二極管D3連接至所述三極管Q2的基極，其中二極管D3的陰極連接所述三極管Q2的基極， 三極管Q2的集電極通過電阻R4連接至所述直流穩(wěn)壓電源模塊O00)的輸出電壓V⑵所述 三極管Q2的集電極還與所述邏輯電路處理模塊(600)電連接，所述三極管Q2的發(fā)射極連 接至電路的等電位點(diǎn)；電容C4并聯(lián)在三極管Q2的基極和電路的等電位點(diǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)借助設(shè)置在所述定子(900)兩極靴之間并挨 近永磁體轉(zhuǎn)子(800)的霍爾元件進(jìn)行檢測，包括電阻R5和霍爾元件TO ；所述霍爾元件TO的 第一個(gè)腳(1)連接到所述穩(wěn)定的直流電壓V。。，所述霍爾元件TO的第二個(gè)腳( 與所述邏 輯電路處理模塊(600)電連接，所述霍爾元件TO的第三個(gè)腳C3)連接至所述電路的等電位 點(diǎn)；所述電阻R5并聯(lián)在所述霍爾元件U6的第一個(gè)腳⑴和第二個(gè)腳(2)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述邏輯電路處理模塊(600)采用集成六非門和集成雙D觸發(fā)器邏輯電路，包括使用 的三個(gè)非門U;3B U3D、兩個(gè)D觸發(fā)器U2A和U2B、電阻R6、電容C5，以及二極管或門D4、D5 ； 所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子(800)在指定位置實(shí)時(shí)磁場 極性的邏輯信號(hào)后輸出到所述非門U;3B的輸入腳(3)和D觸發(fā)器U2A的D輸入端即輸入腳 (5)，該非門TOB的輸出腳⑷同所述D觸發(fā)器U2B的D輸入端即輸入腳(9)連接；所述移 相電流檢測模塊(300)獲取移相后超前電流的實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)，再輸出到所述非門U3C的輸入腳(5)和D觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK即另一輸入腳(3)，該非門 U3C的輸出腳(6)同所述D觸發(fā)器U2B的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK即另一輸入腳(11)連接；所 述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的Q輸出腳(1、1；3)分別與所述兩二極管D4及D5的陽極連接，該 兩二極管D4及D5的陰極均同所述非門U3D的輸入腳(9)連接，該非門U3D的輸入腳(9) 還經(jīng)并聯(lián)的電阻R6和電容C5后連接至所述電路的等電位點(diǎn)，該非門U3D的輸出腳(8)輸 出到所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)；所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的 各復(fù)位輸入端RST和置位輸入端SET，即所述D觸發(fā)器U2A的另兩個(gè)輸入腳(4、6)和D觸發(fā) 器U2B的另兩個(gè)輸入腳(10、8)均連接至所述電路的等電位點(diǎn)，所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B 的巧輸出腳O、12)懸空。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)包括雙向晶間管Q1、光耦合器 U5、電容C6和三個(gè)電阻R8、R10、R12 ；所述邏輯電路處理模塊(600)輸出信號(hào)連接至所述光 耦合器U5之發(fā)光二極管的陰極，所述穩(wěn)定的直流電壓經(jīng)電阻R8連接所述光耦合器U5 之發(fā)光二極管的陽極，所述光耦合器U5的一輸出端電連接所述雙向晶閘管Ql的門電極G， 所述光耦合器U5的另一輸出端通過串聯(lián)的兩電阻RlO及R12后電連接到所述雙向晶閘管 Ql的一主電極T2，該主電極T2并與所述定子(900)勵(lì)磁繞組一端連接，所述雙向晶閘管Ql 的另一主電極T1與所述交流電源(100)的輸出端AC2電連接，該輸出端AC2同時(shí)經(jīng)所述電 容C6后電連接至所述兩電阻RlO及R12的串聯(lián)連接點(diǎn)；所述勵(lì)磁繞組的另一端電連接所述 交流電源(100)的另一輸出端AC1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)， 其特征在于所述轉(zhuǎn)向控制電路還包括電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向選擇模塊(500)，它是雙刀雙擲開關(guān)SWl，分 別與所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)和邏輯電路處理模塊(600)電連接；借助該 雙刀雙擲開關(guān)SWl可以選擇所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按順時(shí)針或逆時(shí)針之任一方向運(yùn)轉(zhuǎn)。
7.一種用于單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制電路，能可靠地保證所述單相永磁體同 步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于包括直流穩(wěn)壓電源模塊000)、移相電流檢測模塊(300)、永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模 塊G00)、邏輯電路處理模塊(600)和定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)， 以及輸入給所述直流穩(wěn)壓電源模塊000)、移相電流檢測模塊(300)和定子勵(lì)磁繞組的電 源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)的交流電源(100)；所述直流穩(wěn)壓電源模塊(200)將輸入的所述交流電源(100)轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電壓 Vrc，并輸出到所述各模塊(300、400、600、700)用作控制電源；通過所述移相電流檢測模塊(300)獲取移相后電流實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)；通過 所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)獲取永磁體轉(zhuǎn)子(800)在指定位置實(shí)時(shí)磁場極性 是N還是S的邏輯信號(hào)；借助所述移相電流檢測模塊(300)和永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)提供的所述 各邏輯信號(hào)，經(jīng)所述邏輯電路處理模塊(600)進(jìn)行邏輯處理后，輸出控制信號(hào)到所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)，由所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng) 電路模塊(700)來控制所述單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定的方向運(yùn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制電路，其特征在于 所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)借助設(shè)置在所述定子(900)兩極靴之間并挨近永磁體轉(zhuǎn)子(800)的霍爾元件進(jìn)行檢測，包括電阻R5和霍爾元件TO ；所述霍爾元件TO的 第一個(gè)腳(1)連接到所述穩(wěn)定的直流電壓V。。，所述霍爾元件TO的第二個(gè)腳( 與所述邏 輯電路處理模塊(600)電連接，所述霍爾元件TO的第三個(gè)腳C3)連接至所述電路的等電位 點(diǎn)；所述電阻R5并聯(lián)在所述霍爾元件U6的腳第一個(gè)腳(1)和第二個(gè)腳(2)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制電路，其特征在于 所述邏輯電路處理模塊(600)采用集成六非門和集成雙D觸發(fā)器邏輯電路，包括使用的三個(gè)非門U;3B U3D、兩個(gè)D觸發(fā)器U2A和U2B、電阻R6、電容C5，以及二極管或門D4、D5 ； 所述永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊(400)獲取所述永磁體轉(zhuǎn)子(800)在指定位置實(shí)時(shí)磁場 極性的邏輯信號(hào)后輸出到所述非門U;3B的輸入腳(3)和D觸發(fā)器U2A的D輸入端即輸入腳 (5)，該非門TOB的輸出腳(4)同所述D觸發(fā)器U2B的D輸入端即輸入腳(9)連接；所述移 相電流檢測模塊(300)獲取移相后超前電流的實(shí)時(shí)正、負(fù)半周的邏輯信號(hào)，再輸出到所述 非門U3C的輸入腳(5)和D觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK即另一輸入腳(3)，該非門 U3C的輸出腳(6)同所述D觸發(fā)器U2B的時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK即另一輸入腳(11)連接；所 述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的Q輸出腳(1、1；3)分別與所述兩二極管D4及D5的陽極連接，該 兩二極管D4及D5的陰極均同所述非門U3D的輸入腳(9)連接，該非門U3D的輸入腳(9) 還經(jīng)并聯(lián)的電阻R6和電容C5后連接至所述電路的等電位點(diǎn)，該非門U3D的輸出腳(8)輸 出到所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)；所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B的 各復(fù)位輸入端RST和置位輸入端SET，即所述D觸發(fā)器U2A的另兩個(gè)輸入腳(4、6)和D觸發(fā) 器U2B的另兩個(gè)輸入腳(10、8)均連接至所述電路的等電位點(diǎn)，所述兩D觸發(fā)器U2A和U2B 的巧輸出腳O、12)懸空。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向控制電路，其特征在于 所述定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊(700)包括雙向晶間管Q1、光耦合器U5、電容C6和三個(gè)電阻R8、R10、R12 ；所述邏輯電路處理模塊(600)輸出信號(hào)連接至所述光 耦合器U5之發(fā)光二極管的陰極，所述穩(wěn)定的直流電壓經(jīng)電阻R8連接所述光耦合器U5 之發(fā)光二極管的陽極，所述光耦合器U5的一輸出端電連接所述雙向晶閘管Ql的門電極G， 所述光耦合器U5的另一輸出端通過串聯(lián)的兩電阻RlO及R12后電連接到所述雙向晶閘管 Ql的一主電極T2，該主電極T2并與所述定子(900)勵(lì)磁繞組一端連接，所述雙向晶閘管Ql 的另一主電極T1與所述交流電源(100)的輸出端AC2電連接，該輸出端AC2同時(shí)經(jīng)所述電 容C6后電連接至所述兩電阻RlO及R12的串聯(lián)連接點(diǎn)；所述勵(lì)磁繞組的另一端電連接所述 交流電源(100)的另一輸出端AC1。
專利摘要設(shè)置有轉(zhuǎn)向控制電路的單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)，包括直流穩(wěn)壓電源模塊、移相電流檢測模塊、永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊、邏輯電路處理模塊、定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊和交流電源的轉(zhuǎn)向控制電路；借助移相電流檢測模塊和永磁體轉(zhuǎn)子磁場極性檢測模塊提供的各邏輯信號(hào)，經(jīng)邏輯電路處理模塊進(jìn)行邏輯處理后，輸出控制信號(hào)到定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊，由定子勵(lì)磁繞組的電源開關(guān)及其驅(qū)動(dòng)電路模塊來控制單相永磁體同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定的方向運(yùn)行。本實(shí)用新型借助轉(zhuǎn)向控制電路保證同步電動(dòng)機(jī)按已設(shè)定的方向運(yùn)行，具有控制電路也簡單、成本低廉、可靠性高、抗干擾性強(qiáng)和能有效降低晶閘管開關(guān)噪聲等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02P6/22GK201839250SQ20102054349
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
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