專利名稱：單相交流電機(jī)及其調(diào)速控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其是涉及一種單相交流電機(jī)以及這種電機(jī)的調(diào)速控制電路。
背景技術(shù)：
常用的電機(jī)包括直流電機(jī)以及交流電機(jī)，直流電機(jī)控制簡單，且啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行效率較低。交流電機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡單、制造方便且運(yùn)行可靠，還具有可以高速運(yùn)行、可在惡劣環(huán)境下運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。但是，交流電機(jī)運(yùn)行時(shí)將形成一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)耦合、時(shí)變的多變量系統(tǒng)，其可控性較差，要實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制比較困難。因此，長期以來，在交流電機(jī)調(diào)速控制領(lǐng)域大多采用直流電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，因其調(diào)速性能和轉(zhuǎn)矩控制特性比較理想，可以獲得良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。然而直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在機(jī)械換向器和電刷，使其具有一些難以克服的固有缺點(diǎn)，如造價(jià)偏高、維護(hù)困難、壽命短、單機(jī)容量和裝機(jī)容量受到一定的限制等等。隨著交直交變頻器技術(shù)的不斷進(jìn)步，交流調(diào)速技術(shù)也取得了長足的進(jìn)步，其性能不斷提高，較好的克服了直流傳動(dòng)的缺點(diǎn)，因此其應(yīng)用已逐步取代了傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)系統(tǒng)?，F(xiàn)有的交流電機(jī)調(diào)速電路大致有以下幾種:帶檔位的串聯(lián)電感調(diào)速電路、串聯(lián)電容調(diào)速電路、串聯(lián)電阻調(diào)速電路、電機(jī)抽頭調(diào)速電路以及可控硅調(diào)速電流。交流電機(jī)的串聯(lián)電感調(diào)速電路的缺點(diǎn)是需要體積較大電感，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的功率因素的降低，并且不易實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。串聯(lián)電容調(diào)速電路的問題在于需要使用多個(gè)耐高壓的大容量無極性電容，體積較大，成本高且無法實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。串聯(lián)電阻調(diào)速電路的使用會(huì)導(dǎo)致電機(jī)高溫發(fā)熱，功率損失大。電機(jī)抽頭調(diào)速電路需在電機(jī)內(nèi)部固定好線圈扎數(shù)，通過繼電器吸合來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，該電路的生產(chǎn)成本較高，且調(diào)速不連續(xù)?？煽毓枵{(diào)速電路應(yīng)用可控硅，即晶閘管控制向定子加載的電流時(shí)間，也就控制電機(jī)的運(yùn)行，雖然應(yīng)用可控硅調(diào)速電路能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，但因可控硅開關(guān)特性，其直接對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行斬波處理，導(dǎo)致輸入電機(jī)定子的電流波形發(fā)生畸形，交流電機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)，噪音大，而且容易對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生干擾。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供一種有利于電機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行的單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小且對(duì)電網(wǎng)不會(huì)造成干擾的單相交流電機(jī)。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的主要目的，本實(shí)用新型提供的單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路具有脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路，其輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以及續(xù)流脈沖信號(hào)，并設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括第一驅(qū)動(dòng)電路及第二驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)本體串聯(lián)在第一驅(qū)動(dòng)電路與第二驅(qū)動(dòng)電路之間，第一驅(qū)動(dòng)電路具有接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第一功率器件，第二驅(qū)動(dòng)電路具有接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第二功率器件，控制電路還設(shè)有電機(jī)續(xù)流電路，與電機(jī)本體并聯(lián)連接，電機(jī)續(xù)流電路具有接收續(xù)流脈沖信號(hào)的第三功率器件，并設(shè)有與第三功率器件電連接的橋式電路，橋式電路具有橋式連接的四個(gè)二極管。由上述方案可見，由于電機(jī)的調(diào)速控制電路使用驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路工作，并由此向電機(jī)的定子輸出電流信號(hào)，同時(shí)設(shè)置電機(jī)續(xù)流電路實(shí)現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)電路停止工作時(shí)的續(xù)流工作，從而避免使用晶閘管對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行斬波處理，避免輸入到定子的電流信號(hào)發(fā)生畸變，從而確保電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)，也減小電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪音。一個(gè)優(yōu)選的方案是，電機(jī)調(diào)速控制電路還設(shè)有第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路、第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路及第三功率驅(qū)動(dòng)電路，第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與第一功率器件之間，第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第一三極管，第一三極管接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)并向第一功率器件輸出信號(hào)，第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與第二功率器件之間，第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第二三極管，第二三極管接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)并向第二功率器件輸出信號(hào)，第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與第三功率器件之間，第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第三三極管，第三三極管接收續(xù)流脈沖信號(hào)并向第三功率器件輸出信號(hào)。由此可見，通過設(shè)置三個(gè)功率器件驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)三個(gè)功率器件的工作，增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以及續(xù)流脈沖信號(hào)對(duì)第一功率器件、第二功率器件及第三功率器件的驅(qū)動(dòng)能力，確保三個(gè)功率器件的穩(wěn)定工作。進(jìn)一步的方案是，脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與第一三極管之間連接有第一隔離電路，第一隔離電路包括第一光電耦合器，脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與第二三極管之間連接有第二隔離電路，第二隔離電路包括第二光電耦合器，脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與第三三極管之間連接有第三隔離電路，第三隔離電路包括第三光電耦合器。可見，在脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路的輸出端分別設(shè)置三個(gè)隔離電路，有利于實(shí)現(xiàn)脈沖電路與后級(jí)電路的隔離，避免后級(jí)電路對(duì)脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路造成影響。更進(jìn)一步的方案是，第一驅(qū)動(dòng)電路具有與第一功率器件并聯(lián)連接的第一濾波電路，第一濾波電路具有串聯(lián)連接的第一電容及第一二極管，第二驅(qū)動(dòng)電路具有與第二功率器件并聯(lián)連接的第二濾波電路，第二濾波電路具有串聯(lián)連接的第二電容及第二二極管。由此可見，通過第一濾波電路及第二濾波電路分別在第一功率器件及第二功率器件關(guān)斷后對(duì)流經(jīng)其電流進(jìn)行濾波，避免第一功率器件及第二功率器件上的電流信號(hào)發(fā)生越變，從而實(shí)現(xiàn)消除高次諧波的目的，電機(jī)的運(yùn)行更為平穩(wěn)。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的另一目的，本實(shí)用新型提供的電機(jī)包括電機(jī)本體，電機(jī)本體包括定子及轉(zhuǎn)子，電機(jī)還包括向定子輸出電流的調(diào)速控制電路，其具有脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路，其輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以及續(xù)流脈沖信號(hào)，并設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括第一驅(qū)動(dòng)電路及第二驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)本體串聯(lián)在第一驅(qū)動(dòng)電路與第二驅(qū)動(dòng)電路之間，第一驅(qū)動(dòng)電路具有接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第一功率器件，第二驅(qū)動(dòng)電路具有接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第二功率器件，控制電路還設(shè)有電機(jī)續(xù)流電路，與電機(jī)本體并聯(lián)連接，電機(jī)續(xù)流電路具有接收續(xù)流脈沖信號(hào)的第三功率器件，并設(shè)有與第三功率器件電連接的橋式電路，橋式電路具有橋式連接的四個(gè)二極管。由上述方案可見，電機(jī)的調(diào)速控制電路設(shè)置脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)及續(xù)流脈沖信號(hào)，分別輸出至電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及電機(jī)續(xù)流電路，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及電機(jī)續(xù)流電路向定子輸出電流，且電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路及電機(jī)續(xù)流電路分別設(shè)置功率器件用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)轉(zhuǎn)換，避免設(shè)置晶閘管對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行斬波處理，避免輸出至定子的電流信號(hào)發(fā)生畸變，電機(jī)的運(yùn)行更為平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)造成的干擾更少。

圖1是本實(shí)用新型單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路實(shí)施例的電原理框圖。圖2是本實(shí)用新型單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路實(shí)施例中電源電路的電原理圖。圖3是本實(shí)用新型單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路實(shí)施例中脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、第一及第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的電原理圖。圖4是本實(shí)用新型單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路實(shí)施例中電機(jī)續(xù)流電路與第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路的電原理圖。圖5是本實(shí)用新型電機(jī)調(diào)速控制電路實(shí)施例中脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)波形圖。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例的電機(jī)為單相交流電機(jī)，其具有一個(gè)殼體，在殼體內(nèi)安裝有定子以及轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子可相對(duì)定子旋轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)子的中部安裝有轉(zhuǎn)子軸，轉(zhuǎn)子軸在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)下旋轉(zhuǎn)，并向外輸出動(dòng)力。定子與轉(zhuǎn)子構(gòu)成電機(jī)本體，且電機(jī)還設(shè)有調(diào)速控制電路，用于向定子的線圈輸出電流，從而控制電機(jī)的工作。參見圖1，本實(shí)施例的調(diào)速控制電路具有脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10、第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11、第一驅(qū)動(dòng)電路12、第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路13、第二驅(qū)動(dòng)電路14、電源電路15、第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路16以及電機(jī)續(xù)流電路17，其中脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)VP、UP以及續(xù)流脈沖信號(hào)UN，分別通過第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11、第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路13及第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路16輸出至第一驅(qū)動(dòng)電路12、第二驅(qū)動(dòng)電路14以及電機(jī)續(xù)流電路17，電源電路15向第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11及第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路13供電。并且，第一驅(qū)動(dòng)電路12與第二驅(qū)動(dòng)電路14構(gòu)成了本實(shí)施例的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。參見圖2，電源電路15接收電網(wǎng)的電流信號(hào)，電網(wǎng)的電流從L端口流進(jìn)或者從N端口流進(jìn)。在電網(wǎng)的電壓信號(hào)為正半周時(shí)，電流從L端口流進(jìn)，經(jīng)過保險(xiǎn)絲FU后，流經(jīng)作為整流器件的二極管Dl以及線圈繞組電阻R2、電容C7，然后再流經(jīng)二極管D4、穩(wěn)壓二極管ZD2，電信號(hào)經(jīng)過二極管D3進(jìn)行半波整流，同時(shí)由電解電容C4進(jìn)行濾波，形成相對(duì)于N端口的直流電壓Vl并供第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路13使用。此時(shí)，穩(wěn)壓二極管ZDl不工作，電解電容Cl釋放能量向第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11供電。電網(wǎng)的電壓信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，電流從N端口流進(jìn)，并經(jīng)過二極管D3后，流經(jīng)電容C7、線圈繞組電阻R2、二極管D2、穩(wěn)壓二極管ZD1，并由電容Cl進(jìn)行濾波，形成相對(duì)于L端口的直流電壓V2供第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11使用。此時(shí)，穩(wěn)壓二極管ZD2不工作，電解電容C4釋放能量向第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路13供電。由于電阻R3與電容C7并聯(lián)連接，因此在電網(wǎng)停止供電時(shí)，電容C7所儲(chǔ)存的電能可通過電阻R3釋放。參見圖3，脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10由單片機(jī)及其附屬電路構(gòu)成，或者為由555集成電路為核心的電路，也可以由專用集成電路構(gòu)成，或者由其它脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路構(gòu)成。脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10產(chǎn)生脈沖信號(hào)，包括驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP以及續(xù)流脈沖信號(hào)UN，且輸出的脈沖信號(hào)的占空比可根據(jù)需要調(diào)整，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP及續(xù)流脈沖信號(hào)UN的波形如圖5所示，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP與VP的波形完全相同，且周期相同、頻率一致，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP與續(xù)流脈沖信號(hào)UN大致互補(bǔ)，即驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP為高電平時(shí)續(xù)流脈沖信號(hào)UN為低電平，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP為低電平時(shí)續(xù)流脈沖信號(hào)UN為高電平。但是，為了避免第一驅(qū)動(dòng)電路12、第二驅(qū)動(dòng)電路14的功率器件與電機(jī)續(xù)流電路17的功率器件同時(shí)導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP與續(xù)流脈沖信號(hào)UN將存在同時(shí)為低電平的時(shí)間，即驅(qū)動(dòng)脈沖和信號(hào)UP、VP變?yōu)榈碗娖胶?，續(xù)流脈沖信號(hào)UN不會(huì)馬上變?yōu)楦唠娖剑堑却?微秒后才變?yōu)楦唠娖?，如圖5所示的tl時(shí)間。同理，當(dāng)續(xù)流脈沖信號(hào)UN從高電平變?yōu)榈碗娖胶螅?jīng)過2微秒后，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP才變?yōu)楦唠娖?，即圖5所示的t2時(shí)間。驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)VP經(jīng)過電阻R9輸出至第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11，第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11具有隔離電路，并設(shè)有三個(gè)三極管Q4、Q5、Q10。隔離電路包括光電耦合器OPl，光電耦合器OPl的輸入端接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)VP，輸出端連接至三極管Q5的基極。三極管Q5的基極通過電阻R8連接至直流電源V2，集電極向三極管Q4及QlO輸出信號(hào)，三極管Q4集電極通過電阻R6連接至直流電源V2，三極管Q4的發(fā)射極通過電阻R5輸出信號(hào)，其基極還通過電阻R7連接至直流電源V2。三極管QlO的發(fā)射極連接至電阻R5，集電極接地。并且，第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路11還包括濾波電容C2，連接在直流電源V2與地之間。第一驅(qū)動(dòng)電路12包括功率器件Q1，功率器件Ql為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor),即一種全控型開關(guān)器件。并且,功率器件Ql的柵極gl連接至電阻R5。第一驅(qū)動(dòng)電路12還設(shè)有與功率器件Ql并聯(lián)連接的濾波電路，濾波電路由電容C6、電阻Rl及二極管D5、D6組成，二極管D6并聯(lián)在功率器件Ql的兩端，二極管D6的陽極連接至功率器件Ql的漏極dl，二極管D6的陰極連接至功率器件Ql的源極Si。電容C6與二極管D5串聯(lián)連接，且電容C6與二極管D5的串聯(lián)支路并聯(lián)在功率器件Ql的兩端。電阻Rl與二極管D5并聯(lián)連接，因此電容C6與電阻Rl也是串聯(lián)連接，電容C6與電阻Rl的串聯(lián)支路與功率器件Ql并聯(lián)。驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP經(jīng)過電阻R22輸出至第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路13，第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路13具有隔離電路，并設(shè)有三個(gè)三極管Q8、Q9、Q12。隔離電路包括光電耦合器0P2，光電耦合器0P2的輸入端接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP，輸出端連接至三極管Q9的基極。三極管Q9的基極通過電阻R20連接至直流電源VI，集電極向三極管Q8及Q12輸出信號(hào)，三極管Q8集電極通過電阻R18連接至直流電源VI，三極管Q8的發(fā)射極通過電阻R21輸出信號(hào)，其基極還通過電阻R19連接至直流電源VI。三極管Q12的發(fā)射極連接至電阻21，集電極接地。并且，第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路12還包括濾波電容C5，連接在直流電源Vl與地之間。第二驅(qū)動(dòng)電路14包括功率器件Q2，功率器件Q2也為絕緣柵雙極型晶體管，其的柵極g2連接至電阻R21。第二驅(qū)動(dòng)電路14還設(shè)有與功率器件Q2并聯(lián)連接的濾波電路，濾波電路由電容CS、電阻R4及二極管D7、D8組成，二極管D8并聯(lián)在功率器件Q2的兩端，二極管D6的陽極連接至功率器件Q2的漏極d2，二極管D8的陰極連接至功率器件Q2的源極
s20電容C8與二極管D7串聯(lián)連接，且電容C8與二極管D7的串聯(lián)支路并聯(lián)在功率器件Q2的兩端。電阻R4與二極管D7并聯(lián)連接，因此電容C8與電阻R4也是串聯(lián)連接，電容C8與電阻R4的串聯(lián)支路與功率器件Q2并聯(lián)。從圖3可見，電機(jī)本體M串聯(lián)在第一驅(qū)動(dòng)電路12與第二驅(qū)動(dòng)電路14之間。參見圖4，脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路10輸出的續(xù)流脈沖信號(hào)UN經(jīng)過電阻R17流進(jìn)第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路16，第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路16包括隔離電路以及三個(gè)三極管Q6、Q7、Q11，隔離電路為光電I禹合器0P3,光電f禹合器0P3的輸入端接收續(xù)流脈沖信號(hào)UN,輸出端向三極管Q7的基極輸出信號(hào)。三極管Q7的基極通過電阻R16連接至直流電源V3，三極管Q7的集電極連接至三極管Q6及Qll的基極，三極管Q6的基極通過電阻R15連接至直流電源V3，且三極管Q6的集電極通過電阻R14連接至直流電源V3，發(fā)射極連接至電阻R13的第一端，電阻R13的第一端還連接至三極管QlI的發(fā)射極，電阻R13的第二端連接至功率器件Q3，三極管Q7的集電極接地。直流電源V3與地之間還連接有濾波電容C21。第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路16的工作電壓V3直接從電機(jī)本體M兩端交流電取樣獲得，如圖4所示，電機(jī)續(xù)流電路17包括四個(gè)橋式連接的二極管D9、DIO、Dll、D12，四個(gè)二極管D9、D10、D11、D12構(gòu)成全波整流的橋式電路，對(duì)電機(jī)本體M的電流信號(hào)進(jìn)行全波整流，整流后的信號(hào)經(jīng)過電阻R10、R11、R12限流、二極管D13單向?qū)ㄒ约胺€(wěn)壓二極管ZD3穩(wěn)壓、電解電容C21濾波后，形成直流電壓V3。電機(jī)續(xù)流電路17與電機(jī)本體M并聯(lián)連接，其包括功率器件Q3，功率器件Q3也是絕緣柵雙極型晶體管，其柵極g3連接至電阻R13的第二端，漏極d3及源極s3分別連接至橋式電路的兩端。在交流信號(hào)的負(fù)半周，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP為高電平時(shí)，光電耦合器OPl的發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管輸出低電平信號(hào)，三極管Q5、QlO截止,三極管Q4導(dǎo)通,直流電源V2的電流經(jīng)過電阻R6、三極管Q4、電阻R5輸出至功率器件Ql的柵極gl，功率器件Ql導(dǎo)通。電流從N端口流經(jīng)，并經(jīng)過二極管D8后經(jīng)過電機(jī)本體M的線圈繞組，然后流經(jīng)功率器件Ql、保險(xiǎn)絲FU后流向L端口。這樣，電機(jī)本體M有電流流經(jīng)，電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。與此同時(shí),續(xù)流脈沖信號(hào)UN為低電平,光電稱合器0P3的發(fā)光二極管不發(fā)光,光電三極管輸出高電平信號(hào)，三極管Q6截止，功率器件Q3關(guān)斷，即電機(jī)續(xù)流電路不工作。此時(shí)，功率器件Q3關(guān)斷，其柵極g3通過電阻R13、三極管Qll放電。在交流信號(hào)的正半周，驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP為高電平時(shí)，光電耦合器0P2的發(fā)光二極管發(fā)光，光電三極管輸出低電平信號(hào)，三極管Q8導(dǎo)通,而三極管Q9、Ql 2截止,直流電源VI經(jīng)過電阻R16、三極管Q8、電阻R21向功率器件Q2供電，功率器件Q2導(dǎo)通。電流經(jīng)過L端口后，流經(jīng)二極管D6、電機(jī)本體M、功率器件Q2流向N端口。在驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP為低電平且續(xù)流脈沖信號(hào)UN為高電平時(shí)，三極管Q6導(dǎo)通，三極管Q7、Q11截止，直流電源V3經(jīng)過電阻R14、三極管Q6、電阻R13向功率器件Q3的柵極g3輸出信號(hào)，因此功率器件Q3導(dǎo)通。此時(shí)電機(jī)本體M的電流可以經(jīng)過二極管D11、功率器件Q3、二極管DlO流動(dòng)，或者經(jīng)過二極管D12、功率器件Q3以及二極管D9流動(dòng)，從而提供電流的續(xù)流回路，避免在功率器件Ql、Q2關(guān)斷后電流無法導(dǎo)走而影響電機(jī)本體M的工作。并且，在驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP為低電平時(shí)，功率器件Q2關(guān)斷，其柵極g2通過電阻R21、三極管Q12放電，且功率器件Ql也關(guān)斷，其柵極gl通過電阻R5、三極管QlO迅速放電。在驅(qū)動(dòng)脈沖芯片UP與續(xù)流脈沖信號(hào)UN同時(shí)為電平的時(shí)間內(nèi)，電流流經(jīng)二極管D2后，可流經(jīng)電容C6、二極管D5以及電容C8、二極管D7，從而對(duì)電容C6、C8充電，這樣交流電網(wǎng)的電流不會(huì)立即減小截止。當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)UP、VP變?yōu)楦唠娖胶?，電容C6通過功率器件Q1、電阻Rl放電，電容C8通過功率器件Q2、電阻R4放電，流經(jīng)功率器件Q1、Q2的電流不會(huì)馬上到達(dá)最大值，從而消除高次諧波。由上述方案可見，交流電機(jī)的調(diào)速電路無需設(shè)置晶閘管對(duì)電壓進(jìn)行斬波處理，僅使用三個(gè)功率器件控制電流的流動(dòng)，且流經(jīng)電機(jī)本體M的電流波形平穩(wěn)，這樣電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、噪音小，且對(duì)電網(wǎng)的干擾也小。最后需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施方式，如使用其他全控型開關(guān)器件替代絕緣柵雙極型晶體管作為功率器件、使用其他耦合器件替代光電耦合器構(gòu)成隔離電路等變化也應(yīng)該包括在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路，其特征在于:包括 脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路，輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以及續(xù)流脈沖信號(hào)； 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括第一驅(qū)動(dòng)電路及第二驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)本體串聯(lián)在所述第一驅(qū)動(dòng)電路與所述第二驅(qū)動(dòng)電路之間，所述第一驅(qū)動(dòng)電路具有接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第一功率器件，所述第二驅(qū)動(dòng)電路具有接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第二功率器件； 電機(jī)續(xù)流電路，與所述電機(jī)本體并聯(lián)連接，所述電機(jī)續(xù)流電路具有接收所述續(xù)流脈沖信號(hào)的第三功率器件，并設(shè)有與所述第三功率器件電連接的橋式電路，所述橋式電路具有橋式連接的四個(gè)二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路，其特征在于: 所述第一功率器件、所述第二功率器件及所述第三功率器件均為絕緣柵雙極型晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1 或2所述的單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路，其特征在于: 所述單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路還設(shè)有第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路、第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路及第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路； 所述第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第一功率器件之間，所述第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第一三極管，所述第一三極管接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)并向所述第一功率器件輸出信號(hào)； 所述第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第二功率器件之間，所述第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第二三極管，所述第二三極管接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)并向所述第二功率器件輸出信號(hào)； 所述第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第三功率器件之間，所述第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第三三極管，所述第三三極管接收所述續(xù)流脈沖信號(hào)并向所述第三功率器件輸出信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路，其特征在于: 所述電機(jī)調(diào)速控制電路還設(shè)有向所述第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路及所述第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路供電的電源電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路，其特征在于: 所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第一三極管之間連接有第一隔離電路，所述第一隔離電路包括第一光電稱合器； 所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第二三極管之間連接有第二隔離電路，所述第二隔離電路包括第二光電稱合器； 所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第三三極管之間連接有第三隔離電路，所述第三隔離電路包括第三光電耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路，其特征在于: 所述第一驅(qū)動(dòng)電路具有與所述第一功率器件并聯(lián)連接的第一濾波電路，所述第一濾波電路具有串聯(lián)連接的第一電容及第一二極管； 所述第二驅(qū)動(dòng)電路具有與所述第二功率器件并聯(lián)連接的第二濾波電路，所述第二濾波電路具有串聯(lián)連接的第二電容及第二二極管。
7.單相交流電機(jī)，包括電機(jī)本體，其具有定子以及轉(zhuǎn)子； 其特征在于: 所述電機(jī)還設(shè)有向所述定子輸出電流的調(diào)速控制電路，所述調(diào)速控制電路具有 脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路，輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以及續(xù)流脈沖信號(hào)； 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括第一驅(qū)動(dòng)電路及第二驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)本體串聯(lián)在所述第一驅(qū)動(dòng)電路與所述第二驅(qū)動(dòng)電路之間，所述第一驅(qū)動(dòng)電路具有接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第一功率器件，所述第二驅(qū)動(dòng)電路具有接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第二功率器件； 電機(jī)續(xù)流電路，與所述電機(jī)本體并聯(lián)連接，所述電機(jī)續(xù)流電路具有接收所述續(xù)流脈沖信號(hào)的第三功率器件，并設(shè)有與所述第三功率器件電連接的橋式電路，所述橋式電路具有橋式連接的四個(gè)二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單相交流電機(jī)，其特征在于: 所述單相交流電機(jī)調(diào)速控制電路還設(shè)有第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路、第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路及第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路； 所述第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第一功率器件之間，所述第一功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第一三極管，所述第一三極管接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)并向所述第一功率器件輸出信號(hào)； 所述第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第二功率器件之間，所述第二功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè)有第二三極管，所述第二三極管接收所述驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)并向所述第二功率器件輸出信號(hào)； 所述第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路連接在所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第三功率器件之間，所述第三功率器件驅(qū)動(dòng)電路設(shè) 有第三三極管，所述第三三極管接收所述續(xù)流脈沖信號(hào)并向所述第三功率器件輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單相交流電機(jī)，其特征在于: 所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第一三極管之間連接有第一隔離電路，所述第一隔離電路包括第一光電稱合器； 所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第二三極管之間連接有第二隔離電路，所述第二隔離電路包括第二光電稱合器； 所述脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路與所述第三三極管之間連接有第三隔離電路，所述第三隔離電路包括第三光電耦合器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9任一項(xiàng)所述的單相交流電機(jī)，其特征在于: 所述第一驅(qū)動(dòng)電路具有與所述第一功率器件并聯(lián)連接的第一濾波電路，所述第一濾波電路具有串聯(lián)連接的第一電容及第一二極管； 所述第二驅(qū)動(dòng)電路具有與所述第二功率器件并聯(lián)連接的第二濾波電路，所述第二濾波電路具有串聯(lián)連接的第二電容及第二二極管。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種單相交流電機(jī)及其調(diào)速控制電路，該調(diào)速控制電路具有脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路，其輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)以及續(xù)流脈沖信號(hào)，并設(shè)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括第一驅(qū)動(dòng)電路及第二驅(qū)動(dòng)電路，第一驅(qū)動(dòng)電路具有接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第一功率器件，第二驅(qū)動(dòng)電路具有接收驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的第二功率器件，控制電路還設(shè)有電機(jī)續(xù)流電路，與電機(jī)本體并聯(lián)連接，電機(jī)續(xù)流電路具有接收續(xù)流脈沖信號(hào)的第三功率器件，并設(shè)有與第三功率器件電連接的橋式電路，橋式電路具有橋式連接的四個(gè)二極管。該電機(jī)具有電機(jī)本體及向電機(jī)本體的定子輸出電流的上述調(diào)速控制電路。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)交流電機(jī)的調(diào)速控制，且確保電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲較小，并避免對(duì)電網(wǎng)造成干擾。
文檔編號(hào)H02P27/04GK203071864SQ20132003213
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者龐少蓮, 吳文賢, 王周葉 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司, 珠海凱邦電機(jī)制造有限公司, 合肥凱邦電機(jī)有限公司, 重慶凱邦電機(jī)有限公司, 河南凱邦電機(jī)有限公司