本實用新型屬于電機控制技術領域，特別涉及了一種單相電機調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)有的單相電機調(diào)速方法大致可以分為兩大類：

1、傳統(tǒng)的帶有啟動電容和運行電容的可控硅調(diào)壓調(diào)速法（如圖1），其特點是結構簡單，使用方便，成本低，但調(diào)速范圍小，電機效率不能做到最優(yōu)。傳統(tǒng)的調(diào)壓調(diào)速法，雖然采用可控硅嶄波，能改變等效輸入電壓，但為了改善啟動和高速時的電機性能，必須在在電機副相繞組上串聯(lián)電容。電機啟動以及低速時離心開關閉合，電容C1與C2并聯(lián)后再與副相繞組串聯(lián)，用于改善電機啟動以及低速性能。當電機轉速上升到離心開關斷開速度時，離心開關自動斷開，電容C2被斷開。此時只有電容C1與副相繞組串聯(lián)，用于改善電機高速性能。但是由于電容C1和C2一旦確定后，就不能被修改，因此不能兼顧整個速度區(qū)間的效率。

2、變頻調(diào)速法，包括AC-DC-AC和 AC-AC變頻法。其特點是調(diào)速范圍寬，精度高，但技術復雜，成本高，維護和檢修困難。在小功率交流電機的上應用很少。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本實用新型旨在提供一種單相電機調(diào)速系統(tǒng)，使電機在整個運行速度區(qū)間內(nèi)效率都能達到最優(yōu)，且操作簡單，成本低廉，適于推廣。

為了實現(xiàn)上述技術目的，本實用新型的技術方案為：

一種單相電機調(diào)速系統(tǒng)，所述單相電機的主相繞組的一端與副相繞組的一端串聯(lián)，主相繞組的另一端經(jīng)第一電容與副相繞組的另一端串聯(lián)，所述調(diào)速系統(tǒng)包括單相輸入電源、第一雙向可控硅、第二雙向可控硅、第三雙向可控硅、PWM控制器和轉速傳感器，單相輸入電源的第一輸出端經(jīng)第一雙向可控硅與主相繞組和第一電容的公共端相連，單相輸入電源的第一輸出端還經(jīng)第二雙向可控硅與副相繞組和第一電容的公共端相連，單相輸入電源的第二輸出端與主相繞組和副相繞組的公共端相連，所述第三雙向可控硅與第一電容并聯(lián)，所述轉速傳感器的輸出端、第一～第三雙向可控硅的控制端分別與PWM控制器相連，轉速傳感器采集單相電機的轉速信號并傳送給PWM控制器，PWM控制器根據(jù)轉速信號驅動第一～第三雙向可控硅，實現(xiàn)單相電機的調(diào)速。

本實用新型還提出了另一種單相電機調(diào)速系統(tǒng)，所述單相電機的主相繞組的一端與副相繞組的一端串聯(lián)，主相繞組的另一端經(jīng)第一電容與副相繞組的另一端串聯(lián)，所述調(diào)速系統(tǒng)包括單相輸入電源、第一雙向可控硅、第二雙向可控硅、第三雙向可控硅、PWM控制器和轉速傳感器，所述第三雙向可控硅串聯(lián)在第一電容與副相繞組之間，單相輸入電源的第一輸出端經(jīng)第一雙向可控硅與主相繞組和第一電容的公共端相連，單相輸入電源的第一輸出端還經(jīng)第二雙向可控硅與副相繞組和第三雙向可控硅的公共端相連，單相輸入電源的第二輸出端與主相繞組和副相繞組的公共端相連，所述轉速傳感器的輸出端、第一～第三雙向可控硅的控制端分別與PWM控制器相連，轉速傳感器采集單相電機的轉速信號并傳送給PWM控制器，PWM控制器根據(jù)轉速信號驅動第一～第三雙向可控硅，實現(xiàn)單相電機的調(diào)速。

基于上述技術方案的優(yōu)選方案，所述第三雙向可控硅均為三象限雙向可控硅。

基于上述技術方案的優(yōu)選方案，所述PWM控制器采用MSP430型單片機。

基于上述技術方案的優(yōu)選方案，所述轉速傳感器采用光電編碼器。

采用上述技術方案帶來的有益效果：

本實用新型與傳統(tǒng)可控硅調(diào)速系統(tǒng)相比，增加了與電容并聯(lián)或串聯(lián)的雙向可控硅，從而克服了圖1中電容C1、C2不可調(diào)的缺點，使得電機在整個運行速度區(qū)間內(nèi)效率都能達到最優(yōu)，同時省去了電容C2和離心開關，成本更具優(yōu)勢。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)可控硅電機調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。

圖2是本實用新型提出的一種調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。

圖3是本實用新型提出的另一種調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。

主要標號說明：RM：電機主相繞組的等效電阻；RA：電機主相繞組的等效電感；LM：電機副相繞組的等效電阻；LA：電機副相繞組的等效電感；BCR1：第一雙向可控硅；BCR2：第二雙向可控硅；BCR3：第三雙向可控硅；C1：第一電容；AC：單相輸入電源。

具體實施方式

以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。

如圖2所示，一種單相電機調(diào)速系統(tǒng)（RA、RM、LA、LM組成電機模型），單相電機的主相繞組的一端與副相繞組的一端串聯(lián)，主相繞組的另一端經(jīng)第一電容C1與副相繞組的另一端串聯(lián)，包括單相輸入電源AC、第一雙向可控硅BCR1、第二雙向可控硅BCR2、第三雙向可控硅BCR3、、PWM控制器和轉速傳感器，單相輸入電源的第一輸出端經(jīng)第一雙向可控硅與主相繞組和第一電容的公共端相連，單相輸入電源的第一輸出端還經(jīng)第二雙向可控硅與副相繞組和第一電容的公共端相連，單相輸入電源的第二輸出端與主相繞組和副相繞組的公共端相連，所述第三雙向可控硅與第一電容并聯(lián)，所述轉速傳感器的輸出端、第一～第三雙向可控硅的控制端分別與PWM控制器相連，轉速傳感器采集單相電機的轉速信號并傳送給PWM控制器，PWM控制器根據(jù)轉速信號驅動第一～第三雙向可控硅，實現(xiàn)單相電機的調(diào)速。

在本實施例中，所述第三雙向可控硅均為三象限雙向可控硅。所述PWM控制器采用MSP430型單片機。所述轉速傳感器采用光電編碼器。

當電機需要正向運行時，PWM控制器發(fā)出PWM2信號關斷第二雙向可控硅BCR2，同時轉速傳感器實時檢測電機轉速并傳送給PWM，根據(jù)不同轉速，PWM控制器輸出合適占空比的PWM1信號驅動第一雙向可控硅BCR1， 從而選擇合適的等效輸入電壓。同時，為了實現(xiàn)各個轉速下效率最優(yōu)，根據(jù)開關電容原理，PWM控制器輸出合適的占空比信號PWM3來驅動第三雙向可控硅BCR3，改變串聯(lián)在副相繞組的等效電容值。

當電機需要反向運行時，PWM控制器發(fā)出PWM1信號關斷第一雙向可控硅BCR1，同時轉速傳感器實時檢測電機轉速并傳送給PWM，根據(jù)不同轉速，PWM控制器輸出合適占空比的PWM2信號驅動第二雙向可控硅BCR2。同時，PWM控制器輸出合適的占空比信號PWM3來驅動第三雙向可控硅BCR3，改變串聯(lián)在副相繞組的等效電容值。

本實用新型還提出了上述系統(tǒng)的變形結構，如圖3所示，將第三雙向可控硅與第一電容并聯(lián)的結構替換為第三雙向可控硅與第一電容串聯(lián)的結構。兩種調(diào)速系統(tǒng)的控制方法原理相同，區(qū)別僅僅是PWM3信號的計算上，此處就不在贅述了。

以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內(nèi)。