本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓，達(dá)到節(jié)電的目的，可與小功率單相電動(dòng)機(jī)配套使用。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)節(jié)電器其結(jié)構(gòu)一般包括可控硅、相位檢測(cè)電路、比較電路、觸發(fā)電路以及工作電源，其中相位檢測(cè)電路用來(lái)檢測(cè)供電電壓與電動(dòng)機(jī)電流之間的相位，相位檢測(cè)電路包括電流互感器、降壓變壓器以及一些電子元件；比較電路將相位信號(hào)與一設(shè)定值進(jìn)行比較，觸發(fā)電路根據(jù)比較結(jié)果輸出觸發(fā)可控硅的觸發(fā)信號(hào)，工作電源要另外設(shè)置，為比較電路、觸發(fā)電路提供工作電壓。這類(lèi)節(jié)電器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，不利于推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種電流控制式電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用的電子元件少，并具有較好的節(jié)電效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電流控制式電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其包括串接在單相電動(dòng)機(jī)md供電回路中的雙向可控硅scr、觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通的觸發(fā)電路以及啟動(dòng)觸發(fā)電路工作的啟動(dòng)電路，其特征是，所述的觸發(fā)電路包括電流互感器lh、三極管t1、三極管t2、光耦ge1，電流互感器lh的初級(jí)線(xiàn)圈串接在電動(dòng)機(jī)的供電回路中，電流互感器lh的次級(jí)線(xiàn)圈與一橋式整流器ql1的輸入端連接，橋式整流器ql1的輸出端的負(fù)極接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極通過(guò)電阻r1接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極接三極管t1的基極，三極管t1的發(fā)射極通過(guò)電阻r2接工作電源的輸出端，三極管t1的發(fā)射極通過(guò)電阻r3接地，三極管t1的集電極接三極管t2的基極，三極管t2的基極通過(guò)電阻r5接地，三極管t2的集電極通過(guò)電阻r4接工作電源的輸出端，三極管t2的發(fā)射極接光耦ge1的發(fā)光二極管的陽(yáng)極，光耦ge1的發(fā)光二極管的陰極接地，光耦ge1的光電可控硅的一端通過(guò)電阻r6接雙向可控硅scr的陽(yáng)極，光電可控硅的另一端接雙向可控硅scr的控制極；

二極管d1的陽(yáng)極與全波整流器ql1輸出端的正極連接，二極管d1的陰極通過(guò)電容c1接地，二極管d1的陰極與電容c1之間的連接點(diǎn)為工作電源的輸出端。

本發(fā)明的特點(diǎn)是，電流互感器將單相電動(dòng)機(jī)的電流ia轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的電壓，該電壓經(jīng)整流電路整流后形成全波信號(hào)電壓ui，其波形的下降沿與一基準(zhǔn)電壓ug進(jìn)行比較，當(dāng)下降沿低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)可控硅的脈沖信號(hào)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)更滯后，觸發(fā)可控硅的脈沖信號(hào)也會(huì)滯后產(chǎn)生，使可控硅的導(dǎo)通角減小，單相電動(dòng)機(jī)的端電壓降低，單相電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)上升。另外在全波信號(hào)電壓ui的后級(jí)再設(shè)有濾波電路，作為觸發(fā)電路的工作電源。本發(fā)明利用電流互感器提供同步信號(hào)和觸發(fā)電路的電源，省去了傳統(tǒng)的相位檢測(cè)電路，使得節(jié)電器的電子線(xiàn)路結(jié)構(gòu)大大減化，節(jié)電器線(xiàn)路的高壓部分與低壓部分通過(guò)耦合傳遞信號(hào)無(wú)直接的電連接，在調(diào)試低壓部分時(shí)，避免操作工觸電。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的電氣原理圖。

圖2為額定負(fù)荷時(shí)，圖1中各相關(guān)點(diǎn)的波形圖。

圖3為小負(fù)荷時(shí)，圖1中各相關(guān)點(diǎn)的波形圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

一種電流控制式電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其包括串接在單相電動(dòng)機(jī)md供電回路中的雙向可控硅scr、觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通的觸發(fā)電路。

所述的觸發(fā)電路包括電流互感器lh、三極管t1、三極管t2、光耦ge1，電流互感器lh的初級(jí)線(xiàn)圈串接在電動(dòng)機(jī)的供電回路中，電流互感器lh的次級(jí)線(xiàn)圈與一橋式整流器ql1的輸入端連接，橋式整流器ql1的輸出端的負(fù)極接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極通過(guò)電阻r1接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極接三極管t1的基極，三極管t1的發(fā)射極通過(guò)電阻r2接工作電源的輸出端，三極管t1的發(fā)射極通過(guò)電阻r3接地，三極管t1的集電極接三極管t2的基極，三極管t2的基極通過(guò)電阻r5接地，三極管t2的集電極通過(guò)電阻r4接工作電源的輸出端，三極管t2的發(fā)射極接光耦ge1的發(fā)光二極管的陽(yáng)極，光耦ge1的發(fā)光二極管的陰極接地，光耦ge1的光電可控硅的一端通過(guò)電阻r6接雙向可控硅scr的陽(yáng)極，光電可控硅的另一端接雙向可控硅scr的控制極；

二極管d1的陽(yáng)極與全波整流器ql1輸出端的正極連接，二極管d1的陰極通過(guò)電容c1接地，二極管d1的陰極與電容c1之間的連接點(diǎn)為工作電源的輸出端，工作電源輸出的電壓vdd可為9v、12v或15v，優(yōu)選為12v。

光耦ge1的型號(hào)為tlp160g或tlp525g。

三極管t1可為pnp型的硅三極管，為提高形成脈沖的靈敏度可選擇pnp型的鍺三極管，因?yàn)殒N三極管的基極電壓ube僅為硅三極管的1/2。

三極管t2為npn型的硅三極管。

基準(zhǔn)電壓ug經(jīng)電阻r2、r3對(duì)工作電源輸出的電壓vdd進(jìn)行分壓形成，其電壓值為：

vdd×r3/(r3+r4)；

基準(zhǔn)電壓ug施加在三極管t1的發(fā)射極，基準(zhǔn)電壓ug的波形為直線(xiàn)如圖2中曲線(xiàn)3所示，三極管t1基極上的波形為全波整流波形如圖2中曲線(xiàn)4所示，當(dāng)全波整流波形的下降沿或上升沿高于基準(zhǔn)電壓ug時(shí)，三極管t1導(dǎo)通截止；當(dāng)全波整流波形的下降沿或上升沿低于于基準(zhǔn)電壓ug時(shí)，三極管t1導(dǎo)通，三極管t1的集電極電流在電阻r5形成觸發(fā)脈沖t如圖2中曲線(xiàn)5所示。

觸發(fā)脈沖t經(jīng)三極管t2放大，使光耦ge1的發(fā)光二極管有電流通過(guò)，光耦ge1的光電可控硅導(dǎo)通觸發(fā)雙向可控硅scr，雙向可控硅scr的導(dǎo)通區(qū)域如圖2中曲線(xiàn)6所示。

觸發(fā)脈沖t的寬度與基準(zhǔn)電壓ug相關(guān)，基準(zhǔn)電壓ug越高觸發(fā)脈沖t的寬度越寬，電阻r3可為一電位器，調(diào)節(jié)電阻r3的阻值，可改變分壓比：r3/(r3+r4)，分壓比的變化范圍為3/10至7/10，調(diào)節(jié)電阻r3的阻值，可調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓ug，使單相電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)雙向可控硅scr的導(dǎo)通角接近180度。

單相電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，市電的電壓u波形如圖2中曲線(xiàn)1所示、單相電動(dòng)機(jī)電流波形如圖2中曲線(xiàn)2所示，雙向可控硅scr的導(dǎo)通角接近180度如圖2中曲線(xiàn)6所示。

單相電動(dòng)機(jī)在小負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，功率因數(shù)下降，單相電動(dòng)機(jī)的電流波形相對(duì)市電的電壓u波形（如圖3中曲線(xiàn)1所示）右移，觸發(fā)脈沖t右移，可控硅的導(dǎo)通角減小（如圖3中曲線(xiàn)6所示），單相電動(dòng)機(jī)的端電壓下降，單相電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流下降，功率因數(shù)上升。

所述的啟動(dòng)電路可為一按鈕，按鈕的兩端與光耦ge1的光電可控硅兩端并聯(lián)（附圖中未畫(huà)出），當(dāng)單相電動(dòng)機(jī)接通市電后，按下按鈕觸發(fā)雙向可控硅，單相電動(dòng)機(jī)有電流，電流互感器感應(yīng)出電壓，松開(kāi)按鈕節(jié)電器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

作為一種改進(jìn)所述的啟動(dòng)電路由一全波整流器ql2和一電容c2組成，全波整流器ql2的輸入端與光耦ge1的光電可控硅并聯(lián)，電容c2與全波整流器ql2的輸出端并聯(lián)；其啟動(dòng)原理是，在電動(dòng)機(jī)通電瞬間，電容c3中有充電電流，該充電電流足以觸發(fā)雙向可控硅，由于橋式整流器ql2的反向電阻很大，可認(rèn)為電容c3只能充電而不能放電，當(dāng)電容c3充電結(jié)束，橋式整流器ql2相當(dāng)于斷路，節(jié)電器的進(jìn)入正常工作狀態(tài)；充電時(shí)間常數(shù)與電阻r3的阻值和電容c3的電容量有關(guān)，充電時(shí)間常數(shù)大于10毫秒就能使節(jié)電器的進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

本發(fā)明適用于1kw以下的電阻啟動(dòng)式或電容啟動(dòng)式單相電動(dòng)機(jī)，其節(jié)電效果可達(dá)20%。另外使用的電子元件較少，降低故障率；節(jié)電器的體積可大大縮小，便于安裝在電動(dòng)機(jī)的接線(xiàn)盒內(nèi)，可與電動(dòng)機(jī)一體化。