交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制技術(shù)，更具體地，涉及交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]交流電機(jī)是在交流電壓驅(qū)動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)電磁機(jī)械，用于實(shí)現(xiàn)電能和機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換。交流電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出功率大、工作可靠，廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造和家用電器中。例如，交流電機(jī)是風(fēng)扇、風(fēng)機(jī)、水栗等電器的主要?jiǎng)恿υ础?br>[0003]現(xiàn)有的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置不僅提供交流電機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而且包括調(diào)速和保護(hù)功能。在風(fēng)扇等應(yīng)用中，無(wú)級(jí)調(diào)速可以獲得更好的用戶體驗(yàn)。現(xiàn)有的調(diào)速方法包括串聯(lián)電感調(diào)速、電機(jī)繞組內(nèi)部抽頭調(diào)速、交流晶閘管調(diào)速及變頻調(diào)速。通過改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓、電流和頻率等，可以實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的調(diào)速，使得交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載匹配最佳化，從而實(shí)現(xiàn)高使用性能。
[0004]然而，上述的調(diào)速方法使用附加的電路元件(例如串聯(lián)電感)，或者改變電機(jī)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)(例如電機(jī)繞組抽頭)，或者改變交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)方法(例如變頻)。在串聯(lián)電感調(diào)速中，電感的體積較大且對(duì)電機(jī)的功率因數(shù)有較大的影響。在交流晶閘管調(diào)節(jié)中，交流晶閘管在工作時(shí)產(chǎn)生較大的噪聲，而且運(yùn)行不平衡。電機(jī)繞組抽頭調(diào)速的成本低，在應(yīng)用中使用較多。在電機(jī)繞組中不可能設(shè)置大量的抽頭，因而電機(jī)繞組抽頭調(diào)速不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。交流電機(jī)變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速且節(jié)能高效，由于交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路復(fù)雜化和高成本，限制了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。
[0005]因此，期望進(jìn)一步改進(jìn)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速并且降低成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置利用交流輸入信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，從而可以簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的斬波控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括:整流電路，所述整流電路包括多個(gè)二極管，用于將交流輸入電壓整流成脈動(dòng)直流電壓；以及開關(guān)電路，所述開關(guān)電路包括多個(gè)晶體管，用于將脈動(dòng)直流電壓轉(zhuǎn)變成交流輸出電壓，其中，所述多個(gè)晶體管中的至少一個(gè)晶體管從整流電路從整流電路獲得控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)工頻周期內(nèi)交替導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0008]優(yōu)選地，所述整流電路的所述多個(gè)二極管組成全橋整流電路，包括連接至外部交流電源的第一輸入端和第二輸入端，以及提供脈動(dòng)直流電壓的第一輸出端和第二輸出端。
[0009]優(yōu)選地，所述開關(guān)電路的所述多個(gè)晶體管組成第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路并聯(lián)連接在所述整流電路的第一輸出端和第二輸出端之間，所述第一支路包括彼此互補(bǔ)類型且串聯(lián)連接的第一晶體管和第二晶體管，并且所述第一晶體管和所述第二晶體管之間的第一節(jié)點(diǎn)連接至所述開關(guān)電路的第一輸出端，所述第二支路包括彼此互補(bǔ)類型且串聯(lián)連接的第三晶體管和第四晶體管，并且所述第三晶體管和所述第四晶體管之間的第二節(jié)點(diǎn)連接至所述開關(guān)電路的第二輸出端。
[0010]優(yōu)選地，所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第三晶體管和所述第四晶體管分別包括第一端、第二端和控制端，使得相應(yīng)的晶體管根據(jù)控制端的控制信號(hào)導(dǎo)通或斷開，并且在導(dǎo)通狀態(tài)下電流從第一端流向第二端。
[0011]優(yōu)選地，所述第一晶體管的第一端連接至所述整流電路的第一輸出端，所述第二晶體管的第二端連接至所述整流電路的第二輸出端，所述第一晶體管的第二端連接至所述第二晶體管的第一端，所述第三晶體管的第一端連接至所述整流電路的第一輸出端，所述第四晶體管的第二端連接至所述整流電路的第二輸出端，所述第三晶體管的第二端連接至所述第四晶體管的第一端。
[0012]優(yōu)選地，所述多個(gè)晶體管中的所述至少兩個(gè)晶體管各自的控制端連接至所述整流電路的第一輸入端和第二輸入端之一，使得所述至少兩個(gè)晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負(fù)半周期中的一個(gè)半周期期間正向偏置而導(dǎo)通，在另一個(gè)半周期期間反向偏置而斷開。
[0013]優(yōu)選地，所述交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還包括至少兩個(gè)電阻，所述至少兩個(gè)晶體管各自的控制端分別經(jīng)由所述至少兩個(gè)電阻中相應(yīng)的電阻連接至所述整流電路的第一輸入端和第二輸入端之一，以獲取所述控制信號(hào)。
[0014]優(yōu)選地，所述交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還包括至少兩個(gè)二極管，所述至少兩個(gè)晶體管各自的控制端分別經(jīng)由所述至少兩個(gè)電阻中相應(yīng)的電阻和所述至少兩個(gè)二極管中相應(yīng)的二極管連接至所述整流電路的第一輸入端和第二輸入端之一，以獲取所述控制信號(hào)。
[0015]優(yōu)選地，所述第一晶體管和所述第三晶體管分別為PNP三極管和NPN三極管中的一個(gè)，所述第二晶體管和所述第四晶體管分別為PNP三極管和NPN三極管中的另一個(gè)。
[0016]優(yōu)選地，所述PNP三極管和所述NPN三極管分別為達(dá)林頓管。
[0017]優(yōu)選地，所述多個(gè)晶體管中的至少另一個(gè)晶體管從外部獲得PffM信號(hào)，從而對(duì)所述交流輸出電壓進(jìn)行斬波。
[0018]優(yōu)選地，所述至少另一個(gè)晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負(fù)半周期中的一個(gè)半周期期間周期性導(dǎo)通，在另一個(gè)半周期期間始終斷開。
[0019]優(yōu)選地，所述多個(gè)晶體管中的所述至少另一個(gè)晶體管選自金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)將效應(yīng)晶體管和絕緣柵雙極型晶體管之一。
[0020]優(yōu)選地，所述交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還包括開關(guān)，所述開關(guān)連接在所述整流電路的第一輸出端和第二輸出端之一和所述第一支路的相應(yīng)一端之間。
[0021]優(yōu)選地，所述開關(guān)從外部獲得PffM信號(hào)，從而對(duì)所述交流輸出電壓進(jìn)行斬波。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，包括:采用整流電路將交流輸入電壓整流成脈動(dòng)直流電壓;采用開關(guān)電路將脈動(dòng)直流電壓轉(zhuǎn)變成交流輸出電壓，其中，所述開關(guān)電路包括多個(gè)晶體管，并且從所述整流電路獲得控制信號(hào)以控制所述多個(gè)晶體管中的至少兩個(gè)晶體管的導(dǎo)通或斷開。
[0023]優(yōu)選地，所述整流電路包括多個(gè)二極管，所述至少一個(gè)晶體管利用所述多個(gè)二極管中的至少兩個(gè)二極管在導(dǎo)通狀態(tài)的壓降正向偏置而導(dǎo)通。
[0024]優(yōu)選地，所述至少兩個(gè)晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負(fù)半周期中的一個(gè)半周期期間正向偏置而導(dǎo)通，在另一個(gè)半周期期間反向偏置而斷開。
[0025]優(yōu)選地，所述多個(gè)晶體管中的至少另一個(gè)晶體管從外部獲得PffM信號(hào)，從而對(duì)所述交流輸出電壓進(jìn)行斬波。
[0026]優(yōu)選地，所述至少另一個(gè)晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負(fù)半周期中的一個(gè)半周期期間周期性導(dǎo)通，在另一個(gè)半周期期間始終斷開。
[0027]優(yōu)選地，所述開關(guān)電路包括開關(guān)，經(jīng)由開關(guān)所向所述多個(gè)晶體管提供脈動(dòng)直流電壓，所述開關(guān)從外部獲得PWM信號(hào)，從而對(duì)所述交流輸出電壓進(jìn)行斬波。
[0028]該交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以利用整流電路提供至少一個(gè)晶體管的控制信號(hào)以改變電流流動(dòng)路徑，從而周期性改變交流輸出電壓的極性。由于利用整流電路的信號(hào)作為控制信號(hào)，因此可以減少晶體管的外部PWM信號(hào)的數(shù)量。開關(guān)電路中的四個(gè)開關(guān)管僅僅需要2路或更少的PffM信號(hào)，從而簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)電路。
[0029]進(jìn)一步地，該交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的開關(guān)電路直接以脈動(dòng)直流電壓作為輸入電壓，從而可以省去母線電容，降低的系統(tǒng)成本，更提高的系統(tǒng)的可靠性和壽命。
[0030]在優(yōu)選的實(shí)施例中，該交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置利用開關(guān)或者另一個(gè)晶體管進(jìn)行斬波，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。
[0031]與單相交流電機(jī)的傳統(tǒng)串聯(lián)電感調(diào)速、電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部抽頭調(diào)速、交流晶閘管調(diào)速等相比，本方案通過可控開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、無(wú)極調(diào)節(jié)，所以可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)端電壓的連續(xù)、無(wú)極調(diào)節(jié)，最終使電機(jī)達(dá)到無(wú)極調(diào)速的效果。在風(fēng)扇等應(yīng)用場(chǎng)合，無(wú)極調(diào)速可以給用戶帶來更好的體驗(yàn)。此外本方案具有更穩(wěn)定的調(diào)速效果。且由于可控開關(guān)的開關(guān)頻率較高，不產(chǎn)生人耳可聽范圍內(nèi)的噪音，具有更好的靜音運(yùn)行效果。
【附圖說明】
[0032]通過以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
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