本實(shí)用新型屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種單相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的單相電機(jī)調(diào)速方法大致可以分為兩大類：

1、傳統(tǒng)的帶有啟動(dòng)電容和運(yùn)行電容的可控硅調(diào)壓調(diào)速法（如圖1），其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本低，但調(diào)速范圍小，電機(jī)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(dòng)和高速時(shí)的電機(jī)性能，必須在在電機(jī)副相繞組上串聯(lián)電容。電機(jī)啟動(dòng)以及低速時(shí)離心開(kāi)關(guān)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(jī)啟動(dòng)以及低速性能。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升到離心開(kāi)關(guān)斷開(kāi)速度時(shí)，離心開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，電容C2被斷開(kāi)。此時(shí)只有電容C1與副相繞組串聯(lián)，用于改善電機(jī)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(gè)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(diǎn)是調(diào)速范圍寬，精度高，但技術(shù)復(fù)雜，成本高，維護(hù)和檢修困難。在小功率交流電機(jī)的上應(yīng)用很少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種單相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，使電機(jī)在整個(gè)運(yùn)行速度區(qū)間內(nèi)效率都能達(dá)到最優(yōu)，且操作簡(jiǎn)單，成本低廉，適于推廣。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種單相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，所述單相電機(jī)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速傳感器采集單相電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)并傳送給PWM控制器，PWM控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一～第三雙向可控硅，實(shí)現(xiàn)單相電機(jī)的調(diào)速。

本實(shí)用新型還提出了另一種單相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，所述單相電機(jī)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速傳感器采集單相電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)并傳送給PWM控制器，PWM控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一～第三雙向可控硅，實(shí)現(xiàn)單相電機(jī)的調(diào)速。

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

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述轉(zhuǎn)速傳感器采用光電編碼器。

采用上述技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果：

本實(shí)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(diǎn)，使得電機(jī)在整個(gè)運(yùn)行速度區(qū)間內(nèi)效率都能達(dá)到最優(yōu)，同時(shí)省去了電容C2和離心開(kāi)關(guān)，成本更具優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1是傳統(tǒng)可控硅電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。

圖2是本實(shí)用新型提出的一種調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。

圖3是本實(shí)用新型提出的另一種調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。

主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明：RM：電機(jī)主相繞組的等效電阻；RA：電機(jī)主相繞組的等效電感；LM：電機(jī)副相繞組的等效電阻；LA：電機(jī)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：?jiǎn)蜗噍斎腚娫础?/p>

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖2所示，一種單相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（RA、RM、LA、LM組成電機(jī)模型），單相電機(jī)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速傳感器采集單相電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)并傳送給PWM控制器，PWM控制器根據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一～第三雙向可控硅，實(shí)現(xiàn)單相電機(jī)的調(diào)速。

在本實(shí)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(jī)。所述轉(zhuǎn)速傳感器采用光電編碼器。

當(dāng)電機(jī)需要正向運(yùn)行時(shí)，PWM控制器發(fā)出PWM2信號(hào)關(guān)斷第二雙向可控硅BCR2，同時(shí)轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速并傳送給PWM，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速，PWM控制器輸出合適占空比的PWM1信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一雙向可控硅BCR1， 從而選擇合適的等效輸入電壓。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)轉(zhuǎn)速下效率最優(yōu)，根據(jù)開(kāi)關(guān)電容原理，PWM控制器輸出合適的占空比信號(hào)PWM3來(lái)驅(qū)動(dòng)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(dāng)電機(jī)需要反向運(yùn)行時(shí)，PWM控制器發(fā)出PWM1信號(hào)關(guān)斷第一雙向可控硅BCR1，同時(shí)轉(zhuǎn)速傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速并傳送給PWM，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速，PWM控制器輸出合適占空比的PWM2信號(hào)驅(qū)動(dòng)第二雙向可控硅BCR2。同時(shí)，PWM控制器輸出合適的占空比信號(hào)PWM3來(lái)驅(qū)動(dòng)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(shí)用新型還提出了上述系統(tǒng)的變形結(jié)構(gòu)，如圖3所示，將第三雙向可控硅與第一電容并聯(lián)的結(jié)構(gòu)替換為第三雙向可控硅與第一電容串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。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(hào)的計(jì)算上，此處就不在贅述了。

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