一種燃氣熱水器上交流風機調速系統的製作方法
2024-03-11 06:34:15
專利名稱：一種燃氣熱水器上交流風機調速系統的製作方法
一種燃氣熱水器上交流風機調速系統本發明涉及一種燃氣熱水器用交流風機領域，尤其是一種燃氣熱水器上交流風機調速系統。傳統的燃氣熱水器用交流風機是單速風機，無法對其進行調速。為了滿足燃氣熱水器在最大熱負荷下的空氣供給要求，風速一般比較高，這就導致熱水器工作在小負荷狀態時，風量過大，燃燒不穩定，甚至熄火。為解決這個問題，行業出現了雙速風機，其原理是通過在電機線圈上布置抽頭，將風機分為高低兩檔。這個技術基本解決了熱水器在小負荷燃燒不穩定和熄火等問題，但對於中間負荷狀態的仍然會出現燃氣與空氣匹配不好的狀況。因此，有必要解決如上問題。本發明克服了上述技術的不足，提供了一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，其根據設定控制連接在單相交流PG電機的可控矽開關電路與交流電過零點之間的電角度大小，實現對單相交流PG電機進行快慢無級調速，達到燃氣與空氣的良好匹配狀況，其改變了固定檔位風機在有限檔位的弊端，解決熱水器在風量過大或過小時的燃燒不穩定和熄火等問題。為實現上述目的，本發明採用了下列技術方案一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，包括有連接在交流電路上的單相交流PG電機I及控制其輸入電壓波形即有效電壓值的可控矽開關電路2，所述單相交流PG電機I上還連接有電機轉速反饋電路3，所述交流電路上還連接有用於檢測交流電壓過零點時刻以提供計算可控矽開關電路2導通時刻的基準點的過零檢測電路4，所述調速系統還包括有用於計算並控制可控矽開關電路2的導通時刻以實現對單相交流PG電機I進行快慢調速的控制器5，所述電機轉速反饋電路3、過零檢測電路4分別與控制器5連接。所述過零檢測電路4包括有三極體Q1、電阻RfR4、電容Cl、以及電容C2，所述電阻Rl —端與電阻R2 —端相連接作為過零檢測電路4的檢測信號輸入端，所述電阻Rl另一端與電容Cl 一端、三極體Ql基極連接，所述電阻R2另一端與電容Cl另一端、三極體Ql發射極相連接後接地，三極體Ql集電極與電阻R3 —端、電容C2 —端、電阻R4 —端連接，所述電阻R3另一端接5V電壓，電容C2另一端接地，電阻R4另一端作為過零檢測電路4的信號輸出端與控制器5連接。所述電機轉速反饋電路3包括有電阻R9、電阻R10、以及電容C3，所述電阻RlO —端作為電機轉速反饋電路3的信號輸入端與單相交流PG電機I的轉速信號反饋端連接，電阻RlO另一端與電阻R9 —端、電容C3 —端相連接後作為電機轉速反饋電路3的信號輸出端與控制器5連接，所述電阻R9另一端接5V電壓，所述電容C3另一端接地。
所述可控矽開關電路2包括有光電三端雙向可控矽21、電阻R5 R8、電解電容C4、以及用於控制單相交流PG電機I輸入電流電壓波形以實現快慢調速的雙向可控矽22，所述電阻R5 —端作為可控娃開關電路2控制信號輸入端與控制器5連接，電阻R5另一端與光電三端雙向可控矽21發光二極體陰極連接，光電三端雙向可控矽21發光二極體陽極接5V電壓，光電三端雙向可控娃21 一輸出端與電阻R8 —端連接,另一輸出端通過電阻R6與雙向可控娃22控制門極連接,所述雙向可控娃22 一輸出端子與電阻R8另一端、電解電容C4負極相連接後接交流電火線，電解電容C4正極與電阻R7 —端連接，電阻R7另一端與雙向可控矽22另一輸出端子相連接後接單相交流PG電機I 一電壓輸入端，所述單相交流PG電機I另一電壓輸入端與電源零線連接。本發明的有益效果是1、通過對可控矽開關電路的控制，實現熱水器風機的快慢無級調速，其改變了有限固定檔位風機的調速效果，其與電機轉速反饋電路實現閉環的風機快慢速度控制，按用戶要求將熱水器效率及煙氣調節到最好狀態，更有效的實現了智能衡溫的控制，改變了固定檔位風機在有限檔位的弊端。2、通過控制可控矽開關電路上雙向可控矽導通的切入時刻，達到控制電機電壓的有效值輸入，實現風機快慢調速，其實現簡單，控制方便。3、通過過零檢測電路檢測交流電波形的過零點，其利用過零信號對電晶體的開關作用，實現對過零點的檢測，提供控制電機電壓的基準點，其實現簡便，並通過電機轉速反饋電路對電機本身的霍元件產生的波形進行檢測並輸出給控制器，達到測速效果，便於根據需要進行快慢調速，根據設定，控制器通過運算後控制可控矽開關電路上電晶體的導通時間長短以控制電機輸入電壓大小，使電機轉速向目標速度靠近，其實現簡單，便於控制，實現燃氣與空氣的良好匹配狀況，解決了熱水器在風量過大或過小時的燃燒不穩定和熄火等問題。4、在可控矽開關電路中，控制器使用光電三端雙向可控矽對雙向可控矽進行導通控制，實現對電信號與控制信號的有效隔離，防止幹擾，便於控制。
圖1是本發明的結構原理圖。圖2是本發明的過零檢測電路電路圖。圖3是本發明的電機轉速反饋電路電路圖。圖4是本發明的可控矽開關電路電路圖。圖5是雙向可控矽導通切入點與輸入電壓波形圖。下面結合附圖與本發明的實施方式作進一步詳細的描述如圖1所示，一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，包括有連接在交流電路上的單相交流PG電機I及控制其輸入電壓波形即有效電壓值的可控矽開關電路2，所述單相交流PG電機I上還連接有電機轉速反饋電路3，所述交流電路上還連接有用於檢測交流電壓過零點時刻以提供計算可控矽開關電路2導通時刻的基準點的過零檢測電路4，所述調速系統還包括有用於計算並控制可控矽開關電路2的導通時刻以實現對單相交流PG電機I進行快慢調速的控制器5，所述電機轉速反饋電路3、過零檢測電路4分別與控制器5連接。如上所述，可控矽開關電路2、單相交流PG電機1、電機轉速反饋電路3、控制器5、最後現可控矽開關電路2，實現了閉環的風機快慢速度控制，按用戶要求將熱水器效率及煙氣調節到最好狀態，更有效的實現了智能衡溫的控制，改變了固定檔位風機在有限檔位的弊端。 在本實施例中，所述過零檢測電路4包括有三極體Ql、電阻RfR4、電容Cl、以及電容C2，所述電阻Rl —端與電阻R2 —端相連接作為過零檢測電路4的檢測信號輸入端，所述電阻Rl另一端與電容Cl 一端、三極體Ql基極連接，所述電阻R2另一端與電容Cl另一端、三極體Ql發射極相連接後接地，三極體Ql集電極與電阻R3 —端、電容C2 —端、電阻R4 —端連接，所述電阻R3另一端接5V電壓，電容C2另一端接地，電阻R4另一端作為過零檢測電路4的信號輸出端與控制器5連接。如上所述，過零檢測電路4連接在交流電路火線上，檢測交流電壓波形的過零點，其利用零點附近的電壓信號對三極體Ql的關斷作用，當過零信號出現，三極體Ql出現截止狀態，過零檢測電路4輸出脈衝信號給控制器5，實現對過零點的檢測，其實現簡便。在本實施例中，所述電機轉速反饋電路3包括有電阻R9、電阻R10、以及電容C3，所述電阻RlO —端作為電機轉速反饋電路3的信號輸入端與單相交流PG電機I的轉速信號反饋端連接，電阻RlO另一端與電阻R9 —端、電容C3 —端相連接後作為電機轉速反饋電路3的信號輸出端與控制器5連接，所述電阻R9另一端接5V電壓，所述電容C3另一端接地。如上所述，電機轉速反饋電路3對電機本身的霍元件產生的波形進行檢測並輸出給控制器5，達到測速效果，便於根據需要進行快慢調速。在本實施例中，所述可控矽開關電路2包括有光電三端雙向可控矽21、電阻R5 R8、電解電容C4、以及用於控制單相交流PG電機I輸入電流電壓波形以實現快慢調速的雙向可控娃22,所述電阻R5 —端作為可控娃開關電路2控制信號輸入端與控制器5連接，電阻R5另一端與光電三端雙向可控娃21發光二極體陰極連接,光電三端雙向可控娃21發光二極體陽極接5V電壓,光電三端雙向可控娃21 一輸出端與電阻R8 —端連接，另一輸出端通過電阻R6與雙向可控矽22控制門極連接，所述雙向可控矽22 —輸出端子與電阻R8另一端、電解電容C4負極相連接後接交流電火線，電解電容C4正極與電阻R7 —端連接，電阻R7另一端與雙向可控娃22另一輸出端子相連接後接單相交流PG電機I 一電壓輸入端，所述單相交流PG電機I另一電壓輸入端與電源零線連接。如上所述，控制器5使用光電三端雙向可控矽21對雙向可控矽22進行導通控制，實現對電信號與控制信號的有效隔離，防止幹擾，便於控制。如上所述，根據實際控制策略控制單相交流PG電機I的轉速，控制器5通過運算後計算出控制可控矽開關電路2上雙向可控矽22導通的切入時刻，利用這一切入時刻與後一過零點之間的時間段來控制電機輸入電壓的有效值大小，如圖5所示，當雙向可控矽22導通角α 1=180°時，電動機端電壓波形為正弦波，即全導通狀態；當可控矽導通角α 1<180°時，電動機端電壓波形如圖實線所示，即非全導通狀態，有效值減小；α I越小，導通狀態越少，則電壓有效值越小，所產生的磁場越小，則電機的轉速越低。通過如上所述對雙向可控娃22的導通時刻的控制,使電機轉速向目標速度靠近，並通過電機轉速反饋電路3來驗證當前速度是否滿足要求，其實現簡單，便於控制，實現燃氣與空氣的良好匹配狀況，解決了熱水器在風量過大或過小時的燃燒不穩定和熄火等問題。如上所述，本案保護的是一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，其通過一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，其根據設定控制連接在單相交流PG電機I的可控矽開關電路2與交流電過零點之間的電角度大小，實現對單相交流PG電機I進行快慢無級調速，達到燃氣與空氣的良好匹配狀況，其改變了固定檔位風機在有限檔位的弊端，解決熱水器在風量過大或過小時的燃燒不穩定和熄火等問題。一切與本案結構相同或是本案具體實施方式
的電路等同替換都應示為落入本案的保護範圍內。
權利要求
1.一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，其特徵在於包括有連接在交流電路上的單相交流PG電機(I)及控制其輸入電壓波形即有效電壓值的可控矽開關電路(2)，所述單相交流PG電機(I)上還連接有電機轉速反饋電路(3 )，所述交流電路上還連接有用於檢測交流電壓過零點時刻以提供計算可控矽開關電路(2)導通時刻的基準點的過零檢測電路(4)，所述調速系統還包括有用於計算並控制可控矽開關電路(2)的導通時刻以實現對單相交流PG電機(I)進行快慢調速的控制器(5 )，所述電機轉速反饋電路(3 )、過零檢測電路(4 )分別與控制器(5)連接。
2.根據權利要求1所述的一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，其特徵在於所述過零檢測電路(4)包括有三極體Q1、電阻Rf R4、電容Cl、以及電容C2，所述電阻Rl —端與電阻R2 —端相連接作為過零檢測電路(4)的檢測信號輸入端，所述電阻Rl另一端與電容Cl 一端、三極體Ql基極連接，所述電阻R2另一端與電容Cl另一端、三極體Ql發射極相連接後接地，三極體Ql集電極與電阻R3 —端、電容C2 —端、電阻R4 —端連接，所述電阻R3另一端接5V電壓，電容C2另一端接地，電阻R4另一端作為過零檢測電路(4)的信號輸出端與控制器(5)連接。
3.根據權利要求1所述的一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，其特徵在於所述電機轉速反饋電路(3)包括有電阻R9、電阻R10、以及電容C3，所述電阻RlO —端作為電機轉速反饋電路(3)的信號輸入端與單相交流PG電機(I)的轉速信號反饋端連接，電阻RlO另一端與電阻R9 —端、電容C3 —端相連接後作為電機轉速反饋電路(3)的信號輸出端與控制器(5 )連接，所述電阻R9另一端接5V電壓，所述電容C3另一端接地。
4.根據權利要求1所述的一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，其特徵在於所述可控矽開關電路(2)包括有光電三端雙向可控矽(21)、電阻R5 R8、電解電容C4、以及用於控制單相交流PG電機(I)輸入電流電壓波形以實現快慢調速的雙向可控矽(22)，所述電阻R5一端作為可控娃開關電路(2)控制信號輸入端與控制器(5)連接，電阻R5另一端與光電三端雙向可控矽(21)發光二極體陰極連接，光電三端雙向可控矽(21)發光二極體陽極接5V電壓，光電三端雙向可控娃(21) —輸出端與電阻R8 —端連接,另一輸出端通過電阻R6與雙向可控娃(22)控制門極連接,所述雙向可控娃(22)—輸出端子與電阻R8另一端、電解電容C4負極相連接後接交流電火線，電解電容C4正極與電阻R7 —端連接，電阻R7另一端與雙向可控矽(22)另一輸出端子相連接後接單相交流PG電機(I) 一電壓輸入端，所述單相交流PG電機(I)另一電壓輸入端與電源零線連接。
全文摘要
本發明公開了一種燃氣熱水器上交流風機調速系統，包括有控制器、單相交流PG電機、可控矽開關電路、電機轉速反饋電路、以及過零檢測電路，所述可控矽開關電路、電機轉速反饋電路、過零檢測電路分別與控制器連接。本發明的目的是通過控制連接在單相交流PG電機的可控矽開關電路與交流電過零點之間的電角度大小，實現對單相交流PG電機進行快慢無級調速，達到燃氣與空氣的良好匹配狀況，其改變了固定檔位風機在有限檔位的弊端，解決熱水器在風量過大或過小時的燃燒不穩定和熄火等問題。
文檔編號H02P25/04GK103036501SQ20121051417
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者李榮坤, 張全林, 賓曉軍 申請人:中山市櫻雪集團有限公司