一種風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇和風扇電的製造方法
2023-10-26 01:59:22 1
一種風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇和風扇電的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇和風扇電機，該風扇電機調速裝置包括開關控制電路、調速電路和起動電路。本裝置首先通過起動電路中的起動電容的移相作用確定了電機的轉矩力，再通過調速電路對電機進行調速。起動電容為電機分擔了電壓和減緩了電流對電機的衝擊力，使得電機當前的轉矩力處於穩定的狀態，波動得以大大減小。本發明結合了電子調速法和電容調速法的優點，保證了在每個調速檔位都獲得電機繞組產生的最大轉矩力的前提下，再通過電子調速對電機進行智能控制；從而減緩了電流對電機的衝擊力，使得電機當前的轉矩力處於穩定的狀態，延長了電機的使用壽命和減緩了各個器件的老化；且其電路結構簡單、維修方便。
【專利說明】一種風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇和風扇電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及電機調速領域，特別是涉及一種風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇和風扇電機。
【背景技術】
[0002]風扇的電機是一種交流電動機，其工作原理是:通過其通電線圈在磁場中的受力而實現轉動。交流電動機的轉速不同，產生的風量大小也不同，為了使得風扇產生的風量滿足人們在不同環境下的使用要求，有必要對風扇電機的轉速進行調控。現有技術中，一般通過以下方法對風扇的電機進行調速:
[0003](I)抽頭法:由於抽頭調速的電機具有主繞組、中間繞組和副繞組；則抽頭法則利用抽頭降低電機的繞組電壓，從而減弱磁場強度來實現調速。但是抽頭法的繞線、落線和接線操作都十分複雜，使用範圍受到限制，不便於電機的轉速切換，使用效率較低。
[0004](2)電抗法:電抗調速是通過串入不同感抗值的電抗器，從而改變繞組每伏匝數來實現調速。電抗法雖然具有繞線簡單，維修方便的優點，但會使得使用者無法對電機的調速隨便調節；且由於電抗的體積較大，導致調速電路體積大，不便於安裝或運輸。
[0005](3)電容法:電容調速是通過改變加在副繞組的電壓相角關係間接改變電機繞組產生的轉矩大小實現調速的。電容法雖然具有成本較低、重量輕、電磁噪聲小的優點，但其使用壽命短且低速檔難以啟動。
[0006](4)電子法:電子調速器利用可控矽的半導體原理，通過改變加到可控矽控制極觸發脈衝的佔空比，控制可控矽的導通時間進而實現控制電機繞組得電產生的轉矩的時間長短來實現調速。電子調速器雖然具有調節效果好、壽命長的特點，但是其成本較高。雖然電子調速法已被廣泛應用，但由於現有直接利用可控矽實現風扇電機調速，則通電後電機直接受到電流的衝擊力，縮短了電機的使用壽命；同時各個器件會由於電弧現象而加速老化；並且，現有利用可控矽實現調速的電路結構複雜，不利於維護。
【發明內容】
[0007]為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的第一目的是提供一種風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇和風扇電機，結合了電子調速法和電容調速法的優點，保證了在每個調速檔位都獲得電機繞組產生的最大轉矩力的前提下，再通過電子調速對電機進行智能控制，從而延長了電機的使用壽命和減緩了各個器件的老化；且其電路結構簡單、維修方便。本發明的另兩個目的是提供一種應用上述風扇電機調速裝置的風扇電機和風扇。
[0008]為達到本發明的第一目的，本發明提供了一種風扇電機調速裝置，其包括開關控制電路、調速電路和起動電路；
[0009]所述調速電路包括觸發電容、雙向觸發二極體和雙向晶閘管；所述觸發電容一端同時與開關控制電路輸出端和雙向觸發二極體一端相連，另一端與雙向晶閘管的第一主電極相連；所述雙向觸發二極體的另一端與雙向晶閘管的柵極相連；所述雙向晶閘管的第二主電極與開關控制電路輸入端相連；
[0010]所述起動電路包括第一起動端子、第二起動端子、起動電容和第三起動端子；所述第一起動端子與觸發電容中與雙向晶閘管相接的一端相接；所述第二起動端子通過所述起動電容與雙向晶閘管的第二主電極相接；所述第三起動端子用於作為零線接入端。
[0011]所述開關控制電路包括至少兩條並聯相接且電阻阻值不同的開關支路。
[0012]所述開關控制電路包括並聯相接的第一開關支路、第二開關支路和第三開關支路；所述第一開關支路包括開關一和調速電阻一；所述第二開關支路包括開關二和調速電阻二 ；所述第三開關支路包括開關三和調速電阻三。
[0013]所述調速電阻一的阻值與調速電阻二的阻值相差0-75ΚΩ ;所述調速電阻三的阻值和調速電阻二的阻值相差10-35ΚΩ。
[0014]所述調速電阻一的阻值為O Ω。
[0015]所述觸發電容中與開關控制電路的輸出端相連的一端和開關控制電路的輸出端之間設有一限流電阻。
[0016]通過開關控制電路和調速電路，實現了轉速的切換；利用開關控制電路中每條支路的調速電阻改變了觸發電容兩端的充電電壓壓值和充電時間，從而改變了雙向觸發二極體和雙向晶閘管的導通時間，改變了起動電路的輸出頻率；由於起動電路與的第一起動端子、第二起動端子和第三起動端子分別輸出到電機的三個電源接入端中，則電機的供電頻率也會改變；由此達到改變電機轉矩，實現調速的目的。在上述過程中，本發明的風扇電機調速裝置通過起動電容的移相作用確定了電機的轉矩力，再通過調速電路對電機進行調速，起動電容為電機分擔了電壓和減緩了電流對電機的衝擊力，使得電機當前的轉矩力處於穩定的狀態，波動得以大大減小，從而使得電機更加耐用。因此，本發明結合了電子調速法和電容調速法的優點，保證了在每個調速檔位都獲得電機繞組產生的最大轉矩力的前提下，再通過電子調速對電機進行智能控制；從而減緩了電流對電機的衝擊力，使得電機當前的轉矩力處於穩定的狀態，延長了電機的使用壽命和減緩了各個器件的老化；且其電路結構簡單、維修方便。
[0017]為達到本發明的第二目的，本發明提供了一種風扇電機，包括電機、風扇電機調速裝置和風扇扇葉。所述電機的輸入端與所述風扇電機調速裝置電連接，所述風扇扇葉固定套設於電機的輸出軸上。該風扇電機調速裝置為上述任一項中所述的風扇電機調速裝置。由於上述風扇電機調速裝置具有上述技術效果，所以包含該風扇電機調速裝置的風扇電機也具有相同的技術效果。
[0018]為達到本發明的第三目的，本發明還提供了一種風扇，包括外殼和設置在外殼中的風扇電機。所述風扇電機包括電機、風扇電機調速裝置和風扇扇葉；所述電機的輸入端與所述風扇電機調速裝置電連接，所述風扇扇葉固定套設於電機的輸出軸上。該風扇電機調速裝置為上述任一項中所述的風扇電機調速裝置。由於上述風扇電機調速裝置具有上述技術效果，所以包含該風扇電機調速裝置的風扇也具有相同的技術效果。
[0019]為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本發明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明的風扇電機調速裝置的電路原理圖；
[0021]圖2是本發明的風扇電機調速裝置接入電源和電機時的電路結構示意圖；
[0022]圖3是本發明的風扇電機調速裝置在實際應用的封裝方式和接線方式的接線示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本發明提供了一種風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇電機和風扇。本發明的風扇電機調速裝置結合了電子調速法和電容調速法的優點，保證了在每個調速檔位都獲得電機繞組產生的最大轉矩力的前提下，再通過電子調速對電機進行智能控制；從而減緩了電流對電機的衝擊力，使得電機當前的轉矩力處於穩定的狀態，延長了電機的使用壽命和減緩了各個器件的老化；且其電路結構簡單、維修方便。
[0024]本發明的風扇包括外殼和設置在外殼中的風扇電機。
[0025]所述風扇電機包括電機、風扇電機調速裝置和風扇扇葉。所述電機的輸入端與所述風扇電機調速裝置電連接，所述風扇扇葉固定套設於電機的輸出軸上。
[0026]具體地，請參閱圖1，所述風扇電機調速裝置包括開關控制電路1、調速電路2和起動電路3。所述開關控制電路I的輸入端接入火線；所述調速電路2的輸入端與開關控制電路I的輸出端連接；所述起動電路3具有三個輸入端子，其中兩個輸入端子與調速電路2的輸出端相接，另外一輸入端子接入零線。
[0027]所述開關控制電路I包括至少兩條並聯相接且電阻阻值不同的開關支路。在本實施例中，所述開關控制電路I包括並聯相接且電阻阻值不同的三條開關支路，分別為第一開關支路11、第二開關支路12和第三開關支路13。所述第一開關支路11包括開關一 SI和調速電阻一；所述第二開關支路12包括開關二 S2和調速電阻二 R2 ;所述第三開關支路13包括開關三S3和調速電阻三R3。所述第一開關支路11、第二開關支路12和第三開關支路13並聯相接形成只具有一個電源輸入端子a和一個開關控制輸出端子b的開關控制電路I。
[0028]所述調速電阻一的阻值與調速電阻二的阻值相差0-75 Ω ;所述調速電阻三R3的阻值和調速電阻二 R2的阻值相差10-35ΚΩ。
[0029]在本實施例中，所述調速電阻一的阻值為0Ω。
[0030]所述調速電路2包括觸發電容Cl、雙向觸發二極體DB3和雙向晶閘管TRIAC。所述觸發電容Cl 一端c同時與開關控制電路I的開關控制輸出端子b和雙向觸發二極體DB3一端相連，另一端d與雙向晶閘管TRIAC的第一主電極MTl相連；所述雙向觸發二極體DB3的另一端與雙向晶閘管TRIAC的柵極G相連；所述雙向晶閘管TRIAC的第二主電極MT2與開關控制電路I的電源輸入端子a相連。
[0031]進一步，為了減少電路中電流的衝擊，優選地，所述觸發電容Cl中與開關控制電路I的開關控制輸出端子b相連的一端C和開關控制電路I的開關控制輸出端子b之間設有一限流電阻RO。
[0032]所述起動電路3包括第一起動端子e、第二起動端子f、起動電容C2和第三起動端子g。所述第一起動端子e與觸發電容Cl中與雙向晶閘管TRIAC相接的一端d相接；所述第二起動端子f通過所述起動電容C2與雙向晶閘管TRIAC的第二主電極MT2相接；所述第三起動端子g用於作為零線接入端。且所述第一起動端子e、第二起動端子f和第三起動端子g分別輸出到電機的三個輸入端。
[0033]請同時參閱圖2，在使用本發明的風扇電機調速裝置時，首先在起動電路3的三個起動端子之間接入電機M ;然後，開關控制電路I的電源輸入端子接入火線，同時第三起動端子g接入零線；由此完成外部所有接線，只需要選擇控制開關電路的開關狀態便可實現電機M的調速。請參閱圖3，在實際應用中，將開關控制電路I封裝為機械開關組，將調速電路2封裝為電子調速器，並按照上述接線原理實現對各部分電路和電機的連接，完成所有接線。由於開關控制電路I中的每條開關支路的電阻阻值不同，便可通過選擇切換開關實現電機M轉速的變換，從而滿足使用需要。
[0034]在實現電機M調速的過程中，開關控制電路I中某一開關的閉合會實現對調速電路2中觸發電容Cl的充電，同時電源會對起動電路3中的起動電容C2充電。由於當觸發電容Cl兩端的壓值達到雙向觸發二極體DB3的觸發電壓值時，雙向觸發二極體DB3導通，此時雙向晶閘管TRIAC也導通；起動電容C2充電完畢；電機M正常運行。則當開關控制電路I中的電阻阻值發生變化時，會影響到觸發電容Cl兩端的充電電壓壓值和充電時間，由此改變了雙向觸發二極體DB3和雙向晶閘管TRIAC的導通時間，改變了電機M的供電頻率，使得電機M的轉矩也會改變，從而實現電機M調速。在電機M實現調速前，本發明通過起動電容C2的移相作用確定了電機M的轉矩力，然後再通過調速電路2對電機M進行調速。利用起動電容C2為電機M分擔了電壓和減緩了電流對電機M的衝擊力，使得電機M當前的轉矩力處於穩定的狀態，波動得以大大減小，從而使得電機M更加耐用；再利用可控矽的調速方式增強了電機M的轉速調節效果，使得電機M調速效率更高，並進一步延長電機M的使用壽命。通過利用電子調速和電容調速，大大簡化了電路結構，延長電機M的使用壽命。
[0035]相對於現有技術，本發明風扇電機調速裝置及應用該裝置的風扇和風扇電機結合了電子調速法和電容調速法的優點，保證了在每個調速檔位都獲得電機繞組產生的最大轉矩力的前提下，再通過電子調速對電機進行智能控制；從而減緩了電流對電機的衝擊力，使得電機當前的轉矩力處於穩定的狀態，延長了電機的使用壽命和減緩了各個器件的老化；且其電路結構簡單、維修方便。
[0036]本發明並不局限於上述實施方式，如果對本發明的各種改動或變形不脫離本發明的精神和範圍，倘若這些改動和變形屬於本發明的權利要求和等同技術範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形。
【權利要求】
1.一種風扇電機調速裝置，其特徵在於:包括開關控制電路、調速電路和起動電路； 所述調速電路包括觸發電容、雙向觸發二極體和雙向晶閘管；所述觸發電容一端同時與開關控制電路輸出端和雙向觸發二極體一端相連，另一端與雙向晶閘管的第一主電極相連；所述雙向觸發二極體的另一端與雙向晶閘管的柵極相連；所述雙向晶閘管的第二主電極與開關控制電路輸入端相連； 所述起動電路包括第一起動端子、第二起動端子、起動電容和第三起動端子；所述第一起動端子與觸發電容中與雙向晶閘管相接的一端相接；所述第二起動端子通過所述起動電容與雙向晶閘管的第二主電極相接；所述第三起動端子用於作為零線接入端。
2.根據權利要求1所述的風扇電機調速裝置，其特徵在於:所述開關控制電路包括至少兩條並聯相接且電阻阻值不同的開關支路。
3.根據權利要求2所述的風扇電機調速裝置，其特徵在於:所述開關控制電路包括並聯相接的第一開關支路、第二開關支路和第三開關支路；所述第一開關支路包括開關一和調速電阻一；所述第二開關支路包括開關二和調速電阻二 ；所述第三開關支路包括開關三和調速電阻三。
4.根據權利要求3所述的風扇電機調速裝置，其特徵在於:所述調速電阻一的阻值與調速電阻二的阻值相差0-75ΚΩ ;所述調速電阻三的阻值和調速電阻二的阻值相差10-35ΚΩ。
5.根據權利要求4所述的風扇電機調速裝置，其特徵在於:所述調速電阻一的阻值為0Ω。
6.根據權利要求1所述的風扇電機調速裝置，其特徵在於:所述觸發電容中與開關控制電路的輸出端相連的一端和開關控制電路的輸出端之間設有一限流電阻。
7.—種風扇電機，包括電機、風扇電機調速裝置和風扇扇葉；所述電機的輸入端與所述風扇電機調速裝置電連接，所述風扇扇葉固定套設於電機的輸出軸上；其特徵在於:所述風扇電機調速裝置為權利要求1?6任一權利要求所述的風扇電機調速裝置。
8.—種風扇，包括外殼和設置在外殼中的風扇電機；所述風扇電機包括電機、風扇電機調速裝置和風扇扇葉；所述電機的輸入端與所述風扇電機調速裝置電連接，所述風扇扇葉固定套設於電機的輸出軸上；其特徵在於:所述風扇電機調速裝置為權利要求1?6任一權利要求所述的風扇電機調速裝置。
【文檔編號】H02K7/14GK104467623SQ201410765030
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】陳偉禧 申請人:陳偉禧