CN104917440A - 串激式电机的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种串激式电机的控制电路，属于电子电路领域，包括用于转换电压的弱电供电单元、用于输出调宽波信号的PWM调宽波模拟单元、用于触发可控硅的过零检测光耦以及可控硅单元，所述弱电供电单元的输出端与所述PWM调宽波模拟单元电连接，所述PWM调宽波模拟单元的输出端与所述过零检测光耦电连接，所述过零检测光耦与所述可控硅单元电连接，所述可控硅单元还与所述串激式电机串接。本串激式电机的控制电路改善了现有的串激式电机的调速电路在调速过程中会产生大量的高次谐波、易给市电电路造成传导干扰和电磁辐射干扰的问题。

Description

串激式电机的控制电路

技术领域

本发明涉及电子电路领域，具体而言，涉及一种串激式电机的控制电路。

背景技术

串激式电机的定子由凸极铁心和励磁绕组组成，转子由隐极铁心、电枢绕阻、换向器及转轴等组成。串激式电机一般在调速控制电路的控制下工作。而串激式电机现有的调速控制电路普遍采用市电交流电电压波的半周波内某一时间点来触发串激式电机开始工作，而现有的这种调速电路在调速过程中会产生大量的高次谐波、易给市电电路造成传导干扰和电磁辐射干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串激式电机的控制电路，以改善现有的串激式电机的调速电路在调速过程中会产生大量的高次谐波、易给市电电路造成传导干扰和电磁辐射干扰的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供了一种串激式电机的控制电路，包括用于转换电压的弱电供电单元、用于输出调宽波信号的PWM调宽波模拟单元、用于触发可控硅的过零检测光耦以及可控硅单元，所述弱电供电单元的输出端与所述PWM调宽波模拟单元电连接，所述PWM调宽波模拟单元的输出端与所述过零检测光耦电连接，所述过零检测光耦与所述可控硅单元电连接，所述可控硅单元还与所述串激式电机串接。

进一步地，所述串激式电机的控制电路还包括电磁滤波单元，所述弱电供电单元的输入端与所述电磁滤波单元电连接；所述电磁滤波单元与所述可控硅单元电连接。所述电磁滤波单元设置在市电交流电处，用于滤除PWM调宽波模拟单元及可控硅单元的传递过来的杂波，进一步地的减小所述串激式电机的控制电路所产生的传导干扰。

作为一种实施方式，所述电磁滤波单元包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容以及阻抗线圈，所述第一滤波电容与所述第二滤波电容串接，所述第三滤波电容的一端与所述第一滤波电容电连接，另一端与所述第二滤波电容电连接，所述阻抗线圈与所述第三滤波电容并联。通过所述电磁滤波单元中的所述第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容以及阻抗线圈的作用，有效的滤出了串激式电机的控制电路中产生的高频电磁波，避免了产生的高频电磁波通过电线向外辐射造成电磁辐射干扰以及传导干扰。

进一步地，所述弱电供电单元包括单相变压器、整流桥以及三端稳压器，所述单相变压器的输入端并联有第四滤波电容、所述单相变压器的输出端与所述整流桥电连接，所述整流桥的输出端与所述三端稳压器电连接。单相变压器结构简单、体积小、损耗低，能够有效的进行电压变化，把市电电压变换到所述弱电供电单元所需要的电压。而所述整流桥通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的市电交流电转换为单向的直流电，而所述三端稳压器能够有效的把通过所述整流桥整流输出的直流电进行稳压处理输出稳定的直流电。

进一步地，所述第四滤波电容上并联有LED灯。当所述弱电供电单元工作时，所述LED灯也会随之点亮，以便于技术人员判断所述弱电供电单元是否开始工作。

作为一种实施方式，所述PWM调宽波模拟单元包括555定时器，所述555定时器设置有电源端、强制复位端、放电端、阈值电压端、触发端、控制电压端以及接地端；所述强制复位端电连接有可调电阻，所述放电端电连接有脉冲调宽波调节器，所述可调电阻和所述脉冲调宽波调节器时间串接有充电电阻，所述放电端与所述阈值电压端之间串接有第一二极管；所述PWM调宽波模拟单元还包括第二二极管以及放电电阻，所述第二二极管的正极与所述触发端电连接，所述负极通过所述放电电阻与所述脉冲调宽波调节器串接；所述PWM调宽波模拟单元还包括第一电容以及第二电容，所述第一电容的正极与所述触发端电连接，所述第一电容的负极接地，所述第二电容的正极与所述控制电压端电连接，所述第二电容的负极接地。

所述PWM调宽波模拟单元通过555定时器的输出PWM调宽波以控制所述过零检测光耦导通和截止，以便于所述过零检测光耦在检测到负载电流过零时触发所述可控硅单元中的可控硅导通，进而在负载电流过零时触发所述串激式电机工作，减少了控制电路所产生的电磁辐射以及传感干扰。

作为一种实施方式，所述脉冲调宽波调节器为电位器。通过调节电位器可以调节555定时器输出的PWM调宽波占空比。

进一步地，所述过零检测光耦包括输入端正极、输入端负极、第一悬空端、第二悬空端、第一输出端以及第二输出端；所述输入端正极通过上拉电阻与所述弱电供电单元电连接，所述输入端负极与所述555定时器的输出端电连接；所述第一输出端和所述第二输出端均与所述可控硅单元电连接。

进一步地，所述可控硅单元包括可控硅、第一电阻、第二电阻以及第三电阻以及第三电容；所述可控硅设置有控制极、第一阳极以及第二阳极，所述控制极与所述过零检测光耦的所述第二输出端电连接；所述第一电阻的一端与所述过零检测光耦的所述第一输出端电连接，另一端分别与所述第一阳极和所述第二电阻电连接；所述第二阳极与所述第二电阻之间串接有第三电容；所述控制极与所述第二阳极之间串接有第三电阻。

所述第一电阻为触发限流电阻。所述第三电阻为控制极电阻，能够防止所述可控硅误触发，提高抗干扰能力。而所述第二电阻和所述第三电容构成阻容吸收电路，实现对所述可控硅的过压保护。

进一步地，所述可控硅单元还电连接有电热丝。

本发明实施例提供的串激式电机的控制电路，通过在控制电路中设置用于输出调宽波信号的PWM调宽波模拟单元、用于触发可控硅的过零检测光耦以及可控硅单元的方式，使得过零检测光耦在所述PWM调宽波模拟单元输出的信号的控制下，检测到串激式电机的负载电流过零时，才触发可控硅去导通串激式电机开始工作，而在负载过零时触发可控硅去导通串激式电机时，市电交流电电压波为完整的正弦波或者半波，则不会在电路中产生大量的高次谐波，改善了现有的串激式电机的调速电路在调速过程中会产生大量的高次谐波、易给市电电路造成传导干扰和电磁辐射干扰的问题。

附图说明

图1示出了本发明实施例提供的串激式电机的控制电路的结构框图；

图2示出了本发明实施例提供的串激式电机的控制电路的电路图；

图3示出了本发明实施例提供的串激式电机的控制电路中可控硅单元输出波形图。

附图标记：

电磁滤波单元101，弱电供电单元102，PWM调宽波模拟单元103，过零检测光耦104，可控硅单元105，电机单元106。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例提供了一种串激式电机的控制电路，包括用于转换电压的弱电供电单元102、用于输出调宽波信号的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)调宽波模拟单元103、用于触发可控硅的过零检测光耦104以及可控硅单元105，所述弱电供电单元102的输出端与所述PWM调宽波模拟单元103电连接，所述PWM调宽波模拟单元103的输出端与所述过零检测光耦104电连接，所述过零检测光耦104与所述可控硅单元105电连接。当然，为了实现所述可控硅控制所述串激式电机，所述可控硅单元105还与所述电机单元106电连接。

在实践过程中，所述串激式电机的控制电路中的PWM调宽波模拟单元103会产生微小的电磁辐射，而为了进一步的滤出掉所述PWM调宽波模拟单元103产生的电磁辐射的传导干扰，作为一种优选的实施方式，所述串激式电机的控制电路还包括电磁滤波单元101。所述弱电供电单元102的输入端与所述电磁滤波单元101电连接；所述电磁滤波单元101与所述可控硅单元105电连接。所述电磁滤波单元101设置在电连接市电交流电处，用于滤除PWM调宽波模拟单元103及可控硅单元105的传递过来的杂波，进一步地的减小所述串激式电机的控制电路所产生的传导干扰。

作为一种实施方式，所述电磁滤波单元101包括第一滤波电容C9X、第二滤波电容C10X、第三滤波电容C11Y以及阻抗线圈，所述第一滤波电容C9X与所述第二滤波电容C10X串接，所述第三滤波电容C11Y的一端与所述第一滤波电容C9X电连接，另一端与所述第二滤波电容C10X电连接，所述阻抗线圈与所述第三滤波电容C11Y并联。通过所述电磁滤波单元101中的所述第一滤波电容C9X、第二滤波电容C10X、第三滤波电容C11Y以及阻抗线圈的作用，有效的滤出了串激式电机的控制电路中产生的高频电磁波，避免了产生的高频电磁波通过电线向外辐射造成电磁辐射干扰以及传导干扰。

为了给电路中的弱电元件提供稳定的直流电压，较佳的，所述弱电供电单元包括用于表压的单相变压器，用于进行把交流转换为直流的整流桥以及用于稳定直流电压的三端稳压器。

所述单相变压器的输入端并联有第四滤波电容C2、所述单相变压器的输出端与所述整流桥电连接，所述整流桥的输出端与所述三端稳压器电连接。单相变压器结构简单、体积小、损耗低，能够有效的进行电压变化，把市电电压变换到所述弱电供电单元所需要的电压。而所述整流桥通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的市电交流电转换为单向的直流电，而所述三端稳压器能够有效的把通过所述整流桥整流输出的直流电进行稳压处理输出稳定的直流电。

为了便于技术人员判断所述弱电供电单元是否开始工作，较佳的，所述第四滤波电容上并联有LED灯。当所述弱电供电单元工作时，所述LED灯也会随之点亮。

在实践过程中，所述PWM调宽波模拟单元103的实施方式有多种，较佳的，所述PWM调宽波模拟单元包括555定时器，所述555定时器设置有电源端、强制复位端、放电端、阈值电压端、触发端、控制电压端以及接地端；

在图2中，555定时器的引脚1为接地端，引脚2为触发端，引脚3为输出端，引脚4为强制复位端，引脚5为控制电压端，引脚6为阈值电压端，引脚7为放电端，引脚8为电源端。

所述强制复位端电连接有可调电阻R11B，所述放电端电连接有脉冲调宽波调节器R1B，所述可调电阻R11B和所述脉冲调宽波调节器R1B时间串接有充电电阻R3，所述放电端与所述阈值电压端之间串接有第一二极管D7；所述PWM调宽波模拟单元103还包括第二二极管D6以及放电电阻R4，所述第二二极管D6的正极与所述触发端电连接，所述负极通过所述放电电阻R4与所述脉冲调宽波调节器R1B串接；所述PWM调宽波模拟单元103还包括第一电容C4以及第二电容C5，所述第一电容C4的正极与所述触发端电连接，所述第一电容C4的负极接地，所述第二电容C5的正极与所述控制电压端电连接，所述第二电容C5的负极接地。

所述PWM调宽波模拟单元103通过555定时器的输出PWM调宽波以控制所述过零检测光耦104导通和截止，以便于所述过零检测光耦104在检测到负载电流过零时触发所述可控硅单元105中的可控硅导通，进而在负载电流过零时触发所述串激式电机工作，减少了控制电路所产生的电磁辐射以及传感干扰。

如图3所示，可以看出过零检测光耦过零触发所述可控硅的输出波以及交流电源电压波形均是完整的正玄波形。且所述可控硅过零导通与截止，则在给定的时间内加在负载上的交流正玄波个数为整数，且可控硅是在电压(电流)过零时触发导通的，导通时的波形是完整的正玄波或半波，所以不存在常规触发可控硅调节的时产生大量的高次谐波、射频干扰等问题，提高了电路元器件的安全系数，从而使得所述串激式电机的控制电路能够符合EMC(ElectroMagnetic Compatibility，电磁兼容性)检测标准。

作为一种实施方式，所述脉冲调宽波调节器为电位器。通过调节电位器可以调节555定时器输出的PWM调宽波占空比。

进一步地，所述过零检测光耦104包括输入端正极、输入端负极、第一悬空端、第二悬空端、第一输出端以及第二输出端；所述输入端正极通过上拉电阻R15与所述弱电供电单元电连接，所述输入端负极与所述555定时器的输出端电连接；所述第一输出端和所述第二输出端均与所述可控硅单元105电连接。

在实践过程中，所述可控硅单元包括可控硅、第一电阻R6、第二电阻R8以及第三电阻R7以及第三电容C6；所述可控硅设置有控制极、第一阳极以及第二阳极，所述控制极与所述过零检测光耦104的所述第二输出端电连接；所述第一电阻R6的一端与所述过零检测光耦104的所述第一输出端电连接，另一端分别与所述第一阳极和所述第二电阻R8电连接；所述第二阳极与所述第二电阻R8之间串接有第三电容C6；所述控制极与所述第二阳极之间串接有第三电阻R7。

所述第一电阻R6为触发限流电阻。所述第三电阻R7为控制极电阻，能够防止所述可控硅误触发，提高抗干扰能力。而所述第二电阻R8和所述第三电容C6构成阻容吸收电路，实现对所述可控硅的过压保护。

需要说明的是，所述可控硅单元105还电连接有电热丝Z1B，以便于所述可控硅导通交流电时，所述串激式电机的控制电路能够同时控制所述电热丝Z1B开始发热。

本发明实施例提供的串激式电机的控制电路，通过在控制电路中设置用于输出调宽波信号的PWM调宽波模拟单元、用于触发可控硅的过零检测光耦以及可控硅单元的方式，使得过零检测光耦在所述PWM调宽波模拟单元输出的信号的控制下，检测到串激式电机的负载电流过零时，才触发可控硅去导通串激式电机开始工作，而在负载过零时触发可控硅去导通串激式电机时，市电交流电电压波为完整的正弦波或者半波，则不会在电路中产生大量的高次谐波，改善了现有的串激式电机的调速电路在调速过程中会产生大量的高次谐波、易给市电电路造成传导干扰和电磁辐射干扰的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串激式电机的控制电路，其特征在于，包括用于转换电压的弱电供电单元、用于输出调宽波信号的PWM调宽波模拟单元、用于触发可控硅的过零检测光耦以及可控硅单元，所述弱电供电单元的输出端与所述PWM调宽波模拟单元电连接，所述PWM调宽波模拟单元的输出端与所述过零检测光耦电连接，所述过零检测光耦与所述可控硅单元电连接，所述可控硅单元还与所述串激式电机串接。

2.根据权利要求1所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述串激式电机的控制电路还包括电磁滤波单元，所述弱电供电单元的输入端与所述电磁滤波单元电连接；所述电磁滤波单元与所述可控硅单元电连接。

3.根据权利要求2所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述电磁滤波单元包括第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容以及阻抗线圈，所述第一滤波电容与所述第二滤波电容串接，所述第三滤波电容的一端与所述第一滤波电容电连接，另一端与所述第二滤波电容电连接，所述阻抗线圈与所述第三滤波电容并联。

4.根据权利要求1-3任一所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述弱电供电单元包括单相变压器、整流桥以及三端稳压器，所述单相变压器的输入端并联有第四滤波电容、所述单相变压器的输出端与所述整流桥电连接，所述整流桥的输出端与所述三端稳压器电连接。

5.根据权利要求4所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述第四滤波电容上并联有LED灯。

6.根据权利要求1-3任一所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述PWM调宽波模拟单元包括555定时器，所述555定时器设置有电源端、强制复位端、放电端、阈值电压端、触发端、控制电压端以及接地端；所述强制复位端电连接有可调电阻，所述放电端电连接有脉冲调宽波调节器，所述可调电阻和所述脉冲调宽波调节器时间串接有充电电阻，所述放电端与所述阈值电压端之间串接有第一二极管；所述PWM调宽波模拟单元还包括第二二极管以及放电电阻，所述第二二极管的正极与所述触发端电连接，所述负极通过所述放电电阻与所述脉冲调宽波调节器串接；所述PWM调宽波模拟单元还包括第一电容以及第二电容，所述第一电容的正极与所述触发端电连接，所述第一电容的负极接地，所述第二电容的正极与所述控制电压端电连接，所述第二电容的负极接地。

7.根据权利要求6所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述脉冲调宽波调节器为电位器。

8.根据权利要求6所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述过零检测光耦包括输入端正极、输入端负极、第一悬空端、第二悬空端、第一输出端以及第二输出端；所述输入端正极通过上拉电阻与所述弱电供电单元电连接，所述输入端负极与所述555定时器的输出端电连接；所述第一输出端和所述第二输出端均与所述可控硅单元电连接。

9.根据权利要求8所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述可控硅单元包括可控硅、第一电阻、第二电阻以及第三电阻以及第三电容；所述可控硅设置有控制极、第一阳极以及第二阳极，所述控制极与所述过零检测光耦的所述第二输出端电连接；所述第一电阻的一端与所述过零检测光耦的所述第一输出端电连接，另一端分别与所述第一阳极和所述第二电阻电连接；所述第二阳极与所述第二电阻之间串接有第三电容；所述控制极与所述第二阳极之间串接有第三电阻。

10.根据权利要求1所述的串激式电机的控制电路，其特征在于，所述可控硅单元还电连接有电热丝。