CN105763130A - 一种单相多档电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单相多档电机，包括电机、启动电容、电机控制芯片、第一档位支路和多个扩充档位支路，由于第一档位支路和多个扩充档位支路均与电机控制芯片连接，且能够根据电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断，因此，当需要进行档位切换时，电机控制芯片通过向当前运行的档位支路输出关闭信号，并向待切换支路输出开通信号，即可实现对单相单档电机利用多组电容进行多档调速的自动控制。相比手动控制而言，控制过程简单易行，使用方便。

Description

一种单相多档电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体的说，涉及一种单相多档电机。

背景技术

在进行空调机组开发时，有些客户要求空调的风机电机为单相多档电机，由于通常没有现成合适的单相多档电机，因此需要开发新电机。因客户的订单量较少，电机厂家不会专门为一个订单开发一款多档电机，因此只能从现有的单相单档电机中选用合适的单相单档电机，并对该单相单档电机进行档位扩充，以满足客户对单相多档电机的需求。

目前，一般采用多组电容的方式对单相单档电机进行档位扩充，在进行档位切换时，使用机械开关实现档位切换。由于对机械开关的控制为手动控制，因此对电机的控制过程较为繁琐，使用不便。

综上，如何实现对单相单档电机利用多组电容进行多档调速的自动控制是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种单相多档电机，以实现对单相单档电机利用多组电容进行多档调速的自动控制。

一种单相多档电机，包括：电机、启动电容、电机控制芯片、第一档位支路和多个扩充档位支路，其中，各扩充档位支路中包含的调速电容的电容值均不相同；

所述第一档位支路的第一输入端连接直流电源，所述第一档位支路的第二输入端连接第一相线，所述第一档位支路的输出端连接所述电机的输入端，所述第一档位支路的控制端连接所述电机控制芯片，所述第一档位支路用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断；

所述扩充档位支路的第一输入端连接所述直流电源，所述扩充档位支路的第二输入端连接所述第一相线，所述扩充档位支路的输出端连接所述电机的所述输入端，所述扩充档位支路的控制端连接所述电机控制芯片，所述扩充档位支路用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断；

所述电机的第一输出端通过所述启动电容连接第二相线，第二输出端连接所述第二相线；

当需要进行档位切换时，所述电机控制芯片向当前运行的档位支路输出关闭信号，并在预设时间段后向待切换档位支路输出开通信号。

优选的，所述第一档位支路包括：第一继电器和第一开关管；

所述第一继电器的线圈的一端连接所述直流电源，所述第一继电器的线圈的另一端连接所述第一开关管的输入端，所述第一继电器的常开触点的一端连接所述第一相线，所述第一继电器的常开触点的另一端连接所述电机的所述输入端，所述第一开关管的输出端连接接地端，所述第一开关管的控制端连接所述电机控制芯片，所述第一开关管用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断。

优选的，所述第一开关管为三极管。

优选的，所述扩充档位支路包括：第二继电器、第二开关管、调速电容和放电电阻；

所述第二继电器的线圈的一端连接所述直流电源，所述第二继电器的线圈的另一端连接所述第二开关管的输入端，所述第二继电器的常开触点的一端连接所述第一相线，所述第二继电器的常开触点的另一端通过所述调速电容连接所述电机的所述输入端，所述放电电阻并联连接在所述调速电容两端。

优选的，所述第二开关管为三极管。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开了一种单相多档电机，包括电机、启动电容、电机控制芯片、第一档位支路和多个扩充档位支路，由于第一档位支路和多个扩充档位支路均与电机控制芯片连接，且能够根据电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断，因此，当需要进行档位切换时，电机控制芯片通过向当前运行的档位支路输出关闭信号，并向待切换支路输出开通信号，即可实现对单相单档电机利用多组电容进行多档调速的自动控制。相比手动控制而言，控制过程简单易行，使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种单相多档电机的电气原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明实施例公开了一种单相多档电机，以实现对单相单档电机利用多组电容进行多档调速的自动控制。

参见图1，本发明实施例公开的一种单相多档电机的电气原理图，单相多档电机包括：电机M、启动电容C、电机控制芯片(图1中未示出)、第一档位支路01和多个扩充档位支路(图1中仅示出两个扩充档位支路，分别为第一扩充档位支路02和第二扩充档位支路03)，其中，各扩充档位支路种包含的调速电容的电容值均不相同；

单相多档电机各组成部分的连接关系具体如下：

第一档位支路01的第一输入端连接直流电源(图1中的+12V)，第一档位支路01的第二输入端连接第一相线，第一档位支路01的输出端连接电机M的输入端，第一档位支路01的控制端连接电机控制芯片，第一档位支路01用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断；

扩充档位支路的第一输入端连接所述直流电源，扩充档位支路的第二输入端连接所述第一相线，扩充档位支路的输出端连接电机M的输入端，扩充档位支路的控制端连接所述电机控制芯片，扩充档位支路用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断；

电机M的第一输出端通过启动电容C连接第二相线，第二输出端直接连接第二相线；

当需要进行档位切换时，所述电机控制芯片向当前运行的档位支路输出关闭信号，并在预设时间段后向待切换档位支路输出开通信号。

其中，预设时间段具体依据实际需要而定，例如0.5秒，本发明在此不做限定。

需要说明的是，本实施例中的第一相线为火线L，第二相线为零线N。

综上可以看出，本发明公开的单相多档电机中，由于第一档位支路01和多个扩充档位支路均与电机控制芯片连接，且能够根据电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断，因此，当需要进行档位切换时，电机控制芯片通过向当前运行的档位支路输出关闭信号，并向待切换支路输出开通信号，即可实现对单相单档电机利用多组电容进行多档调速的自动控制。相比手动控制而言，控制过程简单易行，使用方便。

并且，由于本发明在进行档位切换时，首先关闭当前运行中的档位支路，在延时预设时间段后，再切换至其他档位，因此，有效避免了不同档位支路中，因控制电机档位的器件同时导通而导致烧毁情况的出现。

为进一步优化上述实施例，上述实施例中的第一档位支路01包括：第一继电器K1和第一开关管Q1；

第一继电器K1的线圈的一端连接直流电源，第一继电器K1的线圈的另一端连接第一开关管Q1的输入端，第一继电器K1的常开触点的一端连接第一相线，第一继电器K1的常开触点的另一端连接电机M的输入端，第一开关管Q1的输出端连接接地端，第一开关管Q1的控制端连接所述电机控制芯片，第一开关管Q1用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断。

优选的，第一开关管Q1为三极管。

三极管的集电极与第一继电器K1的线圈连接，三极管的发射极连接接地端，三极管的基极与电机控制芯片的引脚H_out连接，当电机控制芯片的引脚H_out输出高电平时，该三极管导通，当电机控制芯片的引脚H_out输出低电平时，该三极管关断。

扩充档位支路包括：第二继电器K2、第二开关管Q2、调速电容C1和放电电阻R1；

第二继电器K2的线圈的一端连接直流电源，第二继电器K2的线圈的另一端连接第二开关管Q2的输入端，第二继电器K2的常开触点的一端连接第一相线，第二继电器K2的常开触点的另一端通过调速电容C1连接电机M的输入端，放电电阻R1并联连接在调速电容C1两端。

其中，放电电阻R1的阻值与调速电容C1对应，以保证调速电容C1充分放电。

需要说明的是，各扩充档位支路的电气组成相同，只是不同的档位调速电容C1的电容值不同，相应的，与该调速电容C1并联连接的放电电阻R1也相应不同。

优选的，第二开关管Q2为三极管。

三极管的集电极与第二继电器K2的线圈连接，三极管的发射极连接接地端，三极管的基极与电机控制芯片的引脚M_out/L_out连接，当电机控制芯片的引脚M_out/L_out输出高电平时，该三极管导通，当电机控制芯片的引脚M_out/L_out输出低电平时，该三极管关断。

假设，上述实施例中的单相多档电机有高中低三个档位，第一档位支路01为高档位支路，第一扩充档位支路02为中档位支路，第二扩充档位支路03为低档位支路；

当进行档位切换时，图1示出的单相多档电机的工作原理为：

电机控制芯片的引脚H_out输出高电平，对应的三极管导通，第一继电器K1的线圈得电，第一继电器K1的常开触点闭合，电机M处于高档运行，此时需保证电机控制芯片的引脚M_out和引脚L_out输出低电平，使对应的三极管关断，对应的第二继电器K2的线圈不得电，第二继电器K2的常开触点断开；

当电机M由高档转为中档或低档时，电机控制芯片的引脚H_out输出信号由高电平转变为低电平，对应的三极管关断，第一继电器K1的线圈失电，第一继电器K1的常开触点断开，在延时预设时间段后，电机控制芯片的引脚M_out输出信号由低电平转为高电平(此时引脚L_out一直保持输出低电平)，与引脚M_out对应的第二继电器K2的线圈得电，第二继电器K2的常开触点闭合，电机M开中档运行；或电机控制芯片的引脚L_out输出信号由低电平转为高电平(此时引脚M_out一直保持输出低电平)，与引脚L_out对应的第二继电器K2的线圈得电，第二继电器K2的常开触点闭合，电机M开低档运行。

综上可以看出，本发明公开的单相多档电机通过对不同的档位支路输出开通信号和关闭信号，实现对单相单档电机利用多组电容进行多档调速的自动控制。与此同时，在进行档位切换时，首先关断正在运行档位支路中的继电器，再延时预设时间段，保证该继电器已经完全关断后，再开启待切换档位支路中的继电器，即有效避免了之前档位支路中的继电器还未完全关断，另一个档位支路中的继电器就已经开启，导致使用电容扩档的多档电机在档位切换时两个继电器与调速电容之间构成短路回路，而烧毁继电器的常开触点的情况。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种单相多档电机，其特征在于，包括：电机、启动电容、电机控制芯片、第一档位支路和多个扩充档位支路，其中，各扩充档位支路中包含的调速电容的电容值均不相同；

所述第一档位支路的第一输入端连接直流电源，所述第一档位支路的第二输入端连接第一相线，所述第一档位支路的输出端连接所述电机的输入端，所述第一档位支路的控制端连接所述电机控制芯片，所述第一档位支路用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断；

所述扩充档位支路的第一输入端连接所述直流电源，所述扩充档位支路的第二输入端连接所述第一相线，所述扩充档位支路的输出端连接所述电机的所述输入端，所述扩充档位支路的控制端连接所述电机控制芯片，所述扩充档位支路用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断；

所述电机的第一输出端通过所述启动电容连接第二相线，第二输出端连接所述第二相线；

当需要进行档位切换时，所述电机控制芯片向当前运行的档位支路输出关闭信号，并在预设时间段后向待切换档位支路输出开通信号。

2.根据权利要求1所述的单相多档电机，其特征在于，所述第一档位支路包括：第一继电器和第一开关管；

所述第一继电器的线圈的一端连接所述直流电源，所述第一继电器的线圈的另一端连接所述第一开关管的输入端，所述第一继电器的常开触点的一端连接所述第一相线，所述第一继电器的常开触点的另一端连接所述电机的所述输入端，所述第一开关管的输出端连接接地端，所述第一开关管的控制端连接所述电机控制芯片，所述第一开关管用于根据所述电机控制芯片输出的开通信号和关闭信号进行导通和关断。

3.根据权利要求2所述的单相多档电机，其特征在于，所述第一开关管为三极管。

4.根据权利要求1所述的单相多档电机，其特征在于，所述扩充档位支路包括：第二继电器、第二开关管、调速电容和放电电阻；

所述第二继电器的线圈的一端连接所述直流电源，所述第二继电器的线圈的另一端连接所述第二开关管的输入端，所述第二继电器的常开触点的一端连接所述第一相线，所述第二继电器的常开触点的另一端通过所述调速电容连接所述电机的所述输入端，所述放电电阻并联连接在所述调速电容两端。

5.根据权利要求4所述的单相多档电机，其特征在于，所述第二开关管为三极管。