CN107786126B - 电机启动控制电路、电机组件及负载驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种电机启动控制电路、电机组件及负载驱动装置，用于控制同步电机的启动，包括：逻辑控制电路和双向电子开关；所述逻辑控制电路，用于在电机启动时将指定波数规律的交流电源正半波串或者负半波串控制信号通过触发所述双向电子开关使所述单相同步电机通电，当所述正/负波头串的波头数减少至一预定数值时，所述双向电子开关全通电。本申请可以解决单相同步电机启动时旋转方向不定、启动振动以及启动失败的问题。

Description

电机启动控制电路、电机组件及负载驱动装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，启动控制电路特别是涉及一种电机启动控制电路、使用该电机启动控制电路的电机组件及负载驱动装置。

背景技术

单相同步电机具有体积小、重量轻、效率高、能耗低、结构简单、工作可靠、维护方便等优点，能够适应电机小型轻量化和高输出功率的发展要求，因而越来越多地被应用于家用电器、电动工具、医疗器械以及轻工设备中。

单相同步电机的定子绕组在接通交变电源时，会产生与电压频率一致的脉动磁场，根据双旋转磁场理论，该脉动磁场可以分解成一正一反两个转速相同、方向相反的旋转磁场，这两个旋转磁场的幅值各为脉动磁场幅值的一半，当转子磁极正对定子磁极静止时，这两个旋转磁场在转子中会产生两个大小相等、方向相反的同步速转矩，使得合成转矩为0，转子无法自动旋转，即单相同步电机无法自动启动。

在现有技术中，通常采用在单相同步电机的定子绕组和转子绕组之间设置不均匀气隙的方式，使转子磁极停在预启动位置，此时两个旋转磁场对转子产生的合成转矩不为0，从而在通电时转子能够自动旋转，实现单相同步电机在通电时的自动启动。

但是，由于在接通电源时脉动磁场的起始相位是随机的，无法确定转子受到的合成转矩的方向，导致在启动时转子可能顺时针旋转也可能逆时针旋转，同时由于转子的存在往往不能在一个交流电源周期内进入同步，因此采用该现有技术的单相同步电机在启动时存在旋转方向不定、启动失败及振动噪声的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种单相同步电机的启动控制电路，以解决单相同步电机在启动时的旋转方向不定、振动噪声大、以及电源启动频率高导致的失步的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种电机启动控制电路，用于控制同步电机的启动，包括：

逻辑控制电路和双向电子开关；

所述逻辑控制电路，用于在电机启动时将指定波数规律的交流电源正半波串或者负半波串通过所述双向电子开关施加到所述单相同步电机上，当正/负波头串的波头数减少至一预定数值时，所述双向电子开关全通电。

优选的，所述逻辑控制电路通过触发所述双向电子开关导通，所述单相同步电机交替接收所述交流电源的正半波串和负半波串，并逐渐减少交替输出的所述正半波串和所述负半波串的波头数。

优选的，所述逻辑控制电路控制所述正半波串和所述负半波串的波头数以等差或非等差递减。

优选的，在所述正/负波头串的波头数减少到1时，通过所述双向电子开关为所述同步电机完全接通所述交流电源，进入同步运行状态。

优选的，在所述单相同步电机启动前，所述逻辑控制电路控制所述双向电子开关单向导通，所述单相同步电机接收定位的若干个定位波头串，所述定位波头串用于使所述单相同步电机的转子指定磁极停在启动预设位置。

优选的，所述定位波头串为正向波头串或者负向波头串。

优选的，所述启动控制电路还包括：

限幅整流电路、滤波稳压电路、整形电路及触发电路；

所述滤波稳压电路通过所述限幅整流电路与所述交流电源相连接；

所述限幅整流电路通过所述滤波稳压电路为所有电路提供直流稳压工作电源；

所述逻辑控制电路通过所述触发电路与所述双向电子开关相连接。

优选的，所述启动控制电路还包括位置传感器；所述位置传感器与所述逻辑控制电路相连接，用于检测所述同步电机的转子在静止时的磁极性质。

本发明还提供一种电机组件，包括电机及与所述电机串接于交流电源两端的如前述的启动控制电路，所述电机包括定子和可相对定子旋转的永磁转子，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组，所述定子绕组与所述双向电子开关串接于所述交流电源两端。

本发明还提供一种负载驱动装置，包括前述的电机组件及由所述电机组件驱动的负载。

优选的，所述负载驱动装置还包括一离合器，所述电机组件通过所述离合器驱动所述负载。

优选的，所述离合器为弹簧离合器、离心离合器、摩擦离合器或电磁离合器。

由以上本申请提供的技术方案可见，相对于现有技术，本申请方案的启动控制电路在需要启动单相同步电机时，控制向单相同步电机起始输出指定的正半波串或者负半波串电压，就可以控制转子受到磁场转矩的方向，使单相同步电机正向启动或者反向启动，这样就可以解决单相同步电机在启动时的旋转方向不定的问题，进一步脉冲串波头数的逐步减少，也使定子磁场转速逐步加快，最终实现电源全导通，电机平稳的进入同步速运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，对于采用本原理，用软、硬件运算电路、FPGA、ASIC电路实现本方案来讲，均在本专利保护范围。

图1a与图1b为本申请实施例提供的一种单相同步电机的启动控制电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的单相永磁同步电机的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的无位置传感器的启动控制电路的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的有位置传感器的启动控制电路的结构示意图；

图5a与图5b为本申请实施例提供的波头数等差递减时的波头控制流程图；

图6为本申请实施例提供的波头数等差递减时的电源及电机端电压波形图；

图7a与图7b为本申请实施例提供的波头数非等差递减时的波数控制流程图；

图8为本申请实施例提供的波头数非等差递减时的电源及电机端电压波形图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种单相同步电机带负载系统的结构示意图。

参照图1所示，本申请实施例提供的单相同步电机的启动控制电路，用于实现对单相同步电机的定位、启动、运行控制，包括：

启动控制电路1，用于对交流电源向所述单相同步电机输出的交流电压进行波头数控制，形成包括正半波串和负半波串交替变化，波头数逐步减少的电压，再将所述正半波串或者所述负半波串输出到所述单相同步电机10，控制所述单相同步电机10的定位、启动，并在所述单相同步电机10启动后，向所述单相同步电机交替输出所述正半波和所述负半波，使电机进入同步运转。

在本申请实施例中，交流电源用于向所述单相同步电机供电，所述单相同步电机为单相永磁(或励磁)同步电动机，并采用定子、转子铁芯不均匀磁路(如附加槽、附加极、附加孔等)，以使电机转子磁极可以停在预定起始位置上，图1a)为在单相同步电机的上部连接启动控制电路的接线图，图1b)为在单相同步电机的下部连接启动控制电路的接线图。

在图1a)与图1b)中，在所述单相同步电机10和负载50之间还设置有离合器40，所述离合器40用于在所述单相同步电机10的转子转速接近同步后，再带动所述负载50启动，若负载启动转矩及转动惯量较小，也可不用离合器，而由电机10直接带动负载50启动。本实施方式中，该离合器40可为弹簧离合器、离心离合器、摩擦离合器或电磁离合器。本实施方式中，以负载50为风机的扇叶为例进行说明，其他实施方式中，负载50可为水泵的叶轮或其他设备。

本申请实施例提供的启动控制电路1内含MCU，可以用分立元件经印刷电路板(PCB板)焊接为一体，也可使用1～3个专用IC封装而成，还可用裸片电路绑定而成。视其功耗大小，可以装设不同的散热片，以及接线端(接线端可以是插头、接线螺丝、引出线或焊接点)。

启动控制电路1可用卡子、螺钉等固定装置固定在单相同步电机的壳体内部或外部。

图2为本发明实施例提供的单相永磁同步电机的结构示意图。所述单相永磁同步电机10包括定子和可相对定子旋转的转子14。定子具有定子磁芯12及绕设于定子磁芯12上的定子绕组16。定子磁芯12可由纯铁、铸铁、铸钢、电工钢、硅钢片、铁氧体等软磁材料制成。转子14具有永磁铁，定子绕组16与交流电源串接时转子14在稳态阶段以60f/p圈/分钟的同步转速恒速运行，其中f是所述交流电源的频率，p是转子的极对数。

定子的磁极和转子14的磁极之间具有不均匀气隙18，使得转子14在静止时其极轴R相对于定子的极轴S偏移一个角度α，以允许单相永磁同步电机10在启动控制电路的作用下每次通电时转子可以具有起动转矩。本实施方式中，定子和转子均具有两个磁极。可以理解的，在更多实施方式中，定子和转子的磁极数也可以不相等，且具有更多磁极，例如四个、六个等。

本实施方式中，单相永磁同步电机10的定子绕组16和启动控制电路串联于交流电源两端。所述电机启动控制电路1可使单相永磁同步电机10在每次启动时均能实现电机转子初始定位、定子磁场沿着一固定方向逐步加速起动、直至并网同步速运行。

图3为本申请实施例提供的一种无位置传感器单相同步电机的启动控制电路的结构示意图。

参照图3中所示，本实施方式中，所述启动控制电路1为七端口特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)芯片。所述启动控制电路1外部可以设置壳体31、自壳体31伸出的七个端子1、2、3、D1、D2、D3、VCC，交流电源经端口1向启动控制电路1供电，控制电路的2、3端口与电机串接在电源上，电机为单相永磁(或励磁)同步电动机，VCC通过启动开关、停止开关、方向开关连接D1、D2、D3接口，提供给电路启动、停止、正转/反转信号。

启动控制电路1封装于壳体内，所述启动控制电路1设于半导体基片上，包括：限幅整流电路21、滤波稳压电路22、整形电路23、逻辑控制电路24、触发电路25、采样电路26和双向电子开关27。所述限幅整流电路21包括电阻1、稳压管Z及二极管D；所述采样电路26包括电阻2、电阻3及电阻4。在本实施方式中，所述采样电路26可以是，但不限于电压或电流采样电路。

所述限幅整流电路21与交流电源连接，所述限幅整流电路21经整形电路23与所述逻辑控制电路23的输入端相连接，所述逻辑控制电路24的输出端经触发电路25与所述双向电子开关27相连接，所述双向电子开关27与所述单相同步电机10串联在所述交流电源两端。所述滤波稳压电路22接收稳压管Z阴极的脉动直流电压并将其处理变为电压值为大多数芯片或电路普遍使用的稳定的3伏到18伏之间的电压(例如5V)并提供给所述整形电路23、逻辑控制电路24、触发电路25等作为直流工作电源VCC。

逻辑控制电路24可以由SOC片上系统集成电路(也可以由MCU、DSP、FPGA、或数字/模拟运算电路代替)组成，并经触发电路(比如TRIAC，SCR，MOS的触发电路)与双向电子开关27相连接。

双向电子开关27可以采用双向可控硅电路(也可由正反并联的单向可控硅SCR、场效应管MOS、三极管等代替)。本实施方式中，所述双向电子开关27为三端双向交流开关，其两个阳极分别连接端子2与交流电源，其控制极连接所述触发电路25。

所述整形电路23，用于对所述限幅整流电路21输出的单向脉动电压进行整形，形成与交流电源正半波同步矩形工作脉冲供给逻辑控制电路23运算。

在本申请实施例中，正半波串和负半波串的波头个数均可用波头算法计数。

逻辑控制电路24，用于控制所述正半波串或者所述负半波串通过所述双向电子开关27输出到所述单相同步电机1，控制所述单相同步电机1转子定位、启动，并在所述单相同步电机1启动后，控制所述双向电子开关27全导通，所述单相同步电机1交替接收所述交流电源输出所述正半波和所述负半波，实现全导通同步运行。

在本申请实施例中，经电阻、稳压管实现半波限幅整流，并经整形电路得到同步矩形工作脉冲，供逻辑控制电路24的SOC电路进行中断触发，二极管可隔离滤波稳压电路22的直流电压影响单向脉动电压。VCC经启、停、及方向开关接入逻辑控制电路24的SOC，以控制电机的启动、停止和运转方向。

分压电阻2、3的电压信号Vv及采样电阻4的电流信号Vi还可以接入逻辑控制电路24的SOC，以检测电路的电压、电流故障，SOC配合波数控制算法及故障检测软件，可控制SOC输出，经触发电路25，触发双向电子开关27接通电机电源，可以实现波数控制及故障保护功能。整流、整形、稳压、SOC、触发、采样、电子开关电路共地，电路简单可靠。

由于传统单相同步电机的转子磁极N、S指向是随机的，接通电源时，电流的起始相位也是随机的，无法确保转子磁极受力为指定旋转方向，同时施加电源的频率也是固定的，因此在启动时存在旋转方向不定、启动振动、启动转矩小、启动失步以及启动失败等问题。

在本申请实施例中，滤波稳压电路22向逻辑控制电路24提供电源，整形电路向逻辑控制电路24提供同步矩形工作脉冲，逻辑控制电路24可以产生特定个数的正/负半波串触发脉冲到双向电子开关27，由于逻辑控制电路24在控制所述单相同步电机启动时，可以控制将所述交流电源的正半波串或者负半波串通过所述双向电子开关施加到所述单相同步电机，从而能够在电机启动时使电机转子磁极定位，并提供确定的起始半波串方向，同时使正/负半波串波头数逐步减少，而且在所述单相同步电机启动后，逻辑控制电路24还可以控制所述双向电子开关27全导通，所述单相同步电机接收所述交流电源输出所述正半波串和所述负半波串，可使电机按指定方向逐步加速启动并平稳的转入同步旋转。

本申请实施例在解决旋转方向不定的问题时，采用了在电源开通时提供确定的起始半波方向的方案，为了进一步实现启动方向的控制，本申请还在启动时确定转子的磁极位置，下面提供两种方案：

其一是在电机停转时使转子指定磁极停止在预设位置，此时所述逻辑控制电路24在所述单相同步电机启动前，可以通过所述双向电子开关27向所述单相同步电机10输出定位脉冲，所述定位脉冲用于使所述单相同步电机10的转子24停在预设位置；设备断电时亦可设在指定半波关闭，以使转子24停在预期位置。优选地，所述定位脉冲为正半波脉冲或者负半波脉冲，且通常定位波头数所占时间及定位间隔时间为电机转子机械时间常数的0.5-5倍。

比如：逻辑控制电路24首先控制所述交流电源施加到电机上的电压为一定数量的正半波串，以使同步电机转子磁极N极指向确定的电枢磁极，此时通过控制正向波头数及波头导通角，可控制电机定位电流及力矩，然后停电，停电时间约为转子机械时间常数的0.5～5倍，以使转子N极在静止定位力矩作用下回到预设位置。

可以理解的是，若电机在停转时采用正半波脉冲定位转子的预设位置，那么在启动开始时先发出正波头串，则电机会正向启动并运行；若电机在停转时采用负半波脉冲定位转子的预设位置，那么在启动开始时先发出负波头串，则电机也会正向启动并运行；若电机在停转时采用正半波脉冲定位转子的预设位置，那么在启动开始时先发出负波头串，则电机会反向启动并运行；若电机在停转时采用负半波脉冲定位转子的预设位置，那么在启动开始时先发出正波头串，则电机也会反向启动并运行。因此定位波头串及起始半波串可以随需要设定为正半波或为负半波。

此时，控制电路可用MCU、ASIC、逻辑电路、运算放大器、计数器等实现，不需要设置位置传感器，简单实用且成本低廉。

其二是通过位置传感器检测转子在静止时的磁极位置，此时所述启动控制电路1还包括位置传感器20，如图4所示；所述位置传感器20与所述逻辑控制电路24相连接，用于检测所述单相同步电机的转子在静止时的N-S极位置；所述逻辑控制电路24还用于，根据所述N极位置以及预设的转动方向确定在控制所述单相同步电机1启动时向所述单相同步电机输出的启动电压是所述正半波串还是所述负半波串，此时不再需要定位脉冲串。优选地，所述位置传感器为霍尔传感器。

同时，现有技术在启动单相同步电机时，无法根据转子的磁极位置，施加所需的正半波串或者负半波串，因此启动方向不定，对大惯量、重转矩负载，因转子磁极的转速跟不上电枢磁场的转速，则会失步，造成转子停转或振动及启动失败。

而本申请实施例中，在所述交流电源通过所述双向电子开关27向所述单相同步电机交替输出所述正半波串和所述负半波串时，所述逻辑控制电路24还可以在所述交流电源交替输出所述正半波串和所述负半波串的过程中，逐渐减少交替输出的所述正半波串和所述负半波串的波头数，使定子磁场的转速由低向高逐步变化，在所述波头数减少到1时，通过所述双向电子开关27为所述单相同步电机接通所述交流电源。这样，既可以实现单相同步电机的定向启动，而且启动转矩大，进入同步平滑可靠、不缺波，可以减少启动过程的振动、噪声与失步。

具体的，所述逻辑控制电路24还可以控制若干波头的正半波串与负半波串交替出现，根据电机转子转动惯量的大小决定起始波头数M，然后每正负交变一次，其串中波头数可以按一定规律递减，例如等差递减，其后依次正负交替的波头数为M-k*I个，I代表正负半波转换次数(取值1～N的正整数)，k为等差数(取值1～(M-1)/I的正整数)，M的取值保证最后一个M-I的波头数为1。

例如取k＝1，I＝2，则每次的波头数Mi＝(M2，M1，M0)＝(3、2、1)，即半波串转换2次，波头数每次减1，由起始到结束正反波头数分别为正向3个波头、负向2个波头、又正向1个波头，紧随最后1个波头，电路完全接通。

见图5a与图5b，为本申请实施例提供的波头数等差递减时的控制流程图，其中，图5a为波数控制主程序，图5b为中断子程序，控制流程如下：

(1)主程序开始，读取预置的波头串转换次数i、波数的等差递减数K，计算每次变换半波串的波头数Mi＝M-K*i，读取定位波头数N，定位等待数L(见上述的等差递减时的数据算法公式)；

(2)判断相应按键是否启动且是否正转，如果全是，则设方向标志C＝1(反转C＝0)，开中断(遇到同步脉冲上下沿，程序转入中断子程序)，等待中断时，检查故障(过流、过热、欠压、过压等)，遇轻微故障，程序调节双向可控硅控制角，以减小电流，遇严重故障或停止按键信号，则关中断、关机，返回等待启动循环，当然，还可根据电机的效率调节电流，以使电机运行效率较高；

(3)进入中断子程，先发出N个定位正波头(同步脉冲上升沿触发，下降沿跳过)，再转入L个半周期等待；

(4)最后转入波头串交替启动，若C＝0，触发正波头串，若C＝1，触发负波头串，不符合条件则退出子程，控制角可使可控硅延时触发限流，触发脉宽可选0.1～5ms(毫秒)以使可控硅可靠触发而触发脉冲时间又短，当相应的脉冲串波头数Mi触发完毕，C取反，波头串转换次数减一(i＝i-1)，进入反向波头串触发，当i＝0时，触发全导通；

(5)关中断，返回主程。

等差递减时的系统输出控制波形(施加到电机端的电源波形)见图6所示，开始的正向波头为定位波头(计数值N)，其后有一段定位间隔时间(计数值L)，然后是正负交变的启动波头串，当启动波头串中波头数为1时，电源全通实现同步运行。

进一步的：每次波头递减数ki也可不为等差常数，以实现近似S形升速曲线，这样可使启动更平滑、震动小。例如可取ki＝(1、2、1)，(1、2、2、1)，(1、2、3、2、1)，还可用杨辉三角(亦称帕斯卡三角)各行的数据，例如1，2，1或1，3，3，1等，其起始波头数M为选定的上述数组的数据总和再加1，即Mi＝∑Ki+1、其后各串波头数依次为M_i-1＝Mi-ki直到1。

图7a与图7b，为本申请实施例提供的波头数非等差递减时的控制流程图，其中，图7a为波数控制主程序，图7b为中断子程序，控制流程如下：

(1)主程序开始，读取预置的波头串转换次数i、波数的等差递减数Ki，计算首次波头数为Mi＝∑Ki+1及其后每次变换半波串的波头数M_i-1＝Mi-Ki，读取定位波头数N，定位等待数L(见上述的非等差递减时的数据算法公式)；

(2)判断相应按键是否启动且是否正转，如果全是，则设方向标志C＝1(反转C＝0)，开中断(遇到同步脉冲上下沿，程序转入中断子程序)，等待中断时，检查故障(过流、过热、欠压、过压等)，遇轻微故障，程序调节双向可控硅控制角，以减小电流，遇严重故障或停止按键信号，则关中断、关机，返回等待启动循环，当然，还可根据电机的效率调节电流，以使电机运行效率较高；

(3)进入中断子程，先发出N个定位正波头(同步脉冲上升沿触发，下降沿跳过)，再转入L个半周期等待；

(4)最后转入波头串交替启动，若C＝0，触发正波头串，若C＝1，触发负波头串，不符合条件则退出子程，控制角可使可控硅延时触发限流，触发脉宽可选0.1～5ms(毫秒)以使可控硅可靠触发而触发脉冲时间又短，当相应的脉冲串波头数Mi触发完毕，C取反，波头串转换次数减一(i＝i-1)，进入反向波头串触发，当i＝0时，触发全导通；

(5)关中断，返回主程。

图8为波头数非等差递减时，I＝3，ki＝(1、2、1)，Mi＝(5、4、2、1)时系统输出控制波形(施加到电机端的电源波形)，开始3个正向波头为定位波头(定位数N)，其后有一段定位等待时间(定位等待数L)，然后是正负交变的启动波头串，当启动波头串中波头数为1时，双向电子开关立即全开通电源(可以是电子开关全开，或将电子开关短接)，实现同步运行。

上述控制逻辑可由所述逻辑控制电路24的SOC及软件实现，当然此逻辑算法也可由数字电路、逻辑电路、模拟电路、MCU、ASIC、FPGA等实现。

请再次参阅图1，应用上述电机组件负载的启动负载转矩及转动惯量大，同步电机转矩波动可能导致同步失败，因此采用离合器40连接负载50，电机10启动时，先让电机10轻载启动，待电机转子24达到一定转速时再用离合器40带动负载启动，解决了电机10启动初期输出力矩不足以带动负载从而启动失败的问题。若负载的启动负载转矩及转动惯量较小，电机10也可直接驱动负载启动运行。采用本发明的驱动方式，离合器高速运行时闭合力远大于低速时的闭合力，且允许电机有较长的启动过程。

由以上本申请提供的技术方案可见，本申请方案的启动控制电路在需要启动单相同步电机时，控制向单相同步电机输出电源电压中的正半波串或者负半波串，就可以控制定子磁场的方向，从而能够控制确定转子受到的合成转矩的方向，使单相同步电机正向启动或者反向启动，这样就可以解决单相同步电机在启动时的旋转方向不定的问题，同时定子磁场实现了斜线或S曲线式逐步加速到同步速的过程，解决了同步电机启动易失步及振动噪声问题。

此电路靠软、硬件结合实现单相同步电机的启动运转控制，硬件电路简单可靠，软件算法新颖实用，并可在硬件不变的情况下，通过调整软件不断改进系统的功能和性能，以解决单相同步电机定向启动以及带动大转矩大惯量负载的问题，本系统结构简单牢固、震动噪声小、使用寿命长，可广泛用在风机、水泵、小型设备等领域。

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，本文中所定义的波数控制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波数控制原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种电机启动控制电路，用于控制同步电机的启动，其特征在于，包括：

逻辑控制电路和双向电子开关；

所述逻辑控制电路，用于在电机启动时将指定波数规律的交流电源正半波串或者负半波串控制信号通过触发所述双向电子开关使单相同步电机通电，当所述正/负半波串的波头数减少至一预定数值时，所述双向电子开关全通电；所述逻辑控制电路通过如下方式控制电机转向：

在电机停转时,所述逻辑控制电路采用正半波脉冲定位转子的预设位置，在电机启动开始时所述逻辑控制电路先发出正半波串，电机正向启动并运行；电机在停转时采用负半波脉冲定位转子的预设位置，在启动开始时先发出负半波串，电机正向启动并运行；电机在停转时采用正半波脉冲定位转子的预设位置，在启动开始时先发出负半波串，电机反向启动并运行；电机在停转时采用负半波脉冲定位转子的预设位置，在启动开始时先发出正半波串，电机反向启动并运行。

2.根据权利要求1所述的启动控制电路，其特征在于，所述逻辑控制电路通过触发所述双向电子开关导通，使所述单相同步电机按波数控制规律交替接收所述交流电源的正半波串和负半波串，并逐渐减少交替输出的所述正半波串和所述负半波串的波头数。

3.根据权利要求1所述启动控制电路，其特征在于，所述逻辑控制电路控制所述正半波串和所述负半波串的波头数以等差或非等差递减。

4.根据权利要求2所述的启动控制电路，其特征在于，在所述正/负半波串的波头数减少到1时，通过所述双向电子开关为所述同步电机完全接通所述交流电源，进入同步运行状态。

5.根据权利要求1所述的启动控制电路，其特征在于，所述启动控制电路还包括：

限幅整流电路、滤波稳压电路、整形电路及触发电路；

所述滤波稳压电路通过所述限幅整流电路与所述交流电源相连接；

所述限幅整流电路通过所述滤波稳压电路为所有电路提供直流稳压工作电源；

所述逻辑控制电路通过所述触发电路与所述双向电子开关相连接。

6.根据权利要求1所述的启动控制电路，其特征在于，所述启动控制电路还包括电机转子磁极位置传感器；所述电机转子磁极位置传感器与所述逻辑控制电路相连接，用于检测所述同步电机的转子在静止时的磁极性质。

7.根据权利要求1所述的启动控制电路，其特征在于，所述逻辑控制电路为微控制器单元且执行波数控制算法。

8.一种电机组件，包括电机及与所述电机串接于交流电源两端的如权利要求1-7项中任一项所述的启动控制电路，所述电机包括定子和可相对定子旋转的永磁转子，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组，所述定子绕组与所述双向电子开关串接于所述交流电源两端。

9.一种负载驱动装置，包括如权利要求8所述的电机组件及由所述电机组件驱动的负载。

10.如权利要求9所述的负载驱动装置，其特征在于，所述负载驱动装置还包括一离合器，所述电机组件通过所述离合器驱动所述负载。

11.如权利要求10所述的负载驱动装置，其特征在于，所述离合器为弹簧离合器、离心离合器、摩擦离合器或电磁离合器。

12.如权利要求9所述的负载驱动装置，其特征在于，所述负载驱动装置包括家用电器、电动工具、医疗器械或者轻工设备。

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