CN1610215A - 具有可变转速的电动机 - Google Patents

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Abstract

一种可变转速的电动机，包括：与至少一个激磁线圈相连的定子(2)；其上形成有至少两个具有相反极性的磁极的转子(5)。所述线圈适用于在所述定子上形成具有相反极性的至少两个感应磁极。所述电动机还包括用于所述转子上的所述转速的调节装置，包括抗干扰滤波器。

Description

具有可变转速的电动机
技术领域
本发明涉及一种具有转速调节装置的电动机。具体地说，本发明涉及一种具有和电动机本身的感应线圈相连的转速调节装置的电动机。
背景技术
已知通常使用两个主要系统实现电动机的调节，以便进行转速控制和交流电压供电。
第一种系统使用TRIAC开关或SCR预见提供给电动机感应线圈的正弦交流电流的切断，其中用这种方式控制导通时间间隔，使得只有正弦电压的一部分导通。
本申请人观察到，虽然所述的系统就控制的连续性而言是有效的，但是由于电流的突然切断而引入大量的谐波。
在另一方面，第二种熟知的系统通常被称为“斩波器”，其进行一种校正，把电动机感应线圈电源交流电流的负半波转换成正半波。然后所述半波通过例如大约20kHz的高频开关信号“斩波”或“关断”，并被提供给要被控制的电动机(例如使用MOSFET或IGBT晶体管)。通过调节占空比控制感应线圈电流，因而控制电动机的速度。
本申请人观察到，尽管所述第二系统比第一系统产生较少的谐波干扰，并且能够减少绕组的铜损，但需要滤波器来消除超声的开关转换频率的谐波。实际上，所有的开关电路必须配备抗干扰的能量滤波器，以便满足当前的规定和标准。此外，第一系统还需要抗干扰滤波器，以便限制在提供给电动机感应线圈的电流中存在的由于具有TRIAC转换开关而引起的所述悬谐波。
众所周知，为此目的，在两种调节系统和电动机之间串联地插入由在铁氧体铁心上绕制的铜绕组构成的电感。此外，还和转换开关并联地设置RC(电阻-电容)系统。
本申请人注意到，所述抗干扰滤波器电感的存在需要相当大的房间容纳所述铁氧体铁心。此外，电感的效率和当通过交流电流时产生的阻抗成比例，因此和有关的尺寸成比例。具体地说，电感的尺寸越大，抗干扰滤波器的效率越高。
本申请人想要用简单而经济的方式解决把由电动机速度调节装置引起的干扰减到最小的问题，从而限制电动机本身内部的所述装置的尺寸。
为此目的，本申请人提出了一种配备有用于调节电动机的转速的装置的电动机，其中所述电动机的至少一个感应线圈的一部分被用作抗干扰滤波器电感，适用于限制由调节装置的开关频率引入的干扰。具体地说，所述电动机感应线圈被分成串联连接的两部分，最好所述两部分彼此相同，并且所述调节装置被插入所述两部分之间。
本发明的一个方面涉及一种可变转速的电动机，其包括：与至少一个激磁线圈相连的定子；其上形成有至少两个具有相反极性的磁极的转子，所述至少一个线圈适用于在所述定子上形成至少两个感应磁极，每个感应磁极具有与另一个感应磁极相反的极性。用于所述转子的所述转速的调节装置，其包括抗干扰滤波器，其特征在于所述抗干扰滤波器包括至少所述磁感应线圈的一部分。
按照本发明的机壳系统的特征和优点通过下面参照附图进行的实施例的说明将更加清楚和更容易理解，下面的说明只是实施例的一些例子，决没有限制的意义。
附图说明
图1是按照本发明的作为一个整体的电动机的示意图；
图2是在按照本发明的电动机中插入的调节装置的示意图；以及
图3是按照本发明的调节装置的一种可能的电气布线图。
具体实施方式
参看附图，按照本发明的优选实施例的电动机包括和至少一个磁感应线圈3a和3b相连的定子2，以及转子4。
所述至少一个感应线圈适用于在所述定子上产生至少两个磁极，每个磁极具有与另一个磁极相反的极性。所述转子包括至少两个磁极，每个磁极具有与另一个磁极相反的极性。所述转子磁极可以用这种方式来实现，按照技术的状态讲，使用与所述转子相连的至少一个永磁体，或者使用由通过合适的滑动接触例如电刷输入到所述转子的电流激励的至少一个线圈，或者通过异步电动机的自感匝。
所述电动机包括转速调节装置5，其和所述至少一个感应线圈相连。
图2表示本发明的实施例，其中调节装置5和由提供给端子6和7的交流电流供电的电动机感应线圈相连。
按照本发明，所述线圈被分成相互串联的第一部分3a和第二部分3b。优选地，所述第一部分和所述第二部分彼此相同。
调节装置5被串联地插入所述第一部分3a和所述第二部分3b之间，使得其通过具有相同强度的电流I。
用这种方式，调节装置5在上游和下游被感应线圈3a，和3b的至少一部分保护，所述至少一部分作为抗干扰滤波器电感，旨在大大地限制在转换期间产生的干扰，并减少由和速度、噪声源、以及不希望的谐振有关的突然加于所述电动机上的转矩峰值引起的机械振动。
因此，按照本发明，感应线圈的至少一部分代替了在现有技术中使用的绕制的铁氧体滤波器的电感。
图3表示按照本发明的调节装置的电气布线图，包括用于所述感应线圈的控制电路51，其以和抗干扰滤波器52并联的方式设置。
所述控制电路是一种熟知的控制电路，并且由TRIAC T1和DIACD1、可变电阻511的电阻单元(电阻R2和并联连接的电位器P1和P2)以及RC单元521(电阻R3和电容C2)构成。
在和电容器C2的充电时间常数有关的一个时间间隔之后，当超过DIAC D1的“击穿”电压时，RC 521单元和可变电阻511的电阻单元确定的TRIAC T1的触发。
通过TRIAC的电功率和提供给感应线圈的电功率决定电动机的转速。这个功率按照电容器C2的时间常数的减小而增加。因此，借助于所述电容器的时间常数的改变，电动机的转速也改变。电位器P1和P2用于改变所述时间常数。
所述抗干扰滤波器52由一个RC系统构成(电阻R1和与其串联的电容器C1)。按照本发明，抗干扰滤波器还包括感应线圈3a与/或3b的所述部分。众所周知，对于交流的电感L具有阻抗Z＝2πfL，其中f是所述交流电流的振荡频率。因而，在高频时，所述的电感线圈具有高阻抗。RC系统则以相反的方式操作，因为电容在高频时相当于短路。
控制电路引入由TRIAC的触发引起的高频谐波，其确定对正常的电动机功能的相当大的冲击电流。还实现相关的滤波系统的电动机阻断所述的否则将传送到电源的电流。按照本发明的滤波系统甚至进一步帮助减少机械转矩脉动噪声和具有相位不同的绕组的异步电动机的电磁干扰，因为所述调节可以只在一部分上发生。
虽然所述的实施例针对一种具有相位关断的控制电路，关于使用“斩波器”系统的控制电路也可以实现类似的考虑。实际上，在“斩波器”控制电路中的开关信号频率需要使用抗干扰滤波器，例如在本发明中所述的那种抗干扰滤波器。
此外，在感应线圈的两个部分之间的调节装置的位置决定两个滤波器线圈的存在，一个在控制电路的上游，另一个在控制电路的下游，因而增加了对于高频干扰电流的总的阻抗。
本发明使得能够取消传统的滤波器电感，使得大大节省成本和减少在电动机制造中的手工操作，并且减少在印刷电路中占据的空间，并且使得能够使用较小功率的开关例如TRIAC，SCR，晶体管，MOSFET或IGBT，因为它们被串联地插入在电动机绕组的内部，从而在比电源电压较低的电压下操作。
此外，因为传统的滤波器电感是占据速度调节装置的大部分空间的元件，和利用铁氧体铁心滤波器电感构成的电动机相比，消除这个电感使得实现了更紧凑和更小尺寸的电动机。

Claims (9)

1.一种可变转速的电动机，包括：
与至少一个激磁线圈相连的定子(2)；
其上形成有至少两个具有相反极性的磁极的转子；
所述至少一个线圈适用于在所述定子上形成具有相反极性的至少两个感应磁极；
用于所述转子的所述转速的调节装置(5)，包括抗干扰滤波器(52)，其特征在于，所述抗干扰滤波器包括所述磁感应线圈的至少一部分。
2.如权利要求1所述的电动机，其中所述磁感应线圈被分成相互串联连接的第一部分(3a)和第二部分(3b)，所述调节装置(5)位于所述第一和第二部分之间。
3.如权利要求2所述的电动机，其中所述第一部分和所述第二部分是彼此相同的。
4.如权利要求1所述的电动机，其中所述抗干扰滤波器(52)包括RC系统。
5.如权利要求1所述的电动机，其中所述调节装置包括相位关断控制电路。
6.如权利要求1所述的电动机，其中所述调节装置包括相位“斩波”控制电路。
7.如权利要求1所述的电动机，其中所述调节装置专作用在具有异相电容器的单相电动机中的操作绕组的一部分上。
8.如权利要求1所述的电动机，其中所述调节装置专作用在具有至少两相的电动机中的一相上。
9.如权利要求1所述的电动机，其中所述调节装置作用在变压器绕组上。
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