CN203014734U - 一种燃气热水器上交流风机调速电路装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，包括有控制器、单相交流PG电机、可控硅开关电路、电机转速反馈电路、以及过零检测电路，所述可控硅开关电路、电机转速反馈电路、过零检测电路分别与控制器连接。本实用新型的目的是通过控制连接在单相交流PG电机的可控硅开关电路与交流电过零点之间的电角度大小，实现对单相交流PG电机进行快慢无级调速，达到燃气与空气的良好匹配状况，其改变了固定档位风机在有限档位的弊端，解决热水器在风量过大或过小时的燃烧不稳定和熄火等问题。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及一种燃气热水器用交流风机领域，尤其是一种燃气热水器上交流风机调速电路装置。
[背景技术]
传统的燃气热水器用交流风机是单速风机，无法对其进行调速。为了满足燃气热水器在最大热负荷下的空气供给要求，风速一般比较高，这就导致热水器工作在小负荷状态时，风量过大，燃烧不稳定，甚至熄火。为解决这个问题，行业出现了双速风机，其原理是通过在电机线圈上布置抽头，将风机分为高低两档。这个技术基本解决了热水器在小负荷燃烧不稳定和熄火等问题，但对于中间负荷状态的仍然会出现燃气与空气匹配不好的状况。
因此，有必要解决如上问题。
[实用新型内容]
本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，其根据设定控制连接在单相交流PG电机的可控硅开关电路与交流电过零点之间的电角度大小，实现对单相交流PG电机进行快慢无级调速，达到燃气与空气的良好匹配状况，其改变了固定档位风机在有限档位的弊端，解决热水器在风量过大或过小时的燃烧不稳定和熄火等问题。
为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，包括有连接在交流电路上的单相交流PG电机1及控制其输入电压波形即有效电压值的可控硅开关电路2，所述单相交流PG电机1上还连接有电机转速反馈电路3，所述交流电路上还连接有用于检测交流电压过零点时刻以提供计算可控硅开关电路2导通时刻的基准点的过零检测电路4，所述调速系统还包括有用于计算并控制可控硅开关电路2的导通时刻以实现对单相交流PG电机1进行快慢调速的控制器5，所述电机转速反馈电路3、过零检测电路4分别与控制器5连接。
所述过零检测电路4包括有三极管Q1、电阻R1~R4、电容C1、以及电容C2，所述电阻R1一端与电阻R2一端相连接作为过零检测电路4的检测信号输入端，所述电阻R1另一端与电容C1一端、三极管Q1基极连接，所述电阻R2另一端与电容C1另一端、三极管Q1发射极相连接后接地，三极管Q1集电极与电阻R3一端、电容C2一端、电阻R4一端连接，所述电阻R3另一端接5V电压，电容C2另一端接地，电阻R4另一端作为过零检测电路4的信号输出端与控制器5连接。
所述电机转速反馈电路3包括有电阻R9、电阻R10、以及电容C3，所述电阻R10一端作为电机转速反馈电路3的信号输入端与单相交流PG电机1的转速信号反馈端连接，电阻R10另一端与电阻R9一端、电容C3一端相连接后作为电机转速反馈电路3的信号输出端与控制器5连接，所述电阻R9另一端接5V电压，所述电容C3另一端接地。
所述可控硅开关电路2包括有光电三端双向可控硅21、电阻R5~R8、电解电容C4、以及用于控制单相交流PG电机1输入电流电压波形以实现快慢调速的双向可控硅22，所述电阻R5一端作为可控硅开关电路2控制信号输入端与控制器5连接，电阻R5另一端与光电三端双向可控硅21发光二极管阴极连接，光电三端双向可控硅21发光二极管阳极接5V电压，光电三端双向可控硅21一输出端与电阻R8一端连接，另一输出端通过电阻R6与双向可控硅22控制门极连接，所述双向可控硅22一输出端子与电阻R8另一端、电解电容C4负极相连接后接交流电火线，电解电容C4正极与电阻R7一端连接，电阻R7另一端与双向可控硅22另一输出端子相连接后接单相交流PG电机1一电压输入端，所述单相交流PG电机1另一电压输入端与电源零线连接。
本实用新型的有益效果是：
1、通过对可控硅开关电路的控制，实现热水器风机的快慢无级调速，其改变了有限固定档位风机的调速效果，其与电机转速反馈电路实现闭环的风机快慢速度控制，按用户要求将热水器效率及烟气调节到最好状态，更有效的实现了智能衡温的控制，改变了固定档位风机在有限档位的弊端。
2、通过控制可控硅开关电路上双向可控硅导通的切入时刻，达到控制电机电压的有效值输入，实现风机快慢调速，其实现简单，控制方便。
3、通过过零检测电路检测交流电波形的过零点，其利用过零信号对晶体管的开关作用，实现对过零点的检测，提供控制电机电压的基准点，其实现简便，并通过电机转速反馈电路对电机本身的霍元件产生的波形进行检测并输出给控制器，达到测速效果，便于根据需要进行快慢调速，根据设定，控制器通过运算后控制可控硅开关电路上晶体管的导通时间长短以控制电机输入电压大小，使电机转速向目标速度靠近，其实现简单，便于控制，实现燃气与空气的良好匹配状况，解决了热水器在风量过大或过小时的燃烧不稳定和熄火等问题。
4、在可控硅开关电路中，控制器使用光电三端双向可控硅对双向可控硅进行导通控制，实现对电信号与控制信号的有效隔离，防止干扰，便于控制。
[附图说明]
图1是本实用新型的结构原理图。
图2是本实用新型的过零检测电路电路图。
图3是本实用新型的电机转速反馈电路电路图。
图4是本实用新型的可控硅开关电路电路图。
图5是双向可控硅导通切入点与输入电压波形图。
[具体实施方式]
下面结合附图与本实用新型的实施方式作进一步详细的描述：
如图1所示，一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，包括有连接在交流电路上的单相交流PG电机1及控制其输入电压波形即有效电压值的可控硅开关电路2，所述单相交流PG电机1上还连接有电机转速反馈电路3，所述交流电路上还连接有用于检测交流电压过零点时刻以提供计算可控硅开关电路2导通时刻的基准点的过零检测电路4，所述调速系统还包括有用于计算并控制可控硅开关电路2的导通时刻以实现对单相交流PG电机1进行快慢调速的控制器5，所述电机转速反馈电路3、过零检测电路4分别与控制器5连接。
如上所述，可控硅开关电路2、单相交流PG电机1、电机转速反馈电路3、控制器5、最后现可控硅开关电路2，实现了闭环的风机快慢速度控制，按用户要求将热水器效率及烟气调节到最好状态，更有效的实现了智能衡温的控制，改变了固定档位风机在有限档位的弊端。
在本实施例中，所述过零检测电路4包括有三极管Q1、电阻R1~R4、电容C1、以及电容C2，所述电阻R1一端与电阻R2一端相连接作为过零检测电路4的检测信号输入端，所述电阻R1另一端与电容C1一端、三极管Q1基极连接，所述电阻R2另一端与电容C1另一端、三极管Q1发射极相连接后接地，三极管Q1集电极与电阻R3一端、电容C2一端、电阻R4一端连接，所述电阻R3另一端接5V电压，电容C2另一端接地，电阻R4另一端作为过零检测电路4的信号输出端与控制器5连接。
如上所述，过零检测电路4连接在交流电路火线上，检测交流电压波形的过零点，其利用零点附近的电压信号对三极管Q1的关断作用，当过零信号出现，三极管Q1出现截止状态，过零检测电路4输出脉冲信号给控制器5，实现对过零点的检测，其实现简便。
在本实施例中，所述电机转速反馈电路3包括有电阻R9、电阻R10、以及电容C3，所述电阻R10一端作为电机转速反馈电路3的信号输入端与单相交流PG电机1的转速信号反馈端连接，电阻R10另一端与电阻R9一端、电容C3一端相连接后作为电机转速反馈电路3的信号输出端与控制器5连接，所述电阻R9另一端接5V电压，所述电容C3另一端接地。
如上所述，电机转速反馈电路3对电机本身的霍元件产生的波形进行检测并输出给控制器5，达到测速效果，便于根据需要进行快慢调速。
在本实施例中，所述可控硅开关电路2包括有光电三端双向可控硅21、电阻R5~R8、电解电容C4、以及用于控制单相交流PG电机1输入电流电压波形以实现快慢调速的双向可控硅22，所述电阻R5一端作为可控硅开关电路2控制信号输入端与控制器5连接，电阻R5另一端与光电三端双向可控硅21发光二极管阴极连接，光电三端双向可控硅21发光二极管阳极接5V电压，光电三端双向可控硅21一输出端与电阻R8一端连接，另一输出端通过电阻R6与双向可控硅22控制门极连接，所述双向可控硅22一输出端子与电阻R8另一端、电解电容C4负极相连接后接交流电火线，电解电容C4正极与电阻R7一端连接，电阻R7另一端与双向可控硅22另一输出端子相连接后接单相交流PG电机1一电压输入端，所述单相交流PG电机1另一电压输入端与电源零线连接。
如上所述，控制器5使用光电三端双向可控硅21对双向可控硅22进行导通控制，实现对电信号与控制信号的有效隔离，防止干扰，便于控制。
如上所述，根据实际控制策略控制单相交流PG电机1的转速，控制器5通过运算后计算出控制可控硅开关电路2上双向可控硅22导通的切入时刻，利用这一切入时刻与后一过零点之间的时间段来控制电机输入电压的有效值大小，如图5所示，当双向可控硅22导通角α1=180°时，电动机端电压波形为正弦波，即全导通状态；当可控硅导通角α1<180°时，电动机端电压波形如图实线所示，即非全导通状态，有效值减小；α1越小，导通状态越少，则电压有效值越小，所产生的磁场越小，则电机的转速越低。通过如上所述对双向可控硅22的导通时刻的控制，使电机转速向目标速度靠近，并通过电机转速反馈电路3来验证当前速度是否满足要求，其实现简单，便于控制，实现燃气与空气的良好匹配状况，解决了热水器在风量过大或过小时的燃烧不稳定和熄火等问题。
如上所述，本案保护的是一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，其通过一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，其根据设定控制连接在单相交流PG电机1的可控硅开关电路2与交流电过零点之间的电角度大小，实现对单相交流PG电机1进行快慢无级调速，达到燃气与空气的良好匹配状况，其改变了固定档位风机在有限档位的弊端，解决热水器在风量过大或过小时的燃烧不稳定和熄火等问题。一切与本案结构相同或是本案具体实施方式的电路等同替换都应示为落入本案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，其特征在于包括有连接在交流电路上的单相交流PG电机（1）及控制其输入电压波形即有效电压值的可控硅开关电路（2），所述单相交流PG电机（1）上还连接有电机转速反馈电路（3），所述交流电路上还连接有用于检测交流电压过零点时刻以提供计算可控硅开关电路（2）导通时刻的基准点的过零检测电路（4），所述调速系统还包括有用于计算并控制可控硅开关电路（2）的导通时刻以实现对单相交流PG电机（1）进行快慢调速的控制器（5），所述电机转速反馈电路（3）、过零检测电路（4）分别与控制器（5）连接。
2.根据权利要求1所述的一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，其特征在于所述过零检测电路（4）包括有三极管Q1、电阻R1~R4、电容C1、以及电容C2，所述电阻R1一端与电阻R2一端相连接作为过零检测电路（4）的检测信号输入端，所述电阻R1另一端与电容C1一端、三极管Q1基极连接，所述电阻R2另一端与电容C1另一端、三极管Q1发射极相连接后接地，三极管Q1集电极与电阻R3一端、电容C2一端、电阻R4一端连接，所述电阻R3另一端接5V电压，电容C2另一端接地，电阻R4另一端作为过零检测电路（4）的信号输出端与控制器（5）连接。
3.根据权利要求1所述的一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，其特征在于所述电机转速反馈电路（3）包括有电阻R9、电阻R10、以及电容C3，所述电阻R10一端作为电机转速反馈电路（3）的信号输入端与单相交流PG电机（1）的转速信号反馈端连接，电阻R10另一端与电阻R9一端、电容C3一端相连接后作为电机转速反馈电路（3）的信号输出端与控制器（5）连接，所述电阻R9另一端接5V电压，所述电容C3另一端接地。
4.根据权利要求1所述的一种燃气热水器上交流风机调速电路装置，其特征在于所述可控硅开关电路（2）包括有光电三端双向可控硅（21）、电阻R5~R8、电解电容C4、以及用于控制单相交流PG电机（1）输入电流电压波形以实现快慢调速的双向可控硅（22），所述电阻R5一端作为可控硅开关电路（2）控制信号输入端与控制器（5）连接，电阻R5另一端与光电三端双向可控硅（21）发光二极管阴极连接，光电三端双向可控硅（21）发光二极管阳极接5V电压，光电三端双向可控硅（21）一输出端与电阻R8一端连接，另一输出端通过电阻R6与双向可控硅（22）控制门极连接，所述双向可控硅（22）一输出端子与电阻R8另一端、电解电容C4负极相连接后接交流电火线，电解电容C4正极与电阻R7一端连接，电阻R7另一端与双向可控硅（22）另一输出端子相连接后接单相交流PG电机（1）一电压输入端，所述单相交流PG电机（1）另一电压输入端与电源零线连接。
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| CN103036501A (zh) * | 2012-12-04 | 2013-04-10 | 中山市樱雪集团有限公司 | 一种燃气热水器上交流风机调速系统 |
| CN104333363A (zh) * | 2013-07-22 | 2015-02-04 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 双向可控硅的触发电路及具有其的负载控制电路和风扇 |
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