CN206195667U - 一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电机调速技术领域，公开了一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，包括电源电路、主控电路、接口电路、三相全桥电路、反馈电路和单相异步风机。系统包括开环控制系统和闭环控制系统；两种系统中主控电路采用V/F控制，驱动三相全桥电路调制出两路相差90电角度的正弦信号来实现单相异步风机的无极运转调速。开环控制系统中接口电路与主控电路相连接，将处理过的信号传递给主控电路；三相全桥电路串联在主控电路和异步风机之间，接收主控电路信号并控制异步风机运行。闭环控制系统包括开环控制系统和反馈电路；反馈电路采集异步风机运行数据传递给主控电路，再由主控电路将处理后的数据通过接口电路输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机调速技术领域，尤其涉及了一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统。
背景技术
单相异步风机用单相异步电动机进行调速。单相异步电动机,因其具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、维护量少及可用于恶劣环境等优点,已得到了极其广泛的应用。但由于其平滑调速比较困难,且存在起动转矩小、起动电流大等缺点,单相异步电动机调速的应用与研究相对落后于三相交流电动机。
单相异步电动机有单相电容运转式、单相电容起动式、单相双值电容起动式、单相罩极式等。也可以分为带离心起动开关的单相电动机和不带离心开关的单相电动机。单相异步电动机大都为1.5kW以下的小功率电动机或者微特电动机,功率虽然小,但在市场上的占有量却很大,因此研究与发展其调速方式具有现实意义。现有的调速方式有变极调速，调压调速，变频调速等方式，但是都或多或少的存在问题，如调速范围窄，调速不能很好贴合异步电动机特性曲线，启动电容受到冲击容易烧毁等等。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中调速范围窄，调速不能很好贴合特性曲线，启动电容受到冲击容易烧毁的缺点，提供了一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统。
本实用新型解决了调速范围窄，调速不能很好贴合特性曲线，启动电容受到冲击容易烧毁问题，本设计方案利用了三相全桥电路代替启动电容，同时异步风机不安装启动电容。主控电路中包含编写好的软件，能控制三相全桥电路的调制过程，从而达到控制风机转速的目的。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，包括开环控制系统和闭环控制系统；开环控制系统包括电源电路、主控电路、接口电路、三相全桥电路和单相异步风机；接口电路与主控电路相连接，将处理过的信号传递给主控电路；三相全桥电路串联在主控电路和异步风机之间；主控电路采用V/F控制，驱动三相全桥电路调制出两路相差90电角度的正弦信号来实现单相异步风机的无极运转调速。
作为优选，在开环控制系统基础上增设反馈电路形成闭环控制系统；反馈电路采集异步风机运行数据传递给主控电路，再由主控电路将处理后的数据通过接口电路输出。闭环控制能够使调速过程更加精准，并且能够抑制外部因素对风机转速的干扰。
作为优选，异步风机不安装启动电容。三相全桥电路代替了启动电容的作用，异步风机不用安装启动电容。
作为优选，主控电路向三相全桥电路输出PWM信号。PWM具有很强的抗噪性，且其电路有节约空间、比较经济等特点。模拟控制电路有以下缺陷:模拟电路容易随时间漂移，会产生一些不必要的热损耗，以及对噪声敏感等。而在用了PWM技术后，避免了以上的缺陷，实现了用数字方式来控制模拟信号，可以大幅度降低成本和功耗。
作为优选，三相全桥电路是MOSFET或IGBT及其驱动部分组成的电路或是集成IPM模块。MOSFET驱动功率很小，开关速度快。IGBT驱动功率小而饱和压降低。IPM不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起。而且还内部集成有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到CPU。
本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：调速范围更广，运行时电磁噪音极低，电压利用率提高，运行状态更加匹配异单相异步电动机的特性，更加优化不同速度段的工作效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例1开环系统的电路示意图。
图2是本实用新型实施例1闭环系统的电路示意图。
图3是本实用新型实施例1开环系统流程图。
图4是本实用新型实施例1闭环系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
如图1所示，一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，其特征在于：包括开环控制系统和闭环控制系统；开环控制系统包括电源电路、主控电路、接口电路、三相全桥电路和单相异步风机；接口电路与主控电路相连接，将处理过的信号传递给主控电路；三相全桥电路串联在主控电路和异步风机之间；主控电路采用V/F控制，驱动三相全桥电路调制出两路相差90电角度的正弦信号来实现单相异步风机的无极运转调速。
GND为系统电源输出端负极，VSP为外部调速信号输入端。Vout是系统电源输入端正极。L、N端接外部输入交流电，L通过保险丝为电源电路提供输入，电源电路为三相全桥电路的高压电路和控制电路、主控电路、接口电路供电。接口电路主要对VSP信号进行比例放大、滤波去耦等处理。主控电路中的MCU或其他控制芯片接收处理后的VSP信号，经分析后输出PWM信号控制三相全桥电路输出，使单相异步电机或风机正常运行并且随着VSP信号的变化，形成无极调速。单相异步电机或风机，无需安装启动电容。
如图2所示，在开环控制系统基础上增设反馈电路形成闭环控制系统；反馈电路采集异步风机运行数据传递给主控电路，再由主控电路将处理后的数据通过接口电路输出。反馈电路实时采集异步风机运行数据传递给主控电路，主控电路将处理后的数据通过接口电路FG端输出。
图3所示为本实用新型实施例1开环系统流程图。外部输入调速信号到接口电路的VSP端，接口电路对接收到的信号进行处理后传送给主控电路。主控电路中的MCU或其他控制芯片接收处理后的信号，经分析后输出PWM信号驱动三相全桥电路，使单相异步电机或风机正常运行并且随着外部调速信号信号的变化，形成无极调速。
图4所示为本实用新型实施例1闭环系统流程图。外部输入调速信号到接口电路的VSP端，接口电路对接收到的信号进行处理后传送给主控电路。主控电路中的MCU或其他控制芯片接收处理后的信号，经分析后输出PWM信号驱动三相全桥电路，使单相异步电机或风机正常运行并且随着外部调速信号信号的变化，形成无极调速。反馈电路实时采集异步风机运行状态信号，并将其传送给主控电路。主控电路对反馈的信息进行处理后，通过接口电路的FG端输出。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。
Claims (5)
1.一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，其特征在于：包括开环控制系统和闭环控制系统；开环控制系统包括电源电路、主控电路、接口电路、三相全桥电路和单相异步风机；接口电路与主控电路相连接，将处理过的信号传递给主控电路；三相全桥电路串联在主控电路和异步风机之间；主控电路采用V/F控制，驱动三相全桥电路调制出两路相差90电角度的正弦信号来实现单相异步风机的无极运转调速。
2.根据权利要求1所述一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，其特征在于：在开环控制系统基础上增设反馈电路形成闭环控制系统；反馈电路采集异步风机运行数据传递给主控电路，再由主控电路将处理后的数据通过接口电路输出。
3.根据权利要求1所述一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，其特征在于：异步风机不安装启动电容。
4.根据权利要求1所述一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，其特征在于：主控电路向三相全桥电路输出PWM信号。
5.根据权利要求1所述一种交流电输入的单相异步风机无级调速控制系统，其特征在于：三相全桥电路可以是MOSFET或IGBT及其驱动部分组成的电路，也可以是集成IPM模块。
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