CN207573268U - 一种电动机的节电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电动机的节电器，与小功率单相电动机配套使用。其包括串接在单相电动机MD供电回路中的可控硅SCR、触发可控硅导通的触发电路，所述的触发电路包括电流互感器LH、三极管T1、光耦GE1，电流互感器将电动机的电流Ia转换为对应的电压Ui，电压Ui经整流电路整流后，通过三极管T1在波形过零点的附近产生脉冲信号，通过光耦GE1触发可控硅，当电动机的功率因数降低时，使可控硅的导通角减小，电动机的端电压降低，电动机的功率因数上升，节电效果可达20%。本实用新型省去了传统的相位检测电路使用的电子元件较少，降低故障率；由于节电器的体积可大大缩小，便于安装在电动机的接线盒内，可与电动机一体化。

Description

一种电动机的节电器

技术领域

本发明涉及一种电动机的节电器，其通过调节电动机的端电压，达到节电的目的，可与小功率单相电动机配套使用。

背景技术

现有的电动机节电器其结构一般包括可控硅、相位检测电路、比较电路、触发电路以及工作电源，其中相位检测电路用来检测供电电压与电动机电流之间的相位，相位检测电路包括电流互感器、降压变压器以及一些电子元件；比较电路将相位信号与一设定值进行比较，触发电路根据比较结果输出触发可控硅的触发信号，工作电源要另外设置，为比较电路、触发电路提供工作电压。这类节电器的结构比较复杂，生产成本高，不利于推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种电动机的节电器，其结构简单，使用的电子元件少，并具有较好的节电效果。

本发明的技术方案是，一种电动机的节电器，其包括串接在单相电动机MD供电回路中的双向可控硅SCR、触发双向可控硅导通的触发电路，其特征是，所述的触发电路包括电流互感器LH、三极管T1、光耦GE1、光耦GE2，电流互感器LH的初级线圈串接在电动机的供电回路中，电流互感器LH的次级线圈与一桥式整流器QL1的输入端连接，桥式整流器QL1的输出端的负极接地，桥式整流器QL1的输出端的正极通过电阻R1接三极管T1的基极，三极管T1的基极通过光耦GE2的光敏电阻接地，三极管的发射极通过电阻R5接工作电源的输出端VDD，三极管的发射极接稳压管DW1的阴极，稳压管DW1的阳极接地，三极管的集电极通过电阻R2接光耦GE1的发光二极管的阳极，光耦GE1的发光二极管的阴极接地，光耦GE1的光电可控硅的一端通过电阻R4接双向可控硅SCR的阳极，光电可控硅的另一端接双向可控硅SCR的控制极，光耦GE2的光电二极管的阳极通过电阻R3接工作电源的输出端VDD，光耦GE2的光电二极管的负极接地；二极管D1的阳极与全波整流器QL1输出端的正极连接，二极管D1的阴极通过电容C1接地，二极管D1的阴极与电容C1之间的连接点为工作电源的输出端VDD，光电可控硅的两端之间接有按钮QA。

本发明的特点是，电流互感器将电动机的电流Ia转换为对应的电压Ui，电压Ui经整流电路整流后，其波形过零点的附近产生触发双向可控硅的脉冲信号，当电动机的功率因数降低时，电动机的电流会更滞后，触发双向可控硅的脉冲信号也会滞后产生，使双向可控硅的导通角减小，电动机的端电压降低，电动机的功率因数上升。另外在电压Ui整流电路的后级再设有滤波电路，作为触发电路的工作电源。本发明省去了传统的相位检测电路，同时利用电流互感器提供同步信号和电子线路的电源，使得节电器的电子线路结构大大减化，节电器线路的高压部分与低压部分通过耦合传递信号无直接的电连接，在调试低压部分时，避免操作工触电。

附图说明

图1为本发明的电气原理图。

图2为额定负荷时，图1中各相关点的波形图。

图3为小负荷时，图1中各相关点的波形图。

图4为壳体结构图。

具体实施方式

现结合附图说明本发明的具体实施方式。

一种电动机的节电器，其包括串接在单相电动机MD供电回路中的双向可控硅SCR、触发双向可控硅导通的触发电路。

所述的触发电路包括电流互感器LH、三极管T1、光耦GE1、光耦GE2，电流互感器LH的初级线圈串接在电动机的供电回路中，电流互感器LH的次级线圈与一桥式整流器QL1的输入端连接，桥式整流器QL1的输出端的负极接地，桥式整流器QL1的输出端的正极通过电阻R1接三极管T1的基极，三极管T1的基极通过光耦GE2的光敏电阻接地，三极管的发射极通过电阻R5接工作电源的输出端VDD，三极管的发射极接稳压管DW1的阴极，稳压管DW1的阳极接地，三极管的集电极通过电阻R2接光耦GE1的发光二极管的阳极，光耦GE1的发光二极管的阴极接地，光耦GE1的光电可控硅的一端通过电阻R4接双向可控硅SCR的阳极，光电可控硅的另一端接双向可控硅SCR的控制极，光电可控硅的两端之间接有按钮QA；光耦GE2的光电二极管的阳极通过电阻R3接工作电源的输出端VDD，光耦GE2的光电二极管的负极接地。

光耦GE1的型号为TLP160G或TLP525G。

工作电源的线路为，二极管D1的阳极与全波整流器QL1输出端的正极连接，二极管D1的阴极通过电容C1接地，二极管D1的阴极与电容C1之间的连接点为工作电源的输出端VDD。

工作原理是，电流互感器LH将电动机的电流信号转换为对应的电压信号Ui（如图2中曲线2所示），全波整流器QL1对电压信号Ui进行全波整流，经电阻R1、光耦GE2的光敏电阻分压施加在三极管T1的基极上，三极管T1的基极电压的波形如图2中曲线4所示，稳压管DW1提供一基准电压，基准电压的波形如图2中曲线3（直线）所示，当三极管T1的基极电压低于或等于基准电压时，三极管T1导通，在光耦GE1的发光二极管上形成触发脉冲T（图2中波形5所示），光耦GE1的光电可控硅导通，光电可控硅触发双向可控硅SCR，双向可控硅导通的区域如图2中曲线6的阴影部分所示。图2中双向可控硅导通角为180度，电动机的端电压为额定电压，对应于电动机为额定负载运行状态。

在小负荷运行过程中，功率因数下降，电动机的电流波形相对市电的电压u波形（如图3中曲线1所示）右移，触发脉冲T右移，双向可控硅的导通角减小（如图3中曲线6所示），电动机的端电压下降，电动机的励磁电流下降，功率因数上升。

由于电流Ia的相位始终是滞后于电压u的相位，而触发脉冲T是与电流Ia的相位同步的，触发脉冲T在电流Ia过零附近时产生，这样双向可控硅的导通角就小于180度，当电动机在额定负荷运行时，电动机的端电压就不能达到额定电压；为解决这个问题，可通过选择电阻R1和光敏电阻的阻值，使基极电压的波形变平坦，使触发脉冲T宽度在过零点的两侧延伸，增大触发脉冲的宽度，使双向可控硅的导通时刻提前，满足电动机在额定负荷运行时，双向可控硅的导通角达180度。然而电动机的电流Ia是变化的，当电流Ia减小时，基极电压也减小其波形更平坦，触发脉冲T宽度会更宽，相位的变化对双向可控硅的导通角的控制不明显，电动机端电压的调节效果降低；设置光耦GE2的目的是使基极电压稳定，其原理是，当电动机的负荷增大时，电流Ia会增大，电压信号Ui也相应地增大，三极管T1的基极电压升高，流过光耦GE2的发光二极管的电流也相应的增大，光耦GE2的光敏电阻的阻值减小，三极管T1的基极电压降低，使基极电压稳定。

光耦GE2的型号为VTL5C2，其性能是当发光二极管的电流增大时，光敏电阻的阻值减小，反之亦然；光耦GE2也可选用其他性能相同的元件；配合选择电阻R3和电阻R1的阻值可使三极管T1的基极电压稳定，选择稳压管DW1的稳压值可确定触发脉冲T的宽度。

本电动机的节电器适用于1KW以下的单相电动机，其节电效果可达20%。另外使用的电子元件较少，降低故障率。

本电动机的节电器的线路板安装在一壳体内，壳体的结构包括上壳1，上壳的顶部向下延伸出支柱2，线路板3安装在支柱上，线路板的下方安装有对双向可控硅散热的散热板6，散热板与线路板之间设有硬质的绝缘套5，自攻螺钉10穿过绝缘套将散热板和线路板固定在支柱上，电流互感器LH上的接点J1通过第一引线7从上壳的侧壁中引出，双向可控硅的接点J2通过第二引线8从上壳的侧壁中引出，按钮QA安装在上壳的顶部，底板3与上壳边部连接。

本电动机的节电器的与外部的引线只有两根，方便了使用。

使用时第一引线7接电源的火线，第二引线8接电动机的一端，电动机的另一端接电源零线，点击按钮 QA电动机运行。

Claims (2)

1.一种电动机的节电器，其包括串接在单相电动机MD供电回路中的可控硅SCR、触发可控硅导通的触发电路，其特征是，所述的触发电路包括电流互感器LH、三极管T1、光耦GE1、光耦GE2，电流互感器LH的初级线圈串接在电动机的供电回路中，电流互感器LH的次级线圈与一桥式整流器QL1的输入端连接，桥式整流器QL1的输出端的负极接地，桥式整流器QL1的输出端的正极通过电阻R1接三极管T1的基极，三极管T1的基极通过光耦GE2的光敏电阻接地，三极管的发射极通过电阻R5接工作电源的输出端VDD，三极管的发射极接稳压管DW1的阴极，稳压管DW1的阳极接地，三极管的集电极通过电阻R2接光耦GE1的发光二极管的阳极，光耦GE1的发光二极管的阴极接地，光耦GE1的光电可控硅的一端通过电阻R4接可控硅SCR的阳极，光电可控硅的另一端接可控硅SCR的控制极，光耦GE2的光电二极管的阳极通过电阻R3接工作电源的输出端VDD，光耦GE2的光电二极管的负极接地；二极管D1的阳极与全波整流器QL1输出端的正极连接，二极管D1的阴极通过电容C1接地，二极管D1的阴极与电容C1之间的连接点为工作电源的输出端VDD，光电可控硅的两端之间接有按钮QA。

2.根据权利要求1所述的一种电动机的节电器，其特征是，电动机的节电器的线路板安装在一壳体内，壳体的结构包括上壳（1），上壳的顶部向下延伸出支柱（2），线路板（4）安装在支柱上，线路板的下方安装有对双向可控硅散热的散热板（6），散热板与线路板之间设有硬质的绝缘套（5），自攻螺钉（10）穿过绝缘套将散热板和线路板固定在支柱上，电流互感器LH上的接点J1通过第一引线（7）从上壳的侧壁中引出，双向可控硅的接点J2通过第二引线（8）从上壳的侧壁中引出，按钮QA安装在上壳的顶部，底板（3）与上壳边部连接。