CN2453610Y - 低谐波电流吸尘器调速器 - Google Patents

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一种低谐波电流吸尘器调速器,包括双向可控硅BCR、导通角控制电路和调速电位器,所述双向可控硅BCR与吸尘器电机串联,导通角控制电路的输出接至双向可控硅BCR的控制极,调速电位器Rw1接入导通角控制电路中的充电回路中,其特征在于：所述调速电位器Rw1上还并联了一个第二调速电路,所述第二调速电路由电位器Rw2和电子开关串联而成,电位器Rw2的抽头与调速电位器Rw1的抽头相连接,电子开关包括取样电路、分频电路和开关信号输出电路。本实用新型降低了大功率吸尘器调速器的谐波电流分量,能通过IEC的检测及认证；且结构简单,不增加功耗。

Description

低谐波电流吸尘器调速器
本实用新型涉及吸尘器，具体涉及一种吸尘器上的调速器。
现有吸尘器的调速器中，普遍采用可控硅调速电路，通过调节可控硅的导通角来达到调速目的。其一般结构为，包括双向可控硅、导通角控制电路和调速电位器，其中导通角控制电路可以有多种形式，如最简单的形式由双向触发二极管D、电容和充电回路组成，所述调速电位器即接入在充电回路中，较复杂的如中国专利99253375.9给出了一种可用于手柄调速的隔离型变阻抗吸尘器调速器，其调速电位器通过隔离变压器与充电回路相连接，更复杂的形式则通过两次强弱电隔离的复杂电路实现调速。上述调速器虽然复杂程度不同，但其共同之处在于，均设有一个调速电位器，直接或通过一定的耦合，接入充电回路中，通过调节调速电位器的阻值，改变充电回路的时间常数τ，来改变可控硅的导通角，以实现调速。由于电路调节导通角是对交流电的每半个周期(正半周或负半周)而言的，因此这种常规电路工作时，每半个周期的导通角都是一样的，这样，当导通角为90°或90°附近时，每半个周期内的谐波电流及一段时间内的谐波电流之平均值均达最大，计算及实测均可证明，当吸尘器电机功率在1200W以上时，电路工作时的谐波电流分量，首先是三次谐波电流分量将超过IEC规定的最大值，从而无法通过检测认证，不能出口到欧洲国家。这一缺陷是常规电路无法避免的，复杂电路则将造成成本的大幅上扬而失去竞争力，因而目前迫切需要一种低成本而能解决谐波问题，符合IEC标准的吸尘器调速器。
本实用新型目的是提供一种可用于对较大功率的吸尘器进行调速且谐波电流低的吸尘器调速器。
为达到上述目的，本实用新型的总体构思是：利用一个相邻周期控制的电子开关，对调速电位器的阻值进行周期性调节，从而形成一个带双时间常数的充电回路的导通角控制电路，达到抑制谐波是流的目的。
根据这一总体构思，本实用新型采用的技术方案是：一种低谐波电流吸尘器调速器，包括双向可控硅、导通角控制电路和调速电位器，所述双向可控硅与吸尘器电机串联，导通角控制电路的输出接至双向可控硅的控制极，调速电位器接入导通角控制电路中的充电回路中，所述调速电位器还与一个由电位器和电子开关构成的第二调速回路连接，包括有两种连接方法，其一是电位器和电子开关串联后与调速电位器并联，其二是电位器与调速电位器串联，电子开关并联在电位器的两端，上述两种接法中，电位器的抽头与调速电位器的抽头相连接，电子开关包括取样电路、分频电路和开关信号输出电路。
上述技术方案中，所述“导通角控制电路”是现有技术，可以采用现有吸尘器调速器中的任一种导通角控制电路，即本实用新型的要点在于对导通角控制电路的充电回路中所涉及的调速电位器回路进行改进；所述电子开关的“分频电路”可以用触发器、JK触发器等组成，在结构上，可以用集成电路(如双D触发器)构成，也可以用分立元件实现。
上述技术方案中，所述取样电路与整流电路的半波输出端相连接，所述分频电路为二分频电路；或者所述取样电路与整流电路的全波输出端相连接，所述分频电路为四分频电路。
进一步的技术方案，所述电子开关还包括有电子开关执行元件，所述执行元件可以是光电耦合器。
在上述技术方案的第一种接法中，与调速电位器并联的电位器一端可以断开，当电位器的抽头调节到该端时，电位器断路。
上述技术方案中，所述调速电位器与电位器可以构成双连电位器，以实现同步调节。
本实用新型工作原理是：电子开关的取样电路从电源取样，经分频电路获得25Hz的开关信号，使得电子开关一个周期导通，另一个周期截止，因而RW2一个周期接入电路，另一个周期截止(并联时)或短路(串联时)，这样相邻两个周期中导通角控制电路的充电时间常数不同，因而导通角也不同，达到了降低谐波电流的目的。
具体分析如下：
1、根据上述技术方案中的“相邻周期控制电子开关”，当取样频率f=f0时，经过2分频后，或取样频率f=2f0时，经过4分频后，都将得到一个周期T=2T0(电源周期T0)且占空比为1/2的信号。具体表现为电子开关在相邻周期时间中每隔一个周期导通或关闭。
2、双时间常数的形成
并联时(如图3)，当电子开关断开周期内(对应于φ1)，电路的时间常数τ1=RW1·C；当电子开关接通时(对应于φ2)，时间常数τ2=RW1·RW2·C/(RW1+RW2)。
串联时(如图4)，当电子开关断开时，τ1’=(RW1+RW2)·C，当电子开关接通时，τ2’=RW1·C
3、上述双时间常数形成的结果是导通角控制电路将输出的控制信号是每一相邻周期有不同的导通角(参见图5)。由于相邻周期有不同的导通角，因此，当某一周期的导通角为90°，即这一周期的谐波分量达到最大时，其相邻周期的导通角必定不为90°，即相邻周期的谐波电流值不可能达最大，其结果是谐波电流分量的平均值降低了。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、由于本实用新型设置了由电子开关控制的第二调速回路，降低了大功率吸尘器调速器的谐波电流分量，经实测，采用该电路后，吸尘器调速器的谐波电流分量能通过IEC的检测及认证；
2、本实用新型结构简单，不改变原有吸尘器调速器的总体设计，不增加功耗，因而实用效果好。
附图1为常规吸尘器调速器的电路原理图；
附图2为最简单的吸尘器调速器的电路图；
附图3为本实用新型实施例一的电路原理图；
附图4为本实用新型实施例二的电路原理图；
附图5为图3中双向可控硅两端的电压波形图；
附图6为本实用新型实施例一的电路图。
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见附图3、图5、图6所示，一种低谐波电流吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR、导通角控制电路和调速电位器，所述双向可控硅BCR与吸尘器电机串联，所述导通角控制电路包括双向触发二极管D1、电容C3、C4、电阻R4，双向触发二极管D1的一端接至双向可控硅BCR的控制极，调速电位器为一个双连电位器RW1、RW2，双连电位器的两个抽头相连并与电阻R4串联构成充电回路，电位器RW2与电子开关串联后并联到充电回路中；电子开关包括取样电路、分频电路、开关信号输出电路和电子开关执行元件，取样电路与电源端(D5、D4连接处)相连接，经由三极管BG1构成的整形电路与分频电路相连，分频电路由D触发器组成的计数器构成，执行元件为光电耦合器IC2,D触发器的输出Q经三极管BG2驱动光电耦合器IC2，获得开关信号。
本实施例中，可以将双连电位器作成特殊结构，即将电位器RW2的上端断开，这样，当电位器调节到较大，功率较低时，RW2不起作用，电路恢复成原有电路，只有当功率较高时，才起动电位器RW2用于抑制谐波分量。
实施例二：参见附图4所示，一种低谐波电流吸尘器调速器，其基本结构与实施例一类似，在调速电位器回路中，双连电位器RW1和RW2接成串联回路，在RW2上并联一个电子开关。这样，当电子开关闭合时，RW2被短路，只有RW1起作用，在另一个周期，电子开关断开，RW2和RW1同时起作用，从而得到两个相邻周期的不同的时间常数，即获得不同的导通角，而起到抑制谐波分量的作用。

Claims (10)

1、一种低谐波电流吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR、导通角控制电路和调速电位器，所述双向可控硅BCR与吸尘器电机串联，导通角控制电路的输出接至双向可控硅BCR的控制极，调速电位器RW1接入导通角控制电路中的充电回路中，其特征在于：所述调速电位器RW1上还并联了一个第二调速电路，所述第二调速电路由电位器RW2和电子开关串联而成，电位器RW2的抽头与调速电位器RW1的抽头相连接，电子开关包括取样电路、分频电路和开关信号输出电路。
2、如权利要求1所述的调速器，其特征在于：所述取样电路与整流电路的半波输出端相连接，所述分频电路为二分频电路。
3、如权利要求1所述的调速器，其特征在于：所述取样电路与整流电路的全波输出端相连接，所述分频电路为四分频电路。
4、如权利要求1或2或3所述的调速器，其特征在于：所述电子开关还包括有电子开关执行元件，所述执行元件可以是光电耦合器IC2。
5、如权利要求1或2或3所述的调速器，其特征在于：所述第二调速电路中的电位器RW2一端断开，当电位器RW2的抽头调节到该端时，电位器RW2断路。
6、如权利要求1或2或3所述的调速器，其特征在于：所述调速电位器RW1与第二调速电路中的电位器RW2构成双连电位器，以实现同步调节。
7、一种低谐波电流吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR、导通角控制电路和调速电位器RW1，其特征在于；所述调速电位器回路中串联有一个电位器RW2，调速电位器RW1与所述电位器RW2的抽头相连接，所述电位器RW2的有效连接端与抽头之间并联有一个电子开关，电子开关包括取样电路、分频电路和开关信号输出电路。
8、如权利要求7所述的调速器，其特征在于：所述取样电路与整流电路的半波输出端相连接，所述分频电路为二分频电路。
9、如权利要求7所述的调速器，其特征在于：所述取样电路与整流电路的全波输出端相连接，所述分频电路为四分频电路。
10、如权利要求7或8或9所述的调速器，其特征在于：所述电子开关还包括有电子开关执行元件，所述执行元件可以是光电耦合器IC2。
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CN103619113A (zh) * 2013-12-19 2014-03-05 山东建筑大学 通过双向可控硅减小电网电压波形畸变的电子型镇流器
CN112104273A (zh) * 2019-06-17 2020-12-18 苏州市春菊电器有限公司 一种电动机的可控硅调速谐波电流控制方法

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