[實用新型]一種單相電動機變頻驅動電路

有效

• 申請號: 201720148724.X
• 申請日: 2017-02-20
• 公開（公告）號: CN206432928U
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 盧丹;雷靄遷
• 申請（專利權）人: 盧丹;雷靄遷
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02P25/04
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及電機驅動電路技術領域，尤其涉及一種單相電動機變頻驅動電路。

背景技術

目前的單相交流異步電動機，大多通過電容移相的方式，使電機定子上兩相繞組產生相位差約為90度的正弦電流，從而形成旋轉磁場，提供電機運轉的基本條件。上述電機驅動方式存在不的不足是：

1、不方便調速。通過繞組抽頭的方式進行分調速，檔位有限，繞線工藝復雜。

2、不同檔位之間的電能轉換效率差異較大。由于我國工業、民用電源均為定頻50Hz，在電機工作在不同轉速的檔位下，僅有個別檔位的工作點達到較高的電能轉換效率，其余檔位的效率將大幅降低。

3、 當實際轉速與同步轉速差異較大時，電機輸出的機械特征較軟，轉速受負載的影響大。

行業內使用變頻驅動器，將頻率固定50Hz的交流電源變換為頻率可調的多相交流電源，解決上述的缺陷。但增加變頻驅動器，將明顯示增加系統的成本。其中電子功率開關是構成變頻驅動器成本的重要部分。

行業內常用的交流變頻電機，大多使用三相電機，相比單相電機，其繞組繞線工藝相對較為復雜，定子鐵芯的齒槽數較多，制造成本高，而驅動三相交流電機所需的電子功率開關的數量為6個(如圖1及圖2)。

單相交流電機的繞線工藝相對較簡單，但其對電子功率開關的需求量較多，按常規方法需要8個電子功率開關（如圖3），比三相交流電機所需的6個電子功率開關更多，電子功率開關的利用率低，成本增加，因而行業內很少采用。

減少電子功率開關的另一種方式(如圖4)，變頻控制器僅輸出一路正弦驅動信號，驅動電機的一相繞組，而另一相繞組按照傳統的方式，串聯移相電容以獲得經移相后的驅動電流。這種方式雖然可以減少一半的電子功率開關用量，但電容移相的角度與驅動頻率直接相關，電機僅在較窄的轉速和負荷區間內能形成接近圓型的旋轉磁場，若偏離最佳工作點，旋轉磁場將變為橢圓形，電機的性能將大幅下降。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種單相電動機變頻驅動電路。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種單相電動機變頻驅動電路，采用變頻驅動器、使用單相交流電機，以簡化制造工藝，使用新穎的電路結構形式，既解決傳統驅動方式所需電子功率開關數量較多的不足，也解決了電機高效運行的工作區間窄的不足。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種單相電動機變頻驅動電路，包括第一電子功率開關、第二電子功率開關、第三電子功率開關、第四電子功率開關、電容和電機, 第一電子功率開關、第二電子功率開關組成一個半橋，與電機的繞組U相連，第三電子功率開關、第四電子功率開關組成一個半橋，與電機的繞組V相連。電機的U、V兩繞組公共端與電容正極相連，電容負極接電源負極。

作為優選，所述的電機是具有兩個正交繞組的單相異步電機。

作為優選，所述的電容為儲能和隔直電容。

作為優選，所述的電容一端與電機的公共端相連，另一端與電源相連。

作為優選，所述的第一電子功率開關SW1、第二電子功率開關、第三電子功率開關、第四電子功率開關均為絕緣柵型場效應管、絕緣柵雙極型晶體管或雙極型三極管。

本實用新型的有益效果是：

1、利用電容的儲能，以及電容隔直流通交流的特征，對半橋輸出的包含直流成分的PWM信號進行濾波，阻斷驅動信號中的直流成分，避免因此造成電機繞組嚴重發熱。另一方面，對輸出PWM信號中的交流成分耦合至電機繞組，使電機繞組獲得適當的驅動信號。

2、只增加一個電容器，使常規的驅動電路方案中減少四個電子功率開關器件，從而大大降低驅動電路的成本，簡化驅動電路，同時可獲得優異的性能。

以下將結合附圖對本實用新型的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本實用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的背景技術中傳統的交流變頻電機驅動電路圖；

圖2是本實用新型的背景技術中的另一種交流變頻電機驅動電路圖；

圖3是本實用新型的背景技術中的單相交流電機的驅動電路圖；

圖4是本實用新型的背景技術中的另一種單相交流電機的驅動電路圖；

圖5是本實用新型的單相電動機變頻驅動電路；

圖6為本實用新型的單相交流電機變頻驅動系統原理圖。

具體實施方式