[發(fā)明專利]一種驅(qū)動交流電機(jī)的無級調(diào)速電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810689209.1
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN109217775B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李干富
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海市誠立信電子科技有限公司
• 主分類號: H02P27/08
• 分類號: H02P27/08;H02P23/04
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種驅(qū)動交流電機(jī)的無級調(diào)速電路，在現(xiàn)有無級調(diào)速的基礎(chǔ)上，通過增加一同步處理電路，根據(jù)市電得到與市電同步的的同步信號，使H橋電路對角線上的一組開關(guān)在市電的上半周期在脈寬調(diào)制信號控制下接通或斷開，對角線上的另一組開關(guān)在市電的下半周期在脈寬調(diào)制信號控制下接通或斷開。這樣，通過同步信號控制對角線上的兩組開關(guān)交替工作，驅(qū)動交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，通過調(diào)整脈寬調(diào)制信號的占空比，對交流電機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速。這樣以單向的直流脈動電壓依據(jù)市電上下半周期同步進(jìn)行交替驅(qū)動，其驅(qū)動電壓包絡(luò)為市電的包絡(luò)即正弦波波形，更加符合交流電機(jī)的驅(qū)動特性，采用直流電壓進(jìn)行脈寬調(diào)制驅(qū)動存在的電機(jī)抖動和噪聲問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于交流電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種驅(qū)動交流電機(jī)的無級調(diào)速電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中，驅(qū)動交流電機(jī)的無級調(diào)速電路分為兩大類：

一類如圖1所示，采用H橋電路：三極管Q1和三極管Q2組成第一組自舉電路，三極管Q3和三件管Q4組成第二組自舉電路，電機(jī)(線圈)的兩輸入端分別連接至三極管Q1和三極管Q2的公共端，以及三極管Q3和三極管Q4的公共端，三極管Q1、三極管Q4與三極管Q3、三極管Q2交替導(dǎo)通，從而驅(qū)動交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣控制導(dǎo)通的時(shí)間，可以對交流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是(1)、該方式需要儲能電容提供能量，即需要大的儲能電容對市電整流后的電壓進(jìn)行平滑，得到一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓；(2)、并且由于是交替方向的直流電壓驅(qū)動，電機(jī)線圈的兩個(gè)輸入端之間的電壓變化大，特別是在電壓斷開時(shí)，由于電機(jī)線圈的電壓為零，但是電機(jī)線圈電流無法突變?yōu)榱悖瑫a(chǎn)生很大的感應(yīng)電壓(反壓)，這個(gè)電壓會對三極管造成損壞的可能，另外部分電能會在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)為動能造成電機(jī)抖動，亦會產(chǎn)生噪聲。

另一類如圖2所示的2016年12月07日公布、公布號為CN106208893A、名稱為“電機(jī)的調(diào)速驅(qū)動電路和風(fēng)扇電機(jī)”中，提出了一種交流電機(jī)的無級調(diào)速電路，包括：電機(jī)線圈402；交流信號發(fā)生器404，連接至電機(jī)線圈402，用于向電機(jī)線圈402提供交流信號(相當(dāng)于交流電)；開關(guān)驅(qū)動模塊406，與電機(jī)線圈402和交流信號發(fā)生器404串聯(lián)連接，能夠形成驅(qū)動回路；脈沖信號發(fā)生器408，設(shè)有第一組驅(qū)動接口和第二組驅(qū)動接口，第一組驅(qū)動接口連接至開關(guān)驅(qū)動模塊406的驅(qū)動端；續(xù)流模塊401，與電機(jī)線圈并聯(lián)連接，續(xù)流模塊401的驅(qū)動端連接至第二組驅(qū)動接口，其中，第一組驅(qū)動接口的驅(qū)動信號與第二驅(qū)動接口的驅(qū)動信號是互補(bǔ)的脈沖信號。通過該發(fā)明技術(shù)方案，降低了電機(jī)噪聲和電路抖動，提升了電機(jī)可靠性。

該技術(shù)方案通過將電機(jī)線圈402分別串聯(lián)至開關(guān)驅(qū)動模塊406的回路和所述續(xù)流模塊401的回路，由于第一組驅(qū)動接口的驅(qū)動信號PWM1(驅(qū)動PWM信號)與第二組驅(qū)動接口的驅(qū)動信號PWM2(續(xù)流PWM信號)是互補(bǔ)的脈沖信號，因此，開關(guān)驅(qū)動模塊406的回路和所述續(xù)流模塊401的回路也不同時(shí)進(jìn)行工作，開關(guān)驅(qū)動模塊406在獲取第一組驅(qū)動接口的驅(qū)動信號PWM1時(shí)，將交流信號發(fā)生器的交流信號傳輸于電機(jī)線圈，驅(qū)動電機(jī)工作，此時(shí)，續(xù)流模塊401不工作，在續(xù)流模塊401獲取第二組驅(qū)動接口的驅(qū)動信號時(shí)，開關(guān)驅(qū)動模塊406停止工作，電機(jī)線圈402的電壓為零，但是電流無法突變?yōu)榱悖枰m(xù)流模塊401對電機(jī)線圈402進(jìn)行續(xù)流，以降低浪涌電流等噪聲出現(xiàn)的可能性，減少開關(guān)驅(qū)動模塊406中的晶閘管被擊穿的情況發(fā)生。也就是說，通過調(diào)節(jié)第一組驅(qū)動接口的驅(qū)動信號PWM1的占空比，可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過互補(bǔ)的第二組驅(qū)動接口的驅(qū)動信號PWM2對續(xù)流模塊401進(jìn)行接通，從而對電機(jī)線圈402進(jìn)行續(xù)流，降低了電機(jī)噪聲和電路抖動，同時(shí)，降低了開關(guān)驅(qū)動模塊中晶閘管(開關(guān)管)被擊穿的情況。

然而，該調(diào)速電路中，互補(bǔ)的兩路驅(qū)動信號PWM1、PWM2必須嚴(yán)格互補(bǔ)，否則會整個(gè)電路的短路或仍然存在開關(guān)驅(qū)動模塊406中晶閘管(開關(guān)管)兩端電壓增加的情形，同時(shí)，由于續(xù)流模塊放電時(shí)間隨著轉(zhuǎn)速調(diào)小而增加，這樣會使得電機(jī)線圈中的電流變得不連續(xù)，也會出現(xiàn)抖動情況。此外，調(diào)速電路的控制較為復(fù)雜，成本也比較高，最關(guān)鍵是續(xù)流模塊401與開關(guān)驅(qū)動模塊406的地電位在調(diào)速電路上很難處理，干擾和同步都可能出現(xiàn)嚴(yán)重的相位差。