本實用新型涉及電機調(diào)速技術領域,尤其涉及了一種交流電輸入的單相異步風機無級調(diào)速控制系統(tǒng)。
背景技術:
單相異步風機用單相異步電動機進行調(diào)速。單相異步電動機,因其具有結構簡單、價格低廉、堅固耐用、維護量少及可用于惡劣環(huán)境等優(yōu)點,已得到了極其廣泛的應用。但由于其平滑調(diào)速比較困難,且存在起動轉(zhuǎn)矩小、起動電流大等缺點,單相異步電動機調(diào)速的應用與研究相對落后于三相交流電動機。
單相異步電動機有單相電容運轉(zhuǎn)式、單相電容起動式、單相雙值電容起動式、單相罩極式等。也可以分為帶離心起動開關的單相電動機和不帶離心開關的單相電動機。單相異步電動機大都為1.5kW以下的小功率電動機或者微特電動機,功率雖然小,但在市場上的占有量卻很大,因此研究與發(fā)展其調(diào)速方式具有現(xiàn)實意義?,F(xiàn)有的調(diào)速方式有變極調(diào)速,調(diào)壓調(diào)速,變頻調(diào)速等方式,但是都或多或少的存在問題,如調(diào)速范圍窄,調(diào)速不能很好貼合異步電動機特性曲線,啟動電容受到?jīng)_擊容易燒毀等等。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型針對現(xiàn)有技術中調(diào)速范圍窄,調(diào)速不能很好貼合特性曲線,啟動電容受到?jīng)_擊容易燒毀的缺點,提供了一種交流電輸入的單相異步風機無級調(diào)速控制系統(tǒng)。
本實用新型解決了調(diào)速范圍窄,調(diào)速不能很好貼合特性曲線,啟動電容受到?jīng)_擊容易燒毀問題,本設計方案利用了三相全橋電路代替啟動電容,同時異步風機不安裝啟動電容。主控電路中包含編寫好的軟件,能控制三相全橋電路的調(diào)制過程,從而達到控制風機轉(zhuǎn)速的目的。
為了解決上述技術問題,本實用新型通過下述技術方案得以解決:
一種交流電輸入的單相異步風機無級調(diào)速控制系統(tǒng),包括開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng);開環(huán)控制系統(tǒng)包括電源電路、主控電路、接口電路、三相全橋電路和單相異步風機;接口電路與主控電路相連接,將處理過的信號傳遞給主控電路;三相全橋電路串聯(lián)在主控電路和異步風機之間;主控電路采用V/F控制,驅(qū)動三相全橋電路調(diào)制出兩路相差90電角度的正弦信號來實現(xiàn)單相異步風機的無極運轉(zhuǎn)調(diào)速。
作為優(yōu)選,在開環(huán)控制系統(tǒng)基礎上增設反饋電路形成閉環(huán)控制系統(tǒng);反饋電路采集異步風機運行數(shù)據(jù)傳遞給主控電路,再由主控電路將處理后的數(shù)據(jù)通過接口電路輸出。閉環(huán)控制能夠使調(diào)速過程更加精準,并且能夠抑制外部因素對風機轉(zhuǎn)速的干擾。
作為優(yōu)選,異步風機不安裝啟動電容。三相全橋電路代替了啟動電容的作用,異步風機不用安裝啟動電容。
作為優(yōu)選,主控電路向三相全橋電路輸出PWM信號。PWM具有很強的抗噪性,且其電路有節(jié)約空間、比較經(jīng)濟等特點。模擬控制電路有以下缺陷:模擬電路容易隨時間漂移,會產(chǎn)生一些不必要的熱損耗,以及對噪聲敏感等。而在用了PWM技術后,避免了以上的缺陷,實現(xiàn)了用數(shù)字方式來控制模擬信號,可以大幅度降低成本和功耗。
作為優(yōu)選,三相全橋電路是MOSFET或IGBT及其驅(qū)動部分組成的電路或是集成IPM模塊。MOSFET驅(qū)動功率很小,開關速度快。IGBT驅(qū)動功率小而飽和壓降低。IPM不僅把功率開關器件和驅(qū)動電路集成在一起。而且還內(nèi)部集成有過電壓,過電流和過熱等故障檢測電路,并可將檢測信號送到CPU。
本實用新型由于采用了以上技術方案,具有顯著的技術效果:調(diào)速范圍更廣,運行時電磁噪音極低,電壓利用率提高,運行狀態(tài)更加匹配異單相異步電動機的特性,更加優(yōu)化不同速度段的工作效率。
附圖說明
圖1是本實用新型實施例1開環(huán)系統(tǒng)的電路示意圖。
圖2是本實用新型實施例1閉環(huán)系統(tǒng)的電路示意圖。
圖3是本實用新型實施例1開環(huán)系統(tǒng)流程圖。
圖4是本實用新型實施例1閉環(huán)系統(tǒng)流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
實施例1
如圖1所示,一種交流電輸入的單相異步風機無級調(diào)速控制系統(tǒng),其特征在于:包括開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng);開環(huán)控制系統(tǒng)包括電源電路、主控電路、接口電路、三相全橋電路和單相異步風機;接口電路與主控電路相連接,將處理過的信號傳遞給主控電路;三相全橋電路串聯(lián)在主控電路和異步風機之間;主控電路采用V/F控制,驅(qū)動三相全橋電路調(diào)制出兩路相差90電角度的正弦信號來實現(xiàn)單相異步風機的無極運轉(zhuǎn)調(diào)速。
GND為系統(tǒng)電源輸出端負極,VSP為外部調(diào)速信號輸入端。Vout是系統(tǒng)電源輸入端正極。L、N端接外部輸入交流電,L通過保險絲為電源電路提供輸入,電源電路為三相全橋電路的高壓電路和控制電路、主控電路、接口電路供電。接口電路主要對VSP信號進行比例放大、濾波去耦等處理。主控電路中的MCU或其他控制芯片接收處理后的VSP信號,經(jīng)分析后輸出PWM信號控制三相全橋電路輸出,使單相異步電機或風機正常運行并且隨著VSP信號的變化,形成無極調(diào)速。單相異步電機或風機,無需安裝啟動電容。
如圖2所示,在開環(huán)控制系統(tǒng)基礎上增設反饋電路形成閉環(huán)控制系統(tǒng);反饋電路采集異步風機運行數(shù)據(jù)傳遞給主控電路,再由主控電路將處理后的數(shù)據(jù)通過接口電路輸出。反饋電路實時采集異步風機運行數(shù)據(jù)傳遞給主控電路,主控電路將處理后的數(shù)據(jù)通過接口電路FG端輸出。
圖3所示為本實用新型實施例1開環(huán)系統(tǒng)流程圖。外部輸入調(diào)速信號到接口電路的VSP端,接口電路對接收到的信號進行處理后傳送給主控電路。主控電路中的MCU或其他控制芯片接收處理后的信號,經(jīng)分析后輸出PWM信號驅(qū)動三相全橋電路,使單相異步電機或風機正常運行并且隨著外部調(diào)速信號信號的變化,形成無極調(diào)速。
圖4所示為本實用新型實施例1閉環(huán)系統(tǒng)流程圖。外部輸入調(diào)速信號到接口電路的VSP端,接口電路對接收到的信號進行處理后傳送給主控電路。主控電路中的MCU或其他控制芯片接收處理后的信號,經(jīng)分析后輸出PWM信號驅(qū)動三相全橋電路,使單相異步電機或風機正常運行并且隨著外部調(diào)速信號信號的變化,形成無極調(diào)速。反饋電路實時采集異步風機運行狀態(tài)信號,并將其傳送給主控電路。主控電路對反饋的信息進行處理后,通過接口電路的FG端輸出。
總之,以上所述僅為本實用新型的較佳實施例,凡依本實用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾,皆應屬本實用新型專利的涵蓋范圍。