专利名称：吸尘器调速器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种吸尘器的电气调节装置，具体涉及一种吸尘器的调速器。
背景技术：
在家用电器中，吸尘器电动机是一种功率较大的电动机，在电动机启动的瞬时，会产生数倍于工作电流的大电流，此时，常常造成电网电压的跌落，特别是当吸尘器的功率较大时，电压跌落现象更为明显。当吸尘器电机在接近或大于1000W的较高功率下启动时，其瞬时的电压跌落将无法满足电磁兼容标准(EMC)的要求。
现有的吸尘器调速器，普遍采用性价比高的可控硅调速电路，其一般结构为，包括双向可控硅及导通角控制电路，所述导通角控制电路中设有由用于调速操作的调速电位器及电容组成的可变时间常数的充电回路。由此，用户在使用时，可能将调速器置于较高功率位置启动，从而造成电压跌落超过规定标准。
为解决这一问题，中国实用新型专利CN24753675Y公开了一种吸尘器调速器，其在调速电位器的中心滑动臂回路中串联了一个延时电子开关，所述延时电子开关包括RC延时电路和执行元件，启动时，电子开关断开，调速电位器的滑动臂不起作用，电动机在较低功率下启动，经延时后，电子开关导通，调速电位器可正常操作，从而实现电动机的软启动，然而，这种结构中，执行元件为双向可控硅或光电耦合器，成本较高。
为降低成本，中国实用新型专利CN2496389Y公开了一种吸尘器调速器，其在原来由电位器及积分电容构成的RC充电回路中串入一个电子延时开关，同时并联一个设置电阻保证其初始功率，该电子开关是由整流块延时电路及执行元件单向可控硅构成，可以解决启动时的电压跌落问题，且采用单向可控硅成本低于前一专利。但是，该结构使用元件仍较多，同时，由于电子开关的工作电流取自RC回路中极其有限的充电电流，对电路中电解电容的漏电及单向可控硅的触发电流有一定要求，也增加了技术难度，影响了吸尘器调速器工作的可靠性。
因此，吸尘器调速器的软启动电路结构仍需要进一步简化、提高可靠性及降低成本。
发明内容
本实用新型目的是提供一种结构更为简单、成本低，同时能满足吸尘器电动机启动时对电压跌落要求的吸尘器调速器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种吸尘器调速器，包括双向可控硅和导通角控制电路，所述双向可控硅与吸尘器电机串联，所述导通角控制电路为包括串联电阻、电位器与电容构成的RC回路，所述RC回路的节点作为输出点，经双向触发二极管连接至双向可控硅的控制极，所述RC回路的节点同时经钳位二极管接至开机钳位电路，所述开机钳位电路包括有电解电容。
上述技术方案中，所述“导通角控制电路”为现有技术，由RC回路的时间常数控制双向可控硅的开启时间，从而调节电机的功率，实现电机调速；所述“钳位电路”中包括有电解电容，根据电解电容的极性设置不同，开机时，在正半周(或负半周)，导通角控制电路中的电阻、电位器回路构成第一充电回路，经钳位二极管向电解电容充电，此时，导通位角控制电路中的电容节点电压受其钳位而无法升高，双向可控硅不能开启，在负半周(或正半周)，由于钳位二极管的隔离作用，导通角控制电路可正常工作，双向可控硅开启，从而，在开机的短时间内，双向可控硅处于在一个方向上关闭，在另一个方向上开启的状态，由其控制的电机处于相应的半功率状态，当电解电容充电完成后，不再起钳位作用，导通角控制电路正常工作。由此，实现吸尘器电动机的软启动。
上述技术方案以极简单的结构实现了软启动，但在实施过程中，还存在着电解电容的漏电电流会影响可靠性，以及关机后立刻重启时，电解电容放电不够影响软启动效果的缺陷，因此，进一步的技术方案是，所述开机钳位电路中还包括由电阻和整流二极管构成的第二充电回路，所述电解电容两端并联有电阻。
其中，所述第二充电回路的一端可以连接至交流电源；也可以连接至导通角控制电路的串联电阻间。
上述技术方案中，可以采用在正半周钳位的电路结构实现，也可以采用在负半周钳位的电路结构实现，在正半周钳位时，所述RC回路的节点连接至钳位二极管的正极，钳位二极管的负极与电解电容的正极连接，电解电容的负极连接至交流电源的地线。
在负半周钳位时，所述RC回路的节点连接至钳位二极管的负极，钳位二极管的正极与电解电容的负极连接，电解电容的正极连接至交流电源的地线。
上述技术方案用于实现吸尘器的软启动，可以和其它电路配合，构成功能更强的吸尘器调速器，较常见的一种方案是，还可以包括有谐波抑制电路。
上述技术方案中，所述谐波抑制电路为分频控制电路，在所述RC回路中的电容为至少二个电容串联组成的电容组，其中一个电容两端并联一周期性通断的电子开关，电子开关的动作频率是交流电源频率的一半。
或者，所述谐波抑制电路为分频控制电路，在所述RC回路中的电容为至少二个电容并联组成的电容组，其中一个电容回路中串联一周期性通断的电子开关，电子开关的动作频率是交流电源频率的一半。
上述技术方案中，所述电解电容两端并联有稳压管。
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钳位电路，在开机瞬间正半周(或负半周)时RC回路中的电容电压被钳位，双向二极管无法导通，从而使双向可控硅只在一半周期中可以导通工作，降低了开机时的启动功率，实现了软启动；2.本实用新型只需采用一个电解电容、一个钳位二极管和几个电阻即可实现钳位，电路结构简单，成本低；3.本实用新型可以通过第二充电回路对钳位电路中的电解电容充电，避免了中国专利CN2496389Y中由于电子开关的工作电流取自RC回路中极其有限的充电电流，而对电路中电解电容的漏电及单向可控硅的触发电流有一定要求的问题，保证了调速器工作的可靠性。
附图1为本实用新型实施例一的电路原理示意图；附图2为实施例二的电路原理示意图；附图3为实施例三的电路原理示意图；附图4为实施例四的电路原理示意图；附图5为实施例五的电路原理示意图；附图6为实施例六的电路原理示意图。
具体实施方式
以下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1所示，一种吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR1和导通角控制电路，所述双向可控硅BCR1与吸尘器电机M串联，所述导通角控制电路为包括电阻R1、电位器RW与电容C2构成的RC回路，所述RC回路的节点N作为输出点，一方面经双向触发二极管D3连接至双向可控硅BCR1的控制极，另一方面与钳位二极管D1的正极连接，钳位二极管D1的负极连接电解电容CD1的正极，电解电容CD1的负极与交流电源的地线连接。
本实施例在开机时，正半周时，经电阻R1、R2，电位器RW、钳位二极管D1向电解电容CD1充电，此时，N点电位受M点电位的钳制而无法使双向可控硅BCR1开启，负半周时，由于钳位二极管D1的作用，双向可控硅BCR1由电阻R1、R2、电位器RW与电容C2决定的时间常数控制开启，从而在开机阶段电机以半功率启动。
实施例二参见附图2所示，一种吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR1和导通角控制电路，所述双向可控硅BCR1与吸尘器电机M串联，所述导通角控制电路为包括串联电阻R1、R2、电位器RW与电容C2构成的RC回路，电位器RW上并联有电阻R6*，所述RC回路的节点N作为输出点，一方面经双向触发二极管D3连接至双向可控硅BCR1的控制极，另一方面连接开机钳位电路中钳位二极管D1的正极，钳位二极管D1的负极连接电解电容CD1的正极，电解电容CD1的负极与交流电源的地线连接，开机钳位电路中还包括由电阻R3、R4和整流二极管D2构成的第二充电回路，所述电解电容CD1两端并联有电阻R5，电阻R3连接至交流电源的相线。
本实施例中，开机钳位电路实际上是一个最简单的由电阻降压、二极管整流、电解电容滤波及电阻分压构成的电路。
实际使用中，开机时，一方面由电阻R3、R4、二极管D2、电阻R5、电解电容CD1构成的回路对电解电容CD1充电，其节点M的电位由零逐步升高，最后至一稳定值(设计在35-40V)，相应的另一节点N在其电位为正时最高也只能跟随M点变化；另一方面，在M点电位上升过程中，当电阻R1、R2、电位器RW与电容C2构成的充电回路中，在正向充电时，由于钳位二极管D1的跟随作用，节点N上电位不能一下子升高，因此，在若干个正向半周期内，触发二极管D3不可能被击穿，可控硅BCR1不可能被开启。同样在此期间，在反向充电时，由于钳位二极管D1的隔离作用，M点电位对N点无作用，RC充电回路在每个周期均能正常工作，因此，在开机后一段时间内，可控硅BCR1处于在一个方向上关闭，在另一方向上开启的工作状态，由其控制的电机M将处于由电路中电位器RW所处的位置决定的导通角及相应功率的半功率状态附近。当开机若干个周期或一定时间后(约半秒到一秒即可)，当M点的电位上升至VD3(D3的转折电压)附近，即使控制电路的充电回路处于正向充电状态，只要N点电位高到足以使双向二极管D3击穿，则可控制在这个方向上也能被开启，此后，可控硅调速电路则已完全进入正常工作，而由第二充电回路与钳位电路构成的开机控制电路对它已完全不起作用了。
实施例三参见附图3所示，一种吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR1和导通角控制电路，所述双向可控硅BCR1与吸尘器电机M串联，所述导通角控制电路为包括串联电阻R1、R2、电位器RW与电容C2构成的RC回路，所述RC回路的节点N作为输出点，一方面经双向触发二极管D3连接至双向可控硅BCR1的控制极，另一方面连接开机钳位电路中钳位二极管D1的负极，钳位二极管D1的正极连接电解电容CD1的负极，电解电容CD1的正极与交流电源的地线连接，开机钳位电路中还包括由电阻R3、R4和整流二极管D2构成的第二充电回路，所述电解电容CD1两端并联有电阻R5，电阻R3连接至交流电源的相线。
本实施例的工作原理与实施例二基本相同，其中，由于电解电容CD1和钳位二极管D1、整流二极管D2与实施例二的连接方向相反，开机时钳位电路在负半周起钳位作用，而在正半周导通角控制回路正常工作。
实施例四参见附图4所示，一种吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR1和导通角控制电路，所述双向可控硅BCR1与吸尘器电机M串联，所述导通角控制电路为包括串联电阻R1、R2、电位器RW与电容C2构成的RC回路，所述RC回路的节点N作为输出点，一方面经双向触发二极管D3连接至双向可控硅BCR1的控制极，另一方面连接开机钳位电路中钳位二极管D1的正极，钳位二极管D1的负极连接电解电容CD1的正极，电解电容CD1的负极与交流电源的地线连接，开机钳位电路中还包括由电阻R3和整流二极管D2构成的第二充电回路，所述电解电容CD1两端并联有稳压管D7，稳压管的电压应略高于正常工作时N点的电压，例如，可以选取36V的稳压管，电阻R3连接至RC回路中电阻R1和R2之间。
实施例五参见附图5所示，一种吸尘器调速器，包括双向可控硅BCR1和导通角控制电路、谐波抑制电路，所述双向可控硅BCR1与吸尘器电机M串联，所述导通角控制电路为包括串联电阻R1、R2、电位器RW与电容C3、C2构成的RC回路，电容C3与电容C2串联连接，所述RC回路的节点N作为输出点，一方面经双向触发二极管D3连接至双向可控硅BCR1的控制极，另一方面连接开机钳位电路中钳位二极管D1的正极，钳位二极管D1的负极连接电解电容CD1的正极，电解电容CD1的负极与交流电源的地线连接，开机钳位电路中还包括由电阻R3和整流二极管D2构成的第二充电回路，所述电解电容CD1两端并联有电阻R5，电阻R3连接至谐波抑制电路中的电阻R9和R10之间。
在电容C2的两端并联有谐波抑制电路，所述谐波抑制电路为由电子开关控制的双向可控硅BCR2，其中的电子开关包括由电阻R9、R10、二极管D4、D5、稳压管D6、电容CD2构成的稳压供电及取样回路，采用一个双D触发器集成电路IC，由一个D触发器进行波形整形，另一个D触发器进行二分频，从而控制双向可控硅BCR2在一个周期内导通，另一个周期内关断，因而电容C2在一个周期内被短接，另一个周期内接入，因而相邻周期的时间常数不同，而实现谐波抑制。
实施例六参见附图6所示，一种吸尘器调速器，电路与实施例五基本相同，其中，RC回路中的电容由电容C2和电容C3并联而成，谐波抑制电路中的双向可控硅BCR2与电容C3串联。
权利要求1.一种吸尘器调速器，包括双向可控硅[BCR1]和导通角控制电路，所述双向可控硅[BCR1]与吸尘器电机[M]串联，所述导通角控制电路为包括电阻[R1]、电位器[RW]与电容[C2]构成的RC回路，所述RC回路的节点[N]作为输出点，经双向触发二极管[D3]连接至双向可控硅[BCR1]的控制极，其特征在于所述RC回路的节点[N]同时经钳位二极管[D1]连接至开机钳位电路，所述开机钳位电路包括有电解电容[CD1]。
2.根据权利要求1所述的吸尘器调速器，其特征在于所述开机钳位电路中还包括由电阻[R3]和整流二极管[D2]串联构成的第二充电回路，所述电解电容[CD1]两端并联有电阻[R5]。
3.根据权利要求2所述的吸尘器调速器，其特征在于所述第二充电回路的一端连接至交流电源。
4.根据权利要求2所述的吸尘器调速器，其特征在于所述第二充电回路的一端连接至导通角控制电路的串联电阻间。
5.根据权利要求1所述的吸尘器调速器，其特征在于所述RC回路的节点[N]连接至钳位二极管[D1]的正极，钳位二极管[D1]的负极与电解电容[CD1]的正极连接，电解电容[CD1]的负极连接至交流电源的地线。
6.根据权利要求1所述的吸尘器调速器，其特征在于所述RC回路的节点[N]连接至钳位二极管[D1]的负极，钳位二极管[D1]的正极与电解电容[CD1]的负极连接，电解电容[CD1]的正极连接至交流电源的地线。
7.根据权利要求1至6中的任一权利要求所述的吸尘器调速器，其特征在于还可以包括有谐波抑制电路。
8.根据权利要求7所述的吸尘器调速器，其特征在于所述谐波抑制电路为分频控制电路，在所述RC回路中的电容为至少二个电容串联组成的电容组，其中一个电容两端并联一周期性通断的电子开关，电子开关的动作频率是交流电源频率的一半。
9.根据权利要求7所述的吸尘器调速器，其特征在于所述谐波抑制电路为分频控制电路，在所述RC回路中的电容为至少二个电容并联组成的电容组，其中一个电容回路中串联一周期性通断的电子开关，电子开关的动作频率是交流电源频率的一半。
10.根据权利要求1所述的吸尘器调速器，其特征在于所述电解电容两端并联有稳压管[D7]。
专利摘要本实用新型公开了一种吸尘器调速器，包括双向可控硅和导通角控制电路，所述双向可控硅与吸尘器电机串联，所述导通角控制电路为包括串联电阻、电位器与电容构成的RC回路，所述RC回路的节点作为输出点，经双向触发二极管连接至双向可控硅的控制极，其特征在于所述RC回路的节点同时经钳位二极管接至开机钳位电路，所述开机钳位电路包括有电解电容。本实用新型电路结构简单，成本低，能够有效实现大功率吸尘器的软启动，保证了调速器工作的可靠性。
文档编号A47L9/28GK2668040SQ20032012047
公开日2005年1月5日 申请日期2003年11月5日 优先权日2003年11月5日
发明者谢明毅 申请人:谢明毅