专利名称：单相电机调速的节能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能控制装置，尤其是一种单相电机调速的节能控制装置。
背景技术：
目前，电风扇、单相风机、单相水泵在民用上、工业上应用十分广泛，需要量很大。 但目前的三相变频调速器由于体积大、成本高，很难应用到电风扇、单相风机、单相水 泵中去。因此目前所使用的单相电机的调速方法都存在着一定的缺陷，比如电风扇用多
抽头电抗器来达到调速目的，这样的方法使得功率因数大约在0.4左右，能耗非常大，
能源利用率不高，不仅提高了生产成本，也浪费了国家资源。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种能实现变频调速、提高功 率因数的单相电机调速的节能控制装置。
为了达到上述目的，本实用新型所设计单相电机调速的节能控制装置，它主要包括 机架、输入单元、输出单元和电路板，输入单元、输出单元和电路板设在机架上，输入 单元、输出单元和电路板之间电连接，电路板包括整流电路和逆变电路，所述的逆变电 路包括SP丽波形发生器，以及受其输出信号控制的交直交变换电路。SPWM波形发生器 输出的脉冲宽度按正弦规律变化，用SP丽波形控制交直交变换电路中开关元件的通 断，通过改变调制波的频率和幅值则可调节逆变电路输出电压的频率和幅值。为了取 得最优点的逆变效果，所述的交直交变换电路可由第一 IGBT和第三IGBT组成的左半桥 电路、第二 IGBT和第四IGBT组成右半桥电路、及驱动电路组成，使用IGBT作为交直交 变换电路中的开关元件有如下优点1、输入阻抗高，栅极驱动功率小，驱动电路简单； 2、开关速度快，关闭时间短；3、安全工作区大，在使用中不易被损坏，第一IGBT和第 三IGBT的集电极与整流电路的输出正端相连接，第二 IGBT和第四IGBT的发射极与整流 电路的输出负端相连接，第一 IGBT的发射极与第三IGBT的集电极相连接，连接点为左 输出端，第二 IGBT的发射极与第四IGBT的集电极相连接，连接点为右输出端，第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT、第四IGBT的栅级通过驱动电路与SPWM波形发生器电连接，SPWM波形发生器可提供一个按正弦规律变化的脉冲，驱动电路可对第一 IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT按不同的时序进行触发，使左输出端Q产生一个可控的交流电。为了更好地保护IGBT，所述的第一 IGBT、第二 IGBT、第三IGBT、第四IGBT上可并联有反向二极管，当IGBT两端电压过高时，反向二极管的反向击穿特性可起到稳压作用，防止IGBT被击穿。所述的驱动电路可以是触发电路第一 GD驱动器和第二 GD驱动器，第一 IGBT和第三IGBT的栅级通过第一 GD驱动器与SP詣波形发生器电连接，第一GD驱动器和第二GD驱动器可以是带隔离的触发器，如光电耦合器，或是脉冲触发信号发生器。第二 IGBT和第四IGBT的栅级通过第二 GD驱动器与SPWM波形发生器电连接。为了获得良好的交流电路，所述的左输出端和右输出端间可连接有LC振荡电路，LC振荡电路由电感和电容组成。
本实用新型所得到的单相电机调速的节能控制装置，结构简单，调节方便，没有笨重变压器和电抗器，使用的全控电子技术，因此比目前市场上三相变频器体积大减少，原材料节省显著。通过SPWM波形发生器和IGBT交变驱动电路达到变频调速的目的，使被调对象处于最佳工作状态，进一步达到提高功率因数(功率因数接近于l)，大大提高了能源的利用率，达到很好的节能效果，节约了生产成本的同时也为国家节省了资源。
图1是本实用新型实施例1的结构示意图；图2是本实用新型实施例1的电路图3是本实用新型实施例2的电路图4是本实用新型实施例3的触发电路图。
图中机架l、输入单元2、输出单元3、电路板4、整流电路5、逆变电路6、 SPWM波形发生器7、交直交变换电路8、第一 IGBT81、第二 IGBT82、第三IGBT83、第四IGBT84、驱动电路9、第一GD驱动器91、第二GD驱动器92、左输出端10、右输出端11、反向二极管12、 LC振荡电路13、电感14、电容15、 NPN16、 PNP17、电阻18、稳压二极管19。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。 实施例1
如图1所示，本实施例所描述的单相电机调速的节能控制装置，它主要包括机架l、
输入单元2、输出单元3和电路板4,输入单元2、输出单元3和电路板4设在机架1上, 输入单元2、输出单元3和电路板4之间电连接，如图2所示，电路板4包括整流电路5 和逆变电路6，逆变电路6包括SPWM波形发生器7，以及受其输出信号控制的交直交变 换电路8。所述的交直交变换电路8由第一 IGBT81和第三IGBT83组成的左平桥电路、 第二 IGBT82和第四IGBT84组成右半桥电路、及驱动电路9组成，第一 IGBT81和第三 IGBT83的集电极与整流电路5的输出正端相连接，第二 IGBT82和第四IGBT84的发射极 与整流电路5的输出负端相连接，第一 IGBT81的发射极与第三IGBT83的集电极相连接， 连接点为左输出端IO，第二IGBT82的发射极与第四IGBT84的集电极相连接，连接点为 右输出端ll，第一IGBT81、第二IGBT82、第三IGBT83、第四IGBT84的栅级通过驱动电 路9与SPWM波形发生器7电连接。所述的第一 IGBT81、第二 IGBT82、第三IGBT83、第 四IGBT84上并联有反向二极管12。所述的驱动电路9是触发电路第一 GD驱动器91和 第二 GD驱动器92,第一 K;BT81和第三IGBT83的栅级通过第一 GD驱动器91与SP綳 波形发生器7电连接，第二 IGBT82和第四IGBT84的栅级通过第二 GD驱动器92与SP糊 波形发生器7电连接。所述的第一 GD驱动器91和第二 GD驱动器92是光电耦合器，可 以通过光电隔离可消除电路间的电气干扰。 实施例2
如图3所示，本实施例所描述的单相电机调速的节能控制装置，是在实施例l中第 一 IGBT81和第四IGBT84的栅级通过触发电路第一 GD驱动器91与SPWM波形发生器7 电连接，第二 IGBT82和第三IGBT83的栅级通过第一 GD驱动器91与SPWM波形发生器7 电连接，所述的左输出端iO和右输出端ll点间连接有LC振荡电路13， LC振荡电路13 由电感14和电容15组成。 实施例3
5本实施例所描述的单相电机调速的节能控制装置，是将实施例2中的GD驱动器改为如图4所示电路两个三极管NPN16的发射极与PNP17的发射极连接于A点，IGBT的栅级通过一电阻与八端相连接，NPN16与PNP17的基极相连接并与SP丽波形发生器7的输出端相连接，NPN16的集电极连接+15V电压，PNP17的集电极连接-15V电压，IGBT的栅级与发射极间并联着两个正反串联的稳压二极管19。此电路可通过三极管NPN16和PNP17对SPWM信号进行放大，以取得良好的驱动效果。
权利要求1、一种单相电机调速的节能控制装置，它主要包括机架(1)、输入单元(2)、输出单元(3)和电路板(4)，输入单元(2)、输出单元(3)和电路板(4)设在机架(1)上，输入单元(2)、输出单元(3)和电路板(4)之间电连接，电路板(4)包括整流电路(5)和逆变电路(6)，其特征是所述的逆变电路(6)包括SPWM波形发生器(7)，以及受其输出信号控制的交直交变换电路(8)。
2、 根据权利要求1所述的单相电机调速的节能控制装置，其特征是所述的交直交变换电路(8)由第一IGBT (81)和第三IGBT (83)组成的左半桥电路、第二 IGBT(82)和第四IGBT (84)组成右半桥电路、及驱动电路(9)组成，第一 IGBT (81)和第三IGBT (83)的集电极与整流电路(5)的输出正端(51)相连接，第二 IGBT(82)和第四IGBT (M)的发射极与整流电路(5)的输出负端(52)相连接，第一IGBT (81)的发射极与第三IGBT (83)的集电极相连接，连接点为左输出端(10),第二 IGBT (82)的发射极与第四IGBT (84)的集电极相连接，连接点为右输出端(11)，第一 IGBT (81)、第二 IGBT (82)、第三IGBT (83)、第四IGBT(84)的栅级通过驱动电路(9)与SPWM波形发生器(7)电连接。
3、 根据权利要求2所述的单相电机调速的节能控制装置，其特征是所述的第一 IGBT(81)、第二IGBT (82)、第三IGBT (83)、第四IGBT (84)上并联有反向二极管(12)。
4、 根据权利要求2或3所述的单相电机调速的节能控制装置，其特征是所述的驱动电路(9)是触发电路第一 GD驱动器(91)和第二 GD驱动器(92)，第一 IGBT (81)和第三IGBT (83)的栅级通过第一 GD驱动器(91)与SPWM波形发生器(7)电连接，第二 IGBT (82)和第四IGBT (84)的栅级通过第二GD驱动器(92)与SPWM波形发生器(7)电连接。
5、 根据权利要求2或3所述的单相电机调速的节能控制装置，其特征是所述的左输出端(10)和右输出端(11)间连接有LC振荡电路(13)。
6、 根据权利要求4所述的单相电机调速的节能控制装置，其特征是所述的左输出端(10)和右输出端(11)间连接有LC振荡电路(13)。
专利摘要本实用新型所设计单相电机调速的节能控制装置，它主要包括机架、输入单元、输出单元和电路板，输入单元、输出单元和电路板设在机架上，输入单元、输出单元和电路板之间电连接，电路板包括整流电路和逆变电路，所述的逆变电路包括SPWM波形发生器，以及受其输出信号控制的交直交变换电路。本实用新型所得到的单相电机调速的节能控制装置，使用的全控电子技术，因此比目前市场上三相变频器体积大减少，原材料节省显著。通过SPWM波形发生器和IGBT交变驱动电路达到变频调速的目的，使被调对象处于最佳工作状态，进一步达到提高功率因数(功率因数接近于1)，节约了生产成本的同时也为国家节省了资源。
文档编号H02P27/06GK201409115SQ200920116970
公开日2010年2月17日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者陈丽黄 申请人:陈丽黄