专利名称：可控硅定频调宽控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机控制器，尤其是一种可控硅定频调宽控制器。
背景技术：
目前，现有的调速技术有变频、变频调宽、调宽三种。而变频技术对电 机调速会产生动平衡被破坏和冲击问题。虽然国内空调业引进了结构复杂的 双转子电机压縮机，然而其效率只是"与运转频率没有很大关系"(见电子世
界杂志2004年第6期第10页)。现有控制器设计在5-15V低压条件下工作(见 电子世界93年3期18页)也是造成传统移相电路动态范围不足而影响控制 效果的一个因素。 发明内容
本实用新型的目的是针对现有的变频调速的不足及控制电路由低压供 电的而引起的控制效果不佳的问题，设计一种可控硅定频调宽控制器。 本实用新型的技术方案是
一种可控硅定频调宽控制器，其特征是它主要由电网频率脉冲触发电路
101、 可控硅定宽移相电路103、可控硅调宽移相电路102组成，电网频率脉 冲触发电路IOI的输入与市电电源相连，其输出分别与可控硅调宽移相电路
102、 可控硅定宽移相电路103的输入相连，可控硅调宽移相电路102的输出 与斩波器104的关断输入端相连，可控硅定宽移相电路103的输出与斩波器 104的导通输入端相连，斩波器104的输出与被控电机相连。
是所述的可控硅调宽移相电路102的输入端还连接有调宽量控制电路
105。
所述的调宽量控制电路105主要由三极管25、 26、电阻35、 36、 38、 39、 光耦37、稳压管40组成，由于本移相电路的调宽量很大，为防止电磁干扰 影响其稳定性是以采用光耦器件晶体管共同组成一个可变电位器，当光耦37
输入端是高电位时，输出端内阻小，电阻36被处于短路状态，从而保证晶体 管25、 26呈高阻状态，保证最大移相量不变；当光耦37输入端呈低电位时， 移相量变小；本移相电路向斩波器发出关断脉冲，并与定宽电路配合完成全 部控制过程。
所述的可控硅调宽移相电路102、可控硅定宽移相电路103均与稳压电 源106相连。
电网频率脉冲触发电路101主要由二极管1、 2与5、 6分别利用二极管 3、 4构成对移相电路的高压供电桥堆和窄脉冲供电桥堆，它们的正端完全隔 离，但负端共用，从而与两个移相电路构成直接的电流通道，以有利于定宽 移相电路工作的可靠性。
窄脉冲电路经二极管5、 6将电网50Hz的正弦电压变为100Hz抛物波电 压以类似过零触发的特点工作，当其自零升高时，经电阻7、 8分压并被钳位 于7.2V再经电容10、 二极管12、 15、 17，电阻14、 16在同一瞬间使可控硅 29、 43触发导通。当抛物波电压下降时，电容10所充左正右负电压经电阻8、 二极管13、 ll放电并结束本周波的工作过程。
如果用二极管5或6作半波整流使控制器50Hz工作同样能满足斩波器
功率调变的需要，只是输出脉宽更大。
可控硅定宽移相电路103主要由电阻41、 47、电容42、可控硅43、稳 压管44、双向触发二极管45、脉冲变压器46、 二极管48组成。100V电压经 电阻41、电容42、可控硅43充电，由于时间常数较小，电容42被很快充电 到双向触发二极管45的阈值电压，于是电容42经双向触发二极管45、脉冲 变压器46、电阻47、 二极管48形成放电回路，由于双向触发二极管45的负 阻效应因而瞬间放电电流远大于可控硅43的维持电流而且方向相反迫使可 控硅43自行关断而完成本次移相过程。对本移相电路的量的要求只需保证斩 波电路中的电容器2'充电完毕即可，若过大将影响调宽量。本移相电路向 斩波电路发棒形开通脉冲，其幅度达15VPP。鉴于斩波电路输出可控管1，的 功率可能很大，可以采用同型号的双向触发二极管45串接工作，此时脉冲可 大于30VPP，瞬间功率大于5W，与此同时应调整电路47的阻值防止过流。
可控硅调宽移相电路102主要由电阻24、 27、 33、电容28、可控硅29、 稳压管30、 二极管34、双向触发二极管31、脉冲变压器32组成，IOOV电压 经阻值为200千欧的电阻24以及电阻27、电容28、可控硅29充电，此时电
路处于最大移相状态，其作用是配合变频空调要在最大功率起步工作的要求。 电阻24还有限定最大移相量以防电动车辆失控和斩波电路输出短路的作用， 电阻27的作用是调整斩波电路的最小输出脉宽。 本实用新型具有以下优点
1、 本实用新型的电路工作电压设计为IOOV，其开关内阻也优于晶体管 结构的移相电路,经与斩波器联动试验证明其控制斩波器在12欧姆负载时输 入功率变化是0. 3-3. 3kW，即最大与最小功率之比大于达到10 (测量方法为 市电的V.A乘积)。
2、 移相电路结构大大简化，传统设计要用开关晶体管配以方波开关电 路才能完成，本设计只需一支小功率可控硅，相对而言配套零件也明显减少。
3、 作为控制器它对斩波器发出的控制脉冲是棒状脉冲，其PP值取决于 负阻器件触发管的耐压而无需另设放大电路加以提高。
4、 2个可控硅利用十分稳定的电网频率导通，因而相对移相的2个电路 工作十分稳定。经整机动态试验证明，用220W电机加载，全程调速手感+分 平稳而且调宽范围还有余量。
5、 本控制器在市电140V时仍能正常工作。
6、 适用范围广，不仅可用于普通电机调速，还可用于工业污水处理、 电动车电机等。为适应工业污水处理需要，只须将定频改为频率可调便成为 可控硅调频控制器。试验证明在频率为20-130Hz时，调频、调宽或适度调频 调宽都能稳定地改变斩波器输出功率。
图1是本实用新型的电原理框图示意图。 ' 图2是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
下面结构附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图l、 2所示。
一种可控硅定频调宽控制器,如图1中虚线框中所示，它主要由电网频率 脉冲触发电路101、可控硅调宽移相电路102、可控硅定宽移相电路103、高 宽量控制电路1Q5、稳压电源106组成，电网频率脉冲触发电路101的输入 与市电电源相连，其输出分别与可控硅调宽移相电路102、可控硅定宽移相 电路103的输入相连，可控硅调宽移相电路102的输出与斩波器104的关断 输入端相连，可控硅定宽移相电路103的输出与斩波器104的导通输入端相 连，斩波器104的输出与被控电机相连，可控硅调宽移相电路102的输入端 还连接有调宽量控制电路105，可控硅调宽移相电路102、可控硅定宽移相电 路103均与稳压电源106相连，如图1所示。
具体的电路图如图2所示，其中电网频率脉冲触发电路101主要由二极 管1、 2与5、 6分别利用二极管3、 4构成对移相电路的高压供电桥堆和窄脉 冲供电桥堆，它们的正端完全隔离，但负端共用，从而与两个移相电路构成 直接的电流通道，以有利于定宽移相电路工作的可靠性。
窄脉冲电路经二极管5、 6将电网50Hz的正弦电压变为100Hz抛物波电 压以类似过零触发的特点工作，当其自零升高时，经电阻7、 8分压并被钳位 于7.2V再经电容10、 二极管12、 15、 17，电阻14、 16在同一瞬间使可控硅 29、 43触发导通。当抛物波电压下降时，电容10所充左正右负电压经电阻8、 二极管13、 ll放电并结束本周波的工作过程。
如果用二极管5或6作半波整流使控制器50Hz工作同样能满足斩波器 功率调变的需要，只是输出脉宽更大。
可控硅定宽移相电路103主要由电阻41、 47、电容42、可控硅43、稳 压管44、双向触发二极管45、脉冲变压器46、 二极管48组成。100V电压经 电阻41、电容42、可控硅43充电，由于时间常数较小，电容42被很快充电 到双向触发二极管45的阈值电压，于是电容42经双向触发二极管45、脉冲 变压器46、电阻47、 二极管48形成放电回路，由于双向触发二极管45的负 阻效应因而瞬间放电电流远大于可控硅43的维持电路而且方向相反迫使可 控硅43自行关断而完成本次移相过程。对本移相电路的量的要求只需保证斩
波电路充电完毕即可，若过大将影响调宽量。本移相电路向斩波电路发棒形
开通脉冲，其幅度达i5vpp。鉴于斩波电路输出可控管r的功率可能很大,
可以采用同型号的双向触发二极管45串接工作，此时脉冲可大于30VPP,瞬 间功率大于5W,与此同时应调整电路47的阻值防止过流。
可控硅调宽移相电路102主要由电阻24、 27、 33、电容28、可控硅29、 稳压管30、 二极管34、双向触发二极管31、脉冲变压器32组成，IOOV电压 经阻值为200千欧的电阻24以及电阻27、电容28、可控硅29充电，此时电 路处于最大移相状态，其作用是配合变频空调要在最大功率起步工作的要求。 电阻24还有限定最大移相量以防电动车辆失控和斩波电路输出短路的作用， 电阻27的作用是调整斩波电路的最小输出脉宽。调宽量控制电路5主要由三 极管25、 26、电阻35、 36、 38、 39、光耦37、稳压管40组成，由于本移相 电路的调宽量很大，为防止电磁干扰影响其稳定性是以采用光耦器件晶体管 共同组成一个可变电位器，当光耦37输入端是高电位时，输出端内阻小，电 阻36被处于短路状态，从而保证晶体管25、 26呈富阻状态，保证最大移相 量不变；当光耦37输入端呈低电位时，移相量变小；本移相电路向斩波器发 出关断脉冲，并与定宽电路配合完成全部控制过程。
综上所述，本实用新型的可控硅移相电路与传统的移相电路在功能上虽 完全相同，其目的是为了产生时基斜波，但二者在结构上却完全不同，本实 用新型的可控硅导通后移相量达到所需值时，电容器便经负阻器件及反向并 联二极管以极大的瞬间反向电流强迫自已被关断。
权利要求1、一种可控硅定频调宽控制器，其特征是它主要由电网频率脉冲触发电路(101)、可控硅定宽移相电路(103)、可控硅调宽移相电路(102)组成，电网频率脉冲触发电路(101)的输入与市电电源相连，其输出分别与可控硅调宽移相电路(102)、可控硅定宽移相电路(103)的输入相连，可控硅调宽移相电路(102)的输出与斩波器(104)的关断输入端相连，可控硅定宽移相电路(103)的输出与斩波器(104)的导通输入端相连，斩波器(104)的输出与被控电机相连。
2、 根据权利要求1所述的可控硅定频调宽控制器，其特征是所述的可控硅调 宽移相电路(102)的输入端还连接有调宽量控制电路(105)。
3、 根据权利要求1所述的可控硅定频调宽控制器，其特征是所述的可控硅调 宽移相电路(102)、可控硅定宽移相电路(103)均与稳压电源(106)相连。
专利摘要本实用新型针对现有的变频调速的不足及控制电路由低压供电的而引起的控制效果不佳的问题，公开了一种可控硅定频调宽控制器，其特征是它主要由电网频率脉冲触发电路(101)、可控硅定宽移相电路(103)、可控硅调宽移相电路(102)组成，电网频率脉冲触发电路(101)的输入与市电电源相连，其输出分别与可控硅调宽移相电路(102)、可控硅定宽移相电路(103)的输入相连，可控硅调宽移相电路(102)的输出与斩波器(104)的关断输入端相连，可控硅定宽移相电路(103)的输出与斩波器(104)的导通输入端相连，斩波器(104)的输出与被控电机相连。具有调速效果好，电路简单，应用范围广的优点。
文档编号H02P7/295GK201008133SQ20062012484
公开日2008年1月16日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年10月30日
发明者常松奎 申请人:常松奎