一种控制电路及具有其的交流异步电动机的制作方法

1.本实用新型涉及电动机控制技术领域，更具体地说，涉及一种控制电路及具有其的交流异步电动机。


背景技术：

2.交流异步电动机是空调器必不可少的重要部件，目前常见接法是交流异步电动副绕组仅串联一个电容器，由于风机电容的容量是固定不变的，在风扇负载及交流电压恒定的条件下，交流异步电动机转速仅有一档，当交流电压下降，风扇交流异步电动机转速也也随之下降，交流电压下降幅度越大，风扇转速下降也越大，导致交流异步电动机在超低电压下的转速比额定电压时的转速降幅过大，基本不能满足空调冷凝器换热的要求，严重的引起室外保护停机。如果是变频器，风扇交流异步电动机过低的转速，导致ipm、桥式整流器等功率器件温升过高，热保护，或烧毁功率器件，最终引发变频器故障，空调器不能正常工作。另外，如要取得多档转速，要对交流异步电动机主绕组进行抽头，交流异步电动机本体尺寸加大，交流异步电动机加工难度大，需要通过引线引出以及通过多个继电器进行控制。


技术实现要素：

3.本实用新型为解决上述技术问题，提出一种控制电路及具有其的交流异步电动机，其中，所述控制电路包括：
4.交流电压采样电路，包括整流二极管、采样电阻以及滤波电容，所述整流二极管对交流电进行处理获得直流电后，所述采样电阻对所述直流电进行采样；
5.单片机，根据采样结果计算获得交流电压值；
6.风机电容控制选择电路，包括继电器与电容，所述继电器与所述电容串联获得电容容量组合电路，根据所述交流电压值与预设交流异步电动机转速值选择继电器通断方式后，通过所述电容容量组合电路增加风机电容容量，获得风机交流异步电动机的多挡转速。
7.上述的控制电路，其中，所述风机电容控制选择电路还包括，第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一电容、第二电容、第三电容、交流异步电动机副绕组以及交流异步电动机主绕组。
8.上述的控制电路，其中，所述单片机包括：
9.控制端口；
10.所述控制端口包括第一控制端口，第二控制端口、第三控制端口以及第四控制端口。
11.上述的控制电路，其中，第一继电器第一引脚接入所述单片机的所述第一控制端口，第二继电器第一引脚接入所述第二控制端口，第三继电器第一引脚接入所述第三控制端口后，通过所述单片机的所述控制端口控制所述继电器的通断，获得多个所述继电器通断方式，单片机所述控制端口可与集成电路器件驱动输入端口连接，再通过输出端口驱动所述继电器的所述第一引脚。
12.上述的控制电路，其中，所述电容容量组合电路包括：
13.第一串联电路、第二串联电路以及第三串联电路；
14.所述第一继电器与第一电容第一端连接形成第一串联电路；
15.所述第二继电器与第二电容第一端连接形成第二串联电路；
16.所述第三继电器与第三电容第一端连接形成第三串联电路。
17.上述的控制电路，其中，将所述第一串联电路、所述第二串联电路以及所述第三串联电路连接组成所述电容容量组合电路。
18.上述的控制电路，其中，根据所述交流电压值与所述预设交流异步电动机转速值，选择所述继电器通断方式后，电容容量组合电路接入所述交流异步电动机副绕组第一端，交流异步电动机副绕组第二端与交流异步电动机主绕组第二端连接，交流异步电动机主绕组第一端接入所述交流电。
19.上述的控制电路，其中，所述交流电流通过所述交流异步电动机主绕组和所述交流异步电动机副绕组后形成旋转磁场，带动所述交流异步电动机以所述继电器通断方式相应的转速挡转动。
20.上述的控制电路，其中，所述整流二极管接入所述交流电后，将所述交流电整流为所述直流电；
21.所述采样电阻对所述直流电进行采样获得所述采样结果；
22.所述滤波电容对所述采样结果进行滤波获得电压信号。
23.上述的控制电路，其中，所述电压信号接入所述单片机的所述第四控制端口后，通过所述单片机计算获得所述交流电压值。
24.本实用新型还提供一种交流异步电动机，其中，包括上述所述的所述的控制电路。
25.本实用新型相对于现有技术其功效在于：
26.(1)通过单片机分别控制第一继电器,第二继电器，第三继电器的通断，结合多个风机电容容量组合增加电容容量，为交流异步电动机提供多挡转速工作模式，同时，提高了交流异步电动机转速，满足了用户家电设备散热需求；
27.(2)通过交流电压采样电路为可控多联可变电容控制电路提供低交流电压，使风机在超低交流电压下，通过多个电容容量组合以及单片机控制继电器的方法增大电容容量，从而实现了交流异步电动机能够在低电压下高转速工作。
28.以上关于本实用新型内容的说明及以下实施方式的说明是用以示范与解释本实用新型的原理，并且提供本实用新型的专利申请范围更进一步的解释。
附图说明
29.图1为本实用新型的控制电路图；
30.图2为本实用新型的控制电路的控制方法流程图。
具体实施方式
31.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施
例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
33.关于本文中所使用的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
34.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
35.关于本文中所使用的“及/或”，包括所述事物的任一或全部组合。
36.关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”；关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。
37.某些用以描述本技术的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本技术的描述上额外的引导。
38.请参阅图1，图1为本实用新型的控制电路图。如图1所示，风机电容控制选择电路s11主要由第一继电器j1，第二继电器j2，第三继电器j3，第一电容c1，第二电容c2，第三电容c3，交流交流异步电动机的交流异步电动机主绕组、交流异步电动机副绕组构成；
39.风机电容控制选择电路s11电路连接如下，第一继电器j1第四引脚4接入交流异步电动机主绕组第一端后，交流异步电动机主绕组第二端接入交流电s，第一继电器j1第三引脚3连接第一电容c1一端，第一电容c1另一端接入交流异步电动机副绕组第一端，交流异步电动机副绕组第二端与交流异步电动机主绕组第二端连接后接入交流电s；第二继电器j2第四引脚4接入交流异步电动机主绕组第一端后一并接入交流电s；第二继电器j2第三引脚3连接第二电容c2一端，第二电容c2另一端接入交流异步电动机副绕组第一端，交流异步电动机副绕组第二端与交流异步电动机主绕组第二端连接后接入交流电s；第三继电器j3第四引脚引脚4接入交流异步电动机主绕组第一端后一并接入交流电s；第三继电器j3第四引脚3连接第三电容c3一端，第三电容c3另一端接入交流异步电动机副绕组第一端，交流异步电动机副绕组第二端与交流异步电动机主绕组第二端连接后接入交流电s；第一继电器j1，第二继电器j2，第三继电器j3的第二引脚2接直流电源+12v,一继电器j1，第二继电器j2，第三继电器j3的第一引脚1分别接单片机mcu第一控制端口i1,第二控制端口i2,第三控制端口i3。
40.请参阅图1，图1为本实用新型的控制电路图。如图1所示，交流电压采样电路s12包括采样单元与交流电压计算单元；采样单元包括第一整流二极管v1、第二整流二极管v2、第三整流二极管v3、第四整流二极管v4以及第一采样电阻r1、第二采样电阻r2、第三采样电阻r3、第四采样电阻r4以及第五采样电阻r5；交流电压计算单元包括第一滤波电容c1、第二滤波电容c2以及单片机mcu的第四控制端口i4；
41.交流电压采样电路s12电路连接如下，第一整流二极管v1、第二整流二极管v2、第三整流二极管v3、第四整流二极管v4电性连接组成整流桥，整流桥第一端v11接入采样单元第一端r11，整流桥的第二端接入第四采样电阻r4的第二端r42，第五采样电阻r5的第二端接入第一滤波电容c4的第一端c41,第一滤波电容c4与第二滤波电容c5串联接入单片机的
第四控制端口i4；
42.交流电压采样电路s12工作原理为第一整流二极管v1、第二整流二极管v2、第三整流二极管v3、第四整流二极管v4接入交流电s后，整流二极管将交流电s整流为直流电，通过第一采样电阻r1、第二采样电阻r2、第三采样电阻r3、第四采样电阻r4对直流电进行采样后，将采样后的直流电通过第五采样电阻r5后，通过第一滤波电容c1、第二滤波电容c2对采样后的直流电进行滤波后获得电压信号，电压信号接入单片机mcu的第四控制端i4，通过单片机mcu计算出交流电压值，为提供控制继电器j1，继电器j2，继电器j3参考。
43.一种控制电路可以应用在烟机，窗机空调器或除湿机空调器上。
44.请参阅图1，图1为本实用新型的控制电路图。根据图1，下面提供风机不同电容容量下的交流异步电动机不同转速挡实施例。
45.实施例1中，在某一交流电压下，根据交流采样电路电压采样结果，设定空调器对风扇交流异步电动机转速的需求，吸合单片机mcu的第一控制端口i1与第一继电器j1，第一继电器j1的引脚3与接入第一电容c1的第一端c11，第一电容c1的第二端c12与交流异步电动机副绕组的第一端b1连接，交流异步电动机副绕组的第二端b2与交流异步电动机主绕组的第二端h2相连，交流异步电动机主绕组的第一端h1与第一继电器j1第四引脚4接入某一交流电形成第一电容容量增加电流回路；
46.吸合单片机mcu的第一控制端口i1与第一继电器j1获得第一电容容量增加电路工作机原理为交流电s通过红色引线火线l流入交流异步电动机主绕组的第二端h2，再从交流异步电动机主绕组的第一端h1流出并通过黑色引线接回零线n，构成第一电流回路；交流电s通过红色引线火线l从交流异步电动机副绕组的第二端b2流入交流异步电动机副绕组的第一端b1，再从交流异步电动机副绕组的第一端b1流出，流进第一电容c1和第一继电器j1后，最终通过黑色引线接入n线，构成另第二电流回路，由于第二电流回路的电流通过第一电容c1之后，电流超前电压90℃相位角，电流流过第一电流回路和第二电流回路之后，形成一个旋转的磁场，带动交流异步电动机以第一转速挡转动。
47.实施例2中，在某一交流电压下，根据交流采样电路电压采样结果，设定空调器对风扇交流异步电动机转速的需求，吸合单片机mcu的第二控制端口i2与第二继电器j2，第二继电器j2的引脚3接入第二电容c2的第一端c21，第二电容c2的第二端c22与交流异步电动机副绕组的第一端b1连接，交流异步电动机副绕组的第二端b2与交流异步电动机主绕组的第二端h2相连，交流异步电动机主绕组的第一端h1与第二继电器j2第四引脚4接入某一交流电形成第二电容容量增加电流回路；
48.吸合单片机mcu的第二控制端口i2与第二继电器j2获得第二电容容量增加电路工作机原理为交流电s通过红色引线火线l流入交流异步电动机副绕组的第二端b2，再从交流异步电动机副绕组的第一端b1流出，流进第二电容c2和第二继电器j2后，最终通过黑色引线接入n线，构成另第三电流回路，由于第三电流回路的电流通过第二电容c2之后，电流超前电压90℃相位角，电流流过第一电流回路和第三电流回路之后，形成一个旋转的磁场，带动交流异步电动机以第二转速挡转动。
49.实施例3中，在某一交流电压下，根据交流采样电路电压采样结果，设定空调器对风扇交流异步电动机转速的需求，吸合单片机mcu的第三控制端口i3与第三继电器j3，第三继电器j3的引脚3接入第三电容c3的第一端c31，第三电容c3的第二端接入交流异步电动机
副绕组的第一端b1，交流异步电动机副绕组的第二端b2与交流异步电动机主绕组的第二端h2相连，交流异步电动机主绕组的第一端h1与第三继电器j3第四引脚4接入某一交流电形成第三电容容量增加电流回路；
50.吸合单片机mcu的第三控制端口i3与第三继电器j3获得第三电容容量增加电路工作机原理为交流电s通过红色引线火线l流入交流异步电动机副绕组的第二端b2，再从交流异步电动机副绕组的第一端b1流出，流进第三电容c3和第三继电器j3后，最终通过黑色引线接入n线，构成另第四电流回路，由于第四电流回路的电流通过第三电容c3之后，电流超前电压90℃相位角，电流流过第一电流回路和第四电流回路之后，形成一个旋转的磁场，带动交流异步电动机以第三转速挡转动。
51.实施例4中，在某一交流电压下，根据交流采样电路电压采样结果，设定空调器对风扇交流异步电动机转速的需求，控制第一继电器j1和第二继电器j2同时闭合，第一电容c1和第二电容c2并联，合成新的电容值c12后接入交流异步电动机副绕组的第一端b1，交流异步电动机副绕组的第二端b2与交流异步电动机主绕组的第二端h2相连，交流异步电动机主绕组的第一端h1与第一继电器j1与第二继电器j2第四引脚4接入某一交流电形成第四电容容量增加电流回路；
52.工作机原理为交流电s通过红色引线火线l流入交流异步电动机副绕组的第二端b2，再从交流异步电动机副绕组的第一端b1同时流入第一电容c1和第二电容c2，同时通过第一继电器j1和第二继电器j2后，最终通过黑色引线接入n线，构成第五电流回路，由于第五电流回路的电流通过风机电容c12之后，电流超前电压90℃相位角，电流流过第一电流回路和第五电流回路之后，形成一个旋转的磁场，带动交流异步电动机以第四转速挡转动。
53.实施例5中，在某一交流电压下，根据交流采样电路电压采样结果，设定空调器对风扇交流异步电动机转速的需求，控制第一继电器j1和第三继电器j3同时闭合，第一电容c1和第三电容c3并联，合成新的电容值c13后接入交流异步电动机副绕组的第一端b1，交流异步电动机副绕组的第二端b2与交流异步电动机主绕组的第二端h2相连，交流异步电动机主绕组的第一端h1与第一继电器j1与第三继电器j3第四引脚4引脚接入某一交流电形成第五电容容量增加电流回路；
54.工作机原理为交流电s通过红色引线火线l流入交流异步电动机副绕组的第二端b2，再从交流异步电动机副绕组的第一端b1同时流入第一电容c1和第三电容c3，同时通过第一继电器j1和第三继电器j3后，最终通过黑色引线接入n线，构成第六电流回路，由于第六电流回路的电流通过风机电容c13之后，电流超前电压90℃相位角，电流流过第一电流回路和第六电流回路之后，形成一个旋转的磁场，带动交流异步电动机以第五转速挡转动。
55.实施例6中，在某一交流电压下，根据交流采样电路电压采样结果，设定空调器对风扇交流异步电动机转速的需求，控制第二继电器j2和第三继电器j3同时闭合，第二电容c2和第三电容c3并联，合成新的电容值c23后接入交流异步电动机副绕组的第一端b1，交流异步电动机副绕组的第二端b2与交流异步电动机主绕组的第二端h2相连，交流异步电动机主绕组的第一端h1与第二继电器j2与第三继电器j3第四引脚4接入某一交流电形成第六电容容量增加电流回路；
56.工作机原理为交流电s通过红色引线火线l流入交流异步电动机副绕组的第二端b2，再从交流异步电动机副绕组的第一端b1同时流入第二电容c2和第三电容c3，同时通过
第二继电器j2和第三继电器j3后，最终通过黑色引线接入n线，构成第七电流回路，由于第七电流回路的电流通过风机电容c23之后，电流超前电压90℃相位角，电流流过第一电流回路和第七电流回路之后，形成一个旋转的磁场，带动交流异步电动机以第六转速挡转动。
57.请参阅图2，图2为本实用新型的控制电路的控制方法流程图。如图2所示，所述控制电路的方法包括：
58.交流电压值获得步骤s1:对交流电进行处理，根据处理结果通过单片机计算获得交流电压值；
59.交流异步电动机转速改变步骤s2：通过单片机控制继电器的通断获得多个电容容量后，根据交流电压采样结果与预设交流异步电动机转速值,通过多个电容容量计算获得交流异步电动机多挡转速。
60.实施例中，采样结果获得步骤s1包括：
61.通过整流二极管整流交流电获得直流电；
62.通过采样电阻对直流电进行采样获得电压信号后，根据电压信号通过单片机计算获得交流电压值。
63.综上所述，本实用新型的一种控制电路及具有其的交流异步电动机，采用风机电容以及继电器，将多个风机电容与多个继电器分别串联后，将多个串联电路组成实现多个电容容量组合电路。多个电容容量组合电路中，通过单片机分别控制多个继电器的通断，改变风机电容容量来改变交流异步交流异步电动机主、副绕组的阻抗和容抗，从而改变主、副绕组的电流，从而达到改变交流异步电动机转速并取得六档转速的目的。特别是在交流超低电压150v时，原单一档交流异步电动机在150v，转速可能小于500r/min,无法满足冷凝器散热的需求，因此，通过控制电路中单片机选择控制继电器吸合方式，增大风机电容容量，从而获得更高的交流异步电动机转速来满足散热需求。
64.虽然本实用新型以前述的诸项实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本实用新型的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求的保护范围为准。