交流电机调速控制电路及装置[实用新型专利]

*CN202488400U*

(10)授权公告号 CN 202488400 U(45)授权公告日 2012.10.10

(12)实用新型专利

(21)申请号 201220045631.1(22)申请日 2012.02.13

(73)专利权人深圳和而泰智能控制股份有限公

司

地址518057 广东省深圳市南山区科技园南

区深圳航天科技创新研究院D10(72)发明人伍炎军

(74)专利代理机构深圳市世纪恒程知识产权代

理事务所 44287

代理人胡海国(51)Int.Cl.

H02P 25/16(2006.01)

权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页权利要求书1页 说明书3页 附图3页

(54)实用新型名称

交流电机调速控制电路及装置(57)摘要

本实用新型公开了一种交流电机调速控制电路及装置，该调速控制电路包括电源、微处理器MCU、晶闸管驱动电路，及电流过零检测电路，所述电流过零检测电路的一端与晶闸管驱动电路串联连接，另一端与MCU连接，所述电源与MCU及晶闸管驱动电路连接。本实用新型通过晶闸管驱动电路与电流过零检测电路串联的电路结构，克服了电机等感性负载电流与电压相位不同步、易引起相位漂移的问题，同时解决交流电压正负半周波形不对称、在交流电机内部产生直流分量、交流电机容易发热、容易产生噪音等问题。

CN 202488400 UCN 202488400 U

权 利 要 求 书

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1.一种交流电机调速控制电路，包括电源、微处理器MCU、晶闸管驱动电路，其特征在于，还包括电流过零检测电路，所述电流过零检测电路的一端与晶闸管驱动电路串联，另一端与MCU连接，所述电源分别与MCU及晶闸管驱动电路连接。

2.根据权利要求1所述的交流电机调速控制电路，其特征在于，所述电流过零检测电路包括三极管、第一二极管、第二二极管及分流电阻，所述第一二极管的正极与地连接，负极与晶闸管驱动电路连接；所述第二二极管与第一二极管并联，且其正极与晶闸管驱动电路连接，负极与地连接；所述三极管的基极与晶闸管驱动电路连接，发射极与地连接，集电极与分流电阻的一端连接；所述分流电阻的另一端与MCU连接，用于输出过零检测信号至MCU。

3.根据权利要求2所述的交流电机调速控制电路，其特征在于，所述电流过零检测电路还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻串联在所述晶闸管驱动电路与所述三极管的基极之间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的交流电机调速控制电路，其特征在于，所述晶闸管驱动电路包括晶闸管，所述晶闸管的门极与MCU连接，两端分别与电机及电流过零检测电路连接，所述电机与电源连接。

5.根据权利要求4所述的交流电机调速控制电路，其特征在于，所述晶闸管驱动电路还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻串联在所述晶闸管的门极与MCU之间。

6.一种交流电机调速控制装置，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的交流电机调速控制电路。

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说 明 书

交流电机调速控制电路及装置

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技术领域

[0001]

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种交流电机调速控制电路及装置。

背景技术

现有的家电领域，很多产品都使用到电机，电机调速已得到广泛应用。常用的电机

调速方案是采用电压过零检测信号，利用软件延时控制晶闸管导通，其电路结构如图1所示。该方法存在的技术缺陷是：因为电机是电感性负载，启动时会产生不同程度的电流滞后电压相位的相移，继而产生零点漂移，引起电机速度漂移，由于不同电机产生的相移是不同的，该方法很难精确控制电机的电流导通相位，电机转速的一致性和稳定性很难控制。[0003] 因此，随着电机转速稳定性的要求越来越高，上述方法无法满足设计要求。

[0002]

实用新型内容

[0004] 本实用新型的主要目的是提供一种交流电机调速控制电路，旨在使得电机速度控制更加稳定。

[0005] 本实用新型提供了一种交流电机调速控制电路，包括电源、微处理器MCU、晶闸管驱动电路；其中，还包括电流过零检测电路，所述电流过零检测电路的一端与晶闸管驱动电路串联连接，另一端与MCU连接，所述电源分别与MCU及晶闸管驱动电路连接。[0006] 优选地，所述电流过零检测电路包括三极管、第一二极管、第二二极管及分流电阻，所述第一二极管的正极与地连接，负极与晶闸管驱动电路连接；所述第二二极管与第一二极管并联，且其正极与晶闸管驱动电路连接，负极与地连接；所述三极管的基极与晶闸管驱动电路连接，发射极与地连接，集电极与分流电阻的一端连接；所述分流电阻的另一端与MCU连接，用于输出过零检测信号至MCU。[0007] 优选地，所述电流过零检测电路还包括第一限流电阻，所述第一限流电阻串联在所述晶闸管驱动电路与所述三极管的基极之间。[0008] 优选地，所述晶闸管驱动电路包括晶闸管，所述晶闸管的门极与MCU连接，两端分别与电机及电流过零检测电路连接，所述电机与电源连接。[0009] 优选地，所述晶闸管驱动电路还包括第二限流电阻，所述第二限流电阻串联在所述晶闸管的门极与MCU之间。

[0010] 本实用新型还提供了一种交流电机调速控制装置，包括电源、微处理器MCU、晶闸管驱动电路；其中，还包括电流过零检测电路，所述电流过零检测电路的一端与晶闸管驱动电路串联连接，另一端与MCU连接，所述电源分别与MCU及晶闸管驱动电路连接。[0011] 本实用新型通过晶闸管驱动电路与电流过零检测电路串联的电路结构，克服了电机等感性负载电流与电压相位不同步、易引起相位漂移的问题，同时解决交流电压正负半周波形不对称、在交流电机内部产生直流分量、交流电机容易发热、容易产生噪音等问题。附图说明

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说 明 书

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图1是现有技术中采用电压过零检测信号进行交流电机调速控制的电路结构示

意图；

图2是本实用新型交流电机调速控制电路优选实施例的结构框图；

[0014] 图3是图2所示交流电机调速控制电路的电路结构示意图；

[0015] 图4是本实用新型交流电机调速控制电路的过零检测信号ZERO与MCU I/O信号的波形图。

[0016] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

[0013]

具体实施方式

[0017] 以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0018] 参照图2，提出本实用新型交流电机调速控制电路优选实施例的结构框图。该交流电机调速控制电路包括电源1、微处理器MCU2、晶闸管驱动电路3及电流过零检测电路4，该电流过零检测电路4的一端与晶闸管驱动电路3串联，另一端与MCU2连接，所述电源1分别与MCU2及晶闸管驱动电路3连接。

[0019] 本实用新型通过晶闸管驱动电路3与电流过零检测电路4串联的电路结构，克服了电机等感性负载电流与电压相位不同步、易引起相位漂移的问题，同时解决交流电压正负半周波形不对称、在交流电机内部产生直流分量、交流电机容易发热、容易产生噪音等问题。

[0020] 参照图3，上述电流过零检测电路4包括三极管TR104，第一二极管D106，第二二极管D108及分流电阻R130、R132，所述第一二极管D106的正极与地连接，负极与晶闸管驱动电路3连接；所述第二二极管D108与第一二极管D106并联，且其正极与晶闸管驱动电路3连接，负极与地连接；所述三极管TR104的基极与晶闸管驱动电路3连接，发射极与地连接，集电极与分流电阻R130、R132的一端连接；所述分流电阻R130、R132的另一端与MCU2连接，用于输出过零检测信号。第一二极管D106与地之间还可串联一二极管D107。上述电流过零检测电路4还包括第一限流电阻R129，所述第一限流电阻R129串联在所述晶闸管驱动电路3与三极管TR104的基极之间。[0022] 上述晶闸管驱动电路3包括晶闸管SCR102，所述晶闸管SCR102的门极与MCU2连接，两端分别与电机5及电流过零检测电路4连接，所述电机5与电源1连接。[0023] 上述晶闸管驱动电路3还包括第二限流电阻R134，所述第二限流电阻R134串联在所述晶闸管SCR102的门极与MCU2之间。

[0024] 上述交流电机调速控制电路的工作原理为：[0025] (1)在电机不工作状态，MCU I/O输出高电平，晶闸管SCR102截止，三极管TR104截止，则过零检测信号ZERO一直为低电平。因此无过零检测信号。[0026] (2)以60HZ电源频率为例。在电机工作状态，刚开始工作时，MCU I/O连续输出200MS低电平信号，使晶闸管SCR102处于导通状态。然后MCU2检测过零检测信号ZERO的下降沿信号，MCU2进入中断，根据电机功率，MCU I/O延时t1输出低电平(满功率时，延时时间为零)，晶闸管SCR102导通，此时为交流电正半周，正半周电流经由晶闸管SCR102、第二二极管D108，从而使得晶闸管SCR102导通。此时，由于三极管TR104的BE极为反向偏

[0021]

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说 明 书

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置，三极管TR104截止，过零检测信号ZERO一直为低电平；[0027] 正半周结束后，交流电进入负半周，MCU2通过软件计算，在时间t1加半个交流电源周期时，MCU I/O输出低电平，晶闸管SCR102导通。此时AC-L为负电压，负半周电流从地经由第一二极管D107、D106及晶闸管SCR102，从而使得晶闸管SCR102导通，三极管TR104导通，过零检测信号ZERO输出高电平；当电机电流过零时，晶闸管SCR102截止，三极管TR104截止，过零检测信号ZERO输出为低电平；MCU2再检测过零检测信号ZERO的下降沿信号，重新进入中断，重复前一周期的操作，实现电机功率调节的目的。[0028] 综上所述，过零检测信号ZERO为与电机工作状态一致的方波，如图4所示。因此，在电机工作时，有过零检测信号ZERO；电机停止工作时，过零检测信号ZERO随即停止，保证了过零检测信号ZERO与电机的工作周期同步。

[0029] 本实用新型还提出了一种交流电机调速控制装置，包括上述结构的交流电机调速控制装置。

[0030] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制其专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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说 明 书 附 图

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图3

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说 明 书 附 图

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图4

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