專利名稱：可控硅定頻調寬控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機控制器，尤其是一種可控硅定頻調寬控制器。
背景技術：
目前，現有的調速技術有變頻、變頻調寬、調寬三種。而變頻技術對電 機調速會產生動平衡被破壞和沖擊問題。雖然國內空調業引進了結構復雜的 雙轉子電機壓縮機，然而其效率只是"與運轉頻率沒有很大關系"(見電子世
界雜志2004年第6期第10頁)。現有控制器設計在5-15V低壓條件下工作(見 電子世界93年3期18頁)也是造成傳統移相電路動態范圍不足而影響控制 效果的一個因素。 發明內容
本實用新型的目的是針對現有的變頻調速的不足及控制電路由低壓供 電的而引起的控制效果不佳的問題，設計一種可控硅定頻調寬控制器。 本實用新型的技術方案是
一種可控硅定頻調寬控制器，其特征是它主要由電網頻率脈沖觸發電路
101、 可控硅定寬移相電路103、可控硅調寬移相電路102組成，電網頻率脈 沖觸發電路IOI的輸入與市電電源相連，其輸出分別與可控硅調寬移相電路
102、 可控硅定寬移相電路103的輸入相連，可控硅調寬移相電路102的輸出 與斬波器104的關斷輸入端相連，可控硅定寬移相電路103的輸出與斬波器 104的導通輸入端相連，斬波器104的輸出與被控電機相連。
是所述的可控硅調寬移相電路102的輸入端還連接有調寬量控制電路
105。
所述的調寬量控制電路105主要由三極管25、 26、電阻35、 36、 38、 39、 光耦37、穩壓管40組成，由于本移相電路的調寬量很大，為防止電磁干擾 影響其穩定性是以采用光耦器件晶體管共同組成一個可變電位器，當光耦37
輸入端是高電位時，輸出端內阻小，電阻36被處于短路狀態，從而保證晶體 管25、 26呈高阻狀態，保證最大移相量不變；當光耦37輸入端呈低電位時， 移相量變小；本移相電路向斬波器發出關斷脈沖，并與定寬電路配合完成全 部控制過程。
所述的可控硅調寬移相電路102、可控硅定寬移相電路103均與穩壓電 源106相連。
電網頻率脈沖觸發電路101主要由二極管1、 2與5、 6分別利用二極管 3、 4構成對移相電路的高壓供電橋堆和窄脈沖供電橋堆，它們的正端完全隔 離，但負端共用，從而與兩個移相電路構成直接的電流通道，以有利于定寬 移相電路工作的可靠性。
窄脈沖電路經二極管5、 6將電網50Hz的正弦電壓變為100Hz拋物波電 壓以類似過零觸發的特點工作，當其自零升高時，經電阻7、 8分壓并被鉗位 于7.2V再經電容10、 二極管12、 15、 17，電阻14、 16在同一瞬間使可控硅 29、 43觸發導通。當拋物波電壓下降時，電容10所充左正右負電壓經電阻8、 二極管13、 ll放電并結束本周波的工作過程。
如果用二極管5或6作半波整流使控制器50Hz工作同樣能滿足斬波器
功率調變的需要，只是輸出脈寬更大。
可控硅定寬移相電路103主要由電阻41、 47、電容42、可控硅43、穩 壓管44、雙向觸發二極管45、脈沖變壓器46、 二極管48組成。100V電壓經 電阻41、電容42、可控硅43充電，由于時間常數較小，電容42被很快充電 到雙向觸發二極管45的閾值電壓，于是電容42經雙向觸發二極管45、脈沖 變壓器46、電阻47、 二極管48形成放電回路，由于雙向觸發二極管45的負 阻效應因而瞬間放電電流遠大于可控硅43的維持電流而且方向相反迫使可 控硅43自行關斷而完成本次移相過程。對本移相電路的量的要求只需保證斬 波電路中的電容器2'充電完畢即可，若過大將影響調寬量。本移相電路向 斬波電路發棒形開通脈沖，其幅度達15VPP。鑒于斬波電路輸出可控管1，的 功率可能很大，可以采用同型號的雙向觸發二極管45串接工作，此時脈沖可 大于30VPP，瞬間功率大于5W，與此同時應調整電路47的阻值防止過流。
可控硅調寬移相電路102主要由電阻24、 27、 33、電容28、可控硅29、 穩壓管30、 二極管34、雙向觸發二極管31、脈沖變壓器32組成，IOOV電壓 經阻值為200千歐的電阻24以及電阻27、電容28、可控硅29充電，此時電
路處于最大移相狀態，其作用是配合變頻空調要在最大功率起步工作的要求。 電阻24還有限定最大移相量以防電動車輛失控和斬波電路輸出短路的作用， 電阻27的作用是調整斬波電路的最小輸出脈寬。 本實用新型具有以下優點
1、 本實用新型的電路工作電壓設計為IOOV，其開關內阻也優于晶體管 結構的移相電路,經與斬波器聯動試驗證明其控制斬波器在12歐姆負載時輸 入功率變化是0. 3-3. 3kW，即最大與最小功率之比大于達到10 (測量方法為 市電的V.A乘積)。
2、 移相電路結構大大簡化，傳統設計要用開關晶體管配以方波開關電 路才能完成，本設計只需一支小功率可控硅，相對而言配套零件也明顯減少。
3、 作為控制器它對斬波器發出的控制脈沖是棒狀脈沖，其PP值取決于 負阻器件觸發管的耐壓而無需另設放大電路加以提高。
4、 2個可控硅利用十分穩定的電網頻率導通，因而相對移相的2個電路 工作十分穩定。經整機動態試驗證明，用220W電機加載，全程調速手感+分 平穩而且調寬范圍還有余量。
5、 本控制器在市電140V時仍能正常工作。
6、 適用范圍廣，不僅可用于普通電機調速，還可用于工業污水處理、 電動車電機等。為適應工業污水處理需要，只須將定頻改為頻率可調便成為 可控硅調頻控制器。試驗證明在頻率為20-130Hz時，調頻、調寬或適度調頻 調寬都能穩定地改變斬波器輸出功率。
圖1是本實用新型的電原理框圖示意圖。 ' 圖2是本實用新型的電原理圖。
具體實施方式
下面結構附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖l、 2所示。
一種可控硅定頻調寬控制器,如圖1中虛線框中所示，它主要由電網頻率 脈沖觸發電路101、可控硅調寬移相電路102、可控硅定寬移相電路103、高 寬量控制電路1Q5、穩壓電源106組成，電網頻率脈沖觸發電路101的輸入 與市電電源相連，其輸出分別與可控硅調寬移相電路102、可控硅定寬移相 電路103的輸入相連，可控硅調寬移相電路102的輸出與斬波器104的關斷 輸入端相連，可控硅定寬移相電路103的輸出與斬波器104的導通輸入端相 連，斬波器104的輸出與被控電機相連，可控硅調寬移相電路102的輸入端 還連接有調寬量控制電路105，可控硅調寬移相電路102、可控硅定寬移相電 路103均與穩壓電源106相連，如圖1所示。
具體的電路圖如圖2所示，其中電網頻率脈沖觸發電路101主要由二極 管1、 2與5、 6分別利用二極管3、 4構成對移相電路的高壓供電橋堆和窄脈 沖供電橋堆，它們的正端完全隔離，但負端共用，從而與兩個移相電路構成 直接的電流通道，以有利于定寬移相電路工作的可靠性。
窄脈沖電路經二極管5、 6將電網50Hz的正弦電壓變為100Hz拋物波電 壓以類似過零觸發的特點工作，當其自零升高時，經電阻7、 8分壓并被鉗位 于7.2V再經電容10、 二極管12、 15、 17，電阻14、 16在同一瞬間使可控硅 29、 43觸發導通。當拋物波電壓下降時，電容10所充左正右負電壓經電阻8、 二極管13、 ll放電并結束本周波的工作過程。
如果用二極管5或6作半波整流使控制器50Hz工作同樣能滿足斬波器 功率調變的需要，只是輸出脈寬更大。
可控硅定寬移相電路103主要由電阻41、 47、電容42、可控硅43、穩 壓管44、雙向觸發二極管45、脈沖變壓器46、 二極管48組成。100V電壓經 電阻41、電容42、可控硅43充電，由于時間常數較小，電容42被很快充電 到雙向觸發二極管45的閾值電壓，于是電容42經雙向觸發二極管45、脈沖 變壓器46、電阻47、 二極管48形成放電回路，由于雙向觸發二極管45的負 阻效應因而瞬間放電電流遠大于可控硅43的維持電路而且方向相反迫使可 控硅43自行關斷而完成本次移相過程。對本移相電路的量的要求只需保證斬
波電路充電完畢即可，若過大將影響調寬量。本移相電路向斬波電路發棒形
開通脈沖，其幅度達i5vpp。鑒于斬波電路輸出可控管r的功率可能很大,
可以采用同型號的雙向觸發二極管45串接工作，此時脈沖可大于30VPP,瞬 間功率大于5W,與此同時應調整電路47的阻值防止過流。
可控硅調寬移相電路102主要由電阻24、 27、 33、電容28、可控硅29、 穩壓管30、 二極管34、雙向觸發二極管31、脈沖變壓器32組成，IOOV電壓 經阻值為200千歐的電阻24以及電阻27、電容28、可控硅29充電，此時電 路處于最大移相狀態，其作用是配合變頻空調要在最大功率起步工作的要求。 電阻24還有限定最大移相量以防電動車輛失控和斬波電路輸出短路的作用， 電阻27的作用是調整斬波電路的最小輸出脈寬。調寬量控制電路5主要由三 極管25、 26、電阻35、 36、 38、 39、光耦37、穩壓管40組成，由于本移相 電路的調寬量很大，為防止電磁干擾影響其穩定性是以采用光耦器件晶體管 共同組成一個可變電位器，當光耦37輸入端是高電位時，輸出端內阻小，電 阻36被處于短路狀態，從而保證晶體管25、 26呈富阻狀態，保證最大移相 量不變；當光耦37輸入端呈低電位時，移相量變小；本移相電路向斬波器發 出關斷脈沖，并與定寬電路配合完成全部控制過程。
綜上所述，本實用新型的可控硅移相電路與傳統的移相電路在功能上雖 完全相同，其目的是為了產生時基斜波，但二者在結構上卻完全不同，本實 用新型的可控硅導通后移相量達到所需值時，電容器便經負阻器件及反向并 聯二極管以極大的瞬間反向電流強迫自已被關斷。
權利要求1、一種可控硅定頻調寬控制器，其特征是它主要由電網頻率脈沖觸發電路(101)、可控硅定寬移相電路(103)、可控硅調寬移相電路(102)組成，電網頻率脈沖觸發電路(101)的輸入與市電電源相連，其輸出分別與可控硅調寬移相電路(102)、可控硅定寬移相電路(103)的輸入相連，可控硅調寬移相電路(102)的輸出與斬波器(104)的關斷輸入端相連，可控硅定寬移相電路(103)的輸出與斬波器(104)的導通輸入端相連，斬波器(104)的輸出與被控電機相連。
2、 根據權利要求1所述的可控硅定頻調寬控制器，其特征是所述的可控硅調 寬移相電路(102)的輸入端還連接有調寬量控制電路(105)。
3、 根據權利要求1所述的可控硅定頻調寬控制器，其特征是所述的可控硅調 寬移相電路(102)、可控硅定寬移相電路(103)均與穩壓電源(106)相連。
專利摘要本實用新型針對現有的變頻調速的不足及控制電路由低壓供電的而引起的控制效果不佳的問題，公開了一種可控硅定頻調寬控制器，其特征是它主要由電網頻率脈沖觸發電路(101)、可控硅定寬移相電路(103)、可控硅調寬移相電路(102)組成，電網頻率脈沖觸發電路(101)的輸入與市電電源相連，其輸出分別與可控硅調寬移相電路(102)、可控硅定寬移相電路(103)的輸入相連，可控硅調寬移相電路(102)的輸出與斬波器(104)的關斷輸入端相連，可控硅定寬移相電路(103)的輸出與斬波器(104)的導通輸入端相連，斬波器(104)的輸出與被控電機相連。具有調速效果好，電路簡單，應用范圍廣的優點。
文檔編號H02P7/295GK201008133SQ20062012484
公開日2008年1月16日 申請日期2006年10月30日 優先權日2006年10月30日
發明者常松奎 申請人:常松奎