文档介绍：小功率单相异步电动机调速器河池学院物理与电子工程系蓝良生宋福飞[摘要]小功率单相异步电动机调速控制器采用 555集成电路作为核心器件,检测信号通过 555组成触发电路,使单向可控硅交流电网电压在-10V~ 10V范围触发,实现了电动机能在过零时“通”或“断”,减少对交流电网的谐波干扰。[关键词]单相导步电动机 555集成芯片过零检测同步调速 1前言随着社会的发展,科技的进步,人们生活水平的不断提高, 各种先进的用电器也陆续走进了寻常百姓家。比如大屏幕、电风扇、电冰箱等等。当然,人们对各种用电器的功能要求也不尽相同。例如电风扇,当大汗淋漓的时候,人们希望电风扇扇叶转得快些,尽快解除灼热的煎熬;晚上睡觉的时候,人们希望电风扇慢悠悠地送来一丝丝凉意,伴着自己进入甜蜜的梦乡。还有电冰箱,当箱内的温度足以让食物保持新鲜的时候,人们总会希望它能少“吃”些电。这样既可以享受安闲舒适的生活,又可以节约电。现代电子技术飞跃发展的年代,这种想法已不再是天方夜谭,也不再是一个美丽的神话,而人们也确确实实感受到了它的好。生活改善了,但是一种潜在的危机也悄悄然地浮出水面。电风扇、电冰箱等的核心部件是单相异步电动机,而电动机属于感性负载。如果控制电动机的开关不在交流电网过零时“通”或“断”,由于线圈自感作用就产生有较大的浪涌电流,造成交流电网电压的波动,这种现象被称为“电网污染”。虽然它们的功率不大,但数量多就不能忽略了。因此,现在针对以上现象设计一个简单的电路来控制单相异步电动机的转速,并且让电动机在过零时实现“通”或“断”。 2单相异步电动机的原理家用电器中用到单相电动机,多为电容式单相异电动机。在此,介绍电容式单相异步电动机的工作原理:电容式单相异步电动机的接线原理,如图 1所示。电动机定子上有两个绕组 U 1、 U 2和V 1、V 2,分别称主绕组和副绕组,其轴线在空间上相互垂直。在两个绕组之间串有电容C ,选择适当参数能使两个绕组中的电流产生 90°的相位差,实现电机自行启动。当电动机的接线方式如图 1所示时,即开关SW在 1位置,由于电容C与绕组 V 1、V 2串连,通电后绕组V 1、V 2中的电流超前绕组U 1、U 2中的电流一定电角度,电动机正转。反之,当SW在 2位置时,电动机反转。 3系统设计技术指标 220V、 50Hz电网电源。 “通”或“断”的元器件必须在交流电网电压为-10V~ 10V范围导通或截止。 4系统设计方案的选择方案一用老式方法。利用发条带动齿轮转动来控制弹片的离与合,以实现电动机“通”和“断”时间的不同来控制电动机的转速。方案二用集成芯片作为主控器件来控制开关管的导通或截止,从而控制电动机的转速。方案三用变频技术,改变供给电动机电源的频率、改变电动机磁场的旋转来控制电动机的转速。综上所述,显然方案一与现代社会电子技术水平不对称,而且精度不高,很难在过零时实现“通”或“断”。方案三变频技术是目前对电动机转速控制的前沿技术,但是它复杂的电路原理决定了它所需的成本相对一台小功率单相电动机很不划算。所以, 本设计选择方案二,即采用实用、可靠、成本低的集成电路来驱动开关管,控制电动机的工作,并通过过零检测进一步保证开关管在过零时导通或截止,实现同步控制电动机。系统框图如图 2。5系统电路设计