[发明专利]一种交流电机的无级调速控制与能量钳位电路及其装置

说明书

本发明公开了一种交流电机的无级调速控制与能量钳位电路及其装置，包括整流模块、第一二极管、第二二极管、第一电容、三线电源开关和控制器，所述控制器包括电源系统和调速系统，所述整流模块的电压输入第一端连接交流电源的一极，所述整流模块的电压输入第二端连接交流电机的一端。本发明解决交流电机难以做到无级调速的问题，不再需要任何调速抽头，简化了电机结构，大大降低了成本，实现了在廉价且成熟的传统交流电机上进行无级调速；同时，利用能量钳位电路优化电路性能，保护系统电路不被损坏，提高系统能量转换效率，保证了无级调速应用的实用和安全，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及一种电路及其装置，尤其涉及一种交流电机的无级调速控制与能量钳位电路及其装置。

背景技术

传统的风扇产品例如落地扇、吊扇、台扇等，是利用交流电机将交流电能转换成机械能，当需要对风扇转速进行调节时，一般需要将电机绕组制作成多个抽头的结构，从而可以通过开关切换不同的抽头，实现速度的调节，例如落地扇使用琴键式开关可以进行高、中、低三挡速度调节。

当前，随着智能家电的发展，风扇也开始变得更加多功能化，用户对于风扇的功能也提出了更多的要求，例如希望具有遥控功能、自然风模拟功能、睡眠风模拟功能和联网功能等，自然风模拟功能就需要风扇能够进行更细的速度档位调节(以下简称无级调速)。然而，传统的三档控制是无法满足的，虽然使用无刷型电机可以实现无级调速，但无刷电机却相较传统电机具有高达近两倍的成本，不仅昂贵而且技术普及度较低，例如电机调速装置和家用电器(CN201610206532.X)是一种PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制交流电机的调速方式，但所使用的控制单元相互独立且无公共的参考端，导致控制系统复杂，可靠性低。

因此，智能化智能家电的发展对传统的电机提出了挑战，亟需找到一种新的技术方案以解决以上技术问题。

发明内容

本发明为克服现有技术中的缺陷，提供了一种交流电机的无级调速控制与能量钳位电路及其装置，解决了交流电机难以做到无级调速的问题，不再需要任何调速抽头，简化了电机结构，大大降低了成本，实现了在廉价且成熟的传统交流电机上进行无级调速；同时，利用能量钳位电路优化电路性能，保护系统电路不被损坏，提高系统能量转换效率，保证了无级调速应用的实用和安全，具有广阔的市场前景。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明是一种交流电机的无级调速控制与能量钳位电路，其特点在于，所述交流电机的无级调速控制与能量钳位电路包括整流模块、第一二极管、第一电容、三线电源开关和控制器，所述控制器包括电源系统和调速系统，所述整流模块的电压输入第一端连接交流电源的一极，所述整流模块的电压输入第二端连接交流电机的一端，所述第一二极管的正极与交流电机的另一端并联地连接于连接所述交流电源的另一极，所述整流模块的电压输出第一端连接所述三线电源开关的第一端，所述整流模块的电压输出第二端并联地连接所述三线电源开关的第二端和所述第一电容的一端并接地，第一电容的另一端并联地连接所述第一二极管的负极和所述电源系统，所述电源系统还与所述调速系统连接，所述整流模块用于为交流电机供电，所述第一电容用于储存电能，所述第一二极管用于为所述第一电容提供交流充电通道和用于隔离反向电流，所述三线电源开关用于控制交流电机的开和关，所述电源系统用于为交流电机的无级调速控制与能量钳位电路提供低压电源及用于为所述调速系统提供缓冲钳位和电机反向电动势通道，所述调速系统用于接收调速信号指令、转换为PWM控制信号并发送给所述三线电源开关。

优选地，所述三线电源开关为第一开关管，所述第一开关管为MOS管或三极管，当所述第一开关管为MOS管时，所述第一开关管的漏极、源极和栅极分别连接所述整流模块1的所述电压输出第一端、所述整流模块1的所述电压输出第二端和所述调速系统；当所述第一开关管为三极管时，所述第一开关管的集电极、发射极和基极分别连接所述整流模块1的所述电压输出第一端、所述整流模块1的所述电压输出第二端和所述调速系统第一开关管第一开关管整流模块1整流模块1。