本发明专利技术涉及一种单绕组单相交流电机控制模块，包括一单相交流电机绕组，所述单相交流电机绕组进端连接外部交流电源一端，所述单相交流电机绕组出端连接一整流桥的一交流输入端，所述整流桥的另一交流输入端连接外部交流电源另一端，所述整流桥的一直流输出端连接一驱动器的一端，所述整流桥的另一直流输出端连接所述驱动器的另一端，所述驱动器的控制端用以接收一处理单元发送的PWM信号。本发明专利技术的单绕组单相交流电机控制模块，省却常规单相交流电机副绕组、启动电容和离心开关，也避免运行时不得不带副绕组、电容运行造成功率下降，启动电流瞬间过大、可控硅调压变速低谐波污染电网，缺相式调频调速成本高输出功率低等弊病。
【技术实现步骤摘要】
单绕组单相交流电机控制模块
本专利技术涉及单相交流电机领域，尤其是一种单绕组单相交流电机控制模块。
技术介绍
单绕组单相交流电机由于启动时，叠加扭矩相等，初速为零，没有外力作用，无法转动起来，但朝正转或反转方向拨动电机转子，即可一直通电运行下去。所以，现有的单相电机有两个绕组，即起动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器，当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时，由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角，先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场，使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场，在旋转磁场的作用下，电机转子中产生感应电流，电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩，使电机旋转起来。此时，装有离心开关类的单相电机可以甩开电容、启动绕组运行，但这类电机不能缺相式变频调速。现有的单相电机运行时不得不带副绕组、电容运行造成功率下降，启动电流瞬间过大、可控硅调压变速低谐波污染电网，缺相式调频调速成本高输出功率低等弊病。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种单绕组单相交流电机控制模块。本专利技术采用以下方案实现:一种单绕组单相交流电机控制模块，包括一单相交流电机绕组，其特征在于:所述单相交流电机绕组进端连接外部交流电源一端，所述单相交流电机绕组出端连接一整流桥的一交流输入端，所述整流桥的另一交流输入端连接外部交流电源另一端，所述整流桥的一直流输出端连接一驱动器的一端，所述整流桥的另一直流输出端连接所述驱动器的另一端，所述驱动器的控制端用以接收一处理单元发送的PWM信号，所述处理单元还通过一过零检测单元对外部交流电源进行单向过零检测。在本专利技术一实施例中，所述驱动器采用绝缘栅双极型晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。在本专利技术一实施例中，所述处理单元与所述驱动器之间通过一第一光耦合器进行奉禹合隔尚。在本专利技术一实施例中，所述处理单元与所述过零检测单元之间通过一第二光耦合器进行耦合隔离。在本专利技术一实施例中，还包括一调速单元,所述调速单元通过所述处理单元的模数转换单元进行占空比调压式电机转速控制。在本专利技术一实施例中，还包括一正反转控制单元,所述正反转控制单元通过控制所述处理单元正负向半周期输出的PWM信号的占空比，以利于控制电机正反转。在本专利技术一实施例中，还包括一启闭控制单元，所述启闭控制单元用于控制所述处理单元是否输出所述PWM信号，以利于控制电机启闭。在本专利技术一实施例中，还包括一运行状态单元，所述运行状态单元采用LED灯以显示电机的启闭状态或连接到上位机以监控电机的启闭状态。在本专利技术一实施例中，所述处理单元与所述第二光耦合器之间通过一上拉电阻，以实现IRQ下降沿触发中断。在本专利技术一实施例中，所述过零检测单元采用单向过零检测。本专利技术的单绕组单相交流电机控制模块，省却单相交流电机副绕组、启动电容和离心开关，也避免运行时不得不带副绕组、电容运行造成功率下降，启动电流瞬间过大、可控硅调压变速低谐波污染电网，缺相式调频调速成本高输出功率低等弊病。本专利技术还可以作为改造除罩极式和串励式单相交流电机外所有可以单独抽出运行绕组的单相交流电机，使其具有正反转启动换向、任意起停、在线连续调速、柔性定制启动扭矩、上位机智能控制等功能，使旧有的单相交流电机成为节能环保型电机。支持节能省材的仅有单绕组的单相交流电机。也用于各种单相交流感应/电阻式负载的控制与改造。为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本专利技术作进一步详细说明。【附图说明】图1是本专利技术硬件控制正反转启动的系统原理框图。图2是本专利技术软件控制正反转启动的系统原理框图。图3是本专利技术处于电源正半周期的工作原理图。图4是本专利技术处于电源负半周期的工作原理图。图5是本专利技术的电压转换模块。【具体实施方式】本专利技术提供一种单绕组单相交流电机控制模块，包括一单相交流电机绕组，所述单相交流电机绕组进端连接外部交流电源一端，所述单相交流电机绕组出端连接一整流桥的一交流输入端，所述整流桥的另一交流输入端连接外部交流电源另一端，所述整流桥的一直流输出端连接一驱动器的一端，所述整流桥的另一直流输出端连接所述驱动器的另一端，所述驱动器的控制端用以接收一处理单元发送的PWM信号，所述处理单元还通过一过零检测单元对外部交流电源进行单向过零检测。优选的，所述驱动器可以采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，固定周期采用16kHz或32kHz。为了达到电压隔离保护，所述处理单元与所述驱动器之间通过一第一光耦合器进行耦合隔离，所述处理单元与所述过零检测单元之间通过一第二光耦合器进行耦合隔离。为了实现电机转速在线连续可调，还包括一调速单元，所述调速单元通过所述处理单元的模数转换单元进行占空比调压式电机转速控制。为了实现电机正反转控制,还包括一正反转(启动)控制单元,所述正反转启动控制单元通过控制所述处理单元正负向半周期输出的PWM信号的占空比，以利于控制电机正反转启动。为了实现电机启闭控制，还包括一启闭控制单元，所述启闭控制单元用于控制所述处理单元是否输出所述PWM信号，以利于控制电机启闭。为了更好的监控电机的运行状态，还包括一运行状态单元，所述运行状态单元采用LED灯以显示电机的启闭状态或连接到上位机以监控电机的启闭状态。优选的，所述处理单元与所述第二光耦合器之间通过一上拉电阻，以实现IRQ下降沿触发中断。所述过零检测单元可以采用单向过零检测。优选的，还包括一转矩控制单元，根据使用场合，预定或参照使用速度，柔性调节启动转矩。如图1所示，本专利技术提供一种单绕组单相交流电机控制模块，包括一单相交流电机单绕组M，所述单相交流电机单绕组M—端连接外部交流电源(本实施例选取220V单相交流电)一端，所述单相交流电机单绕组M另一端连接一整流桥的一交流输入端，所述整流桥的另一交流输入端连接外部交流电源另一端，所述整流桥的一直流输出端连接一绝缘栅双极型晶体管Q (驱动器)的一端，所述整流桥的另一直流输出端连接所述绝缘栅双极型晶体管Q的另一端，所述绝缘栅双极型晶体管Q的栅极(控制端)通过一第一光耦合器OCl连接到一处理单元MCU，用以接收所述处理单元MCU发送的PWM信号，所述处理单元MCU还通过一第二光耦合器0C2连接一过零检测单元Dl对外部交流电源进行过零检测。所述处理单元与所述第二光耦合器0C2之间通过一上拉电阻R1，以实现IRQ下降沿触发中断；所述处理单元通过一可变电阻R2连接所述处理单元的模数转换单元进行占空比调压式电机转速控制；所述处理单元还通过双掷开关SWl (启闭控制单元)和SW2 (正反转控制单元)进行电机的启闭控制和正反转控制；所述正反转启动控制单兀和启闭控制单兀可以利用硬件电路实现，也可以通过软件控制实现，如图2所示，处理单元通过IIC (需加入存储模块EEROM)或SPI串行通讯线连接到上位机软件控制芯片进行控制。图示中的熔断器F用以保证系统安全运行，滤波电容C用以滤除高频电流。本专利技术外部交流电源可以采用115 VAC或220 VAC，频率50Hz或60Hz，电流6A，瞬间允许8A，基础转速取决于单绕组极对数。处理单元可以采用配备PWM本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单绕组单相交流电机控制模块，包括一单相交流电机绕组，其特征在于：所述单相交流电机绕组进端连接外部交流电源一端，所述单相交流电机绕组出端连接一整流桥的一交流输入端，所述整流桥的另一交流输入端连接外部交流电源另一端，所述整流桥的一直流输出端连接一驱动器的一端，所述整流桥的另一直流输出端连接所述驱动器的另一端，所述驱动器的控制端用以接收一处理单元发送的PWM信号，所述处理单元还通过一过零检测单元对外部交流电源进行单向过零检测。
【技术特征摘要】
1.一种单绕组单相交流电机控制模块，包括一单相交流电机绕组，其特征在于:所述单相交流电机绕组进端连接外部交流电源一端，所述单相交流电机绕组出端连接一整流桥的一交流输入端，所述整流桥的另一交流输入端连接外部交流电源另一端，所述整流桥的一直流输出端连接一驱动器的一端，所述整流桥的另一直流输出端连接所述驱动器的另一端，所述驱动器的控制端用以接收一处理单元发送的PWM信号，所述处理单元还通过一过零检测单元对外部交流电源进行单向过零检测。2.根据权利要求1所述的单绕组单相交流电机控制模块，其特征在于:所述驱动器采用绝缘栅双极型晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。3.根据权利要求1所述的单绕组单相交流电机控制模块，其特征在于:所述处理单元与所述驱动器之间通过一第一光耦合器进行耦合隔离。4.根据权利要求1所述的单绕组单相交流电机控制模块，其特征在于:所述处理单元与所述过零检测单元之间通过一第二光耦合器进行耦合隔离。5.根据权利要求1所述的单绕组单相交流电机控制模块，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙鲁西，孙洁颖，
申请(专利权)人：孙鲁西，
类型：发明
国别省市：
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