本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的端電壓，達(dá)到節(jié)電的目的，可與小功率單相電動(dòng)機(jī)配套使用。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)節(jié)電器其結(jié)構(gòu)一般包括可控硅、相位檢測電路、比較電路、觸發(fā)電路以及工作電源，其中相位檢測電路用來檢測供電電壓與電動(dòng)機(jī)電流之間的相位，相位檢測電路包括電流互感器、降壓變壓器以及一些電子元件；比較電路將相位信號(hào)與一設(shè)定值進(jìn)行比較，觸發(fā)電路根據(jù)比較結(jié)果輸出觸發(fā)可控硅的觸發(fā)信號(hào)，工作電源要另外設(shè)置，為比較電路、觸發(fā)電路提供工作電壓。這類節(jié)電器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，不利于推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種電流觸發(fā)式電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其結(jié)構(gòu)簡單，使用的電子元件少，并具有較好的節(jié)電效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種電流觸發(fā)式電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其包括串接在單相電動(dòng)機(jī)md供電回路中的雙向可控硅scr、觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通的觸發(fā)電路以及啟動(dòng)觸發(fā)電路工作的啟動(dòng)電路，其特征是，所述的觸發(fā)電路包括電流互感器lh、三極管t1、光耦ge1，電流互感器lh的初級線圈串接在電動(dòng)機(jī)的供電回路中，電流互感器lh的次級線圈與一橋式整流器ql1的輸入端連接，橋式整流器ql1的輸出端的負(fù)極接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極通過電阻r1接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極接三極管t1的基極，三極管t1的發(fā)射極接電位器w1的滑臂，電位器w1的一端接工作電源的輸出端，電位器w1的另一端接地，三極管t1的集電極通過一限流電路接光耦ge1的發(fā)光二極管的陽極，光耦ge1的發(fā)光二極管的陰極接地，光耦ge1的光電可控硅的一端通過電阻r3接雙向可控硅scr的陽極，光電可控硅的另一端接雙向可控硅scr的控制極；

二極管d1的陽極與全波整流器ql1輸出端的正極連接，二極管d1的陰極通過電容c1接地，二極管d1的陰極與電容c1之間的連接點(diǎn)為工作電源的輸出端。

本發(fā)明的特點(diǎn)是，電流互感器將單相電動(dòng)機(jī)的電流ia轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓，該電壓經(jīng)整流電路整流后形成全波信號(hào)電壓ui，其波形的下降沿與一基準(zhǔn)電壓ug進(jìn)行比較，當(dāng)下降沿低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)雙向可控硅的脈沖信號(hào)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)更滯后，觸發(fā)可控硅的脈沖信號(hào)也會(huì)滯后產(chǎn)生，使可控硅的導(dǎo)通角減小，單相電動(dòng)機(jī)的端電壓降低，單相電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)上升。另外在全波信號(hào)電壓ui的后級再設(shè)有濾波電路，作為觸發(fā)電路的工作電源。本發(fā)明利用電流互感器提供同步信號(hào)和觸發(fā)電路的電源，省去了傳統(tǒng)的相位檢測電路，使得節(jié)電器的電子線路結(jié)構(gòu)大大減化，節(jié)電器線路的高壓部分與低壓部分通過耦合傳遞信號(hào)無直接的電連接，在調(diào)試低壓部分時(shí)，避免操作工觸電。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的電氣原理圖。

圖2為額定負(fù)荷時(shí)，圖1中各相關(guān)點(diǎn)的波形圖。

圖3為小負(fù)荷時(shí)，圖1中各相關(guān)點(diǎn)的波形圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

一種電流觸發(fā)式電動(dòng)機(jī)節(jié)電器，其包括串接在單相電動(dòng)機(jī)md供電回路中的雙向可控硅scr、觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通的觸發(fā)電路以及啟動(dòng)觸發(fā)電路工作的啟動(dòng)電路。

所述的觸發(fā)電路包括電流互感器lh、三極管t1、光耦ge1，電流互感器lh的初級線圈串接在電動(dòng)機(jī)的供電回路中，電流互感器lh的次級線圈與一橋式整流器ql1的輸入端連接，橋式整流器ql1的輸出端的負(fù)極接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極通過電阻r1接地，橋式整流器ql1的輸出端的正極接三極管t1的基極，三極管t1的發(fā)射極接電位器w1的滑臂，電位器w1的一端接工作電源的輸出端，電位器w1的另一端接地，三極管t1的集電極通過一限流電路接光耦ge1的發(fā)光二極管的陽極，光耦ge1的發(fā)光二極管的陰極接地，光耦ge1的光電可控硅的一端通過電阻r6接雙向可控硅scr的陽極，光電可控硅的另一端接雙向可控硅scr的控制極。

工作電源電路包括二極管d1、電容c1，二極管d1的陽極與全波整流器ql1輸出端的正極連接，二極管d1的陰極通過電容c1接地，二極管d1的陰極與電容c1之間的連接點(diǎn)為工作電源的輸出端。這樣可簡化節(jié)電器的工作電源電路結(jié)構(gòu)。

當(dāng)單相電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，工作電源輸出的電壓vdd可為9v、12v或15v，優(yōu)選為12v。工作電源輸出的電壓的等級由電流互感器線圈的匝數(shù)比決定。

光耦ge1的型號(hào)為tlp160g或tlp525g。

三極管t1可為pnp型的硅三極管，為提高形成脈沖的靈敏度可選擇pnp型的鍺三極管，因?yàn)殒N三極管的基極電壓ube僅為硅三極管的1/2。

電位器w1對工作電源輸出的電壓vdd進(jìn)行分壓形成基準(zhǔn)電壓ug，基準(zhǔn)電壓ug施加在三極管t1的發(fā)射極，基準(zhǔn)電壓ug的波形為直線如圖2中曲線3所示，三極管t1基極上的波形為全波整流波形如圖2中曲線4所示，當(dāng)全波整流波形的下降沿或上升沿高于基準(zhǔn)電壓ug時(shí)，三極管t1導(dǎo)通截止；當(dāng)全波整流波形的下降沿或上升沿低于于基準(zhǔn)電壓ug時(shí)，三極管t1導(dǎo)通，三極管t1的集電極電流形成觸發(fā)脈沖t如圖2中曲線5所示。

三極管t1的集電極電流通過光耦ge1的發(fā)光二極管，光耦ge1的光電可控硅導(dǎo)通觸發(fā)雙向可控硅scr，雙向可控硅scr的導(dǎo)通區(qū)域如圖2中曲線6所示。

所述的限流電路為一電阻r2，電阻r2的一端接三極管t1的集電極，電阻r2的另一端接光耦ge1的發(fā)光二極管的陽極，電阻起限流作用，以保護(hù)發(fā)光二極管，所述的電阻r2如圖1中的虛線部分所示。

作為一種改進(jìn)，所述的限流電路由電位器w2和穩(wěn)壓管dw1組成，電位器w2的一端接三極管t1的集電極，電位器w2的另一端接光耦ge1的發(fā)光二極管的陽極，電位器w2的滑臂接穩(wěn)壓管dw1的陰極，穩(wěn)壓管dw1的陽極接地。當(dāng)工作電源輸出的電壓vdd在一定范圍內(nèi)，電位器w2起限流作用與電阻r2的作用相同，當(dāng)工作電源輸出的電壓vdd高于一定值時(shí)，穩(wěn)壓管dw1起分流作用，調(diào)節(jié)電位器w2可改變分流比，這樣可更好的對發(fā)光二極管進(jìn)行保護(hù)。

觸發(fā)脈沖t的寬度與基準(zhǔn)電壓ug相關(guān)，基準(zhǔn)電壓ug越高觸發(fā)脈沖t的寬度越寬，調(diào)節(jié)電位器w1可調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電壓ug，使單相電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)雙向可控硅scr的導(dǎo)通角接近180度。

單相電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，市電的電壓u波形如圖2中曲線1所示、單相電動(dòng)機(jī)電流波形如圖2中曲線2所示，雙向可控硅scr的導(dǎo)通角接近180度如圖2中曲線6所示。

單相電動(dòng)機(jī)在小負(fù)荷運(yùn)行過程中，功率因數(shù)下降，單相電動(dòng)機(jī)的電流波形相對市電的電壓u波形（如圖3中曲線1所示）右移，觸發(fā)脈沖t右移，可控硅的導(dǎo)通角減?。ㄈ鐖D3中曲線6所示），單相電動(dòng)機(jī)的端電壓下降，單相電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流下降，功率因數(shù)上升。

所述的啟動(dòng)電路可為一按鈕，按鈕的兩端與光耦ge1的光電可控硅兩端并聯(lián)（附圖中未畫出），當(dāng)單相電動(dòng)機(jī)接通市電后，按下按鈕觸發(fā)雙向可控硅，單相電動(dòng)機(jī)有電流，電流互感器感應(yīng)出電壓，松開按鈕節(jié)電器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

作為一種改進(jìn)所述的啟動(dòng)電路由可二極管d2和電容c2組成，二極管d2的陽極接光耦ge1的光電可控硅的一端，二極管d2的陰極通過電容c2接光耦ge1的光電可控硅的另一端；其啟動(dòng)原理是，在電動(dòng)機(jī)通電瞬間，電容c2中有充電電流，該充電電流足以觸發(fā)雙向可控硅，由于二極管d2的反向電阻很大，可認(rèn)為電容c2只能充電而不能放電，當(dāng)電容c2充電結(jié)束后，啟動(dòng)電路中所能形成電流極小，無法再次觸發(fā)雙向可控硅，節(jié)電器的進(jìn)入正常工作狀態(tài)；充電時(shí)間常數(shù)與電阻r3的阻值和電容c2的電容量有關(guān)，充電時(shí)間常數(shù)大于10毫秒就能使節(jié)電器的進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

本發(fā)明適用于1kw以下的電阻啟動(dòng)式或電容啟動(dòng)式單相電動(dòng)機(jī)，其節(jié)電效果可達(dá)20%。另外使用的電子元件較少，降低故障率；節(jié)電器的體積可大大縮小，便于安裝在電動(dòng)機(jī)的接線盒內(nèi)，可與電動(dòng)機(jī)一體化。