交流電機驅動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機控制技術，更具體地，涉及交流電機驅動裝置。
【背景技術】
[0002]交流電機是在交流電壓驅動下運轉的旋轉電磁機械，用于實現電能和機械能之間的轉換。交流電機的結構簡單、輸出功率大、工作可靠，廣泛地應用于機械制造和家用電器中。例如，交流電機是風扇、風機、水栗等電器的主要動力源。
[0003]現有的交流電機驅動裝置不僅提供交流電機所需的驅動信號，而且包括調速和保護功能。在風扇等應用中，無級調速可以獲得更好的用戶體驗。現有的調速方法包括串聯(lián)電感調速、電機繞組內部抽頭調速、交流晶閘管調速及變頻調速。通過改變驅動信號的電壓、電流和頻率等，可以實現交流電機的調速，使得交流電機的轉速與負載匹配最佳化，從而實現高使用性能。
[0004]然而，上述的調速方法使用附加的電路元件(例如串聯(lián)電感)，或者改變電機內部的結構(例如電機繞組抽頭)，或者改變交流電機驅動裝置的驅動方法(例如變頻)。在串聯(lián)電感調速中，電感的體積較大且對電機的功率因數有較大的影響。在交流晶閘管調節(jié)中，交流晶閘管在工作時產生較大的噪聲，而且運行不平衡。電機繞組抽頭調速的成本低，在應用中使用較多。在電機繞組中不可能設置大量的抽頭，因而電機繞組抽頭調速不能實現無級調速。交流電機變頻調速可以實現無級調速且節(jié)能高效，由于交流電機驅動裝置的電路復雜化和高成本，限制了變頻調速的廣泛應用。
[0005]因此，期望進一步改進交流電機驅動裝置以實現無級調速并且降低成本。
【實用新型內容】
[0006]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種交流電機驅動裝置，該驅動裝置利用交流輸入信號產生開關控制信號，從而可以簡化電路結構，實現電機的斬波控制，實現無級調速。
[0007]根據本實用新型的一方面，提供一種交流電機驅動裝置，包括:整流電路，所述整流電路包括多個二極管，用于將交流輸入電壓整流成脈動直流電壓；以及開關電路，所述開關電路包括多個晶體管，用于將脈動直流電壓轉變成交流輸出電壓，其中，所述多個晶體管中的至少一個晶體管從整流電路從整流電路獲得控制信號，實現工頻周期內交替導通或關斷。
[0008]優(yōu)選地，所述整流電路的所述多個二極管組成全橋整流電路，包括連接至外部交流電源的第一輸入端和第二輸入端，以及提供脈動直流電壓的第一輸出端和第二輸出端。
[0009]優(yōu)選地，所述開關電路的所述多個晶體管組成第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路并聯(lián)連接在所述整流電路的第一輸出端和第二輸出端之間，所述第一支路包括彼此互補類型且串聯(lián)連接的第一晶體管和第二晶體管，并且所述第一晶體管和所述第二晶體管之間的第一節(jié)點連接至所述開關電路的第一輸出端，所述第二支路包括彼此互補類型且串聯(lián)連接的第三晶體管和第四晶體管，并且所述第三晶體管和所述第四晶體管之間的第二節(jié)點連接至所述開關電路的第二輸出端。
[0010]優(yōu)選地，所述第一晶體管、所述第二晶體管、所述第三晶體管和所述第四晶體管分別包括第一端、第二端和控制端，使得相應的晶體管根據控制端的控制信號導通或斷開，并且在導通狀態(tài)下電流從第一端流向第二端。
[0011]優(yōu)選地，所述第一晶體管的第一端連接至所述整流電路的第一輸出端，所述第二晶體管的第二端連接至所述整流電路的第二輸出端，所述第一晶體管的第二端連接至所述第二晶體管的第一端，所述第三晶體管的第一端連接至所述整流電路的第一輸出端，所述第四晶體管的第二端連接至所述整流電路的第二輸出端，所述第三晶體管的第二端連接至所述第四晶體管的第一端。
[0012]優(yōu)選地，所述多個晶體管中的所述至少兩個晶體管各自的控制端連接至所述整流電路的第一輸入端和第二輸入端之一，使得所述至少兩個晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負半周期中的一個半周期期間正向偏置而導通，在另一個半周期期間反向偏置而斷開。
[0013]優(yōu)選地，所述交流電機驅動裝置還包括至少兩個電阻，所述至少兩個晶體管各自的控制端分別經由所述至少兩個電阻中相應的電阻連接至所述整流電路的第一輸入端和第二輸入端之一，以獲取所述控制信號。
[0014]優(yōu)選地，所述交流電機驅動裝置還包括至少兩個二極管，所述至少兩個晶體管各自的控制端分別經由所述至少兩個電阻中相應的電阻和所述至少兩個二極管中相應的二極管連接至所述整流電路的第一輸入端和第二輸入端之一，以獲取所述控制信號。
[0015]優(yōu)選地，所述第一晶體管和所述第三晶體管分別為PNP三極管和NPN三極管中的一個，所述第二晶體管和所述第四晶體管分別為PNP三極管和NPN三極管中的另一個。
[0016]優(yōu)選地，所述PNP三極管和所述NPN三極管分別為達林頓管。
[0017]優(yōu)選地，所述多個晶體管中的至少另一個晶體管從外部獲得PffM信號，從而對所述交流輸出電壓進行斬波。
[0018]優(yōu)選地，所述至少另一個晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負半周期中的一個半周期期間周期性導通，在另一個半周期期間始終斷開。
[0019]優(yōu)選地，所述多個晶體管中的所述至少另一個晶體管選自金屬氧化物半導體場將效應晶體管和絕緣柵雙極型晶體管之一。
[0020]優(yōu)選地，所述交流電機驅動裝置還包括開關，所述開關連接在所述整流電路的第一輸出端和第二輸出端之一和所述第一支路的相應一端之間。
[0021]優(yōu)選地，所述開關從外部獲得PffM信號，從而對所述交流輸出電壓進行斬波。
[0022]根據本實用新型的另一方面，提供一種交流電機驅動方法，包括:采用整流電路將交流輸入電壓整流成脈動直流電壓;采用開關電路將脈動直流電壓轉變成交流輸出電壓，其中，所述開關電路包括多個晶體管，并且從所述整流電路獲得控制信號以控制所述多個晶體管中的至少兩個晶體管的導通或斷開。
[0023]優(yōu)選地，所述整流電路包括多個二極管，所述至少一個晶體管利用所述多個二極管中的至少兩個二極管在導通狀態(tài)的壓降正向偏置而導通。
[0024]優(yōu)選地，所述至少兩個晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負半周期中的一個半周期期間正向偏置而導通，在另一個半周期期間反向偏置而斷開。
[0025]優(yōu)選地，所述多個晶體管中的至少另一個晶體管從外部獲得PffM信號，從而對所述交流輸出電壓進行斬波。
[0026]優(yōu)選地，所述至少另一個晶體管在交流輸入電壓的正半周期或負半周期中的一個半周期期間周期性導通，在另一個半周期期間始終斷開。
[0027]優(yōu)選地，所述開關電路包括開關，經由開關所向所述多個晶體管提供脈動直流電壓，所述開關從外部獲得PWM信號，從而對所述交流輸出電壓進行斬波。
[0028]該交流電機驅動裝置可以利用整流電路提供至少一個晶體管的控制信號以改變電流流動路徑，從而周期性改變交流輸出電壓的極性。由于利用整流電路的信號作為控制信號，因此可以減少晶體管的外部PWM信號的數量。開關電路中的四個開關管僅僅需要2路或更少的PffM信號，從而簡化驅動電路。
[0029]進一步地，該交流電機驅動裝置的開關電路直接以脈動直流電壓作為輸入電壓，從而可以省去母線電容，降低的系統(tǒng)成本，更提高的系統(tǒng)的可靠性和壽命。
[0030]在優(yōu)選的實施例中，該交流電機驅動裝置利用開關或者另一個晶體管進行斬波，從而實現無級調速。
[0031]與單相交流電機的傳統(tǒng)串聯(lián)電感調速、電動機繞組內部抽頭調速、交流晶閘管調速等相比，本方案通過可控開關管的驅動信號可以實現連續(xù)、無極調節(jié)，所以可以實現電機端電壓的連續(xù)、無極調節(jié)，最終使電機達到無極調速的效果。在風扇等應用場合，無極調速可以給用戶帶來更好的體驗。此外本方案具有更穩(wěn)定的調速效果。且由于可控開關的開關頻率較高，不產生人耳可聽范圍內的噪音，具有更好的靜音運行效果。
【附圖說明】
[0032]通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點將更為清楚，在附圖中:
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