[发明专利]交流电动机的速度控制装置

说明书

本发明涉及交流电动机的速度控制装置，更详细地说涉及：适用于如电扇那样的家电产品、不浪费电力和没有电动机的驱动噪音、能控制电动机旋转速度的交流电动机的速度控制装置。

作为用于电扇的历来交流电动机速度控制方式一般有如下三种：

(1)如图4A所示那样的对电动机的旋转速度进行多级控制的方式，在电动机(M)内部按照旋转数的不同设有许多线圈，通过开关使供给各线圈的交流电压转换，从而对电动机的旋转速度进行多级控制。然而，这样的线圈控制方式的缺点是：必须按照电动机内部的旋转速度而设置许多线圈，因此，电动机的体积变大，导致生产成本提高。

(2)如图4B的波形图所示那样，通过用电动机所供给的交流电压的位相转换来控制电动机旋转速度的方式。这种位相控制方式的缺点是：电动机的驱动噪音和杂音历害，难于实用。在图中n表示接通，而f表示断开。

(3)如图4 c的波形图所示那样、通过交流转换对电流电压有效值的控制方式，这种方式也像上述位相控制方式那样，其缺点是电动机的驱动噪音厉害。在图中n表示接通，而f表示断开。

本发明的目的在于：提供一种交流电动机的速度控制装置，该装置既能减少不必要电力的消耗，又没有电动机的驱动噪音和振动。

本发明另一目的在于：提供一种交流电动机的速度控制装置，该装置结构简单，可进行多级的速度控制。

本发明电动机的速度控制装置由至少一个电容器和至少一个开关元件组成，该电容器串联于电动机上，该开关元件通过上述电容器使向上述电动机供给的交流电源电压转换，并通过被输入的至少一个开关信号进行通断控制，本速度控制装置使上述电容器的容量可变使供给上述电动机的上述交流电压可变。

在本发明中，上述电容器和上述开关元件的件数可按照被要求的电动机速度控制级数而变化。

可喜的是，还具有在上述电容器和上述开关元件之间连接有至少一个防止冲击电流用的电阻。

更且，最好具有至少一个放电用电阻，该放电用电阻与上述电容器并联，以便上述交流电压的供给被遮断时，使被充于上述电容器中的电压放电。

在如此构成的本发明中，输入的电源电压通过因转换信号而接通的开关元件和与该开关元件相连接的电容器而供给电动机，这样，被供给到电动机的交流电压具有与相应电容器容量成比例的快位相，同时具有与该容量成反比例而下降的电压，电动机就在与这样下降的电压相对应的旋转数下旋转，因此，如果使与各开关元件连接的各电容器的设定容量相互不同，则通过各电容器向电动机供给的交流电压电平就有变化，因此，电动机的旋转速度也可变，结果就可对电动机速度进行多级控制。

图1表示本发明交流电动机的速度控制装置的基本结构。参照图1，电动机速度控制用的电容器(Co)连接于交流电动机(10)的一侧电源输入端子上，在该电容器(Co)和交流输入电源之间连接有防止冲击电流用的电阻(Rb)。在交流电动机(10)的另一侧电源输入端子上连接有为转换交流输入电源用的开关元件、即三端双向开关(TCo)，该交流输入电源是通过输入的转换信号(So)而被通断控制，并向交流电动机(10)输入。和上述电容器(10)并联的电阻(Ra)是为了当向交流电动机(10)输入的交流电源被遮断时使上述电容器(Co)的充电电压放电用的。

这样所构成的本发明速度控制装置的开动情况如下：当施加交流电压时，对应于电容器(Co)的容量，通过该电容器(Co)的交流电压位相则比输入交流电压电约0°～90°，也即，如图2所示那样，与通过防止冲击电流用电阻(Rb)后的X点的交流电压(Vx)位相相比，该电压(Vx)通过电容器(Co)后的Y点的交流电压(Vy)位相在先，由于这样的位相差，Y点的交流电压(VY)电平比X点的交流电压(Vx)电平还小。在这种状态下，当对应转换信号(So)的输入，三端双向开关(TCo)被接通时，由于在电动机(10)的两端施加被减小的电压(即Vy)，结果电动机(10)的旋转速度就减小。

图3是可能多级速度控制的本发明装置的另一实施例。

在此实施例中，具有通过多数的转换信号(S₁～S₅)而分别被通断控制的多级三端双方开关(TC₁～TC₅)。