林明耀  余  卫  曹中华（东南大学）

    【摘要】为拓宽微风吊扇的使用范围，需要研制一种逆变调速装置与微风吊扇配套使

用。文中在理论分析的基础上，介绍单相永磁同步电动机调速装置的系统构成、工作原理、设计特点等。应用表明，该装置具有体积小、成本低和工作可靠等优点。

    【叙词】逆变装置调速永磁电机单相电动机同步电动机原理研制

    微风吊扇使用的单相永磁同步电动机，其定子绕组为一单相集中绕组，在该绕组周围间隔排列着16个上、下导磁爪极。当定子绕组通入交流电后，16个上、下爪极被磁化而形成8对磁极。外转子由n、s极相间隔的16块永磁铁粘贴在转子内表面形成，同样构成8对极。定、转子展开图如图1所示。

    该电机依靠定、转子磁场相互作用而运行，正常运行时转子转速为

    将f= 50hz，p=8代入上式，得，n= 375r／min。要改变电机的同步转速，与变极相比，转为便利的方法是改变电源的频率。另一方面，为拓宽微风吊扇的使用范围，如在交流电源不易获得而直流电源易于获取的场合，也需要研制一种逆变调速装置，以便与微风吊扇配套使用。

    根据该单相永磁同步电动机的结构和运行原理，研制的调速系统原理框图如图2所示。

      

    该系统由脉冲发生器、脉冲分配器、开关控制电路和单相永磁同步电动机等四个部分组成。直流电源可由桥式整流获得，也可由蓄电池供电得到。图3为逆变器电路图。

    脉冲发生器采用定时器ne555，如图3虚线框内所示。只要改变电阻rw值就可方便地改变脉冲频率，其值可计算为。

 

    对于脉冲分配及开关控制器，当脉冲发生器的脉冲到来时，c点为高电位，t₂管导通，t₃管饱和，a点近似为地电位。随即t₁管饱和，b点为高电位，其值约为+ e_dc，此时t₄、t₅和t₆管截止，u_ab=+e_dc

    约经过半个周期，脉冲消失，t₁、t₂和t₃管截止，ts管导通，t₄、t₆管饱和，这时a点近似为高电位+e_dc如，b点为地电位，u_ab=+e_dc，t1、t3和t4和t6管轮流工作在饱和、截止状态，也即开、关状态，使单相永磁同步电动机的定子绕组上得到一峰值近似为电源电压edc的方波电压，电机带动微风吊扇运行工作。

    单相永磁同步电动机运行时的定子绕组电流约为400ma，设t₁～t ₆管的电流放大倍数β≈100，则控制管基值触发电流为

所以，偏置电阻为

取标称值r6l =rb2=270kq

    改变尺r_b1、r_b2的值，将改变开关管的开关速度，直接影响电机的运行特性。选合适的r_b1、r_b2值以保证电机在所要的调速范围内有良好的运行特性，同时线又具有较小的功耗。