CN102201767A - 电机装置及使用该电机装置的风扇 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及电机技术，公开电机装置及使用该电机装置的风扇；所述电机装置包括直流无刷电机和用于控制所述直流无刷电机的控制装置；所述控制装置包括：降压单元，用于对交流电源进行降压；所述降压单元具有电容容量大小可调的降压电容装置；转换单元，用于将降压后的交流电源转换为直流电源；驱动单元，由源自所述直流电源的电压供电，用于进行所述直流无刷电机的换向。本发明实施例的电机装置实现直流无刷电机由交流电源驱动，电机转速可调，且具有电路简单、成本较低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术，尤其涉及直流无刷电机的控制技术。
背景技术
对于由直流无刷电机驱动的家用电器(如风扇等)，由于是采用市电交流电供电，电机的控制装置通常包括一降压装置对市电交流电降压、一整流器将降压后的交流电整流为直流电，以及由该直流电供电的电子换向电路用于进行电机的换向。在可调速的应用中，控制装置中通常还包括一调速电路以完成电机的调速。
本发明旨在提供一种可降低成本的由交流电源供电的可调速直流无刷电机装置。
发明内容
本发明提供一种电机装置，包括直流无刷电机和用于控制所述直流无刷电机的控制装置；所述控制装置包括：降压单元，用于对交流电源进行降压；所述降压单元具有电容容量大小可调的降压电容装置；转换单元，用于将降压后的交流电源转换为直流电源；驱动单元，由源自所述直流电源的电压供电，用于进行所述直流无刷电机的换向。
可选的，所述降压电容装置包括选择单元及至少两个电容，所述选择单元用于选择所述至少两个电容中的部分或全部电容处于有效工作状态。
可选的，所述驱动单元包括：位置检测单元，用于感知所述直流无刷电机的转子的位置，输出相应的位置信号；控制单元，用于响应所述位置信号，输出相应的换向控制信号；换向单元，用于响应所述换向控制信号，进行所述直流无刷电机换向。
可选的，所述控制装置还包括用于对所述转换单元输出的直流电源进行过压保护的过压保护单元。
可选的，所述过压保护单元包括：检测单元，用于检测所述转换单元输出的直流电源的电压值，输出表示直流电源是否过压的检测信号；保护单元，用于响应所述检测信号，对所述直流电源相应进行过压保护或关闭过压保护。
本发明所举实施例具有以下有益效果：本发明实施例的电机装置以交流电源驱动直流无刷电机，电机转速可调，由于采用电容容量大小可调的降压电容装置进行降压并完成调速，因此具有电路简单、成本较低的优点。进一步的，由于在电机装置中设置有过压保护单元，能够提高电路的可靠性，此外，驱动单元的组成元件可以选用耐压等级较低的元件，也能够进一步降低成本。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1是本发明一实施例的电机装置的结构图；
图2是本发明另一实施例的电机装置的结构图；
图3是图2的电机装置中降压单元的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
参阅图1，本发明一实施例提供的电机装置100，包括直流无刷电机102和用于控制所述直流无刷电机的控制装置104；控制装置104进一步包括：降压单元120，用于对交流电源106进行降压，所述降压单元具有电容容量大小可调的降压电容装置；转换单元140，用于将降压后的交流电源转换为直流电源；驱动单元160，由源自所述直流电源的电压供电，用于进行所述直流无刷电机的换向。
请参阅图2，本发明另一实施例的电机装置200包括直流无刷电机和用于控制直流无刷电机的控制装置204。电机装置由交流电源206供电。直流无刷电机例如可以是单相直流无刷电机，包括定子和转子，定子上装设有绕组208，转子与定子成磁耦合关系。控制装置204包括降压单元220、转换单元240、驱动单元260和低压电源产生单元280：
请参阅图3，降压单元220包括降压电容装置222。降压电容装置222包括两个端子分别与交流电源206和转换单元240连接、选择单元226及n个电容228，n为大于1的整数。选择单元226可以是能够分别控制n个电容接通与否的开关装置，例如可以是分别与n个电容串联的n个开关元件221，每个开关元件与所串联的电容形成一个开关电容组，n个开关电容组并联于两个端子。开关元件导通时，与之对应的电容在电路中被接通，即该电容处于有效工作状态，开关元件断开时，与之对应的电容在电路中被断开，因此，控制n个开关元件的导通或断开，即可以分别控制n个电容各自是否在电路中被接通，从而控制降压电容装置222的电容值。可以理解的，除了上述实例外，降压电容装置也可以采用其他方式实现，例如可以是能够控制n个电容具有不同接通方式的独立元件等。降压单元进一步可以包括电阻器与降压电容装置222并联，用于在关断交流电源206后泄放降压电容装置222的电荷。
转换单元240可以包括整流器242和滤波器244，整流器242用于将交流电源整流为直流电源，滤波器244用于对整流器242输出的直流电源进行滤波。优选的，整流器为桥式整流电路，滤波器为并接于桥式整流电路的正输出端和地电平的电容器。可以理解的，除了上述实例外，转换单元240也可采用其他可以将交流电源转换为直流电源的方式实现，例如，整流器也可采用全波整流电路实现等。
低压电源产生单元280用于从滤波器244输出的高压直流电源产生一稳定的低压直流电源，例如可以由电阻和齐纳二极管组成，该电阻的一端与桥式整流电路的正输出端连接，另一端与齐纳二极管的阴极连接，齐纳二极管的阳极与地连接；进一步的，低压电源产生单元可以还包括与齐纳二极管并联的滤波电容，从而在齐纳二极管的阴极输出经滤波的稳定低压直流电源。
驱动单元260用于进行所述直流无刷电机的换向，包括位置检测单元262、控制单元264和换向单元266。位置检测单元262例如可以是霍尔传感器，可由上述的低压直流电源供电，用于感知所述直流无刷电机的转子的位置，输出相应的位置信号。控制单元264用于响应霍尔传感器262输出的位置信号，输出相应的换向控制信号，控制单元264可以由电阻、开关元件等组成的开关电路实现，也可由微控制器等其他方式实现。换向单元266用于响应控制单元264输出的换向控制信号，控制定子线圈208的电流方向，以进行直流无刷电机的换向；换向单元266可以由可使直流无刷电机换向的任何电路实现，例如可以是桥式换向电路等。
进一步的，控制装置204还包括过压保护单元290，用于对转换单元240输出的直流电源进行过压保护，以避免损坏由该直流电源供电的电子器件。过压保护单元290包括检测单元292和保护单元294，检测单元292用于检测转换单元240输出的直流电源的电压值，输出表示直流电源是否过压的检测信号；保护单元294用于响应该检测信号，对所述直流电源相应进行过压保护或关闭过压保护。本领域技术人员可以明了，上述检测单元和保护单元可以常规技术手段设计实现，此处不再赘述。
本发明实施例中，转换单元240、驱动单元260、过压保护单元290、以及低压电源产生单元280可集成在一块印刷电路板上，降压单元220为与所述电路板有电连接关系的独立实体。
本发明实施例中，通过控制降压电容装置222具有不同的电容值，可以使转换单元240输出的直流电源具有不同的电压，进而使电机转子具有不同的转速。具体地，当降压电容装置中的n个电容的电容值互不相同时，通过电容的不同组合，最多可提供2n-1种电机转速。
本发明所举实施例具有以下有益效果：本发明实施例的电机装置以交流电源驱动直流无刷电机，电机转速可调，由于采用电容容量大小可调的降压电容装置进行降压并完成调速，因此具有电路简单、成本较低的优点。进一步的，由于在电机装置中设置有过压保护单元，能够提高电路的可靠性，此外，电机驱动单元的组成元件可以选用耐压等级较低的元件，也能够进一步降低成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电机装置，其特征在于，包括直流无刷电机和用于控制所述直流无刷电机的控制装置；所述控制装置包括：
降压单元，用于对交流电源进行降压；所述降压单元具有电容容量大小可调的降压电容装置；
转换单元，用于将降压后的交流电源转换为直流电源；
驱动单元，由源自所述直流电源的电压供电，用于进行所述直流无刷电机的换向。
2.根据权利要求1所述的电机装置，其特征在于，所述降压电容装置包括选择单元及至少两个电容，所述选择单元用于选择所述至少两个电容中的部分或全部电容处于有效工作状态。
3.根据权利要求1所述的电机装置，其特征在于，所述驱动单元包括：
位置检测单元，用于感知所述直流无刷电机的转子的位置，输出相应的位置信号；
控制单元，用于响应所述位置信号，输出相应的换向控制信号；
换向单元，用于响应所述换向控制信号，进行所述直流无刷电机的换向。
4.根据权利要求3所述的电机装置，其特征在于，所述换向单元为桥式换向电路。
5.根据权利要求1所述的电机装置，其特征在于，所述转换单元包括一整流器用于将交流电源整流为直流电源、以及一滤波器用于对整流器输出的直流电源进行滤波。
6.根据权利要求5所述的电机装置，其特征在于，所述整流器为桥式整流电路。
7.根据权利要求3所述的电机装置，其特征在于，所述控制装置还包括低压电源产生单元，用于从所述转换单元输出的直流电源产生一低压直流电源，以向所述位置检测单元和控制单元供电。
8.根据权利要求1所述的电机装置，其特征在于，所述控制装置还包括用于对所述转换单元输出的直流电源进行过压保护的过压保护单元。
9.根据权利要求8所述的电机装置，其特征在于，所述过压保护单元包括：
检测单元，用于检测所述转换单元输出的直流电源的电压值，输出表示直流电源是否过压的检测信号；
保护单元，用于响应所述检测信号，对所述直流电源相应进行过压保护或关闭过压保护。
10.根据权利要求2所述的电机装置，其特征在于，所述转换单元与驱动单元集成在一块印刷电路板上，所述降压单元为与所述电路板有电连接关系的独立实体。
11.一种风扇，其特征在于，所述风扇具有如权利要求1至10任一项所述的电机装置。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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Application publication date: 20110928 |