林明耀  余  衛  曹中華（東南大學）

    【摘要】為拓寬微風吊扇的使用范圍，需要研制一種逆變調速裝置與微風吊扇配套使

用。文中在理論分析的基礎上，介紹單相永磁同步電動機調速裝置的系統構成、工作原理、設計特點等。應用表明，該裝置具有體積小、成本低和工作可靠等優點。

    【敘詞】逆變裝置調速永磁電機單相電動機同步電動機原理研制

    微風吊扇使用的單相永磁同步電動機，其定子繞組為一單相集中繞組，在該繞組周圍間隔排列著16個上、下導磁爪極。當定子繞組通入交流電后，16個上、下爪極被磁化而形成8對磁極。外轉子由n、s極相間隔的16塊永磁鐵粘貼在轉子內表面形成，同樣構成8對極。定、轉子展開圖如圖1所示。

    該電機依靠定、轉子磁場相互作用而運行，正常運行時轉子轉速為

    將f= 50hz，p=8代入上式，得，n= 375r／min。要改變電機的同步轉速，與變極相比，轉為便利的方法是改變電源的頻率。另一方面，為拓寬微風吊扇的使用范圍，如在交流電源不易獲得而直流電源易于獲取的場合，也需要研制一種逆變調速裝置，以便與微風吊扇配套使用。

    根據該單相永磁同步電動機的結構和運行原理，研制的調速系統原理框圖如圖2所示。

      

    該系統由脈沖發生器、脈沖分配器、開關控制電路和單相永磁同步電動機等四個部分組成。直流電源可由橋式整流獲得，也可由蓄電池供電得到。圖3為逆變器電路圖。

    脈沖發生器采用定時器ne555，如圖3虛線框內所示。只要改變電阻rw值就可方便地改變脈沖頻率，其值可計算為。

 

    對于脈沖分配及開關控制器，當脈沖發生器的脈沖到來時，c點為高電位，t₂管導通，t₃管飽和，a點近似為地電位。隨即t₁管飽和，b點為高電位，其值約為+ e_dc，此時t₄、t₅和t₆管截止，u_ab=+e_dc

    約經過半個周期，脈沖消失，t₁、t₂和t₃管截止，ts管導通，t₄、t₆管飽和，這時a點近似為高電位+e_dc如，b點為地電位，u_ab=+e_dc，t1、t3和t4和t6管輪流工作在飽和、截止狀態，也即開、關狀態，使單相永磁同步電動機的定子繞組上得到一峰值近似為電源電壓edc的方波電壓，電機帶動微風吊扇運行工作。

    單相永磁同步電動機運行時的定子繞組電流約為400ma，設t₁～t ₆管的電流放大倍數β≈100，則控制管基值觸發電流為

所以，偏置電阻為

取標稱值r6l =rb2=270kq

    改變尺r_b1、r_b2的值，將改變開關管的開關速度，直接影響電機的運行特性。選合適的r_b1、r_b2值以保證電機在所要的調速范圍內有良好的運行特性，同時線又具有較小的功耗。