一種交流馬達的控制系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交流馬達的控制系統，包括：電源變換模塊、過熱過流保護開關、過零信號檢測模塊、繼電器控制模塊、可控硅控制模塊和主控制模塊，由主控制模塊在供電零點處先打開繼電器控制模塊，由于此時繼電器控制模塊中繼電器兩端沒有高壓，所以繼電器不存在打火的現象，并且在檢測到供電零點做延時處理，打開可控硅控制模塊使馬達啟動；如果需要馬達停止工作，主控制模塊先可控硅控制模塊停止工作，從而切斷了馬達的火線回路，再停止繼電器控制模塊的工作，此時繼電器兩端的強電已被切斷，所以在斷開的瞬間也不存在打火的現象，并且通過繼電器控制模塊和可控硅控制模塊同時控制馬達開啟工作，不會產生誤觸發(fā)。
【專利說明】一種交流馬達的控制系統

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及馬達控制技術，具體涉及一種交流馬達的控制系統。

【背景技術】
[0002]交流馬達是用于實現機械能和交流電能相互轉換的機械，目前市場上交流馬達應用非常廣泛，在一些攪拌類電器(比如食物料理機)，以及一些電動工具上均有使用。
[0003]交流馬達的控制方式包括:1、由單路可控硅控制馬達的供電回路，調節(jié)、控制供給馬達的電壓；2、由單路繼電器控制馬達的供電回路，切斷和供給馬達電流。
[0004]但上述的馬達控制技術存在一些缺點:第一種為單路可控硅控制，易受到電網干擾影響造成誤觸發(fā)，使馬達在非正常狀態(tài)下誤動作，造成對人的傷害；第二種為單路繼電器控制，在大功率馬達的控制過程中，在電器啟動和關閉瞬間，容易造成“打火”現象，嚴重的可能引起火災，造成消費者的經濟損失，甚至威脅人生安全。
[0005]交流馬達的控制要點主要在于消除在強電控制過程中，由于馬達感性負載在打開和關閉的過程中出現的尖峰脈沖使控制器件，比如繼電器、可控硅出現打火、誤導通的現象，如果排除了這些干擾因素，就能很好的控制好交流馬達，也就更能得心應手的使用交流馬達。


【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述現有技術的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種交流馬達的控制系統，能夠避免馬達在啟動和關閉過程中出現打火和誤觸發(fā)的現象。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案:
一種交流馬達的控制系統，包括:過熱過流保護開關、過零信號檢測模塊、繼電器控制模塊、可控硅控制模塊和主控制模塊；當需要啟動馬達時，由主控制模塊在供電零點處先打開繼電器控制模塊，再延時打開可控硅控制模塊使馬達啟動；如果需要馬達停止工作，由主控制模塊先控制可控硅控制模塊停止工作切斷馬達的火線回路，再停止繼電器控制模塊的工作。
[0008]所述的交流馬達的控制系統，還包括:
用于將交流電轉換為直流電供電的電源變換模塊；
用于檢測工作設備的安裝狀態(tài)的檢測開關；
用于當檢測開關斷開時屏蔽過零信號使馬達停止工作的過零信號控制模塊；
所述檢測開關的一端連接電源變換模塊，檢測開關的另一端連接繼電器控制模塊的第4端、還通過過零信號控制模塊連接過零信號檢測模塊的第2端和主控制模塊的第I端。
[0009]所述的交流馬達的控制系統中，所述電源變換模塊包括:
用于對市電進行濾波處理的電源濾波單元；
用于將電源濾波單元輸出的交流電轉換為-24V、+17V和+5V分別給繼電器控制模塊、可控硅控制模塊和主控制模塊供電的RC降壓單元； 所述電源濾波單元的輸入端連接電源插頭，所述電源濾波單元的輸出端連接馬達的正極和RC降壓單元的輸入端，RC降壓單元的輸出端連接繼電器控制模塊、可控硅控制模塊和主控制模塊。
[0010]所述的交流馬達的控制系統中，所述可控硅控制模塊包括可控硅、第一三極管、第二三極管、第一電容、第一電阻、第二電阻和第三電阻；所述可控硅的第I端連接RC降壓單元的+17V電壓輸出端，可控硅的第2端連接繼電器控制模塊的第2端、還依次通過第一電容和第一電阻連接所述RC降壓單元的+17V電壓輸出端，可控硅的第3端連接第一三極管的發(fā)射極，第一三極管的基極通過第二電阻連接第二三極管的集電極，第一三極管的集電極連接RC降壓單元的+5V電壓輸出端，第二三極管的發(fā)射極接地，第二三極管的基極通過第三電阻連接主控制模塊的第2端。
[0011]所述的交流馬達的控制系統中，所述繼電器控制模塊包括繼電器、第一二極管、第三三極管、第四三極管、第四電阻、第五電阻和第二電容；所述第四三極管的發(fā)射極連接檢測開關的一端，第四三極管的基極通過第五電阻連接主控制模塊的第3端和第二電容的一端，所述第二電容的另一端接地，所述第四三極管的集電極通過第四電阻連接第三三極管的基極，所述第三三極管的發(fā)射極連接RC降壓單元的-24V電壓輸出端，所述第三三極管的集電極連接第一二極管的正極和繼電器的線圈的一端，第一二極管的負極和繼電器的線圈的另一端均接地；所述繼電器的常開觸點的一端連接馬達的負極，所述繼電器的常開觸點的另一端連接可控硅控制模塊。
[0012]所述的交流馬達的控制系統中，所述過零信號檢測模塊包括第五三極管、第二二極管、第三二極管、第三電容、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第九電阻；所述第二二極管的負極連接馬達的正極和過熱過流保護開關連接的一端，第二二極管的正極依次通過第六電阻和第七電阻連接第三二極管的正極和第五三極管的基極，所述第三二極管的負極和第五三極管的發(fā)射極連接所述RC降壓單元的+17V電壓輸出端，第五三極管的集電極通過第八電阻連接主控制模塊的第I端、也通過第九電阻接地、還通過第三電容接地。
[0013]所述的交流馬達的控制系統中，所述過零信號控制模塊包括第六三極管、第十電阻、第十一電阻、第四二極管、第五二極管和第四電容；所述第五二極管的正極連接所述檢測開關的另一端，第五二極管的負極通過第十一電阻接地、也通過第四電容接地、還通過第十電阻連接第六三極管的基極，所述第六三極管的發(fā)射極連接第四二極管的負極，第六三極管的集電極連接主控制模塊的第I端、還通過第八電阻連接第五三極管的集電極，第四二極管的正極連接Re降壓單元的+5V電壓輸出端。
[0014]所述的交流馬達的控制系統中，所述主控制模塊包括控制芯片、第五電容和第十二電阻，所述控制芯片的PA1/AN1/VREF端通過第八電阻連接第五三極管的集電極，所述控制芯片的PA2/AN2端通過第三電阻連接第二三極管的基極，所述控制芯片的PA3/INT0/AN3端通過所述第五電阻連接第四三極管的基極，所述控制芯片的PA7端通過第十二電阻連接RC降壓單元的+5V電壓輸出端和第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地。
[0015]所述的交流馬達的控制系統，還包括:用戶操作顯示模塊；所述用戶操作顯示模塊包括第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵、第四按鍵、第一 LED、第二 LED、第三LED、第四LED、數碼管、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻和第二十三電阻；所述控制芯片的PA4端依次通過第十三電阻和第一按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十一電阻連接數碼管的第3端，所述控制芯片的PB5端依次通過第十四電阻和第二按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十電阻連接數碼管的第I端和第一 LED的正極，所述控制芯片的PB4端依次通過第十五電阻和第三按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十三電阻連接數碼管的第9端，所述控制芯片的PB3端依次通過第十六電阻和第四按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十二電阻連接數碼管的第8端，所述控制芯片的PBO端通過第十九電阻連接接數碼管的第4端和第二 LED的正極、所述控制芯片的PBl端通過第十八電阻連接接數碼管的第6端和第三LED的正極、所述控制芯片的PB2端通過第十七電阻連接接數碼管的第7端和第四LED的正極，所述第一 LED的負極、第二 LED的負極、第三LED的負極和第四LED的負極連接控制芯片的PA7端，所述數碼管的第5端連接控制芯片的PA6/OSCl端，所述數碼管的第10端連接控制芯片的PA7/0SC2端。
[0016]所述的交流馬達的控制系統中，電源濾波單元包括壓敏電阻和第六電容，所述RC降壓單元包括第二十四電阻、第二十五電阻、第六二極管、第七二極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二管、第三穩(wěn)壓二極管、第七電容、第八電容、第九電容、第十電容和第十一電容；所述壓敏電阻的一端連接電源插頭的火線，壓敏電阻的另一端連接電源插頭的零線，所述第六電容的一端連接電源插頭的火線、壓敏電阻的一端和馬達的正極、還通過第二十四電阻連接第七電容的一端，所述第六電容的另一端連接電源插頭的零線，所述第七電容的另一端連接第六二極管的負極和第七二極管的負極，所述第二十五電阻并聯在第七電容的兩端，所述第七二極管的正極連接電源插頭的零線，所述第六二極管的正極通過第八電容連接電源插頭的零線、還連接第一穩(wěn)壓二極管的正極和第九電容的一端，所述第一穩(wěn)壓二極管的負極和第九電容的另一端接地，所述第九電容的一端為RC降壓單元的-24V電壓輸出端；所述第二穩(wěn)壓二極管的正極和第十電容的一端接地，第二穩(wěn)壓二極管的負極連接第三穩(wěn)壓二極管的正極、第十電容的另一端和第十一電容的一端，所述第十電容的另一端為RC降壓單元的+5V電壓輸出端；所述第三穩(wěn)壓二極管的負極連接第十一電容的另一端，所述第H 電容的另一端為RC降壓單兀的+17V電壓輸出端。
[0017]相較于現有技術，本發(fā)明提供的交流馬達的控制系統，當需要啟動馬達時，先由過零信號檢測模塊檢測供電零點，由主控制模塊在供電零點處先打開繼電器控制模塊，由于此時繼電器控制模塊中繼電器兩端沒有高壓，所以繼電器不存在打火的現象，并且在檢測到供電零點時做延時處理，打開可控硅控制模塊使馬達啟動；如果需要馬達停止工作，主控制模塊先控制可控硅控制模塊停止工作，先切斷馬達的火線回路，再停止繼電器控制模塊的工作，此時繼電器兩端的強電已被切斷，所以繼電器在斷開的瞬間也不存在打火的現象，并且通過繼電器控制模塊和可控硅控制模塊同時控制馬達開啟工作，不會產生誤觸發(fā)，安全性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明交流馬達的控制系統的結構框圖。
[0019]圖2為本發(fā)明交流馬達的控制系統的電路原理圖。

【具體實施方式】
[0020]在交流馬達電器的控制過程中，往往要求馬達以不同的功率和轉速工作，所以要求馬達既要做到控制繼電器不能出現打火現象，又要做到能用弱電控制強電器件調節(jié)馬達的功率，為此本發(fā)明提供一種交流馬達的控制系統，通過同時用繼電器和可控硅控制交流馬達，從而可以避免繼電器出現的打火現象，又能做到調節(jié)功率和轉速的目的。
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]請參閱圖1，本發(fā)明提供的交流馬達的控制系統包括:電源變換模塊10、過熱過流保護開關S1、過零信號檢測模塊20、繼電器控制模塊30、可控硅控制模塊40和主控制模塊50，所述電源變換模塊10通過過熱過流保護開關SI連接馬達的正極和過零信號檢測模塊20的第I端，所述馬達的負極連接繼電器控制模塊30的第I端；所述過零信號檢測模塊20的第2端連接主控制模塊50第I端；所述主控制模塊50的第2端通過可控硅控制模塊40連接繼電器控制模塊30的第2端，所述主控制模塊50的第3端連接繼電器控制模塊30的第3端。
[0023]其中，所述電源變換模塊10用于將交流電轉換為直流電為上述各個模塊提供工作所需電壓。所述過熱過流保護開關Si用于進行過熱過流保護，當過流過熱時開關動作關斷馬達火線的供電通路。所述過零信號檢測模塊20用于檢測過零信號，即檢測供電零點給主控制器。所述繼電器控制模塊30用于控制馬達的工作狀態(tài)，當繼電器控制模塊30中的繼電器吸合時馬達轉動，斷開時馬達停止轉動。所述可控硅控制模塊40用于控制繼電器控制模塊30的工作狀態(tài)。
[0024]所述主控制模塊50用于檢測有過零信號時開啟繼電器控制模塊30，并延時開啟可控硅控制模塊40使馬達工作，及需停止馬達工作時，關斷可控硅控制模塊40并延時關斷繼電器控制模塊30。即主控制模塊50在供電零點處先打開繼電器控制模塊30，由于此時可控硅控制模塊40，繼電器控制模塊30中繼電器兩端沒有高壓，所以繼電器不存在打火的現象，并且在檢測到供電零點做延時處理，打開可控硅控制模塊40使馬達啟動；如果需要馬達停止工作，主控制模塊50先可控硅控制模塊40停止工作，先切斷馬達的火線回路，再停止繼電器控制模塊30的工作，此時繼電器RELl兩端的強電已被切斷，所以在斷開的瞬間也不存在打火的現象，并且通過繼電器控制模塊30和可控硅控制模塊40同時控制馬達開啟工作，不會產生誤觸發(fā)，安全性高。
[0025]請繼續(xù)參閱圖1，本發(fā)明的交流馬達的控制系統還包括:檢測開關S2和過零信號控制模塊60，所述檢測開關S2的一端連接電源變換模塊10，由電源變換模塊10給檢測開關S2供電。所述檢測開關S2的另一端連接繼電器控制模塊30的第4端、還通過過零信號控制模塊60連接過零信號檢測模塊20的第2端和主控制模塊50的第I端。
[0026]所述檢測開關S2用于檢測工作設備的安裝狀態(tài)，如工作設備為食物料理機時，檢查容器是否安裝在底座上，當容器安裝好時檢測開關S2閉合，當容器沒有安裝時檢測開關S2斷開。所述過零信號控制模塊60用于當檢測開關S2斷開時屏蔽過零信號使馬達停止工作，即當容器沒有安裝時，過零信號控制模塊60屏蔽過零信號檢測模塊20檢測的過零信號，使主控制模塊50控制可控硅控制模塊40不工作，最終使馬達不工作。
[0027]本實施例中，所述電源變換模塊10包括:電源濾波單元101和RC降壓單元102，所述電源濾波單元101的輸入端連接電源插頭，所述電源濾波單元101的輸出端連接馬達的正極和RC降壓單元102的輸入端，RC降壓單元102的輸出端連接繼電器控制模塊30、可控硅控制模塊40和主控制模塊50。
[0028]其中，所述電源濾波單元101用于對市電進行濾波處理，RC降壓單元102用于將電源濾波單元101輸出的交流電轉換為-24V、+17V和+5V分別給繼電器控制模塊30、可控硅控制模塊40和主控制模塊50供電。
[0029]請一并參閱圖2，具體實施時，所述可控硅控制模塊40包括可控硅Tl、第一三極管Q1、第二三極管Q2、第一電容Cl、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3。所述可控硅Tl的第I端連接RC降壓單元102的+17V電壓輸出端，可控硅Tl的第2端連接繼電器控制模塊30的第2端、還依次通過第一電容Cl和第一電阻Rl連接所述RC降壓單元102的+17V電壓輸出端，可控硅Tl的第3端連接第一三極管Ql的發(fā)射極，第一三極管Ql的基極通過第二電阻R2連接第二三極管Q2的集電極，第一三極管Ql的集電極連接RC降壓單元102的+5V電壓輸出端，第二三極管Q2的發(fā)射極接地，第二三極管Q2的基極通過第三電阻R3連接主控制模塊50的第2端。
[0030]其中，所述第一三極管Ql為PNP三極管，第二三極管Q2為NPN三極管，當主控制模塊50的第2端輸出高電平時，所述第一三極管Ql和第二三極管Q2均導通，該導通信號加至可控硅Tl的第3端使可控硅Tl導通，控制繼電器控制模塊30工作；當主控制模塊50的第2端輸出低電平時，所述第一三極管Ql和第二三極管Q2均截止，可控硅Tl的第3端沒有信號，使可控硅Tl不工作，從而控制繼電器控制模塊30不工作。
[0031]當然其它實施例中，可控硅控制模塊40中的PNP三極管也可以采用P MOS管或者NPN三極管和反相器構成的電路，或者其它開關器件代替；相應的NPN三極管也可以做類似的變換，本發(fā)明對此不作限制。
[0032]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，所述的繼電器控制模塊30包括繼電器REL1、第一二極管D1、第三三極管Q3、第四三極管Q4、第四電阻R4、第五電阻R5和第二電容C2;所述第四三極管Q4的發(fā)射極連接檢測開關S2的一端，第四三極管Q4的基極通過第五電阻R5連接主控制模塊50的第3端和第二電容C2的一端，所述第二電容C2的另一端接地，所述第四三極管Q4的集電極通過第四電阻R4連接第三三極管Q3的基極，所述第三三極管Q3的發(fā)射極連接RC降壓單元102的-24V電壓輸出端，所述第三三極管Q3的集電極連接第一二極管Dl的正極和繼電器RELl的線圈KM的一端，第一二極管Dl的負極和繼電器RELl的線圈KM的另一端均接地；所述繼電器RELl的常開觸點K的一端連接馬達的負極，所述繼電器RELl的常開觸點K的另一端連接可控硅控制模塊40。
[0033]其中，所述第三三極管Q3為NPN三極管，第四三極管Q4為PNP三極管，當檢測開關S2斷開時第四三極管Q4截止、第三三極管Q3也截止，當檢測開關S2閉合時(如容器安裝時)第四三極管Q4的發(fā)射極為高電平、基極為低電平使第四三極管Q4導通，此時第三三極管Q3也導通給繼電器RELl供電，如果可控硅Tl也導通，將使繼電器RELl的常開觸點吸合，從而使馬達工作。
[0034]當然，在其它實施例中，繼電器控制模塊30中的PNP三極管也可以采用P MOS管或者NPN三極管和反相器構成的電路，或者其它開關器件代替；相應的NPN三極管也可以做類似的變換，本發(fā)明對此不作限制。
[0035]請繼續(xù)參閱圖1和圖2，所述過零信號檢測模塊20包括第五三極管Q5、第二二極管D2、第三二極管D3、第三電容C3、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8和第九電阻R9。所述第二二極管D2的負極連接馬達的正極和過熱過流保護開關SI連接的一端，第二二極管D2的正極依次通過第六電阻R6和第七電阻R7連接第三二極管D3的正極和第五三極管Q5的基極，所述第三二極管D3的負極和第五三極管Q5的發(fā)射極連接所述RC降壓單元102的+17V電壓輸出端，第五三極管Q5的集電極通過第八電阻R8連接主控制模塊50的第I端、也通過第九電阻R9接地、還通過第三電容C3接地。
[0036]其中，所述第五三極管Q5為PNP三極管，當檢測到供電過零時，所述第五三極管Q5導通，向主控制模塊50反饋過零信號。當然其它實施例中，過零信號檢測模塊20中的PNP三極管也可以采用P MOS管或者NPN三極管和反相器構成的電路，或者其它開關器件代替；相應的NPN三極管也可以做類似的變換，本發(fā)明對此不作限制。
[0037]進一步的，所述過零信號控制模塊60包括第六三極管Q6、第十電阻R10、第十一電阻R11、第四二極管D4、第五二極管D2和第四電容C4。所述第五二極管D2的正極連接所述檢測開關S2的另一端，第五二極管D2的負極通過第十一電阻Rl I接地、也通過第四電容C4接地、還通過第十電阻RlO連接第六三極管Q6的基極，所述第六三極管Q6的發(fā)射極連接第四二極管D4的負極，第六三極管Q6的集電極連接主控制模塊50的第I端、還通過第八電阻R8連接第五三極管Q5的集電極，第四二極管D4的正極連接RC降壓單元102的+5V電壓輸出端。
[0038]所述第六三極管Q6為PNP三極管，當檢測開關S2斷開時，所述第六三極管Q6的基極為低電平，使第六三極管Q6導通，此時能屏蔽過零信號檢測模塊20檢測的過零信號，當檢測開關S2閉合時，第六三極管Q6截止，不能屏蔽過零信號。即當容器安裝好后，不能屏蔽過零信號，使過零信號反饋給主控制模塊50，從而控制可控硅控制模塊40在供電零點后的適合的時間動作。當然其它實施例中，該電路中的PNP三極管也可以采用P MOS管或者NPN三極管和反相器構成的電路，或者其它開關器件代替，本發(fā)明對此不作限制。
[0039]本實施例中，所述主控制模塊50包括控制芯片U1、第五電容C5和第十二電阻R12，所述控制芯片Ul的PA1/AN1/VREF端通過第八電阻R8連接第五三極管Q5的集電極，所述控制芯片Ul的PA2/AN2端通過第三電阻R3連接第二三極管Q2的基極，所述控制芯片Ul的PA3/INT0/AN3端通過所述第五電阻R5連接第四三極管Q4的基極，所述控制芯片Ul的PA7端通過第十二電阻R12連接RC降壓單元102的+5V電壓輸出端和第五電容C5的一端，所述第五電容C5的另一端接地。
[0040]本發(fā)明的交流馬達的控制系統還可進行人機操作，其包括用戶操作顯示模塊70，如圖1和圖2所示，其包括第一按鍵KW1、第二按鍵KW2、第三按鍵KW3、第四按鍵KW4、第一LED、第二 LED m'、第三LED 03;、第四LED M'、數碼管D5,、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第二十電阻R20、第二^^一電阻R21、第二十二電阻R22和第二十三電阻R23。
[0041]所述控制芯片Ul的PA4端依次通過第十三電阻R13和第一按鍵KWl連接控制芯片Ul的ΡΑ0/ΑΝ0端、還通過第二i^一電阻R21連接數碼管D5'的第3端，所述控制芯片Ul的PB5端依次通過第十四電阻R14和第二按鍵KW2連接控制芯片Ul的ΡΑ0/ΑΝ0端、還通過第二十電阻R20連接數碼管D5'的第I端和第一 LED的正極，所述控制芯片Ul的PB4端依次通過第十五電阻R15和第三按鍵KW3連接控制芯片Ul的PAO/ANO端、還通過第二十三電阻R23連接數碼管D5'的第9端，所述控制芯片Ul的PB3端依次通過第十六電阻R16和第四按鍵KW4連接控制芯片Ul的PAO/ANO端、還通過第二十二電阻R22連接數碼管D5'的第8端，所述控制芯片Ul的PBO端通過第十九電阻R19連接接數碼管D5'的第4端和第二 LED m'的正極、所述控制芯片Ul的PBl端通過第十八電阻R18連接接數碼管D5'的第6端和第三LED D3'的正極、所述控制芯片Ul的PB2端通過第十七電阻R17連接接數碼管D5'的第7端和第四LED W的正極，所述第一 LED的負極、第二 LED m'的負極、第三LED D3'的負極和第四LED W的負極連接控制芯片Ul的PA7端，所述數碼管D5'的第5端連接控制芯片Ul的PA6/OSC1端，所述數碼管D5'的第10端連接控制芯片Ul的PA7/OSC2 端。
[0042]當有按鍵按下時，控制芯片Ul通過對I/O 口(如PA4端-PB3端)進行按鍵掃描，檢測相對應的按鍵按下，然后實現相應的功能，控制芯片Ul通過控制數碼管D5'和LED燈實現狀態(tài)以及工作時間的顯示。
[0043]本發(fā)明的另一重要改進之處在于對各個模塊的供電方式進行了改進，如圖1和圖2所示，所述電源濾波單元101包括壓敏電阻MOVl和第六電容C6，所述RC降壓單元102包括第二十四電阻R24、第二十五電阻R25、第六二極管D6、第七二極管D7、第一穩(wěn)壓二極管ZD1、第二穩(wěn)壓二管ZD2、第三穩(wěn)壓二極管ZD3、第七電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容ClO和第^^一電容C11。
[0044]其中，所述壓敏電阻MOVl的一端連接電源插頭Jl的火線，壓敏電阻MOVl的另一端連接電源插頭Jl的零線，所述第六電容C6的一端連接電源插頭Jl的火線、壓敏電阻MOVl的一端和馬達的正極、還通過第二十四電阻R24連接第七電容C7的一端，所述第六電容C6的另一端連接電源插頭Jl的零線，所述第七電容C7的另一端連接第六二極管D6的負極和第七二極管D7的負極，所述第二十五電阻R25并聯在第七電容C7的兩端，所述第七二極管D7的正極連接電源插頭Jl的零線，所述第六二極管D6的正極通過第八電容CS連接電源插頭Jl的零線、還連接第一穩(wěn)壓二極管ZDl的正極和第九電容C9的一端，所述第一穩(wěn)壓二極管ZDl的負極和第九電容C9的另一端接地，所述第九電容C9的一端為RC降壓單元102的-24V電壓輸出端；所述第二穩(wěn)壓二極管ZD2的正極和第十電容ClO的一端接地，第二穩(wěn)壓二極管ZD2的負極連接第三穩(wěn)壓二極管ZD3的正極、第十電容ClO的另一端和第十一電容Cll的一端，所述第十電容ClO的另一端為RC降壓單元102的+5V電壓輸出端；所述第三穩(wěn)壓二極管ZD3的負極連接第十一電容Cll的另一端，所述第十一電容Cll的另一端為RC降壓單元102的+17V電壓輸出端。
[0045]本實施例中，所述可控硅Tl和電源零線共線，市電經RC降壓單元102降壓整流處理后，通過穩(wěn)壓二極管和電容構成的穩(wěn)壓電路得到+17V、+5V和-24V的電壓分別給繼電器REL1、可控硅和控制芯片Ul供電，并且使可控硅和電源零線共線，便于對可控硅的控制，避免誤觸發(fā)。
[0046]以下結合圖2，以馬達在食物料理機中使用，對本發(fā)明的控制方式進行詳細說明: 市電接入后經電源濾波進入RC降壓單元102產生+17V、+5V和-24V的電壓分別給繼電器RELl、可控硅和控制芯片Ul供電，并且用戶界面顯示待機狀態(tài)，此時繼電器RELl和可控硅Tl均關斷，馬達不工作。
[0047]當控制芯片Ul檢測啟動按鍵按下后，判斷過熱過流保護開關SI正常時，電源火線的電壓經過熱過流保護開關SI傳到到過零信號檢測模塊20中產生過零信號，并傳輸給控制芯片Ul ;當過熱過流保護開關SI異常時，沒有電壓傳輸到過零信號檢測模塊20中，因此不能產生過零信號。
[0048]在過零信號檢測模塊20中，由于+17V網絡跟電源零線共線，此部分電路實際是第二二極管D2、第六電阻R6、第七電阻R7和第三二極管D3這四個元器件鏈接在電源線的零與火線之間。當電源相位是零線大于火線0.7V時，由于第五三極管Q5與第三二極管D3并聯，使第五三極管Q5取電導通，此時零線通過第五三極管Q5、第八電阻R8與第九電阻R9分壓后接入到控制芯片Ul的I/O 口(即PA1/AN1/VREF端)，因此該過零信號檢測模塊20的功能就是檢測電源零火線的“O”點位置，當“O”點過后，且電源相位是零線大于火線0.7V時，向控制芯片Ul反饋過零信號，使控制芯片Ul輸出相應的控制信號控制可控硅的工作狀態(tài)。
[0049]在過零檢測正常時，由檢測開關S2檢測食物料理機的容器是否安裝好，如果容器沒有安裝，則檢測開關S2斷開，第四三極管Q4的發(fā)射極沒有電壓，不能驅動繼電器RELl，同時第六三極管Q6由于檢測開關S2斷開使其基極為低電平而導通，屏蔽過零信號使控制芯片Ul的PA1/AN1/VREF端被置為高電平，通過軟件判斷可控硅和繼電器REL1。當容器安裝好時，檢測開關S2閉合，第四三極管Q4的發(fā)射極有5V電壓給繼電器RELl供電，同時第六三極管Q6截止，過零信號有效，當過零信號檢測模塊20在“O”點后，適應的時間內反饋過零信號時，控制芯片Ul使可控硅控制模塊40工作，從而使繼電器RELl的常開觸點吸合，使馬達工作。
[0050]在可控硅控制模塊40和繼電器控制模塊30的電路中，電源零線通過可控硅Tl再串聯繼電器RELl來控制馬達，實現馬達通過繼電器RELl和可控硅達到雙重控制的目的。上電后，用戶選擇按鍵后啟動功能，控制芯片Ul接受按鍵按下信號后，控制第四三極管Q4導通，使繼電器RELl上電，再由控制芯片Ul控制第二三極管Q2在輸入交流電源“O”點后，選在合適的時間打開，控制馬達的零線接通使馬達轉動。
[0051]本發(fā)明通過控制繼電器RELl和可控硅的開啟時序來避免出現馬達打火和可控硅誤觸發(fā)的問題:
當需要馬達工作時，控制芯片Ul先打開繼電器REL1，由于此時可控硅Tl沒有導通，繼電器RELl兩端沒有高壓，所以繼電器RELl不存在打火的現象。然后相隔毫秒級別的時間，由過零信號檢測模塊20檢測供電零點，然后做延時處理(即電源相位從零點到電源相位的零線大于火線0.7V的時間)，使控制芯片Ul打開可控硅從而實現軟啟動，軟啟動過后在供電的每個零點處觸發(fā)可控硅，實現可控硅的全功率工作。在整個工作過程中，繼電器RELl在關閉的時候上電，可控硅Tl通過第十七電阻R17、第五電阻R5和第四電容C4保護不被損壞，并通過第二十一電阻R21和第三電容C3濾波防止出現的誤觸發(fā)。
[0052]當需要馬達停止工作，控制芯片Ul先供給可控硅Tl的觸發(fā)信號，使可控硅Tl先停止工作，切斷馬達的火線回路，之后再停止繼電器RELl的工作，此時，繼電器RELl兩端的強電已被切斷，所以在斷開的瞬間也不存在打火的現象。
[0053]當然，本發(fā)明的對馬達的控制方式還不限于此，在其它實施例中，可以以本發(fā)明的電路設計為基礎，設計出更多以可控硅和繼電器RELl相組合的交流馬達控制電路，比如交流馬達的兩條供電線分別采用繼電器RELl和可控硅同時控制，或者采用可控硅和繼電器RELl組合的方式進行控制等，只要能防止出現打火現象及誤觸發(fā)即可。
[0054]另外，本發(fā)明的交流馬達的控制系統，使用的電子元件少、成本低，確保了電器的安全性能，提升了產品品質。
[0055]可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種交流馬達的控制系統，其特征在于，包括:過熱過流保護開關、過零信號檢測模塊、繼電器控制模塊、可控硅控制模塊和主控制模塊；當需要啟動馬達時，由主控制模塊在供電零點處先打開繼電器控制模塊，再延時打開可控硅控制模塊使馬達啟動；如果需要馬達停止工作，由主控制模塊先控制可控硅控制模塊停止工作切斷馬達的火線回路，再停止繼電器控制模塊的工作。
2.根據權利要求1所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，還包括: 用于將交流電轉換為直流電供電的電源變換模塊； 用于檢測工作設備的安裝狀態(tài)的檢測開關； 用于當檢測開關斷開時屏蔽過零信號使馬達停止工作的過零信號控制模塊； 所述檢測開關的一端連接電源變換模塊，檢測開關的另一端連接繼電器控制模塊的第4端、還通過過零信號控制模塊連接過零信號檢測模塊的第2端和主控制模塊的第I端。
3.根據權利要求2所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，所述電源變換模塊包括: 用于對市電進行濾波處理的電源濾波單元； 用于將電源濾波單元輸出的交流電轉換為-24V、+17V和+5V分別給繼電器控制模塊、可控硅控制模塊和主控制模塊供電的RC降壓單元； 所述電源濾波單元的輸入端連接電源插頭，所述電源濾波單元的輸出端連接馬達的正極和RC降壓單元的輸入端，RC降壓單元的輸出端連接繼電器控制模塊、可控硅控制模塊和主控制模塊。
4.根據權利要求3所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，所述可控硅控制模塊包括可控娃、第一三極管、第二三極管、第一電容、第一電阻、第二電阻和第三電阻；所述可控硅的第I端連接RC降壓單元的+17V電壓輸出端，可控硅的第2端連接繼電器控制模塊的第2端、還依次通過第一電容和第一電阻連接所述RC降壓單元的+17V電壓輸出端，可控硅的第3端連接第一三極管的發(fā)射極，第一三極管的基極通過第二電阻連接第二三極管的集電極，第一三極管的集電極連接RC降壓單元的+5V電壓輸出端，第二三極管的發(fā)射極接地，第二三極管的基極通過第三電阻連接主控制模塊的第2端。
5.根據權利要求4所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，所述繼電器控制模塊包括繼電器、第一二極管、第三三極管、第四三極管、第四電阻、第五電阻和第二電容；所述第四三極管的發(fā)射極連接檢測開關的一端，第四三極管的基極通過第五電阻連接主控制模塊的第3端和第二電容的一端，所述第二電容的另一端接地，所述第四三極管的集電極通過第四電阻連接第三三極管的基極，所述第三三極管的發(fā)射極連接RC降壓單元的-24V電壓輸出端，所述第三三極管的集電極連接第一二極管的正極和繼電器的線圈的一端，第一二極管的負極和繼電器的線圈的另一端均接地；所述繼電器的常開觸點的一端連接馬達的負極，所述繼電器的常開觸點的另一端連接可控硅控制模塊。
6.根據權利要求5所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，所述過零信號檢測模塊包括第五三極管、第二二極管、第三二極管、第三電容、第六電阻、第七電阻、第八電阻和第九電阻；所述第二二極管的負極連接馬達的正極和過熱過流保護開關連接的一端，第二二極管的正極依次通過第六電阻和第七電阻連接第三二極管的正極和第五三極管的基極，所述第三二極管的負極和第五三極管的發(fā)射極連接所述RC降壓單元的+17V電壓輸出端，第五三極管的集電極通過第八電阻連接主控制模塊的第I端、也通過第九電阻接地、還通過第三電容接地。
7.根據權利要求6所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，所述過零信號控制模塊包括第六三極管、第十電阻、第十一電阻、第四二極管、第五二極管和第四電容；所述第五二極管的正極連接所述檢測開關的另一端，第五二極管的負極通過第十一電阻接地、也通過第四電容接地、還通過第十電阻連接第六三極管的基極，所述第六三極管的發(fā)射極連接第四二極管的負極，第六三極管的集電極連接主控制模塊的第I端、還通過第八電阻連接第五三極管的集電極，第四二極管的正極連接RC降壓單元的+5V電壓輸出端。
8.根據權利要求7所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，所述主控制模塊包括控制芯片、第五電容和第十二電阻，所述控制芯片的PA1/AN1/VREF端通過第八電阻連接第五三極管的集電極，所述控制芯片的PA2/AN2端通過第三電阻連接第二三極管的基極，所述控制芯片的PA3/INT0/AN3端通過所述第五電阻連接第四三極管的基極，所述控制芯片的PA7端通過第十二電阻連接RC降壓單元的+5V電壓輸出端和第五電容的一端，所述第五電容的另一端接地。
9.根據權利要求8所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，還包括:用戶操作顯示模塊；所述用戶操作顯示模塊包括第一按鍵、第二按鍵、第三按鍵、第四按鍵、第一 LED、第二 LED、第三LED、第四LED、數碼管、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻和第二十三電阻；所述控制芯片的PA4端依次通過第十三電阻和第一按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十一電阻連接數碼管的第3端，所述控制芯片的PB5端依次通過第十四電阻和第二按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十電阻連接數碼管的第I端和第一 LED的正極，所述控制芯片的PB4端依次通過第十五電阻和第三按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十三電阻連接數碼管的第9端，所述控制芯片的PB3端依次通過第十六電阻和第四按鍵連接控制芯片的PAO/ANO端、還通過第二十二電阻連接數碼管的第8端，所述控制芯片的PBO端通過第十九電阻連接接數碼管的第4端和第二 LED的正極、所述控制芯片的PBl端通過第十八電阻連接接數碼管的第6端和第三LED的正極、所述控制芯片的PB2端通過第十七電阻連接接數碼管的第7端和第四LED的正極，所述第一 LED的負極、第二 LED的負極、第三LED的負極和第四LED的負極連接控制芯片的PA7端，所述數碼管的第5端連接控制芯片的PA6/OSC1端，所述數碼管的第10端連接控制芯片的PA7/OSC2端。
10.根據權利要求3所述的交流馬達的控制系統，其特征在于，電源濾波單元包括壓敏電阻和第六電容，所述RC降壓單元包括第二十四電阻、第二十五電阻、第六二極管、第七二極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二管、第三穩(wěn)壓二極管、第七電容、第八電容、第九電容、第十電容和第十一電容；所述壓敏電阻的一端連接電源插頭的火線，壓敏電阻的另一端連接電源插頭的零線，所述第六電容的一端連接電源插頭的火線、壓敏電阻的一端和馬達的正極、還通過第二十四電阻連接第七電容的一端，所述第六電容的另一端連接電源插頭的零線，所述第七電容的另一端連接第六二極管的負極和第七二極管的負極，所述第二十五電阻并聯在第七電容的兩端，所述第七二極管的正極連接電源插頭的零線，所述第六二極管的正極通過第八電容連接電源插頭的零線、還連接第一穩(wěn)壓二極管的正極和第九電容的一端，所述第一穩(wěn)壓二極管的負極和第九電容的另一端接地，所述第九電容的一端為RC降壓單元的-24V電壓輸出端；所述第二穩(wěn)壓二極管的正極和第十電容的一端接地，第二穩(wěn)壓二極管的負極連接第三穩(wěn)壓二極管的正極、第十電容的另一端和第十一電容的一端，所述第十電容的另一端為RC降壓單元的+5V電壓輸出端；所述第三穩(wěn)壓二極管的負極連接第十一電容的另一端，所述第i 電容的另一端為RC降壓單兀的+17V電壓輸出端。
【文檔編號】H02P3/18GK104201939SQ201410408276
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2014年8月19日
【發(fā)明者】林訪, 張福來, 肖名燦, 馮勝剛, 盧世宏 申請人:深圳市朗特電子有限公司