專利名稱：吊扇節(jié)能電子調速定時器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可用于吊扇調速的功率調節(jié)裝置。
現有的調速器有兩種，一種是機電式見

圖1，采用變壓器抽頭分壓降壓來改變加到吊扇電機M上的電壓，以達到速度調節(jié)的目的，稱為電抗法。這種方法有如下缺點。
1.浪費較大，作為分壓器的變壓器將大部分電能轉化為熱能白白耗掉，速度越慢時，這種消耗越大。以555DS系列吊扇為例1050－1400(MM)吊扇功率為52－80(W)在五檔速時電機上只有～110V電壓，其余一半即～110V電壓全部降在變壓器上，這種消耗每臺至少在20W以上。
2.速度不能無級調節(jié)，最低檔速在電壓升高時，無法再降低，速度不能調到令人滿意的程度。
3.體積大且笨重，不便固定，不便加入定時遙控等附加功能。
4.占用大量金屬材料，如矽鋼片、銅線等。以每個調速器用矽鋼片0.5KG計全國3億臺社會保有量則耗鋼材1.5億KG即15萬噸。每年吊扇產量還有2000多萬臺，僅調速器耗1000多萬KG鋼材即1萬多噸。
5.旋轉調速開關2－3年后便開始接觸不良，不好使用。
另一種是電子式調速器，雖然解決了機電式調速器的一些缺點，但又帶來了新的問題，至今不能普及推廣。
1.相移法電子調速器(見圖2)這種方法雖然簡單，但由于控制可控硅的導通角，使吊扇電機M得到的是畸變的交流電壓波形，這種波形含有許多諧波成分，(即高次諧波)，產生了高頻干擾，當可控硅導通角處于(2N＋1)90度附近時(N為自然數)這種干擾最大，此時吊扇電機電壓由OV突變到交流峰值，300多伏這時對電機沖擊最大，將大大縮短電機壽命，同時對交流電網帶來較大危害，還嚴重影響收音機無法正常收聽。
2.過零開關法電子調速器(見圖3)這種方法采用了可控硅過零檢測電路，可使吊扇電機得到完整的交流波形，且消除了高頻干擾但其成本大大增加，且接線方式與機電式調速器截然不同，需四根引出線，兩根接交流電源，兩根接吊扇電機，(若公共端共用一根也需三根線)交流電源與負載是并聯接法，與傳統(tǒng)調速器不能兼容，無法推廣使用。
本實用新型的目的是要提供一種價格低廉，簡易可行的新型吊扇電子調速器，它不但有無級調速、定時功能、節(jié)能作用，而且該裝置主控單元直接串聯在交流電源與負載所組成的回路中，實現了與傳統(tǒng)機電式調速器相同的接線方式，便于普及推廣使用。
其目的是這樣實現的，將交流電源與負載串聯接于主控單元的輸入端，并通過改變可控硅在單位時間內的通斷比，來改變加到吊扇電機上的單位時間的周波數，直接改變了吊扇電機所做的功，即而達到了調速的目的，其定時功能是利用脈沖間歇充電方式來實現長時間定時的。
下面結合說明書附圖及具體實例對本實用新型進行詳細描述，該實例適用于各種規(guī)格的吊扇作調速，也適用于其他電熱器具作調溫使用。
圖1是機電式調速器原理圖。
圖2是相移法電子調速器原理圖。
圖3是過零開關法電子調速器原理圖。
圖4是吊扇節(jié)能電子調速定時器原理圖。
圖1、圖2、圖3都是現有技術以上均已描述，下面對圖4即本實用新型實施例作一詳細描述，圖中虛線部分為外接吊扇電機M及220V交流電，整個電路分為主控單元，調速控制單元，定時控制單元。
主控單元由電源開關K1，整流二極管V1～V4(1N4005)，分壓限流電阻R1(24K2W)，整流二極管串V6～V15(1N4001×10)，電解電容C1(220U16V)等組成。
下面敘述主控單元工作原理，市電220V一端通過負載M(即本實例中的吊扇電機以下同)接入本實例主控單元的O端，然后與電源開關K1連接，再接入橋式整流器的交流輸入端，市電220V另一端則直接與本實例主控單元連接于P端，進而接入橋式整流器的另一個交流輸入端，整流二極管V1～V4組成橋式整流器，將OP端送入的交流電變成單向脈動直流電，橋式整流器的輸出電壓經電阻R1分壓限流后對電解電容C1進行充電，由于二極管串V6～V15的穩(wěn)壓作用，C1上的電壓控制在直流7V左右，可控硅V22與電阻R1并聯，即可控硅V22的陽極接橋式整流器的輸出端，橋式整流器的另一輸出端接地，可控硅V22的陰極與R1，二極管串V6～V15，電容C1連接于B點，可控硅的控制極與調速控制器中的三極管V5的集電極相連接。
本實例調速控制單元由集成塊1／2CC4011，三極管V5(3D6201A)，二極管V16V17(1N4148×2)，電阻R2(7.5K)，電阻R3(30K)，電阻R4(10K)，電阻R5(510K)，電位器R9(1M)等組成。
下面敘述調速控制單元的工作原理該調速控制單元實質上是一個調功控制電路，通過控制可控硅導通時加到負載M上的周波數在總周波數中的比例，達到調功(即調速)的目的，單位時間內可控硅通過的(負載得到的)周波數越多，負載上的平均電壓越高，功率就越大(速度就越大)，如下式P＝N／(N＋M)PTN－導通的周波數，M－阻斷的周波數，PT單位時間內連續(xù)導通時的功率。
為使負載M上得到的正弦波形完整，由集成電路CC4011的兩與非門，電位器R9，二極管V16V17，電阻R4R5，組成振蕩器1其頻率調節(jié)在每當交流電源的電壓過零點附近時輸出一控制脈沖，此控制脈沖通過電阻R2加到三極管，V5的基極，使V5導通，由于V5的集電極接入可控硅V22的控制極，當V5導通時，有觸發(fā)電流通過V22的控制極，此時正值交流電源由0V逐漸上升，整流后的電壓VA也上升，很快使V22導通，可控硅V22一旦導通，其電壓降將減為2V左右，橋式整流器輸出由通過R1改為通過可控硅V22向C1充電，使電容C1上的電壓維持在7V，這時主控單元上總電壓降約為10V左右，而220V交流電的其余電壓(約210V)全降在了負載M上，當下一個半周到來時，振蕩器I又輸出一個控制脈沖，使可控硅V22再次導通，負載M又得到一個半周電壓，與上半周合計正好是一個正弦波，即一個周波如此下去，負載得到了與交流電源一致的正弦交流電，每秒50個周波，由于M＝0即沒有阻斷的周波數，所以P＝PT，此時功率最大，也即是吊扇速度最大，若調節(jié)電位器R9即改變輸出脈沖的占空比，使可控硅V22導通次數減少一半負載M得到的周波數隨之減少一半，即每秒25個周波N＝25M＝25代入P＝1／2PT負載M實際得到功率為滿功率的一半，即速度減少一半達到了調功(調速)的目的，由于可控硅V22在交流電源的電壓過零點附近導通和截止，這時電流變化率最小，既保證了負載得到完整的波形，又大大消除了高頻干擾。
本實例定時控制單元由振蕩器2與充放電電路組成，其中集成塊CC4011的兩個與非門，電阻R7(30K)，R8(510K)，電位器R10(510K)，電容C4(0.1M)，二極管V18管9(1N4148×2)組成振蕩器2，充放電電路由電阻R6(390K)電解電容C3(220M)，二極管V21(1N4148)，穩(wěn)壓管V20(5.5V0.25W)三極管V23(3DG201A)定時開關K2等組成。
下面敘述定時控制單元工作原理當不定時的時候，定時開關K2打在″1″位置上，電解電容C3被短路，三極管V23不導通，F點為高電們，振蕩器1可正常工作，即吊扇可正常運行。
當定時開關K2由″1″打到″2″時，定時開關，振蕩器2產生的脈沖輸入。H點為高電平時，經二極管V21電阻R6對電容C3充電，H點為低電平時停止充電，由于二極管V21反向截止，C3不會反向放電，故C3上的電壓成階梯形增加。調節(jié)電位器R10，即改變了振蕩頻率后也就改變了充電的速率，即頻率越高，充電速率越高(充電越快)，定時時間就越短，反上亦然。R6為充電限流電阻和起始時間定值電阻，圖示R6為390K，起始定時時間為15分鐘。
當電容C3上電壓達到穩(wěn)壓管V20的擊穿電壓和三極管V23的導通電壓之和時，約6V左右，三極管V23導通(穩(wěn)壓管V20也擊穿導通)F點為低電平，振蕩器1被鎖使D點為低電平，三極管V5截止可控硅V22相應截止，這時負載M(吊扇電機)停止工作，定時結束。
通過以上工作原理及電路組成的描述，可將本實用新型與其他現有技術相比的主要特點歸納如下1.兩根引出線，本實用新型對外只有兩根引出線，一根接交流電源，一根接負載M(即吊扇電機)即交流電源與負載M串聯后接入本實例的主控單元與機電式調速器外引線的連接方法完全一致，可相互取代普及推廣，且不須作任何改動，解決了電子調速器至今未解決的接線問題。
2.實現了無級調速，由于改變振蕩器I的頻率F1可改變吊扇電機速度，而改變電位器R9可改變頻率F1，進而改變電位器R9可以較細地，無間隙地調節(jié)吊扇電機的速度，可從靜止調至最大速度，解決了機電式調速器無法解決的問題。
3.由于交流電源與負載串聯后接入主控單元的橋式整流器輸入端，而分壓限流電阻R1又與單向可控硅并聯后再與橋式整流器的輸出端和穩(wěn)壓濾波器串聯，這樣構成了一個閉環(huán)通路，而交流電源、負載及主控單元全是以串聯方式連接并工作的。
4.由于主控單元的電阻R1與可控硅V22并聯，當V22不導通時，整流器通過R1向C1充電，這時R1起穩(wěn)壓器的限流電阻作用，同時還要分壓V22導通時，通過V22向C1充電。這時大部分電壓降在負載M上不需再分壓限流了，或者說負載起到了分壓限流作用。
5.由于7V1A的大功率穩(wěn)壓管成本太高，實現困難，該實例采用了10只1A50V的整流二極管實現了7V1A大功率穩(wěn)壓要求。
6.解決了高頻干擾和電流沖擊問題，改變加到吊扇電機上單位時間內的周波數達到調功(調速)目的。
7.具有定時功能，采用脈沖間歇式充電方式來實現還具有節(jié)電作用，吊扇最慢時(靜止)，此時本實例中調速器耗電最大，僅3.75瓦，遠小于機電式調速器。
除以上特點外本實用新型若能在全國普及推廣僅用于吊扇調速這一項，以每只調速器每年至少節(jié)約1千瓦小時，則全國3億臺吊扇可節(jié)電3億千瓦小時，每年新增2000多萬臺吊扇又可節(jié)電2000多萬千瓦小時。
由于本實用新型為一項產品根據以上特點，本著經濟合理的原則應按如下方法生產制造1.該產品應有外殼，其外殼最好用注塑模具加工要求外殼表面光潔度要好，外殼應分為前臉和底座。
2.兩個電位器應選用直滑式電位器，兩個開關選用帶自鎖的按鈕開關，如能采用兩個帶開關的電位器則更好。
3.兩個電位器，兩個開關應裝在外殼前臉上，表面再貼上不干膠商標牌或鋁標牌。
4.所有元器件全部裝在印制板上，印制板夾在外殼前臉與后底座之間，用自攻螺絲由后向前固定。
5.外殼除做成普通型外，還可做成裝飾型豪華型等。
權利要求1.一種可用于吊扇調速定時的功率調節(jié)裝置，包括有主控單元、調速控制單元、連接線、外殼、印制板，其特征在于主控單元包括有橋式整流器、穩(wěn)壓器、單向可控硅、分壓限流電阻，且主控單元直接串聯在交流電源與負載所組成的回路中。
2.按權利要求1所規(guī)定的裝置，其特征是穩(wěn)壓器的輸出電壓為直流5V～9V。
3.按權利要求1所規(guī)定的裝置，其特征是穩(wěn)壓器采用六個以上的整流二極管串聯而成，且與濾波器并聯。
4.按權利要求1所規(guī)定的裝置，其特征是分壓限流電阻先與單向可控硅并聯，再與橋式整流器和穩(wěn)壓濾波器串聯。
5.按權利要求1所規(guī)定的裝置，其特征在于橋式整流器的輸入端與交流電源及負載串聯，輸出端與可控硅，穩(wěn)壓濾波器串聯。
6.按權利要求1所規(guī)定的裝置，其特征在于單向可控硅的控制極與調速控制單元中的輸出三極管的集電極相連接。
7.一種可用于吊扇調速的功率調節(jié)裝置，其特征在于定時控制單元包括有脈沖振蕩器，階梯充電電路。
專利摘要本實用新型公開了一種可用于吊扇的功率調節(jié)裝置。該裝置由主控調速定時三部分組成，其特征在于主控單元包括整流器、穩(wěn)壓器、可控硅且主控單元直接串聯在交流電源與負載組成的回路中。以改變可控硅單位時間的通斷比來調節(jié)輸出功率，實現了調速目的。該裝置可取代現有調速器，解決了傳統(tǒng)調速器不能無級調速和定時及電子調速器存在高頻干擾、電流沖擊、與傳統(tǒng)連接方式不兼容等問題，具有節(jié)電作用。該裝置還可用于電熱器具的功率調節(jié)。
文檔編號H02M5/257GK2156620SQ9321442
公開日1994年2月16日 申請日期1993年6月3日 優(yōu)先權日1993年6月3日
發(fā)明者陳金生 申請人:陳金生