转速控制器SM48-DS二管

转速控制器SM48-DS二管

为实现上述目的，本实用新型提供种自动转速控制系统，包括高频干扰滤波电路、降压整流电路、齐纳电压产生电路、双向可控硅控制电路、负载（电锤、钻孔机等）电路；220v交流电压输入由电感L1与电容C1连接形成的高频干扰滤波电路；经过高频滤波的交流电压输入由电阻R1、和二管D1连接形成的降压整流电路，二管D1输出的整流电压对电容器C2充电；晶体管Q的基连接于电位器P1与电阻R3之间，同时电阻R2、电位器P1、电阻R3串联接，晶体管Q的集电连接电容C2，形成所述齐纳电压产生电路，晶体管Q电路实际上是个基于可调的稳压管；齐纳电压经过触发二管D2、输入由触发电阻R4连接双向可控硅Triac组成的双向可控硅控制电路；Triac的**阳T1连接电机电路，Triac的第二阳T2连接高频干扰滤波电路的输出端。

所述高频干扰滤波电路，包括电感L1和电容C1，用来滤除电路应对市电相位斩波所产生的高频干扰。

所述降压整流电路，包括电阻R1、和二管D1，可以通过R1、 D1对电容器C2充电。

所述齐纳电压产生电路，包括晶体管Q、电阻R2、 R3、电位器P1以及电容C2，晶体管Q电路实际上是基于个可调的稳压管原理，在这个电路中，稳压电压由电位器P1的大小来决定，实际上Q集电和发射之间的电压是由电阻R3和R2+P1的比值决定的。

所述双向可控硅控制电路，包括双向可控硅Triac，触发电阻R4，其中双向可控硅Triac被触发的时刻是由齐纳管电压和电机的反电动势之差来决定的。

安装有该速度控制器的钻孔机或电锤开始上电工作时，其中的电机接的不是普通钻孔机电机接的位置，而是接在Triac之T1位置，如附图1。

所述负载电路包括电锤、钻孔机，以及切电感性负载。

附图说明

附图1、附图2、附图3用来提供对本实用新型的进步理解，构成本申请的部分，附图1 是本实用新型设计电机转速控制器电气原理图；附图2是本实用新型设计所用核心元器件双向可控硅Triac伏—安特性图；附图3是本转速控制器的对比电路调光台灯控制电路图，通过技术对比体现了本控制技术的优越性。

具体实施方式

附图1是本实用新型设计电机转速控制器电气原理图，包括高频干扰滤波电路、降压整流电路、齐纳电压产生电路、双向可控硅控制电路、负载（电锤、钻孔机等）电路，下面详细介绍本实用新型。

附图1中齐纳电压对双向可控硅导通的控制是本控制器的重点和难点，正是Triac的存在才使电机的转速被控制得以实现，先简单介绍下双向可控硅的工作原理及伏安特性。

本设计所用功率器件为双向可控硅（Triac）, Triac为三端元件，其三端分别为T1(第二端子或第二阳)，T2(**端子或**阳)和G(控制,亦为闸控制开关)，与SCR(单向可控硅)*大的不同点在于Triac无论于正向或反向电压时皆可导通，因为它是双向元件，所以不管T1、T2的电压性如何，若闸有信号加入时，则T1、T2间可呈导通状态；反之，T1、T2间有高的阻抗。

可控硅有两个参数很重要，个是控制触发电压UGT，UGT是指在室温下，阳和阴间（单向可控硅分阳和阴，双向可控硅指**阳和第二阳）加6V电压时，使可控硅从截止变为完全导通所需的*小控制直流电压；另个是控制触发电流IGT，IGT是指在室温下，阳和阴间加6V电压时，使可控硅从截止变为完全导通所需的控制*小直流电流。

可控硅的触发，是由电流触发的，虽然是电流触发可控硅，但电压是形成电流的基本条件。VG（触发门电压）是指G和T1或T2之间的电压，也就是个PN结的压差，约0.7V，与三管类似。门可控硅具有自保持特征，即流入G的电流IG只要大于等于门的控制触发电流IGT，可控硅即导通，此时彻底取消流入G的电流，可控硅还是保持导通状态，除非去掉T1、T2之间的电压，附图2为双向可控硅的V-I特性图。

附图2中，IT1-T2是指双向可控硅两个阳之间的导通电流；VT2-T1是指双向可控硅两个阳之间的电压；IH是指擎住电流或维持电流；IG3、IG2、IG1是指不同的触发门电流；VBO是指在额定结温为100℃且门（G）开路的条件下，在其阳（A）与阴（K）之间加正弦半波正向电压、使其由关断状态转变为导通状态时所对应的峰值电压。

附图2可以看出，触发脉冲应该有足够的幅度（电压）和宽度（电流）才能使可控硅完全导通，为了保证可控硅在各种条件下均能可靠触发，触发电路所送出的触发电压和电流必须大于可控硅的控制触发电压UGT与控制触发电流IGT，并且触发脉冲的*小宽度要持续到阳电流上升到维持电流（即擎住电流 IH）以上，否则可控硅会因为没有完全导通而重新关断。

不同的触发电流IG对应Triac不同的伏—安特性，而触发电流是由触发电压形成的，故改变触发电压VG，就会使Triac输出不样的V－－I特性，如附图2。

电机速度控制器电气原理详解，由图1可以看出，该电路非常简单，工作过程也不复杂。在交流市电的正半轴，电容器C2可以通过R1、 D1充电，直到该电容器两端的电压等于晶体管Q电路的齐纳电压为止，这时晶体管Q可以看作个稳压二管。

晶体管Q电路实际上是基于个可调的稳压管，在这个电路中，稳压电压由电位器P1的大小来决定。实际上Q集电和发射之间的电压是由电阻R3和R2+P1的比值决定的。由图可知，R3两端的电压降总是等于Q基——发射之间的电压（0.6V）。所以，齐纳管（这时Q相当于个齐纳二管）的电压应等于：

VQ=(P1+R2+R3)/R3*0.6V。

安装有该速度控制器的钻孔机或电锤开始上电工作时，其中的电机接的不是普通钻孔机电机接的位置，而是接在Triac之T1位置，如附图1。其中双向可控硅Triac被触发的时刻是由齐纳管电压和电机的反电动势之差来决定的。

因为电路中使用了双向可控硅Triac，故这个电路可以控制交流市电的完整周期360。度。电机的转速可由电位器P1调节，但是这个电路不可能从0到100%改变钻孔机的速度，即当其没有负载时，电机工作的似动非动，俗话叫“抽抽”（其实就相当于调光台灯电路的“频闪”）。故在低负载情况下，该控制电路也是有“频闪”现象，但旦钻孔机接上负载，这种现象就会立刻消失。

电感L1和电容C1用来滤除电路因对市电相位斩波所产生的高频干扰。可控硅必须安装在散热器上，以保证该器件有效地冷却。

通过与导通角控制方式的比较，充分体现齐纳电压控制电动机转速的优越性， 调光台灯控制电路即利用了可控硅导通角控制方式来调节台灯光照亮度，调光台灯控制电路如附图3。

调光台灯的的工作原理是电源电压通过电位器给电容充电，当电容C1上的电压达到定数值后，就会通过双向二管触发可控硅导通，调节电位器的旋钮，可以改变充电的时间，从而控制可控硅的导通角，实现调节灯泡亮度。由于可控硅的特性导致可控硅在交流电半周持续期间导通，半周过零期间截止；下周期继续C1的存放电，故这种控制方式有很大的毛病：频闪。

由此可见，调光台灯电路只适合于如灯泡、电烙铁等电阻性负载，不适合于电动机等这样的电感性负载，电感在“零交叉”切换过程中，瞬间会产生高的反向自感电动势，反向自感电动势有时甚至超过电源电压易击穿可控硅，而且负载电路的电感线圈也会产生匝间、或电机绕组间击穿，这点是决不能忽视的。

通过以上比较可以看出，本文介绍的控制电路与调光台灯电路有很大不同，双向可控硅Triac被触发的时刻是由齐纳管电压和电机的反电动势之差来决定，而齐纳管电压是相对稳定的。故该电路运行更安全、控制更平滑，用这种电路控制像钻孔机、电锤等电感性负载的电动工具是为适合的。

在本控制电路中，由于双向可控硅Trial是控制器的核心元件，在电机负载较大的时候，通过可控硅的电流很大，故实际制作的时候，可控硅必须安装在散热器上，以保证该可控硅有效地冷却。

该控制器电路结构简单、思路巧妙，制作成本十分低廉，比使用变频控制技术或可控硅导通角控制技术的的相关产品性价比更高，十分适合于所有电感性负载控制使用。

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