摘 要：本文介紹在三速單相電動機中采用分時接通的方法提高電動機的轉(zhuǎn)速檔次，使電動機具有二十檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力和更好的節(jié)能效果，這種方法無需增加較多的硬件，僅在控制器中采用新的調(diào)速程序，即可達到提高風(fēng)扇風(fēng)速檔次和節(jié)能的目的。關(guān)鍵詞：調(diào)速；單相電動機；單片機0 前言　　目前，三速單相電動機結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，控制方便，它使電風(fēng)扇具備高、中、低三檔轉(zhuǎn)速，提高了電風(fēng)扇的供風(fēng)質(zhì)量，因此，這種單相電動機在家用電風(fēng)扇得到廣泛的應(yīng)用。但是，當(dāng)需要進一步提高電風(fēng)扇的質(zhì)量和品位時，僅具有三檔轉(zhuǎn)速的單相電動機就不能滿足電風(fēng)扇的要求，必須提高單相電動機的調(diào)速能力。我們使用無觸點開關(guān)分時接通的方法，在硬件電路基本不變的條件下，使三速單相電動機具有二十檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力。1 三速單相電動機開關(guān)調(diào)速的原理　　三速單相電動機調(diào)速電路如圖1所示， l、m、h分別為單相電動機的低速抽頭、中速抽頭和高速抽頭，單相電動機采用電容運行方式，三個抽頭與電源的連接由三個雙向晶閘管tl、tm、th來控制，當(dāng)tl導(dǎo)通時電動機的低速抽頭與電源連接，電動機低速運轉(zhuǎn)，同樣，tm導(dǎo)通時電動機中速運轉(zhuǎn)，th導(dǎo)通時電動機高速運轉(zhuǎn)。我們采用分時接通l、m、h的方法，可以調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，使三速單相電動機獲得多于三檔轉(zhuǎn)速的變速能力。設(shè)電源頻率為50hz，其周期為0.02s，取調(diào)速周期ts=8t（t為電源周期），低速調(diào)速時，調(diào)速周期內(nèi)不接通任何一個晶閘管，則電動機的轉(zhuǎn)速0，調(diào)速周期內(nèi)全接通晶閘管tl，則電動機低速運轉(zhuǎn)，但如果在8個電源周期內(nèi)，n個周期接通晶閘管tl（0≤n≤8），其他時間不接通，那么，在電動機的低速下可獲得8檔更低的轉(zhuǎn)速。同樣，中速調(diào)速時，調(diào)速周期內(nèi)全接通晶閘管tl，則電動機低速運轉(zhuǎn)，全接通晶閘管tm，則電動機中速運轉(zhuǎn)，如果在8個電源周期內(nèi)n個周期接通晶閘管tm，（8-n）個周期接通tl，那么在電動機的低速和中速之間可獲得8檔轉(zhuǎn)速。同樣道理，在中速和高速間又可獲得8檔轉(zhuǎn)速。由此可見采用分時接通的方法，可以使只有三檔轉(zhuǎn)速的三速單相電動機具有二十四檔轉(zhuǎn)速的調(diào)速能力。2 三速單相電動機開關(guān)調(diào)速的硬件和軟件設(shè)計　　三速單相電動機調(diào)速電路如圖1所示，某家用電風(fēng)扇的單相電動機采用單片機atmel89c2051控制，單片機的輸出端口p1.5、p1.6、p1.7經(jīng)反相器與晶閘管tl、tm、th的控制極連接，當(dāng)p1.5=“0”時，晶閘管導(dǎo)通，電動機可低速運轉(zhuǎn)，反之，p1.5=“1”時，晶閘管截止，電動機停轉(zhuǎn)，即由p1.5輸出電位控制電動機的低速檔；同樣，由p1.6輸出電位控制電動機的中速檔，p1.7控制電動機的高速檔。同步電路每個電源周期產(chǎn)生一個脈沖信號，并在電源電壓由負變正時產(chǎn)生脈沖的下降沿。同步信號由int0中斷口輸入單片機。三速單相電動機開關(guān)調(diào)速的控制方法如下：在每個電源電源電壓由負變正過零時，同步電路產(chǎn)生一個脈沖信號，向單片機申請中斷，單片機響應(yīng)中斷后執(zhí)行調(diào)速程序，按給定的轉(zhuǎn)速代碼輸出轉(zhuǎn)速信號，調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速。取調(diào)速周期ts=8t（t為電源周期），調(diào)速程序必須經(jīng)過8次中斷才能輸出一個轉(zhuǎn)速代碼的轉(zhuǎn)速，在調(diào)速周期內(nèi)不能接受新的轉(zhuǎn)速代碼，否則電動機的轉(zhuǎn)速將不受控制。在調(diào)速程序中，采用一個存儲單元（34h）作為轉(zhuǎn)速輸入單元，另一個存儲單元（37h）作為電源周期指示器，記錄已經(jīng)輸出的電源周期，控制器需要改變風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速時，隨時可以向（34h）單元寫入轉(zhuǎn)速代碼，但只有電源周期指示器的數(shù)值為零時，調(diào)速程序才能將（34h）單元的數(shù)據(jù)變成實際輸出的信號。電源周期指示器的初始值為00h，int0每中斷一次調(diào)速周期定時器加1，直至電源周期指示器為08h時，重新清零，并且讀入轉(zhuǎn)速輸入單元（34h）的數(shù)據(jù)?！　≡谡{(diào)速程序中，我們采用8位數(shù)據(jù)記錄風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速代碼，其中低3位（b2b1b0）表示接通比例n，第4、5位（b4b3）表示接通檔次，高3位（b7b6b5）不用。接通檔次表示調(diào)速為低速調(diào)速、中速調(diào)速還是高速調(diào)速，其值為b4b3={00b，01b，10b，11b}，當(dāng)接通檔次為00b時，在轉(zhuǎn)速代碼設(shè)定的接通比例內(nèi)接通晶閘管tl，接通比例外不接通晶閘管；當(dāng)接通檔次為01b時，在轉(zhuǎn)速代碼設(shè)定的接通比例內(nèi)接通晶閘管tm，接通比例外接通晶閘管tl，當(dāng)接通檔次為10b時，在轉(zhuǎn)速代碼設(shè)定的接通比例內(nèi)接通晶閘管th，接通比例外接通晶閘管tm；當(dāng)接通檔次為11b時，接通比例只有00h一種，這時在整個調(diào)速周期內(nèi)接通晶閘管th，電動機高速運轉(zhuǎn)。接通比例的取值范圍000b-111b，由此可知，轉(zhuǎn)速代碼的取值范圍為00h-18h，總共25個代碼，其中00h為零速，01h-08h為低速檔代碼，09h-10h為中速檔代碼，11h-18h為高速檔代碼。所以電動機除零速外共有