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速檔次，使電動機具有二十檔轉速的調速能力和更好的節(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速程序，即可達到提高風扇風速檔次和節(jié)能的目的。關鍵詞：調速；單相電動機；單片機0 前言　　目前，三速單相電動機結構簡單，成本較低，控制方便，它使電風扇具備高、中、低三檔轉速，提高了電風扇的供風質量，因此，這種單相電動機在家用電風扇得到廣泛的應用。但是，當需要進一步提高電風扇的質量和品位時，僅具有三檔轉速的單相電動機就不能滿足電風扇的要求，必須提高單相電動機的調速能力。我們使用無觸點開關分時接通的方法，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速的調速能力。1 三速單相電動機開關調速的原理　　三速單相電動機調速電路如圖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tl導通時電動機的低速抽頭與電源連接，電動機低速運轉，同樣，tm導通時電動機中速運轉，th導通時電動機高速運轉。我們采用分時接通l、m、h的方法，可以調節(jié)電動機的轉速，使三速單相電動機獲得多于三檔轉速的變速能力。設電源頻率為50hz，其周期為0.02s，取調速周期ts=8t（t為電源周期），低速調速時，調速周期內不接通任何一個晶閘管，則電動機的轉速0，調速周期內全接通晶閘管tl，則電動機低速運轉，但如果在8個電源周期內，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檔更低的轉速。同樣，中速調速時，調速周期內全接通晶閘管tl，則電動機低速運轉，全接通晶閘管tm，則電動機中速運轉，如果在8個電源周期內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檔轉速。同樣道理，在中速和高速間又可獲得8檔轉速。由此可見采用分時接通的方法，可以使只有三檔轉速的三速單相電動機具有二十四檔轉速的調速能力。2 三速單相電動機開關調速的硬件和軟件設計　　三速單相電動機調速電路如圖1所示，某家用電風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經反相器與晶閘管tl、tm、th的控制極連接，當p1.5=“0”時，晶閘管導通，電動機可低速運轉，反之，p1.5=“1”時，晶閘管截止，電動機停轉，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生一個脈沖信號，并在電源電壓由負變正時產生脈沖的下降沿。同步信號由int0中斷口輸入單片機。三速單相電動機開關調速的控制方法如下：在每個電源電源電壓由負變正過零時，同步電路產生一個脈沖信號，向單片機申請中斷，單片機響應中斷后執(zhí)行調速程序，按給定的轉速代碼輸出轉速信號，調節(jié)電動機轉速。取調速周期ts=8t（t為電源周期），調速程序必須經過8次中斷才能輸出一個轉速代碼的轉速，在調速周期內不能接受新的轉速代碼，否則電動機的轉速將不受控制。在調速程序中，采用一個存儲單元（34h）作為轉速輸入單元，另一個存儲單元（37h）作為電源周期指示器，記錄已經輸出的電源周期，控制器需要改變風扇的轉速時，隨時可以向（34h）單元寫入轉速代碼，但只有電源周期指示器的數值為零時，調速程序才能將（34h）單元的數據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，并且讀入轉速輸入單元（34h）的數據。　　在調速程序中，我們采用8位數據記錄風扇的轉速代碼，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。接通檔次表示調速為低速調速、中速調速還是高速調速，其值為b4b3={00b，01b，10b，11b}，當接通檔次為00b時，在轉速代碼設定的接通比例內接通晶閘管tl，接通比例外不接通晶閘管；當接通檔次為01b時，在轉速代碼設定的接通比例內接通晶閘管tm，接通比例外接通晶閘管tl，當接通檔次為10b時，在轉速代碼設定的接通比例內接通晶閘管th，接通比例外接通晶閘管tm；當接通檔次為11b時，接通比例只有00h一種，這時在整個調速周期內接通晶閘管th，電動機高速運轉。接通比例的取值范圍000b-111b，由此可知，轉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