电动器具及其电机调速装置技术领域
本发明涉及生活电器技术领域,特别涉及一种电动器具的电机调速装置以及一种电动
器具。
背景技术
相关电动器具例如搅拌机、榨汁机等通常需要根据实际使用情况控制电机转速,以搅
拌机为例,搅拌机应根据被搅拌物选择搅拌速度即电机转速。在相关技术,多数采用多档
调速开关实现转速调节,但是,其存在的缺点是,电机只能以设定好的多档转速中的任一
档转速运转,可调节的转速较少,无法满足用户的需求。
因此,相关技术需要进行改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个
目的在于提出一种电动器具的电机调速装置,可在不同模式下对转速进行控制,并可对电
机进行无级调速以使转速连续、均匀变化。
本发明的另一个目的在于提出一种电动器具。
根据本发明一方面实施例提出的电动器具的电机调速装置,包括:供电电路,所述供
电电路用以为所述电动器具的电机供电;调速电路,所述调速电路连接在所述供电电路与
所述电机之间,所述调速电路用以控制所述电机的转速;设置在所述调速电路中的第一开
关;设置在所述调速电路中的第二开关;其中,所述调速电路根据所述第一开关和第二开
关的通断状态进行模式切换,当所述第一开关处于导通状态且所述第二开关处于关断状态
时所述调速电路以全速模式控制所述电机以使所述电机以第一转速运转,当所述第二开关
处于导通状态且所述第一开关处于关断状态时所述调速电路以无级调速模式控制所述电机
以使所述电机的转速按照输入的指令连续变化。
根据本发明实施例提出的电动器具的电机调速装置,调速电路根据第一开关和第二开
关的通断状态进行模式切换,当第一开关处于导通状态且第二开关处于关断状态时调速电
路以全速模式控制电机以使电机以第一转速运转,当第二开关处于导通状态且第一开关处
于关断状态时调速电路以无级调速模式控制电机以使电机的转速按照输入的指令连续变
化。由此,该装置可在两个不同模式下控制电机的转速,并且在全速模式下可直接控制电
机以第一转速运转,无需通过转速调节实现,方便快捷,以及在无级调速模式,可控制电
机转速连续、均匀变化以达到无级调速效果,满足用户的不同转速需求,提升用户的体验。
根据本发明的一些实施例,所述调速电路包括:可控硅;控制单元,所述控制单元与
所述可控硅相连,所述控制单元用以控制所述可控硅的导通角以控制所述电机的转速。
根据本发明一个具体实施例,所述供电电路具有第一输出端和第二输出端,所述供电
电路的第一输出端与所述可控硅的一端相连,所述可控硅的另一端与所述电机的一端相连,
所述供电电路的第二输出端与所述电机的另一端相连,其中,所述控制单元包括:第一电
容,所述第一电容的一端与所述可控硅的一端相连;可调电阻,所述可调电阻的一端与所
述第一电容的另一端相连,所述可调电阻的另一端与所述第二开关的一端相连,所述可调
电阻的控制端与所述可调电阻的一端相连,所述可调电阻与所述第一电容之间具有第一节
点;第一电阻,所述第一电阻的一端与所述第二开关的另一端相连,所述第一电阻的另一
端与所述可控硅的另一端相连,所述第一电阻与所述第二开关之间具有第二节点,其中,
所述第一开关的一端与所述第一节点相连,所述第一开关的另一端与所述第二节点相连;
双向二极管,所述双向二极管的一端与所述第一节点相连,所述双向二极管的另一端与所
述可控硅的控制端相连。
根据本发明的另一个具体实施例,所述供电电路具有第一输出端和第二输出端,所述
供电电路的第一输出端与所述可控硅的一端相连,所述第二开关的一端与所述可控硅的另
一端相连,所述第二开关的另一端与所述电机的一端相连,所述供电电路的第二输出端与
所述电机的另一端相连,所述第一开关的一端与所述可控硅的一端相连,所述第一开关的
另一端与所述第二开关的另一端相连,其中,所述控制单元包括:第一电容,所述第一电
容的一端与所述可控硅的一端相连;可调电阻,所述可调电阻的一端与所述第一电容的另
一端相连,所述可调电阻的控制端与所述可调电阻的一端相连,所述可调电阻与所述第一
电容之间具有第一节点;第一电阻,所述第一电阻的一端与所述可调电阻的另一端相连,
所述第一电阻的另一端与所述可控硅的另一端相连;双向二极管,所述双向二极管的一端
与所述第一节点相连,所述双向二极管的另一端与所述可控硅的控制端相连。
根据本发明的一些实施例,所述的电动器具的电机调速装置还包括:第一电感,所述
第一电感串联在所述电机的一端;第二电感,所述第二电感串联在所述电机的另一端。
根据本发明的一些实施例,当所述电机为直流电机时,所述电机调速装置还包括将所
述调速电路输出的交流电转换为直流电的整流电路。
根据本发明的一些实施例,所述供电电路包括:第一电源输入端和第二电源输入端;
保险丝,所述保险丝的一端与所述第一电源输入端相连;压敏电阻,所述压敏电阻的一端
与所述保险丝的另一端相连,所述压敏电阻的另一端与所述第二电源输入端相连;第二电
阻,所述第二电阻的一端与所述压敏电阻的一端相连以作为所述供电电路的第一输出端,
所述第二电阻的另一端与所述压敏电阻的另一端相连以作为所述供电电路的第二输出端。
根据本发明的一些实施例,所述供电电路还包括:第二电容,所述第二电容与所述压
敏电阻并联。
根据本发明另一方面实施例提出的一种电动器具,包括所述的电动器具的电机调速装
置。
根据本发明实施例的电动器具,通过上述的电机调速装置,可在两个不同模式下控制
电机的转速,并且在全速模式下可直接控制电机以第一转速运转,无需通过转速调节实现,
方便快捷,以及在无级调速模式,可控制电机转速连续、均匀变化以达到无级调速效果,
满足用户的不同转速需求,提升用户的体验。
根据本发明的一些实施例,所述电动器具为搅拌机。
附图说明
图1是根据本发明实施例的电动器具的电机调速装置的方框示意图;
图2是根据本发明一个实施例的电动器具的电机调速装置的电路原理;
图3是根据本发明另一个实施例的电动器具的电机调速装置的电路原理;
图4是根据本发明又一个实施例的电动器具的电机调速装置的电路原理;
图5是根据本发明再一个实施例的电动器具的电机调速装置的电路原理;
附图标记:
供电电路10、调速电路20、第一开关K1、第二开关K2、电机30;
可控硅SCR、第一电容C1、可调电阻VR、第一电阻R1和双向二极管D1;
整流电路40、第一电感L1、第二电感L2、第一电源输入端CN1、第二电源输入端CN2、
保险丝F1、压敏电阻RZ、第二电阻R2和第二电容C2。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同
或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描
述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的电动器具的电机调速装置和具有该装置的
电动器具。
图1是根据本发明实施例的电动器具的电机调速装置的方框示意图。如图1所示,该
电动器具的电机调速装置包括:供电电路10、调速电路20、第一开关K1和第二开关K2。
其中,供电电路10用以为电动器具的电机30供电;调速电路20连接在供电电路10
与电机30之间,调速电路20用以控制电机30的转速;第一开关K1设置在调速电路20
中;第二开关K2设置在调速电路中。
其中,调速电路20根据第一开关K1和第二开关K2的通断状态进行模式切换,当第
一开关K1处于导通状态且第二开关K2处于关断状态时调速电路20以全速模式控制电机
30以使电机30以第一转速运转,当第二开关K2处于导通状态且第一开关K1处于关断状
态时调速电路20以无级调速模式控制电机30以使电机30的转速按照输入的指令连续变
化。
需要说明的是,在本发明的一个示例中,第一转速可为电机30所能达到的最大转速。
第一开关K1和第二开关K2可为按压开关,可通过触发按压开关来选择相应的模式。另外,
在无级调速模式下,可通过调速开关进行转速调节,用户可通过调速开关输入指令,以使
调速电路20在可调范围内控制电机转速连续均匀的变化,达到无级调速效果。
由此,本发明实施例的电动器具的电机调速装置可在两个不同模式下控制电机的转速,
并且在全速模式下可直接控制电机以第一转速运转,无需通过转速调节实现,方便快捷,
以及在无级调速模式,可控制电机转速连续、均匀变化以达到无级调速效果,满足用户的
不同转速需求,提升用户的体验。
下面描述本发明实施例的调速电路20的具体电路结构及其工作原理。
根据本发明的一些实施例,如图2和3所示,调速电路20包括:可控硅SCR和控制
单元。其中,控制单元与可控硅SCR相连,控制单元用以控制可控硅SCR的导通角以控
制电机30的转速。
具体而言,供电电路10提供的电能通过调速电路20提供给电机30,其中,电能可全
部通过调速电路20并提供给电机30,或者,控制单元可根据用户输入的指令控制可控硅
SCR的导通角,电能经可控硅SCR斩波后提供给电机30,这样导通角的大小将决定电机
转速的大小。
其中,导通角可指从过零点到可控硅SCR被触发导通时之间的角度。
根据本发明的一个具体实施例,如图2所示,供电电路10具有第一输出端和第二输出
端,供电电路10的第一输出端与可控硅SCR的一端相连,可控硅SCR的另一端与电机30
的一端相连,供电电路10的第二输出端与电机30的另一端相连。
其中,控制单元包括:第一电容C1、可调电阻VR、第一电阻R1和双向二极管D1。
具体地,第一电容C1的一端与可控硅SCR的一端相连;可调电阻VR的一端与第一电容
C1的另一端相连,可调电阻VR的另一端与第二开关K2的一端相连,可调电阻VR的控
制端与可调电阻VR的一端相连,可调电阻VR与第一电容C1之间具有第一节点;第一电
阻R1的一端与第二开关K2的另一端相连,第一电阻R1的另一端与可控硅SCR的另一端
相连,第一电阻R1与第二开关K2之间具有第二节点,其中,第一开关K1的一端与第一
节点相连,第一开关K1的另一端与第二节点相连;双向二极管D1的一端与第一节点相连,
双向二极管D1的另一端与可控硅SCR的控制端相连。
需要说明的是,在图2的示例中,第一电阻R1可以是阻值很小的抗干扰电阻,可控
硅SCR可为双向可控硅SCR,电机30可为交流电机。
当控制第一开关K1导通且控制第二开关K2关断时,因第一电阻R1的阻值很小,第
一电阻R1和第一电容C1的RC时间常数很小,可控硅SCR可视为完全导通即在过零点导
通,相当于短路,供电电路10输出的交流电基本未经可控硅SCR斩波即提供给交流电机,
电机全速转动,即此时第一转速为电机30的最大转速。
当控制第二开关K2导通且控制第一开关K1关断时,供电电路10输出的交流电将可
控硅SCR斩波后提供给交流电机以使电机转动,其中,可控硅SCR的导通角由可调电阻
VR的实际阻值决定,即言电机的转速由可调电阻VR的实际阻值决定。当调节可调电阻
VR使其阻值增大时,可控硅SCR导通角即过零点到可控硅SCR被触发导通时之间的角度
越大,可提供给电机30的电能越少,电机30的转速越小;当调节可调电阻VR使其阻值
减小时,可控硅SCR导通角越小,可提供给电机30的电能越多,电机30的转速越高。在
调节过程中,可调电阻VR的阻值变化是很均匀的,从而电机转速的变化也可以是很均匀
的,进而达到电机无级调速的效果。
由此,两个模式的设置,一个模式用于对电机进行无级调速,另一模式可直接控制电
机以最大转速转动,方便用户使用。
根据本发明的另一个具体实施例,如图3所示,供电电路10具有第一输出端和第二输
出端,供电电路10的第一输出端与可控硅SCR的一端相连,第二开关K2的一端与可控硅
SCR的另一端相连,第二开关K2的另一端与电机30的一端相连,供电电路10的第二输
出端与电机30的另一端相连,第一开关K1的一端与可控硅SCR的一端相连,第一开关
K1的另一端与第二开关K2的另一端相连。
其中,控制单元包括:第一电容C1、可调电阻VR、第一电阻R1和双向二极管D1。
第一电容C1的一端与可控硅SCR的一端相连;可调电阻VR的一端与第一电容C1的另一
端相连,可调电阻VR的控制端与可调电阻VR的一端相连,可调电阻VR与第一电容C1
之间具有第一节点;第一电阻R1的一端与可调电阻VR的另一端相连,第一电阻R1的另
一端与可控硅SCR的另一端相连;双向二极管D1的一端与第一节点相连,双向二极管D1
的另一端与可控硅SCR的控制端相连。
具体而言,当控制第一开关K1导通且控制第二开关K2关断时,供电电路10输出的
交流电不经过可控硅SCR,直接提供给交流电机,电机全速转动,即此时第一转速为电机
30的最大转速。
当控制第二开关K2导通且控制第一开关K1关断时,供电电路10输出的交流电将可
控硅SCR斩波后提供给交流电机以使电机转动,其中,可控硅SCR的导通角由可调电阻
VR的实际阻值决定,即言电机30的转速由可调电阻VR的实际阻值决定。当调节可调电
阻VR使其阻值增大时,可控硅SCR导通角即过零点到可控硅SCR被触发导通时之间的角
度越大,可提供给电机30的电能越少,电机30的转速越小;当调节可调电阻VR使其阻
值减小时,可控硅SCR导通角越小,可提供给电机30的电能越多,电机30的转速越高。
在调节过程中,可调电阻VR的阻值变化是很均匀的,从而电机转速的变化也可以是很均
匀的,进而达到电机无级调速的效果。
由此,图3的示例中第一开关K1和第二开关K2的位置相对于图2的示例发生变化,
其余基本一致。图3的示例中第一开关K1和第二开关K2的位置设置更为巧妙,可以达到
即使可控硅SCR短路电机也不会转动的效果,从而提高了整机安全性,可靠性。并且,两
个模式的设置,一个模式用于对电机进行无级调速,另一模式可直接控制电机以最大转速
转动,方便用户使用。
另外,根据图4-5的示例,当电机30为直流电机时,电机调速装置还包括整流电路40,
整流电路40用于将调速电路20输出的交流电转换为直流电。
具体地,如图4所示,整流电路40的第一输入端与可控硅SCR的另一端相连,整流
电路40的第一输出端与电机30的一端相连,整流电路40的第二输入端与供电电路10的
第二输出端相连,整流电路40的第二输出端与电机30的另一端相连。由此,当控制第一
开关K1导通且控制第二开关K2关断时,供电电路10输出的交流电基本未经可控硅SCR
斩波,经整流电路40整流即提供给直流电机;当控制第二开关K2导通且控制第一开关K1
关断时,供电电路10输出的交流电将可控硅SCR斩波后提供给整流电路40,整流电路40
整流后提供给直流电机,以使电机转动。
具体地,如图5所示,整流电路40的第一输入端分别与第一开关K1的另一端和第二
开关K2的另一端相连,整流电路40的第一输出端与电机30的一端相连,整流电路40的
第二输入端与供电电路10的第二输出端相连,整流电路40的第二输出端与电机30的另一
端相连。由此,当控制第一开关K1导通且控制第二开关K2关断时,供电电路10输出的
交流电不经过可控硅SCR直接经整流电路40整流提供给直流电机;当控制第二开关K2
导通且控制第一开关K1关断时,供电电路10输出的交流电将可控硅SCR斩波后提供给整
流电路40,整流电路40整流后提供给直流电机,以使电机转动。
根据本发明的一个示例,整流电路40可为四个二极管构成的整流桥,实际运用一般根
据负载电流进行选择,以使整流桥能通过的电流较大。
进一步地,如图2-5所示,电机调速装置还包括:第一电感L1和第二电感L2。其中,
第一电感L1串联在电机30的一端;第二电感L2串联在电机30的另一端。具体地,如图
2的示例,第一电感L1连接在可控硅SCR的另一端与电机30的一端之间,第二电感L2
连接在供电电路10的第二输出端与电机30的另一端之间;如图3的示例,第一电感L1
连接在第二开关K2的另一端与电机30的一端之间,第二电感L2连接在供电电路10的第
二输出端与电机30的另一端之间;如图4-5的示例,第一电感L1连接在整流电路40的第
一输出端与电机30的一端之间,第二电感L2连接在供电电路10的整流电路40的第二输
出端与电机30的另一端之间。
需要说明的是,第一电感L1和第二电感L2用于过EMC(电磁兼容性,Electro Magnetic
Compatibility)实验,降低EMC干扰。
另外,如图2-5所示,供电电路10包括:第一电源输入端CN1、第二电源输入端CN2、
保险丝F1、压敏电阻RZ和第二电阻R2。
其中,保险丝F1的一端与第一电源输入端CN1相连;压敏电阻RZ的一端与保险丝
F1的另一端相连,压敏电阻RZ的另一端与第二电源输入端CN2相连;第二电阻R2的一
端与压敏电阻RZ的一端相连以作为供电电路10的第一输出端,第二电阻R2的另一端与
压敏电阻RZ的另一端相连以作为供电电路10的第二输出端。
需要说明的是,第一电源输入端CN1和第二电源输入端CN2可接市电,第一电源输入
端CN1可为火线L,第二电源输入端CN2可为零线N。保险丝F1和压敏电阻RZ在装置
中主要起保护作用。
进一步地,如图2-5所示,供电电路10还包括:第二电容C2,其中,第二电容C2与
压敏电阻RZ并联。需要说明的是,第二电容C2用于过EMC实验,降低EMC干扰。
综上所述,根据本发明实施例提出的电动器具的电机调速装置,调速电路根据第一开
关和第二开关的通断状态进行模式切换,当第一开关处于导通状态且第二开关处于关断状
态时调速电路以全速模式控制电机以使电机以第一转速运转,当第二开关处于导通状态且
第一开关处于关断状态时调速电路以无级调速模式控制电机以使电机的转速按照输入的指
令连续变化。由此,该装置可在两个不同模式下控制电机的转速,并且在全速模式下可直
接控制电机以第一转速运转,无需通过转速调节实现,方便快捷,以及在无级调速模式,
可控制电机转速连续、均匀变化以达到无级调速效果,满足用户的不同转速需求,提升用
户的体验。
最后,本发明实施例还提出了一种电动器具,包括上述实施例的电动器具的电机调速
装置。
根据本发明的一个具体示例,电动器具可为搅拌机。
根据本发明实施例的电动器具,通过上述的电机调速装置,可在两个不同模式下控制
电机的转速,并且在全速模式下可直接控制电机以第一转速运转,无需通过转速调节实现,
方便快捷,以及在无级调速模式,可控制电机转速连续、均匀变化以达到无级调速效果,
满足用户的不同转速需求,提升用户的体验。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、
“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、
“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或
元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者
隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐
含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术
语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械
连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元
件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术
人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是
第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅
仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”
可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二
特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、
或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包
含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须
针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一
个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合
和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,
不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例
进行变化、修改、替换和变型。