專利名稱:用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,主要用于壓縮機(jī) 電機(jī)的起動(dòng),也可用于普通單相交流感應(yīng)式或單相交流永磁式電機(jī)的起動(dòng),以下統(tǒng)稱為單 相交流電機(jī)。
背景技術(shù):
單相交流電機(jī)通常由一個(gè)轉(zhuǎn)子和由主、副繞組構(gòu)成的定子組成。其中的副繞組除 了起到電機(jī)起動(dòng)的作用外,也可以在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)繼續(xù)參加工作,所以完整的單相交流 電機(jī)的副繞組電路通??梢杂刹⒙?lián)的副繞組運(yùn)行電路和副繞組起動(dòng)電路表示。電機(jī)正常運(yùn) 行時(shí),副繞組不參加工作的電機(jī)則沒有其中的副繞組運(yùn)行電路部分。其中的副繞組起動(dòng)電 路部分僅在電機(jī)起動(dòng)時(shí)參加工作,在電機(jī)起動(dòng)后需要實(shí)現(xiàn)斷開。目前通常由正溫度系數(shù)熱 敏電阻(PTC)元件來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電路參加工作,PTC元件被通于副繞組起動(dòng) 電流,導(dǎo)致PTC元件發(fā)熱,其阻值迅速上升,最終使起動(dòng)電路被基本斷開。在電機(jī)正常運(yùn)行 時(shí),PTC元件中仍然必須有一個(gè)較小的電流持續(xù)通過,以維持PTC元件的發(fā)熱阻值,阻止電 機(jī)起動(dòng)電路在電機(jī)正常工作時(shí)發(fā)生作用。這個(gè)維持PTC發(fā)熱的功耗通常在3W左右。由于 這種電機(jī)被廣泛應(yīng)用,這個(gè)發(fā)熱功耗導(dǎo)致了電能的大量浪費(fèi)。中國專利申請CN1052228A公開了一種用于起動(dòng)單相感應(yīng)電機(jī)的電子電路。通過 在電機(jī)起動(dòng)電路中使用一個(gè)常態(tài)觸發(fā)、定時(shí)截止的雙向可控硅及其觸發(fā)/截止電路,實(shí)現(xiàn) 電機(jī)起動(dòng)電路從通電接通到定時(shí)斷開的轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)。但是,該電路使用這 些分立元件的數(shù)量對于長期頻繁間歇起動(dòng)這樣的典型應(yīng)用場合等可靠性要求極高的情況, 還是在很大程度上降低了起動(dòng)電路的可靠性,尤其是其中觸發(fā)電路中所使用的電阻元件和 定時(shí)截止電路中所使用的多個(gè)晶體管,在電機(jī)工作狀態(tài)下全部都通過有多個(gè)毫安的工作電 流,而且這個(gè)電子電路全部都運(yùn)作在復(fù)雜的電機(jī)工作電路中,沒有實(shí)現(xiàn)與復(fù)雜用電環(huán)境的 有效隔離,整個(gè)脆弱的弱電電路系統(tǒng)無法得到良好的保護(hù),給整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)的可靠性帶來 了巨大的負(fù)面影響。同時(shí),該電路中采用的雙向可控硅在電機(jī)起動(dòng)電路接通前,必須要實(shí)現(xiàn) 定時(shí)器的復(fù)位,也就是必須使定時(shí)器電路失電,經(jīng)過一段時(shí)間的定時(shí)器定時(shí)電容放電基本 完成后,才能再次實(shí)現(xiàn)雙向可控硅的延時(shí)截止,否則,只要在觸發(fā)電路/定時(shí)截止電路中有 電流存在,雙向可控硅將一直處于截止?fàn)顟B(tài),無法實(shí)現(xiàn)電機(jī)從非運(yùn)轉(zhuǎn)小電流狀態(tài)到起動(dòng)的 轉(zhuǎn)變。日本專利文獻(xiàn)特開平10-94279中利用了電機(jī)在起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)情況下電流不同的原 理,通過在電機(jī)總回路放置電流檢測電阻,通過該電阻將主回路電流(電機(jī)總電流)信號(hào)轉(zhuǎn) 變?yōu)殡妷盒盘?hào),同時(shí)該專利設(shè)定有一個(gè)“基準(zhǔn)電流值設(shè)定器”和“電流比較回路”,對主電路 電流信號(hào)和設(shè)定電流值進(jìn)行比較,用該比較結(jié)果控制電機(jī)起動(dòng)電路中串入的雙向可控硅的 通斷,從而達(dá)到控制起動(dòng)電路通斷的目的。但該電路中使用了電阻來將電機(jī)總回路中的電 流信號(hào)采樣成電壓信號(hào)。電阻是純阻性元件,電機(jī)總回路的電流通常都在安培級(jí)或接近安 培級(jí),這樣,在整個(gè)電機(jī)的運(yùn)行過程中,該電阻都在消耗瓦特級(jí)或接近瓦特級(jí)的無用發(fā)熱功耗。該電路在能夠起動(dòng)電機(jī)的情況下也大大降低了能源的利用率。此外,該電路使用了“基 準(zhǔn)電流設(shè)定器”、“比較回路”等輔助電路,這些輔助電路的存在都從一定程度上降低了電機(jī) 起動(dòng)功能的可靠性。中國發(fā)明專利200410065370. X和200510038234. 6公開了本專利申請人發(fā)明的兩 種互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,分別適用于各種不同類型的單相交流電機(jī)。這兩種互感式無觸點(diǎn) 起動(dòng)器的特點(diǎn)是采用電流互感器,根據(jù)單相交流電機(jī)的不同,在電機(jī)電路的不同位置對電 流進(jìn)行采樣轉(zhuǎn)換,用來觸發(fā)串接在電機(jī)副繞組起動(dòng)回路中的雙向可控硅,利用電機(jī)在起動(dòng) 之初回路中電流遠(yuǎn)大于正常工作電流的特點(diǎn),在電機(jī)起動(dòng)時(shí)觸發(fā)副繞組雙向可控硅而使其 短時(shí)間導(dǎo)通,完成電機(jī)的起動(dòng)。而本實(shí)用新型通過使用電流互感器和雙向可控硅不同于中 國發(fā)明專利200410065370. X和200510038234. 6的組合方式,來實(shí)現(xiàn)互感式無功耗起動(dòng)器。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種可靠性高、消耗功率少的用于單相交流電機(jī)的互 感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器。本實(shí)用新型的目的是這樣來實(shí)現(xiàn)的,一種用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng) 器,包括一個(gè)含有一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈的電流互感器L、一個(gè)雙向可控硅T和一個(gè) 正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC,其特征在于所述的電流互感器L初級(jí)線圈的1端和電源端的一端 與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連接,電流互感器L初級(jí)線圈的2端與電機(jī)主繞組引出 端M連接,電流互感器L次級(jí)線圈的3端和雙向可控硅T第一極A1與正溫度系數(shù)熱敏電阻 PTC的另一端連接,電流互感器L次級(jí)線圈的4端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接,雙向可 控硅T的第二極A2與電機(jī)副繞組引出端S連接。本實(shí)用新型所述的電流互感器L次級(jí)線圈的4端與電阻R的一端連接,雙向可控 硅T的觸發(fā)極G與電阻R的另一端連接。本實(shí)用新型所述的雙向可控硅T的觸發(fā)極G和電阻R的另一端與雙向觸發(fā)管D的 一端連接,雙向可控硅T的第一極A1、電流互感器L次級(jí)線圈的3端和正溫度系數(shù)熱敏電阻 PTC的另一端與雙向觸發(fā)管D的另一端連接。本實(shí)用新型所述的電流互感器L次級(jí)線圈的4端和雙向可控硅T的觸發(fā)極G與雙 向觸發(fā)管D的一端連接,雙向可控硅T的第一極A1、電流互感器L次級(jí)線圈的3端和正溫度 系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端與雙向觸發(fā)管D的另一端連接。本實(shí)用新型所述的電流互感器L初級(jí)線圈的1、2端并聯(lián)一個(gè)分流電阻Rx。本實(shí)用新型通過使用電流互感器采樣電機(jī)回路中的電流信號(hào),可以有效控制電流 采樣系統(tǒng)的發(fā)熱功耗,通常該采樣系統(tǒng)的功耗都能低達(dá)毫瓦級(jí),也就是所謂的“零功耗”單 相交流電機(jī)起動(dòng)器,從而大大提高節(jié)能效率;另外,本實(shí)用新型的電路簡單,元件數(shù)量少而 可靠,在保證了電機(jī)起動(dòng)功能的同時(shí),提高了電機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。
圖1為本實(shí)用新型的第1種實(shí)施例的電原理圖。圖2為本實(shí)用新型的第2種實(shí)施例的電原理圖。圖3為本實(shí)用新型的第3種實(shí)施例的電原理圖。[0016]圖4為本實(shí)用新型的第4種實(shí)施例的電原理圖。圖5為本實(shí)用新型的第5種實(shí)施例的電原理圖。圖6為本實(shí)用新型的第6種實(shí)施例的電原理圖。圖7為本實(shí)用新型的第7種實(shí)施例的電原理圖。圖8為本實(shí)用新型的第8種實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型通過實(shí)現(xiàn)一種用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器來達(dá)到這一 目的。參見圖1,圖1為實(shí)施例1。這里所述的單相交流電機(jī)具有由至少一個(gè)主繞組和一個(gè) 副繞組構(gòu)成的定子,在主、副繞組引出端間可以連接有永久運(yùn)行電容器C,電機(jī)主繞組引出 端為M,電機(jī)副繞組引出端為S,電機(jī)主、副繞組合并引出端為Z,電機(jī)系統(tǒng)與外部單相交流 電源的兩個(gè)連接點(diǎn)分別為A和B。本實(shí)用新型特征在于上述互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器包括一個(gè) 含有一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈的電流互感器L、一個(gè)雙向可控硅T和一個(gè)正溫度系數(shù) 熱敏電阻PTC,所述的電流互感器L初級(jí)線圈的1端和電源端A與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC 的一端連接,電流互感器L初級(jí)線圈的2端與電機(jī)主繞組引出端M連接,電流互感器L次級(jí) 線圈的3端和雙向可控硅T的第一極A1與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端連接,電流互 感器L次級(jí)線圈的4端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接,雙向可控硅T的第二極A2與電機(jī) 副繞組引出端S連接。圖中虛線框內(nèi)為本實(shí)用新型所描述的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器。電源端 A和電源端B可以互換。在電機(jī)開始起動(dòng)之初,由于電機(jī)轉(zhuǎn)子還沒有高速轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)電路系統(tǒng)會(huì)有一個(gè)較 大的起動(dòng)電流存在,而電流互感器L的初級(jí)線圈串接在電機(jī)的主回路中,因此電流互感器 的次級(jí)線圈中會(huì)有一個(gè)對應(yīng)于其初級(jí)線圈中電機(jī)起動(dòng)電流的較大的次級(jí)感應(yīng)電流。通過選 擇適當(dāng)?shù)碾娏骰ジ衅鱈參數(shù)可以使該感應(yīng)電流足以觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通,從而使電機(jī)起動(dòng) 電路接通進(jìn)入工作狀態(tài),這時(shí),電機(jī)開始起動(dòng),其轉(zhuǎn)速迅速上升,而串接在電機(jī)起動(dòng)電路中 的正溫度系數(shù)熱敏電阻則開始有一個(gè)較大的電機(jī)副繞組起動(dòng)電流通過,正溫度系數(shù)熱敏電 阻迅速發(fā)熱,使其電阻值迅速上升。當(dāng)其溫度達(dá)到正溫度系數(shù)熱敏電阻的居里點(diǎn)溫度時(shí),其 電阻值上升到一個(gè)極大值,足以使電機(jī)起動(dòng)電路基本斷開。此時(shí),電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。 在電機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后,電機(jī)系統(tǒng)的工作電流也大幅下降到接近正常工作狀態(tài)電流,電流 互感器的次級(jí)感應(yīng)電流也發(fā)生大幅下降,以致其不能觸發(fā)雙向可控硅。此時(shí),電機(jī)起動(dòng)電路 被完全斷開,正溫度系數(shù)熱敏電阻中沒有電流通過,其溫度開始下降。當(dāng)正溫度系數(shù)熱敏電 阻的溫度下降到接近工作環(huán)境溫度時(shí),由于此時(shí)電機(jī)已處于正常運(yùn)行狀態(tài),起動(dòng)電路中的 雙向可控硅已不能被電流互感器的次級(jí)輸出電流所觸發(fā),正溫度系數(shù)熱敏電阻中沒有電流 通過,正溫度系數(shù)熱敏電阻在電機(jī)停轉(zhuǎn)并再次起動(dòng)前不會(huì)有電流通過并發(fā)熱,電機(jī)起動(dòng)電 路會(huì)一直保持這種狀態(tài),直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。參見圖2,圖2為實(shí)施例2。在雙向可控硅T觸發(fā)極G和電流互感器L次級(jí)線圈的 4端間串接一電阻R,通過選擇適當(dāng)?shù)碾娏骰ジ衅鱈參數(shù)和限流電阻R,可以使感應(yīng)電流足以 觸發(fā)雙向可控硅導(dǎo)通。參見圖3,圖3為實(shí)施例3。在實(shí)施例2中,在雙向可控硅T的第一極A1和觸發(fā)極 G間并接了一個(gè)雙向觸發(fā)管D,對雙向可控硅T起到保護(hù)和抗干擾的作用。[0025]參見圖4,圖4為實(shí)施例4。在實(shí)施例1中,在雙向可控硅T的第一極A1和觸發(fā)極 G間并接了一個(gè)雙向觸發(fā)管D,對雙向可控硅T起到保護(hù)和抗干擾作用。參見圖5-圖8,圖5-圖8為實(shí)施例5_8。對實(shí)施例1_4中的電流互感器L初級(jí)線 圈兩端并聯(lián)一個(gè)分流電阻Rx,該分流電阻Rx用于分流單相交流電機(jī)主回路中通過電流互 感器L初級(jí)線圈的電流,同時(shí)起到抗干擾的作用。
權(quán)利要求一種用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,其特征在于包括一個(gè)含有一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈的電流互感器L、一個(gè)雙向可控硅T和一個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC,其特征在于所述的電流互感器L初級(jí)線圈的1端和電源端的一端與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連接,電流互感器L初級(jí)線圈的2端與電機(jī)主繞組引出端M連接,電流互感器L次級(jí)線圈的3端和雙向可控硅T第一極A1與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端連接,電流互感器L次級(jí)線圈的4端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接,雙向可控硅T的第二極A2與電機(jī)副繞組引出端S連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,其特征在于所述 的電流互感器L次級(jí)線圈的4端與電阻R的一端連接,雙向可控硅T的觸發(fā)極G與電阻R 的另一端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,其特征在于所述 的雙向可控硅T的觸發(fā)極G和電阻R的另一端與雙向觸發(fā)管D的一端連接,雙向可控硅T 的第一極A1、電流互感器L次級(jí)線圈的3端和正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端與雙向觸 發(fā)管D的另一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,其特征在于所述 的電流互感器L次級(jí)線圈的4端和雙向可控硅T的觸發(fā)極G與雙向觸發(fā)管D的一端連接, 雙向可控硅T的第一極A1、電流互感器L次級(jí)線圈的3端和正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另 一端與雙向觸發(fā)管D的另一端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,其 特征在于所述的電流互感器L初級(jí)線圈的1、2端并聯(lián)一個(gè)分流電阻Rx。
專利摘要一種用于單相交流電機(jī)的互感式無觸點(diǎn)起動(dòng)器,用于壓縮機(jī)電機(jī)、普通單相交流感應(yīng)式或單相交流永磁式電機(jī)的起動(dòng)。包括一含有一個(gè)初級(jí)線圈和一個(gè)次級(jí)線圈的電流互感器L、一雙向可控硅T和一正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC,電流互感器L初級(jí)線圈的1端和電源端的一端與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連接,電流互感器L初級(jí)線圈的2端與電機(jī)主繞組引出端M連接,電流互感器L次級(jí)線圈的3端和雙向可控硅T第一極A1與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端連接,電流互感器L次級(jí)線圈的4端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接,雙向可控硅T的第二極A2與電機(jī)副繞組引出端S連接。提高節(jié)能效率;電路簡單,元件數(shù)量少,在保證電機(jī)起動(dòng)功能的同時(shí),提高電機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號(hào)H02P1/42GK201656868SQ20102017835
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月23日
發(fā)明者趙云文 申請人:常熟市天銀機(jī)電有限公司