專利名稱：節(jié)能ptc起動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種減少電能消耗的PTC起動器，尤其是用于單相異步電動機的起動器。
背景技術(shù)：
目前，常用的單相異步電動機起動器是正溫度系數(shù)熱敏電阻起動器(即PTC起動器)，如附

圖1所示，其工作原理是PTC電阻與單相電機的起動繞組串聯(lián)，起動初期PTC處于低阻值狀態(tài)，有較大的電流通過起動繞組以保證電機起動，同時這個較大的電流通過PTC 使其發(fā)熱升溫，從而使其阻值增大至很大的值，將通過起動繞組的電流減少至很微小值，這個微小的維持電流在電機整個運行期間將一直通過PTC以維持其高溫高阻值的狀態(tài)，并且消耗部分額外的電能。這部分額外電能的功率大小主要決定于PTC芯片體積的大小和高阻值狀態(tài)對應(yīng)的溫度值(即PTC動作溫度值，通常是130 150°C )，減小PTC芯片的體積和降低PTC動作溫度值有助于減少額外的能耗。但是，為了滿足電機功率容量的要求，不可能將PTC芯片的體積減小太多。另外，PTC芯片動作溫度值太低的話將使得電機斷電后PTC起動器的復(fù)位時間大大延長，甚至在環(huán)境溫度較高時不能復(fù)位。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有PTC起動器能耗較大的問題，本實用新型提供一種節(jié)能PTC起動器， 該種PTC起動器具備現(xiàn)有PTC起動器的功能和優(yōu)點，同時能耗大大減小。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是如附圖2所示，將一個體積較大的大PTC芯片PTCl與一個雙向可控硅Triac串聯(lián)，PTCl的一個極與Triac的T2端連接， PTCl的另一個極以及Triac的Tl端連接至電機的起動繞組回路，如圖3所示。同時還有一個體積較小的小PTC芯片PTC2，PTC2的一個極連接至PTCl與電機起動繞組回路連接的一極，PTC2的另一個極連接至Triac的觸發(fā)極G端。在電機起動初期，PTC2的阻值較小，其通過的電流可以讓雙向可控硅Triac觸發(fā)導(dǎo)通，PTCl基本上處于完全通電的狀態(tài)。PTCl發(fā)熱阻值增大后，其上的電壓降升高，這個升高后的電壓降同時施加在PTC2上，使PTC2發(fā)熱并且阻值增大，導(dǎo)致通過PTC2的電流減小，當(dāng)這個電流減小到不能觸發(fā)雙向可控硅Triac 時，則Triac將會關(guān)斷，電流將不再通過PTCl，PTCl也就不再產(chǎn)生能耗，此時只有PTC2在產(chǎn)生殘余能耗。由于PTC2芯片的體積比PTCl芯片的體積小很多，并且動作溫度值較低，因此產(chǎn)生的殘余能耗很小?？紤]到PTCl在電機起動初期的初始阻值所產(chǎn)生的電壓降也施加在PTC2上，如果PTC2芯片的體積太小并且初始阻值太小，則有可能在PTCl芯片阻值增大前PTC2芯片先發(fā)熱和阻值增大，并且關(guān)斷雙向可控硅Triac，致使電機沒有足夠時間完成起動過程。但是，PTC2芯片的體積增大將使得其殘余能耗增大，還可能導(dǎo)致電機起動完成后PTCl的電流不能可靠關(guān)斷，另一方面，PTC2的初始阻值太大的話，起動初期通過電機起動繞組的電流有效值將減小，使得電機的起動性能變差。因此，PTC2芯片的體積和初始阻值要限定在一定范圍內(nèi)。本實用新型將PTC2芯片的體積限定在大于4. 4mm3至小于20mm2
3之間，25°C時的初始電阻值限定在1. ^Ω至^Ω之間，并且在溫度上升至70 90°C的某個值時電阻值增大一倍。在電機帶有運行電容器Cr的場合，為了防止通過雙向可控硅Triac的電流變化率過大，提高產(chǎn)品的可靠性，需要增加抑制電流突變的電感線圈L。L與Triac串聯(lián)連接。在大批量生產(chǎn)時，要保證本實用新型所使用的雙向可控硅的觸發(fā)靈敏度的一致性是較為困難的，為了解決這個問題，Triac的Tl端和觸發(fā)極G端之間可以連接分流電阻R， 用于調(diào)整雙向可控硅的觸發(fā)電流。本實用新型所使用的大PTC芯片PTC2在發(fā)生故障時可能會碎裂，并且造成芯片兩側(cè)面的彈性接觸電極短路接觸的后果。為了避免出現(xiàn)此種后果，大PTC芯片的安裝方式可以采用防短路結(jié)構(gòu)。具體措施是與PTC芯片的兩側(cè)電極面F1、F2接觸的彈性接觸電極P1、 P2錯位布置，也即是兩側(cè)電極面的彈性接觸電極接觸位置不在同一條垂直于電極面的直線上。彈性接觸電極與PTC芯片電極面的每一個接觸位置所相對的另一側(cè)電極面位置處，都是用絕緣材料支撐，該支撐位置Dl (或者D2)與相對的另一面的電極P2(或者Pl)的接觸位置在同一條垂直于電極面的直線Xl (或者X2)上。本實用新型的有益效果是，可以大大減小PTC起動器的能耗，并且采用的元器件參數(shù)選擇合理，數(shù)量較少，工作可靠，成本較低。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是使用現(xiàn)有技術(shù)PTC起動器的單相電機的電路原理圖。 為起動繞組端， 為運行繞組端，Θ為公共端。圖2是本實用新型的電路原理圖。圖3是本實用新型與電機的連接電路圖。圖4是用于說明本實用新型的一種優(yōu)選實施方案，圖中所示為大PTC芯片的安裝方式所采用的防短路結(jié)構(gòu)。
具體實施方式
在圖2中，一個體積較大的大PTC芯片PTCl與一個雙向可控硅Triac串聯(lián)，PTCl 的一個極與iTriac的Τ2端連接，PTCl的另一個極以及Triac的Tl端連接至電機的起動繞組回路。同時還有一個體積較小的小PTC芯片PTC2，PTC2的一個極連接至PTCl與電機起動繞組回路連接的一極，PTC2的另一個極連接至Triac的觸發(fā)極G端。PTC2的體積限定在大于4. 4mm3至小于20mm3之間，25°C時的初始電阻值限定在UkQ至證0之間，并且在溫度上升至70 90°C的某個值時電阻值增大一倍。針對電機帶有運行電容器Cr的場合，增加了抑制電流突變的電感線圈L以防止通過雙向可控硅Triac的電流變化率過大，提高產(chǎn)品的可靠性。L與Triac串聯(lián)連接。為了調(diào)整雙向可控硅Triac的觸發(fā)電流，Triac的Tl端和觸發(fā)極G端之間連接有電阻R。在圖4所示的本實用新型優(yōu)選實施方案中，大PTC芯片PTC2的安裝方式采用了防短路結(jié)構(gòu)，具體是，與PTC芯片的兩側(cè)電極面F1、F2接觸的彈性接觸電極P1、P2錯位布置，
4也即是兩側(cè)電極面的彈性接觸電極接觸位置不在同一條垂直于PTC芯片電極面的直線上。 彈性接觸電極與PTC芯片電極面的每一個接觸位置所相對的另一側(cè)電極面位置處，都是用絕緣材料支撐，該支撐位置(Dl或者D2)與相對的另一面的彈性接觸電極接觸位置在同一條垂直于PTC芯片電極面的直線上(XI或者X2)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計一方面可以避免在PTC芯片破碎情況下發(fā)生兩側(cè)面的彈性接觸電極短路接觸的后果，同時又不會給PTC芯片施加額外的剪切力。CASE為絕緣外殼。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能PTC起動器，其特征是一個體積較大的大PTC芯片與一個雙向可控硅串聯(lián)，大PTC芯片的一個極與雙向可控硅的T2端連接，大PTC電阻的另一個極以及雙向可控硅的Tl端作為外接端連接至電路的起動回路，同時還有一個體積比大PTC芯片小的小PTC 芯片，小PTC芯片的一個極連接至大PTC芯片作為外接端的一極，小PTC芯片的另一個極連接至雙向可控硅的觸發(fā)極G端，小PTC芯片的體積限定在大于4. 4mm3至小于20mm3之間，小 PTC芯片在25°C時的初始電阻值限定在1. ^Ω至^Ω之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能PTC起動器，其特征是大PTC芯片與雙向可控硅串聯(lián)后還與一個電感線圈串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能PTC起動器，其特征是雙向可控硅的Tl端和觸發(fā)極G端之間連接有電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能PTC起動器，其特征是在產(chǎn)品組裝結(jié)構(gòu)上，與大 PTC芯片的兩側(cè)電極面接觸的彈性接觸電極錯位布置，也即是兩側(cè)電極面的彈性接觸電極接觸位置不在同一條垂直于電極面的直線上，彈性接觸電極與大PTC芯片電極面的每一個接觸位置所相對的另一側(cè)電極面位置處，都是用絕緣材料支撐，該支撐位置與相對的另一面的彈性接觸電極接觸位置在同一條垂直于電極面的直線上。
專利摘要一種節(jié)能PTC起動器，它是將一個體積較大的大PTC芯片與一個雙向可控硅串聯(lián)，大PTC芯片的一個極與雙向可控硅的T2端連接，大PTC電阻的另一個極以及雙向可控硅的T1端作為外接端連接至電路的起動回路。同時還有一個體積較小的小PTC芯片，小PTC芯片的一個極連接至大PTC芯片作為外接端的一極，小PTC芯片的另一個極連接至雙向可控硅的觸發(fā)極G端。小PTC芯片的體積限定在大于4.4mm3至小于20mm3之間，初始電阻值限定在1.5kΩ至5kΩ之間。電路起動結(jié)束后只有小PTC芯片產(chǎn)生殘余能耗，由于小PTC芯片的體積很小，并且動作溫度較低，因此殘余能耗很小。
文檔編號H02P1/42GK202150820SQ201120165988
公開日2012年2月22日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者張煥金 申請人:劉惠玲