專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起動(dòng)器，尤其是用于單相交流感應(yīng)電機(jī)的無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器。
背景技術(shù)：
單相交流感應(yīng)電機(jī)一般是由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，其中定子由主線圈L1和副線圈L2組成，副線圈L2主要是在電機(jī)起動(dòng)時(shí)起作用，而主線圈L1在電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)工作。任何電機(jī)要正常運(yùn)行，都需要有一個(gè)良好的起動(dòng)過(guò)程，對(duì)于單相交流感應(yīng)電機(jī)的起動(dòng)來(lái)說(shuō)，就需要在副線圈回路中串聯(lián)一個(gè)類(lèi)似開(kāi)關(guān)的起動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)；要求在電機(jī)起動(dòng)時(shí)接通副線圈L2回路，在電機(jī)起動(dòng)完成后又要及時(shí)地?cái)嚅_(kāi)副線圈L2回路。傳統(tǒng)的電機(jī)起動(dòng)器通常就只是一個(gè)具有正溫度系數(shù)特性的PTC熱敏電阻器。如果接通電源至電機(jī)，則在電機(jī)起動(dòng)的初始階段有較大的電流流過(guò)PTC熱敏電阻器并流至副線圈L2，這就會(huì)導(dǎo)致PTC熱敏電阻器發(fā)熱且其電阻值迅速增大，從而減小流入副線圈的電流，使起動(dòng)回路處于接近斷開(kāi)的狀態(tài)。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)完成進(jìn)入正常運(yùn)行時(shí)，由于PTC熱敏電阻器的阻值不會(huì)無(wú)限地增大，所以還有一個(gè)較小的電流流過(guò)PTC熱敏電阻器并流入副線圈L2；PTC熱敏電阻器繼續(xù)發(fā)出熱量來(lái)維持高阻值狀態(tài)，一方面是為了阻止起動(dòng)回路在電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)起作用(重新起動(dòng))，但另一方面卻消耗了一些電能，造成浪費(fèi)。
由中國(guó)專(zhuān)利CN1052228公開(kāi)的用于啟動(dòng)單相感應(yīng)電機(jī)的電子電路，它是通過(guò)電容降壓、整流、穩(wěn)壓、延時(shí)等環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)可以控制雙向可控硅觸發(fā)導(dǎo)通和截止的電機(jī)起動(dòng)電路。由于此電路使用了數(shù)量較多的分立元器件，特別是該起動(dòng)電路中有多個(gè)晶體管、電阻器及電容器，而且沒(méi)有采取有效的隔離措施，這樣就會(huì)影響整個(gè)雙向可控硅的觸發(fā)控制電路的穩(wěn)定性，也不利于整體電機(jī)運(yùn)行體系的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于經(jīng)常性需要頻繁間歇起動(dòng)的電機(jī)(例如用于電冰箱壓縮機(jī)的單相交流感應(yīng)電機(jī))而言，它的可靠性就會(huì)大打折扣。另外就是此電子電路是通過(guò)一個(gè)電容器的充放電來(lái)實(shí)現(xiàn)可控硅的延時(shí)導(dǎo)通和截止的，該電子電路在將電機(jī)起動(dòng)回路接通前，必須要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間讓此電容器放電，否則無(wú)法再次使雙向可控硅延時(shí)截止，一旦觸發(fā)電路或延時(shí)電路中有電流存在，雙向可控硅一直將處于截止。
中國(guó)專(zhuān)利CN1610241公開(kāi)了一種互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器，它是通過(guò)電流互感器采樣有關(guān)的電流信號(hào)，用電流互感器次級(jí)線圈獲得的信號(hào)來(lái)觸發(fā)串聯(lián)在起動(dòng)回路中的雙向可控硅導(dǎo)通，并在起動(dòng)完成后使雙向可控硅處于截止?fàn)顟B(tài)。由于該互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器的觸發(fā)雙向可控硅的觸發(fā)電路是采用交流觸發(fā)，故其觸發(fā)回路和雙向可控硅主回路的相位同步就十分重要。在該互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器的電路中由于其觸發(fā)信號(hào)采樣于電機(jī)主線圈或主電源回路，所以其觸發(fā)回路相位與雙向可控硅主回路就有可能不同步，就會(huì)造成雙向可控硅不能完全導(dǎo)通或完全關(guān)斷。如果雙向可控硅不能完全被關(guān)斷(截止)，則有一小電流流過(guò)電機(jī)副線圈所在的起動(dòng)回路，特別是在起動(dòng)回路串聯(lián)有一個(gè)PTC熱敏電阻器的情形下，會(huì)增加起動(dòng)器的能耗。再有就是該互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器采樣部分與雙向可控硅的觸發(fā)回路沒(méi)有真正地隔離開(kāi)來(lái)，電機(jī)主線圈或主電源回路通過(guò)電流互感器對(duì)觸發(fā)回路還存在電磁干擾的影響。此外該互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器對(duì)于需要在電機(jī)副線圈串入起動(dòng)電容來(lái)起動(dòng)的場(chǎng)合顯然無(wú)能為力，并且針對(duì)不同額定工作電流規(guī)格的電機(jī)，都要選擇不同參數(shù)的電流互感器去逐一匹配才能正常工作，通用性受到極大的限制，不能滿足更廣泛的應(yīng)用。
中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN1645735也公開(kāi)了一種互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器，它與上述的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN1610241公開(kāi)的互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器都是通過(guò)電流互感器采樣有關(guān)的電流信號(hào)；只是在該互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器的電流互感器中增加了一個(gè)初級(jí)線圈，該初級(jí)線圈串入了電機(jī)副線圈回路中；即利用電流互感器次級(jí)線圈獲得的信號(hào)來(lái)觸發(fā)串聯(lián)在起動(dòng)回路中的雙向可控硅導(dǎo)通，并在起動(dòng)完成后使雙向可控硅處于截止?fàn)顟B(tài)。它同樣存在其觸發(fā)回路和雙向可控硅主回路的相位同步的問(wèn)題。該互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器采樣部分與雙向可控硅的觸發(fā)回路還是沒(méi)有真正地隔離開(kāi)來(lái)，電機(jī)主線圈或主電源回路通過(guò)電流互感器對(duì)觸發(fā)回路還存在電磁干擾的影響。還有該互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng)器對(duì)于不需要在電機(jī)副線圈串入起動(dòng)電容來(lái)起動(dòng)的場(chǎng)合無(wú)法完成起動(dòng)任務(wù)，并且針對(duì)不同額定工作電流規(guī)格的電機(jī)，都要選擇不同參數(shù)的電流互感器去逐一匹配才能正常工作，通用性受到極大的限制，從而縮小了應(yīng)用的范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有電機(jī)起動(dòng)器的不足，本發(fā)明提供一種用于單相感應(yīng)交流電機(jī)的無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器，該起動(dòng)器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效節(jié)能，而且具有較強(qiáng)的抗干擾能力和可靠性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器，其特征是包括一個(gè)PTC熱敏電阻器Rp、一個(gè)三端雙向可控硅T、一個(gè)光電藕合器U、一個(gè)電感器L和一個(gè)整流橋D；其中PTC熱敏電阻器Rp的一電極和光電藕合器U的一輸出端(第6腳)與交流電源一端(A)連接或與電機(jī)主線圈L1的M端連接；PTC熱敏電阻器Rp的另一電極與三端雙向可控硅T的T2極連接；光電藕合器U另一輸出端(第4腳)和三端雙向可控硅T的控制端G極連接；三端雙向可控硅T的T1極與電機(jī)副線圈L2的S端連接；電感器L的一端和整流橋D的一交流輸入端與電機(jī)主線圈L1的M端連接，電感器L的另一端和整流橋D的另一交流輸入端與交流電源一端A連接；整流橋D的直流輸出正極性端與光電藕合器U的輸入端正極(第1腳)連接；整流橋D的直流輸出負(fù)極性端與光電藕合器U的輸入端負(fù)極(第2腳)連接。
本發(fā)明的有益效果是通過(guò)運(yùn)用電感器取得相關(guān)的電壓信號(hào)，并通過(guò)整流橋來(lái)進(jìn)行整流，有效地降低了控制信號(hào)采樣部件的發(fā)熱能耗，電路構(gòu)成簡(jiǎn)單、元器件少、無(wú)觸點(diǎn)、高效節(jié)能，特別是采用光電隔離有效地避免了觸發(fā)控制信號(hào)和起動(dòng)回路相位不同步而引起的可控硅不能完全導(dǎo)通和完全截止的問(wèn)題，不僅能確保電機(jī)良好起動(dòng)，而且在起動(dòng)完成后由于雙向可控硅完全截止可將起動(dòng)回路完全徹底斷開(kāi)，可靠性大幅提高。
附圖及


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的電路原理圖。
圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施例的電路原理圖。
圖3是本發(fā)明的第三實(shí)施例的電路原理圖。
圖4是本發(fā)明的第四實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
圖中虛線框內(nèi)所示為直流隔離控制式無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
參閱圖1，無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器的第一實(shí)施例，PTC熱敏電阻器Rp一電極和光電藕合器U的一輸出端(第6腳)與交流電源一端A連接，PTC熱敏電阻器Rp的另一電極與三端雙向可控硅T的T2極連接，光電藕合器U另一輸出端(第4腳)和三端雙向可控硅T的控制端G極連接，三端雙向可控硅T的T1極和運(yùn)行電容器C2的一端與電機(jī)副線圈L2的S端連接。電感器L的一端、整流橋D的一交流輸入端、運(yùn)行電容器C2的另一端與電機(jī)主線圈L1的M端連接，電感器L的另一端和整流橋D的另一交流輸入端與交流電源一端A連接；整流橋D的直流輸出正極性端與光電藕合器U的輸入端正極(第1腳)連接，整流橋D的直流輸出負(fù)極性端與光電藕合器U的輸入端負(fù)極(第2腳)連接。
參閱圖2，無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器的第二實(shí)施例，PTC熱敏電阻器Rp一電極和光電藕合器U的一輸出端(第6腳)與起動(dòng)電容器C1的一端連接，起動(dòng)電容器C1的另一端與交流電源一端A連接；PTC熱敏電阻器Rp的另一電極與三端雙向可控硅T的T2極連接；光電藕合器U另一輸出端(第4腳)和三端雙向可控硅T的控制端G極連接；三端雙向可控硅T的T1極和運(yùn)行電容器C2的一端與電機(jī)副線圈L2的S端連接。電感器L的一端、整流橋D的一交流輸入端、運(yùn)行電容器C2的另一端和電機(jī)主線圈L1的M端連接；電感器L的另一端和整流橋D的另一交流輸入端和交流電源一端A連接；整流橋D的直流輸出正極性端與光電藕合器U的輸入端正極(第1腳)連接，整流橋D的直流輸出負(fù)極性端與光電藕合器U的輸入端負(fù)極(第2腳)連接。
參閱圖3，無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器的第三實(shí)施例，PTC熱敏電阻器Rp一電極和光電藕合器U的一輸出端(第6腳)與電機(jī)主線圈L1的M端連接；PTC熱敏電阻器Rp的另一電極與三端雙向可控硅T的T2極連接；光電藕合器U另一輸出端(第4腳)和三端雙向可控硅T的控制端G極連接；三端雙向可控硅T的T1極和運(yùn)行電容器C2的一端與電機(jī)副線圈L2的S端連接。電感器L的一端、整流橋D的一交流輸入端、運(yùn)行電容器C2的另一端與電機(jī)主線圈L1的M端連接；電感器L的另一端和整流橋D的另一交流輸入端與交流電源一端A連接；整流橋D的直流輸出正極性端與光電藕合器U的輸入端正極(第1腳)連接，整流橋D的直流輸出負(fù)極性端與光電藕合器U的輸入端負(fù)極(第2腳)連接。
參閱圖4，無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器的第四實(shí)施例，PTC熱敏電阻器Rp一電極和光電藕合器U的一輸出端(第6腳)與起動(dòng)電容器C1的一端連接；起動(dòng)電容器C1的另一端與電機(jī)主線圈L1的M端連接；PTC熱敏電阻器Rp的另一電極與三端雙向可控硅T的T2極連接；光電藕合器U另一輸出端(第4腳)和三端雙向可控硅T的控制端G極連接；三端雙向可控硅T的T1極和運(yùn)行電容器C2的一端與電機(jī)副線圈L2的S端連接。電感器L的一端、整流橋D的一交流輸入端、運(yùn)行電容器C2的另一端和電機(jī)主線圈L1的M端連接；電感器L的另一端與整流橋D的另一交流輸入端和交流電源一端A連接；整流橋D的直流輸出正極性端與光電藕合器U的輸入端正極(第1腳)連接，整流橋D的直流輸出負(fù)極性端與光電藕合器U的輸入端負(fù)極(第2腳)連接。
在這些具體實(shí)施方式
中，不同額定工作電流規(guī)格的電機(jī)流過(guò)取樣電感器L的電流有所變化，但由于電感器L的阻抗值相比整個(gè)電機(jī)主線圈的阻抗值來(lái)說(shuō)要小得多，所以得到的取樣電壓變化不大，一般經(jīng)過(guò)整流后能滿足光電藕合器U內(nèi)部發(fā)光二極管的導(dǎo)通要求。如果電機(jī)的額定功率特別大，當(dāng)起動(dòng)時(shí)流過(guò)主線圈的電流＞6A時(shí)，則應(yīng)另行選擇適當(dāng)參數(shù)的電感器L，來(lái)確保在電機(jī)起動(dòng)時(shí)能可靠地觸發(fā)雙向可控硅T導(dǎo)通，同時(shí)又能確保在電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間不會(huì)觸發(fā)雙向可控硅T并使其保持截止?fàn)顟B(tài)。這里的電感器L選擇可通過(guò)改變電感線圈的匝數(shù)和線徑來(lái)達(dá)到需求。
當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)K加電至電機(jī)時(shí)，開(kāi)始電機(jī)起動(dòng)回路并未接通，電機(jī)主線圈L1流過(guò)的電流迅速增大，此時(shí)取樣電感器L獲得的采樣電壓也迅速升高，經(jīng)整流成直流電壓后立即使光電藕合器U內(nèi)部發(fā)光二極管導(dǎo)通，串聯(lián)于雙向可控硅T觸發(fā)回路的光電藕合器U內(nèi)部的光敏雙向可控硅也隨即被觸發(fā)導(dǎo)通；這樣也就觸發(fā)串聯(lián)在起動(dòng)回路的雙向可控硅T導(dǎo)通。這時(shí)電機(jī)的起動(dòng)回路被接通投入工作。在電機(jī)的起動(dòng)回路投入工作之后，流經(jīng)電機(jī)副線圈和PTC熱敏電阻器Rp的電流急劇增大，具有正溫度系數(shù)特性的PTC熱敏電阻器Rp很快發(fā)熱，其阻值也迅速增大。當(dāng)PTC熱敏電阻器Rp的阻值增大到一個(gè)極限值時(shí)，流過(guò)電機(jī)起動(dòng)回路的電流已經(jīng)減至很小。此時(shí)流過(guò)電機(jī)主線圈和取樣電感器的電流也降為接近電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的工作電流，故取樣電感器L獲得的采樣電壓變得很小。經(jīng)過(guò)整流后所得直流電壓已無(wú)法使光電藕合器U內(nèi)部發(fā)光二極管導(dǎo)通，所以也就無(wú)法去繼續(xù)觸發(fā)光電藕合器U內(nèi)部的光敏雙向可控硅導(dǎo)通，則串聯(lián)于起動(dòng)回路的雙向可控硅T也被截止。至此，電機(jī)的起動(dòng)回路被完全斷開(kāi)，電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程結(jié)束。由于已沒(méi)有電流流過(guò)PTC熱敏電阻器Rp，故其溫度開(kāi)始下降，直至下降到工作環(huán)境溫度，它在電機(jī)停止工作前將不會(huì)有電流流過(guò)引起發(fā)熱，整個(gè)電機(jī)起動(dòng)回路也會(huì)一直保持此狀態(tài)。
在這里，由于雙向可控硅T的觸發(fā)信號(hào)來(lái)自起動(dòng)主回路本身；串聯(lián)于雙向可控硅T觸發(fā)回路的光電藕合器U內(nèi)部的光敏雙向可控硅只是相當(dāng)于一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，故觸發(fā)信號(hào)與主回路在相位上完全同步，可使雙向可控硅T進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài)，這更有利于發(fā)揮電機(jī)的最佳起動(dòng)性能。也正是由于串聯(lián)于雙向可控硅T觸發(fā)回路的光電藕合器U內(nèi)部的光敏雙向可控硅這個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的作用，當(dāng)電機(jī)起動(dòng)完成后，光電藕合器U內(nèi)部的光敏雙向可控硅的截止也就促使雙向可控硅T能處于徹底截止?fàn)顟B(tài)。并且光電藕合器U內(nèi)部的光敏雙向可控硅只受光電藕合器U內(nèi)部發(fā)光二極管的控制，兩者之間沒(méi)有電氣上的連接，這種光電隔離有效地避免了來(lái)自電機(jī)主線圈或電源的電磁干擾，極大地提高了電機(jī)起動(dòng)回路的工作可靠性。
對(duì)于起動(dòng)電容器C1、運(yùn)行電容器C2，如果電機(jī)是一臺(tái)單相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，有時(shí)為了增加由副線圈L2給出的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，就可以用起動(dòng)電容器C1來(lái)起移相作用。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)完成后可以利用運(yùn)行電容器C2來(lái)防止脈動(dòng)，提高電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。當(dāng)然在有些情況下，可以省去這兩個(gè)電容器中的一個(gè)或兩個(gè)。本發(fā)明的無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器，對(duì)于有無(wú)這兩個(gè)電容器的各種電機(jī)起動(dòng)情形都能適用。
以上所述的具體實(shí)施例，僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例而已，舉凡依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所做的等同設(shè)計(jì)，均應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)所涵蓋。
權(quán)利要求
1.無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器，其特征是包括一個(gè)PTC熱敏電阻器Rp、一個(gè)三端雙向可控硅T、一個(gè)光電藕合器U、一個(gè)電感器L和一個(gè)整流橋D；其中PTC熱敏電阻器Rp的一電極和光電藕合器U的一輸出端(第6腳)與交流電源一端(A)連接或與電機(jī)主線圈L1的M端連接；PTC熱敏電阻器Rp的另一電極與三端雙向可控硅T的T2極連接；光電藕合器U另一輸出端(第4腳)和三端雙向可控硅T的控制端G極連接；三端雙向可控硅T的T1極與電機(jī)副線圈L2的S端連接；電感器L的一端和整流橋D的一交流輸入端與電機(jī)主線圈L1的M端連接，電感器L的另一端和整流橋D的另一交流輸入端與交流電源一端A連接；整流橋D的直流輸出正極性端與光電藕合器U的輸入端正極(第1腳)連接；整流橋D的直流輸出負(fù)極性端與光電藕合器U的輸入端負(fù)極(第2腳)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)觸點(diǎn)節(jié)能起動(dòng)器，其特征是包括PTC熱敏電阻器Rp、三端雙向可控硅T、光電藕合器U、電感器L和整流橋D；本發(fā)明利用光電藕合器U觸發(fā)三端雙向可控硅T，有效地避免了觸發(fā)控制信號(hào)和起動(dòng)回路相位不同步而引起的可控硅不能完全導(dǎo)通和完全截止的問(wèn)題，可靠性大幅提高，不僅能確保電機(jī)良好起動(dòng)，而且在起動(dòng)完成后由于雙向可控硅完全截止可將起動(dòng)回路完全徹底斷開(kāi)，由于已沒(méi)有電流流過(guò)PTC熱敏電阻器Rp，因此消除了過(guò)去由熱敏電阻器Rp產(chǎn)生的能耗。
文檔編號(hào)H02P1/42GK101056080SQ20061003494
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月13日
發(fā)明者何敦啟, 陳浩明, 向玉安, 楊百昌 申請(qǐng)人:何敦啟