專利名稱：互感式無觸點起動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種互感式無觸點起動器，主要用于壓縮機電機的起動，也可以用于一般單相交流電機的起動。
背景技術：
單相交流電機通常由一個轉子和由主、副繞組構成的定子組成。其中的副繞組除了起到電機起動的作用外，也可以在電機正常運行時繼續(xù)參加工作，所以完整的單相交流電機的副繞組電路通?？梢杂刹⒙?lián)的副繞組運行電路和副繞組起動電路表示。電機正常運行時，副繞組不參加工作的電機則沒有其中的副繞組運行電路部分。其中的副繞組起動電路部分僅在電機起動時參加工作，在電機起動后需要實現斷開。目前通常由正溫度系數熱敏電阻(PTC)元件來實現。當電機起動時，起動電路參加工作，PTC元件被通于副繞組起動電流，導致PTC元件發(fā)熱，其阻值迅速上升，最終使起動電路被基本斷開。在電機正常運行時，PTC元件中仍然必須由一個較小的電流持續(xù)通過，以維持PTC元件的發(fā)熱阻值，阻止電機起動電路在電機正常工作時發(fā)生作用。這個維持PTC發(fā)熱的功耗通常在3W左右。由于這種電機被廣泛應用，這個發(fā)熱功耗導致了電能的大量浪費。
中國專利申請CN1052228A公開了一種用于起動單相感應電機的電子電路。通過在電機起動電路中使用一個常態(tài)觸發(fā)、定時截止的雙向可控硅及其觸發(fā)/截止電路，實現電機起動電路從通電接通到定時斷開的轉換，從而實現電機的起動。但是，該電路使用這些分立元件的數量對于長期頻繁間歇起動這樣的典型應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截止電路中所使用的多個晶體管，在電機工作狀態(tài)下全部都通過有多個毫安的工作電流，而且這個電子電路全部都運作在復雜的電機工作電路中，沒有實現同復雜用電環(huán)境的有效隔離，整個脆弱的弱電電路系統(tǒng)無法得到良好的保護，給整個電機系統(tǒng)的可靠性帶來了巨大的負面影響。同時，該電路中采用的雙向可控硅在電機起動電路接通前，必須要實現定時器的復位，也就是必須使定時器電路失電，經過一段時間的定時器定時電容放電基本完成后，才能再次實現雙向可控硅的延時截止，否則，只要在觸發(fā)電路/定時截止電路中有電流存在，雙向可控硅將一直處于截止狀態(tài)，無法實現電機從非運轉小電流狀態(tài)到起動的轉變。
日本專利文獻特開平10-94279中利用了電機在起動和運轉情況下電流不同的原理，通過在電機總回路放置電流檢測電阻，通過該電阻將主回路電流(電機總電流)信號轉變?yōu)殡妷盒盘枺瑫r該專利設定有一個“基準電流值設定器”和“電流比較回路”，對主電路電流信號和設定電流值進行比較，用該比較結果控制電機起動電路中串入的雙向可控硅的通斷，從而達到控制起動電路通斷的目的。但該電路中使用了電阻來將電機總回路中的電流信號采樣成電壓信號。電阻是純阻性元件，電機總回路的電流通常都在安培級或接近安培級，這樣，在整個電機的運行過程中，該電阻都在消耗瓦特級或接近瓦特級的無用發(fā)熱功耗。該電路在能夠起動電機的情況下也大大降低了能源的利用率。此外，該電路使用了“基準電流設定器”、“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起動功能的可靠性。

發(fā)明內容
本發(fā)明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的互感式無觸點起動器。
本發(fā)明的目的是這樣來達到的，一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，這里所述電機中具有至少一個主繞組和一個副繞組構成的定子，在主、副繞組引出端間可以連接有永久運行電容器C，其特點是上述互感式無觸點起動器包括一個電流互感器L、一個雙向可控硅T，所述的互感器L的次級線圈L2一端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接，另一端與雙向可控硅T的第一極A1、電機MD副繞組引出端S連接，互感器L的初級線圈L1的兩端與電機MD和電源連接。
本發(fā)明通過使用電流互感器采樣相關的電流信號，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)的功耗都能低達毫瓦級，也就是所謂的“零功耗”單相交流電機起動器，從而大大提高節(jié)能效率；另外，本發(fā)明的電路簡單，元件數量少而可靠，在保證了電機起動功能的同時，提高了電機起動系統(tǒng)的可靠性。
附圖及


圖1為本發(fā)明的第1種實施例的電原理圖。
圖2為本發(fā)明的第2種實施例的電原理圖。
圖3為本發(fā)明的第3種實施例的電原理圖。
圖4為本發(fā)明的第4種實施例的電原理圖。
圖5為本發(fā)明的第5種實施例的電原理圖。
圖6為本發(fā)明的第6種實施例的電原理圖。
圖7為本發(fā)明的第7種實施例的電原理圖。
圖8為本發(fā)明的第8種實施例的電原理圖。
具體實施例方式
本發(fā)明圖中虛線內所示為用于單相交流電機的互感式無觸點起動器。
圖1中，所述的電流互感器L的初級線圈L1的一端與電源端A和雙向可控硅第二極A2連接，另一端與電機MD的主繞組引出端M連接。在實際使用中，MD主、副線圈合并引出端Z與電源端B連接，永久運行電容器C兩端分別與電機MD的主、副繞組引出端M、S連接。
圖2中，所述的電流互感器L的初級線圈L1一端與電源端A和正溫度系數熱敏電阻Rt的一端連接，正溫度系數熱敏電阻器Rt的另一端與雙向可控硅T的第二極A2連接。
圖3中，所述的電流互感器L的初級線圈L1的一端與永久運行電容器C的一端連接，另一端與電機副繞組引出端S連接，雙向可控硅T的第二極A2與電源端A連接。在實際使用中，永久運行電容器C的另一端與電機MD主繞組引出端M和電源端A連接，電機MD主、副繞組合并引出端Z與電源端B連接。
圖4中，所述的正溫度系數熱敏電阻Rt的一端與雙向可控硅T的第二極A2連接，另一端與電源端A、永久運行電容器C另一端和電機MD主繞組引出端M連接。
圖5中，所述的電流互感器L初級線圈L1的一端與電源端A連接，另一端與電機MD主繞組引出端M和雙向可控硅T的第二極A2連接。在實際使用中，永久運行電容器C兩端分別與電機MD的主、副繞組引出端M、S連接，電機MD的主、副繞組合并引出端Z與電源端B連接。
圖6中，所述的正溫度系數熱敏電阻Rt的一端與雙向可控硅T的第二極A2連接，另一端與電機MD主繞組引出端M和電流互感器L初級線圈L1的另一端連接。
圖7中，所述的電流互感器L1的一端與電機MD的主、副繞組合并引出端Z連接，另一端與電源端B連接，雙向可控硅的第二極A2與電源端A連接。在實際使用中，電機MD主繞組引出端M與電源端A連接，永久運行電容器C兩端分別與電機MD的主、副繞組引出端M、S連接。
圖8中，所述的正溫度系數熱敏電阻Rt的一端與雙向可控硅T的第二極A2連接，另一端與電機MD主繞組引出端M和電源端A連接。
不同的電機在這些實施方式中互感器初級串接處的電流變化情況各不相同，與電機起動電路中電流的相位關系也各不相同。通過選擇以上各種不同的實施方式，可以使電流互感器的次級線圈獲得與電機起動電路中電流相位關系最佳的觸發(fā)電流，同時使觸發(fā)電流的獲得起動電機所需的最佳變化情況，用于觸發(fā)串接在電機起動電路中的雙向可控硅。
通過選擇適當參數的電流互感器L，可以達到在電機起動時保證觸發(fā)雙向可控硅T，而在電機正常運行時則保證不觸發(fā)雙向可控硅T，從而控制電機起動電路僅在電機起動時參加工作。電路互感器L的選擇調整可以通過初、次級線圈的圈數和選擇不同性能的鐵芯或磁芯來實現。
在電機轉子開始加速轉動的很短時間內，電機必須能使雙向可控硅迅速從觸發(fā)狀態(tài)轉變?yōu)榉怯|發(fā)狀態(tài)，也就是電路互感器中的輸出電流必須自動下降到不能觸發(fā)雙向可控硅的運行狀態(tài)參數，從而起到斷開起動電路，完成電機起動的作用。
不同的電機在上述電流互感器初級串接位置的電流有不同的表現，并不一定都能在電機轉子加速轉動起來時自動下降到電流互感器次級輸出電流不足以觸發(fā)雙向可控硅的程度，因為此時電機起動過程還沒有全部完成，電機起動電路中還有較大的起動電流在通過。當電流互感器初級串接位置的電流能自動下降到次級輸出電流不能觸發(fā)雙向可控硅的程度時，圖1、3、5、7的基本電路無需輔助電路就能完成電機的起動。當這個電流不能自動下降到不能觸發(fā)雙向可控硅的程度時，本發(fā)明通過在電機起動電路中串入正溫度系數熱敏電阻來輔助完成電機的起動過程，圖2、4、6、8表示了這種連接的方法。
圖2、4、6、8中，在電機開始起動時，電流互感器的輸出電流使起動電路中的雙向可控硅充分觸發(fā)，起動電路開始工作。起動電路中的正溫度系數熱敏電阻被通以一個較大的電機副繞組起動電流，正溫度系數熱敏電阻很快發(fā)熱，使其電阻值迅速上升。當其溫度達到正溫度系數熱敏電阻的居里點溫度時，其電阻值上升到一個極大值，足以使電機起動電路基本斷開。此時，電機進入正常運行狀態(tài)。在電機進入運行狀態(tài)后，根據前面所述的電流互感器選擇和調整原則，電流互感器的次級輸出電流不能觸發(fā)雙向可控硅。此時，電機起動電路被完全斷開，正溫度系數熱敏電阻中沒有電流通過，其溫度開始下降。當正溫度系數熱敏電阻的溫度下降到接近工作環(huán)境溫度時，由于此時電機已處于正常運行狀態(tài)，起動電路中的雙向可控硅不能被電流互感器的次級輸出電流所觸發(fā)，正溫度系數熱敏電阻中沒有電流通過，正溫度系數熱敏電阻在電機停轉并再次起動前不會有電流通過并發(fā)熱，電機起動電路會一直保持這種狀態(tài)，直到電機停止轉動。
權利要求
1.一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，這里所述電機中具有至少一個主繞組和一個副繞組構成的定子，在主、副繞組引出端間可以連接有永久運行電容器C，其特征在于上述互感式無觸點起動器包括一個電流互感器L、一個雙向可控硅T，所述的互感器L的次級線圈L2一端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接，另一端與雙向可控硅T的第一極A1、電機MD副繞組引出端S連接，互感器L的初級線圈L1的兩端與電機MD和電源連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的電流互感器L的初級線圈L1的一端與電源端A和雙向可控硅第二極A2連接，另一端與電機MD的主繞組引出端M連接。
3.根據權利要求2所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的電流互感器L的初級線圈L1一端與電源端A和正溫度系數熱敏電阻Rt的一端連接，正溫度系數熱敏電阻器Rt的另一端與雙向可控硅T的第二極A2連接。
4.根據權利要求1所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的電流互感器L的初級線圈L1的一端與永久運行電容器C的一端連接，另一端與電機副繞組引出端S連接，雙向可控硅T的第二極A2與電源端A連接。
5.根據權利要求4所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的正溫度系數熱敏電阻Rt的一端與雙向可控硅T的第二極A2連接，另一端與電源端A、永久運行電容器C另一端和電機MD主繞組引出端M連接。
6.根據權利要求1所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的電流互感器L初級線圈L1的一端與電源端A連接，另一端與電機MD主繞組引出端M和雙向可控硅T的第二極A2連接。
7.根據權利要求6所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的正溫度系數熱敏電阻Rt的一端與雙向可控硅T的第二極A2連接，另一端與電機MD主繞組引出端M和電流互感器L初級線圈L1的另一端連接。
8.根據權利要求1所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的電流互感器L1的一端與電機MD的主、副繞組合并引出端Z連接，另一端與電源端B連接，雙向可控硅的第二極A2與電源端A連接。
9.根據權利要求8所述的一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，其特征在于所述的正溫度系數熱敏電阻Rt的一端與雙向可控硅T的第二極A2連接，另一端與電機MD主繞組引出端M和電源端A連接。
全文摘要
一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器，包括一個電流互感器、一個雙向可控硅，互感器的次級線圈一端與雙向可控硅的觸發(fā)極連接，另一端與雙向可控硅的第一極、電機副繞組引出端連接，互感器的初級線圈的兩端與電機和電源連接。本發(fā)明通過使用電流互感器采樣相關的電流信號，可以有效控制電流采樣系統(tǒng)的發(fā)熱功耗，該采樣系統(tǒng)的功耗都能低達毫瓦級，即“零功耗”單相交流電機起動器，從而大大提高節(jié)能效率；且電路簡單，元件數量少而可靠，在保證了電機起動功能的同時，提高了電機起動系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H02P1/44GK1610241SQ200410065370
公開日2005年4月27日 申請日期2004年11月24日 優(yōu)先權日2004年11月24日
發(fā)明者趙云文 申請人:常熟市天銀機電有限公司