專利名稱：單相交流電動機啟動控制開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種單相交流電動機啟動控制開關(guān)。
(2)背景技術(shù)單相交流電動機定子的基本結(jié)構(gòu)是有一個運行繞組和一個啟動繞組組成，單相交流電動機開始啟動時定子必須首先建立一個旋轉(zhuǎn)磁場才能使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。為了在啟動開始時建立旋轉(zhuǎn)磁場，一般在啟動繞組上接入一個電容進行移相，如圖1所示為目前單相交流電動機典型接線圖。線圈M1是運行繞組，線圈M2是啟動繞組，電容C移相，啟動控制開關(guān)X，交流電源AC通過開關(guān)K連接到電動機上。啟動控制開關(guān)X在啟動開始時是閉合的，當電動機運轉(zhuǎn)達到額定速度時啟動控制開關(guān)X斷開，電機正常運轉(zhuǎn)。目前國內(nèi)大多普遍采用的啟動控制開關(guān)是一種叫機械離心式啟動控制開關(guān)，其工作原理是在電動機的轉(zhuǎn)子上安裝一個離心開關(guān)，當電動機的轉(zhuǎn)速達到額定速度時控制開關(guān)在離心力的作用下被斷開；當電動機因負載原因?qū)е罗D(zhuǎn)速下降時，離心開關(guān)由于離心力的減小而重新閉合，因此通過電動機轉(zhuǎn)速的變化就能自動控制啟動繞組的工作狀態(tài)。但這種開關(guān)卻存在著體積大、結(jié)構(gòu)復雜、開關(guān)觸點壽命短等缺點。
(3)實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能為單相交流電動機提供快速啟動而不受負載和電網(wǎng)電壓在一定范圍內(nèi)波動影響的單相交流電動機啟動控制開關(guān)。
為達上述目的，本實用新型的單相交流電動機啟動控制開關(guān)，其特點是包括分壓整流濾波電路，對電動機啟動繞組上的電壓進行分壓和整流濾波后輸出；
比較控制電路，與所述分壓整流濾波電路相連，對所述分壓整流濾波電路輸入的電壓進行比較后輸出控制電壓；穩(wěn)壓整流濾波電路，與所述比較控制電路相連，對輸入的交流電壓進行整流、濾波、穩(wěn)壓后提供給所述比較控制電路穩(wěn)定的工作電壓；隔離控制電路，與所述比較控制電路相連，對所述比較控制電路輸出的控制電壓起到開關(guān)作用。
電路采用電壓比較器檢測啟動繞組和電網(wǎng)電壓在一定范圍內(nèi)的變化情況，當電動機達到額定轉(zhuǎn)速時切斷啟動繞組，并且能自動因負載的變化或超載導致轉(zhuǎn)速下降到電路設(shè)定值時重新接入啟動繞組進行加速，電壓比較器根據(jù)電路的設(shè)定值連續(xù)監(jiān)測電動機的轉(zhuǎn)速變化進行自動控制。
為進一步說明本實用新型的上述目的、結(jié)構(gòu)特點和效果，以下將結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細的描述。
(4)
圖1一般單相交流電動機典型接線圖。
圖2為本實用新型的電路原理圖。
圖3電路原理圖中的電壓比較器各輸入和輸出端的電壓變化的波形示意圖。
(5)具體實施方式
如圖2所示為本實用新型的電路原理圖，根據(jù)其功能可分為五大模塊，如圖中的虛線框所示，其中，虛框5為現(xiàn)有技術(shù)中的單向交流電動機的典型電路圖，圖1中原有的啟動控制開關(guān)X在圖2中由互相連接的分壓整流濾波電路1、比較控制電路2、穩(wěn)壓整流濾波電路3以及隔離控制電路4來替代，下面將祥述各功能塊的連接關(guān)系及其工作原理。
交流電源AC通過開關(guān)K連接到電動機(圖未示)上，并通過電阻R1限流、二極管D1組成半波整流電路，并由電容C1進行濾波。壓敏電阻RV是為了吸收交流電網(wǎng)上的浪涌電壓而設(shè)置，電容C1兩端的不穩(wěn)定電壓通過三極管BG1、電阻R2、穩(wěn)壓管D2組成一個簡單的穩(wěn)壓電路，在三極管BG1的發(fā)射極上輸出穩(wěn)定電壓，為雙電壓比較器IC1、IC2提供供電電壓。
啟動繞組M2上隨轉(zhuǎn)速變化的交流電壓通過電阻R10、電阻R3分壓，二極管D3整流，電容C2、電阻R4濾波后的變化直流電壓輸入到第一電壓比較器IC1的反相輸入端B，雙電壓比較器IC1、IC2同相輸入端A的電壓通過電阻R8、R6分壓提供，同相輸入端A的電壓是啟動控制開關(guān)斷開啟動繞組的基準電壓，又因為電阻R8的電壓是來自三極管BG1集電極的隨電網(wǎng)電壓波動的電壓，所以此基準電壓對電網(wǎng)電壓的波動能自動補償。第一電壓比較器IC1的輸出端D和第二電壓比較器IC2的反相輸入端相連，并通過電阻R5、R6分壓，提供啟動控制開關(guān)接入啟動繞組的基準電壓。
光電耦合器IC3的輸入端通過限流電阻R9接到三極管BG1穩(wěn)壓輸出的發(fā)射極，另一端接第二電壓比較器IC2的輸出端F，光電耦合器IC3的輸出端接到由電阻R11、R12組成的分壓電路，為雙向可控硅BG2提供控制電壓，雙向可控硅BG2和電感L組成啟動控制開關(guān)的接通和關(guān)斷，電阻R13為電容C提供放電回路。
在單相電動機啟動的初始階段，啟動繞組M2上的電壓是零或至少充分地小于運行繞組M1上的電壓，因此第一電壓比較器IC1反向輸入端B點電壓低于同相輸入端A點的電壓，此時輸出端D點為高電位，第二電壓比較器IC2的反向輸入端也為高電位，輸出端F為低電位，光電耦合器IC3發(fā)光導通觸發(fā)雙向可控硅BG2導通，接通電動機啟動繞組回路。
當電動機轉(zhuǎn)速增加到一定時候，第一電壓比較器IC1反向輸入端B點電壓高于同相輸入端A點的電壓，此時輸出端D點為低電位，第二電壓比較器IC2的反向輸入端也為低電位，輸出端F為高電位，光電耦合器IC3關(guān)閉，雙向可控硅BG2失去觸發(fā)電壓而關(guān)閉，電動機啟動繞組回路斷開。如果由于負載原因?qū)е码妱訖C轉(zhuǎn)速下降到一定時候，則第一電壓比較器IC1反向輸入端B點電壓又會低于A電壓，控制器將重復以上過程。另外，通過圖3對電壓比較器各輸入和輸出端的電壓變化波形示意圖可以很清楚的看到上述電位的高低變化情況。
綜上所述，本實用新型的單相交流電動機啟動控制開關(guān)能根據(jù)電動機實際負載的變化準確控制啟動繞組的接入和斷開，電路設(shè)計有電壓自動補償線路，電動機不受電網(wǎng)電壓在一定范圍內(nèi)波動的影響。當電動機轉(zhuǎn)速因負載原因降低到電路設(shè)定的重啟轉(zhuǎn)速時，啟動控制開關(guān)重新接通保證電動機的轉(zhuǎn)矩。另外，本實用新型的單相交流電動機啟動控制開關(guān)具有體積小、成本低、可靠性高的優(yōu)點，平均使用壽命大于200萬次。
雖然本實用新型已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，應理解其中可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本實用新型，比如在隔離控制電路中的雙向可控硅也可用繼電器等元部件來替代，所以本實用新型所例舉的實施例并非作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變形都將落在本實用新型權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單相交流電動機啟動控制開關(guān)，其特征在于包括分壓整流濾波電路，對電動機啟動繞組上的電壓進行分壓和整流濾波后輸出；比較控制電路，與所述分壓整流濾波電路相連，對所述分壓整流濾波電路輸入的電壓進行比較后輸出控制電壓；穩(wěn)壓整流濾波電路，與所述比較控制電路相連，對輸入的交流電壓進行整流、濾波、穩(wěn)壓后提供給所述比較控制電路穩(wěn)定的工作電壓；隔離控制電路，與所述比較控制電路相連，對所述比較控制電路輸出的控制電壓起到開關(guān)作用。
2.如權(quán)利要求1所述的單相交流電動機啟動控制開關(guān)，其特征在于所述分壓整流濾波電路包括分壓電路，包括兩個串聯(lián)電阻；與所述分壓電路相連的整流電路，為一個二極管；與所述整流電路相連的RC濾波電路。
3.如權(quán)利要求1所述的單相交流電動機啟動控制開關(guān)，其特征在于所述比較控制電路包括第一電壓比較器和第二電壓比較器，所述第一電壓比較器的輸出端和所述第二電壓比較器的反相輸入端相連，并通過兩電阻分壓。
4.如權(quán)利要求1所述的單相交流電動機啟動控制開關(guān)，其特征在于所述穩(wěn)壓整流濾波電路包括穩(wěn)壓電路，由三極管、電阻、穩(wěn)壓管組成；與所述穩(wěn)壓電路相并聯(lián)的濾波電路，為一個電容；與所述濾波電路相連的半波整流電路，包括相串聯(lián)的電阻和二極管。
5.如權(quán)利要求4所述的單相交流電動機啟動控制開關(guān)，其特征在于所述穩(wěn)壓整流濾波電路還包括一壓敏電阻，用于吸收交流電網(wǎng)上的浪涌電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的單相交流電動機啟動控制開關(guān)，其特征在于所述隔離控制電路包括相連接的光電耦合器和雙向可控硅，對所述比較控制電路輸出的控制電壓通過所述光電耦合器隔離后推動所述雙向可控硅起到開關(guān)作用。
專利摘要本實用新型旨在設(shè)計一種單相交流電動機啟動控制開關(guān)，包括由互相連接的分壓整流濾波電路、比較控制電路、穩(wěn)壓整流濾波電路以及隔離控制電路構(gòu)成。電路采用電壓比較器檢測啟動繞組和電網(wǎng)電壓在一定范圍內(nèi)的變化情況，當電動機達到額定轉(zhuǎn)速時切斷啟動繞組，并且能自動因負載的變化或超載導致轉(zhuǎn)速下降到電路設(shè)定值時重新接入啟動繞組進行加速，電壓比較器根據(jù)電路的設(shè)定值連續(xù)監(jiān)測電動機的轉(zhuǎn)速變化進行自動控制。
文檔編號H02P1/16GK2664285SQ0327042
公開日2004年12月15日 申請日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者嚴友根, 姚力軍 申請人:航亞電器(上海)有限公司