專利名稱：一種互感式無觸點起動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型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，也可用 于普通單相交流感應(yīng)式或單相交流永磁式電機的起動，以下統(tǒng)稱為單相交流電機。
背景技術(shù)：
單相交流電機通常由一個轉(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常可以由并聯(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(xiàn)斷開。目前通常由正溫度系數(shù)熱 敏電阻(PTC)元件來實現(xiàn)。當(dāng)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(dǎo)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元件中仍然必須有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(yīng)用，這個發(fā)熱功耗導(dǎo)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(yīng)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(xiàn) 電機起動電路從通電接通到定時斷開的轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)電機的起動。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(fù)雜的電機工作電路中，沒有實現(xiàn)與復(fù)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(hù)，給整個電機系統(tǒng)的可靠性帶來 了巨大的負(fù)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(xiàn) 定時器的復(fù)位，也就是必須使定時器電路失電，經(jīng)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(xiàn)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?fàn)顟B(tài)，無法實現(xiàn)電機從非運轉(zhuǎn)小電流狀態(tài)到起動的 轉(zhuǎn)變。日本專利文獻(xiàn)特開平10-94279中利用了電機在起動和運轉(zhuǎn)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(zhuǎn) 變?yōu)殡妷盒盘?，同時該專利設(shè)定有一個“基準(zhǔn)電流值設(shè)定器”和“電流比較回路”，對主電路 電流信號和設(shè)定電流值進(jìn)行比較，用該比較結(jié)果控制電機起動電路中串入的雙向可控硅的 通斷，從而達(dá)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(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 起動功能的可靠性。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 種互感式無觸點起動器，分別適用于各種不同類型的單相交流電機。這兩種互感式無觸點 起動器的特點是采用電流互感器，根據(jù)單相交流電機的不同，在電機電路的不同位置對電 流進(jìn)行采樣轉(zhuǎn)換，用來觸發(fā)串接在電機副繞組起動回路中的雙向可控硅，利用電機在起動 之初回路中電流遠(yuǎn)大于正常工作電流的特點，在電機起動時觸發(fā)副繞組雙向可控硅而使其 短時間導(dǎo)通，完成電機的起動。而本實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，來實現(xiàn)互感式無功耗起動器。
發(fā)明內(nèi)容本實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的互 感式無觸點起動器。本實用新型的目的是這樣來完成的，一種互感式無觸點起動器，包括一個含有一 個初級線圈和一個次級線圈的電流互感器L、一個雙向可控硅T和一個正溫度系數(shù)熱敏電 阻PTC，其特征在于所述的電流互感器L初級線圈的1端與電源端的一端和雙向可控硅T的 第一極A1連接，電流互感器L初級線圈的2端和次級線圈的4端與電機主繞組引出端M連 接，電流互感器L次級線圈的3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與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連接，正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端與電機副繞 組引出端S連接。本實用新型所述的電流互感器L次級線圈的3端與電阻R的一端連接，電阻R的 另一端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接。本實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，電流互感器L初級線圈的1端、雙向可控硅T的第一極A1和電源端的一端與雙 向觸發(fā)管D的另一端連接。本實用新型所述的雙向可控硅T的觸發(fā)極G和電流互感器L次級線圈的3端與雙 向觸發(fā)管D的一端連接，電流互感器L初級線圈的1端、雙向可控硅T的第一極A1和電源 端的一端與雙向觸發(fā)管D的另一端連接。本實用新型所述的電流互感器L初級線圈的1、2端并聯(lián)一個分流電阻Rx。本實用新型通過使用電流互感器采樣電機回路中的電流信號，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(dá)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，本實用新型的電路簡單，元件數(shù)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。

圖1為本實用新型的第1種實施例的電原理圖。圖2為本實用新型的第2種實施例的電原理圖。圖3為本實用新型的第3種實施例的電原理圖。圖4為本實用新型的第4種實施例的電原理圖。[0017]圖5為本實用新型的第5種實施例的電原理圖。圖6為本實用新型的第6種實施例的電原理圖。圖7為本實用新型的第7種實施例的電原理圖。圖8為本實用新型的第8種實施例的電原理圖。
具體實施方式
本實用新型通過實現(xiàn)一種用于單相交流電機的互感式無觸點起動器來達(dá)到這一 目的。參見圖1，圖1為實施例1。這里所述的單相交流電機具有由至少一個主繞組和一個 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行電容器C，電機主繞組引出 端為M,電機副繞組引出端為S，電機主、副繞組合并引出端為Z，電機系統(tǒng)與外部單相交流 電源的兩個連接點分別為A和B。本實用新型特征在于上述互感式無觸點起動器包括一 個含有一個初級線圈和一個次級線圈的電流互感器L、一個雙向可控硅T和一個正溫度系 數(shù)熱敏電阻PTC，所述的電流互感器L初級線圈的1端與電源端A和雙向可控硅T的第一 極A1連接，電流互感器L初級線圈的2端和次級線圈的4端與電機主繞組引出端M連接， 電流互感器L次級線圈的3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 與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連接，正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端與電機副繞組 引出端S連接。圖中虛線框內(nèi)為本實用新型所描述的互感式無觸點起動器。電源端A和電 源端B可以互換。在電機開始起動之初，由于電機轉(zhuǎn)子還沒有高速轉(zhuǎn)動，電機電路系統(tǒng)會有一個較 大的起動電流存在，而電流互感器L的初級線圈串接在電機的主回路中，因此電流互感器 的次級線圈中會有一個對應(yīng)于其初級線圈中電機起動電流的較大的次級感應(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，從而使電機起動 電路接通進(jìn)入工作狀態(tài)，這時，電機開始起動，其轉(zhuǎn)速迅速上升，而串接在電機起動電路中 的正溫度系數(shù)熱敏電阻則開始有一個較大的電機副繞組起動電流通過，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(jìn)入正常運行狀態(tài)。 在電機進(jìn)入運行狀態(tài)后，電機系統(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，電機起動電路 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，由于此時電機已處于正常運行狀態(tài)，起動電路中的 雙向可控硅已不能被電流互感器的次級輸出電流所觸發(fā)，正溫度系數(shù)熱敏電阻中沒有電流 通過，正溫度系數(shù)熱敏電阻在電機停轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動。參見圖2，圖2為實施例2。在雙向可控硅T觸發(fā)極G和電流互感器L次級線圈的 3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為實施例3。在實施例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。參見圖4，圖4為實施例4。在實施例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為實施例5_8。對實施例1_4中的電流互感器L初級線 圈兩端并聯(lián)一個分流電阻Rx，該分流電阻Rx用于分流單相交流電機主回路中通過電流互 感器L初級線圈的電流，同時起到抗干擾的作用。
權(quán)利要求一種互感式無觸點起動器，其特征在于包括一個含有一個初級線圈和一個次級線圈的電流互感器L、一個雙向可控硅T和一個正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC，其特征在于所述的電流互感器L初級線圈的1端與電源端的一端和雙向可控硅T的第一極A1連接，電流互感器L初級線圈的2端和次級線圈的4端與電機主繞組引出端M連接，電流互感器L次級線圈的3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與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連接，正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端與電機副繞組引出端S連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互感式無觸點起動器，其特征在于所述的電流互感器L 次級線圈的3端與電阻R的一端連接，電阻R的另一端與雙向可控硅T的觸發(fā)極G連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種互感式無觸點起動器，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，電流互感器L初級線圈的1端、 雙向可控硅T的第一極A1和電源端的一端與雙向觸發(fā)管D的另一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互感式無觸點起動器，其特征在于所述的雙向可控硅T 的觸發(fā)極G和電流互感器L次級線圈的3端與雙向觸發(fā)管D的一端連接，電流互感器L初 級線圈的1端、雙向可控硅T的第一極A1和電源端的一端與雙向觸發(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所述的一種互感式無觸點起動器，其特征在于所述的 電流互感器L初級線圈的1、2端并聯(lián)一個分流電阻Rx。
專利摘要一種互感式無觸點起動器，用于壓縮機電機、普通單相交流感應(yīng)式或單相交流永磁式電機的起動，包括一含有一個初級線圈和一個次級線圈的電流互感器L、一雙向可控硅T和一正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC，所述的電流互感器L初級線圈的1端與電源端的一端和雙向可控硅T的第一極A1連接，電流互感器L初級線圈的2端和次級線圈的4端與電機主繞組引出端M連接，電流互感器L次級線圈的3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與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連接，正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端與電機副繞組引出端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H02P1/42GK201656867SQ20102017835
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:常熟市天銀機電有限公司