專利名稱:單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置的制作方法
本實(shí)用新型涉及單相異步電動(dòng)機(jī)，更詳細(xì)地涉及單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置。
帶有起動(dòng)開(kāi)關(guān)的單相異步電動(dòng)機(jī)在定子鐵心上繞有主繞組(即運(yùn)行繞組)和副繞組(即啟動(dòng)繞組)，在副繞組回路中裝有起動(dòng)開(kāi)關(guān)，而轉(zhuǎn)子則為鼠籠式轉(zhuǎn)子。主繞組和副繞組的軸線在空間相距90°角度，并接在同一單相電源上。該電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式有電阻起動(dòng)、電容起動(dòng)、電容起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)三種方式。1.在電阻起動(dòng)時(shí)，電阻值較大的副繞組經(jīng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)與主繞組并接于電源；當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后轉(zhuǎn)速達(dá)到75～80％同步轉(zhuǎn)速時(shí)，起動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，將副繞組切離電源，由主繞組單獨(dú)工作。2.在電容起動(dòng)時(shí)副繞組和一個(gè)容量較大的起動(dòng)電容器串聯(lián)，經(jīng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)與主繞組并接于電源，當(dāng)起動(dòng)后轉(zhuǎn)速達(dá)到75～80％同步轉(zhuǎn)速時(shí)，起動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，將副繞組切離電源，由主繞組單獨(dú)工作。3.在電容起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)起動(dòng)電容器與工作電容器并聯(lián)，而起動(dòng)電容器的連接與否則受與其相串聯(lián)的起動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，起動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)的條件與上述兩種情況相同。只是當(dāng)起動(dòng)電容器斷開(kāi)后，副繞組與工作電容器串聯(lián)后與主繞組并接于電源。起動(dòng)開(kāi)關(guān)常用離心開(kāi)關(guān)，該離心開(kāi)關(guān)裝在電機(jī)軸上，跟著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，依靠離心塊的離心力克服彈簧的拉力(或壓力)，使動(dòng)觸頭與靜觸頭脫離接觸，從而切斷有關(guān)電路。使電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行。但長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)接點(diǎn)損耗或機(jī)構(gòu)發(fā)生故障的情況較多。且占用體積大，可靠性、穩(wěn)定性等都較差。
國(guó)外已有使用雙向可控硅代替離心開(kāi)關(guān)的，并使用正溫度系數(shù)的熱敏電阻(PTC)或使用雙金屬片進(jìn)行控制，但PTC電阻從低阻狀態(tài)過(guò)渡到高阻狀態(tài)所需時(shí)間較長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音，而用雙金屬片進(jìn)行控制時(shí)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格成本也較高。
為了克服以上缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種線路簡(jiǎn)單，制作和使用方便，成本較低而性能可靠的單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置。
本實(shí)用新型所提供的單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置，包括串聯(lián)在上述電動(dòng)機(jī)副繞組回路內(nèi)的雙向可控硅，其特征包括上述雙向可控硅的控制極與陰極之間的電壓來(lái)自上述電動(dòng)機(jī)的主繞組的中間抽頭與其一端之間的電壓，在上述控制極的回路中還串聯(lián)有限流電阻和起始時(shí)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)裝置及上述開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)受來(lái)自與上述電動(dòng)機(jī)的副繞組相耦合的輔助線圈兩端的電壓控制。從而在起動(dòng)時(shí)雙向可控硅是導(dǎo)通的，主、副繞組都有電流通過(guò)。而當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高后，輔助線圈兩端電壓上升，使開(kāi)關(guān)裝置斷開(kāi)，雙向可控硅的控制極失去電壓，雙向可控硅停止導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型適用于可帶有起動(dòng)開(kāi)關(guān)的單相異步電動(dòng)機(jī)，該異步電動(dòng)機(jī)可有上述的電阻起動(dòng)、電容起動(dòng)、電容起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)三種形式，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于1)，控制準(zhǔn)確，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)75～80％同步轉(zhuǎn)速時(shí)，能準(zhǔn)確動(dòng)作，使雙向可控硅的控制極失去觸發(fā)信號(hào)，截止可靠。
2.起動(dòng)過(guò)程快、靈敏度高，雙向可控硅為無(wú)觸點(diǎn)元件不會(huì)產(chǎn)生電弧。
3)，起動(dòng)控制裝置本身消耗功率小，不影響電動(dòng)機(jī)性能。
4)，線路簡(jiǎn)單，成本低。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1為帶本實(shí)用新型的起動(dòng)控制裝置的電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的原理方塊示意圖；圖2為帶本實(shí)用新型的起動(dòng)控制裝置的電容起動(dòng)單相異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的原理電路圖；圖3為電動(dòng)機(jī)定子繞組的展開(kāi)示意圖。
由于帶起動(dòng)開(kāi)關(guān)的單相異步電動(dòng)機(jī)有三種形式，以下以電容起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，很顯然只要略加改動(dòng)即為其他兩種形式的電動(dòng)機(jī)的線路。
參見(jiàn)圖1，圖中10為電動(dòng)機(jī)的主繞組，a、b為加到電動(dòng)機(jī)上電源連接端，13為雙向可控硅；2為起始時(shí)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)裝置，14為與副繞組15相耦合的輔助線圈，雙向可控硅的控制極G與陰極K(與a點(diǎn)相連)之間的電壓來(lái)自主繞組10的中間抽頭c對(duì)a點(diǎn)的電壓Uca，該電壓與主繞組10兩端電壓成正比，該電壓經(jīng)控制級(jí)回路中的限流電阻Rm及起始時(shí)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)裝置2加到控制極G，作為觸發(fā)信號(hào)，故起動(dòng)時(shí)雙向可控硅13是導(dǎo)通的，經(jīng)雙向可控硅13及起動(dòng)電容器16連到電源的副繞組15及主繞組10中都分別流有電流，于是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，同時(shí)隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高，輔助線圈14兩端所感應(yīng)的電壓Va上升，加到開(kāi)關(guān)裝置2的電壓也相應(yīng)升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到75～80％同步轉(zhuǎn)速時(shí)由Va控制開(kāi)關(guān)裝置2使其斷開(kāi)，從而使雙向可控硅的控制極上失去觸發(fā)電壓，雙向可控硅13停止導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)為電容起動(dòng)式時(shí)僅有主繞組10通電。圖1中的開(kāi)關(guān)裝置2可為直流繼電器或交流繼電器、舌簧管、半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)如晶體三極管等。
參見(jiàn)圖2，圖中10為主繞組，C為其中間一個(gè)位置上的抽頭，a、b為連接單相交流電源的兩端點(diǎn)，13為雙向可控硅，16為起動(dòng)電容器，15為副繞組，12為常閉的電磁繼電器，14為與副繞組15相耦合的輔助線圈，18為橋式整流器，17為濾波電容器，Rm為限流電阻，Rd為降壓電阻。在本實(shí)用新型的裝置中雙向可控硅13作為無(wú)觸點(diǎn)的起動(dòng)開(kāi)關(guān)可代替離心開(kāi)關(guān)，并與副繞組15及起動(dòng)電容器16串聯(lián)后與主繞組10并聯(lián)在a、b兩電源端，雙向可控硅13的控制極電壓取自a點(diǎn)與主繞組10的中間抽頭c之間的電壓(即Uca)，該電壓與主繞組10兩端的電壓即電源電壓成正比，中間抽頭c是通過(guò)限流電阻Rm及繼電器12的常閉接點(diǎn)加到雙向可控硅13的控制極(G)，a點(diǎn)則直接與雙向可控硅13的陰極K相連。使雙向可控硅13加有一定的觸發(fā)電壓，在起始時(shí)足以使雙向可控硅13可靠導(dǎo)通，從而接通副繞組15，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。繼電器12的線圈電壓則來(lái)自與副繞組相耦合的輔助線圈14，該線圈可嵌入在定子槽中并與副繞組同軸，其兩端電壓Va可作為控制信號(hào)，當(dāng)繼電器12為直流繼電器時(shí)電壓Va可經(jīng)降壓電阻Ra，橋式整流器18，加到繼電器12的線圈上，此直流繼電器可采用封閉型的小功率繼電器如JRX－28F型繼電器，該繼電器的線圈電壓可選用3伏或6伏，橋式整流器18中的整流管可選用1A／100伏者，繼電器12的線圈端可并接濾波電容器17，該電容可以選用如220μf／10V的電容器。當(dāng)起動(dòng)時(shí)隨著轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)差率S減小，輔助線圈14的電壓Va上升，從而使繼電器12的線圈兩端的電壓升高。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定轉(zhuǎn)速(如達(dá)到75～80％的同步轉(zhuǎn)速)時(shí)，繼電器12的線圈兩端加有足夠電壓，可使其觸點(diǎn)斷開(kāi)，這時(shí)雙向可控硅13失去觸發(fā)信號(hào)而截止，從而斷開(kāi)副繞組回路。
顯然，如繼電器12為交流繼電器，則用輔助線圈上的交流電壓直接進(jìn)行控制也是可行的，回路中也可以串固定電阻或可變電阻。當(dāng)繼電器12為直流繼電器時(shí)，整流器還可以用半波或全波整流，雙向可控硅的控制極回路中及整流器前面所串接的電阻Rm和Ra可以分別是固定電阻也可以是可變電阻。電阻Rm應(yīng)能保證雙向可控硅元件基本上處于全導(dǎo)通將態(tài)，而電阻Ra及輔助線圈的匝數(shù)應(yīng)能使雙向可控硅元件在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定范圍時(shí)斷開(kāi)副繞組回路。
主繞組的具體抽頭位置視所選的雙向可控硅的型號(hào)、電源電壓大小及控制極回路中的元件而定。
參見(jiàn)圖3，圖3為電動(dòng)機(jī)的繞組的展開(kāi)示意圖，用以說(shuō)明主繞組、副繞組及輔助線圈的繞制及相互之間的位置。圖3以兩極24槽的單相電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)為例，定子上有24個(gè)槽，其中D1D2為主繞組(以實(shí)線表示)，F(xiàn)1F2為副繞組(以點(diǎn)劃線表示)，SA1SA2則為輔助線圈(以雙點(diǎn)劃線表示)，主、副繞組在空間上的相位差為90°(即相隔6個(gè)槽)，而輔助線圈則與副繞組同軸分布，并嵌入到副繞組外層繞組槽中，顯然也可以在軸線上相差一個(gè)小于90°的角度，SM為主繞組的中間抽頭。
權(quán)利要求
1.一種單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置，包括串聯(lián)在上述電動(dòng)機(jī)的副繞組回路內(nèi)的雙向可控硅，其特征包括上述雙向可控硅的控制極經(jīng)限流電阻和起始時(shí)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)裝置與上述電動(dòng)機(jī)的主繞組的中間抽頭相連，及上述開(kāi)關(guān)裝置的斷開(kāi)受來(lái)自與上述電動(dòng)機(jī)的副繞組相耦合的輔助線圈兩端的電壓控制。
2.如權(quán)利要求
1所述的起動(dòng)控制裝置，其特征在于上述開(kāi)關(guān)裝置為常閉的直流繼電器或交流繼電器。
3.如權(quán)利要求
1所述的起動(dòng)控制裝置，其特征在于上述輔助線圈嵌入在上述電動(dòng)機(jī)的定子槽內(nèi)，并與上述電動(dòng)機(jī)的副繞組同軸。
4.如權(quán)利要求
2所述的起動(dòng)控制裝置，其特征在于上述繼電器為直流繼電器時(shí)，該繼電器線圈與上述輔助線圈之間連有整流裝置。
5.如權(quán)利要求
4所述的起動(dòng)控制裝置，其特征在于在上述繼電器線圈與上述輔助線圈之間還串有電阻，上述整流裝置為橋式整流器。
專利摘要
一種單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制裝置，適用于電阻起動(dòng)、電容起動(dòng)及電容起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)三種電動(dòng)機(jī)，包括串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)副繞組回路的雙向可控硅，其控制極與陰極之間的電壓來(lái)自電動(dòng)機(jī)主繞組的中間抽頭與其一端之間的電壓，控制極回路中串有限流電阻和起始時(shí)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)裝置，其斷開(kāi)受來(lái)自與副繞組相耦合的輔助線圈上的電壓的控制，本裝置控制準(zhǔn)確，起動(dòng)過(guò)程快，消耗功率小，線路簡(jiǎn)單，成本低，作為起動(dòng)開(kāi)關(guān)的雙向可控硅截止可靠。
文檔編號(hào)H02P1/04GK87201897SQ87201897
公開(kāi)日1988年6月15日 申請(qǐng)日期1987年2月9日
發(fā)明者胡偉成, 張曉麗 申請(qǐng)人:上海市電機(jī)技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan