專利名稱：節(jié)能ptc起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種減少電能消耗的PTC起動(dòng)器，尤其是用于單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)器。
背景技術(shù)：
目前，常用的單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器是正溫度系數(shù)熱敏電阻起動(dòng)器(即PTC起動(dòng)器)，如附

圖1所示，其工作原理是PTC電阻與單相電機(jī)的起動(dòng)繞組串聯(lián)，起動(dòng)初期PTC處于低阻值狀態(tài)，有較大的電流通過起動(dòng)繞組以保證電機(jī)起動(dòng)，同時(shí)這個(gè)較大的電流通過PTC 使其發(fā)熱升溫，從而使其阻值增大至很大的值，將通過起動(dòng)繞組的電流減少至很微小值，這個(gè)微小的維持電流在電機(jī)整個(gè)運(yùn)行期間將一直通過PTC以維持其高溫高阻值的狀態(tài)，并且消耗部分額外的電能。這部分額外電能的功率大小主要決定于PTC芯片體積的大小和高阻值狀態(tài)對(duì)應(yīng)的溫度值(即PTC動(dòng)作溫度值，通常是130 150°C )，減小PTC芯片的體積和降低PTC動(dòng)作溫度值有助于減少額外的能耗。但是，為了滿足電機(jī)功率容量的要求，不可能將PTC芯片的體積減小太多。另外，PTC芯片動(dòng)作溫度值太低的話將使得電機(jī)斷電后PTC起動(dòng)器的復(fù)位時(shí)間大大延長(zhǎng)，甚至在環(huán)境溫度較高時(shí)不能復(fù)位。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有PTC起動(dòng)器能耗較大的問題，本實(shí)用新型提供一種節(jié)能PTC起動(dòng)器， 該種PTC起動(dòng)器具備現(xiàn)有PTC起動(dòng)器的功能和優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能耗大大減小。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是如附圖2所示，將一個(gè)體積較大的大PTC芯片PTCl與一個(gè)雙向可控硅Triac串聯(lián)，PTCl的一個(gè)極與Triac的T2端連接， PTCl的另一個(gè)極以及Triac的Tl端連接至電機(jī)的起動(dòng)繞組回路，如圖3所示。同時(shí)還有一個(gè)體積較小的小PTC芯片PTC2，PTC2的一個(gè)極連接至PTCl與電機(jī)起動(dòng)繞組回路連接的一極，PTC2的另一個(gè)極連接至Triac的觸發(fā)極G端。在電機(jī)起動(dòng)初期，PTC2的阻值較小，其通過的電流可以讓雙向可控硅Triac觸發(fā)導(dǎo)通，PTCl基本上處于完全通電的狀態(tài)。PTCl發(fā)熱阻值增大后，其上的電壓降升高，這個(gè)升高后的電壓降同時(shí)施加在PTC2上，使PTC2發(fā)熱并且阻值增大，導(dǎo)致通過PTC2的電流減小，當(dāng)這個(gè)電流減小到不能觸發(fā)雙向可控硅Triac 時(shí)，則Triac將會(huì)關(guān)斷，電流將不再通過PTCl，PTCl也就不再產(chǎn)生能耗，此時(shí)只有PTC2在產(chǎn)生殘余能耗。由于PTC2芯片的體積比PTCl芯片的體積小很多，并且動(dòng)作溫度值較低，因此產(chǎn)生的殘余能耗很小?？紤]到PTCl在電機(jī)起動(dòng)初期的初始阻值所產(chǎn)生的電壓降也施加在PTC2上，如果PTC2芯片的體積太小并且初始阻值太小，則有可能在PTCl芯片阻值增大前PTC2芯片先發(fā)熱和阻值增大，并且關(guān)斷雙向可控硅Triac，致使電機(jī)沒有足夠時(shí)間完成起動(dòng)過程。但是，PTC2芯片的體積增大將使得其殘余能耗增大，還可能導(dǎo)致電機(jī)起動(dòng)完成后PTCl的電流不能可靠關(guān)斷，另一方面，PTC2的初始阻值太大的話，起動(dòng)初期通過電機(jī)起動(dòng)繞組的電流有效值將減小，使得電機(jī)的起動(dòng)性能變差。因此，PTC2芯片的體積和初始阻值要限定在一定范圍內(nèi)。本實(shí)用新型將PTC2芯片的體積限定在大于4. 4mm3至小于20mm2
3之間，25°C時(shí)的初始電阻值限定在1. ^Ω至^Ω之間，并且在溫度上升至70 90°C的某個(gè)值時(shí)電阻值增大一倍。在電機(jī)帶有運(yùn)行電容器Cr的場(chǎng)合，為了防止通過雙向可控硅Triac的電流變化率過大，提高產(chǎn)品的可靠性，需要增加抑制電流突變的電感線圈L。L與Triac串聯(lián)連接。在大批量生產(chǎn)時(shí)，要保證本實(shí)用新型所使用的雙向可控硅的觸發(fā)靈敏度的一致性是較為困難的，為了解決這個(gè)問題，Triac的Tl端和觸發(fā)極G端之間可以連接分流電阻R， 用于調(diào)整雙向可控硅的觸發(fā)電流。本實(shí)用新型所使用的大PTC芯片PTC2在發(fā)生故障時(shí)可能會(huì)碎裂，并且造成芯片兩側(cè)面的彈性接觸電極短路接觸的后果。為了避免出現(xiàn)此種后果，大PTC芯片的安裝方式可以采用防短路結(jié)構(gòu)。具體措施是與PTC芯片的兩側(cè)電極面F1、F2接觸的彈性接觸電極P1、 P2錯(cuò)位布置，也即是兩側(cè)電極面的彈性接觸電極接觸位置不在同一條垂直于電極面的直線上。彈性接觸電極與PTC芯片電極面的每一個(gè)接觸位置所相對(duì)的另一側(cè)電極面位置處，都是用絕緣材料支撐，該支撐位置Dl (或者D2)與相對(duì)的另一面的電極P2(或者Pl)的接觸位置在同一條垂直于電極面的直線Xl (或者X2)上。本實(shí)用新型的有益效果是，可以大大減小PTC起動(dòng)器的能耗，并且采用的元器件參數(shù)選擇合理，數(shù)量較少，工作可靠，成本較低。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是使用現(xiàn)有技術(shù)PTC起動(dòng)器的單相電機(jī)的電路原理圖。 為起動(dòng)繞組端， 為運(yùn)行繞組端，Θ為公共端。圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。圖3是本實(shí)用新型與電機(jī)的連接電路圖。圖4是用于說明本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方案，圖中所示為大PTC芯片的安裝方式所采用的防短路結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
在圖2中，一個(gè)體積較大的大PTC芯片PTCl與一個(gè)雙向可控硅Triac串聯(lián)，PTCl 的一個(gè)極與iTriac的Τ2端連接，PTCl的另一個(gè)極以及Triac的Tl端連接至電機(jī)的起動(dòng)繞組回路。同時(shí)還有一個(gè)體積較小的小PTC芯片PTC2，PTC2的一個(gè)極連接至PTCl與電機(jī)起動(dòng)繞組回路連接的一極，PTC2的另一個(gè)極連接至Triac的觸發(fā)極G端。PTC2的體積限定在大于4. 4mm3至小于20mm3之間，25°C時(shí)的初始電阻值限定在UkQ至證0之間，并且在溫度上升至70 90°C的某個(gè)值時(shí)電阻值增大一倍。針對(duì)電機(jī)帶有運(yùn)行電容器Cr的場(chǎng)合，增加了抑制電流突變的電感線圈L以防止通過雙向可控硅Triac的電流變化率過大，提高產(chǎn)品的可靠性。L與Triac串聯(lián)連接。為了調(diào)整雙向可控硅Triac的觸發(fā)電流，Triac的Tl端和觸發(fā)極G端之間連接有電阻R。在圖4所示的本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案中，大PTC芯片PTC2的安裝方式采用了防短路結(jié)構(gòu)，具體是，與PTC芯片的兩側(cè)電極面F1、F2接觸的彈性接觸電極P1、P2錯(cuò)位布置，
4也即是兩側(cè)電極面的彈性接觸電極接觸位置不在同一條垂直于PTC芯片電極面的直線上。 彈性接觸電極與PTC芯片電極面的每一個(gè)接觸位置所相對(duì)的另一側(cè)電極面位置處，都是用絕緣材料支撐，該支撐位置(Dl或者D2)與相對(duì)的另一面的彈性接觸電極接觸位置在同一條垂直于PTC芯片電極面的直線上(XI或者X2)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一方面可以避免在PTC芯片破碎情況下發(fā)生兩側(cè)面的彈性接觸電極短路接觸的后果，同時(shí)又不會(huì)給PTC芯片施加額外的剪切力。CASE為絕緣外殼。
權(quán)利要求1.一種節(jié)能PTC起動(dòng)器，其特征是一個(gè)體積較大的大PTC芯片與一個(gè)雙向可控硅串聯(lián)，大PTC芯片的一個(gè)極與雙向可控硅的T2端連接，大PTC電阻的另一個(gè)極以及雙向可控硅的Tl端作為外接端連接至電路的起動(dòng)回路，同時(shí)還有一個(gè)體積比大PTC芯片小的小PTC 芯片，小PTC芯片的一個(gè)極連接至大PTC芯片作為外接端的一極，小PTC芯片的另一個(gè)極連接至雙向可控硅的觸發(fā)極G端，小PTC芯片的體積限定在大于4. 4mm3至小于20mm3之間，小 PTC芯片在25°C時(shí)的初始電阻值限定在1. ^Ω至^Ω之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能PTC起動(dòng)器，其特征是大PTC芯片與雙向可控硅串聯(lián)后還與一個(gè)電感線圈串聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能PTC起動(dòng)器，其特征是雙向可控硅的Tl端和觸發(fā)極G端之間連接有電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能PTC起動(dòng)器，其特征是在產(chǎn)品組裝結(jié)構(gòu)上，與大 PTC芯片的兩側(cè)電極面接觸的彈性接觸電極錯(cuò)位布置，也即是兩側(cè)電極面的彈性接觸電極接觸位置不在同一條垂直于電極面的直線上，彈性接觸電極與大PTC芯片電極面的每一個(gè)接觸位置所相對(duì)的另一側(cè)電極面位置處，都是用絕緣材料支撐，該支撐位置與相對(duì)的另一面的彈性接觸電極接觸位置在同一條垂直于電極面的直線上。
專利摘要一種節(jié)能PTC起動(dòng)器，它是將一個(gè)體積較大的大PTC芯片與一個(gè)雙向可控硅串聯(lián)，大PTC芯片的一個(gè)極與雙向可控硅的T2端連接，大PTC電阻的另一個(gè)極以及雙向可控硅的T1端作為外接端連接至電路的起動(dòng)回路。同時(shí)還有一個(gè)體積較小的小PTC芯片，小PTC芯片的一個(gè)極連接至大PTC芯片作為外接端的一極，小PTC芯片的另一個(gè)極連接至雙向可控硅的觸發(fā)極G端。小PTC芯片的體積限定在大于4.4mm3至小于20mm3之間，初始電阻值限定在1.5kΩ至5kΩ之間。電路起動(dòng)結(jié)束后只有小PTC芯片產(chǎn)生殘余能耗，由于小PTC芯片的體積很小，并且動(dòng)作溫度較低，因此殘余能耗很小。
文檔編號(hào)H02P1/42GK202150820SQ201120165988
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者張煥金 申請(qǐng)人:劉惠玲