電動機啟動器的製作方法
2023-07-25 01:09:26 1
專利名稱：電動機啟動器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機啟動技術領域，尤其涉及一種電動機啟動器。
背景技術：
交流電機中一般設置主線圈和輔助線圈，其中輔助線圈僅在電機接通電源時用於 電動機的啟動，待電動機啟動完畢正常工作後，輔助線圈應從電路中斷開。電動機啟動器即 是用來完成這項功能。傳統技術中一般採用PTC熱敏電阻(PTC)元件來充當電動機啟動器，圖1給出了 傳統電動機啟動器的電路圖，主線圈與輔助線圈的公共端通過一個開關連接電源，同時輔 助線圈串接一個熱敏電阻。當開關閉合，電源接通，電動機剛開始啟動時，由於熱敏電阻的 阻值較低，將有較大的電流流過輔助線圈。此時，輔助線圈輔助主線圈一起完成電動機的啟 動。一段時間之後，由於熱敏電阻發熱作用，其阻值迅速增大，減小流過輔助線圈的電流，將 輔助線圈從電路中斷開。但是，熱敏電阻的阻值不會無限大，所以流過輔助線圈的電流並不 為零。這樣，在電動機正常工作狀態下，輔助線圈仍然在消耗電能，造成了能源的浪費。圖2給出一種改進的PTC式電動機啟動器，相比於圖1，增加了一個雙向可控矽，並 用一個熱敏電阻作為雙向可控矽的柵極觸發器件，靠熱敏電阻的自身發熱電阻增大，降低 雙向可控矽的柵極電流，到達截止雙向可控矽的目的。但是，用熱敏電阻作為觸發原件容易 受到工作環境溫度的影響，尤其在低溫下，會使電動機啟動器的啟動時間延長。還有一種電感式的電動機啟動器，如圖3所示，雙向可控矽T的柵極連接輔助線圈 S，主線圈M通過熱敏電阻P連接雙向可控矽T的第二電極。當熱敏電阻P由於其發熱導致 本身電阻增大，使流過雙向可控矽T的電流小於其最小維持電流而截止，使輔助線圈S從電 路中斷開。但是由於電感具有電流延遲效應，輔助線圈S斷開的瞬間會產生與原電流方向 相反大小相等的感生電流，這個感生電流流入雙向可控矽T的柵極，可能會使雙向可控矽T 再次被觸發而導通，消耗額外的電能。在專利200710132228.6中公開了一種電子啟動器，包括觸發電路和電子開關電 路，觸發電路的輸出端與電子開關電路的控制端相連，觸發電路的控制端與延時控制電路 相連，延時控制電路與觸發電路組成零觸發延時關斷電路。該電路的結構較複雜，同時使用 了較多的元器件，包括光電耦合器等，使電路的製作成本較高。
發明內容本實用新型針對傳統電動機在啟動後輔助線圈仍有少量電流流過的問題，提供了 一種結構簡單、成本低廉的電動機啟動器。一種電動機啟動器，包括使用時與電動機的輔助線圈串聯的雙向可控矽以及雙向 可控矽觸發電路，所述的雙向可控矽觸發電路包括全橋整流電路、電容和與電容並聯的電 阻，全橋整流電路的第一輸入端連接雙向可控矽的柵極，第二輸入端用於連接輔助線圈的 引出端或電動機的主線圈與輔助線圈的公共端，全橋整流電路的兩個輸出端連接電容的兩端。當電動機剛啟動時，電源經全橋整流電路整流後對電容充電，充電電流流入雙向 可控矽的柵極，作為雙向可控矽的觸發電流，使雙向可控矽導通，從而電動機的輔助線圈開 始工作，輔助主線圈完成電動機的啟動。當電容被充滿電之後，電容兩端不再有電流流過，則雙向可控矽的柵極也不再有 觸發電流而截止，相當於一個斷開的開關，使與之串聯的輔助線圈從電路中斷開，不再有電 流流過輔助線圈，達到了輔助線圈無功耗的目的。所述的電動機啟動器，優選包括設置於輔助線圈與雙向可控矽之間的熱敏電阻， 防止線圈短路，電流過大而損壞可控矽。所述的電動機啟動器優選包括與電容串聯的限流電阻，此電阻用來限制流過全橋 整流電路和電容的電流大小，以控制可控矽的觸發電流，限流電阻的阻值為220 470 Ω。所述的雙向可控矽觸發電路中電容的電容值優選為0. 1 0.47 μ F，電阻的阻值 優選為10 80ΜΩ，這兩個參數的乘積表示電容的充電時間常數。這兩個參數應該適當選 取，使電容的充電時間不至於過短，否則可能造成雙向可控矽柵極電流的變化過於劇烈而 產生誤觸發，即柵極無觸發電流時雙向可控矽仍然導通。改變電容的電容值可以調節電動 機啟動器的啟動時間，改變電阻的阻值可以調節電動機啟動器的回覆時間。本實用新型採用帶有觸發電路的雙向可控矽來達到在電動機啟動後將輔助線圈 完全斷開的目的，解決了輔助線圈在電動機正常工作狀態下的功耗問題，且電路結構簡單， 製作成本低廉，使用方便，提高了電動機啟動器的工作穩定性。
圖1是傳統電動機啟動器的電路圖；圖2是PTC式電動機啟動器的電路圖；圖3是電感式電動機啟動器的電路圖圖4是實施例1電動機啟動器的電路圖；圖5為實施例1電動機啟動器另一種實施方式的電路圖；圖6是實施例2電動機啟動器的電路圖；圖7是實施例3電動機啟動器的電路圖；圖8是實施例4電動機啟動器的電路圖。
具體實施方式
實施例1如圖4所示，本實施例的電動機啟動器包括雙向可控矽Si，連接在電動機的輔助 線圈1引出端與雙向可控矽Sl的第二電極Τ2之間的熱敏電阻Pl以及雙向可控矽觸發電 路11。雙向可控矽Sl的第一電極Tl連接電動機的主線圈2的引出端。雙向可控矽觸發電路11包括限流電阻Rl、全橋整流電路12、電容Cl和電阻R2。 其中限流電阻Rl的一端連接電動機的輔助線圈1引出端，如圖5所示，也可以連接到主線 圈2和輔助線圈1的公共端。限流電阻Rl的另一端連接全橋整流電路12的第二輸入端5， 全橋整流電路12的第一輸入端6連接雙向可控矽Sl的柵極G，電容Cl和電阻R2並聯後接入全橋整流電路12的輸出端7和輸出端8。本實施例中限流電阻Rl的阻值為400 Ω，電容Cl的容值為0. 22 μ F，電阻R2的阻 值為50ΜΩ。電動機的輔助線圈1和主線圈的2的公共端通過開關3連接電源4，當開關3閉合 後，電源4通過全橋整流電路12對電容Cl充電，此充電電流流入雙向可控矽Sl的柵極G， 觸發雙向可控矽Si，使其導通，則輔助線圈1開始工作，輔助主線圈2完成電動機的啟動。 熱敏電阻Pl主要作用是防止線圈短路，電流過大擊穿雙向可控矽Si。當電容Cl充電完成後，電容Cl兩端不再有電流流過，則雙向可控矽Sl的柵極G 失去觸發電流，使雙向可控矽Sl截止，斷開輔助線圈1，使輔助線圈1在電動機啟動後的正 常工作狀態下不消耗功率。將本實施例和圖2所示PTC式電動機啟動器、圖3所示電感式啟動器作對比測試， 測試結果如下表 由上表看出，PTC式電動機啟動器和電感式啟動器的啟動時間受到電源電壓和開 關周期的影響而有波動，而本實施例的啟動時間基本不受電源電壓和開關周期的影響，可 以看出，本發明提高了電動機啟動器的工作穩定性。同時，測試了在220V電壓下本實施例和PTC式電動機啟動器、電感式啟動器的功 率損耗，結果發現，PTC式電動機啟動器的輔助線圈維持電流為1mA，功耗0. 22W;電感式啟 動器的輔助線圈維持電流為0. 4mA,功耗0. 0124W ；而本實施例的輔助線圈維持電流僅為 20yAjjS0.0044W。由此可見，本發明大大減少了輔助線圈的功耗，有效解決了輔助線圈 的能量浪費問題。實施例2如圖6所示，輔助線圈1和主線圈的2的公共端通過開關3連接電源4，輔助線圈
1的引出端通過熱敏電阻Pl連接雙向可控矽Sl的第二電極T2，雙向可控矽Sl的第一電極
Tl連接主線圈的2的引出端，輔助線圈1的引出端連接全橋整流電路12的第二輸入端5，
全橋整流電路12的第一輸入端6連接雙向可控矽Sl的柵極G，電容Cl和電阻R2並聯，其
一個公共端通過限流電阻Rl連接全橋整流電路12的輸出端7，另一個公共端連接全橋整流電路12的輸出端8。相比於實施例1，此實施例改變了限流電阻Rl的位置，當電源比較穩定的情況下， 可採用本實施例。實施例3如圖7所示，輔助線圈1和主線圈的2的公共端通過開關3連接電源4，輔助線圈 1的引出端連接雙向可控矽Sl的第二電極T2，雙向可控矽Sl的第一電極Tl連接主線圈的 2的引出端，輔助線圈1的引出端通過限流電阻Rl連接全橋整流電路12的第二輸入端5， 全橋整流電路12的第一輸入端6連接雙向可控矽Sl的柵極G，電容Cl和電阻R2並聯後接 入全橋整流電路12的輸出端7和輸入端8。相比於實施例1，此實施例去除了輔助線圈1的引出端與雙向可控矽Sl的第二電 極T2之間的熱敏電阻P1，該熱敏電阻Pl主要用於保護線圈短路時電流過大擊穿雙向可控娃。實施例4如圖8所示，輔助線圈1和主線圈的2的公共端通過開關3連接電源4，輔助線圈 1的引出端連接雙向可控矽Sl的第二電極T2，雙向可控矽Sl的第一電極Tl連接主線圈的 2的引出端，輔助線圈1的引出端連接全橋整流電路12的第二輸入端5，全橋整流電路12 的第一輸入端6連接雙向可控矽Sl的柵極G，電容Cl和電阻R2並聯，其一個公共端通過限 流電阻Rl連接全橋整流電路12的輸出端7，另一個公共端連接全橋整流電路12的輸出端 8。相比於實施例1，此實施例去除了輔助線圈1的引出端與雙向可控矽Sl的第二電 極T2之間的熱敏電阻P1，並改變了限流電阻Rl的位置，當電源電壓不太高，電源比較穩定 的情況下，可採用本實施例。
權利要求一種電動機啟動器，包括使用時與電動機的輔助線圈(1)串聯的雙向可控矽(S1)以及雙向可控矽觸發電路(11)，其特徵在於，所述的雙向可控矽觸發電路(11)包括全橋整流電路(12)、電容(C1)和與電容(C1)並聯的電阻(R2)，全橋整流電路(12)的第一輸入端連接雙向可控矽(S1)的柵極，第二輸入端用於連接輔助線圈的引出端或電動機的主線圈與輔助線圈的公共端，全橋整流電路(12)的兩個輸出端連接電容(C1)的兩端。
2.如權利要求1所述的電動機啟動器，其特徵在於，包括設置於輔助線圈(1)與雙向可 控矽(Si)之間的熱敏電阻。
3.如權利要求1所述的電動機啟動器，其特徵在於，所述的電容(Cl)的電容值為 0. 1 ~ 0. 47 μ F。
4.如權利要求1所述的電動機啟動器，其特徵在於，所述的電阻(R2)的阻值為10 80ΜΩ。
5.如權利要求1所述的電動機啟動器，其特徵在於，包括與電容(Cl)串聯的限流電阻 (R2)。
6.如權利要求5所述的電動機啟動器，其特徵在於，所述的限流電阻(Rl)的阻值為 220 470 Ω。
7.如權利要求5所述的電動機啟動器，其特徵在於，所述的電容(Cl)的電容值為 0. 22 μ F，限流電阻(Rl)的阻值為400 Ω，電阻(R2)的阻值為50ΜΩ。
專利摘要本實用新型公開了一種電動機啟動器，包括使用時與電動機的輔助線圈串聯的雙向可控矽以及雙向可控矽觸發電路，所述的雙向可控矽觸發電路包括全橋整流電路、電容和與電容並聯的電阻，全橋整流電路的第一輸入端連接雙向可控矽的柵極，第二輸入端用於連接輔助線圈的引出端或電動機的主線圈與輔助線圈的公共端，全橋整流電路的兩個輸出端連接電容的兩端。本實用新型採用帶有觸發電路的雙向可控矽來達到在電動機啟動後將輔助線圈完全斷開的目的，解決了輔助線圈在電動機正常工作狀態下的功耗問題，且電路結構簡單，製作成本低廉，使用方便，提高了電動機啟動器的工作穩定性。
文檔編號H02P1/44GK201674447SQ201020181750
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月6日 優先權日2010年5月6日
發明者方錫偉, 胡陸路 申請人:浙江蘭科電子有限公司