智能型單相異步電動的製造方法
2024-02-11 19:22:15
智能型單相異步電動的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種由於電動機繞組過熱時，迅速斷電保護且自行鎖定保護狀態的智能型單相異步電動機。既有效地保護電動機又最大限度保證用戶方便，免受誤保護的幹擾。關鍵在於抓住繞組「過熱」根源，使用「溫度開關」配合電子電路組成帶自鎖的電子開關，配套YC-YL轉換電路和啟動顯示電路就構成性能優良的智能型單相異步電動機。製作專用的智能保護配件，配套任意形式的單相異步電動機。
【專利說明】智能型單相異步電動機
【技術領域】:
[0001]本實用新型涉及一種由於各種原因造成電動機繞組過熱時，能夠迅速斷電保護且自行鎖定保護狀態，必須切斷電源後重新送電才能再次運行的智能型單相異步電動機。
【背景技術】:
[0002]單相異步電動機因其結構簡單、應用廣泛，且價格相對低廉深受用戶歡迎。在實際使用中因(特別是偏遠農村的)供電線路簡陋、設備故障或操作失誤而燒毀的現象時有發生，於是如何保護電動機防止意外損壞的課題應運而生。不但在生產實踐中出現五花八門的電動機保護電路，而且有許多各具特色的技術申報並取得國家專利保護。
[0003]客觀地分析這些問題或者解決問題的需求，不但存在而且也應該是代表了人們一直的願望、許多技術方案不但可行，而且也確實能夠實現其保護的目的，但卻很少得到實際的普及應用。
[0004]需求確實存在、預期的保護目的也能達到、製造成本與被保護電動機的價值比較也是微不足道的，為什麼卻很少受到生產廠家或消費者的青睞？
[0005]東西確實好、花錢又很少，保護電動機避免意外損失的想法也不錯。但是人家買電動機或配備電動機的設備是用來幹活的，如果因為防止可能發生意外損失，卻經常影響到正常的使用，就不但是可有可無的東西，而成為是否要因噎廢食的選擇。
[0006]問題的關鍵在於這些可能導致電動機燒毀的因素，是否必然導致電動機燒毀的悲劇；換而言之就是在什麼情況下接近電動機燒毀危險的極限，只有在「你不及時斷電而繼續工作，我必然會燒毀」的關鍵時刻才啟動保護機制的保護裝置，才可能廣泛地受到大眾的歡迎。
[0007]無可爭辯的事實是:無論故障起因如何，造成電動機燒毀的最終因素必然是內部繞組過熱。就是說，只要抓住了電動機繞組過熱這一主要矛盾，同時也就間接地解決了其它問題。
[0008]當然，單獨的或與其它技術並存的過熱保護技術也不少見，其中不乏已獲國家專利權的技術。這些技術各有特色，但也存有不同的缺陷。與其難免掛一漏萬地列舉其優劣，不如簡單地以「很少實用價值」概論之。
[0009]例外地，在家用電風扇等微小功率電動機裡邊，或有直接使用所謂「溫度開關」的元件(以下直接簡稱溫度開關)，在電動機內部溫度過高達到限定指標時，直接切斷進入電動機的電源。究其原因，除成本很低幾乎可忽略不計外，關鍵在於這些設施並不存在「不可間斷」的需求。
[0010]上述溫度開關內部為一雙金屬片組織的開關結構，在常溫下為開通狀態，超過預定的溫度時觸點斷開切斷電源，溫度降低恢復常態時又自動接通。在例如農機具等許多領域中，這種隨時可能恢復接通電源的開關顯見存在不可預見的隱患。
【發明內容】
:[0011]本實用新型的目的，在於既能有效地保護電動機避免其內部繞組過熱而燒毀、又最大限度保證用戶使用方便，以免經常受到誤保護的困擾，影響正常的工作或生產效益。
[0012]實現本實用新型的技術措施，就是抓住繞組「過熱」這一造成電動機燒毀的主要根源，使用埋入繞組的溫度開關，利用發光管顯示溫度開關的動作狀態，以可控矽控制的繼電器為主組成帶自鎖的電子開關，在電動機運行過程中一旦繞組達到預定限制的最高溫度，電子開關迅速動作切斷電源，並鎖定維持關斷狀態至人工關機後才恢復；加上限定啟動時間的延時開關電路和啟動時間顯示電路、配套啟動過程對副繞組進行YC-YL轉換的電動機(已申報實用新型專利《改變繞組結構提高啟動轉矩的單相電動機》)，就構成性能優良的智能型單相異步電動機。
[0013]其中限定啟動時間的延時開關電路，是為防止因機械故障電動機長時間處於大電流啟動狀態，導致溫度開關不能及時反應造成損毀的可能而設；啟動時間顯示電路，是為提醒用戶在啟動過程剛結束，尚未達到正常轉速的時候，暫緩入料或其它操作，例如粉碎機等重負荷的農機具，或那些配套電動機功率明顯偏低所謂「小馬拉大車」的機械服務。
[0014]帶自鎖的電子開關和可選的限定啟動時間的延時開關及啟動時間顯示電路，也可以與普通的單相異步電動機連結為一體，組成帶智能保護的單相異步電動機。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0015]圖1為帶自鎖的電子開關配套普通電動機組成的帶智能保護的單相異步電動機的基本結構電路原理圖；
[0016]圖2為改用繼電器動合觸點的帶智能保護的單相異步電動機的基本結構電路原理圖；
[0017]圖3為帶自鎖的電子開關結合YC-YL轉換電路的智能型單相異步電動機電路原理圖；
[0018]圖4為不帶限定啟動時間功能的智能型單相異步電動機電路原理圖。
[0019]圖5為全功能的智能型單相異步電動機電路原理圖。
[0020]各圖符號統一標註說明如下:
[0021]?為交流電源符號；DYBH為整合降壓、整流、濾波、穩壓元件為一體的電源變換組件；WK為溫度開關J為繼電器；FG為發光管；DJ為電動機電路總成；LK為離心開關；LZ為電動機主繞組；LF為電動機副繞組；QC為啟動電容；YC為運轉電容；G0為光電偶合器(光偶)。
【具體實施方式】:
[0022]以下結合附圖進一步介紹本實用新型具體的實施方式:
[0023]實施例一:配套普通電動機組成的帶智能保護的單相異步電動機。
[0024]圖1為獨立的帶自鎖的電子開關，配套普通單相異步電動機構成的，帶智能保護的單相異步電動機。其中框圖DYBH表示包含降壓、整流、濾波和穩壓電路的組合。電動機正常運行時，埋入繞組內部的溫度開關WK為正常閉合狀態，短路可控矽控制極，繼電器J不會動作；一旦電動機繞組溫度升高導致WK動作(電路斷開)，可控矽即行導通並自鎖維持繼電器工作，同時利用發光管顯示「溫度開關」保持動作狀態(電動機繞組持續高溫)的時間，提示用戶在發光管熄滅後才進行重新啟動電動機的操作；隨著繞組冷卻WK恢復閉合狀態後，短路發光管顯示迴路，因可控矽一經觸發即維持導通狀態，電動機不恢復開通，須切斷線路供電後方可。
[0025]圖2改用繼電器J動合觸點的原因在於其較之動斷觸點更為可靠，主要用於一些功率較大的電動機。在接通電源後，電動機必須在繼電器J動作後才開始工作，可控矽導通狀態是短路繼電器線圈令其切斷電動機電路，其他因素與上類同不再贅述。
[0026]實施例二:帶自鎖的電子開關結合YC-YL轉換電路的智能型單相異步電動機的簡單結構。
[0027]圖3描述的帶自鎖的電子開關與YC-YL轉換電路相結合的電路，除了把框圖DYBH展開為具體的電容降壓、普通整濾穩電路外，就是YC-YL轉換電路值得簡要說明如下:
[0028]YC-YL轉換電路，借鑑上述實用新型《改變繞組結構提高啟動轉矩的單相電動機》的技術，按「YL」系列的電磁參數設計副繞組FZ匝數，在相當「YC」系列副繞組匝數部位引出抽頭。尚心開關LK在電動機啟動時通過啟動電各接至抽頭處(YC啟動)，正常運彳丁時通過運轉電容接入全部繞組(YL運轉)。
[0029]圖3電路雖然足夠簡單,但一般僅適用於功率不太大(例如2KW以下)的電動機，在相對不錯的環境條件下運行。當功率較大、特別是運行條件惡劣的情況下使用的電動機，建議配套圖4的電路結構；對配套結構相對簡陋或經常發生故障的機械使用的電動機，建議使用圖5的全功能電路。
[0030]實施例三:不帶限定啟動時間功能的智能型單相異步電動機。
[0031]圖4電路按功能分為四部分，現分別簡要描述如下:
[0032]電源轉換電路:為在很寬的電壓範圍都能夠保證電路正常工作，使用兩個高壓電容並聯降壓，在電源電壓很低時，並聯的電容提供足夠的電壓；當電源電壓升高，穩壓管導通可控矽驅動繼電器J動作，切斷一個電容改為單電容降壓。
[0033]自鎖保護電路:接通電源後繼電器J即行動作電動機開始工作，因溫度開關WK處於閉合狀態，光偶GO輸出導通，同時禁止可控矽和驅動發光管FG的三極體導通，電動機正常工作時繼電器J 一直維持吸合狀態；一旦電動機繞組溫度升高導致WK動作，因光偶失控可控矽即行導通拉低繼電器線圈電壓，J釋放停止電動機供電，同時發光管顯示保護狀態；WK恢復閉合狀態後因可控矽維持導通狀態，僅停止發光管顯示迴路，電動機不會恢復重新開通。
[0034]YC-YL轉換電路:在電動機啟動初始，啟動電容QC的電壓通過四隻整流二極體組成的橋路，驅動光偶GO輸出禁止可控矽導通，繼電器J不動作其動斷觸點接通副繞組LF抽頭，電動機處於YC啟動狀態；離心開關LK動作切斷QC電源後，QC殘存電壓被並聯電阻迅速放光，GO無輸出開放可控矽驅動並一直維持繼電器J吸合，動合觸點接通全部副繞組，電動機進入YL運行狀態。
[0035]啟動顯示電路:啟動電容QC在電動機啟動後通過二極體迅速充滿大容量的電解電容(至穩壓管額定值)，發光管FG點亮顯示；LK動作切斷QC電源後，QC殘存電壓雖被並聯電阻迅速放光，電解電容貯存的電壓因二極體隔離並不受影響，而是通過大阻值電阻緩慢放電，維持發光管FG顯示狀態，直至殘存電壓不足維持發光。
[0036]實施例四:全功能的智能型單相異步電動機。[0037]圖5電路是在圖4的基礎上，壓縮「啟動顯示電路」」的位置，追加限定啟動時間的延時開關電路而成。因為限定啟動時間電路的結構，無非一簡單的延時開關電路，屬於常見的【背景技術】無須特別說明，圖中僅以框圖形式表示。
[0038]延時開關電路的功能簡要說明如下:
[0039]延時開關電路按圖5可見其輸入信號來自離心開關、其電源與輸出開關信號公用，直接連接自鎖保護電路，平時處於輸出高阻(開路)狀態；電動機開機後延時開關電路進入延時過程，在設定的時間內接收不到離心開關的輸入信號，輸出的低阻值拉低自鎖保護電路的繼電器J線圈電壓，繼電器J釋放停止電動機供電(類同上述自鎖保護電路中的可控矽電路)；正常工作的電動機，離心開關必然在限定時間內動作，輸入延時開關電路的信號停止延時過程並同時清零延遲時間。
【權利要求】
1.一種智能型單相異步電動機，其特徵在於:由溫度開關元件、顯示溫度開關狀態的發光管、可控矽開關控制繼電器啟閉狀態組成帶自鎖的電子開關，加上限定啟動時間的延時開關電路和啟動時間顯示電路、配套YC-YL轉換電路，與電動機主體連結為一體所組成。
2.根據權利要求1所述智能型單相異步電動機，其特徵在於:省略延時開關電路和啟動時間顯示電路。
3.根據權利要求1所述智能型單相異步電動機，其特徵在於:帶自鎖的電子開關和限定啟動時間的開關及其顯示電路，與普通單相異步電動機連結為一體，組成帶智能保護的單相異步電動機。
4.根據權利要求1所述智能型單相異步電動機，其特徵在於:所述YC-YL轉換電路為按「YL」系列電動機參數決定副繞組匝數，在相當「YC」系列匝數部位引出抽頭，離心開關在啟動時通過啟動電容接至抽頭處，正常運行時通過運轉電容接入全部繞組。
5.根據權利要求1所述智能型單相異步電動機，其特徵在於:由變換單雙電容降壓的電源轉換電路、利用光偶隔離的自鎖保護電路、借用啟動電容殘存電壓控制的YC-YL轉換電路和啟動顯示電路所組成。
6.根據權利要求1或5所述智能型單相異步電動機，其特徵在於:追加限定啟動時間的延時開關電路。
【文檔編號】H02H7/085GK203481797SQ201320604056
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月20日 優先權日:2013年9月20日
【發明者】徐東旭, 徐東升, 張潤祿, 徐東山, 時海建, 張秀川, 劉國聚, 田利飛, 叢國華 申請人:徐東旭