潛水電機的製作方法

2023-11-10 21:01:37 1

專利名稱：潛水電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於潛水泵的潛水電機。
背景技術：
將安裝了潛水電機的潛水泵放入泵槽池中，可以從泵槽池中向外輸送水 等流體。這些潛水電機通常通過公共電網的交流電運行。這些潛水電機為異 步電機。為了啟動或開動這種異歩電機需要採取特殊的措施。因此，在單相 異步電機中設置至少一個用於啟動或開動電機的輔繞組。在起動時，通過電 容(具有起動電容的電容起動電機)或通過電阻(具有電阻補償相的電阻起 動電機)對這種輔繞組通電。公知的異步電機在用作潛水泵上的潛水電機時， 其起動方法存在一定的缺點。
通過具有電阻的輔繞組起動的電機起動轉矩較小，這會給潛水泵中的潛 水電機帶來不利。具有起動電容的電機在用作潛水電機時的缺點是，在某些 應用中電解電容不允許置於泵槽池中，因此，具有電解電容的起動電子元件 必須放置在泵槽池外，這樣，提高了連接潛水電機的電纜接頭的費用，特別 是除了泵槽池中的供電線路外還需要至少另外一條電路。

發明內容
本發明的目的是對潛水泵的潛水電機進行改進，該發明能夠提供高的起 動轉矩，並能夠省去用於電機起動程序的電解電容。該目的是通過一種用於 潛水泵的潛水電機得以實現，該潛水電機具有權利要求l給出特徵的，其優 選的實施方式由從屬權利要求給出。
本發明所涉及的用於潛水泵的潛水電機為單相異步電機，該電機包括用 於啟動或發動電機的主繞組和輔繞組。起動後，可以斷開輔繞組，或在電機 正常工作時，例如根據設有工作電容的電容起動電機的類型，再對輔繞組通 電。本發明所涉及的潛水電機還設置有調節潛水電機啟動程序的啟動裝置。
該啟動裝置由一個電子裝置構成，該電子裝置至少具有一個在輔繞組電路上 的電子幵關。通過該電子開關，可以控制起動裝置在起始相位時輔繞組的通 電情況。該電子開關可以由啟動裝置操作的方式為輔繞組總是剛好在合適 的時間點根據潛水電機轉子的角位置和供電電壓的相位被接通，由此確保輔 繞組總是在正確轉矩下以正確的相位被接通電流，使得轉矩脈衝作用到轉子 上，即通過轉子電磁場的角位置來調節電流，以此給轉子加速。為了操作電 子開關，可以為該啟動裝置設置自己的電子控制裝置或調節裝置，或者在操 控潛水電機的控制裝置或調節裝置上進行集成。通過電子開關有控制地給輔繞組接通電流能夠在較小起動電流下增大 電機的起動轉矩。此外，不需要為電機的起動程序設置電容，這就使得整個 啟動裝置可以直接被設置在潛水電機上，即一起設置在泵槽池中。這樣就不 必將電路鋪設到置於泵槽池之外的啟動裝置上。優選為，調節主繞組電流的啟動裝置還具有在主繞組電路上的電子開 關。這樣不僅能夠在起動過程中可操控地給輔繞組接通電，而且還可以根 據交流電壓的供電電壓的相位和轉子磁場的轉子位置或角位置給主繞組有 控制地接通電流，從而在轉子上產生轉矩並起動電機。由此，進一步改善起 動程序。優選為，在輔繞組電和/或主繞組電路中的電子開關是三端雙向可控矽開關。優選為，啟動裝置設置為，在起動潛水電機時它至少可以檢測到主繞組 和/或輔繞組感應的相對電壓的特性值，並根據這些特性值調節主繞組和/或 輔繞組的電流。感應的相對電壓取決於轉子或轉子磁場的角位置，所以感應 相對電壓的特性值可以反映出轉子位置，並能夠根據這些特性值控制對輔繞 組和/或主繞組的電流，以便給轉子加速，從而確保電流始終能夠在轉子上產 生所期望的電機轉向作用的轉矩。進一步優選為，啟動裝置設置為，它至少能夠檢測潛水電機供電電壓的 特性值並根據這些特性值調節主繞組和/或輔繞組的電流。特別是，啟動裝置 檢測供電電壓的相位變化，在合適的時間點在合適的相位或合適的相位角給 主繞組和輔繞組通電，產生在所期望的方向上作用到轉子上的轉矩，給轉子 加速。
根據本發明的一個優選實施方式為，啟動裝置設置為，在起動潛水電機 時，該啟動裝置接通輔繞組或主繞組(6)的電流，優選接通主繞組(6)的電流，在檢測到供電電壓(34)過零點時，優選採用定時間隔式接通電流。但也可能的是，優選首先給主繞組通電，另外也可以選擇首先為輔繞組通電 流。根據這種設計，在潛水電機停機狀態，先磁化轉子，再通過給主繞組和 /或輔繞組通電使其轉子轉動。在供電電壓剛過零點時通電，以確保通電在供 電電壓確定的相位進行。通電可以以一定的時間間隔進行，在這段時間間隔 後，再斷開電流。也可能的是，持續給輔繞組通電，只通過輔繞組的電流進 一歩調節起動程序。進一步的優選為，啟動裝置設置為，在起動潛水電機時，該啟動裝置在第一次接通(38)輔繞組(8)或主繞組(6)之後的供電電壓(34)的第二 個半周期中，以定時間隔的方式接通主繞組(6)或輔繞組(8)的電流，優 選接通輔繞組的電流。在首先對一個繞組通電後，在所述的第二個半周期再 給另一個繞組通電。也就是說，根據對轉子磁化的優選實施方式，首先對 主繞組通電時，在第二個半周期，給輔繞組通電。如果根據其替換實施方式， 首先對輔繞組通電時，在第二個半周期，給主繞組通電。對此，第二個半周 期不必直接跟著首先對輔繞組通電的第一個半周期，也就是說，第二個半周 期滯後一些時段。當然，對輔繞組通電在時間上接近對主繞組通電，使得轉 子的磁化通過對主繞組通電還沒有衰變。這樣，通過對輔繞組通電且由於事 先對轉子的磁化，通過對主繞組通電對轉子產生轉矩。通過同樣根據周期或 供電電壓的相位在確定的時間點對輔繞組通電，使得經調整後的磁場作用到 轉子上，在所希望的方向對轉子加速。只在確定的時間間隔對輔繞組通電， 而後斷電，使得轉矩脈衝作用到轉子上。優選為，啟動裝置設置為，在啟動潛水電機時，在第一次接通主繞組和 輔繞組之後的供電電壓第三個半周期中，該啟動裝置通過分析主繞組感應的 相對電壓獲得與供電電壓相關的轉子磁場的角位置，並在檢測預定的角位置 時供電電壓的隨後第四個半周期中以定時間隔的方式接通主繞組(6)的電 流。實施分析的第三個半周期不必緊跟著第一次對主繞組通電的第一個半周 期和/或對輔繞組通電流的第二個半周期，也就是說，第三個半周期滯後一些 吋段，其中時間間隔優選這樣選擇，之前轉矩脈衝對轉子的作用還沒有衰變，
即轉子還沒有明顯減速。實現轉子的進一步加速，重要的是給所述的主繞組 接通電流，這使得在轉子磁場確定的角位置與供電電壓的相位適應，以便進 一步的轉矩脈衝在確定的方向作用到轉子上且不再被減速。即轉子的角位置 這樣確定，在合適的瞬間和供電電壓合適的相位給輔繞組接通電流，再使得 轉子加速。對此優選為，轉子場或轉子磁場的角位置不直接通過主線圈中感應的相 對電壓檢測。對此，啟動裝置檢測感應的相對電壓的特性值大小。優選只以 確定的時間間隔在第四個半周期對主繞組通電，而後再斷電，以在希望的方 向上產生一個轉矩脈衝。進一步優選為，啟動裝置設置為，在隨後的半周期中接通主繞組的電流 後，以定時間隔的方式接通輔繞組的電流，在轉子上進一步產生脈衝作用。根據上述以間隔的方式給主繞組和/或輔繞組接通電流的間隔時間應等 於或小於供電電壓半周期的持續時間。這樣確保了電流總是經過調整的相位 即以相同的符號接通電流，從而由線圈產生的磁場始終被調整，作用到轉子 上的轉矩也始終被調整且由此轉子沿所希望的方向旋轉。通過釆用三端雙向 可控矽開關作為電子開關很容易實現時間間隔的長短，這是因為三端雙向可 控矽開關在接通後自動在電流再過零點時再被斷開，從而切斷相應主繞組和 /或輔繞組的電流。進一步優選為，啟動裝置在兩時間點內分析主繞組中感應的相對電壓。 這單獨通過檢測繞組即主繞組感應的相對電壓確定轉子磁場的角度位置，由 此可以省去監測或分析輔繞組感應的相對電壓。兩個不同時間點的檢測能夠 準確確定時間變化和感應相對電壓的上升。也可以按相應的方式在輔繞組中 檢測感應的相對電壓。根據本發明特別優選的實施方式為，啟動裝置設置為，在滿足下面表示 相對於供電電壓相位角的轉子磁場的預定角位置的三個條件時，啟動裝置在 第四個半周期內接通主繞組的電流。第一個條件是，在主繞組中感應的相對 電壓的上升符號與供電電壓的符號相反。其檢測在上述第三個半周期中進 行。第二個條件是，在供電電壓過零點後在第四個半周期中，在主繞組中感 應的相對電壓符號與供電電壓的符號相同。第三個條件是，在第四個半周期 中，在主繞組中感應的相對電壓的數值小於供電電壓的數值。通過第三個條件確保電壓具有合適的符號。通過上述三個條件檢驗轉子的磁場和供電電壓 的相位在接通主繞組電流時彼此是否處於所希望的關係，使得主繞組在合適 的時間點以合適的符號接通電流，產生在所希望的轉向上作用的轉矩。在上述的步驟中，供電電壓的第三個和第四個半周期優選是兩個接續的 半周期。啟動裝置還設置為，如果啟動潛水電機的啟動裝置未給出接通主繞組電 流所需要的轉子磁場的角位置，對感應相對電壓的分析將一直延續到給出預 定的角位置為止，而後接通主繞組的電流。這樣就可以保證啟動裝置在任一 時刻檢測給出轉子磁場正確角位置的合適時間點，而後接通主繞組的電流， 產生作用到轉子上的轉矩脈衝。啟動裝置還優選設置為，周期性地重複檢測預定角位置時對主繞組電流 的接通情況和優選周期性地重複輔繞組電流的隨後接通情況，直到潛水電機 的啟動過程結束。這樣，先後多次在轉子上產生轉子脈衝，加速轉子。其起動過程持續到所希望的潛水電機的轉速。其轉速例如在額定轉速的40%—70%之間。例如在達到這種轉速時，由啟動裝置調節的起動過程結束，電機進 入正常工作狀態。起動過程的結朿可能通過在經過一定時間後達到通常所希 望的電機轉速來實現，或者通過傳感器或例如通過感應的相對電壓變化來檢 測電機的實際轉速來實現，在達到預定轉速時結束起動程序。由啟動裝置調節的本發明起動方法特別優選以這樣的方式進行，實現短 暫地給主繞組通電，磁化靜止的轉子。接著，在隨後的半周期即優選與供電 電壓相反符號的半周期中給輔繞組短暫通電流，產生對轉子起作用的第一轉 矩脈衝，由此轉子旋轉。其轉矩脈衝也可以這樣產生，首先通過對輔繞組通 電，磁化轉子，接著給主繞組通電，從而產生轉矩脈衝。而後，進行上述方法感應的相對電壓的分析或檢測，以檢測相對於供電 電壓相位變化適合的轉子磁場角位置，重新給主繞組通電，產生在相同方向 對轉子起作用的轉矩脈衝。接著，在下一個半周期中在供電電壓相反符號下 短暫地給輔繞組通電，產生另一脈衝。給主繞組通電和接著給輔繞組通電多 次反覆直到如上所述達到所希望的轉子轉速或完成起動程序的預定時間。在主繞組電路上的電子開關的另一優點是，該電子開關在控制或調節潛 水電機時還具有其他功能。在主繞組電路上的電子開關例如還可以用於相位
角控制，使得潛水電機與不同的供電電壓匹配，例如同一潛水電機可以選擇由230V或110V供電電壓驅動。對此，在公知的方式中，電機優選以儘可能低的供電電壓設計，通過相位角控制來降低也可能較高的供電電壓。例如 還可能的是，將電子開關用於潛水電機的過壓保護。還可以與溫度傳感器配 合在潛水電機過熱時斷開電流。為了實現其附加功能，電子開關與優選集 成有上述啟動裝置的調節或控制裝置共同工作，操作電機。這樣，可以在簡 化電機調節組件的情況下實現多種功能。根據本發明特別的實施方式為，在輔繞組的電路上設置一個與電子開關 並聯的優選設置在電機中的電容和另一個電子開關，啟動裝置或調節裝置設 置為，通過其另一個電子開關在啟動過程結束後，經電容給輔繞組通電。因 此，可能的是，根據上述的方法起動電機，接著，驅動作為具有電機操作電 容的電容啟動電機。電容設置在靠近繞組的電機內部。也可以採用沒有電解 質的電容器作為操作電容器，從而在潛水電機中設置的操作電容器可以無問 題地用於電解質電容器作為起動電容器在潛水電機中不希望設置的多種使 用場合。啟動裝置優選設置在潛水電機殼體內的用於連接泵的電機軸向側，即設 置在潛水電機軸側的繞組頂部。在該區域優選具有連接部特別是用於潛水電 機供電電線的接線插座，從而使得潛水電機結構緊湊。根據上述本發明的實施方式為，可以通過電子開關以上述的方式或根據 上述實施方式調節起動程序，在起動電機時對起動轉矩產生影響。因此可以 實現通過小的起動轉矩起動電機並只在不希望起動電機情況下提高起動轉 矩。這樣，減少在起動電機時出現的對相關泵產生影響轉矩衝擊，這可以減 小轉矩傳遞部分的負載，從而減少在起動時部件或泵的磨損。另外，還可以 減少在起動時的噪音傳播，這對於家用水泵站使用的潛水電機特別有意義。起動轉矩是這樣減小的，即縮短給輔繞組和/或主繞組通電的時間間隔， 在轉子上產生轉矩脈衝。其時間間隔的縮短優選通過較晚接通電子開關對輔 繞組和/或主繞組通電來實現。其優點是，例如在使用三端雙向可控矽開關時 不影響自動分斷時間。可以替換或附加的是，通過提前分斷電子開關實現通 電電流的持續時間。


下面參照附圖以實施例方式描述本發明。其中圖1是本發明潛水電機啟動裝置第一實施方式的示意電路圖； 圖2是本發明潛水電機啟動裝置第二實施方式的示意電路圖； 圖3是本發明潛水電機啟動裝置第三實施方式的示意電路圖； 圖4示出了在起動過程中電壓變化、轉速和轉矩的圖表； 圖5是本發明潛水電機的截面圖； 圖6是圖5所示的潛水電機的俯視圖。
具體實施方式
圖1示意性給出了根據本發明第一實施方式的潛水電機的電路圖。在供 電電壓的兩極2和4之間即中性導體2與相4之間連接潛水電機的主繞組6 和輔繞組8。在啟動過程中控制潛水電機線圈或繞組電流的啟動裝置作為基本部件 具有控制器或調節裝置10，該調節裝置10通過電源12經由潛水電機的連接 極2和4供電，其中電源裝置12提供調節裝置10所需的直流電壓。調節裝 置io與該檢測裝置14和16連接，其中檢測裝置14檢測兩個極2和4之間 的電壓，即供電電壓，而檢測裝置16檢測輔繞組8上的電壓。對此，檢測 裝置16檢測在輔繞組8中經磁化的且旋轉轉子感應的反向電壓。調節裝置 10檢測輔繞組8上感應的反向電壓的變化，從而調節稍後將詳細描述的輔繞 組8的電流。對此，調節裝置10與控制單元18連接，該控制單元18控制 一個三端雙向可控矽開關20，該開關位於輔繞組8的支路或電路中，兩個極 2和4之間。調節裝置可以根據由檢測裝置14和16檢測的兩個極2禾卩4之 間和輔繞組8上的電壓變化，通過操作該控制單元18打開和關閉電開關20， 來調節輔繞組8的電流。因此，在供電電壓的相位或相位角與電機磁場到達 的角位置形成一種確定的關係時，調節裝置10總能準確地接通輔繞組8的 電流，由此，在轉子上產生轉矩脈衝，使得轉子運動。圖2示出了根據本發明第二實施方式的潛水電機的示意電路圖。其布局 在許多部分對應於圖1所述的布局，因此，下面只描述其不同點。與圖l的 實施方式首先基本不同的是，在第二實施方式中檢測裝置16不檢測輔繞組8
感應的反向電壓，而是檢測主繞組6感應的反向電壓，由此，檢測裝置16獲得在主繞組6上的電壓。另外，使用在主繞組6中感應的反向電壓來確定 轉子磁場的角位置。另一不同在於，電開關22設置在兩個極2和4之間、 主繞組6的分路或迴路上。該電開關22也構成為三端雙向可控矽開關。電 開關22也由控制單元18控制，該控制單元18接收調節裝置10的調節命令。 還設置一個聯接電子開關22的旁路24。在該分路24上設置一個繼電器形式 的開關26，該開關26同樣由調節裝置10或用於電機控制的中央調節裝置控 制。第二實施方式能夠使得調節裝置10不僅接通輔繞組8的電流而且還接 通主繞組6的電流，以有目的地啟動潛水電機，根據檢測到的轉子磁場的角 位置在正確的時間點通過供電電源的正確極性，即通過供電電源的正確相位 給主繞組6和輔繞組8通電流，產生對轉子加速起作用的轉矩脈衝。在啟動 過程結束後即在潛水電機達到確定轉速時，斷開電開關20，不再給輔繞組8 通電流。而後接通開關26，跨接同樣被斷開的電開關22，持續通過兩極2 和4之間的供電電源對主繞組6通電流。圖3示出了本發明第三實施方式潛水電機的電路圖。第三實施方式基本 與圖2所述的實施方式相同，下面只描述不同之處。第三實施方式與圖2實 施方式不同只在於，設置另一分路28，它跨接輔繞組8分路或迴路上的電開 關20。在分路28設置另一電開關30以及一電容器32。通過分路28操作具有操作電容器(電容器32)的作為電容式電機的電 機。對此，在啟動過程結束後，電開關20由調節裝置10經控制單元18斷 開。如上所述，也斷開電開關22，接通分路24上的開關26，持續給主繞組 6通電流。同時，為了正常操作電機在啟動過程結束後由調節裝置10經控制 單元18接通電開關30。這樣，持續經分路28給輔繞組8通電流，其中作為 操作電容器的電容器32處於輔繞組8的回流上。其操作電容器32可以由沒 有電解質的電容器構成，以便其電容器32可以在泵池槽中不設置電解質電 容器的地方使用。其電容器32優選直接設置在電機內的輔繞組8附近。下面藉助圖4的示意圖進一步描述採用圖2和3實施方式的啟動過程或 啟動變化。在上面的示意圖中，示出了單位為V/100隨時間變化的供電電壓 和主繞組6感應電壓的電壓變化情況。在下面的示意圖中示出了單位為Nm
轉矩曲線和用Hz表示的轉子速度。以規律周期變化的由實線表示的電壓表示兩極2和4之間供電電壓34 的相位曲線。在啟動過程區域的供電電壓的曲線34用虛線表示。在該區域， 通過實線表示主繞組6的感應相對電壓36的曲線。在示意圖的上部分還示 出了調節脈衝，其調節脈衝從控制單元18傳送到電開關20和22。在時間點 為零的其過程的開始時，轉子不動，在供電電壓34剛剛大於零後，通過開 關脈衝38接通電開關22並由此初次給主繞組6通電流，使得轉子初次被磁 化。由於電開關20、 22由三端雙向可控矽開關構成，隨著供電電流剛剛大 於零，結束對主繞組的通電流。供電電壓34剛剛大於零後，在第二個半周 期時，開關脈衝40根據調節裝置10的啟動由控制單元18傳送，接通電開 關20，對輔繞組8通電流。對輔繞組8的通電流隨著供電電壓34剛剛大於 零而結束，這時，電開關20自動再斷開。短暫的給輔繞組8通電流產生初 次的轉矩脈衝42，其轉矩脈衝42從圖4的示意圖的下部分可看出。其初次 轉矩脈衝作用到事先磁化的轉子上，其轉子按照可看到的表示轉子轉速的圖 線44進行旋轉。第二個半周期中對輔繞組8通電流不直接跟著對主繞組6 通電流的半周期。更確切地說，其通電流在以後的一些半周期進行，這樣確 保了不會減弱對轉子的磁化、其半周期的前置信號與初次對主繞組6通電流 的第一個半周期相反。在緊接著的第三個半周期中，分析在主繞組6感應的相對電壓36，其相 對電壓36由檢測裝置16檢測。在感應相對電壓36的斜度或斜率為供電電 壓34相反的符號時，滿足重新接通對主繞組6通電流的第一條件。這種情 況在點46處發生。接通對主繞組通電流的第二條件是，在供電電壓34再大 於零後即處於下一半周期時，感應電壓36具有與供電電壓34相同的符號。 這種情況在點48處發生。同時第三條件是，感應相對電壓36的數值小於供 電電壓34的數值。這也在點48處發生，以便相對於該時間點通過檢測滿足 這三個條件，轉子磁場的相位曲線在這些點與供電電壓34的相位曲線按希 望的保持相一致，即符號中的兩個這樣被調整，在通過供電電壓34對主繞 組6通電流時產生進一步使得轉子加速的另一轉矩脈衝，如從圖線44可看 出。另一轉矩脈衝52通過形成開關脈衝54產生，其開關脈衝54由控制單 元18發出，接通電開關22。 在接著的半周期中即在供電電壓34大於零後，另一開關脈衝56發送到 電開關20，輔繞組8通過供電電壓34的相反前置信號通電流，另一轉矩脈 衝58作用到轉子上，使得其轉子進一步加速。開關脈衝54和56使得電開 關22接通，在電流再大於零時開關自動斷開。與供電電壓34相位變化相關的感應相對電壓36的所述分析多次重複， 在確定供電電壓34與轉子磁場50相關的相同條件時，重新發出開關脈衝54 和56，接通電開關22或20，由此，發出新的轉矩脈衝52和58。檢測由主 繞組6和輔繞組8的電流產生的轉矩脈衝52和58，以使轉子進一步加速。在轉子轉速達到確定值時，啟動過程結束並通過在圖中0.1秒時持續的 開關脈衝60接通主繞組6迴路的開關26，進行持續通電。由此，產生異步 電機通常公知操作中的有序轉矩脈衝，轉子進一步加速到恆定的額定轉速， 如曲線44所示。圖5和6示出了本發明潛水電機設計結構的一個實施例。在圖5的局部 截面圖中，示出了定子64，未示出的轉子裝入定子的開口 66中。在圖5中 定子64上端連接安裝在潛水電機上的潛水泵(未示出)，該端稱作定子64 的軸側繞組端部。在該端部靠近定子64的外圓周形成軸側延伸的接線插座 68，在其上連接潛水電機的供電電線。在軸側繞組端部區域還設置印刷電路 板70 (參見圖6)，在其上設置上述啟動裝置10的電元件。與接線插座68 正相對地設置電機線圈線的接線端子72。潛水電機啟動裝置或調節裝置10 的電元件設置使得本發明潛水電機的結構緊湊。電機繞組特別優選適用於上述啟動裝置以及實施所述啟動方法。其主繞 組6優選相對於具有慣用啟動裝置(電容器或電阻)的通常異步電機沒有改 變，而輔繞組8優選這樣被調節，在啟動過程中電機的啟動電流和溫升保持 在可接受的範圍。特別優選的是，輔繞組8這樣設計，它具有主繞組6線圈 的50%至80%，特別優選具有主繞組6線圈的60%至75%。 2， 46810 1214， 16 1820， 2224262830333438， 40424446， 48505254， 565860626466687072秘主繞組輔繞組調節裝置電源裝置檢測裝置控制單元電子開關分路開關旁路電子開關電容器供電電壓相位曲線 開關脈衝 轉矩脈衝 轉速時間點轉子磁場相位曲線轉矩脈衝開關脈衝轉矩脈衝開關脈衝轉矩脈衝定子開口插座印刷電路板 接線端子
權利要求
1.一種用於潛水泵的潛水電機，該潛水電機為單相異步電機，其中設有主繞組(6)、輔繞組(8)以及調節潛水電機啟動程序的啟動裝置(10，14，16，18，20，22)，其特徵在於為控制輔繞組(8)的電流，啟動裝置(10，14，16，18，20，22)至少具有一個在輔繞組(8)電路上的電子開關(20)。
2. 如權利要求1所述的潛水電機，其特徵在於調節主繞組(6)電流 的啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)至少具有一個在主繞組(6)電路 上的電子開關(22)。
3. 如權利要求1或2所述的潛水電機，其特徵在於電子開關(20， 22)為三端雙向可控矽開關。
4. 如權利要求1至3之一所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，啟動潛水電機的啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)至少能檢測主繞組(6)和/或輔繞組(8)感應的相對電壓(36)的 特性值並根據這些特性值控制主繞組(6)和/或輔繞組(8)的電流。
5. 如上述權利要求之一所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，啟動潛水電機的啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)至少能檢測潛水電機供電電壓(34)的特性值並根據這些特性值控 制主繞組(6)和/或輔繞組(8)的電流。
6. 如上述權利要求之一所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，在起動潛水電機時，該啟動裝置接通輔繞組 或主繞組(6)的電流，優選接通主繞組(6)的電流，在檢測到供電電壓(34) 過零點時，優選採用以定時間隔式接通電流。
7. 如權利要求6所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，在起動潛水電機時，該啟動裝置在第一次接通(38) 輔繞組(8)或主繞組(6)之後的供電電壓(34)的第二個半周期中，以定 時間隔的方式接通主繞組(6)或輔繞組(8)的電流，優選接通輔繞組的電 流.
8. 如權利要求7所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，在起動潛水電機時，該啟動裝置在第一次接通(38) 主繞組(6)和輔繞組(8)之後的供電電壓(34)的第三個半周期中，通過 分析主繞組(6)感應的相對電壓(36)獲得與供電電壓(34)相關的轉子 磁場(50)的角位置；並在檢測預定的角位置(50)時，在供電電壓(34) 的隨後的第四個半周期中以定時間隔的方式接通主繞組(6)的電流。
9. 如權利要求8所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，在隨後的半周期中，在接通主繞組(6)的電流 後，以定時間隔的方式接通輔繞組(8)的電流。
10. 如權利要求6至9中一項或多項所述的潛水電機，其特徵在於所 確定的時間間隔等於或小於供電電壓(34)半周期的持續時間。
11. 如權利要求8至10之一所述的潛水電機，其特徵在於為確定角 位置，啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)對在兩時間點(46， 48)之間 的主繞組感應的相對電壓(36)加以分析。
12. 如權利要求8至11之一所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置 (10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，在滿足下面表示預定角位置的三個條件時，該啟動裝置在第四個半周期接通主繞組(6)的電流a) 在主繞組(6)中感應的相對電壓(36)的上升符號與供電電壓(34) 的符號相反，b) 在供電電壓(34)越過下一個零點時，主繞組(6)中感應的相對電 壓(36)在第四個半周期的符號與供電電壓(34)的符號相同，c) 在第四個半周期中，主繞組(6)感應的相對電壓(36)的數值小於 供電電壓(34)的數值。
13. 如權利要求8至12之一所述的潛水電機，其特徵在於供電電壓 (34)的第三個和第四個半周期是兩個接續的半周期。
14. 如權利要求8至13之一所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置 (10， 14， 16， 18， 20， 22)設置為，如果啟動潛水電機的啟動裝置(10，14， 16， 18， 20， 22)未給出接通主繞組(6)電流所需要的轉子磁場(50) 的角位置，對感應的相對電壓(36)的分析會一直延續到給出預定的角位置 為止，而後接通主繞組(6)的電流。
15. 如權利要求8至14之一所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20, 22)設置為，周期性地重複檢測預定角位置時對主 繞組(6)電流的接通情況(54)和優選周期性地重複輔繞組(8)電流的 隨後接通情況(56)，直到潛水電機的啟動過程結束。
16. 如權利要求2至15之一所述的潛水電機，其特徵在於主繞組(6) 電路中的電子開關(22)還用於相位角控制，使得潛水電機與不同的供電電 壓匹配和/或用於過壓保護和/或與溫度傳感器配合在潛水電機過熱時斷開電 流。
17. 如上述權利要求之一所述的潛水電機，其特徵在於在輔繞組(8)的電路上設置有一個與電子開關(20)並聯的優選設置在電機中的電容(32) 和另一個電子開關(30)，啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)或調節裝 置這樣構成，通過其另一個電子開關(30)在啟動過程結束後，經電容(32) 給輔繞組(8)接通電流。
18. 如上述權利要求之一所述的潛水電機，其特徵在於啟動裝置(10， 14， 16， 18， 20， 22)設置在潛水電機殼體內的用於連接泵的電機軸向側。
全文摘要
本發明涉及一種用於潛水泵的潛水電機，該潛水電機為單相異步電機，它包括主繞組(6)、輔繞組(8)以及控制潛水電機啟動程序的啟動裝置(10，14，16，18，20，22)，其中控制輔繞組(8)電流的啟動裝置(10，14，16，18，20，22)具有至少一個設置在輔繞組(8)電路上的電子開關(20)。
文檔編號H02P1/42GK101151795SQ200680010784
公開日2008年3月26日 申請日期2006年3月13日 優先權日2005年3月31日
發明者克勞斯·B·拉斯馬森, 哈康·博斯廷, 比亞內·亨裡克森 申請人:格倫德福斯管理聯合股份公司