专利名称:单相异步电动机的起动控制装置的制作方法
本实用新型涉及单相异步电动机，更详细地涉及单相异步电动机的起动控制装置。
带有起动开关的单相异步电动机在定子铁心上绕有主绕组(即运行绕组)和副绕组(即启动绕组)，在副绕组回路中装有起动开关，而转子则为鼠笼式转子。主绕组和副绕组的轴线在空间相距90°角度，并接在同一单相电源上。该电动机的起动方式有电阻起动、电容起动、电容起动和运转三种方式。1.在电阻起动时，电阻值较大的副绕组经起动开关与主绕组并接于电源；当电动机起动后转速达到75～80％同步转速时，起动开关断开，将副绕组切离电源，由主绕组单独工作。2.在电容起动时副绕组和一个容量较大的起动电容器串联，经起动开关与主绕组并接于电源，当起动后转速达到75～80％同步转速时，起动开关断开，将副绕组切离电源，由主绕组单独工作。3.在电容起动和运转时起动电容器与工作电容器并联，而起动电容器的连接与否则受与其相串联的起动开关控制，起动开关断开的条件与上述两种情况相同。只是当起动电容器断开后，副绕组与工作电容器串联后与主绕组并接于电源。起动开关常用离心开关，该离心开关装在电机轴上，跟着转子一起旋转。当转子达到一定转速后，依靠离心块的离心力克服弹簧的拉力(或压力)，使动触头与静触头脱离接触，从而切断有关电路。使电动机正常运行。但长时间使用时接点损耗或机构发生故障的情况较多。且占用体积大，可靠性、稳定性等都较差。
国外已有使用双向可控硅代替离心开关的，并使用正温度系数的热敏电阻(PTC)或使用双金属片进行控制，但PTC电阻从低阻状态过渡到高阻状态所需时间较长，电动机在转换时会产生噪音，而用双金属片进行控制时结构较复杂，价格成本也较高。
为了克服以上缺点，本实用新型的目的是提供一种线路简单，制作和使用方便，成本较低而性能可靠的单相异步电动机的起动控制装置。
本实用新型所提供的单相异步电动机的起动控制装置，包括串联在上述电动机副绕组回路内的双向可控硅，其特征包括上述双向可控硅的控制极与阴极之间的电压来自上述电动机的主绕组的中间抽头与其一端之间的电压，在上述控制极的回路中还串联有限流电阻和起始时导通的开关装置及上述开关装置的断开受来自与上述电动机的副绕组相耦合的辅助线圈两端的电压控制。从而在起动时双向可控硅是导通的，主、副绕组都有电流通过。而当电动机转速升高后，辅助线圈两端电压上升，使开关装置断开，双向可控硅的控制极失去电压，双向可控硅停止导通，电动机转入正常运转。
本实用新型适用于可带有起动开关的单相异步电动机，该异步电动机可有上述的电阻起动、电容起动、电容起动及运转三种形式，本实用新型的优点在于1)，控制准确，当电动机的转速达75～80％同步转速时，能准确动作，使双向可控硅的控制极失去触发信号，截止可靠。
2.起动过程快、灵敏度高，双向可控硅为无触点元件不会产生电弧。
3)，起动控制装置本身消耗功率小，不影响电动机性能。
4)，线路简单，成本低。
以下结合附图对本实用新型的最佳实施例作详细说明，其中图1为带本实用新型的起动控制装置的电容起动单相异步电动机的原理方块示意图；图2为带本实用新型的起动控制装置的电容起动单相异步电动机的一个实施例的原理电路图；图3为电动机定子绕组的展开示意图。
由于带起动开关的单相异步电动机有三种形式，以下以电容起动的电动机为例进行说明，很显然只要略加改动即为其他两种形式的电动机的线路。
参见图1，图中10为电动机的主绕组，a、b为加到电动机上电源连接端，13为双向可控硅；2为起始时导通的开关装置，14为与副绕组15相耦合的辅助线圈，双向可控硅的控制极G与阴极K(与a点相连)之间的电压来自主绕组10的中间抽头c对a点的电压Uca，该电压与主绕组10两端电压成正比，该电压经控制级回路中的限流电阻Rm及起始时导通的开关装置2加到控制极G，作为触发信号，故起动时双向可控硅13是导通的，经双向可控硅13及起动电容器16连到电源的副绕组15及主绕组10中都分别流有电流，于是电动机起动，同时随着电动机转速的提高，辅助线圈14两端所感应的电压Va上升，加到开关装置2的电压也相应升高，当转速达到75～80％同步转速时由Va控制开关装置2使其断开，从而使双向可控硅的控制极上失去触发电压，双向可控硅13停止导通，电动机转入正常运转，当电动机为电容起动式时仅有主绕组10通电。图1中的开关装置2可为直流继电器或交流继电器、舌簧管、半导体开关如晶体三极管等。
参见图2，图中10为主绕组，C为其中间一个位置上的抽头，a、b为连接单相交流电源的两端点，13为双向可控硅，16为起动电容器，15为副绕组，12为常闭的电磁继电器，14为与副绕组15相耦合的辅助线圈，18为桥式整流器，17为滤波电容器，Rm为限流电阻，Rd为降压电阻。在本实用新型的装置中双向可控硅13作为无触点的起动开关可代替离心开关，并与副绕组15及起动电容器16串联后与主绕组10并联在a、b两电源端，双向可控硅13的控制极电压取自a点与主绕组10的中间抽头c之间的电压(即Uca)，该电压与主绕组10两端的电压即电源电压成正比，中间抽头c是通过限流电阻Rm及继电器12的常闭接点加到双向可控硅13的控制极(G)，a点则直接与双向可控硅13的阴极K相连。使双向可控硅13加有一定的触发电压，在起始时足以使双向可控硅13可靠导通，从而接通副绕组15，使电动机起动。继电器12的线圈电压则来自与副绕组相耦合的辅助线圈14，该线圈可嵌入在定子槽中并与副绕组同轴，其两端电压Va可作为控制信号，当继电器12为直流继电器时电压Va可经降压电阻Ra，桥式整流器18，加到继电器12的线圈上，此直流继电器可采用封闭型的小功率继电器如JRX－28F型继电器，该继电器的线圈电压可选用3伏或6伏，桥式整流器18中的整流管可选用1A／100伏者，继电器12的线圈端可并接滤波电容器17，该电容可以选用如220μf／10V的电容器。当起动时随着转速上升，转差率S减小，辅助线圈14的电压Va上升，从而使继电器12的线圈两端的电压升高。当转速达到一定转速(如达到75～80％的同步转速)时，继电器12的线圈两端加有足够电压，可使其触点断开，这时双向可控硅13失去触发信号而截止，从而断开副绕组回路。
显然，如继电器12为交流继电器，则用辅助线圈上的交流电压直接进行控制也是可行的，回路中也可以串固定电阻或可变电阻。当继电器12为直流继电器时，整流器还可以用半波或全波整流，双向可控硅的控制极回路中及整流器前面所串接的电阻Rm和Ra可以分别是固定电阻也可以是可变电阻。电阻Rm应能保证双向可控硅元件基本上处于全导通将态，而电阻Ra及辅助线圈的匝数应能使双向可控硅元件在电动机起动后转速达到规定范围时断开副绕组回路。
主绕组的具体抽头位置视所选的双向可控硅的型号、电源电压大小及控制极回路中的元件而定。
参见图3，图3为电动机的绕组的展开示意图，用以说明主绕组、副绕组及辅助线圈的绕制及相互之间的位置。图3以两极24槽的单相电容起动电动机为例，定子上有24个槽，其中D1D2为主绕组(以实线表示)，F1F2为副绕组(以点划线表示)，SA1SA2则为辅助线圈(以双点划线表示)，主、副绕组在空间上的相位差为90°(即相隔6个槽)，而辅助线圈则与副绕组同轴分布，并嵌入到副绕组外层绕组槽中，显然也可以在轴线上相差一个小于90°的角度，SM为主绕组的中间抽头。
权利要求
1.一种单相异步电动机的起动控制装置，包括串联在上述电动机的副绕组回路内的双向可控硅，其特征包括上述双向可控硅的控制极经限流电阻和起始时导通的开关装置与上述电动机的主绕组的中间抽头相连，及上述开关装置的断开受来自与上述电动机的副绕组相耦合的辅助线圈两端的电压控制。
2.如权利要求
1所述的起动控制装置，其特征在于上述开关装置为常闭的直流继电器或交流继电器。
3.如权利要求
1所述的起动控制装置，其特征在于上述辅助线圈嵌入在上述电动机的定子槽内，并与上述电动机的副绕组同轴。
4.如权利要求
2所述的起动控制装置，其特征在于上述继电器为直流继电器时，该继电器线圈与上述辅助线圈之间连有整流装置。
5.如权利要求
4所述的起动控制装置，其特征在于在上述继电器线圈与上述辅助线圈之间还串有电阻，上述整流装置为桥式整流器。
专利摘要
一种单相异步电动机的起动控制装置，适用于电阻起动、电容起动及电容起动及运转三种电动机，包括串联在电动机副绕组回路的双向可控硅，其控制极与阴极之间的电压来自电动机主绕组的中间抽头与其一端之间的电压，控制极回路中串有限流电阻和起始时导通的开关装置，其断开受来自与副绕组相耦合的辅助线圈上的电压的控制，本装置控制准确，起动过程快，消耗功率小，线路简单，成本低，作为起动开关的双向可控硅截止可靠。
文档编号H02P1/04GK87201897SQ87201897
公开日1988年6月15日 申请日期1987年2月9日
发明者胡伟成, 张晓丽 申请人:上海市电机技术研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan