专利名称：电机起动器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机起动器电路，其用于感应电机、具体地是具有被经由供电连接点来供应电流-具体地是AC-的主绕组和副绕组、并具有起动器开关装置的单相AC感应电机，该起动器开关装置用于在电机起动之后阻断流过副绕组的电流，该起动器开关装置与用于测量副绕组上的电压的测量装置进行交互。
背景技术：
传统的电机起动器电路被配备有热电路断路器，其还被称为热开关或绕组保护开关。在用于家用电器的压缩机或用于空调系统的热泵的感应电机中，热开关可位于密闭的压缩机机壳内。热开关或绕组保护开关通常是接通的，并用于在转子堵转(seize)和功率超过可容许的最大值或在绕组中释放了过多的热量的情况下、阻断流过副绕组和主绕组的电流。作为本领域的一般状态，提及文献DE 197 355 52A1，EP 0 924 735 A3，US 5,818,122和JP58107069A，它们公开了用于车辆中的电流电路的不同安全元件或安全开关，所述元件或开关被连接到车辆电池。
发明内容
本发明的任务在于，为了优化操作的安全性，提供一种电机起动器电路、和/或具有这样的电机起动器电路的电路板，其中该电机起动器电路用于感应电机，具体地是具有被经由供电连接点来供应电流-具体地是AC-的主绕组和副绕组、并具有起动器开关装置的单相AC感应电机，该起动器开关装置用于在电机起动之后阻断流过副绕组的电流，该起动器开关装置(15)与用于测量副绕组上的电压的测量装置进行交互。
使用一种电机起动器电路，其用于感应电机，具体地是具有被经由供电连接点来供应电流-具体地是AC-的主绕组和副绕组、并具有起动器开关装置的单相AC感应电机，该起动器开关装置用于在电机起动之后阻断流过副绕组的电流，该起动器开关装置与用于测量副绕组上的电压的测量装置进行交互，解决了上述任务，其中，在供电连接点之间，串联保护熔丝和保护开关装置，从而，当接通保护开关装置时，电流以如下方式来流过保护开关装置和保护熔丝熔断保护熔丝，并因而阻断电流。主绕组也被称为运行绕组。副绕组也被称为起动绕组。在传统的电机起动器电路的操作期间，可能发生的是，起动器开关装置不能正确地断开，并且保持永久接通。在此情况下，故障电流将永久地流过副绕组和起动器开关装置。这种对副绕组和起动器开关装置的永久供电会损坏副绕组和/或起动器开关装置。在起动器开关装置发生故障的情况下，传统的热电路断路器反应太慢，并且不能被标定(dimension)为激活。根据本发明的保护熔丝确保由故障的起动器开关装置引起的故障电流仅仅持续短的时间，从而可靠地避免对副绕组和/或主绕组和/或起动器开关装置的不期望的损坏。传统的绕组保护开关是不能确保这一点的。
该电机起动器电路的优选实施例的特征在于，起动器开关装置和保护开关装置连接到控制起动器开关装置与保护开关装置这两者的功能的控制设备。也被称为控制器的控制设备是例如，FPGA(现场可编程门阵列)、ASIC(专用集成电路)、微处理器或微控制器。
该电机起动器电路的另一优选实施例的特征在于保护熔丝和/或保护开关装置是可更换组件的一部分。更换可更换组件明显比更换整个电机更便宜且简单。
该电机起动器电路的另一优选实施例的特征在于保护开关装置由保护继电器形成。这种保护继电器可以是传统的保护继电器。
该电机起动器电路的另一优选实施例的特征在于，保护开关装置由半导体开关装置形成。该半导体开关是例如，三端双向可控硅开关元件(Triac)或FET(场效应晶体管)。
本发明还涉及一种用于起动感应电机、具体地是具有如前所述的电机起动器电路的单相AC感应电机的方法。在接通供电之前，保护开关装置处于断开状态。根据本发明的实质方面，如果起动器开关装置在感应电机的起动阶段之后保持接通，则接通保护开关装置。这产生流过保护熔丝的电流，其足够大以便使得保护熔丝熔断，即，断开以阻断电流。这阻断了流过绕组和起动器开关装置的电流。
该方法的优选实施例的特征在于测量接通后的起动器开关装置上的电压，以确定起动器开关装置在感应电机的起动阶段之后是否保持接通和/或感应电机的起动阶段是否已结束。
该方法的另一优选实施例的特征在于当接通后的起动器开关装置上的电压在起动阶段之后保持相对低时，接通保护开关装置。在起动阶段期间，起动器开关装置上的电压相对低。在适当操作期间，电压在起动阶段之后上升，然后相对高。在正常操作期间，起动器开关装置断开。当起动器开关装置未正确地断开，且电压在起动阶段之后保持相对低时，根据本发明，这将被解释为故障，并且保护开关装置将被放置到接通状态。
本发明还涉及具有如上所述的电机起动器电路、并按照如上所述的方法工作的电路板。电路板用于承载电子组件。
该电路板的优选实施例的特征在于，该电路板包括可编程芯片。集成电路的设计和制造是公知的。
本发明的其他优点、特征和细节在以下说明中出现，其中，参照附图详细描述了不同的实施例，附图示出了图1具有绕组保护开关和附加保护熔丝的电机起动器电路的电路图，图2具有保护熔丝和保护开关装置的类似于图1的电机起动器电路，图3具有起动电容器和运行电容器的类似于图2的电机起动器电路，图4具有起动电容器的类似于图2的电机起动器电路，图5具有半导体电路装置的类似于图2的电机起动器电路。
具体实施例方式
图1以图示形式示出了电机起动器电路1。电机起动器电路1包括电或电子组件，分别用于起动和操作单相AC感应电机(下文中，称为电机)。电机包括主绕组4和副绕组5，其位于以方框8的形式示出的密闭压缩机机壳中。
运行电容器11与副绕组5串联。另外，起动器开关装置15与副绕组5串联。起动器开关装置15用于阻断导线16与导线17之间的连接。在所述状态下，由开关装置15阻断了导线16和17之间的连接。导线17将起动器开关装置15和连接导线16(在起动器开关装置的接通状态下)与副绕组连接。
如已知的，单相AC感应电机包括定子和转子。在定子中形成旋转场的前提条件是副绕组中的电流在时间上相对于主绕组中的电流有所延迟。因此，在主绕组和副绕组中形成的交变场相对于彼此在时间和空间上有所偏移，并形成公共旋转场。旋转场引起电机的自起动。在电机起动或加速(run-up)之后，由起动器开关装置15断开副绕组5。在断开副绕组5之后，电机像起动器电机一样工作。
起动器开关装置15经由控制连接点18而连接到控制设备20。控制设备20经由另一根导线22和导线17连接到副绕组5。借助于导线22和17，可由控制设备20确定导线节点31与导线22之间的电压。
方框23暗示控制设备20和起动器开关装置15是用于起动电机的起动器的部件。通过将AC电压2施加到两个供电连接点24和25，实现电机起动器电路1的供电。供电连接点25借助于导线26，连接到控制设备20、运行电容器11和主绕组4。供电连接点24经由导线27，连接到控制设备20、运行电容器11以及两个绕组4和5。
绕组保护开关28与两个绕组4和5串联。在电机的正常操作期间，绕组保护开关28是接通的。当转子堵转时，这可能使得功率超出最大可容许的值和/或释放过多的热量。在这样的情况下，绕组保护开关断开，以防止对绕组4和5的损坏。
在两个供电连接点24和25之间提供了两个导线节点29和31，控制设备20被连接于所述节点29和31之间。在导线27中，在供电连接点24和导线节点29之间提供了保护熔丝30。保护熔丝用于在起动开关装置15不能正确地断开并保持永久接通的情况下、阻断电机起动器电路1的供电。在上述情况下，故障电流将永久地流过接通的开关装置15和副绕组5。这种永久电流可能导致对副绕组5和/或起动器开关装置15的损坏。
在起动器开关装置15发生故障的情况下，绕组保护开关28反应过慢，并且未被标定(dimension)为激活。根据本发明，借助于保护熔丝30，确保由故障的起动器开关装置15引起的故障电流仅仅持续短的时间段。在出现故障电流时，附加的保护熔丝30反应比绕组保护开关28更快，并且确保快速阻断电流。
图2到图5示出了类似于图1所示的电机起动器电路1的电机起动器电路41、51、61和71。相同的部件或元件具有相同的附图标记。为避免重复，参照上面对图1的描述。在下文中，将主要解释各个实施例之间的差异。
在图2所示的实施例中，在保护熔丝30和导线节点29之间提供了另一导线节点44。在供电连接点24和导线节点31之间的导线26中，提供了另一导线节点45。两个导线节点44和45通过导线46而彼此连接，保护开关装置47位于所述导线46中。在所示的实施例中，保护开关装置47是断开的，所以阻断了导线节点44和45之间通过导线46的连接。保护开关装置47借助于控制导线48而连接到控制设备20。
当起动电机时，保护开关装置47处于断开状态。在接通供电之后，由控制设备20确定起动器开关装置15上的电压。在所谓起动阶段(其中电机在通过副绕组的支持下加速)期间，起动器开关装置15上的电压相对低。在正常操作期间，电压上升，当电机已加速时，即，当起动阶段已结束时，电压则相对高。在正常操作期间，起动器开关装置15是断开的。当在起动阶段之后，起动器开关装置15不断开且电压保持相对低时，这被解释为故障，并且保护开关装置被置于接通状态。经由接通后的保护开关装置47，生成了流过保护熔丝30的、供电连接点24和25之间的直通电流(direct current flow)。这使得保护熔丝30熔断或烧断，从而阻断电流电路。
在图3所示的实施例中，在导线17中提供了附加起动电容器54。起动电容器54用于增加起动转矩。这提供了如下优点电机可带载起动。在电机起动或加速之后，关掉起动电容器54，使得仅仅运行电容器11是有效的。经由起动器开关装置15来关掉起动电容器54，并且这是必要的，这是因为起动电容器54和运行电容器11的高的总电容量会引起流过副绕组5的大电流。在持续操作期间，这可能导致过热。
在图4所示的电机起动器电路61中，仅仅提供了起动电容器54。未提供运行电容器(图3中的11)。
在根据图5的实施例中，仅仅提供了运行电容器11，而没有起动电容器。另外，在电机起动器电路71中提供了半导体起动开关装置7 5和半导体保护开关装置77。半导体开关装置75和77是三端双向可控硅开关元件(Triac)。
权利要求
1.一种电机起动器电路，其用于感应电机，具体地是具有被经由供电连接点(24、25)来供应电流-具体地是AC-的主绕组(4)和副绕组(5)、并具有起动器开关装置(15)的单相AC感应电机，该起动器开关装置用于在电机起动之后阻断流过副绕组(5)的电流，该起动器开关装置(15)与用于测量副绕组(5)上的电压的测量装置进行交互，其特征在于在供电连接点(24、25)之间，串联保护熔丝(30)和保护开关装置(47)，从而，当接通保护开关装置(47)时，电流以如下方式来流过保护开关装置(47、77)和保护熔丝(30)激发保护熔丝(30)以阻断电流。
2.如权利要求1所述的电机起动器电路，其特征在于，起动器开关装置(15)和保护开关装置(47)连接到控制起动器开关装置(15)与保护开关装置(47；77)这两者的功能的控制设备(20)。
3.如前述权利要求的任一项所述的电机起动器电路，其特征在于保护熔丝(30)和/或保护开关装置(47、77)是可更换组件的一部分。
4.如前述权利要求的任一项所述的电机起动器电路，其特征在于保护开关装置(47)由保护继电器形成。
5.如权利要求1至3的任一项所述的电机起动器电路，其特征在于保护开关装置(77)由半导体开关装置形成。
6.一种用于起动感应电机、具体地是具有如前述权利要求的任一项所述的电机起动器电路、并且其中保护开关装置(47、77)处于断开状态的单相AC感应电机的方法，其特征在于如果起动器开关装置(15)在感应电机的起动阶段结束之后保持接通，则将保护开关装置(47、77)放置到接通状态，该接通产生流过保护熔丝(30)的电流，其足够大以便使得保护熔丝熔断，由此阻断电流。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于测量接通后的起动器开关装置(15)上的电压，以确定起动器开关装置(15)在感应电机的起动阶段之后是否保持接通和/或感应电机的起动阶段是否已结束。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于如果接通后的起动器开关装置(15)上的电压在起动阶段之后保持相对低，则接通保护开关装置(47、77)。
9.一种具有如权利要求1至5的任一项所述的电机起动器电路(1、41、51、61、71)的电路板，其根据权利要求6至8的方法来工作。
10.如权利要求9所述的电路板，其特征在于该电路板包括可编程芯片。
全文摘要
本发明涉及一种电机起动器电路，其用于感应电机，具体地是具有被经由供电连接点(24、25)来供应电流－具体地是AC－的主绕组(4)和副绕组(5)、并具有起动器开关装置(15)的单相AC感应电机，该起动器开关装置用于在起动电机之后阻断流过副绕组(5)的电流，该起动器开关装置(15)与用于测量副绕组(5)上的电压的测量装置进行交互。为了在操作安全性方面优化电机起动器电路，在供电连接点(24、25)之间，串联保护熔丝(30)和保护开关装置(47)，从而，当接通保护开关装置(47)时，电流以如下方式来流过保护开关装置(47、77)和保护熔丝(30)激发保护熔丝(30)以阻断电流。
文档编号H02H7/085GK101087116SQ200710101988
公开日2007年12月12日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年4月28日
发明者克劳斯·施密特, 汉斯·P·克里斯滕森 申请人:丹佛斯压缩机有限责任公司