[发明专利]用于启动单相感应电动机和相应的电子继电器的方法

权利要求书

1.一种用于启动单相感应电动机的方法，其特征在于，包括：

接通半导体开关装置使得启动线圈中流入电流，在单相感应电动机中，运行线圈和启动线圈通过半导体开关装置并联连接；

当电流流入启动线圈时，检测与启动线圈中的转子的角速度成比例的感生电压；

接收检测到的感生电压以计算与加速度扭矩成比例的感生电压变化率，并存储计算得到的变化率；

比较存储的感生电压变化率，并确定当感生电压变化率最大的时间，作为启动扭矩最大的时间，感生电压变化率增加和随后减小的时间；以及

当感生电压变化率在测定后开始减少时，断开半导体开关装置以完成启动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

半导体开关装置是三端双向可控硅开关元件，并且

三端双向可控硅开关元件的栅极端用于在启动线圈电流的每个零点电流时间触发一个特定延迟时间，以便于有效维持三端双向可控硅开关元件的开启状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括了，在启动完成之后，当感生电压减小到低于特定值或三端双向可控硅开关元件的两端电压与线电压之间的相位差减小到小于特定值的时候，重新启动电动机。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括了，在启动完成之后，当三端双向可控硅开关元件的两端电压相位领先于线电压的相位时，确定由于瞬间正向/反向旋转或者外部脉冲而引起的非期望的反向运行状态，并重新启动电动机。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当单相感应电动机为分相启动电动机时，

识别电动机线电压和启动线圈电流之间的相位差，以检测出电动机线电压和启动电流之间的相位差增加的时间，并预测启动完成，当电动机在启动阶段而相位差变化变小时，在特定延迟时间内关闭三端双向可控硅开关元件，以及

识别电动机线电压和三端双向可控硅开关元件两端电压之间的相位差，当电动机处于运行阶段，而两个电压之间的相位差低于特定值时，重新启动电动机。

6.一种用于单相感应电动机的电子继电器，其特征在于，所述电子继电器包括：

一个连接在启动线圈和单相感应电动机的开始电容器之间的三端双向可控硅开关元件，用于控制(断开或连接)流经启动线圈的电流；

感应电压检测电路，检测与电动机角速度成比例的启动线圈的感应电压；

窗式比较电路，检测三端双向可控硅开关元件的两端电压以在启动之前，检测到电动机线电压的零点电压，并且在启动阶段中检测到启动线圈电流的零点电流；以及

微控制器(MCU)，在电动机线电压的零点电压处，开启三端双向可控硅开关元件，以根据窗式比较电路的信号开始启动阶段，触发三端双向可控硅开关元件的栅极在启动线圈电流的每个零点电流时间的延迟时间，用以在启动阶段中根据窗式比较电路的信号维持三端双向可控硅开关元件开启状态，其中检查开启扭矩最大，随即加速度扭矩最大，并且当加速度扭矩开始减少时关闭三端双向可控硅开关元件。

7.根据权利要求6所述的电子继电器，其特征在于：

微控制器向窗式比较电路提供第一参考电压，用于将第一参考电压和三端双向可控硅开关元件启动前的两端电压进行比较，并且当窗式比较电路检测到零点电压时，控制三端双向可控硅开关元件的栅极开启三端双向可控硅开关元件，以及

当启动线圈中流入电流，为窗式比较电路而检测启动线圈在交流(AC)电源每半个周期中产生的零点电流，微控制器想窗式比较电路提供具有下一个相位的第二参考电压，用于将第二参考电压与三端双向可控硅开关元件两端电压进行比较，识别作为启动线圈电流的零点时间，应用电流至三端双向可控硅开关元件的栅极的时间，其中启动电流的相位变换已完成(即，零点电流的产生时间)，以有效控制三端双向可控硅开关元件的开启状态。

8.根据权利要求6所述的电子继电器，其中电子继电器提供一个放电电路用于释放启动电容器的充电电压，以通过不带有单独放电电阻的内部电源电路以给启动电容器放电。