[发明专利]商用制冷压缩机电机互感式无触点电流起动器

说明书

技术领域

 本发明属于电机起动装置技术领域，具体涉及一种商用制冷压缩机电机互感式无触点电流起动器，主要用于商用制冷压缩机电机的起动，亦可用于普通单相交流感应式或单相交流永磁式电机（以下，统称为单相交流电机）的起动。

背景技术

单相交流电机通常由转子和定子构成，所述的定子具有主、副两组绕组，只有当两个定子绕组相互配合才能产生起动转矩，使电机起动。由于设计结构的不同，副绕组除了起到电机起动的作用外，也可在电机正常运行时继续参加工作，因此，完整的单相交流电机的副绕组电路通常可以由并联的副绕组运行电路和副绕组起动电路表示。对于正常运行时副绕组不能参加工作的电机，则没有所述的副绕组运行电路；而所述的副绕组起动电路仅在电机起动时参加工作，当电机完成起动后，需要将副绕组起动电路断开以关闭其功能，使电机切换到正常工作状态实现断开。电机起动器的作用就是在电机起动时接通副绕组起动电路并保持一定时间，并在电机完成起动过程后断开副绕组起动电路，目前通常由正温度系数热敏电阻（PTC）元件来实现。当电机起动时，正温度系数热敏电阻的阻值为其常温阻值，当副绕组起动电路接通电源参与工作时，电路中会产生较大的副绕组起动电流。在该电流的作用下，PTC元件迅速发热升温，其阻值迅速增大，最终使副绕组起动电路基本断开。在电机正常运行时，PTC元件中仍然需要一能维持其发热的较小电流，用于保持副绕组起动电路的断开状态。由该电流在PTC元件上产生的功耗约为3瓦，由于此种电机应用广泛，因此该发热功耗会导致电能的大量浪费。对于较大功率压缩机（功率范围：50～400W）的起动，则主要依赖重锤式起动器，重锤式起动器是电流型器件，其吸合线圈与压缩机运行绕组串联，因此需要与压缩机作严格的匹配。虽然重锤式起动器可靠性高，不易坏，且起动失败（插头没插紧，在几秒内系统未形成高低压）之后可在短时间（热机最好间隔20秒）内再次起动。但存在成本高、触点寿命有限、吸放时容易产生火花或电磁干扰等缺陷。

    在已公开的中国专利文献中不乏关于电机起动器的技术信息，中国发明专利授权公告号CN1024157C介绍了一种“用于启动单相感应电机的电子电路”，其通过在电机起动电路中使用一个常态触发、定时截止的双向可控硅以及相对应的触发/定时截止电路，实现电机起动电路从通电接通到定时断开的转换，从而完成电机的起动。但是，该电路所用分立元件的数量，对于长期频繁间歇起动的典型应用场合，在很大程度上会降低电机起动的可靠性；尤其在电机工作状态下，多个毫安的工作电流通过触发电路中的电阻元件和定时截止电路中的多个晶体管，且该电子电路运作于复杂的电机工作电路中，未与复杂的用电环境作有效隔离，因此整个脆弱的弱电电路系统没有得到良好的保护，会给电机系统的可靠性带来巨大的负面影响；另外，该电路中采用的双向可控硅在电机起动电路接通前，必须要实现定时器的复位，即必须使定时器电路失电，在定时器定时电容经一段时间基本完成放电后，才能再次实现双向可控硅的延时截止，否则，只要在触发电路/定时截止电路中有电流存在，双向可控硅将一直处于截止状态，无法完成电机从非运转小电流状态到起动的转变。日本专利文献特开平10-94279利用电机在起动和运转情况下电流不同的原理，利用放置在电机总回路中的电流检测电阻将主回路电流（电机总电流）信号转变为电压信号，同时该专利通过设定一个“基准电流值设定器”和“比较回路”，对主电路电流信号和设定电流值进行比较，根据该比较结果来控制电机起动电路中串入的双向可控硅的通断，以此达到控制起动电路通断的目的。但该电路利用电阻来将电机总回路中的电流信号采样成电压信号，由于电阻是纯阻性元件，且电机总回路的电流通常都在安培级或接近安培级，因此在整个电机的运行过程中，该电阻消耗了瓦特级或者接近瓦特级的无用发热功耗，使得该电路在能够起动电机的情况下大大降低了能源的利用率；此外，“基准电流值设定器”和“比较回路”等辅助电路在一定程度上降低了电机起动功能的可靠性。中国发明专利授权公告号CN1294694C以及中国发明专利授权公告号CN1283037C推荐的两种“互感式无触点起动器”，分别适用于各种不同类型的单相交流电机。上述两种互感式无触点起动器的特点是采用电流互感器，根据单相交流电机的不同，在电机电路的不同位置对电流进行采样转换，用于触发串接在电机副绕组起动电路中的双向可控硅。它们利用了电机在起动之初的回路电流远远大于正常工作电流的特点，在电机起动时触发副绕组双向可控硅并使其短时间内导通，以此完成电机的起动。而本发明不使用PTC元件，通过使用电流互感器和双向可控硅不同于中国发明专利授权公告号CN1294694C以及中国发明专利授权公告号CN1283037C的组合方式，并辅以电感、电容来实现商用制冷压缩机电机无触点电流起动器。