[实用新型]带电子开关的高效节能单相异步电动机

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种使用电子开关取代传统离心开关的高效节能单相异步电动机。

背景技术：

一般单相异步电动机依靠电容的“裂相”作用，使用串联电容的副绕组与主绕组错位安装，形成电动机定子的旋转磁场。为保证电动机从静止状态到正常运转的过程提供足够的转矩，通常在启动过程加大电容的容量，具体的做法是使用离心开关，在电动机启动过程接入大容量的启动电容，达到一定转速后离心开关动作，甩开启动电容仅靠运转电容维持副绕组电流(图1)。

近期市场出现的一些使用可控硅取代离心开关的电子开关，不但成本较高，且抗过流能力太差，很难得到广泛的推广应用。

另外，一般的单相异步电动机，都是按正常运行所需设计绕组的电磁方案，不可避免的现实情况，是启动时的电流超过正常运转电流的数倍，特别体现在功率较大的电动机上，过大的启动电流必然冲击电网造成大幅度的电压波动。

发明内容：

本实用新型的目的，是提供一种成本低廉、抗过流能力强的电子开关，取代传统的离心开关，并为减小电动机启动电流、提高电动机整机功效，提供一种新颖的电磁设计方案。

实现本实用新型的技术措施：除常见的由降压电容C1、整流桥ZQ与滤波电容C2组成的低压直流电源外，电子开关整体分为电动机启动开关和主绕组圈数转换电路两部分，前者是电阻R1～R4组成的电压监测桥YQ，在电动机转速提高时YQ的电压也升高，整流桥ZQ2带动隔离光偶GO触发可控硅TB1，旁路启动继电器J1的线圈电压，J1释放断开启动电容的通路，完成电动机启动过程(图2)；后者是增加圈数并在中间部分引出抽头C的主绕组LZ，通过转换继电器J2的触点变换接通电源的位置；在电动机启动时J2常闭触点连结A点，接通完整的主绕组以减小电动机启动电流；结束启动过程后，J2延时动作，其常开触点接入抽头C点位置，LZ部分绕组参与运行，进入大电流的工作状态(图3)。

附图说明：

图1是普通启动/运转双电容配置的单相电动机电路原理图；

图2是单纯的电子启动开关电路原理图；

图3是配套主绕组转换电路的电子启动开关电路原理图；

图4是双功率的单相异步电动机的电路原理图。

各图标识统一说明如下：

LF为副绕组；A、B为主绕组LZ的两端点；C为主绕组抽头；J1为启动继电器；J2为转换继电器；QC为启动电容；YC为运转电容；C1为降压电容；C2为滤波电容；C3、C4为延时电容；R1～R11为电阻，其中R1～R4组合成电压监测桥YQ；ZQ1、ZQ2为整流桥；GO为隔离光偶；TB1、TB2为可控硅；K为功率转换开关。

具体实施方式：以下结合附图进一步介绍实用新型的实施方式。

实施例一：单纯的电子启动开关

如图2所示，接通电动机电源后，降压电容C1与整流桥ZQ1组成的低压电源直接驱动的启动继电器J1动作，电动机副绕组接通启动电容QC构成的启动回路；由电阻R1～R4组成的电压监测桥YQ，不断监测电动机启动过程的电压，在达到预定转速后YQ电压升高，通过整流桥ZQ2带动隔离光偶GO触发可控硅TB1导通旁路J1的线圈电压，J1释放，其触点断开QC通路完成启动过程。

图中延时电容C3的作用，在于防止机械故障或其他原因造成启动时间过长而烧毁副绕组或启动电容QC，在正常的启动过程与GO输出串联的电阻R6阻值很小，GO输出导通后C3电压很快升高迅速触发可控硅TB1，如GO输出因故无法及时导通，低压电源经电阻R8给C3充电仍可延时触发TB1完成启动过程。

电子启动开关的体积不大，可以与两个反向串联的小型普通电解电容组成的启动电容QC组合为一体。

实施例二：配套主绕组转换电路的电子启动开关

在图3电路中，接通电动机电源后，降压电容C1与整流桥ZQ1组成的低压电源直接驱动启动继电器J1动作，电动机副绕组接通启动电容QC构成的启动回路，因为转换继电器J2尚未动作，其常闭触点在A点接通完整的主绕组LZ；电动机运转达到预定转速后，电压监测桥YQ电压升高，整流桥ZQ2带动隔离光偶GO触发的可控硅TB1导通旁路J1的线圈电压，J1释放后其触点断开QC通路完成启动过程；此时因J1线圈被TB1旁路下端电位升高，电阻R10对延时电容C4充电，延时触发可控硅TB2，转换继电器J2动作，常开触点接入抽头C点位置，主绕组LZ因圈数减少阻抗降低，进入大电流的工作状态。

实施例三：双功率的单相异步电动机