[实用新型]单相电动机起动元件自动切除装置

说明书

本实用新型涉及电动机控制或保护装置。

为了产生和加大起动转矩，单相异步电动机从停转到起动升速过程中，要在辅绕组回路中接入电阻或电容器作为起动元件。为避免辅相绕组和起动元件长期通电烧坏，在电动机完成起动后，要用起动切除装置将起动元件及时切除，已有的起动元件自动切除装置有以下几种形式：

1.电流型继电器

如图1所示，继电器线圈串入主相绕组或电源回路，起动合闸后，继电器吸合，电动机转速升高到一定范围，电流急剧减小，继电器返回，其常开接点切除起动元件。

2.电压型继电器

如图2所示，继电器的电压线圈并接在辅相绕组上，随电动机转速上升，辅相电压也升高，继电器吸合，其常闭接点切除起动元件。

3.复合型继电器

如图3所示，为了提高动作灵敏度和可靠性，继电器有电流电压两个线圈，同时利用主相电流和辅相电压的大小或相角变化作为切换信号。

4.以电流、电压或同时电流和电压作为控制信号的晶体管或晶闸管继电器，实现无触点控制。

5.利用正温度系数非线性电阻（PTC）兼作起动元件自动切除装置。

6.离心开关、时间继电器及其它。

上述各种型号的切除装置存在下述问题：

1.电流型继电器从运转到停机不能接进起动电容器，所以不能作快速正、反转控制，而且对每种规格的电动机需分别整定动作电流，有时还难以满足灵敏度和可靠性要求。

2.常规的电压型继电器只能整定动作电压，不能整定返回电压，在电动机带大惯量负荷，缓慢升速时，易发生颤动而烧坏接点。

3.复合型继电器能比较好地满足电动机的起动切换要求，但结构复杂，成本高。

4.PTC元件和晶体管继电器只适用于几十瓦以下的小电动机。

5.离心开关切除起动元件是目前国内、外在单相电容起动，电阻分相起动和双值电容电动机上广泛采用的一种，然而，离心开关因受冲击力太大，可靠性低，其动作值难于调整和检测，常因拒绝动作而烧坏辅相绕组，且由于离心开关的转速返回系数很低，不能作快速正、反转控制。

本实用新型的目的是：提供结构简单、可靠，能对单相异步电动机作快速正、反转的起动元件自动切除装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用现有的电磁继电器，它可以是中间继电器、电压继电器或交流接触器。在继电器的线圈上接入两个附加电阻，一个附加电阻通过继电器的常闭接点与线圈并联；另一个附加电阻与继电器的常开接点并联后再与线圈串联。该两个电阻的作用：一是通过改变电阻值以调节切换装置的动作电压和返回电压，二是提高装置的速动性，保证在电动机缓慢升速时不致因发生顫动而烧坏继电器接点。理论与实践均表明，针对不同性能的电动机，正确选用继电器和电阻值，可以作到：当电源电压在相当范围内波动时，电动机能作正常起动、运行和快速正、反转控制，继电器不会发生顫动而烧坏接点。

现以单相双值电容异步电动机为例，对其工作原理作一说明。

图4是原理图。

图5是电动机的转矩M和辅相绕组电压U随转速n的变化曲线。下标Q表示“起”动，G表示“工”作。

如图所示，辅绕组两端并接电压型继电器线圈J，在起动过程中，其线圈与电阻R₁并联，与R₂串联。R₁与常闭接点J₂相串；R₂与常开接点J₃相并；另一对常闭接点J₁与起动电容器CQ串接。

当电动机转速上升到n_d时，信号电压上升到U_Q曲线的U_d，继电器动作。这时J₂打开，J₃闭合，电阻R₁和R₂都断电，继电器牢固吸合。与此同时，J₁断开起动电容器，电动机转矩由M_Q曲线过渡到M_G曲线，信号电压由U_Q曲线的U_d值过渡到U_G曲线的U_d值，电动机继续升速，直到工作点P，转入运行。

本实用新型的优点是：

1.结构简单、可靠，寿命长。

本装置采用普通的电压型电磁继电器，不必制造专用的电器产品，而且其动作电压和返回电压可以离开电动机而独立进行调节。

2.适用于快速正反转起动控制。