[发明专利]用于启动单相感应电机的电子电路

说明书

本发明涉及一种单相感应电机，具体地说，是涉及一种单相感应电机的电子启动装置。

单相电机由于其结构简单、性能优异而且稳定而被广泛使用在工作在较低电压下的许多家用电器如电冰箱的真空压缩机、洗衣机马达、电扇以及一些工业电器中。

单相电机主要由一个鼠笼形定子和一个绕有线圈的转子构成;一般有二个绕组，一个为主绕组，另一个为启动绕组。

当一个交流电压只加到单相感应电机的主绕组上时，只在固定的空间内产生一个幅度交变的磁场，而这个磁场却不会产生使转子转动的任何转矩。

因此，必须产生一个旋转磁场使转子以上述的静止状态开始转动，从而实现启动。这样的旋转磁场可以通过往启动绕组中输入一个与主绕组中的电流时间上尽可能相差90°相位的电流的方法来产生。启动绕组相对于主绕组的电流相位角可以通过给启动绕组指定一个高于主绕组的功率因数或者通过它装一个与启动绕组串联连接的外阻抗（该阻抗通常为一个电阻器或一个电容器）的方法来实现。

因此，有必要安装一个与启动绕组电路串联的、使之与电源瞬时接通直至转子达到一个与电源接近同步的速度为止的装置来实现启动。

在效益要求很高的那些电机中，启动绕组在启动之后并不与电压源完全断开，而是由一个电容器保持与电源串接;这个运行电容器或者叫永久电容器此时只允许一个与启动期间的电流小得多的电流流动，使电机处于一种双相位馈入状态，这样能增大电机的最大转矩，从而提高它的效益。

在具有上述结构的电机中使用一个永久电容器，这在专利文献PI201、210中已得到描述，该文献中还包括一个具有正温度系数PTC的电阻器。这个装置与启动绕组串联连接，在室温下具有很小的电阻，因此在启动期间能允许较大的电流流过;过了一段预定时间后，由于其自身的热效应，该装置的电阻将变得很大，实际上相当于开路。电机运行正常时，在PTC上的电压很高，该电阻保持在热状态，因此将消耗1.5至5瓦或者更高一些的功率，具体数值取决于结构形式及室温高低。这样，在整个电机运行期间由PTC扩充的功率将使效率下降，这是人们所不希望的。

另一种已知的启动装置是电流继电式装置，该装置在主绕组中的电流很高时才使启动绕组电路接通。虽然这是一个非常简单的装置，在电机正常工作期间也不消耗任何电力，但是，它还是不理想，理由是在具有一个永久电容器的结构中它不能使用。造成这一事实的原因是中继所固看的延迟会使触点在电机加电之后马上闭合，而此刻这个永久电容器已经积累了相当多的电力，而且这些电力在继电器闭合时会损耗掉同时很快地使继电器损坏。

美国专利4，605，888中描述了另一种启动装置，其中包括一个使用TRIAC的电子电路。虽然在电机正常运行时它只消耗少量的电力，但是也不能与永久电容器一起使用。

本发明的总目标是提供一种启动单相感应电机的电子电路。

本发明的另一个目的是提供一种能与永久电容器一起使用的用于启动单相感应电机的电子电路。

本发明还有一个目的是提供一种在额定运行状态下不消耗大量电能的启动单相感应电机的电子电路。

本发明的另一个目的是提供一种可以与永久电容器、启动电容器或者任何的其他与启动绕组串联的阻抗一起使用的启动单相感应电机的电子电路。

本发明还有一个目的是提供一个通过使用一个简单且成本很低的电路来克服先有技术中的上述缺点的启动单相感应电机的电子电路。

本发明的上述目的由一种用于启动单相感应电机的电子电路来实现，上述的电机包括：一个鼠笼形转子和一个具有至少一个主绕组和一个启动绕组的定子，一个与上述的启动绕组串联连接的永久电容器，具有第一、第二二个端子的交流电源，上述的主绕组与上述的交流电源的端子串联相连，永久电容器和启动绕组并联连至上述端子。根据本发明的电子电路包括：一个TRIAC（三端双向可控硅开关），其第一端与交流电源的第一端相连，第二端与启动绕组和永久电容器相连，还有一个GATE端（G）;一个与第二端以及TRIAC的GATE端相连的TRIAC触发器电路（C₁，R₁）;一个双向开关，它具有控制端并与上述的GATE端及TRIAC的第一端相连;一个计时电路，该电路与上述双向开关的控制端、上述交流电源的第一和第二端相连;上述的计时电路通过使双向开关导通来确定从电机加电至TRIAC导通中断的时间，当双向开关被上述计时器电路（TP）保持在截止状态时TRIAC触发电路在每个电流半周期开始时都将重复地触发TRIAC，使之处于导通状态。