[发明专利]电动机启动电路

说明书

本发明涉及一种电动机启动电路，尤其涉及用在这种电路中具有正温度特征的热敏电阻的特性和技术参数。

图9描述了一种现有技术用于电动机1(比如用在制冷机压缩机中的单相感应电动机)的电动机驱动电路，它包含在电动机1启动时起作用的辅助线圈2和用在稳态运行时的主线圈3。配用于这种电动机驱动电路的电动机启动电路通常包括具有正温度特性(PTC)的热敏电阻4，热敏电阻4与电动机启动的辅助线圈2串联在一起。

电源6通过开关5与电动机1连接。在开关5闭合并且电源6的电力开始提供给电动机1以后的电动机早期启动期间内，有相当大的电流通过PTC热敏电阻4流到辅助线圈2，启动电动机1。过了一段时间以后，由于产生热，PTC热敏电阻4的电阻增大，从而流过辅助线圈2的电流减小。

但是，热敏电阻的电阻并不会无限增大。结果，即使在电动机1启动以后，某些不需要的电流继续通过PTC热敏电阻4流到辅助线圈2，浪费了一定瓦数的电能。

日本出版的Tokkai 6-339291号专利申请揭示了在一定程度上解决这一问题的方法。按照这一方法，如图1所示，为了方便，图中采用如图9中所示相同的标号来表示相同或等效的元件，辅助线圈2不仅与用作启动的PTC热敏电阻4(“启动PTC热敏电阻”)串联，而且还与Triac开关7(以下简称为“triac”)串联。另一个具有正温度特性的热敏电阻(“triac控制PTC热敏电阻”)8与启动PTC热敏电阻4并联，该triac控制PTC热敏电阻8的一端与triac7的栅极G连接。

在电动机启动时当电源6的电力提供给电动机1的时候，触发信号通过triac控制PTC热敏电阻8提供到triac7的栅极G，使triac7处于通电流状态，并使电动机启动电流通过启动PTC热敏电阻4流过辅助线圈2。在电动机1启动以后一段时间内，由于PTC热敏电阻自身发热而使电阻增大，从而减小了通过辅助线圈2的电流。同时，由于自身的热辐射而使triac控制PTC热敏电阻8的电阻也增大，从而使流过triac7栅极G的电流减小并断开triac7。

随后，很小的电流继续流过triac控制PTC热敏电阻。但是，由于triac控制PTC热敏电阻8的热容量可以做得比启动PTC热敏电阻4的热容量小得多，所以，使其保持在高温高电阻条件下所需的电力要比图9所示电路的情况小得多。

然而，如果图1所示的电动机启动电路真的用在制冷机压缩机的电动机启动(环境温度所允许的变化范围为-10到+100℃)，那么往往会出现在规定的短时间内(比如，约1-10秒)无法可靠地切断电流的情况。例如在冬天用在室外时，triac控制PTC热敏电阻8靠其自身发热而使电阻增大的加热时间会很长，并且由于电动机噪声和启动而浪费的电能会很大。电流甚至会无法切断。

另一方面，如果用在高温条件(例如在夏天)下，或者连接到压缩机上或用在靠近压缩机处，那么在电动机启动之前，triac控制PTC热敏电阻8可能已经处在加热条件下或达到加热条件，而无法正常启动电动机。

日本出版的Tokkai专利申请7-123759中揭示了另一种技术，可以使切断流过辅助线圈的电流的时间(“切断时间”)保持不变，而不受环境温度变化的影响。图10描述了按照这一技术而配用了电动机启动电路的电动机驱动电路。图10中，与图9中相同或等效的元件用相同的标号表示，并且不再重复说明。

如同10所示，按照这一技术，triac7与辅助线圈2串联，而triac控制PTC热敏电阻8与该triac7的栅极相连。该triac控制PTC热敏电阻8与具有正温度特性的校正热敏电阻9和校正调节电阻10并联，并且该并联电路接着与限流电阻11相连。由triac控制PTC热敏电阻8、并联电路以及限流电阻11组成的串联电路又与辅助线圈2和triac7并联。

采用这样构筑的电动机启动电路，校正热敏电阻9与校正调节电阻10组成的并联电路用来按照环境温度的变化使流过triac控制PTC热敏电阻8的电流增大或减小，从而使热辐射得到控制，并使该triac控制PTC热敏电阻8的加热时间保持恒定。所以，采用这种方法，triac保持导通(ON)状态的时间长短因而也是继续流过辅助线圈的电流可以近似保持恒定，不受环境温度变化的影响。

图10所示的电动机启动电路的缺点是它需要大量的元器件。所以，成本高，并且难以使其小型化。不言而喻，大量的元器件会产生其工作可靠性的问题。