專利名稱：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，主要用于壓縮機(jī)電機(jī)的起 動(dòng)，也可以用于一般單相交流電機(jī)的起動(dòng)。
技術(shù)背景單相交流電機(jī)通常由一個(gè)轉(zhuǎn)子和由主、副繞組構(gòu)成的定子組成。其中的 副繞組除了起到電機(jī)起動(dòng)的作用外，也可以在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)繼續(xù)參加工作， 所以完整的單相交流電機(jī)的副繞組電路通?？梢杂刹⒙?lián)的副繞組運(yùn)行電路和 副繞組起動(dòng)電路表示。電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，副繞組不參加工作的電機(jī)則沒有其 中的副繞組運(yùn)行電路部分。其中的副繞組起動(dòng)電路部分僅在電機(jī)起動(dòng)時(shí)參加工作，在電機(jī)起動(dòng)后需要實(shí)現(xiàn)斷開。目前通常由正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC) 元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電路參加工作，PTC元件被通于副繞組起 動(dòng)電流，導(dǎo)致PTC元件發(fā)熱，其阻值迅速上升，最終使起動(dòng)電路被基本斷開。 在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，PTC元件中仍然必須由一個(gè)較小的電流持續(xù)通過(guò)，以維 持PTC元件的發(fā)熱阻值，阻止電機(jī)起動(dòng)電路在電機(jī)正常工作時(shí)發(fā)生作用。這 個(gè)維持PTC發(fā)熱的功耗通常在3W左右。由于這種電機(jī)被廣泛應(yīng)用，這個(gè)發(fā) 熱功耗導(dǎo)致了電能的大量浪費(fèi)。發(fā)明專利申請(qǐng)200710132228.6公開了一種無(wú)功耗電子啟動(dòng)器。該啟動(dòng)器 通過(guò)使用一套電子定時(shí)開關(guān)電路控制一個(gè)串接在電機(jī)副繞組回路中的雙向可 控硅，實(shí)現(xiàn)電機(jī)在通電啟動(dòng)的短時(shí)間內(nèi)接通電機(jī)的副繞組啟動(dòng)回路，在電機(jī) 完成啟動(dòng)之后斷開電機(jī)的副繞組啟動(dòng)回路。但是，該電路使用這些分立元件 的數(shù)量對(duì)于長(zhǎng)期頻繁間歇啟動(dòng)這樣的典型應(yīng)用場(chǎng)合等可靠性要求極高的情況下，還是在很大程度上降低了啟動(dòng)電路的可靠性，尤其是其中觸發(fā)電路中所 使用的電阻元件和定時(shí)截止電路中所使用的多個(gè)晶體管，在電機(jī)工作狀態(tài)下 全部都通過(guò)有多個(gè)毫安的工作電流，而且這個(gè)電子電路全部都運(yùn)作在復(fù)雜的 電機(jī)工作電路中，沒有實(shí)現(xiàn)同復(fù)雜用電環(huán)境的有效隔離，整個(gè)脆弱的弱電電 路系統(tǒng)無(wú)法得到良好的保護(hù)，給整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)的可靠性帶來(lái)了巨大的負(fù)面影 響。同時(shí)，該電路中采用的雙向可控硅在電機(jī)啟動(dòng)電路接通前，必須要實(shí)現(xiàn) 定時(shí)器的復(fù)位，也就是必須使定時(shí)器電路失電，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的定時(shí)器定時(shí) 電容放電基本完成后，才能再次實(shí)現(xiàn)雙向可控硅的延時(shí)截止，否則，只要在 觸發(fā)電路/定時(shí)截止電路中有電流存在，雙向可控硅將一直處于截止?fàn)顟B(tài)， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)電機(jī)從非運(yùn)轉(zhuǎn)小電流狀態(tài)到啟動(dòng)的轉(zhuǎn)變。
實(shí)用新型專利200520098936.9描述了一種制冷壓縮機(jī)的啟動(dòng)器，這是一 種與發(fā)明專利200710132228.6類似的電子啟動(dòng)器，不同的是其電子定時(shí)電路 并未象發(fā)明專利200710132228.6那樣使用轉(zhuǎn)換出的低電壓系統(tǒng)，而是直接使 用了電機(jī)工作環(huán)境的交流電系統(tǒng)，通過(guò)使用一個(gè)二極管整流后對(duì)電容充電來(lái) 實(shí)現(xiàn)電機(jī)副繞組的定時(shí)導(dǎo)通和斷開控制。該啟動(dòng)器的電路相對(duì)簡(jiǎn)單，但其主 要的問(wèn)題在于其中的二極管和電容、電阻器件需要工作在較高的耐壓下，該 耐壓值為電機(jī)工作交流電壓的峰峰值，這對(duì)這些電子元器件提出了較高的要 求，大大降低了啟動(dòng)器的可靠性，而且對(duì)其在家用電器上的使用安全性也帶 來(lái)了一定的影響。
發(fā)明專利200410065370.乂公開了本專利申請(qǐng)人發(fā)明的一種互感式無(wú)觸點(diǎn) 起動(dòng)器，分別適用于各種不同類型的單相交流電機(jī)。這種互感式無(wú)觸點(diǎn)起動(dòng) 器的特點(diǎn)是采用電流互感器，根據(jù)單相交流電機(jī)的不同，在電機(jī)電路的不同 位置對(duì)電流進(jìn)行采樣轉(zhuǎn)換，用來(lái)觸發(fā)串接在電機(jī)副繞組起動(dòng)回路中的雙向可 控硅，利用電機(jī)在起動(dòng)之初回路中電流遠(yuǎn)大于正常工作電流的特點(diǎn)，在電機(jī)起動(dòng)時(shí)觸發(fā)副繞組雙向可控硅而使其短時(shí)間導(dǎo)通，完成電機(jī)的起動(dòng)。這種互 感式起動(dòng)器也有其缺點(diǎn)，那就是使用了雙向可控硅，而雙向可控硅的觸發(fā)電 流有一定程度的離散性，給大批量生產(chǎn)工藝帶來(lái)了一定的困難。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是要提供一種可靠性高、無(wú)功耗的單相電機(jī)無(wú)功耗起 動(dòng)器。
本實(shí)用新型的目的是這樣來(lái)達(dá)到的， 一種單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，包括 一個(gè)觸點(diǎn)式的電磁開關(guān)和一個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻，所述的電磁開關(guān)的靜觸 點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，電磁開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與電機(jī)主繞組引出 端和電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈一端連接，正溫度系數(shù)熱敏電阻的另一端與電機(jī)副 繞組引出端連接，電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈另一端與外部電源的一端連接。
本實(shí)用新型所述的電磁開關(guān)包括靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)、彈簧片、二個(gè)純鐵和 激勵(lì)線圈，所述的靜觸點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，彈簧片的一端 設(shè)有動(dòng)觸頭和第一純鐵，靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)，第二純鐵與第一純鐵對(duì)應(yīng)， 第二純鐵設(shè)有激勵(lì)線圈，激勵(lì)線圈的一端與電機(jī)主繞組引出端和彈簧片另一 端連接，激勵(lì)線圈的另一端與外部電源的一端連接。
一種單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，包括一個(gè)觸點(diǎn)式的電磁開關(guān)和一個(gè)正溫度
系數(shù)熱敏電阻，所述的電磁開關(guān)的靜觸點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接， 電磁開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與外部電源的一端和電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈的一端連接，電 磁開關(guān)的激勵(lì)線圈的另一端與電機(jī)主繞組引出端連接。
本實(shí)用新型所述的電磁開關(guān)包括靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)、彈簧片、二個(gè)純鐵和 激勵(lì)線圈，所述的靜觸點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，彈簧片的一端 設(shè)有動(dòng)觸頭和第一純鐵，靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)，第二純鐵與第一純鐵對(duì)應(yīng)， 第二純鐵設(shè)有激勵(lì)線圈，激勵(lì)線圈的一端與電機(jī)主繞組引出端連接，激勵(lì)線
圈的另一端與彈簧片的另一端和外部電源的一端連接。
本實(shí)用新型放棄了雙向可控硅這種無(wú)觸點(diǎn)交流電子開關(guān)的使用，改為直 接使用傳統(tǒng)的觸點(diǎn)式電磁開關(guān)來(lái)控制電機(jī)副繞組起動(dòng)電路的通斷，從而解決 了雙向可控硅觸發(fā)電流離散性帶來(lái)的大批量生產(chǎn)上可靠性差的困難；同時(shí)， 觸點(diǎn)式幵關(guān)的使用使電機(jī)在完成起動(dòng)后其起動(dòng)回路能夠?qū)崿F(xiàn)完全斷開，從而 可提供其正常運(yùn)轉(zhuǎn)的工作效率，對(duì)壓縮機(jī)應(yīng)用而言，可以大大提高其COP(制 冷或制熱量與電機(jī)輸入功率的比)值；雖然觸點(diǎn)式幵關(guān)的使用與無(wú)觸點(diǎn)的雙 向可控硅相比，存在一個(gè)開關(guān)次數(shù)的使用壽命問(wèn)題，但只要其設(shè)計(jì)壽命超過(guò) 典型應(yīng)用如冰箱等環(huán)境中的其他主要部件壽命，則觸點(diǎn)本身的壽命問(wèn)題通常 就不會(huì)對(duì)產(chǎn)品構(gòu)成影響。

圖1為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電原理結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的電原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

參見圖l，電磁開關(guān)L包括靜觸點(diǎn)1、動(dòng)觸點(diǎn)2、彈簧片3、第一純鐵4、 第二純鐵5和激勵(lì)線圈L3，靜觸點(diǎn)1與正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的一端連 接，正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的另一端與電機(jī)副繞組L2的引出端S連接。 彈簧片3的一端設(shè)有動(dòng)觸點(diǎn)2和第一純鐵4，第二純鐵5設(shè)有激勵(lì)線圈L3、 靜觸點(diǎn)1和動(dòng)觸點(diǎn)2對(duì)應(yīng)，第一純鐵4和第二純鐵5對(duì)應(yīng)。彈簧片3的另一 端與電機(jī)主繞組Ll的引出端M和激勵(lì)線圈L3的一端連接，激勵(lì)線圈L3的 另一端與外部電源的一端連接。在實(shí)際使用中，電機(jī)主繞組L1和電機(jī)副繞組 L2的合并引出端與外部電源的另一端連接，電機(jī)主繞組Ll引出端M和電機(jī) 副繞組L2引出端S間串聯(lián)電機(jī)永久運(yùn)行電容器C。當(dāng)電機(jī)的外部電源接通時(shí)， 電機(jī)主繞組回路中產(chǎn)生遠(yuǎn)大于正常工作電流的起動(dòng)電流，使電磁開關(guān)L的激 勵(lì)線圈L3產(chǎn)生電磁力線，感應(yīng)到第二純鐵5，產(chǎn)生電磁吸力，第一純鐵4吸 合到第二純鐵5上，使動(dòng)觸點(diǎn)2與靜觸點(diǎn)1閉合，導(dǎo)致電磁開關(guān)L動(dòng)作，從 而使電機(jī)副繞組回路導(dǎo)通，電機(jī)在主、副繞組L1、 L2的驅(qū)動(dòng)下開始快速起 動(dòng)。電機(jī)副繞組L2的導(dǎo)通工作使電機(jī)總回路電流更加增大，使電磁開關(guān)L 的動(dòng)作狀態(tài)得到增強(qiáng)保持而變得更加穩(wěn)定。同時(shí)由于電機(jī)副繞組L2的導(dǎo)通， 串接在電機(jī)副繞組回路中的正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC在電流的作用下很快發(fā) 熱升溫發(fā)生作用，在很短時(shí)間內(nèi)其電阻達(dá)到一個(gè)極大值，從而使副繞組起動(dòng) 電路因正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC的極大電阻而接近斷幵。電機(jī)副繞組起動(dòng)電 路的接近斷開使電機(jī)基本完成起動(dòng)過(guò)程，電機(jī)主繞組回路中的工作電流由很 大的起動(dòng)電流下降到遠(yuǎn)低于起動(dòng)電流的工作電流。此時(shí)電磁開關(guān)L的激勵(lì)線 圈L3中的電流也下降到一個(gè)正常工作狀態(tài)下的最小值，無(wú)法保持在動(dòng)作狀 態(tài)，致使電磁開關(guān)L的觸點(diǎn)無(wú)法保持連接而斷開。這時(shí)，電機(jī)的整個(gè)起動(dòng)過(guò) 程全部完成，電機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，電機(jī)副繞組起動(dòng)電路則處于完全斷開 狀態(tài)，完全沒有功耗。這是電磁開關(guān)L的激勵(lì)線圈L3串接于電機(jī)總回路中 的情況。
參見圖2，其電原理結(jié)構(gòu)基本和上述實(shí)施例相同，只是電磁開關(guān)L的激 勵(lì)線圈L3串接于電機(jī)主繞組回路中，即激勵(lì)線圈L3的一端與電機(jī)主繞組Ll 的引出端M連接，激勵(lì)線圈L3的另一端與彈簧片3的另一端和外部電源的 一端連接。其工作原理基本相同，僅在副繞組起動(dòng)電路達(dá)到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電 磁開關(guān)L的動(dòng)作保持狀態(tài)不會(huì)得到增強(qiáng)，同樣也能起到電機(jī)的起動(dòng)作用，因此 電磁開關(guān)L的激勵(lì)線圈L3串接于電機(jī)總回路中的情況會(huì)使起動(dòng)器表現(xiàn)更佳。
權(quán)利要求1、一種單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，其特征在于包括一個(gè)觸點(diǎn)式的電磁開關(guān)和一個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻，所述的電磁開關(guān)的靜觸點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，電磁開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與電機(jī)主繞組引出端和電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈一端連接，正溫度系數(shù)熱敏電阻的另一端與電機(jī)副繞組引出端連接，電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈另一端與外部電源的一端連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，其特征在于所述的 電磁開關(guān)包括靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)、彈簧片、二個(gè)純鐵和激勵(lì)線圈，所述的靜觸 點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，彈簧片的一端設(shè)有動(dòng)觸頭和第一純 鐵，靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)，第二純鐵與第一純鐵對(duì)應(yīng)，第二純鐵設(shè)有激勵(lì)線 圈，激勵(lì)線圈的一端與電機(jī)主繞組引出端和彈簧片另一端連接，激勵(lì)線圈的 另 一端與外部電源的一端連接。
3、 一種單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，其特征在于包括一個(gè)觸點(diǎn)式的電磁開關(guān)和一個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻，所述的電磁開關(guān)的靜觸點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，電磁開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與外部電源的一端和電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈的一端連接，電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈的另一端與電機(jī)主繞組引出端連接。
4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，其特征在于所述的 電磁開關(guān)包括靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)、彈簧片、二個(gè)純鐵和激勵(lì)線圈，所述的靜觸 點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，彈簧片的一端設(shè)有動(dòng)觸頭和第一純 鐵，靜觸點(diǎn)和動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)，第二純鐵與第一純鐵對(duì)應(yīng)，第二純鐵設(shè)有激勵(lì)線 圈，激勵(lì)線圈的一端與電機(jī)主繞組引出端連接，激勵(lì)線圈的另一端與彈簧片 的另一端和外部電源的一端連接。
專利摘要一種單相電機(jī)無(wú)功耗起動(dòng)器，主要用于壓縮機(jī)電機(jī)的起動(dòng)，也可以用于一般單相交流電機(jī)的起動(dòng)。包括一個(gè)觸點(diǎn)式的電磁開關(guān)和一個(gè)正溫度系數(shù)熱敏電阻，所述的電磁開關(guān)的靜觸點(diǎn)與正溫度系數(shù)熱敏電阻的一端連接，電磁開關(guān)的動(dòng)觸點(diǎn)與電機(jī)主繞組引出端和電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈一端連接，正溫度系數(shù)熱敏電阻的另一端與電機(jī)副繞組引出端連接，電磁開關(guān)的激勵(lì)線圈另一端與外部電源的一端連接。優(yōu)點(diǎn)解決了雙向可控硅觸發(fā)電流離散性帶來(lái)的大批量生產(chǎn)上可靠性差的困難；可以提高其COP(制冷或制熱量與電機(jī)輸入功率的比)值；雖然觸點(diǎn)式開關(guān)的使用與無(wú)觸點(diǎn)的雙向可控硅相比，存在一個(gè)開關(guān)次數(shù)的使用壽命問(wèn)題，但只要其設(shè)計(jì)壽命超過(guò)典型應(yīng)用如冰箱等環(huán)境中的其他主要部件壽命，則觸點(diǎn)本身的壽命問(wèn)題通常就不會(huì)對(duì)產(chǎn)品構(gòu)成影響。
文檔編號(hào)H02P1/16GK201178391SQ20082003384
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者趙云文 申請(qǐng)人:常熟市天銀機(jī)電有限公司