控制电动机启动的开关系统技术方案

本文公开了一种用于电动机的低成本开关系统，该系统对速度敏感，对旋转方向不敏感，对负载不敏感并对电压波动不敏感。该开关包含电源、控制电路、过零检测器电路、触发电路及电子开关以提供开关动作。在开关系统中提供有时延滞后诱发电路，以便以电动机的预定同步速度激励和去激励电容器。开关系统在重新激励启动电容器前先检查电动机的速度，这延长了电动机的寿命。开关系统工作在高温范围，并且不考虑所使用电容器的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于控制电动机启动的开关系统。更具体地说，本发 明涉及用于单相感应电动^L的开关系统。
技术介绍
单相电动机使用启动电容器来启动电动机。启动电容器和辅绕组只能够间歇使用。 一旦达到电动机同步速度的大约75%,单相电动机 就用开关断开到电容器的电流。在本领域，机械开关实现此目的。机械开关根据离心原理操作。开关以启动离心作用所需的预定速 度开启，并随后将电容器与电动机电路分开，由此关闭到其的电源。 当开关速度低于预定速度时，开关关闭(离心作用)，将电容器连接到 电路。机械开关因此为电容器启动电动机连接和分开电容器。单相电动机一般要求包含启动绕组以使电动机中的主绕组产生具 有旋转特征的磁场。旋转转子一旦启动，便将产生感应磁场，使得双 极运行绕组能够保持转子的旋转。启动绕组仅在启动后的短时期内被 激励，以允许电动机提升到操作速度，之后被去激励。现有已知电子开关测量通过启动绕组的电压或电流，以确定从启 动绕组到运行绕组的切换。利用固态开关进行电动机启动来提高常规机电继电器的可靠性和 耐久性已为人所熟知。固态开关为到机械开关的电容器连接和断开提供了具有重要额外 优点的备选解决方案。具有主绕组和辅绕组的单相感应电动机的固态开关的基本操作原 理是基于以下原理90。异相电压一皮感应在幅度与电动机速度成比例的辅绕组中，并在同步速度时几乎等于主电压，这意味着主电压(M) 与辅电压和主电压的向量和之间的相位角在零速度时几乎等于零，并在同步速度时几乎等于45。。到辅绕组的电源通过"固态开关"提供。在这个角度达到36°时， 固态开关断开辅绕组电源。此外，在这个相位向量角度小于18°时， 固态开关重新连接辅绕组电源。执行电容器电流开关动作的这个固态 开关连续不断地感测相位角。不像机械开关，固态开关只随AC电源频率而变，因此，相同的 固态开关可用于不同速度电动^L。然而，在机械开关的这种情况下， 不同速度的电动机要求不同的^L械开关。固态开关的另 一 个优点是它 们可安装在任意位置，包括在电动机外部或者甚至远离电动机。另一 方面，机械开关必须安装在电动机轴上，由此增大了电动机的大小。常规固态开关由电流感测器感测通过主绕组的电流，并随后在指 定条件激励断开连接开关。此方法由于额外的瓦数和热量而不能采 用，这是因为在启动后电流仍流过在运行;溪式的感测器。为克服上述限制，美国专利No. 4622506提供了用于辅绕组断开 连接开关的电子控制系统的系统，该系统消除了对电动机轴上或在电 动机电路中串联的额外组件的需要。然而，此系统对负载敏感。美国专利No. 3414789和美国专利No. 3671830开关系统利用电 动机的一个或多个特征防止三端双向可控硅开关元件的传导，因此实 现在最佳时刻对启动绕组去激励。然而，电源电压和负载的变化影响 启动绕组去激励的电动机速度，导致不一致的性能。美国专利No. 4496895提供一种电动机启动器，它可用于分相和 电容器启动电动机，并且可用于所有类别的电动机，而无需适应特定 应用。此电动机启动器具有正闭锁能力，以防止在电动机去激励前重 新激励启动绕组。然而，在此系统中使用的脉冲变压器很昂贵，这使 得该开关成本高。美国专利No. 4670697提供一种用于单相AC感应电动机的启动或辅绕组的低成本开关。然而，此开关对负载敏感。美国专利No. 6756756提供一种对速度敏感但对AC线电压不敏 感的筒单、低成本电动机启动控制器。然而，该开关对负载敏感，并 且它在重新激励前不检查电动机的速度。
技术实现思路
本专利技术的 一个目的是提供一种用于控制电动机启动的开关系统， 而不考虑使用的电容器值。本专利技术的另 一 目的是提供一种工作在广泛电压范围的开关系统。本专利技术的再一目的是提供一种开关系统，该系统与电动机的同步 速度无关，并且所述开关可用于不同的电动机，而不考虑速度。本专利技术的又一目的是延长启动电容器的寿命。本专利技术的附加目的是通过将所述开关系统安装在电动机中的任意 位置而减小电动机的大小。为了实现上述目的和解决现有技术的限制，本专利技术提供一种用于 控制电动机启动的开关系统，包括-第一绕组子系统，用于生成第一电压信号； -第二绕组子系统，用于生成第二电压信号，并在所述电动机达 到启动速度后纟皮去激励；-第一控制部件，接收所述第一和第二电压信号，用于计算所述 第一和第二电压信号的合成，由此产生对应于所述合成的至少两个脉沖信号并生成第一使能信号，以在所述第二绕组子系统去激励时加入 延迟，所述延迟对应于所述第一控制部件的配置；-电荷存储部件，响应第二绕组子系统生成的附加相移耦合到所 述第二绕组子系统；-信号检测部件，用于生成第二使能信号；-第二控制部件，用于响应所述第一和第二使能信号生成输出信-第三控制部件，耦合到所述第二控制部件，用于生成触发信号；-触发部件，耦合到所述第三控制部件，用于触发调节装置由此生成输出以便促进所述电动机的启动操作的开始和完成；-时延滞后诱发部件，响应所述输出信号，用于确定对应于所述 启动操作的开始和完成的阈值，所述阈值被确定为克服由于滞后引起的冗余；以及-电源部件，耦合到所述第一绕组子系统，用于生成所述开关系 统的电力。附图说明现在将参照附图描述本专利技术。图1示出根据本专利技术用于控制电动机启动的开关系统电路图。 图2示出参照图1电路图的所述开关系统的框图。具体实施方式先参照图1，它示出了根据本专利技术用于控制电动机启动的开关系 统电路图。开关系统包括用于生成第一 电压信号的第一绕组子系统和用于生 成第二电压信号的第二绕组子系统。第一绕组子系统是单相感应电动机的主绕组(M)，它包括与齐納 二极管(Z2)串联的电阻器(R2)以便生成第一电压信号。第二绕组子系统生成第二电压信号，该信号是第一电压信号和由 辅绕组生成的电压信号的辅助和。单相感应电动机的辅绕组(AUX)包 括与齐纳二极管(Z1)串联的电阻器(R1)。主绕组和辅绕组连接到第一控制部件。第一控制部件接收所述第 一和第二电压信号，用于计算所述第一和第二电压信号的合成，由此 产生对应于所述合成的至少两个脉沖信号。第 一控制部件包括至少两 个反相器(Il和12)，它们与至少两个定时电路(C2，R3和C1,R5)连接。第 一控制部件还包括用于响应所述两个脉冲信号的输出而生成第 一使能信号的逻辑门(Ul)。所述逻辑门的输出连接到控制信号生成电路。控制信号生成电路包括二极管(D1)和电阻器电容器电路(C3和 R8)。它在所述第二绕组子系统去激励过程中加入延迟，所述延迟对 应于所述第一控制部件的配置。电荷存储部件响应由第二绕组子系统生成的附加相移而耦合到第 二绕组子系统。存储部件是耦合到辅绕组的启动电容器(C5)。开关系统包括用于生成第二使能信号的信号检测部件。信号检测 部件是过零检测器电路，包括反相器(I6)和电容器(C6)。开关系统还包括用于响应所述第 一和第二使能信号而生成输出信 号的第二控制部件。第二控制部件包括由逻辑门(U3和U4)构成的RS锁存器。开关系统还包括用于响应所述第二控制部件的输出而生成脉冲信 号的第三控制部件。第三控制部件是由I3、 C4、 14、 Rll、 RIO、 D5及R12构成的自 激振荡器。本专利技术的开关系统还包括耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电动机启动的开关系统，包括：－第一绕组子系统，用于生成第一电压信号；－第二绕组子系统，用于生成第二电压信号，并在所述电动机达到启动速度后被去激励；－第一控制部件，接收所述第一和第二电压信号，用于计算所述第一和第二电压信号的合成，由此产生对应于所述合成的至少两个脉冲信号，并生成第一使能信号，以在所述第二绕组子系统去激励时加入延迟，所述延迟对应于所述第一控制部件的配置；－电荷存储部件，响应第二绕组子系统生成的附加相移耦合到所述第二绕组子系统；－信号检测部件，用于生成第二使能信号；－第二控制部件，用于响应所述第一和第二使能信号生成输出信号；－第三控制部件，耦合到所述第二控制部件，用于生成触发信号；－触发部件，耦合到所述第三控制部件，用于触发调节装置，由此生成输出以便促进所述电动机的启动操作的开始和完成；－时延滞后诱发部件，响应所述输出信号，用于确定对应于所述启动操作的开始和完成的阈值，所述阈值被确定为克服由于滞后引起的冗余；以及－电源部件，耦合到所述第一绕组子系统，用于生成所述开关系统的电力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿布希谢克辛格，
申请(专利权)人：阿布希谢克辛格，
类型：发明
国别省市：IN[印度]