用于起动单相感应马达的方法、用于单相马达的起动装置及用于其的起动系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于单相感应马达的起动装置，其包括：具有运行绕组（B1）和起动绕组（B2）的定子（M）；起动装置（28），其在闭合状态时将起动绕组（B2）连接至交流电压供应源（F）；当马达的起动结束时起动开关（S1）被移动至打开位置，该起动装置（28）包括：起动开关（S1）；电子信号处理装置（30），其接收来自电流传感器（RS）的电流信号且接收来自电压过零传感器SV的电压信号，所述电流传感器（RS）检测流过起动开关（S1）的电流，其中控制单元（30）根据来自电压和电流过零传感器及来自时间传感器的信号的解译指示起动开关（S1）的闭合和打开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于起动单相感应马达的方法、用于单相马达的起动装置及用于其的起动系统本申请要求2011年3月1日提交的巴西专利申请第PI1101069-0号的优先权，其内容在此通过引用方式并入本文。
本专利技术涉及一种起动单相感应马达的方法，其特别地设计用于依据所述马达的尺寸和工作负荷优化所述马达的起动时间。本专利技术进一步涉及一种用于电动马达中、尤其用于单相感应马达中的类型的电子起动装置。另外，本专利技术涉及一种用于起动单相感应马达的系统，该系统包括在此提出的装置和方法。
技术介绍
单相感应马达由于其简单、耐用和高性能而被广泛应用。它们的应用常见于通常的家用电器（冰箱、冷冻机、空调、封闭式压缩机、洗衣机、电动泵、风扇）以及一些工业应用中。已知的感应马达通常由笼型转子和由两个绕组组成的绕组定子组成，两个绕组中的一个是运行绕组，另一个是起动绕组。在压缩机的正常操作期间，运行绕组被供给以交流电，并且在起动操作的开始时起动绕组被临时地供电，在定子气隙中产生旋转磁场，这是加速转子并致使其起动的必需条件。该旋转磁场可以通过向起动绕组供应相对于通过初级绕组的循环电流而言在时间上滞后（优选地滞后接近90度的角度）的电流来获取。在两种绕组中流动的电流之间的偏差通过绕组的结构特性实现或通过安装与其中一个绕组串联的外阻抗（虽然通常与起动绕组串联）实现。在马达的起动过程期间通过起动绕组的循环电流值通常很高，使得必需使用某种开关，这种开关在使马达加速所需的时间结束后将中断该电流。对于需要非常高效的马达而言，起动绕组在起动周期终止之后没有被完全切断，因为一种称作操作电容器的电容器保持与该绕组串联，提供充足的电流以增加马达的最大扭矩及其效率。对于具有使用在正常马达工作期间与起动绕组串联的恒阻抗的这种配置的马达而言，已知若干种PTC类型的起动装置，机电继电器式的、定时的（timed）及组合，其中PTC与在确定时段（RSP）之后中断电流流动的装置串联连接，如在美国专利文献5,053,908和US5,051,681以及来自相同申请人的共同待审的国际专利申请WO02/09624A1中引用的那样。在起动未使用操作电容器的“分相”式单相马达时广泛使用的部件之一是机电继电器类型。它的广泛应用与其低制造成本及其技术简易性有关。另一方面，机电继电器表现出了很多局限性，主要在下述方面：需要为每种尺寸的电动马达设计专用部件；它不能用于使用操作电容器的高效发动机中；在其操作期间产生电磁噪音和声音以及因电弧和机械摩擦引起部件磨损。对机电继电器的替代选择是PTC（正温度系数）类型的装置。此部件广泛应用于其应用与操作电容器关联的高效发动机中。由于它包括使用没有活动部件的陶瓷片，所以其原理解决了机电继电器的许多局限性。由于其操作基于对陶瓷片加热、导致其电阻增加并且因此限制了循环电流，因此在其操作的整个期间内都发生剩余功率的消耗。该部件的另一个局限性涉及到连续起动之间所需的时间间隔。其主要优点之一是使用单个部件来操作特定电压（115V或220V）的一组马达的起动的可能性，但是当考虑的特性是对次级绕组的激励时间的优化时这就成为了限制。它的传导时间与陶瓷片的体积成正比并与循环电流成反比，导致当应用于较大的马达时起动时间减短，而当应用于较小的马达时则起动周期太长。这两个事实导致了对较大马达的起动不足、以及在较小马达的起动周期期间的较高能量消耗。虽然定时起动部件消除了PTC类型装置的剩余消耗的主要缺点，但是它们不允许其适应不同尺寸的马达所需要的起动时间。其原理不允许对提供用于不同马达尺寸的最优起动时间的电路的调整，并且必需具有若干个型号，各型号设置用于给定操作时间并且设置用于适合特定种类的电动马达，从而导致非标准化、增加了生产线的变化并且库存量更高。这种装置没有考虑起动时刻的操作条件并且因此调整用于最坏状况，从而增加了起动时间。鉴于上述，本专利技术提供一种新的起动单相马达的方法，其能够优化大范围的马达的起动时间，尤其在它们的操作功率方面。此外，为了实现本专利技术的目的还提供了一种装置和一种起动系统。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的第一个目的在于提供一种具有简单且耐用的布局技术（topology）的成本有效的起动装置，其允许：i）大规模用于低成本系统中，提供消除剩余能量消耗的定时装置的优点；ii）减少了处理相同供应电压的专用种类马达所需的的部件的数量；iii）具有操作电容器的高效马达的使用，并且其呈现出机电继电器的特征，其中在每种不同尺寸的电动马达中均优化了起动时间。本专利技术的第二个目的在于提供一种用于单冲程感应马达的起动方法，其根据尺寸及与尺寸相关的马达负荷来优化起动时间。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于单冲程感应马达的起动方法，其相对于供应电网电压自动地优化起动时间。本专利技术的另外的目的在于提供一种用于起动单相感应马达的电子装置，其能量消耗可以忽略。此外，本专利技术的一个目的在于提供一种用于起动单相感应马达的电子装置，这种马达可以结合起动电容器或与马达的起动绕组串联安装的任何其它阻抗操作。本专利技术又一目的在于提供一种用于起动单相感应马达的电子装置，其不易受来自供应电网的瞬变或干扰的影响。最后，本专利技术的目的在于提供一种用于起动如下单相感应马达的电子装置，这些马达能够结合一些制冷系统的设置操作，该制冷系统具有与恒温接触器（thermostatcontact）并联连接的阻抗（电阻），其用于产生少量热量以保持恒温接触器免于潮湿，但是这也导致了压缩机端子上出现剩余电压，这干扰或妨碍一些类型的电子装置的操作，这些电子装置可能错误地将这种剩余电压当作压缩机的工作状态。专利技术简述本专利技术的目的通过提供一种用于起动单相感应马达的方法实现，该马达包括转子和具有运行绕组和起动绕组的定子，运行绕组和起动绕组并联连接到交流电压电源，起动绕组电连接至起动装置，起动装置包括起动开关，所述起动开关在电子信号处理装置的控制下允许起动绕组与电压源连接和断开，该起动装置包括从起动开关的端子供应的直流电源，该起动方法包括如下步骤：a）首先在闭合起动开关之前通过起动装置测量起动开关的端子之间的电压，并且当该电压过零时，电子信号处理装置基于多个检测时间瞬时（instant）计算和存储内部时基，所述内部时基与电压电源的相同步；b）闭合起动开关S1，用于开始向马达的起动绕组B2供应电流；c）当起动绕组B2中的电流过零时，测量起动绕组B2中电流的一个或更多起动时间瞬时Tpar；d）比较流过起动绕组B2的电流过零时的起动时间瞬时Tpar与内部时基Tref；e）从步骤e中所做的比较开始，通过起动装置计算流过起动绕组B2的电流与内部时基Tref之间的相差Df；f）从当装置检测到流过起动绕组B2的电流与内部时基Tref之间的相差Df的值大于预定起动相界（phaseboundary）Lfap时开始，基于步骤e的计算打开起动开关S1。本专利技术的目的也通过提供一种用于起动单相感应马达的装置实现，单相感应马达包括并联连接到电压电源的运行绕组和起动绕组，起动装置还包括起动开关，所述起动开关在至少一个电子信号处理装置的控制下允许起动绕组与电压源连接和断开，所述起动装置的特征在于所述起动装置包括彼此并联地电连接的所述起动开关及至少一个直流电源；由直流电源供电的所述电子信号处理装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.01 BR PI1101069-01.一种用于起动单相感应马达的方法，所述马达包括转子及具有运行绕组（B1）和起动绕组（B2）的定子（M），所述运行绕组（B1）和所述起动绕组（B2）并联连接到交流电压电源（F），所述起动绕组（B2）与起动装置（28）电连接，所述起动装置包括起动开关（S1），所述起动开关（S1）在电子信号处理装置（30）的控制下允许所述起动绕组（B2）与所述电压电源（F）连接和断开，所述起动装置（28）包括自所述起动开关（S1）的端子供应的直流电源（29），所述起动方法的特征在于包括下述步骤：a）首先在闭合所述起动开关（S1）之前通过所述起动装置（28）测量所述起动开关（S1）的端子之间的电压，并且当所述电压过零时所述电子信号处理装置（30）基于多个检测时间瞬时（Tpar）计算和存储内部时基（Tref），所述内部时基（Tref）与所述电压电源（F）的相同步；b）闭合所述起动开关（S1），用于开始向所述马达的所述起动绕组（B2）供应电流；c）测量所述起动绕组（B2）的电流过零时的所述起动绕组（B2）中的电流的一个或更多起动时间瞬时（Tpar）；d）比较流过所述起动绕组（B2）的电流过零时的所述时间瞬时（Tpar）与所述内部时基（Tref）；e）基于在步骤d中所做的比较，通过所述起动装置（28）计算流过所述起动绕组（B2）的电流与所述内部时基（Tref）之间的相差（Df）；f）当所述起动装置（28）检测到流过所述起动绕组（B2）的所述电流与所述内部时基（Tref）之间的相差（Df）的值超过预定起动相界时，基于步骤e中的计算打开所述起动开关(S1)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定起动相界描述了其中所述马达以接近其额定操作速度的转速被加速的操作状态。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在当马达以接近所述额定操作速度的转速被加速的时刻，根据通过所述电子信号处理装置（30）发送的指令发生所述起动开关（S1）的打开，所述电子信号处理装置（30）容纳在所述起动装置（28）内。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：g）当流过所述起动绕组（B2）的所述电流与所述内部时基（Tref）之间的所述相差（Df）大于预定相值时打开所述起动开关（S1），所述预定相值被配置为表示其中所述马达在预定起动时间终止之后被加速至接近其额定操作速度的转速的状态。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：h）当流过所述起动绕组（B2）的电流与所述内部时基（Tref）之间的所述相差（Df）未表现出变化时打开所述起动开关（S1），这种条件被配置为表示其中所述马达已完成其加速的操作。6.根据权利要求1中任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：i）保持所述起动开关打开，直到所述交流电压源（F）的信号电压中断一段足以表征马达停止的停止时间。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：在马达起动之后分析其中在所述起动开关（S1）上发生电压过零的时间瞬时或时刻。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：-存储所述内部时基（Tref）；以及-使所述时间内部基准（Tref）与所述起动绕组（B2）的所述电压过零同步。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：-在从所述起动开关（S1）闭合开始计时的持续时间超过为了完成马达起动而预先限定的最大时间值（Tmax）的情况下，通过所述起动装置（28）确定所述起动开关（S1）的打开。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括下述步骤：在开始新的起动循环前，等待一段用于马达的冷却的时间（Tres）和/或等待被配置以建立负荷条件至所述马达供应的扭矩的最小负荷时间（Tmin）。11.一种用于单相感应马达（28）的起动装置，所述单相感应马达（28）包括并联连接到电压电源（F）的运行绕组（B1）和起动绕组（B2），所述起动装置还包括起动开关（S1），所述起动开关（S1）在至少一个电子信号处理装置（30）的控制下使所述起动绕组（B2）与所述电压电源（F）连接和断开，所述起动装置的特征在于，包括：彼此并联且电连接的所述起动开关（S1）和至少一个直流电源（29）；由所述直流电源（29）供电的所述电子信号处理装置（30），所述电子信号处理装置（30）通过控制端子（26）以可操作的方式电连接至所述起动开关（S1）；电连接至所述电子信号处理装置（30）和所述起动开关（...

【专利技术属性】
技术研发人员：M札内拉托，C布伦宁，MR德索札，
申请(专利权)人：惠而浦股份公司，
类型：
国别省市：