CN101902183A - 用于控制电机起动的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于控制电机起动的方法及装置，利用整流桥堆将电源的交流电转换为直流电，将转换的直流电经过RC充电后用于控制光偶的运行，再利用光耦来控制交流电的回路，以实现电机的起动，并起到降低起动器功耗的目的。本发明采用将交流电转换为直流电，再将该直流电采用充电方式控制光耦，使光耦自动控制交流电的回路，以控制电机起动，因采用的是RC充电方式，极大的减少了起动器的功耗，本发明方法所采用的起动器在使用中的功耗约为低于0.1W，只有毫瓦(mW)级别，因起动控制信号与电机本身规格型号、功率无关，故适用范围广，并且该起动器能实现低压起动，起动后关断容易，是一款通用节能型电机起动器。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路控制方法及电路结构，尤其是一种用于控制电机起动的方法及装置。
背景技术
单相交流电机通常由一转子和由主、副绕组的定子组成。其中副绕组除起到起动作用外，也可以在电机正常运行时工作，所以完整的单相交流电机的副绕组通常由起动电路和运行电路并联表示。不需要副绕组工作的电机不需要运行电路，其中副绕组的起动电路部分仅在电机起动时参加工作，电机起动后需要副绕组断开，小型电机大都不需要起动电容C2和运行电容C3。
目前，电机起动通常是采用正温度系数热敏电阻（PTC）元件来实现，电机起动时，起动回路参与工作，起动时PTC电阻值低，流过PTC的起动电流，导致PTC发热，其电阻值迅速升高，使起动回路基本断电，在电机正常运行时，PTC两端电压很高，有流过PTC的维持电流，这个维持电流产生功耗有1.5～3.5W，这是极大电能浪费。
中国专利号200610034946.5公开了一种用于单相交流起动电机的电子装置，它的触发信号取于串联在主绕组的电感两端，利用起动时主绕组电流是正常运行电流倍数关系，起动时主绕组产生大电流，在电感器两端产生一个较大的电压，经整流后给光耦触发信号，光耦输出端导通后给双向可控硅提供触发信号电流，进而驱动可控硅T导通，起动绕组得电，电机开始起动。电机起动后，其电流下降，在电感器两端产生的压降将关掉光耦触发，从而关断双向可控硅控制极，双向可控硅不导通。该专利有以下不足：①触发信号整流后未滤波，这样光耦关断困难；②触发信号在起动和正常运行时，倍差不足，这样不能做一款通用的起动器，无法满足市场需要；③双向可控硅控制极直接连接到副绕组，控制极电流太大，双向可控硅无法承受或严重降低可控硅的使用寿命。综上所述，该专利实际无法实现期望，也无法产业化。
中国专利号97110755.6公开了一种用于单相交流起动电机的电子装置，它采双PTC热敏电阻器，用小PTC热敏电阻控制双向可控硅，电机起动后，大PTC热敏电阻无功耗，该专利不足：小PTC热敏电阻器上仍然有功耗，有0.2～0.5W。
中国专利号200410065370.X(见图)公开了一种用于单相交流起动电机的电子装置，它的触发信号取于串联在主绕组的电流互感的初级，利用起动时主绕组电流是正常运行电流倍数关系，通过互感器将信号发大，起动时的大电流使可控硅控制极触发导通，电机起动后，主绕组电流降低，从而关断可控硅，使PTC上无功耗，此专利不足：①信号取于主绕组，存在电机规格型号不同，信号变动大，而起动和工作的电流倍差不大，不能做一款通用的起动器；②因起动和工作的电流倍差不足，低压电机起动或起动后关断困难。
发明内容
本发明的目的是：提供一种用于控制电机起动的方法及装置，它能控制电机起动，起动后的功耗小，适用范围广，运行的稳定性好，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：用于控制电机起动的方法，利用整流桥堆将电源的交流电转换为直流电，将转换的直流电经过RC充电后用于控制光偶的运行，再利用光耦来控制交流电的回路，以实现电机的起动，并起到降低起动器功耗的目的。
通用节能型电机起动器，包括整流桥堆，整流桥堆的输入端连接在电源或副绕组的引出端上，在整流桥堆的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦的输入端1连接，整流桥堆的输出负极与光耦的输入端2连接，在光耦的输入1端及光耦的输入2端之间并联一个滤波电容,光耦的输出端3与电源或副绕组的引出端连接，光耦的输出端4与电源另一端连接。
光耦的输出端3通过PTC热敏电阻与副绕组的引出端或电源连接。
光耦的输出端3通过限流电阻与副绕组的引出端或电源连接，光耦的输出端4与双向可控硅的触发极连接，双向可控硅的第一电极与电源连接，双向可控硅的第二电极通过PTC热敏电阻与副绕组的引出端连接。
在整流桥堆的一个输入端上连接有阻容降压电路，阻容降压电路的另一端与副绕组引出端或电源连接。
在整流桥堆的输出端上并联一个限压电阻。
在光耦的输入端上并联一个二极管。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用将交流电转换为直流电，再将该直流电采用充电方式控制光耦，使光耦自动控制交流电的回路，以控制电机起动，因采用的是RC充电方式，极大的减少了起动器的功耗，本发明方法所采用的起动器在使用中的功耗约为低于0.1W，只有毫瓦（mW）级别，因起动控制信号与电机本身规格型号、功率无关，故适用范围广，并且该起动器能实现低压起动，起动后关断容易，是一款通用节能型电机起动器。本发明的方法简单，所采用的装置容易制作提高了电机起动的可靠性，降低起动器起动后的功耗。
附图及附图说明
图1为本发明的电路原理图。
图2为本发明的第2种的电路原理图。
图3为本发明的第3种的电路原理图。
图4为本发明的第4种的电路原理图。
图5为本发明的第5种的电路原理图。
图6为本发明的第6种的电路原理图。
图7为本发明的第7种的电路原理图。
图8为本发明的第8种的电路原理图。
图9为本发明的第9种的电路原理图。
具体实施方式
本发明的实施例1：通用节能型电机起动器的结构如图1所示，包括整流桥堆D，整流桥堆D的输入端连接在电源上，在整流桥堆D的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦U的输入端1连接，整流桥堆D的输出负极与光耦U的输入端2连接，光耦U的输出端3与副绕组S的引出端连接，光耦U的输出端4与电源连接。
电机开机瞬间，整流后的直流电给充电电容C1充电，光耦U导通，副绕组S通电，充电完成后，充电回路无电流，光耦U关断，副绕组S关断，电机起动运行。
本发明的实施例2：通用节能型电机起动器的结构如图2所示，包括整流桥堆D，整流桥堆D的输入端连接在电源上，在整流桥堆D的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦U的输入端1连接，整流桥堆D的输出负极与光耦U的输入端2连接，光耦U的输出端3通过PTC热敏电阻Rp与副绕组S的引出端连接，光耦U的输出端4与电源连接。
电机开机瞬间，整流后的直流电给充电电容C1充电，光耦U导通，副绕组S通电，PTC热敏电阻Rp发热电阻值增大，电机起动运行，充电完成后，充电回路无电流，光耦U关断，副绕组S关断，PTC热敏电阻Rp无电流通过，无功耗。
本发明的实施例3：通用节能型电机起动器的结构如图3所示，包括整流桥堆D，整流桥堆D的输入端连接在电源上，在整流桥堆D的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦U的输入端1连接，整流桥堆D的输出负极与光耦U的输入端2连接，光耦U的输出端3通过限流电阻R2与副绕组S的引出端连接，光耦U的输出端4与双向可控硅T的触发极G连接，双向可控硅T的第一电极A1与电源连接，双向可控硅T的第二电极A2通过PTC热敏电阻Rp与副绕组S的引出端连接。
电机开机瞬间，整流后的直流电给充电电容C1充电，光耦U导通，同时触发双向可控硅T导通，副绕组S通电，PTC热敏电阻Rp发热电阻值增大，电机起动运行，充电完成后，充电回路无电流，光耦U关断，控制极关闭，副绕组S关断，PTC热敏电阻Rp无电流通过，无功耗。
本发明的实施例4：通用节能型电机起动器的结构如图4所示，包括整流桥堆D，整流桥堆D的输入端通过阻容降压电路R3、C5连接在电源上，在整流桥堆D的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦U的输入端1连接，整流桥堆D的输出负极与光耦U的输入端2连接，光耦U的输出端3通过限流电阻R2与副绕组S的引出端连接，光耦U的输出端4与双向可控硅T的触发极G连接，双向可控硅T的第一电极A1与电源连接，双向可控硅T的第二电极A2通过PTC热敏电阻Rp与副绕组S的引出端连接。
电机开机瞬间，先通过阻容降压电路R3、C5降压，整流后的直流电给充电电容C1充电，光耦U导通，同时触发双向可控硅T导通，副绕组S通电，PTC热敏电阻Rp发热电阻值增大，电机起动运行，充电完成后，充电回路无电流，光耦U关断，控制极关闭，副绕组S关断，PTC热敏电阻Rp无电流通过，无功耗。
本发明的实施例5：通用节能型电机起动器的结构如图5所示，包括整流桥堆D，在电源上连接有变压器B，在整流桥堆D的输入端与降压后的电源连接，在整流桥堆D的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦U的输入端1连接，整流桥堆D的输出负极与光耦U的输入端2连接，光耦U的输出端3通过限流电阻R2与副绕组S的引出端连接，光耦U的输出端4与双向可控硅T的触发极G连接，双向可控硅T的第一电极A1与电源连接，双向可控硅T的第二电极A2通过PTC热敏电阻Rp与副绕组S的引出端连接。
实施例5的工作原理与实施例4类似，仅是电源的降压元件不同。
本发明实施例6：通用节能型电机起动器的结构如图6所示，包括整流桥堆D，整流桥堆D的输入端通过阻容降压电路R3、C5连接在电源上，在整流桥堆D的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦U的输入端1连接，整流桥堆D的输出负极与光耦U的输入端2连接，整流桥堆D输出端并联限压电阻R4，光耦U的输入两端并联滤波电容C5（或旁路电容）、二极管ZD,光耦U的输出端3通过限流电阻R2连接电机副绕组引出端连接，光耦U的输出端4与双向可控硅T的触发极G连接，双向可控硅T的第一电极A1与电源连接，双向可控硅T的第二电极A2通过PTC热敏电阻Rp与副绕组S的引出端连接。
原理同实施例4、5，R4起限制充电后电容C1的电压，充完电后，回路有一定的纹波电流，电容C5起滤波或旁路作用，当电机停止工作后关电后，二极管ZD能加快放电速度。
图7、8、9表示实施例6的三种其它不同连接法，其原理与实施例6相同。
在具体生产中，根据不同品种的电机，可先择不同的实施方案，选择不同规格的元器件，本发明的电机起动器，其控制信号只与电源电压有关，与电机的型号规格无关，故可以在很宽功率范围内的电机上通用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。任何熟悉技术领域的技术人员在本发明公示的技术范围内，可以轻易想到的变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于控制电机起动的方法，其特征在于：利用整流桥堆将电源的交流电转换为直流电，将转换的直流电经过RC充电后用于控制光偶的运行，再利用光耦来控制交流电的回路，以实现电机的起动，并起到降低起动器功耗的目的。
2.一种通用节能型电机起动器，包括整流桥堆（D），其特征在于：整流桥堆（D）的输入端连接在电源或副绕组（S）的引出端上，在整流桥堆（D）的输出正极上串联有充电电容C1及充电电阻R1，充电电阻R1的另一端与光耦（U）的输入端1连接，整流桥堆（D）的输出负极与光耦（U）的输入端2连接，在光耦（U）的输入1端及光耦（U）的输入2端之间并联一个滤波电容（C4）,光耦（U）的输出端3与电源或副绕组（S）的引出端连接，光耦（U）的输出端4与电源连接。
3.根据权利要求2所述的通用节能型电机起动器，其特征在于：
光耦（U）的输出端3通过PTC热敏电阻（Rp）与副绕组（S）的引出端或电源连接。
4.根据权利要求2所述的通用节能型电机起动器，其特征在于：光耦（U）的输出端3通过限流电阻（R2）与副绕组（S）的引出端或电源连接，光耦（U）的输出端4与双向可控硅（T）的触发极（G）连接，双向可控硅（T）的第一电极（A1）与电源连接，双向可控硅（T）的第二电极（A2）通过PTC热敏电阻（Rp）与副绕组（S）的引出端连接。
5.根据权利要求1或4所述的通用节能型电机起动器，其特征在于：在整流桥堆（D）的一个输入端上连接有阻容降压电路（R3、C5），阻容降压电路（R3、C5）的另一端与副绕组（S）的引出端或电源连接。
6.根据权利要求5所述的通用节能型电机起动器，其特征在于：
在整流桥堆（D）的输出端上并联一个限压电阻（R4）。
7.根据权利要求6所述的通用节能型电机起动器，其特征在于：在光耦（U）的输入端上并联一个二极管（ZD）。
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