CN102522928B - 电动机启动器、电动机的启动方法及压缩机 - Google Patents
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Abstract
一种电动机启动器、电动机的启动方法及压缩机，其中，电动机启动器包括电流检测单元、第一开关、第二开关和控制单元，其中，所述电流检测单元用于检测所述电动机的工作电流；所述第一开关连接于电流检测单元和所述主绕组；所述第二开关连接于电流检测单元和所述启动绕组；所述控制单元包括连接于所述电流检测单元的第一输入端、连接于所述第一开关的第一输出端和连接于所述第二开关的第二输出端，所述控制单元内存储有第一阈值并在所述工作电流第二次小于所述第一阈值时，断开所述第二开关；在所述工作电流大于所述第一阈值和第一次小于所述第一阈值时，闭合所述第一开关和第二开关。本发明电动机启动器使得电动机启动过程中功耗低。
Description
技术领域
本发明涉及启动电动机的电动机启动器，还涉及具有电动机启动器的压缩机和电动机的启动方法。
背景技术
中国专利申请第200520098936.9揭露了一种全封闭制冷压缩机无功耗启动器，该启动器包括双向可控硅、在双向可控硅的导通段连接有热敏电阻，双向可控硅的触发端连接有一个由热敏电阻或者普通电阻与一个电容串联的触发支路。该启动器的工作原理是：当压缩机启动时，触发支路中的电阻和电容导通触发双向可控硅使得双向可控硅导通端连接的热敏电阻导通，该热敏电阻通过较大的电机副绕组启动电流并很快发热，使其电阻值很快上升，当其电阻值上升到一个极大值时，使电机启动电路基本断开，完成压缩机的启动。在电动机运行时，根据电容的特性，当电容经充满电后，电容和电阻构成的触发支路相当于开路，从而，实现了无功耗。
中国专利申请第201020268123.0号揭露一种电子式的无功耗PTC启动器，该启动器串接于压缩机的辅助绕组上，由正温度系数热敏电阻（PTC电阻）、双向可控硅、触发电路控制板所组成，正温度系数热敏电阻和双向可控硅串联在压缩机的辅助绕组上，正温度系数热敏电阻与压缩机的辅助绕组连接段和双向可控硅的G极间并联触发电路控制板，该触发电路控制板是由整流桥、电容、电阻构成的，整流桥的正、负端间并联电容、电阻，整流桥的交流电端各自连接双向可控硅的G极和正温度系数热敏电阻和压缩机的辅助绕组连接端。上述无功耗PTC启动器的工作过程是：当压缩机加载电源时，闭合温控开关压缩机起动，通过电容的充电来完成对双向可控硅的触发导通，实现压缩机的起动过程，当温控开关断开以后通过电阻对电容的放电过程实现启动器的恢复程序，为压缩机的下一个启动做好准备。
上述两件专利揭露的启动器虽然能够启动电动机，但是，其中的PTC热敏电阻仍然有功耗，启动器的功耗仍然较高，而使得电动机启动过程中功耗高。
发明内容
本发明解决的问题是电动机启动过程中功耗高的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种电动机启动器，该电动机启动器用于控制具有启动绕组和主绕组的电动机，包括电流检测单元、第一开关、第二开关和控制单元，其中，所述电流检测单元用于检测所述电动机的工作电流；所述第一开关连接于电流检测单元和所述主绕组；所述第二开关连接于电流检测单元和所述启动绕组；所述控制单元包括连接于所述电流检测单元的第一输入端、连接于所述第一开关的第一输出端和连接于所述第二开关的第二输出端，所述控制单元内存储有第一阈值并在所述工作电流第二次小于所述第一阈值时，断开所述第二开关；在所述工作电流大于所述第一阈值和第一次小于所述第一阈值时，闭合所述第一开关和第二开关。
可选地，所述控制单元存储有大于所述第一阈值的第二阈值，并在所述工作电流大于第二阈值时断开所述第一开关和第二开关。
可选地，所述电流检测单元是微电阻或者电流互感器。
可选地，所述第一开关和第二开关均为三端双向可控硅开关，第一开关的两接线端分别连接主绕组和电流检测单元，门端连接所述控制单元的第一输出端；第二开关的两接线端分别连接所述启动绕组和电流检测单元，门端连接所述控制单元的第二输出端。
本发明还提供一种压缩机，该压缩机安装于冰箱或者冷柜，包括与压缩机的电动机连接的电动机启动器，该电动机启动器包括电流检测单元、第一开关、第二开关和控制单元，其中，所述电流检测单元用于检测所述电动机的工作电流；所述第一开关连接于电流检测单元和所述主绕组；所述第二开关连接于电流检测单元和所述启动绕组；所述控制单元包括连接于所述电流检测单元的第一输入端、连接于所述第一开关的第一输出端和连接于所述第二开关的第二输出端，所述控制单元内存储有第一阈值并在所述工作电流第二次小于所述第一阈值时，断开所述第二开关；在所述工作电流大于所述第一阈值和第一次小于所述第一阈值时，闭合所述第一开关和第二开关。
可选地，所述控制单元存储有大于所述第一阈值的第二阈值，并在所述工作电流大于第二阈值时断开所述第一开关和第二开关。
可选地，所述电流检测单元是微电阻或者电流互感器。
可选地，所述第一开关和第二开关均为三端双向可控硅开关，第一开关的两接线端分别连接主绕组和电流检测单元，门端连接所述控制单元的第一输出端；第二开关的两接线端分别连接所述启动绕组和电流检测单元，门端连接所述控制单元的第二输出端。
可选地，所述压缩机还包括温度感应器，该温度感应器用于感应冰箱或者冷柜的温度而产生温度值；所述控制单元在温度值小于温度阈值时，闭合所述第一开关和第二开关，在温度值大于温度阈值时，断开所述第一开关和第二开关。
可选地，所述压缩机还包括输入面板，该输入面板用于向所述控制单元输入所述温度阈值、第一阈值和第二阈值。
本发明还提供一种电动机的启动控制方法，该方法包括如下步骤：检测电动机的工作电流；在工作电流第二次小于第一阈值时，仅向所述主绕组加电，在工作电流大于第一阈值时，向主绕组和启动绕组加电以便启动所述电动机。
可选地，所述方法还包括使得主绕组与第一个三端双向可控硅开关的接线端连接，启动绕组与第二个三端双向可控硅开关的接线端连接，在所述工作电流大于第二阈值时，控制所述第一个三端双向可控硅开关和第二个三端双向可控硅开关断开而使得主绕组和启动绕组断电；在所述工作电流小第二次小于第一阈值时，控制所述第一个三端双向可控硅开关闭合，第二个三端可控硅开关断开而仅向所述主绕组加电，在工作电流大于第一阈值和第一次小于第一阈值时，控制所述第一个三端双向可控硅开关和第二个三端双向可控硅开关闭合而向主绕组和启动绕组加电以便启动电动机。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
由于本发明在所述控制单元内存储有第一阈值并在所述工作电流第二次小于所述第一阈值时，断开所述第二开关而使得主绕组工作；在所述工作电流大于所述第一阈值时，闭合所述第一开关和第二开关而使得主绕组和启动绕组工作，所以，能够在电机启动后通过控制信号断开第二开关，不存在正温度系数热敏电阻的功耗损失，也能避免电动机启动时的冲击电流，电动机起动器的功耗低，达到电动机启动过程中无功耗的目的，提高节能效率。
附图说明
图1是本发明电动机启动器的结构示意图；
图2与图1相同且第一开关和第二开关均是三端双向可控硅开关的结构示意图；
图3是本发明压缩机连接有温度感应器的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
请参阅图1，电动机启动器用于控制具有主绕组M和启动绕组S的电动机，包括电流检测单元1、第一开关2、第二开关3和控制单元4。所述电流检测单元1用于检测所述电动机的工作电流，所述电流检测单元1可以是微电阻或者电流互感器。所述第一开关连接于电流检测单元1和所述主绕组M。所述第二开关3连接于电流检测单元1和所述启动绕组S。所述控制单元4内存储有第一阈值，还包括连接于所述电流检测单元1的第一输入端、连接于所述第一开关2的第一输出端和连接于所述第二开关3的第二输出端。所述第一输出端用于控制第一开关2的断开或者闭合，进而，使得主绕组M加电或无电，所以，第一输出端也是主绕组控制端。所述第二输出端用于控制第二开关3的断开或者闭合，进而，使得启动绕组S加电或无电，所以，第二输出端也可以认为是启动绕组控制端。
请继续参阅图1，本发明的电动机启动器在启动至稳定工作过程中，工作电流会急剧升高至一峰值，然后开始自峰值逐渐下降，最后趋于平稳，所以，在这个过程中，工作电流升高至峰值这段过程中存在工作电流小于所述第一阈值的过程，在电动机稳定工作后，工作电流小于第一阈值，因此，所述控制单元4在所述工作电流第二次小于第一阈值时，这一过程被认为是电动机稳定工作，所以，给出控制信号控制所述第二开关3断开，这样，启动绕组S停止工作，当工作电流大于第一阈值时以及第一次小于第一阈值时，这一过程被认为是电动机的启动过程，所述控制单元4控制所述第一开关2和第二开关3闭合而使得主绕组M和启动绕组S工作。在这个过程中，所述电动机启动器能够在电机启动后通过控制单元4断开第二开关，不存在正温度系数热敏电阻的功耗损失，达到无功耗的目的，提高节能效率。
当然，本发明为了避免过流对电动机的损坏，所述控制单元4内还设置有大于第一阈值的第二阈值，所述控制单元4在所述工作电流大于第二阈值时，控制所述第一开关和第二开关断开，这样，达到过流保护的目的。
请参阅图2，所述第一开关2和第二开关3是三端双向可控硅开关，第一开关2（三端双向可控硅开关）的门端连接所述控制单元4的第一输出端，两接线端分别连接所述主绕组M和电流检测单元1。第二开关3（三端双向可控硅开关）的门端连接所述控制单元4的第二输出端，两接线端分别连接启动绕组S和电流检测单元1。采用这样的设置，所述控制单元4给予相应的三端双向可控硅开关的门端传输控制信号而使得三端双向可控开关断开或者闭合，从而，控制主绕组M和启动绕组S，进而，控制电动机的启动。
基于上述电动机启动器，本发明还提供一种压缩机，该压缩机安装于冰箱或者冷柜，该压缩机还安装有前述的电动机启动器。所述电动机启动器的结构和工作过程如前所述，在此不再赘述。
请参阅图3，为了实现自动控制，本发明的压缩机还包括温度感应器5，该温度感应器5用于感应冰箱或者冷柜的温度而产生温度值；所述控制单元4内存储有温度阈值，并在在温度值小于温度阈值时，闭合所述第一开关2和第二开关3，在温度值大于温度阈值时，断开所述第一开关2和第二开关3，这样，可以实现自动控制，避免冰箱或者冷柜在过冷或者过热的情况下不会仍然处于工作状态，达到节能的目的。
作为上述压缩机的改进，所述压缩机还包括输入面板，该输入面板用于向所述控制单元4输入所述温度阈值、第一阈值和第二阈值。当然，所述输入面板可以是触控式面板，也可以是机械按钮。
另外，本发明还提供电动机的启动控制方法，该方法包括如下步骤：
检测电动机的工作电流；
在工作电流第二次小于第一阈值时，仅向所述主绕组加电，在工作电流大于第一阈值及第一次小于所述第一阈值时，向主绕组和启动绕组加电以便启动所述电动机。
作为上述方法的改进，所述方法还包括使得主绕组与第一个三端双向可控硅开关的接线端连接，启动绕组与第二个三端双向可控硅开关的接线端连接，在所述工作电流大于第二阈值时，控制所述第一个三端双向可控硅开关和第二个三端双向可控硅开关断开而使得主绕组和启动绕组断电；在所述工作电流小第二次小于第一阈值时，控制所述第一个三端双向可控硅开关闭合，第二个三端可控硅开关断开而仅向所述主绕组加电，在工作电流大于第一阈值和第一次小于第一阈值时，控制所述第一个三端双向可控硅开关和第二个三端双向可控硅开关闭合而向主绕组和启动绕组加电以便启动电动机。
Claims (8)
1.电动机启动器，用于控制具有启动绕组和主绕组的电动机，其特征在于：包括电流检测单元、第一开关、第二开关和控制单元，其中，
所述电流检测单元用于检测所述电动机的工作电流；
所述第一开关连接于电流检测单元和所述主绕组；
所述第二开关连接于电流检测单元和所述启动绕组；
所述控制单元包括连接于所述电流检测单元的第一输入端、连接于所述第一开关的第一输出端和连接于所述第二开关的第二输出端，所述控制单元内存储有第一阈值并在所述工作电流第二次小于所述第一阈值时，断开所述第二开关；在所述工作电流大于所述第一阈值和第一次小于所述第一阈值时，控制所述第一开关和第二开关始终处于闭合状态。
2.根据权利要求1 所述的电动机启动器，其特征在于：所述控制单元存储有大于所述第一阈值的第二阈值，并在所述工作电流大于第二阈值时断开所述第一开关和第二开关。
3.根据权利要求1 所述的电动机启动器，其特征在于：所述电流检测单元是微电阻或者电流互感器。
4.根据权利要求1 所述的电动机启动器，其特征在于：所述第一开关和第二开关均为三端双向可控硅开关，第一开关的两接线端分别连接主绕组和电流检测单元，门端连接所述控制单元的第一输出端；第二开关的两接线端分别连接所述启动绕组和电流检测单元,门端连接所述控制单元的第二输出端。
5.压缩机，安装于冰箱或者冷柜，其特征在于：它包括权利要求1 至4 中任何一项所述的电动机启动器。
6.根据权利要求5 所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机还包括温度感应器，该温度感应器用于感应冰箱或者冷柜的温度而产生温度值；所述控制单元在温度值小于温度阈值时，闭合所述第一开关和第二开关，在温度值大于温度阈值时，断开所述第一开关和第二开关。
7.根据权利要求6 所述的压缩机，其特征在于：所述压缩机还包括输入面板，该输入面板用于向所述控制单元输入所述温度阈值、第一阈值和第二阈值。
8.电动机的启动控制方法，该电动机上设有如权利要求1至4中任何一项所述的电动机启动器，所述的电动机具有启动绕组和主绕组，其特征在于：该方法包括如下步骤：
检测电动机的工作电流；
在工作电流第二次小于第一阈值时，仅向所述主绕组加电，在工作电流大于第一阈值时，向主绕组和启动绕组加电以便启动所述电动机。
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