DE10230728A1 - Control circuit for single-phase induction motor e.g. for compressor, has current-controlled start-up relay with actuation winding in series with main winding; normally open contact connects/disconnects start-up capacitor - Google Patents
Control circuit for single-phase induction motor e.g. for compressor, has current-controlled start-up relay with actuation winding in series with main winding; normally open contact connects/disconnects start-up capacitorInfo
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Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft Verbesserungen, die eingeführt sind in der Verdrahtung von Einphaseninduktionselektromotoren vom CSR genannten Typ, welche üblicherweise in hermetischen Kühlkompressoren verwendet werden. This invention relates to improvements that have been introduced in the wiring of single-phase induction electric motors from Type called CSR, which is usually in hermetic Cooling compressors are used.
In Motoren dieser Klasse, in denen eine erhöhte Leistungsfähigkeit des Motors und daher des Kompressors benötigt ist, sowie ein hohes Anlaufdrehmoment davon, wird auf die Verwendung elektrischer Kondensatoren zurückgegriffen. In engines of this class, in which an increased Performance of the engine and therefore the compressor is required, as well as a high starting torque thereof on the use of electrical capacitors resorted.
Der erste dieser Kondensatoren, der Permanentkondensator genannt wird, ist in permanenter Weise mit der Hilfswicklung in Serie geschaltet und ist für das Erhalten einer erhöhten Motorleistungsfähigkeit zuständig, die diesen in einer Art ähnlich eines Mehrphasenmotors arbeiten lässt. The first of these capacitors, the permanent capacitor is called, is in a permanent way with the auxiliary winding connected in series and is for getting an elevated Engine performance responsible, which this in a kind works like a multi-phase motor.
Bezüglich des zweiten, Anlaufkondensator genannten Kondensators, ist dieser während des Hochfahrens des Kompressors parallel zu dem genannten Permanentkondensator geschaltet und ist dazu gedacht, ein erhöhtes Anlaufdrehmoment des Motors zu erhalten. Sobald der Motor hochgefahren ist, wird dieser zweite Kondensator von der Schaltung getrennt, um die Motoreffizienz nicht zu verderben. Regarding the second, called starting capacitor Capacitor, this is during the startup of the Compressor in parallel to the permanent capacitor mentioned switched and is intended to be an elevated To get the starting torque of the motor. Once the engine is ramped up, this second capacitor from the Circuit separated so as not to spoil engine efficiency.
Auf dem Gebiet der Kühltechnik ist diese Art Motor (mit Anlauf- und Betriebskondensator) als CSR-Motor bekannt bedingt durch die Tatsache, dass sie mittels der Hilfe eines Kondensators anlaufen und danach mit einem permanent mit der Schaltung verbundenen Kondensator betrieben werden. In the field of cooling technology, this type of motor (with Starting and operating capacitor) known as a CSR motor due to the fact that, with the help of a Start capacitor and then with a permanent with the Circuit connected capacitor are operated.
Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen zeigt eine schematische Ansicht einer elektrischen Schaltung, die die Verdrahtung in einem CSR-Motor des gerade beschriebenen Typs wiedergibt. In dieser Figur entspricht 1 der Hilfswicklung eines Motors der spezifizierten Klasse und 2 ist seine Hauptwicklung, 3 ist ein Hochlaufrelais, 4 ist der Permanentkondensator, 5 der Anlaufkondensator, zu dem ein Entladewiderstand 6 parallel geschaltet ist und L1, L2 kennzeichnen die elektrische Netzversorgung. Fig. 1 of the accompanying drawings shows a schematic view of an electrical circuit showing the wiring in a CSR motor of the type just described. In this figure, 1 corresponds to the auxiliary winding of a motor of the specified class and 2 is its main winding, 3 is a run-up relay, 4 is the permanent capacitor, 5 is the start-up capacitor, to which a discharge resistor 6 is connected in parallel, and L1, L2 characterize the electrical mains supply.
Die Funktion des Verbindens und Trennens des Anlaufkondensators 5 wurde bis heute mit Hilfe eines elektromechanischen Relais 3 durchgeführt, das mit Anschlussstiften der Hilfswicklung 1 verbunden ist. Das Anlaufrelais ist üblicherweise ein elektromechanisches Relais, derart entworfen, dass es betätigt wird von einer vorbestimmten ersten Spannung, die Verbindungsspannung genannt wird und getrennt wird von einer vorbestimmten zweiten Spannung, die Abfallspannung genannt wird. The function of connecting and disconnecting the starting capacitor 5 has so far been carried out with the aid of an electromechanical relay 3 which is connected to connecting pins of the auxiliary winding 1 . The starter relay is typically an electromechanical relay designed to be actuated by a predetermined first voltage called the connection voltage and disconnected from a predetermined second voltage called the dropout voltage.
Das Hochlaufrelais 3 hat einen Kontakt 7, der normalerweise geschlossen ist und im Ruhezustand den Anlaufkondensator 5 mit dem Permanentkondensator 4 verbindet. The run-up relay 3 has a contact 7 , which is normally closed and connects the starting capacitor 5 to the permanent capacitor 4 in the idle state.
Wenn der Motor gespeist wird, ist die Spannung an den Anschlussstiften der Hilfswicklung 1 relativ niedrig und selbstverständlich niedriger als die erste vorbestimmte Spannung oder Verbindungsspannung des Relais 3. Wenn der Motor jedoch beschleunigt, steigt diese Spannung an, bis beim Erreichen der gewünschten Drehzahl des Motors ihr Wert den der zweiten vorbestimmten Spannung oder Abfallspannung des Relais 3 erreicht, das Relais hierdurch trennend und den Anlaufkondensator 5 von der Schaltung entfernend und nur den Permanentkondensator 4 in der Schaltung belassend. When the motor is powered, the voltage on the pins of the auxiliary winding 1 is relatively low and of course lower than the first predetermined voltage or connection voltage of the relay 3 . However, when the motor accelerates, this voltage increases until its value reaches that of the second predetermined voltage or drop voltage of the relay 3 when the desired speed of the motor is reached, thereby separating the relay and removing the starting capacitor 5 from the circuit and only the permanent capacitor 4 leaving in the circuit.
Im Stand der Technik sind für Einphaseninduktionselektromotoren vom gerade beschriebenen Typ unterschiedliche Verdrahtungssysteme bekannt. In the prior art are for Single-phase induction electric motors from the one just described Type of different wiring systems known.
Beispielsweise ist in dem russischen Dokument 769238 vom 20. November 1978 eine Verbindungsschaltung offenbart für diese Motoren einschließlich eines zusätzlichen Steuerelements, das in Serie mit dem Hochlaufkondensator verbunden ist. Dieses Steuerelement kann ein Relais sein, das durch Spannung, Stromstärke, Temperatur oder Druckänderungen gesteuert wird. In diesem Dokument sind jedoch der Betriebskondensator und der Hochlaufkondensator gesteuert, sodass, sobald der Elektromotor die Geschwindigkeit erreicht und in der Lage ist, die Last bedingt durch den Kondensator zu überwinden und die Kühlmaschine in ihren Normalbetriebsbereich zu führen, das Steuerelement den Kondensator trennt, und die Stromzufuhr zur Hochlaufwicklung vollständig unterbricht, um ihr Erwärmen zu verhindern. For example, in Russian document 769238 dated 20th November 1978 disclosed a connection circuit for this Engines including an additional control that is connected in series with the run-up capacitor. This Control element can be a relay that is powered by voltage, Current, temperature or pressure changes are controlled. In this document, however, the operating capacitor and controlled the run-up capacitor, so that as soon as the Electric motor reached the speed and able is to overcome the load due to the capacitor and to guide the cooling machine into its normal operating range, the control disconnects the capacitor and the power supply to the start-up winding completely stops to warm them up to prevent.
Im gerade beschriebenen Fall ist die Optimierung des Motorverhaltens nicht bedacht als Ergebnis der Aktion des Permanentkondensators, der wie zuvor dargelegt, zuständig ist zum Erhalten einer erhöhten Leistungsfähigkeit des Motors. In the case just described is the optimization of the Engine behavior not considered as a result of the action of the Permanent capacitor, which is responsible as stated above to maintain an increased performance of the engine.
Im US-Patent 4066037 ist eine Steuerschaltung offenbart für Zwei-Geschwindigkeits-Einphasenmotoren, die dazu gedacht ist, ein verlöten der Hochlaufrelaiskontakte zu vermeiden, das bedingt ist durch die Entladung durch es, vom Betriebskondensator in Richtung der Leerlauf- und Hochgeschwindigkeitswicklungs-Anlaufkondensatoren im Motor. Hierzu ist ein Entladepfad vorgesehen, aufgebaut mit Hilfe von Schaltern und einem Hilfskontakt. A control circuit for is disclosed in US Patent 4066037 Two-speed single-phase motors which is intended to avoid soldering the run-up relay contacts is due to the discharge by it, from Operating capacitor towards the idle and High speed winding start capacitors in the motor. For this purpose, an unloading path is provided, built up with the help of switches and an auxiliary contact.
Dieses Dokument beschreibt auch die Verwendung eines Thermistors mit negativen Temperaturkoeffizienten (NTC), der in Serie angeordnet ist mit dem Hochlaufkondensator und zwischen dem letzteren und dem Hochlaufrelais, um die Stromstärke in Richtung der Hochlaufwicklung zu begrenzen und auch die Stromstärke, die in den Hochlaufkondensator von dem Betriebskondensator entladen wird, sobald der Motor stromlos wird. This document also describes the use of a Thermistor with negative temperature coefficient (NTC), the is arranged in series with the run-up capacitor and between the latter and the run-up relay to the Limit current in the direction of the run-up winding and also the amperage flowing into the run-up capacitor from that Operating capacitor is discharged as soon as the motor is de-energized becomes.
Das heißt, dieses Dokument fokussiert darauf, wie die Hochlaufrelaiskontakte zu schützen sind, wenn die Hochlauf-, Ruhe- und Hochgeschwindigkeitswicklungen in bezug auf den Hochlaufkondensator getrennt sind. That said, this document focuses on how the Run-up relay contacts are to be protected if the run-up, Quiescent and high speed windings related to the Run-up capacitor are separated.
Das britische Patent mit der Nummer 2036475 ist dazu gedacht, eine Lichtbogenbildung zu verhindern, wenn die Hochlaufrelaiskontakte öffnen im Falle des Asynchronmotors, zu diesem Zweck einen Widerstand mit positiven Temperaturkoeffizienten anordnend zum Überbrücken des Steuerkontaktes der Hochlaufwicklung des Hochlaufrelais und folglich ihn zu erwärmen zum Reduzieren des durch die Hochlaufwicklung fließenden Stroms. Das heißt, das Ziel dieses gerade erwähnten Dokumentes und das Problem, das es zu lösen versucht, sind vollständig unterschiedlich von dem Ansatz der vorliegenden Erfindung und ihrem Ziel. British patent number 2036475 is intended prevent arcing if the Run-up relay contacts open in the case of the asynchronous motor, for this purpose a resistance with positive Arranging temperature coefficients to bridge the Control contact of the run-up winding of the run-up relay and consequently to warm him up to reduce the through the Run-up winding of flowing electricity. That is, the goal of this document just mentioned and the problem it is facing attempts to solve are completely different from that Approach of the present invention and its aim.
Schließlich bezieht sich das Dokument GB 2292847 auf eine Steueranordnung für Einphaseninduktionsmotoren, die einen Hochlaufkondensator parallel verbunden mit mindestens einem Betriebskondensator umfassen sowie ein Relais zum Verbinden und Trennen mindestens eines dieser Betriebskondensatoren. Finally, document GB 2292847 refers to one Control arrangement for single-phase induction motors, the one Run-up capacitor connected in parallel with at least one Operating capacitor include and a relay for connecting and disconnecting at least one of these operating capacitors.
Der Relaistyp ist nicht erwähnt, es ist nur angezeigt, dass die Trennungssteuerung des Betriebskondensators bzw. der Kondensatoren von der Ladung abhängt. Es spezifiziert nicht die Verbindung-Trennung des Hochlaufkondensators abgesehen davon, dass dieser nur von einem Thermistor mit positiven Temperaturkoeffizienten gesteuert zu sein scheint, der, wenn Strom durch ihn fließt, seinen Widerstandswert erhöht und den Hochlaufkondensator trennt. Bezüglich des Trennens eines der Betriebskondensatoren ist angezeigt, dass es von der Zeit seit dem Hochlaufen des Motors abhängt. The relay type is not mentioned, it is only indicated that the separation control of the operating capacitor or the Capacitors depends on the charge. It doesn't specify apart from the connection-disconnection of the run-up capacitor that this is only from a thermistor with positive Temperature coefficient appears to be controlled, if Current flows through it, its resistance increases and the Run-up capacitor separates. Regarding disconnecting one of the Operating capacitors is indicated that it is out of time since the engine starts up.
Daher ist in einer ersten bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein neuer Aufbau der Verdrahtung eines Einphaseninduktionselektromotors vom üblicherweise in hermetischen Kühlkompressoren verwendeten Typ gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird von dem abhängigen Anspruch 2 abgedeckt. Dieser neue Aufbau, auf den sich die Erfindung bezieht, hat den Vorteil, ökonomischer zu sein als die bislang benutzten und gleichzeitig die Montage des Relais im Kompressor zu unterstützen. Therefore, in a first preferred embodiment, the Invention an object of the present invention a new one Structure of the wiring of a single-phase induction electric motor usually in hermetic refrigeration compressors Type used according to the preamble of claim 1. A second preferred embodiment of the invention is that of dependent claim 2 covered. This new structure on which the invention relates has the advantage of being more economical be than the previously used and at the same time the assembly of the relay in the compressor.
Nachfolgend werden nur als Beispiel zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offenbart unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen zeigt: In the following, two are preferred only as an example Embodiments of the invention disclosed with reference to the figures in which shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Verdrahtung eines Einphaseninduktionselektromotors nach dem Stand der Technik; Figure 1 is a schematic representation of an electrical wiring of a single-phase induction electric motor according to the prior art.
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines neuen Verdrahtungsaufbaus eines Einphaseninduktionselektromotors für Kühlkompressoren nach der vorliegenden Erfindung; und Figure 2 is a schematic representation of a new wiring structure of a Einphaseninduktionselektromotors for refrigeration compressors according to the present invention. and
Fig. 3 eine schematische Darstellung ähnlich der der Fig. 1 einer alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung. FIG. 3 shows a schematic illustration similar to that of FIG. 1 of an alternative embodiment of the present invention.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Erfindungsgemäß basiert der neue Aufbau auf der Verwendung eines elektromechanischen Relais, das stromstärkengesteuert ist anstelle der üblichen Relais, die durch in der Verdrahtung dieses Motortyps enthaltene Spannung gesteuert sind. According to the invention, the new structure is based on the use an electromechanical relay that is current controlled is instead of the usual relay, which is in the Wiring of this type of motor controlled voltage included are.
Fig. 2 zeigt eine Haupt- oder Betriebswicklung 10 des Motors M, versehen mit einer Hilfs- oder Anlaufwicklung 11, einem Betriebskondensator 12, der angeordnet ist, um permanent mit der Schaltung zwischen den Anschlussstiften B1 und B2 verbunden zu sein. Ein Anlaufkondensator 15 ist vorgesehen parallel verbunden mit dem Betriebskondensator 12, angeordnet parallel zu einem Entladewiderstand 16; diese Anordnung parallel mit dem Anlaufkondensator 15 und dem Entladewiderstand 16 ist mit dem Anschlussstift B2 mit Hilfe eines Satzes von Kontakten 14 eines Hochlaufrelais 13 verbunden. Die Stromzufuhr zu dem Motor wird durchgeführt von den Leitungen L1, L2 des Speisenetzes. Fig. 2 shows a main or operating winding 10 of the motor M, provided with an auxiliary or starting winding 11 , an operating capacitor 12 which is arranged to be permanently connected to the circuit between the pins B1 and B2. A starting capacitor 15 is provided in parallel with the operating capacitor 12 , arranged in parallel with a discharge resistor 16 ; this arrangement in parallel with the starting capacitor 15 and the discharge resistor 16 is connected to the connecting pin B2 by means of a set of contacts 14 of a run-up relay 13 . The power supply to the motor is carried out by the lines L1, L2 of the feed network.
Im Gegensatz dazu, durch eine Spannung gemäß dem Stand der Technik gesteuert zu sein, (siehe Fig. 1), verbindet die Erregung des Anlaufrelais 13 durch die Stromstärke gesteuert, wenn die Stromstärke des sogenannten Verbindungsstroms (Ic), der durch die Betriebswicklung 10 fließt, einen gewissen vorbestimmten Wert erreicht und trennt unterhalb eines anderen Wertes (Trennstrom, Id) von diesem, der erreicht wird, wenn die Stromstärke, die durch die Betriebswicklung 10 fließt, abnimmt, wenn der Motor seine Geschwindigkeit erhöht. In contrast to being controlled by a voltage according to the state of the art (see FIG. 1), the excitation of the starting relay 13 is controlled by the current intensity when the current intensity of the so-called connection current (I c ) which is generated by the operating winding 10 flows, reaches a certain predetermined value and separates from it below another value (separation current, I d ), which is reached when the current flowing through the operating winding 10 decreases as the motor increases its speed.
Um diese Funktion durchzuführen, ist das Relais 13 mit einem normalerweise offenen Kontakt 14 versehen, der anspricht zum Verbinden und Trennen des Anlaufkondensators 15 parallel zu dem Permanentkondensator 12 sowie für eine Erregerwicklung 13, die in Serie geschaltet ist zur Hauptwicklung 10 des Motors M. In order to perform this function, the relay 13 is provided with a normally open contact 14 which responds to connect and disconnect the starting capacitor 15 in parallel with the permanent capacitor 12 and for an excitation winding 13 which is connected in series with the main winding 10 of the motor M.
Wenn Strom vom Netz (Leitungen L1, L2) in den Motor eingespeist wird, ist der durch die Hauptwicklung 10 des Motors M fließende Strom sehr hoch, nämlich mehrmals die Motornennstromstärke und daher größer als der Verbindungsstrom (Ic) des Anlaufrelais 13. Dies lässt das Relais 13 den Anlaufkondensator 15 parallel schalten zu dem Permanentkondensator 12. Wenn der Motor beschleunigt, wie zuvor erwähnt, nimmt die Stromstärke des durch die Hauptwicklung 10 fließenden Stroms signifikant ab auf weniger als den Wert des Trennstromes Id des Relais 13, wobei der letztere hierbei den Anlaufkondensator 15 von der Schaltung trennt. If current is fed into the motor from the network (lines L1, L2), the current flowing through the main winding 10 of the motor M is very high, namely several times the nominal motor current and therefore greater than the connection current (I c ) of the starting relay 13 . This causes the relay 13 to switch the starting capacitor 15 in parallel to the permanent capacitor 12 . When the motor accelerates, as mentioned above, the current intensity of the current flowing through the main winding 10 decreases significantly to less than the value of the separation current I d of the relay 13 , the latter thereby separating the starting capacitor 15 from the circuit.
Wie zu sehen ist, wird mit Hilfe der erfindungsgemäßen Verdrahtungsanordnung dieselbe Funktion ausgeführt wie mit der momentanen Konfiguration, aber mit einer spürbaren Kostenreduzierung aufgrund der zuvor erwähnten Gründe. As can be seen, with the help of the invention Wiring arrangement performed the same function as with the current configuration, but with a noticeable Cost reduction due to the reasons mentioned above.
Fig. 3 der Zeichnungen, in der Elemente ähnlich denen in Fig. 2 mit denselben Bezugszeichen versehen sind) zeigt eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Verdrahtung, in der ein NTC (Thermistor mit negativen Temperaturkoeffizienten) 17 eingebaut worden ist in Serie mit dem Anlaufkondensator 15 und dem Kontakt 14 des Relais 13 als zusätzlicher Schutz für den Kontakt 14 des Relais 13 gegen Stromspitzen, die durch das Verbinden und Trennen des Anlaufkondensators 15 generiert werden. Are provided Fig. 3 of the drawings, in which elements similar to those in Fig. 2 with the same reference numerals) shows a variant of the wiring shown in Fig. 1, in which an NTC (thermistor has been incorporated with negative temperature coefficient) 17 in series with the Starting capacitor 15 and the contact 14 of the relay 13 as additional protection for the contact 14 of the relay 13 against current peaks that are generated by connecting and disconnecting the starting capacitor 15 .
Der NTC-Thermistor 17, der zwischen dem Anlaufkondensator 15 und dem Kontakt 14 in Fig. 3 angeordnet ist, der nur zur Darstellung dient und einen relativ hohen Kaltwiderstand hat, wird erwärmt durch den Joule-Effekt, der von dem durch ihn fließenden Strom generiert wird, wenn er den Motor M verbindet, wobei er seinen Widerstandswert drastisch verringert auf sehr geringe Werte in der anfänglichen Anlaufphase bedingt durch seinen negativen Temperaturkoeffizienten. The NTC thermistor 17 , which is arranged between the starting capacitor 15 and the contact 14 in FIG. 3, which is only used for illustration and has a relatively high cold resistance, is heated by the Joule effect, which is generated by the current flowing through it when he connects the motor M, drastically reducing its resistance value to very low values in the initial start-up phase due to its negative temperature coefficient.
Dieses Verhalten schützt den Kontakt des Anlaufrelais 13 und den Anlaufkondensator 15 davor, erhöhte Stromwerte aushalten zu müssen in dem Moment, in dem das Relais verbunden ist, aber gleichzeitig verhindert er nicht den Gesamtstromfluss durch diesen Anlaufkondensator 15, sobald der NTC-Thermistor 17 seine Temperatur erhöht hat und seinen Widerstandswert folglich verringert hat auf minimale Werte. This behavior protects the contact of the starting relay 13 and the starting capacitor 15 from having to withstand increased current values the moment the relay is connected, but at the same time it does not prevent the total current flow through this starting capacitor 15 as soon as the NTC thermistor 17 reaches its temperature has increased and consequently reduced its resistance value to minimum values.
Obwohl die Erfindung dargelegt worden ist in bezug auf zwei bevorzugte Ausführungsformen, werden Fachleute verstehen, dass diese nur einen erläuternden Charakter haben und abweichende Änderungen und Variationen in ihnen ausgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu ändern. Although the invention has been set forth in relation to two preferred embodiments, those skilled in the art will understand that these are only explanatory and deviating changes and variations in them can be without the scope of the invention to change.
Claims (5)
eine Hauptwicklung (10);
eine Hilfswicklung (11);
einen Permanentkondensator (12), in Serie geschaltet mit der Hilfswicklung (11);
einen Anlaufkondensator (15), parallel geschaltet zu dem Permanentkondensator (12) und mit einem Entladewiderstand (16) parallel dazu; und
ein Anlaufrelais (13, 14),
dadurch gekennzeichnet, dass das Anlaufrelais gebildet ist aus einem stromstärkengesteuerten Relais, dessen Betätigungswicklung (13) in Serie geschaltet ist mit der Hauptwicklung (10) und dessen normal-offener Kontakt (14) dazu gedacht ist, den Anlaufkondensator (15) zu verbinden und zu trennen. 1. A control circuit for a single-phase induction electric motor, comprising:
a main winding ( 10 );
an auxiliary winding ( 11 );
a permanent capacitor ( 12 ) connected in series with the auxiliary winding ( 11 );
a starting capacitor ( 15 ), connected in parallel to the permanent capacitor ( 12 ) and with a discharge resistor ( 16 ) in parallel; and
a starting relay ( 13 , 14 ),
characterized in that the starting relay is formed from a current-controlled relay, the actuating winding ( 13 ) of which is connected in series with the main winding ( 10 ) and the normally open contact ( 14 ) of which is intended to connect and close the starting capacitor ( 15 ) separate.
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