ITTO20140018U1 - Dispositivo elettronico per l'avviamento di un motore elettrico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo del trovato

Il presente trovato riguarda un dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico.

I frigoriferi domestici presentano normalmente due avvolgimenti: un avvolgimento di marcia, che alimenta il motore durante il suo normale funzionamento, e un avvolgimento di avviamento, che è alimentato per un breve tempo (1-2 secondi) solamente all’avvio del motore, in modo da fornire una coppia di spunto iniziale per porre in movimento angolare il rotore del motore.

I dispositivi elettronici di avviamento hanno lo scopo di alimentare l’avvolgimento di avviamento quando il motore deve essere acceso, e di spegnere l’avvolgimento di avviamento subito dopo che il motore è stato acceso.

L’invenzione è stata sviluppata in particolare in vista dell’applicazione a frigoriferi domestici o refrigeratori commerciali.

Sfondo del trovato

I motori asincroni monofase impiegati nei compressori dei comuni frigoriferi hanno come già detto due avvolgimenti: il primo avvolgimento di marcia o di “run” è quello che fa funzionare il motore durante il funzionamento normale, ovvero a regime. Tale primo avvolgimento di marcia non è tuttavia in grado di far partire il motore da fermo, per cui si rende necessario il secondo avvolgimento, detto avvolgimento di avviamento o di start. L’avvolgimento di avviamento ha il solo scopo di fornire la coppia di spunto iniziale per porre in movimento angolare il rotore del motore, e può essere disinserito subito dopo la partenza del motore stesso. Questo secondo avvolgimento interviene perciò soltanto nel transitorio iniziale.

I dispositivi di avviamento per i compressori dei frigoriferi hanno la funzione di inserire l’avvolgimento di avviamento (start) alla partenza del motore e disinserirlo dopo un tempo di avviamento adeguato, che tipicamente è dell’ordine di qualche secondo.

I modelli più tradizionali di dispositivi di avviamento, ancora largamente utilizzati, sono il relè elettromeccanico (o relè amperometrico) e il termistore PTC, mostrati rispettivamente in Figura 1A e Figura 1B.

Il dispositivo di avviamento a relè illustrato in Figura 1A impiega un relè elettromeccanico 10, che inserisce l’avvolgimento di start 20 ed è eccitato dalla corrente nell’avvolgimento di marcia 30. Alla partenza quest’ultima è elevata e chiude il relè 10 che alimenta quindi anche l’avvolgimento di start 20; quando il motore è partito la corrente nell’avvolgimento di marcia 30 cala bruscamente, il relè 10 si apre e scollega l’avvolgimento di avviamento 20.

Inoltre, nel dispositivo di avviamento a relè è possibile prevedere un condensatore di marcia 40 e una protezione al motore 50. Questo tipo di dispositivo di avviamento è largamente impiegato nei compressori per impieghi commerciali (banchi frigoriferi per bar e negozi, celle frigorifere, eccetera).

Nel dispositivo di avviamento a termistore PTC di Figura 1B, l’avvolgimento di start 20 è alimentato attraverso un termistore PTC 60, la cui resistenza aumenta con la temperatura. All’avviamento, il termistore PTC 60 è freddo e la sua resistenza è molto bassa (10-15 Ω), perciò la corrente nell’avvolgimento di start 20 è elevata. Questa stessa corrente riscalda per effetto Joule il termistore PTC 60, la cui resistenza aumenta rapidamente fino al valore di alcune decine di kΩ limitando quindi la corrente nell’avvolgimento di start 20 a valori molto bassi (pochi mA). In pratica, l’avvolgimento di start 20 risulta non più alimentato. Il termistore PTC 60 deve però rimanere nello stato di alta resistenza (e quindi caldo) durante tutto il tempo di marcia del motore. La potenza per mantenerlo caldo viene prelevata dalla rete elettrica e diminuisce l’efficienza energetica complessiva del motore.

Questo comporta una penalizzazione della classe energetica dell’apparecchiatura elettrica che impiega tale dispositivo di avviamento del motore, in particolare nel caso di frigoriferi.

Questo tipo di dispositivo di avviamento era impiegato nella quasi totalità dei frigoriferi domestici, ma negli ultimi anni è stato messo in discussione dall’avvento dei dispositivo di avviamento (starter) elettronici a causa delle sempre più stringenti normative sull’efficienza energetica degli elettrodomestici.

I dispositivi di avviamento elettronici attualmente a disposizione hanno quasi tutti la struttura generale mostrata in Figura 2.

Con riferimento alla Figura 2, l’avvolgimento di avviamento 20 è alimentato attraverso un interruttore a stato solido 70, tipicamente un triac; quest’ultimo interruttore 70 è controllato da un circuito di temporizzazione 80 che ne comanda la chiusura quando si alimenta il motore e ne comanda la riapertura dopo un tempo adeguato per l’avviamento.

Questo tempo di accensione dell’avvolgimento di avviamento è noto come tempo di ON (tON) e si aggira tipicamente attorno al secondo. Nella quasi totalità dei compressori domestici è ancora presente il termistore PTC 60, nonostante la sua funzione di avviamento sia demandata al dispositivo di avviamento elettronico.

La resistenza ohmica del termistore PTC 60 migliora infatti la coppia di spunto del motore, e la presenza del termistore PTC 60 viene data per scontata nella progettazione del motore elettrico nel caso di frigoriferi.

Le principali differenze fra i dispositivi avviatori elettronici risiedono nel circuito di controllo e nel meccanismo con il quale viene generato il tempo di accensione tON voluto.

La maggior parte degli avviatori elettronici utilizza la carica di un condensatore C attraverso una resistenza R: la costante di tempo R×C fornisce la base dei tempi dalla quale, con vari metodi, si può ottenere il tempo di accensione tON voluto.

Scopo e sintesi del trovato

Scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico che risolva gli inconvenienti dei dispositivi noti.

In particolare, il presente trovato si prefigge lo scopo di fornire un dispositivo elettronico per l’avviamento di motori elettrici in apparecchiature come ad esempio frigoriferi, che permetta di generare un tempo di accensione tON dell’avvolgimento di avviamento variabile e selezionabile attraverso i parametri del circuito di temporizzazione.

Secondo il presente trovato, tale scopo viene raggiunto da un dispositivo elettronico di avviamento avente le caratteristiche formanti oggetto della rivendicazione 1.

Le rivendicazioni formano parte integrante dell’insegnamento somministrato in relazione al trovato.

Breve descrizione dei disegni

Il presente trovato verrà ora descritto dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la Figura 1A e la Figura 1B, relative alla tecnica nota, sono già state descritte,

- la Figura 2, relativa alla architettura generale dei dispositivi di avviamento elettronici attualmente a disposizione, è già stata descritta, - le Figure 3A e 3B sono schemi a blocchi di due forme di realizzazione del presente trovato, - la Figura 4 mostra in dettaglio la realizzazione dei blocchi di Figura 3A,

- la Figura 5 mostra in dettaglio la realizzazione dei blocchi di Figura 3B,

- le Figure 6A e 6B mostrano rispettivamente la connessione al motore nella configurazione standard della tecnica nota con termistore PTC e nella configurazione con il dispositivo elettronico di avviamento secondo il presente trovato, nel caso di compressori domestici, e

- le Figure 7A e 7B mostrano rispettivamente la connessione al motore nella configurazione standard della tecnica nota con termistore PTC e nella configurazione con il dispositivo elettronico di avviamento secondo il presente trovato, nel caso di compressori commerciali.

Descrizione di forme di attuazione del trovato Il presente trovato si riferisce ad un dispositivo elettronico di avviamento in grado di connettere l’avvolgimento di avviamento alla linea di alimentazione e di disconnetterlo non appena il motore è avviato. Il dispositivo di avviamento sente la linea di alimentazione e fornisce un tempo di accensione tON dell’avvolgimento di avviamento che cresce al diminuire della tensione presente sulla linea di alimentazione.

In particolare il presente trovato si riferisce ad un dispositivo di avviamento elettronico che comprende un circuito di controllo 100 che permette di generare un tempo di accensione tON dell’avvolgimento di avviamento 120 variabile e selezionabile attraverso i parametri di detto circuito di temporizzazione.

Il dispositivo elettronico di avviamento secondo il presente trovato può prevedere due diverse versioni con un differente meccanismo di generazione del tempo di accensione tON, ma in entrambe le forme di attuazione il tempo di accensione tON è variabile, ed è selezionabile in base alla tensione di alimentazione e ai parametri del circuito di controllo.

Nelle Figure 3A e 3B sono rappresentati due schemi a blocchi relativi alle forme di realizzazione del presente trovato.

In entrambe le forme di realizzazione illustrate nelle Figure 3A e 3B sono presenti i seguenti blocchi:

− un interruttore triac 110 che funge da interruttore allo stato solido, utilizzato per connettere e disconnettere l’avvolgimento di avviamento 120,

− una rete di alimentazione 200, “Power supply”, che genera le tensioni di alimentazione necessarie ai componenti del dispositivo elettronico di avviamento; questa rete è identica in entrambe le versioni,

− un circuito 230,235 di pilotaggio del Gate dell’interruttore triac, “Gate driver”, che pilota il gate dell’interruttore triac 110 con le tensioni e le correnti opportune;

− un circuito di temporizzazione 210 o 220, “Timer”, che costituisce il cuore del trovato, che presenta alcune differenze fra le due forme di attuazione.

Il segnale di attivazione è variabile e selezionabile attraverso i parametri del circuito di temporizzazione 210,220.

Nel caso del circuito di temporizzazione 220 il segnale di attivazione è inoltre dipendente dalla tensione di linea.

Nel caso del circuito di temporizzazione 210 il tempo di ON non dipende dalla tensione di rete, ma soltanto dai valori dei componenti CX, RX ed RS. In questo caso quindi la durata del tempo TON risulta molto stabile al variare della tensione di linea, del tipo di motore e della temperatura.

L’interruttore triac 110 controlla l’accensione e lo spegnimento dell’avvolgimento di avviamento 120. L’interruttore triac 110 è acceso (ovvero portato nella sua condizione chiusa) applicando ad esso una sequenza di impulsi negativi al suo terminale di Gate. La sequenza è generata (come si vedrà meglio in dettaglio nella descrizione che segue) dal circuito oscillatore (presente nel circuito di temporizzazione) e continua per tutto il tempo di accensione tON. Dopo che la sequenza di impulsi cessa, l’interruttore triac 110 si spegne (ovvero viene portato nella sua condizione aperta) e scollega il primo avvolgimento di avviamento 120.

Una sequenza di brevi impulsi viene scelta invece di un segnale continuo di alimentazione del Gate siccome essa richiede una corrente inferiore dalla rete di alimentazione. Infatti, una sequenza di impulsi di corrente con picco di 10mA e un duty cycle del 10% corrispondono ad una corrente media di 1mA. Questa scelta non è basata soltanto sulla necessità di risparmiare energia, ma è dettata anche dalla necessità di utilizzare condensatori più piccoli (e meno cari) nella rete di alimentazione.

Inoltre, si è scelta una sequenza di impulsi negativi perché negli interruttori triac un pilotaggio negativo del Gate corrisponde ad operare nel II e III quadrante, che sono disponibili per tutte le tipologie di triac e richiede una corrente di Gate minore.

Nella prima forma di attuazione illustrata in Figura 3A il circuito temporizzatore o di temporizzazione 210 (timer) è un temporizzatore digitale: un circuito integrato genera un’oscillazione a frequenza fissa e relativamente elevata. Questo stesso integrato contiene inoltre una batteria di divisori in cascata che dividono progressivamente per due la frequenza dell’oscillatore. Si ottengono così in uscita dal circuito integrato frequenze sempre più basse, i cui periodi di oscillazione costituiscono un insieme di potenziali tempi di tON via via crescenti. Il progettista sceglie, in base alle necessità di avviamento, l’uscita del divisore che offre il tempo di accensione tON desiderato.

Per maggiori dettagli sulla realizzazione del circuito temporizzatore 210 fare riferimento alla figura 4, descritta in dettaglio nel seguito della presente descrizione.

Nella seconda forma di attuazione illustrata in Figura 3A, il circuito di temporizzazione 220 (timer) è costituito da una rete RC che carica un condensatore C attraverso la tensione di rete per mezzo di una resistenza R. Il tempo di accensione tON è costituito dal tempo richiesto perché la tensione ai capi del condensatore raggiunga un livello predefinito. Tale tempo dipende dalla resistenza R, dal condensatore C e dalla tensione di rete applicata.

Si ottiene quindi in questa forma di realizzazione illustrata in Figura 5 una variabilità del tempo di accensione tON in funzione della tensione di rete, che è molto interessante per garantire la partenza del motore anche a basse tensioni.

Nella Figura 4 è mostrata l’implementazione circuitale dei blocchi presenti nella prima forma di attuazione del circuito di avviamento elettronico secondo il presente trovato illustrato in Figura 3A.

Invece nella Figura 5 è mostrata l’implementazione circuitale dei blocchi presenti nella seconda forma di attuazione del circuito di avviamento elettronico secondo il presente trovato illustrato in Figura 3B.

Con riferimento alla Figura 4, la rete di alimentazione 200, “Power supply”, è realizzata con un classico partitore capacitivo: la tensione di rete viene raddrizzata tramite i diodi D1 e D2 e partizionata dai condensatori C1 e C2. Il condensatore C2 viene caricato direttamente dalla linea di tensione attraverso la caduta di tensione sul condensatore C1. Ai capi del condensatore C2 è presente un diodo Zener D3 che ha la funzione di stabilizzare la tensione di alimentazione del circuito, che viene erogata dai terminali VSS e VDD.

Il circuito di temporizzazione 210 nella prima forma di attuazione illustrata nella Figura 4, è realizzato con un integrato CMOS (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor) della serie 4000, e in particolare l’integrato 4060. Esso contiene al suo interno un oscillatore (non illustrato), la cui frequenza di oscillazione fosc è impostabile tramite la rete esterna formata da CX-RX-RS, e una serie di divisori digitali che dividono tale frequenza fosc per numeri che vanno da 16 a 16384, e forniscono quindi periodi di oscillazione sempre più lunghi.

L’uscita Q4 del circuito di temporizzazione 210 (corrispondente al piedino 7) viene selezionata e invia l’oscillazione al blocco di pilotaggio del Gate 230, che la sfrutta per accendere il triac 110 (ovvero portarlo nella sua condizione chiusa) e quindi alimentare l’avvolgimento di avviamento 120.

Il circuito di temporizzazione 210 funziona in questo modo: alla rete esterna di temporizzazione formata da CX-RX-RS è stato aggiunto un Mosfet M1, il cui Gate (piedino STOP) è collegato all’uscita di uno dei divisori (indicate con Q5÷Q14). Supponiamo per esempio che sia l’uscita Q13, che corrisponde alla divisione per 8192. Dopo un certo tempo (pari in secondi a 8192/fosc) l’uscita Q13 si porta allo stato alto e quindi il Mosfet M1 si accende. Così facendo, la rete di temporizzazione CX-RX-RS viene cortocircuitata dalla resistenza R3, l’oscillazione cessa e il circuito rimane “congelato” in questo stato. Non essendoci più oscillazione, anche il Gate del triac 110 non viene più eccitato e il triac 110 si spegne (ovvero viene portato nella sua condizione aperta). Il tempo di accensione tON corrisponde quindi (in questo esempio) a 8192/fosc ed è molto preciso e indipendente da altri parametri circuitali e/o del motore.

La sequenza di impulsi che pilota il Gate dell’interruttore triac 110 è generata dal circuito 230.

Il circuito di pilotaggio 230 riceve in ingresso un segnale su una linea DRV che è l’uscita del circuito di temporizzazione 210.

Il circuito 230 di pilotaggio del Gate, ha lo scopo di eccitare il Gate del triac 110, così da tenerlo acceso (ovvero nella sua condizione chiusa) per tutta la durata del tempo di accensione tON. Il triac 110, per sua natura, si spegnerebbe ad ogni semionda, quando la corrente ai suoi capi passa per lo zero, e va quindi riacceso ad ogni semionda per tutta la durata del tempo di accensione tON. Per semplicità circuitale, è più semplice eccitarlo in continuazione per tutto il tempo di accensione tON, senza nessun sincronismo con le semionde della corrente. Se è spento, si riaccende; se è già acceso, il segnale al Gate del triac 110 viene semplicemente ignorato.

L’accensione del triac 110 richiede una corrente nel Gate di alcuni milliampere; erogare costantemente questa corrente per tutto il tempo di accensione tON richiederebbe, come già detto in precedenza, un dimensionamento antieconomico dei condensatori C1 e C2 della rete di alimentazione 200. Pertanto, il triac 110 viene eccitato con una sequenza di impulsi da 10-15 mA ciascuno, ma molto brevi, cosicché corrispondano ad una corrente media molto più bassa. Tali impulsi sono generati dal blocco 230 di pilotaggio del Gate: esso preleva la stessa oscillazione ad alta frequenza generata dall’integrato CD4060, ne stringe ulteriormente gli impulsi con il circuito derivatore composto dal condensatore C3 e dalla resistenza R4 e li utilizza per accendere a impulsi il Mosfet M2. Quest’ultimo, quando è acceso connette il Gate del triac 110 alla tensione negativa VSS, iniettandovi quindi un impulso negativo di corrente. Come già detto in precedenza, il triac 110 può essere comandato per essere acceso iniettando nel suo Gate impulsi positivi o negativi, ma in quest’ultimo caso (qui prescelto) la corrente richiesta è minore e l’accensione garantita per tutti i tipi di triac 110.

Nella Figura 5 è illustrata l’implementazione circuitale della seconda forma di attuazione del circuito di avviamento elettronico secondo il presente trovato.

Il circuito o blocco di alimentazione 200 è identico a quello della prima forma di attuazione illustrata in figura 4, ed è realizzato, come già detto in precedenza, con un classico partitore capacitivo: la tensione di rete viene raddrizzata tramite i diodi D1 e D2 e partizionata dai condensatori C1 e C2. Ai capi di C2 è presente un diodo Zener D3 che ha la funzione di stabilizzare la tensione di alimentazione fornita dalla rete stessa, che viene erogata dai terminali VSS e VDD.

Il circuito di temporizzazione 220 è realizzato con un diverso integrato CMOS (Complementary Metal– Oxide–Semiconductor) della serie 4000, e precisamente il 4093. Esso contiene quattro porte NAND: la prima porta 222 (ABJ) è utilizzata come oscillatore, e la seconda porta 224 (CDK) è impiegata come buffer per prelevare l’oscillazione e generare un segnale di attivazione OSC che comanda il circuito di pilotaggio 235.

Le altre due porte 226 e 228 contenute nell’integrato CMOS 4093 non sono utilizzate.

La prima porta NAND 222 ha un ingresso di abilitazione collegato alla rete di temporizzazione costituita dalle resistenze R10-R20 e dal condensatore C30.

Il funzionamento è il seguente: all’accensione del motore, l’oscillatore realizzato con la porta NAND 222 (ABJ) inizia ad oscillare con una frequenza di alcuni kHz; la sua uscita entra nel buffer costituito dalla seconda porta NAND 224 (CDK) che ha lo scopo di non caricare l’oscillatore. L’uscita OSC di questa porta 224 viene inviata al circuito 235 di pilotaggio del Gate che produrrà un treno di impulsi negativi al Gate del triac 110, mantenendolo acceso (ovvero nella sua condizione di chiusura) per tutto il tempo di accensione tON.

Contemporaneamente, il condensatore di temporizzazione C30 inizia a caricarsi dalla tensione di rete attraverso la resistenza R10. Quando la tensione ai capi di C30 raggiunge un valore di soglia prefissato, la porta NAND 222 viene disabilitata, l’oscillazione cessa, il Gate del triac 110 non è più alimentato e il triac 110 si spegne (ovvero viene portato nella sua condizione di chiusura). Il tempo necessario per raggiungere questo livello di soglia è pari al tempo di accensione tON, e viene regolato scegliendo opportunamente i valori delle resistenze R10-R20 e del condensatore C30. E’ importante osservare che, a parità di valori di R10-R20-C30, il tempo necessario per raggiungere il valore di soglia che ferma le oscillazioni è tanto più lungo quanto più bassa è la tensione di rete. Pertanto, il tempo di accensione tON aumenta al diminuire della tensione di rete.

Questa caratteristica è molto utile per facilitare la partenza del motore a basse tensioni di rete.

Il circuito 235 di pilotaggio del Gate ha una configurazione simile e uno scopo identico a quello del circuito 230 di pilotaggio del Gate di Figura 4.

Gli impulsi in uscita dal circuito di temporizzazione 220 sono presenti sulla linea OSC e sono alimentati ad una rete di derivazione C50-R50 in modo da ottenere impulsi più corti con un ridotto duty cycle (circa il 50%). La rete di derivazione produce impulsi positivi e negativi; questi ultimi sono indesiderati e vengono tagliati dal diodo D60.

Gli impulsi positivi pilotano il Gate del MOSFET M10 che connette periodicamente il Gate del triac 110 alla tensione di alimentazione negativa, attraverso la resistenza R60. Il MOSFET M10 e la resistenza R60 agiscono insieme come un generatore di corrente che inietta impulsi negativi di corrente nel Gate del triac 110.

Il funzionamento del dispositivo di avviamento elettronico secondo il presente trovato è molto simile a quello descritto nel brevetto n. TO2002A000379 della Richiedente stessa. Anch’esso utilizza una temporizzazione basata su una rete RC, ovvero il resistore 60 e il condensatore 61 e anche qui la rete RC abilita un blocco oscillatore 32. La differenza sostanziale risiede nel fatto che nel dispositivo elettronico di avviamento secondo il presente trovato la tensione di abilitazione che provoca lo spegnimento non è fissa, ma dipende dalla tensione di rete.

Questa caratteristica permette di gestire in modo favorevole la partenza del motore anche in presenza di basse tensioni.

Vi è poi una maggiore semplicità circuitale, poiché il circuito di pilotaggio del Gate del triac 110 offre un accoppiamento diretto fra il circuito di temporizzazione e la parte di potenza (ovvero il triac). Nel brevetto TO2002A000379 è invece necessaria una separazione fra le due parti, realizzata mediante il foto-accoppiatore 90.

I compressori per i frigoriferi appartengono a due grandi categorie, che hanno esigenze diverse per quanto riguarda l’avviamento e impiegano quindi dispositivi di avviamento e metodi di connessione differenti.

I dispositivi di avviamento per compressori domestici hanno una configurazione come quella illustrata nella Figura 6A. Come già detto, questi avviatori impiegano per l’avviamento un termistore PTC 60, connesso in serie all’avvolgimento di avviamento 120. Il termistore PTC 60 è sempre presente, anche nel caso in cui si utilizzi un dispositivo di avviamento elettronico come nello schema di figura 6B.

Questo per due motivi:

− la resistenza offerta dal termistore PTC è funzionale all’avviamento del compressore, e

- la progettazione del motore viene basata sulla presenza del termistore PTC,

− nel caso di guasto in cortocircuito del dispositivo elettronico di avviamento (la modalità di guasto più frequente), il motore può continuare a funzionare in piena sicurezza.

L’unica conseguenza negativa è che si perde la maggiore efficienza energetica garantita dal dispositivo elettronico di avviamento.

Pertanto, ogni dispositivo di avviamento elettronico per compressori domestici deve garantire il funzionamento con il termistore PTC e indipendentemente dalle caratteristiche di quest’ultimo.

Inoltre, nella maggior parte dei compressori domestici è oggi utilizzato un condensatore di marcia 40 (run capacitor, Crun) che aumenta l’efficienza del motore.

Il dispositivo di avviamento elettronico deve poter funzionare con le stesse prestazioni sia nelle versioni senza condensatore di marcia 40, sia in quelle con condensatore di marcia 40, e in tal caso indipendentemente dalla capacità di quest’ultimo.

Il dispositivo elettronico di avviamento secondo il presente trovato, in entrambe le versioni, soddisfa questi requisiti: nei compressori domestici può essere impiegato per qualunque tipo di termistore PTC e in presenza o meno del condensatore di marcia 40, e qualunque sia il valore di capacità di quest’ultimo. La connessione è mostrata in Figura 6A.

Con riferimento alle Figure 7A e 7B viene ora descritta la modalità di connessione del dispositivo elettronico di avviamento nel caso di compressori commerciali.

I compressori commerciali, di maggiore potenza rispetto a quelli domestici, non utilizzano un termistore PTC, bensì un condensatore di avviamento 45 (start capacitor, Cstart), obbligatoriamente presente e collegato in serie all’avvolgimento di avviamento 120. Inoltre, sebbene non sia necessario, è sempre più diffuso l’utilizzo del condensatore di marcia Crun 40 anche sui compressori commerciali.

Pertanto, il dispositivo elettronico di avviamento deve garantire il funzionamento in presenza di entrambi i condensatori 40 e 45, e indipendentemente dal loro valore di capacità.

Il dispositivo elettronico di avviamento è in grado di soddisfare questo requisito; tuttavia, per motivi di affidabilità, se è presente il condensatore di marcia Crun 40 (e solo in tal caso) diventa necessario inserire anche una piccola induttanza di smorzamento Ldamp 65 (Damping coil). Il condensatore di marcia Crun 40 provoca infatti delle scariche di corrente attraverso il dispositivo elettronico di avviamento, che senza questa induttanza raggiungerebbero livelli troppo elevati per il triac 110.

Pertanto, il dispositivo elettronico di avviamento in entrambe le versioni ed equipaggiato con l’induttanza di smorzamento Ldamp 65 (che diventa parte integrante del dispositivo elettronico di avviamento) soddisfa tutti i requisiti richiesti per l’impiego con i compressori commerciali.

In particolare, il dispositivo elettronico per l’avviamento secondo il presente trovato è provvisto di un primo avvolgimento di avviamento 120 e di un secondo avvolgimento di alimentazione 130. Esso comprende un circuito di controllo 100 provvisto di una rete di alimentazione 200, che riceve in ingresso una tensione di linea alternata e genera in uscita una tensione raddrizzata, di un circuito di temporizzazione 210,220, alimentato dalla tensione raddrizzata in uscita alla rete di alimentazione 200, e atto a generare un segnale di attivazione, e di un circuito di pilotaggio 230,235, attivabile attraverso il segnale di attivazione.

Il circuito di controllo 100 pilota un interruttore 110, interposto tra un terminale di alimentazione del primo avvolgimento di avviamento 120 e l’uscita del circuito di pilotaggio 230,235.

Una delle caratteristiche di maggiore rilievo della soluzione secondo il presente trovato è che il dispositivo elettronico di avviamento permette quindi di generare un tempo di accensione tON dell’avvolgimento di avviamento variabile e selezionabile attraverso i parametri del circuito di temporizzazione. In particolare, il tempo di accensione tON può essere anche dipendente dalla tensione di alimentazione e crescere al diminuire della tensione di alimentazione.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato senza per questo uscire dall'ambito del trovato così come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (11)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico provvisto di un primo avvolgimento di avviamento (120) e di un secondo avvolgimento di alimentazione (130), comprendente un circuito di controllo (100) provvisto di: - una rete di alimentazione (200), che riceve in ingresso una tensione di linea alternata e genera in uscita una tensione raddrizzata, - un circuito di temporizzazione (210, 220), alimentato da detta tensione raddrizzata in uscita a detta rete di alimentazione (200), e atto a generare un segnale di attivazione (DRV,OSC), e - un circuito di pilotaggio (230,235), attivabile tramite detto segnale di attivazione (DRV,OSC), in cui detto circuito di controllo (100) pilota un interruttore (110), interposto tra un terminale di alimentazione di detto primo avvolgimento di avviamento (120) e l’uscita del circuito di pilotaggio (230, 235), caratterizzato dal fatto che detto segnale di attivazione (DRV,OSC) ha una durata (tON) variabile e selezionabile attraverso i parametri di detto circuito di temporizzazione (210, 220).
2. 2. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta rete di alimentazione (200) è realizzata con un partitore capacitivo (C1, C2) che preleva la tensione dalla linea di alimentazione e la raddrizzata tramite una coppia di diodi (D1, D2) per fornire in uscita detta tensione raddrizzata.
3. 3. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta rete di alimentazione (200) comprende inoltre un diodo Zener (D3) per stabilizzare la tensione di alimentazione raddrizzata (VDD, VSS) fornita in uscita dalla rete di alimentazione (200) stessa.
4. 4. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto circuito di temporizzazione (210) comprende un oscillatore, la cui frequenza di oscillazione (fosc) è impostabile tramite una rete RC esterna (CX, RX, RS), e una serie di divisori digitali che dividono detta frequenza (fosc) per fornire periodi di oscillazione sempre più lunghi, per generare un segnale di attivazione (DRV) che comanda il circuito di pilotaggio (230).
5. 5. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto circuito di temporizzazione (210) è realizzato con un integrato CMOS della serie 4000, e in particolare l’integrato 4060 che comprende al suo interno detto oscillatore e detta serie di divisori.
6. 6. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che detto circuito di temporizzazione (220) è realizzato con un integrato CMOS della serie 4000, e in particolare l’integrato 4093, in cui la prima porta NAND (222) è utilizzata come oscillatore, e la seconda porta NAND (224) è impiegata come buffer per prelevare l’oscillazione e generare un segnale di attivazione (OSC) che comanda il circuito di pilotaggio (235), in cui detto segnale di attivazione (OSC) è dipendente dalla tensione di linea.
7. 7. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detta prima porta NAND (222) ha un ingresso di abilitazione collegato ad una rete di temporizzazione (R10, R20, C30), i cui valori definiscono la durata del segnale di attivazione (OSC) insieme al valore della tensione di linea.
8. 8. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 4-7, caratterizzato dal fatto che detto circuito di pilotaggio (230, 235) del Gate dell’interruttore triac (110) riceve detto segnale di attivazione (DRV, OSC) e lo alimentata ad una rete di derivazione (C3, R4; C50, R50) in modo da ottenere impulsi più corti con un ridotto duty cycle, e in cui gli impulsi negativi in uscita dalla rete di derivazione (C3, R4; C50, R50) vengono tagliati da un diodo (D4; D60).
9. 9. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che comprende un condensatore di marcia (40) che disaccoppia i due avvolgimenti (120, 130) e aumenta l’efficienza del motore.
10. 10. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che comprende un termistore (60) di sicurezza a valle dell’interruttore triac (110).
11. 11. Dispositivo elettronico per l’avviamento di un motore elettrico secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che comprende un condensatore di avviamento (45) in serie all’avvolgimento di avviamento (120) e una induttanza di smorzamento (65).