RU2084074C1

RU2084074C1 - Single-phase inductor motor starting system

Info

Publication number: RU2084074C1
Application number: RU94009001A
Authority: RU
Inventors: И.А. Прокопец; С.А. Пахомин; Л.Ф. Коломейцев; У.М. Сулейманов; В.Л. Коломейцев; Д.А. Звездунов; Д.В. Крайнов
Original assignee: Научно-производственное предприятие "Эметрон"
Priority date: 1994-03-15
Filing date: 1994-03-15
Publication date: 1997-07-10

Abstract

FIELD: power systems of single-phase nonreversing inductor motors. SUBSTANCE: starting system has semiconductor converter 1 with input terminals 2,3 connecting filter capacitor 4 and outlet terminals 5,6 connected to running winding 7 of motor. Motor start winding 8 is connected in series with current- limiting resistor 9 inserted between input terminal 2 of converter and terminal 10 of power supply 11. Second terminal 3 is connected to terminal 12. Controlled switch 13 is connected in parallel with resistor 9 and start winding 8. EFFECT: improved reliability of motor starting. 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а точнее к системам питания с нереверсивными однофазными индукторными электродвигателями для бытовой техники. The invention relates to electrical engineering, and more specifically to power systems with non-reversible single-phase induction motors for household appliances.

Известна схема управления однофазным индукторным двигателем, содержащая полупроводниковый коммутатор для питания обмотки двигателя, конденсатор фильтра. Пуск и работа двигателя осуществляются коммутатором с управлением от микропроцессора по сигналам датчика положения ротора при пуске, на статоре двигателя размещены постоянные магниты (патент США 4616165, кл. H 02 P 1/42, 1986). A known control circuit for a single-phase induction motor, containing a semiconductor switch for powering the motor winding, a filter capacitor. The engine is started and operated by a microprocessor-controlled switch based on the signals of the rotor position sensor during start-up; permanent magnets are placed on the motor stator (US patent 4616165, class H 02 P 1/42, 1986).

Недостатком данного схемного решения является ненадежность пуска двигателя, обусловленная низким значением синхронизирующего момента от постоянных магнитов, устанавливающих ротор в стартовое положение. The disadvantage of this circuit solution is the unreliability of starting the engine, due to the low value of the synchronizing moment from the permanent magnets that set the rotor to the starting position.

Известен однофазный индукторный электродвигатель с управляющими полюсами на статоре и электронным управлением. На статоре двигателя помимо основных полюсов расположены дополнительные полюса с обмотками, посредством которых формируется управляющий ток для включения через полупроводниковый преобразователь основной обмотки. Предусмотрен управляемый ключ для отключения дополнительной обмотки после разгона двигателя (патент ФРГ N 4012561, кл. H 02 P 7/622, H 02 K 19/04, 1990). Known single-phase induction motor with control poles on the stator and electronic control. On the motor stator, in addition to the main poles, additional poles with windings are located, by means of which a control current is generated to be switched on through the semiconductor converter of the main winding. A controlled key is provided for disconnecting the additional winding after acceleration of the engine (German patent N 4012561, class H 02 P 7/622, H 02 K 19/04, 1990).

Недостатком данной схемы управления однофазным индукторным электродвигателем с дополнительными полюсами является ненадежный пуск двигателя вследствие трансформаторного включения катушек дополнительных полюсов, так как синхронизирующий момент дополнительных полюсов при пуске получается небольшим. The disadvantage of this control circuit for a single-phase induction motor with additional poles is the unreliable starting of the motor due to the transformer switching on of the coils of the additional poles, since the synchronizing moment of the additional poles during startup is small.

Целью изобретения является обеспечение надежного пуска однофазного индукторного электродвигателя. The aim of the invention is to ensure reliable start-up of a single-phase induction motor.

С этой целью в схему пуска однофазного индукторного электродвигателя, содержащую источник питания, стартовую обмотку электродвигателя, управляемый ключ и полупроводниковый коммутатор, к входным зажимам которого подключен конденсатор, а к выходным зажимам основная обмотка электродвигателя, введен токоограничительный резистор, соединенный последовательно со стартовой обмоткой двигателя, причем один входной зажим полупроводникового коммутатора напрямую, а другой через токоограничительный резистор и стартовую обмотку двигателя подключены к соответствующим клеммам источника питания, управляемый ключ подключен параллельно цепи, образованной токоограничительным резистором и стартовой обмоткой. To this end, a single-phase induction motor starting circuit containing a power source, a starting motor winding, a controlled key and a semiconductor switch, a capacitor connected to its input terminals, and a current limiting resistor connected in series with the starting motor winding is introduced to the output terminals of the main motor winding, moreover, one input terminal of the semiconductor switch directly, and the other through the current-limiting resistor and the starting winding of the motor yucheny to respective power supply terminals, controllable switch is connected in parallel circuit formed by the current limiting resistor and start winding.

На фиг. 1 приведена схема пуска однофазного индукторного электродвигателя; на фиг. 2 поперечное сечение индукторного электродвигателя. In FIG. 1 shows a start-up circuit for a single-phase induction motor; in FIG. 2 is a cross section of an induction motor.

Схема пуска однофазного индукторного электродвигателя содержит полупроводниковый преобразователь 1, имеющий входные зажимы 2, 3, к которым подключен фильтровый конденсатор 4, и выходные зажимы 5, 6, соединенные с основной обмоткой 7 электродвигателя. Стартовая обмотка 8 электродвигателя соединена последовательно с токоограничительным резистором 9, который включен между входным зажимом 2 преобразователя и клеммой 10 источника питания 11. Второй зажим преобразователя соединен с клеммой 12. Управляемый ключ 13 подключен параллельно резистору 9 и стартовой обмотке 8
Электродвигатель содержит сердечник статора 14 (фиг. 2) с основными 15 и стартовыми полюсами 16, на которых расположена основная 7 и стартовая 8 обмотки. Ротор 17 выполнен безобмоточным с явновыраженными зубцами.The start-up circuit of a single-phase induction motor contains a semiconductor converter 1 having input terminals 2, 3 to which a filter capacitor 4 is connected, and output terminals 5, 6 connected to the main winding 7 of the electric motor. The starting winding 8 of the motor is connected in series with the current-limiting resistor 9, which is connected between the input terminal 2 of the converter and the terminal 10 of the power source 11. The second terminal of the converter is connected to the terminal 12. The controlled key 13 is connected in parallel with the resistor 9 and the starting winding 8
The electric motor contains a stator core 14 (Fig. 2) with the main 15 and starting poles 16, on which the main 7 and starting 8 windings are located. The rotor 17 is made without winding with pronounced teeth.

В исходном состоянии обмотки 7, 8 электродвигателя обесточены, конденсатор 4 разряжен. При подаче питания от источника питания 11 с полярностью, показанной на фиг. 1, происходит заряд конденсатора 4 через стартовую обмотку 8 электродвигателя и резистор 9. Ток заряда, протекая через стартовую обмотку, создает магнитное поле. Под действием возникающего синхронизирующего момента ротор 17 электродвигателя устанавливается в стартовое положение, показанное на фиг. 2, в котором ось зубцов ротора совпадает с осью возбужденных стартовых полюсов 16. После полного заряда конденсатора включается управляемый ключ 13, шунтирующий стартовую обмотку и резистор, и формируется импульс тока полупроводниковым преобразователем 1 в основной обмотке 7 электродвигателя. В этом случае возбуждаются основные полюса 15, вследствие чего ротор начинает вращаться по часовой стрелке. Как только ротор достигает положения, в котором оси зубцов ротора и основных полюсов статора совпадают, основная обмотка обесточивается, так как в противном случае при дальнейшем вращении на ротор со стороны полюсов 15 начнет действовать тормозной момент. За счет запасенной кинетической энергии ротор продолжает вращение. Как только ротор достигает углового положения, в котором оси пазов ротора совпадают с осями полюсов 15, вновь подается импульс тока в основную обмотку 7, создающий вращающий момент на валу при дальнейшем вращении ротора. Таким образом, последовательная подача импульсов тока в основную обмотку обеспечивает однонаправленное вращение ротора. Своевременная подача импульсов тока в обмотку обеспечивается преобразователем 1 по сигналам от датчика положения ротора (на чертеже не показан). In the initial state, the motor windings 7, 8 are de-energized, the capacitor 4 is discharged. When power is supplied from the power supply 11 with the polarity shown in FIG. 1, the capacitor 4 is charged through the start winding 8 of the electric motor and the resistor 9. The charge current flowing through the start winding creates a magnetic field. Under the influence of the arising synchronizing moment, the rotor 17 of the electric motor is set to the starting position shown in FIG. 2, in which the axis of the rotor teeth coincides with the axis of the excited start poles 16. After the capacitor is fully charged, the controlled key 13 is turned on, which shunts the start winding and the resistor, and a current pulse is formed by the semiconductor converter 1 in the main winding 7 of the electric motor. In this case, the main poles 15 are excited, as a result of which the rotor begins to rotate clockwise. As soon as the rotor reaches a position in which the axes of the teeth of the rotor and the main poles of the stator coincide, the main winding is de-energized, since otherwise with a further rotation on the rotor from the side of the poles 15 the braking moment will begin to act. Due to the stored kinetic energy, the rotor continues to rotate. As soon as the rotor reaches an angular position in which the axes of the grooves of the rotor coincide with the axes of the poles 15, a current pulse is again supplied to the main winding 7, which creates torque on the shaft during further rotation of the rotor. Thus, the sequential supply of current pulses to the main winding provides unidirectional rotation of the rotor. Timely supply of current pulses to the winding is provided by the converter 1 by signals from the rotor position sensor (not shown in the drawing).

Таким образом обеспечивается пуск и вращение ротора в заданном направлении. При этом стартовая обмотка электродвигателя включается только один раз за цикл работы электродвигателя. Повторный пуск электродвигателя может быть осуществлен после отключения схемы от источника питания и полного разряда фильтрового конденсатора. This ensures start-up and rotation of the rotor in a given direction. In this case, the starting winding of the motor is turned on only once per cycle of the motor. The restart of the electric motor can be carried out after disconnecting the circuit from the power source and the discharge of the filter capacitor.

Положительный эффект данной схемы пуска достигается за счет использования стартовых полюсов для установки ротора в исходное положение. При этом стартовые полюса обеспечивают значительный синхронизирующий момент, что позволяет использовать его для привода различных устройств со сложными условиями пуска. The positive effect of this starting circuit is achieved through the use of starting poles to set the rotor to its original position. At the same time, the starting poles provide a significant synchronizing torque, which allows it to be used to drive various devices with difficult starting conditions.

Claims

A single-phase induction motor starting circuit containing a power source, a starting motor winding, a controlled key and a semiconductor switch, a capacitor connected to its input terminals, and a main motor winding connected to the output terminals, characterized in that a current-limiting resistor is connected to the circuit and connected in series with the starting winding an electric motor, with one input terminal of the semiconductor switch directly, and the other through a current-limiting resistor and a starting bmotku motor connected to respective terminals of the power source, controllable switch is connected in parallel circuit formed by the current limiting resistor and start winding.