[發明專利]一種單相電動機零功耗電子啟動器及啟動系統

在審

• 申請號: 201911292603.2
• 申請日: 2019-12-12
• 公開（公告）號: CN110808694A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 李硯泉
• 申請（專利權）人: 李硯泉
• 主分類號: H02P1/42
• 分類號: H02P1/42
• 代理公司: 濟南瑞宸知識產權代理有限公司 37268
• 代理人: 呂艷芹

本發明涉及一種單相電動機零功耗電子啟動器及啟動系統，包括電子啟動器1和過載保護器2，所述電子啟動器1裝設在結合過載保護器2的單相電動機壓縮機3上，且電子啟動器1包括串接在單相電動機壓縮機3啟動回路中的PTC啟動電阻5、雙向可控硅6及其觸發電路組成的電子開關，所述過載保護器2的加熱電阻一端③與所述零功耗電子啟動器1的第一端①連接并與電動機3主繞組一端M連接，過載保護器2加熱電阻的另一端②與零功耗電子啟動器1的第四端④連接,還與過載保護器2的過載開關和交流電源連接。本發明具有啟動時間自適應特點，通用性高，性能穩定可靠，其觸發電路與保護器加熱電阻并聯分流，真正實現運行時啟動器零功耗，因而更節能。

技術領域

本發明涉及單相電動機啟動器及啟動系統技術領域，具體為一種單相電動機零功耗電子啟動器及啟動系統。

背景技術

單相異步交流電動機通常是由一個轉子和一個主繞組和啟動繞組構成的定子組成的。其中的啟動繞組除了起到電動機啟動的作用外，也可以在電動機正常運行時繼續參與輔助運行工作，以提高電動機運行效率。所以完整的單相交流電動機的啟動繞組電路通常由并聯的運行電容和啟動回路構成。其中的運行電容始終連接于啟動繞組與主繞組間，參與電動機輔助運行，而啟動回路部分僅在電動機啟動時接通，在電動機啟動后運轉正常時需要及時斷開，以滿足電機運行特性需要。交流電源接通時，主繞組和啟動繞組同時接通，流過繞組的電流在定子上產生一個交流變化的旋轉磁場，使轉子開始旋轉。此時繞組阻抗很低，電流很大。隨著轉子運轉速度升高，在轉子感應磁場的作用下，主繞組和啟動繞組阻抗迅速升高，一般在達到額定轉速70%~80%以上時，電流迅速下降，此時需要及時斷開啟動電路，電動機進入正常運行狀態。

目前冰箱冷柜制冷用全封閉電動機壓縮機設有三個接線柱M（Main，連接主繞組，空調壓縮機稱運行繞組R，Run）、S（Start，連接啟動繞組）、C（Common，連接繞組公共端），運行電路和啟動電路連接于M、S兩端，交流電源接C、M兩端。根據啟動繞組相位特性不同，啟動回路有所不同。通常的啟動回路有PTC啟動電阻（電阻啟動）、啟動電容加繼電器開關（電容啟動）或直接繼電器（直接啟動）開關幾種形式。PTC電阻除了起啟動移相作用，還起開關作用。常用的啟動回路器件主要有重錘繼電器啟動器、PTC電阻啟動器、電子啟動器等。重錘啟動器適應于啟動繞組直接連接的相位特性的電動機壓縮機，具有運行低功耗的優點，在以前的冰箱壓縮機上大量使用，但由于啟動接入和關斷瞬間機械觸點可能會產生電火花，且其依靠重力機械復位，性能不穩定，特別是隨著環保和節能技術進步，冰箱主要采用R600a制冷劑，對防爆的要求提高了，重錘繼電器啟動器逐漸被PTC啟動器取代。PTC啟動器具有無機械觸點啟動的特點，PTC電阻值具有正溫度系數特性，啟動瞬間電阻值較低（3.9~68歐姆），流過壓縮機啟動繞組的電流較大，隨著PTC加熱，溫度越過居里點后，電阻值迅速增大至數千歐姆，流過啟動繞組的電流減小至數十毫安，近似關斷啟動繞組電流，完成壓縮機啟動、運行的過程。但是由于需要維持PTC高電阻值狀態，需要流過啟動回路數十毫安的電流，產生一個約3W的無用功耗，增加了產品的能耗。隨著中國能效標準和能效等級標識制度推廣，這一功耗可能會使冰箱產品降低一個能效等級，導致產品市場競爭力下降。已有電子啟動器設計較為復雜，使用電子元器件較多，成本較高，影響可靠性，并且電路總有一定功耗。

中國發明專利公開號CN1610241A、CN1645735A和CN101814875A中公開了幾種用于單相交流電動機的互感式電子啟動器，其在主繞組回路中串聯了一個互感變壓器來實現啟動繞組的開關控制，主繞組回路電流沖擊大，兩個焊點的增加和流過的沖擊電流帶來了可靠性下降問題，另外，互感方式變壓器有離散性并存在一定功耗。中國發明專利公開號CN101635547B中公開了一種結合過載保護器的單相電動機無功耗電子啟動器，觸發電路用了整流橋和雙向可控硅光耦合器等，電路仍然過于復雜。

發明內容