DE102008044084A1

DE102008044084A1 - Anlasserschaltung für Einphasenwechselstrommotor

Info

Publication number: DE102008044084A1
Application number: DE102008044084A
Authority: DE
Inventors: Chuping Lu
Original assignee: Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd
Current assignee: Zhongshan Broad Ocean Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-03
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2009-07-16
Also published as: US20090174356A1; JP2009165341A; GB2456197A; IT1392491B1; CA2655920C; CA2655920A1; KR20090075618A; US7948202B2; ITMI20082329A1; AU2008234971A1; CN201138790Y; KR101002956B1; FR2926171A1; FR2926171B1; GB0819363D0

Abstract

Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor, umfassend eine Hauptwicklung, eine Messschaltung, eine Gleichrichter- und Filterschaltung, eine Auslöseschaltung, einen Schaltkreis und eine Anlasswicklung. Die Messschaltung ist mit der Hauptwicklung in Reihe geschaltet, um deren Stromparameter in Erkennungssignale umzuwandeln. Der Schaltkreis ist mit der Anlasswicklung in Reihe geschaltet. Die Gleichrichter- und Filterschaltung verarbeitet die Erkennungssignale und leitet die verarbeiteten Erkennungssignale an die Auslöseschaltung weiter. Die Auslöseschaltung aktiviert und deaktiviert den Schaltkreis, den Erkennungssignalen entsprechend, wodurch die Anlasswicklung erregt oder entregt wird. Die Anlasserschaltung weist eine hohe Zuverlässigkeit, eine lange Lebensdauer, einen einfachen Schaltungsaufbau, geringe Kosten und kleine Abmessungen auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlasserschaltung für einen Motor und insbesondere eine Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor.
Einphasenwechselstrommotoren sind in Haushalts- und Industriegeräten wie z. B. Kühlschränken, Tiefkühltruhen, Waschmaschinen, Trocknern, Lüftern, Pumpen und so weiter weit verbreitet. In einem Dreiphasenwechselstrommotor erzeugt eine Statorwicklung nach der Einschaltung ein magnetisches Drehfeld und bewirkt die Drehung eines Läufers. Konventionelle Einphasenwechselstrommotoren können statt eines Drehfelds nur ein Magnetfeld mit alternierender Polarität und Stärke erzeugen. Das heißt, ein Einphasenwechselstrommotor kann nicht allein starten.
Um das obige Problem zu lösen, wird ein Einphasenwechselstrommotor mit einem Käfigläufer und einem gewickelten Stator verwendet, der ein Paar Wicklungen (eine Hauptwicklung als Arbeitswicklung und eine Hilfswicklung als Anlasswicklung) aufweist, und die Anlasswicklung ist mit einem Fliehkraftschalter verbunden.
Während des Anlassens wird der Hauptwicklung und der Anlasswicklung Wechselspannung zugeführt. Wenn die Drehzahl 70–85% einer Synchrondrehzahl erreicht hat, schaltet der Fliehkraftschalter die Anlasswicklung ab und die Hauptwicklung wird weiter betrieben. Die Phasendifferenz zwischen dem Strom der Anlasswicklung und dem der Hauptwicklung beträgt etwa 90 Grad und der Stator erzeugt ein magnetisches Drehfeld in Luftspalten. Doch die mechanischen Kontakte im Fliehkraftschalter erzeugen oft elektrische Funken, die die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Fliehkraftschalters verringern. Zudem ist der Fliehkraftschalter gewöhnlich im Motor angeordnet und erhöht dadurch die Kosten und die Große des Motors. Demnach bestehen noch viele Möglichkeiten zur Verbesserung.
In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung einer Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor, der eine hohe Zuverlässigkeit, eine lange Lebensdauer, einen einfachen Schaltungsaufbau, geringe Kosten und kleine Abmessungen aufweist.
Um die obigen Aufgaben zu erfüllen, wird einer Ausführungsform der Erfindung gemäß eine Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor bereitgestellt, umfassend eine Hauptwicklung, eine Messschaltung, eine Gleichrichter- und Filterschaltung, eine Auslöseschaltung, einen Schaltkreis und eine Anlasswicklung.
In einer Klasse dieser Ausführungsform ist die Messschaltung mit der Hauptwicklung in Reihe geschaltet, um deren Stromparameter in Erkennungssignale umzuwandeln.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform ist der Schaltkreis mit der Anlasswicklung in Reihe geschaltet.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform verarbeitet die Gleichrichter- und Filterschaltung die Erkennungssignale und leitet die verarbeiteten erkannten Signale an die Auslöseschaltung weiter.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform aktiviert oder deaktiviert die Auslöseschaltung den Schaltkreis den Erkennungssignalen entsprechend, wodurch die Anlasswicklung erregt oder entregt wird.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform umfasst die Auslöseschaltung einen Regler, der einen bidirektionalen fotoelektrischen siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR) aufweist.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform umfasst die Messschaltung einen induktionsfreien Widerstand.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform liegt der Widerstandsbereich des induktionsfreien Widerstands zwischen 20 mΩ (Milliohm) und 100 mΩ.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform umfasst der Schaltkreis eine bidirektionale Thyristortriode.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform umfasst der Schaltkreis außerdem einen Varistor, der mit der bidirektionalen Thyristortriode parallel geschaltet ist.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform ist eine Umpolvorrichtung mit einem Stromeingangsende der Anlasswicklung verbunden.
In einer anderen Klasse dieser Ausführungsform umfasst die Gleichrichter- und Filterschaltung (3) eine Diode D1 und ein Paar Kondensatoren C1 und C2.
Die Erfindung hat die folgenden Vorteile aufzuweisen:
Die erfindungsgemäße Schaltung ist einfach;
Da keine konventionellen Kontakte verwendet werden, gibt es keine Begrenzung der Schaltfrequenz;
Es wird eine Lösung mit hoher Zuverlässigkeit und langer Lebensdauer, kleinen Abmessungen und geringen Kosten bereitgestellt;
Der Varistor und die bidirektionale Thyristortriode absorbieren jede Hochspannung, die an die bidirektionale Thyristortriode BG angelegt wird, und schützen dadurch die bidirektionale Thyristortriode BG;
Die Umpolvorrichtung vereinfacht den Polaritätswechsel der an der Anlasswicklung anliegenden Steuerspannung;
Der Vorwärts- und Rückwärtslauf des Motors wird nicht durch die Anlasswicklung, sondern durch die Polaritäten der Steuerspannung gesteuert; und
Verschiedene Widerstandswerte der Messschaltung können einem Nennstrom des Motors und einer Schaltzeit der Anlasswicklung entsprechend erhalten werden; dies vereinfacht die Schaltung und reduziert die Kosten.
Die folgende ausführliche Beschreibung nimmt auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug, wobei
1 ein Blockdiagramm einer Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor nach einer Ausführungsform der Erfindung ist; und
2 ein schematisches Diagramm einer Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor nach einer Ausführungsform der Erfindung ist.
Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst die Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor eine Hauptwicklung 1, eine Messschaltung 2, eine Gleichrichter- und Filterschaltung 3, eine Auslöseschaltung 4, einen Schaltkreis 5 und eine Anlasserschaltung 6.
Die Messschaltung 2 ist mit der Hauptwicklung 1 in Reihe geschaltet, um deren Stromparameter in Erkennungssignale umzuwandeln. In dieser Ausführungsform ist die Messschaltung 2 ein induktionsfreier Widerstand R1 und ein Widerstandsbereich des induktionsfreien Widerstands R1 liegt zwischen 20 mΩ und 100 mΩ.
Der Schaltkreis 5 ist mit der Anlasswicklung 6 in Reihe geschaltet und umfasst eine bidirektionale Thyristortriode BG und einen Varistor R5, die mit der bidirektionalen Thyristortriode BG parallel geschaltet sind.
Die Gleichrichter- und Filterschaltung 3 verarbeitet die Erkennungssignale und leitet die verarbeiteten Erkennungssignale an die Auslöseschaltung 4 weiter und umfasst eine Diode D1 und ein Paar Kondensatoren C1 und C2.
Die Auslöseschaltung 4 aktiviert oder deaktiviert den Schaltkreis 5 den Erkennungssignalen entsprechend, wodurch die Anlasswicklung 6 erregt oder entregt wird, und umfasst einen bidirektionalen fotoelektrischen siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR)-Regler IC1 und eine Vielzahl von Widerständen R2, R3 und R4.
Eine Umpolvorrichtung ist mit einem Stromeingangsende der Anlasswicklung 6 verbunden. In dieser Ausführungsform ist die Umpolvorrichtung ein Umschalter K, und die Umpolung des Stromeingangsendes der Anlasswicklung 6 erfolgt durch Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Umschalters K.
Die Arbeitsweise der Anlasserschaltung nach einer Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden beschrieben.
Ein Ende der Hauptwicklung 1 ist mit einem Ende W-Bk verbunden, und deren anderes Ende ist mit einem Ende BU verbunden. Nach der Einschaltung der Hauptwicklung 1 nimmt der durch die Hauptwicklung 1 fließende Strom ab und der Spannungsabfall, der durch den induktionsfreien Widerstand R1 erzeugt wird, reduziert sich.
Am Anfang des Anlassvorgangs treibt der vom induktionsfreien Widerstand R1 erzeugte Spannungsabfall die Auslöseschaltung 4 über die Gleichrichter- und Filterschaltung 3. Die Auslöseschaltung 4 schaltet eine bidirektionale Thyristortriode BG des Schaltkreises 5 ein, die Anlasswicklung 6 wird betrieben und der Läufer rotiert.
Wenn die Drehzahl des Läufers 70–85% der Synchrondrehzahl erreicht, nimmt der durch die Hauptwicklung 1 fließende Strom ab und dadurch verringert sich der Spannungsabfall, der vom induktionsfreien Widerstand R1 erzeugt wird, sodass dieser die Auslöseschaltung 4 nicht über die Gleichrichter- und Filterschaltung 3 treiben kann. Die Auslöseschaltung 4 schaltet dann die bidirektionale Thyristortriode BG des Schaltkreises 5 aus und der Betrieb der Anlasswicklung 6 bricht ab.
Wenn die Laufrichtung des Motors geändert werden soll, ist es nur notwendig, eine Polarität der Spannung, die von der Umpolvorrichtung an die Anlasswicklung 6 angelegt wird, zu wechseln, und es ist nicht erforderlich, eine Polarität der von der Hauptwicklung 1 angelegten Spannung zu ändern, was den Vorgang leicht und praktisch macht.
Obwohl spezifische Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, versteht es sich für den Fachmann, dass Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung in ihren weiteren Aspekten abzuweichen, und daher sollen die beiliegenden Ansprüche alle Änderungen und Modifikationen abdecken, die im wahren Geist und Umfang der Erfindung liegen.

Claims

Anlasserschaltung für einen Einphasenwechselstrommotor, umfassend eine Hauptwicklung; eine Messschaltung; eine Gleichrichter- und Filterschaltung; eine Auslöseschaltung; einen Schaltkreis und eine Anlasswicklung; wobei die Messschaltung mit der Hauptwicklung in Reihe geschaltet ist, um Stromparameter in erkannte Signale umzuwandeln; der Schaltkreis mit der Anlasswicklung in Reihe geschaltet ist; die Gleichrichter- und Filterschaltung die erkannten Signale verarbeitet und verarbeitete erkannte Signale an die Auslöseschaltung weiterleitet; und die Auslöseschaltung den Schaltkreis den erkannten Signalen entsprechend aktiviert oder deaktiviert, wodurch die Anlasswicklung erregt oder entregt wird.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Auslöseschaltung im Wesentlichen einen Regler umfasst, der einen bidirektionalen fotoelektrischen siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR) aufweist.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Messschaltung einen induktionsfreien Widerstand umfasst.
Schaltung nach Anspruch 3, wobei der Widerstandsbereich des induktionsfreien Widerstands zwischen 20 mΩ und 100 mΩ liegt.
Schaltung nach Anspruch 3, wobei die Auslöseschaltung im Wesentlichen einen Regler umfasst, der einen bidirektionalen fotoelektrischen siliziumgesteuerten Gleichrichter (SCR) aufweist.
Schaltung nach Anspruch 3, wobei der Schaltkreis eine bidirektionale Thyristortriode umfasst.
Schaltung nach Anspruch 6, wobei der Schaltkreis außerdem einen Varistor umfasst, der mit der bidirektionalen Thyristortriode parallel geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis eine bidirektionale Thyristortriode umfasst.
Schaltung nach Anspruch 8, wobei der Schaltkreis außerdem einen Varistor umfasst, der mit der bidirektionalen Thyristortriode parallel geschaltet ist.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei eine Umpolvorrichtung mit einem Stromeingangsende der Anlasswicklung verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Gleichrichter- und Filterschaltung eine Diode und ein Paar Kondensatoren umfasst.