CN2924924Y - 一种单相交流电机电子启动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单相交流电机电子启动电路，包括降压整流模块、延时电路、主控电路、无触点开关和电机启动电路，所述降压整流模块对输入的交流信号进行降压整流，并将降压整流后的低压直流信号输出给延时电路和主控电路，主控电路收到延时电路的启动信号后输出启动信号给无触点开关，无触点开关将启动信号输出给电机启动电路，启动电机工作。本实用新型采用电子电路替代了传统的机械式有触点离心开关，具有通断无电弧火花、安全可靠、长寿、安装接线简单等优点，可以直接安装在电机的外表面，简化电机的总体设计和装配，方便了电机的维修，且大大缩小了电机的体积，节省了原材料，适用于所有需要离心开关的单相交流电机。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及电机，尤其涉及单相交流电机。
【背景技术】
我们每天都在使用众多带有单相感应电机的电器和设备。由于单相感应电机的转速控制功能不仅可改变转速，还可降低能耗和恼人的噪声，因而对大多数电机控制应用而言是理想的选择。由于单相感应电机能使用市电插座所提供的标准单相交流电源工作，其应用范围十分广泛。在家用电器设备中，都常配有小型单相交流感应电动机。一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后，电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子，从而使转子产生电动势，并相互作用而形成转矩，使转子转动。但单相交流感应电动机，只能产生极性和强度交替变化的磁场，不能产生旋转磁场，因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场，转子才能转动。它们都不能够自启动。一般按使用的启动机构，可分为分为分相式、电容启动式和罩极式等类型。
分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。两个绕组相差一个很大的相位角，使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些，因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。这个旋转磁通切割转子上的导体，使转子导体感应一个较大的电流，电流所产生的磁通与定子磁通相互作用，转子便产生启动转矩。当电机一旦启动，转速上升至额定转速70％左右时，离心开关脱开副绕组即断电，电机即可正常运转。
电容启动式电机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。这种电机结构简单，启动快速，转速稳定，被广泛应用在电风扇、排风扇、抽油烟机等家用电器中。电容分相式电动机在定子绕组上设有主绕组和副绕组(启动绕组)，并在启动绕组中串联大容量启动电容器，使通电后主、副绕组的电相角成90°，从而能产生较大的启动转矩，使转子启动运转。对于永久分相电容电动机来说，均与启动绕组串接。由于永久分相电机其启动的转矩较小，因此很适于排风机、抽风机等要求启动力矩低的电器设备中应用。电容式启动电动机，由于其运行绕组分正、反相绕制设定，所以只要切换运行绕组和启动绕组的串接方向，即可方便实现电机逆、顺方向运转。
罩极式单相交流电动机，它的结构简单，其电气性能略差于其他单相电机，但由于制作成本低，运行噪声较小，对电器设备干扰小，所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。罩极式电动机只有主绕组，没有副绕级(启动绕组)，它在电机定子的两极处各设有一副短路环，也称为电极罩极圈。当电动机通电后，主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流，从而使磁极上被罩部分的磁场，比未罩住部分的磁场滞后些，因而磁极构成旋转磁场，电动机转子便旋转启动工作。罩极式单相电动机还有一个特点，即可以很方便地转换成二极或四极转速，以适应不同转速电器配套使用。
离心开关是单相电动机的启动元件，它联接在电机的起动绕组上，电机起动时，当转速达到同步转速的70～85％时，离心开关依靠离心力打开，切断起动电路而进入运行。目前的单相交流电机都采用机械式有触点离心开关。这种离心开关通断有电弧火花、使用寿命较短、安装结构较复杂、必须安装在电机的内部、不方便电机的整体结构设计、且使电机整体的体积较大、增加了电机的原材料成本。
【发明内容】
本实用新型的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种单相交流电机电子启动电路，启动无电弧火花、安全可靠、节省原材料。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种单相交流电机电子启动电路，包括降压整流模块、延时电路、主控电路、无触点开关和电机启动电路，所述降压整流模块对输入的交流信号进行降压整流，并将降压整流后的低压直流信号输出给延时电路和主控电路，主控电路收到延时电路的启动信号后输出启动信号给无触点开关，无触点开关将启动信号输出给电机启动电路，启动电机工作。
作为优选，所述主控电路采用TC4011BP芯片。
作为优选，所述无触点开关采用双向晶闸管实现开关功能。
作为优选，所述双向晶闸管采用MAC 97A6和BTA16/600。
本实用新型的有益效果：本实用新型采用电子电路替代了传统的机械式有触点离心开关，具有通断无电弧火花、安全可靠、长寿、安装接线简单等优点，可以直接安装在电机的外表面，简化电机的总体设计和装配，方便了电机的维修，且大大缩小了电机的体积，节省了原材料，适用于所有需要离心开关的单相交流电机。
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1是本实用新型一种单相交流电机电子启动电路的电气方框图；
图2是本实用新型一种单相交流电机电子启动电路的电路图。
【具体实施方式】
如图1所示为本实用新型一种单相交流电机电子启动电路的电气方框图。包括降压整流模块1、延时电路2、主控电路3、无触点开关4和电机启动电路5，所述降压整流模块1对输入的交流信号进行降压整流，并将降压整流后的低压直流信号输出给延时电路2和主控电路3，主控电路3收到延时电路2的启动信号后输出启动信号给无触点开关4，无触点开关4将启动信号输出给电机启动电路5，启动电机工作。
如图2所示为本实用新型一种单相交流电机电子启动电路的电路图。220V的交流电压经第一电容C1、第一二极管D1、第二二极管D2、第二电容C2降压整流并滤波后输出低压直流电压给延时电路2和主控电路3。主控电路3采用东芝TC4011BP芯片，该芯片内部为4个逻辑与非门。TC4011BP芯片的pin14接电源，pin13与pin12连接后通过第一电阻R1接电源，pin9与pin11连接后通过第二电阻R2接电源，pin1、pin2、pin5、pin6与pin10相连，第四电容C4一端与pin4相连，另一端与第三二极管D3的正极及第九电阻R9的一端相连，第三二极管D3的负极连接第七电阻R7后接于pin1，第九电阻R9的另一端也接于pin1，第三二极管D3的正极与pin8之间串联有第十电阻R10，pin3与第三三极管Q3的基极相连，第三三极管Q3的集电极接电源，发射极接第五电阻R5，第五电阻R5的另一端接第二双向晶闸管Q2的控制极，第二双向晶闸管Q2的控制极与第二阳极之间并联第六电阻R6，第二双向晶闸管Q2的第一阳极通过第四电阻R4连接到第一双向晶闸管Q1的控制极，第一双向晶闸管Q1的第一阳极与控制极之间并联第三电阻R3，第一双向晶闸管Q1的第一阳极通过第五电容C5连接到启动绕组，第五电容C5为启动电容。当TC401iBP芯片的pin3输出高电平到第三三极管Q3时，第三三极管Q3就导通，将电压信号输出到第二双向晶闸管Q2的控制极，使第二双向晶闸管Q2导通，再将触发信号输出到第一双向晶闸管Q1的控制极，使第一双向晶闸管Q1导通，从而将220V的交流电压加在启动绕组及启动电容上，实现电机的启动，当转速达到同步转速的70～85％时，同样由主控电路3来控制无触点开关4中第一双向晶闸管Q1关断，由220V的交流电压直接给电机供电，使电机进入正常运行。本实用新型采用双向晶闸管来实现电机从启动到运行的切换，控制反应快，在微秒级内实现导通及关断，无触点运行，无火花，无噪音，效率高，成本低。
上述实施方式是对本实用新型的进一步说明，不是对本实用新型的具体限定，任何在本实用新型基础上的简单变形及替换均属于本实用新型的保护范围，本实用新型适用于所有需要离心开关的单相交流电机。
Claims (4)
1.一种单相交流电机电子启动电路，其特征在于：包括降压整流模块(1)、延时电路(2)、主控电路(3)、无触点开关(4)和电机启动电路(5)，所述降压整流模块(1)对输入的交流信号进行降压整流，并将降压整流后的低压直流信号输出给延时电路(2)和主控电路(3)，主控电路(3)收到延时电路(2)的启动信号后输出启动信号给无触点开关(4)，无触点开关(4)将启动信号输出给电机启动电路(5)，启动电机工作。
2.如权利要求1所述的一种单相交流电机电子启动电路，其特征在于：所述主控电路(3)采用TC4011BP芯片。
3.如权利要求2所述的一种单相交流电机电子启动电路，其特征在于：所述无触点开关(4)采用双向晶闸管实现开关功能。
4.如权利要求3所述的一种单相交流电机电子启动电路，其特征在于：所述双向晶闸管采用MAC97A6和BTA16/600。
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