一种电压起动控制器、电机起动控制方法技术

本申请涉及一种电压起动控制器、电机起动控制方法，电压起动控制器由电源电路和控制电路组成，电源电路由整流滤波电路、电机副绕组电压采样电路、DC‑DC降压电路组成，电机副绕组与整流滤波电路连接，整流滤波电路与电机副绕组电压采样电路、DC‑DC降压电路均连接；控制电路由电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路组成，DC‑DC降压电路输出接电压比较电路，电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路相互连接，光耦隔离可控硅控制电路与电机副绕组连接，电压比较电路与电机副绕组电压采样电路连接，并在采样值大于设定值时通过可控硅切断启动电容。本申请还包括电机起动控制方法。本申请结构简洁，能耗、成本低，安全性好。

A voltage starting controller and motor starting control method

【技术实现步骤摘要】
一种电压起动控制器、电机起动控制方法
本申请涉及一种电压起动控制器、电机起动控制方法，主要适用于商用冰箱、空调等单相制冷压缩机的起动控制，也可用于其它单相异步电机的起动控制。
技术介绍
目前冰箱、空调等定频制冷压缩机普遍采用单相异步电机，电机的定子嵌有两套绕组，一套为主绕组，另一套为副绕组。当电机通电起动时，主绕组和副绕组同时通电并产生磁场，同时接通启动电容，合成的旋转磁场切割静止转子产生一定的电磁转矩，使转子开始旋转，起动后的转子转矩将逐渐增大，当转速达到75%-80%的同步转速时，切断启动电容，电动机仍能继续旋转升速，直至达到与外阻抗转矩平衡、稳定运转；而启动电容的接通和切断由电机起动器来完成。目前控制启动电容通断的控制器主要是电压起动继电器，通过电机副绕组电压来控制继电器的导通或关断，从而控制启动电容的接通或断开。电压起动继电器属于常闭继电器，当电机起动完成后需要继电器保持在断开状态使启动电容处于断开状态。为了维持继电器的动作，继电器的控制端会产生5W左右功率消耗，导致了电能的大量浪费。电压起动继电器通过触点切换来实现导通或关断，当回路存在电压或电流时，触点间容易产生电弧。由于压缩机的制冷剂属于易燃易爆气体，需要控制器具备防爆功能，而继电器本身的工作特性很难满足防爆的要求。另外由于触点间的触点材料因继电器动作而老化，使得继电器的寿命偏短而难以满足压缩机的运行寿命要求。电压起动继电器的吸合电压是一个范围，通常吸合电压为180-195VAC，释放电压为35-105VAC，吸合电压的偏差过大会使压缩机还未起动完成就切断启动电容，导致压缩机起动不正常。释放电压的上限过大，会使压缩机负载异常时导致电机副绕组电压波动较大，导致继电器不停的动作。综合以上所述，现有的电压起动继电器难以满足日益提高的防爆要求，也难以满足越来越严苛的能耗要求。
技术实现思路
本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，能耗、成本低，安全性好的电压起动控制器、电机起动控制方法。本申请解决上述技术问题所采用的技术方案的基本原理是：在电机起动开始后电机副绕组电压达到20V时，电源电路开始工作并产生稳定12V系统电源。电机副绕组电压随着转速的增加而变大，再通过电机副绕组电压采样电路将电机副绕组电压按比例缩小并作为控制电路的输入信号，与设定值（切断启动电容的电压值）比较，比较器输出端控制信号控制隔离光耦导通，可控硅的触发回路被短接，可控硅关断，启动电容被断开，从而不需要继电器来起动，且控制电路的输入信号保持在合理范围内不至于偏差过大。具体方案为：一种电压起动控制器，由电源电路和控制电路组成，其特征是所述电源电路由整流滤波电路、电机副绕组电压采样电路、DC-DC降压电路组成，电机副绕组与整流滤波电路连接，整流滤波电路与电机副绕组电压采样电路、DC-DC降压电路均连接；控制电路由电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路组成，DC-DC降压电路输出接电压比较电路，电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路相互连接，光耦隔离可控硅控制电路与电机副绕组连接并在电机副绕组上电且电压不大于设定值时通过可控硅接通启动电容，电压比较电路与电机副绕组电压采样电路连接，并在采样值大于设定值时通过光耦隔离可控硅控制电路断开可控硅从而切断启动电容。所述电压比较电路由电阻二十二、电阻二十三、电阻二十四、电压比较器二组成，电机副绕组S端接电压比较器二的4脚、电阻二十四的一端，电阻二十二的一端接电机副绕组电压采样电路，电阻二十二的另一端与电压比较器二的5脚相连，电阻二十三的一端、电压比较器二的8脚均与DC-DC降压电路输出连接，电阻二十三的另一端、电阻二十四的另一端均与电压比较器二的6脚相连，电压比较器二的7脚接可控硅控制电路。所述控制信号抗干扰电路由二极管九、稳压管二、稳压管一、电阻六组成，二极管九的正极与稳压管二正极相连，二极管九的负极接电压比较器二的5脚，稳压管二负极与电压比较器二的7脚（隔离光耦的1脚）相连，电阻六的一端与电机副绕组S端连接，电阻六的另一端与稳压管一正极相连，稳压管一负极与可控硅控制电路的隔离光耦的2脚相连。所述可控硅控制电路由隔离光耦、电阻八、PTC电阻十二、电阻九、可控硅组成，隔离光耦的6脚与PTC电阻十二的一端、电阻九的一端相连，PTC电阻十二的另一端与电阻八的一端相连，电阻八的另一端与可控硅的T1极、电机副绕组S端相连，电阻九的另一端与可控硅的G极相连，可控硅的T2极与隔离光耦的4脚、启动电容一端相连，隔离光耦的1脚接电压比较电路输出、控制信号抗干扰电路，隔离光耦的2脚接控制信号抗干扰电路。所述整流滤波电路由压敏电阻三十、电阻三十五、二极管十三、电解电容三、电容十三组成，所述压敏电阻三十的一端与电机公共端C端、电阻三十五的一端相连，压敏电阻三十另一端与电机副绕组S端、电解电容三负极、电容十三的一端相连，电阻三十五的另一端与二极管十三正极相连，二极管十三负极与电解电容三正极、电容十三的另一端、DC-DC降压电路相连，电机副绕组电压采样电路接在电解电容三的正极与负极之间。所述电机副绕组电压采样电路由电阻三十七、电阻三十九组成，所述电阻三十七、电阻三十九串联后接在电解电容三正极、负极之间，电阻三十七与电阻三十九相连的一端与电压比较电路的电阻二十二连接。所述DC-DC降压电路由电源芯片四、电容十、电阻三十四、电阻三十三、电解电容一、电感二、二极管十二、二极管十四、电解电容四、电容十一、电阻一组成，所述电源芯片四的4脚与二极管十三负极相连，电源芯片四的2脚与电阻三十三的一端、电阻三十四的一端相连，电源芯片四的1脚与电容十的一端相连，电源芯片四的5、6、7、8脚相互连接并与电容十另一端、电阻三十四的另一端、电解电容一的负极、电感二的一端、二极管十四的负极相连，电阻三十三的另一端与电解电容一正极、二极管十二负极相连，二极管十二的正极与电感二的另一端、电解电容四正极、电容十一的一端、电阻一的一端相连（为DC-DC降压电路+12V输出），二极管十四正极、电解电容四负极、电容十一的另一端、电阻一的另一端、电阻六的一端、电阻二十四的一端相互短接并与电机副绕组S端相连。本申请稳压管一串联在隔离光耦控制回路中，当控制电路不动作时，外部的干扰信号不足以使稳压管一导通，以此保证隔离光耦的控制端一直处于关闭状态。本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：一种电机起动控制方法，其特征是包括以下步骤：S1：电机上电（接通交流电源）起动，电源电路启动工作；S2：电机副绕组通过启动电容和运行电容通电并正式启动，且电机副绕组电压快速（通常情况下只需0.1秒）达到开关电源芯片四能够稳定输出所要求的输入电压20V，同时电源电路输出稳定的直流电压（DC-DC降压电路输出12V）至电压比较电路；S3：电机副绕组电压继续上升至电机副绕组关断电压（关断电压由电阻二十三和电阻二十四参数设置），电机副绕组电压采样电路输出至电压比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压起动控制器，由电源电路和控制电路组成，其特征是所述电源电路由整流滤波电路、电机副绕组电压采样电路、DC-DC降压电路组成，电机副绕组与整流滤波电路连接，整流滤波电路与电机副绕组电压采样电路、DC-DC降压电路均连接；控制电路由电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路组成，DC-DC降压电路输出接电压比较电路，电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路相互连接，光耦隔离可控硅控制电路与电机副绕组连接并在电机副绕组上电且电压不大于设定值时接通启动电容，电压比较电路与电机副绕组电压采样电路连接并在采样值大于设定值时通过光耦隔离可控硅控制电路切断启动电容。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压起动控制器，由电源电路和控制电路组成，其特征是所述电源电路由整流滤波电路、电机副绕组电压采样电路、DC-DC降压电路组成，电机副绕组与整流滤波电路连接，整流滤波电路与电机副绕组电压采样电路、DC-DC降压电路均连接；控制电路由电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路组成，DC-DC降压电路输出接电压比较电路，电压比较电路、控制信号抗干扰电路、光耦隔离可控硅控制电路相互连接，光耦隔离可控硅控制电路与电机副绕组连接并在电机副绕组上电且电压不大于设定值时接通启动电容，电压比较电路与电机副绕组电压采样电路连接并在采样值大于设定值时通过光耦隔离可控硅控制电路切断启动电容。


2.根据权利要求1所述电压起动控制器，其特征是：所述可控硅控制电路由隔离光耦、电阻八、PTC电阻十二、电阻九、可控硅组成，隔离光耦的6脚与PTC电阻十二的一端、电阻九的一端相连，PTC电阻十二的另一端与电阻八的一端相连，电阻八的另一端与可控硅的T1极、电机副绕组S端相连，电阻九的另一端与可控硅的G极相连，可控硅的T2极与隔离光耦的4脚、启动电容一端相连，隔离光耦的1脚接电压比较电路输出、控制信号抗干扰电路，隔离光耦的2脚接控制信号抗干扰电路。


3.根据权利要求1所述电压起动控制器，其特征是：所述电压比较电路由电阻二十二、电阻二十三、电阻二十四、电压比较器二组成，电机副绕组S端接电压比较器二的4脚、电阻二十四的一端，电阻二十二的一端接电机副绕组电压采样电路，电阻二十二的另一端与电压比较器二的5脚相连，电阻二十三的一端、电压比较器二的8脚均与DC-DC降压电路输出连接，电阻二十三的另一端、电阻二十四的另一端均与电压比较器二的6脚相连，电压比较器二的7脚接可控硅控制电路。


4.根据权利要求3所述电压起动控制器，其特征是：所述控制信号抗干扰电路由二极管九、稳压管二、稳压管一、电阻六组成，二极管九的正极与稳压管二正极相连，二极管九的负极接电压比较器二的5脚，稳压管二负极与电压比较器二的7脚相连，电阻六的一端与电机副绕组S端连接，电阻六的另一端与稳压管一正极相连，稳压管一负极与可控硅控制电路相连。


5.根据权利要求1至4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜华坚，吴红彪，范成钢，徐宇军，李俊杰，
申请(专利权)人：杭州星帅尔电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33