描述了包含主繞組、輔助繞組和開關電路的交流（AC）電機。該開關電路包括分壓器和三端雙向可控硅開關元件（或一些其他AC開關），該分壓器包括正溫度系數(shù)（PTC）電阻器。當啟動系統(tǒng)（系統(tǒng)是冷的）時，AC電源（例如，干線電源）在三端雙向可控硅開關元件的柵極上生成足以接通三端雙向可控硅開關元件以便使電流通過輔助繞組的電壓。但是，在一段時間之后，PTC電阻器上的溫度升高，使得三端雙向可控硅開關元件的柵極上的電壓下降，并使三端雙向可控硅開關元件斷開。使用電容器將分壓器輸出端與三端雙向可控硅開關元件的柵極耦合，該電容器具有在AC電源的過零點上降低開關噪聲的效果。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及啟動設備；尤其涉及，例如，用在單相AC電機中的正溫度系數(shù)(PTC)啟動設備。
技術介紹
已知單相AC電機配有兩個繞組:主繞組和輔助繞組。如在現(xiàn)有技術中所眾所周知，輔助繞組用在啟動電機的時候。在完成了啟動階段之后，將輔助繞組斷電，讓主繞組接管AC電機的運行。一些已知AC電機利用正溫度系數(shù)(PTC)電阻器來調(diào)節(jié)輔助繞組的使用。圖1是用標號I總體表不的已知電機系統(tǒng)的不意性電路圖。電機系統(tǒng)I包含AC電源2、開關3、主繞組4、輔助繞組6和正溫度系數(shù)(PTC)電阻器8。輔助繞組6和PTC電阻器8相互串聯(lián)并與主繞組4并聯(lián)。開關3是這樣連接的:當閉合時，電流可以從電源2流到主繞組并且還流到輔助繞組/PTC電阻器對。電機系統(tǒng)I適合用作壓縮機，例如，制冷系統(tǒng)中的壓縮機。當作為壓縮機的一部分用于制冷系統(tǒng)時，開關3通常是恒溫器，使得取決于恒溫器測量的溫度，通過恒溫器3接通和斷開壓縮機。一般說來，當開關3從打開狀態(tài)變成閉合狀態(tài)時，PTC電阻器8是冷的，因此具有相對較小電阻(也許25歐姆的數(shù)量級)。因此，相應較大電流可以流過輔助繞組6和PTC電阻器8。大電流流過PTC電阻器8導致那個電阻器變熱。由于PTC電阻器8具有正溫度系數(shù)，所以阻值隨溫度升高而增大，使得當電流通過PTC電阻器8時，隨著時間的流逝，PTC電阻器8的阻值增大(也許達到最大2千歐姆)。當然，隨著阻值增大，通過電阻器的電流(因此通過輔助繞組6的電流)減小。因此，隨著開關3閉合，當電阻器8是冷的時，相當大的電流通過輔助繞組，但當電阻器8是熱的時，只有小電流通過輔助繞組。假設開關3已打開相當長一段時間。假設現(xiàn)在將開關閉合。開關的閉合將導致相當大的電流通過電機I的主繞組4和輔助繞組6兩者。電阻器8保證輔助繞組中的電流具有與主繞組4中的電流不同的相位。其結(jié)果是，可以生成移動磁場來驅(qū)動感應電機。因此，輔助繞組可以用于啟動電機。一旦電機運動起來，就不再需要輔助繞組。因此，將電路I安排成減小輔助繞組6中的電流，并使主繞組4支配電機I的運行。如上所述，當PTC電阻器是熱的時，通過輔助繞組6的電流相對較小。不過，那個電流不會減小到零，因此輔助繞組6會消耗電力。這種電力被浪費掉了。顯然，一般都希望減小除了啟動階段之外其他時間流過輔助繞組6的電流。圖2是用標號10總體表不、試圖減小浪費的電量的上述電機系統(tǒng)I的一種已知變體的電路圖。電機系統(tǒng)10包含上述電路I的AC電源2、開關3、主繞組4、輔助繞組6和PTC電阻器8。電路10還包括開關裝置11。開關裝置11包含第一電阻器14、第二電阻器16和雙向三極晶閘管12。雙向三極晶閘管12通常是三端雙向可控硅開關元件，下面統(tǒng)稱為三端雙向可控硅開關元件。第一電阻器14和第二電阻器16形成連接在輔助繞組6與電源2的第二端之間的分壓器。第一電阻器14是PTC電阻器。當開關3閉合時，分壓器中點上的電壓是電壓源2提供的AC電壓的幾分之一，那個比例很大程度上取決于電阻器14和16的相對阻值和輔助繞組6的阻值。隨著第一電阻器14的阻值增大(隨著溫度升高)，分壓器中點上的電壓下降到AC電壓源的較低比例。因此，分壓器中點上的電壓隨著溫度升高而下降。將分壓器的中點與三端雙向可控硅開關元件12的柵極輸入端耦合。當PTC電阻器14是冷的(使得三端雙向可控硅開關元件柵極上的電壓是電源2提供的AC電壓的相對較高比例)時，三端雙向可控硅開關元件被接通，且使電流通過輔助繞組6和三端雙向可控硅開關元件12。當PTC電阻器相對較熱(使得三端雙向可控硅開關元件柵極上的電壓是電源2提供的AC電壓的相對較低比例)時，三端雙向可控硅開關元件斷開。再次假設開關3已打開相當長一段時間。假設現(xiàn)在將開關閉合。由于PTC電阻器14是冷的，所以分壓器中點上的電壓將高到足以接通三端雙向可控硅開關元件12。因此，相當大電流通過輔助繞組6。隨著時間的流逝，PTC電阻器14的阻值增大，因此三端雙向可控硅開關元件12的柵極上的電壓下降。當電壓下降到低于三端雙向可控硅開關元件的開關閾值時，三端雙向可控硅開關元件斷開，且來自AC電源的大部分電流流過主繞組4。電阻器14可以具有從2千歐姆(當相對較冷時)到10千歐姆(當相對較熱時)的阻值。于是，處在高溫上(當三端雙向可控硅開關元件斷開時)的開關裝置11的分壓器的阻值顯著大于上述電路I中的電阻器8的阻值。于是，盡管當三端雙向可控硅開關元件12斷開時，一些電流經(jīng)由電阻器14和16通過輔助繞組6 (使得一些電力被浪費掉)，但在電路10中浪費的電力比在電路I中浪費的電力小得多。三端雙向可控硅開關元件12起AC開關的作用。當柵極電壓上升到超過三端雙向可控硅開關元件的閾電壓時，三端雙向可控硅開關元件被接通。三端雙向可控硅開關元件一直保持接通狀態(tài)直到柵極電壓下降到零。當柵極電壓下降到低于三端雙向可控硅開關元件的(負)閾電壓時，三端雙向可控硅開關元件再次被接通，并一直保持接通狀態(tài)直到柵極電壓上升到零。因此，三端雙向可控硅開關元件12在AC輸入電壓的正負半周期期間都是接通的。但是，在每個柵極電壓的過零點上，有一小段時間三端雙向可控硅開關元件是斷開的。下面參考圖3描述這種過零的影響。圖3是用標號20總體表示、示出圖2的電路的模擬結(jié)果的曲線圖。曲線圖20包括電壓曲線22和電流曲線24。電壓曲線22示出了三端雙向可控硅開關元件12的柵極上的電壓。電流曲線24示出了流過三端雙向可控硅開關元件12的電流。在顯示在圖3中的電壓和電流曲線22和24的起點上，電壓處在O伏上，三端雙向可控硅開關元件被斷開。電源2是AC電源，如圖3所示，最初，電壓上升，但電流24保持在O上(由于三端雙向可控硅開關元件仍然是斷開的)。當電壓22達到三端雙向可控硅開關元件12的閾電壓時，三端雙向可控硅開關元件接通，并讓電流通過。但是，如圖3所示，電流的接通是有噪聲的，導致明顯的電流尖峰。三端雙向可控硅開關元件保持接通(并讓電流通過)直到柵極電壓下降到零。然后三端雙向可控硅開關元件斷開(并不讓電流通過)直到柵極電壓下降到低于三端雙向可控硅開關元件的負閾電壓。然后，三端雙向可控硅開關元件接通，并讓負電流通過。并且，如圖3所示，當三端雙向可控硅開關元件接通時，出現(xiàn)大電流尖峰。因此，電流尖峰出現(xiàn)在柵極電壓的每個過零點上(B卩，AC輸入電壓的每個半周期上)。除了出現(xiàn)在電流信號24中的噪聲之外，電壓信號22還包含相應的一系列尖峰。圖4示出了用標號30總體表示、圖2的電路的一種實現(xiàn)的測量結(jié)果。結(jié)果30的第一條線作為時間的函數(shù)畫出了三端雙向可控硅開關元件12兩端的電壓。結(jié)果30的第二條線作為時間的函數(shù)畫出了通過三端雙向可控硅開關元件12的電流。結(jié)果30的第三條線畫出了通過三端雙向可控硅開關元件12的電流的特寫。最初，開關3是打開的，因此三端雙向可控硅開關元件12兩端沒有電壓，也沒有電流流過三端雙向可控硅開關元件。當開關3閉合時，PTC電阻器4是冷的，使三端雙向可控硅開關元件被接通。因此，如標號31所指，有一段時間三端雙向可控硅開關元件兩端的電壓近似于零(因為三端雙向可控硅開關元件被接通)。但是，如在電壓測量結(jié)果31中清晰可見，在AC電源的每個過零點上出現(xiàn)電壓尖峰。同時，在用標號33總體表示的時段上，AC電流流過三端本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種包含主繞組、輔助繞組和開關電路的交流電機，其中該開關電路與該輔助繞組串聯(lián)形成輔助繞組?開關電路對，以及該主繞組與該輔助繞組?開關電路對并聯(lián)，其中該開關電路包含分壓器、雙向三極晶閘管和電容器，其中：該雙向三極晶閘管與該輔助繞組串聯(lián)；該分壓器包含第一電阻器和第二電阻器；該第一和第二電阻器一起連接在該分壓器的輸出端上；該第一電阻器是正溫度系數(shù)電阻器，并且具有與該輔助繞組耦合的第一端和與該分壓器的輸出端耦合的第二端；以及該電容器耦合在該分壓器輸出端與該雙向三極晶閘管的柵極輸入端之間。
【技術特征摘要】
2011.11.01 DK PA2011008441.一種包含主繞組、輔助繞組和開關電路的交流電機，其中該開關電路與該輔助繞組串聯(lián)形成輔助繞組-開關電路對，以及該主繞組與該輔助繞組-開關電路對并聯(lián)，其中該開關電路包含分壓器、雙向三極晶閘管和電容器，其中: 該雙向三極晶閘管與該輔助繞組串聯(lián)； 該分壓器包含第一電阻器和第二電阻器； 該第一和第二電阻器一起連接在該分壓器的輸出端上； 該第一電阻器是正溫度系數(shù)電阻器，并且具有與該輔助繞組耦合的第一端和與該分壓器的輸出端耦合的第二端；以及 該電容器耦...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：K克里斯坦森，U格羅思，T伯特爾森，D霍馬思，
申請(專利權(quán))人：思科普有限責任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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