專利名稱：電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電器設(shè)備的保護(hù)裝置，尤其涉及一種家用空調(diào)，冰箱等電器設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)干擾較小并保護(hù)電器本身不受外界電網(wǎng)不正常工作侵害的軟啟動(dòng)保護(hù)裝置。本實(shí)用新型可廣泛使用于帶電機(jī)的電器設(shè)備，如冰箱、空調(diào)等，它串接在電源系統(tǒng)和電器之間。
背景技術(shù)：
目前大量的空調(diào)器，冰箱等帶電機(jī)的電器設(shè)備得到應(yīng)用，這些電器設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的較大功率電機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成電源電壓瞬時(shí)波動(dòng)，對(duì)公用電網(wǎng)形成污染，也會(huì)影響接入電網(wǎng)的電器設(shè)備。消除電機(jī)啟動(dòng)瞬時(shí)引起的電源電壓波動(dòng)和閃爍的技術(shù)在中國(guó)專利01254441中已有所披露，但是現(xiàn)有技術(shù)并沒(méi)有涉及電源電壓的平滑緩慢升壓，也沒(méi)有涉及啟動(dòng)時(shí)為電器本身提供保護(hù)，因此如何能使帶電機(jī)電器設(shè)備啟動(dòng)時(shí)電源電壓平滑緩慢升壓，并為電器設(shè)備本身提供保護(hù)，則是現(xiàn)有技術(shù)中有待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題提供一種既降低帶電機(jī)電器設(shè)備啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的干擾，又保護(hù)電器設(shè)備本身免受外界電網(wǎng)不正常工作侵害的降壓?jiǎn)?dòng)，平滑緩慢升壓，延遲全壓提供的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置串接在市電供電系統(tǒng)與帶電機(jī)的電器設(shè)備輸入電源之間，它包括機(jī)殼及其內(nèi)的電子線路，所述電子線路包括微處理器、與微處理器輸入端連接的溫度傳感器、工作電源電路、保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路和負(fù)載接口電路、與微處理器輸出端連接的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、大功率NTC電阻；所述大功率NTC電阻的輸入輸出端分別連接轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和負(fù)載接口電路；所述微處理器根據(jù)溫度傳感器、保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路、負(fù)載接口電路送來(lái)的信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
所述大功率NTC電阻由一個(gè)大功率NTC電阻Z1構(gòu)成，其阻值與電機(jī)的運(yùn)行繞組的阻抗相匹配，所述大功率NTC電阻一端連接到外接電機(jī)運(yùn)行繞組接線端，另一端連接到交流電源零線。
所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由兩個(gè)受控開(kāi)關(guān)及其控制電路構(gòu)成，其中一個(gè)受控開(kāi)關(guān)位于外接市電低壓供電系統(tǒng)的相線和外接電機(jī)的公共繞組接線端之間，另一個(gè)受控開(kāi)關(guān)和大功率NTC電阻并聯(lián)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1、由于采用大功率NTC電阻與電機(jī)運(yùn)行繞組串聯(lián)，電阻的阻值在開(kāi)始時(shí)最大，其后由于電流流過(guò)，溫度升高，阻值平滑緩慢變小，這樣電機(jī)繞組上的電壓也就隨之平滑緩慢升高，這相比于從降壓跳變到全壓，可以大大減少電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電源的干擾。
2、由于微處理器通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)大功率NTC電阻的溫度，通過(guò)保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路檢測(cè)外接電機(jī)風(fēng)扇或其他保護(hù)系統(tǒng)的交流電源，并檢測(cè)該交流電源的頻率是否50HZ或60HZ來(lái)判斷外部電網(wǎng)工作是否正常，通過(guò)負(fù)載接口電路檢測(cè)外接電機(jī)的啟動(dòng)繞組和運(yùn)行繞組上電壓來(lái)判斷是否接線有誤以及外部電源電壓過(guò)高、過(guò)低，來(lái)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的動(dòng)作，因此可以提供對(duì)帶電機(jī)電器本身的保護(hù)。


圖1是本實(shí)用新型電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置的原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置的原理電路圖；圖3是本實(shí)用新型裝置應(yīng)用于空氣壓縮機(jī)時(shí)的接線圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型將結(jié)合具體實(shí)施例并參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以便對(duì)本實(shí)用新型的目的，特征及優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行更深入的理解。
圖1、圖2和圖3中有關(guān)端子、符號(hào)說(shuō)明如下1#空氣壓縮機(jī)風(fēng)扇交流火線接線端子，2#空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)繞組接線端子，3#空氣壓縮機(jī)啟動(dòng)繞組的啟動(dòng)電容接線端子，
4#空氣壓縮機(jī)運(yùn)行繞組的接線端子，5#、電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置交流零線接入端，6#空氣壓縮機(jī)公共繞組接線端子，7#、8#交流火線電源輸入端接線端子，9#外接功率保護(hù)器和主電源繼電器一端電源接線端子，N#交流電源零線輸入接線端子，LED1外部故障信號(hào)指示，LED2保護(hù)信號(hào)指示，LED3馬達(dá)鎖定信號(hào)指示，Z1NTC負(fù)溫度效應(yīng)大功率熱敏電阻，RL1啟動(dòng)繞組保護(hù)繼電器，RL2空氣壓縮機(jī)公共繞組電源控制繼電器，Vt溫度傳感器的電壓輸入端，Vr運(yùn)行繞組端電壓檢測(cè)信號(hào)端，Vs啟動(dòng)繞組端電壓檢測(cè)信號(hào)端。
如圖1所示，本實(shí)用新型的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置串接在市電供電系統(tǒng)與帶電機(jī)的電器設(shè)備輸入電源之間，它包括機(jī)殼及其內(nèi)的電子線路，所述電子線路包括微處理器3、與微處理器3輸入端連接的溫度傳感器1、工作電源電路4、保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路6和負(fù)載接口電路8、與微處理器3輸出端連接的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5和工作狀態(tài)指示2以及大功率NTC電阻7；所述大功率NTC電阻7的輸入輸出端分別連接轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5和負(fù)載接口電路8；所述微處理器3根據(jù)溫度傳感器1、保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路6、負(fù)載接口電路8送來(lái)的信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5。
圖2是本實(shí)用新型電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置的原理電路圖。在圖2中，微處理器3采用型號(hào)為S3C9454的微處理器芯片，NTC1，R2構(gòu)成溫度傳感器1；R17，LED1，R18，LED2，R19，LED3構(gòu)成LED指示2；U2為微處理芯片S3C9454，與其3腳上連接的晶振、電容共同構(gòu)成微處理器3；ZD1，R1，D1，C1，C2，C3構(gòu)成電路工作電源4；R16，Q1，R15，Q2，RL1，R20，RL2，R27，D2，D3，D4，D5構(gòu)成轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5；R21，R22，R23，光電耦合器件U1構(gòu)成保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路6；R6，C6，R8，D7，R7，C7，R10，D8，R26構(gòu)成負(fù)載接口電路8；所述大功率NTC電阻7由一個(gè)大功率NTC電阻Z1構(gòu)成，其阻值與電機(jī)的運(yùn)行繞組的阻抗相匹配，所述大功率NTC電阻7一端連接到外接電機(jī)運(yùn)行繞組接線端，另一端連接到交流電源零線。
所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5由兩個(gè)受控開(kāi)關(guān)及其控制電路構(gòu)成，其中一個(gè)受控開(kāi)關(guān)位于外接市電低壓供電系統(tǒng)的相線和外接電機(jī)的公共繞組接線端之間，另一個(gè)受控開(kāi)關(guān)和大功率NTC電阻7并聯(lián)。所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5的兩個(gè)受控開(kāi)關(guān)分別用兩個(gè)繼電器RL1和RL2的常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，微處理器3通過(guò)控制雙向可控硅Q1控制繼電器RL1，通過(guò)控制雙向可控硅Q2控制繼電器RL2。
所述工作電源電路4采用阻容分壓電路提供微處理器3的工作電源。所述溫度傳感器1，由電阻R2和NTC電阻NTC1構(gòu)成分壓電路，檢測(cè)微處理器3工作電源得到的電壓Vt送微處理器3處理，而NTC電阻NTC1與大功率NTC電阻Z1的表面貼在一起。
所述保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路6含有電阻R23，R22，R21和光藕器件U1，電阻R23和電阻R22所構(gòu)成的分壓電路檢測(cè)外接電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)電源，電阻R22與光藕器件U1的輸入發(fā)光二極管并聯(lián)，光藕器件U1的輸出雙向?qū)ǘO管的一端經(jīng)由電阻R21上拉到微處理器3工作電源正極，并且該端信號(hào)送微處理器3處理，另一端接到微處理器3工作電源負(fù)極。
所述負(fù)載接口電路8通過(guò)電阻R6和電阻R8構(gòu)成的分壓電路檢測(cè)外接電機(jī)的運(yùn)行繞組接線端上的電壓得到的電壓Vr、通過(guò)電阻R7和電阻R10構(gòu)成的分壓電路檢測(cè)外接電機(jī)的啟動(dòng)繞組接線端上的電壓得到的電壓Vs分別送微處理器3處理。
本實(shí)用新型的工作原理是這樣的U2通過(guò)15腳檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路6送來(lái)的信號(hào)，如果15腳上沒(méi)有脈沖信號(hào)，就維持雙向可控硅Q1不導(dǎo)通，RL1無(wú)電，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，同時(shí)LED3亮，如果15腳上有脈沖信號(hào)，就檢測(cè)其是否50HZ或60HZ，不是的話，表示外部電網(wǎng)不正常，RL1無(wú)電，同時(shí)LED3亮，LED2閃爍報(bào)警。
當(dāng)U2的15腳上信號(hào)正常，就通過(guò)10腳、11腳檢測(cè)外部負(fù)載線路電壓，在RL1得電之前，10腳和11腳的電壓應(yīng)為U2的工作電壓，否則外接端子連接有誤，LED1閃爍，LED2、LED3亮，如果10腳和11腳上電壓正常，就使雙向可控硅Q1導(dǎo)通，RL1得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，此時(shí)再檢測(cè)10腳、11腳上電壓，如果Vr小于2V，則外部電源電壓過(guò)低，如果Vs大于3V，則外部電源電壓過(guò)高，就使雙向可控硅Q1斷開(kāi)，RL1失電，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，同時(shí)LED3亮，LED2閃爍報(bào)警。
上述1、2過(guò)程每10秒檢測(cè)一次，直到電源正常；電源正常時(shí)所有檢測(cè)判斷的時(shí)間小于10毫秒，以便能即時(shí)作出反應(yīng)。
電源正常后，U2通過(guò)內(nèi)部AD檢測(cè)判斷負(fù)載電壓大小(是110V，或220V，或250V)來(lái)決定啟動(dòng)過(guò)程Z1的工作時(shí)間，RL1得電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，負(fù)載電源接通，同時(shí)U2開(kāi)始內(nèi)部計(jì)時(shí)，這時(shí)Vt電壓逐漸升高，隨同Z1的保護(hù)熱敏電阻NTC1探測(cè)Z1的表面溫度，當(dāng)超過(guò)適當(dāng)?shù)臏囟葧r(shí)，就使雙向可控硅Q2導(dǎo)通，RL2得電動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Z1被短路，以切斷Z1的電流損耗。如果此溫度升高的最高上限所用的時(shí)間低于允許的下陷時(shí)間，則外部電源不啟動(dòng)任何負(fù)載。因?yàn)榇藭r(shí)可能負(fù)載短路。必須報(bào)警提示，另外同上每10秒循環(huán)檢測(cè)，直至工作電源正常再行進(jìn)一步控制。
當(dāng)Z1的溫度正常，并且U2內(nèi)部計(jì)時(shí)超過(guò)額定時(shí)間(110V時(shí)5S、220V時(shí)3S、250V時(shí)2.5S)時(shí)，RL2得電動(dòng)作，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Z1被短路，電機(jī)啟動(dòng)繞組電源斷開(kāi)，負(fù)載進(jìn)入正常滿功率工作，此時(shí)Vs應(yīng)為U2的工作電壓，否則視為啟動(dòng)繞組電源未斷開(kāi)，LED1閃爍報(bào)警5S后，RL1、RL2均失電，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，LED2、LED3亮。
本實(shí)用新型裝置可廣泛使用于帶電機(jī)的電器設(shè)備，如冰箱、空調(diào)等，圖3是本實(shí)用新型裝置應(yīng)用于空氣壓縮機(jī)的一個(gè)例子。
權(quán)利要求1.一種電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，串接在市電供電系統(tǒng)與帶電機(jī)的電器設(shè)備輸入電源之間，包括機(jī)殼及其內(nèi)的電子線路，其特征在于所述電子線路包括微處理器(3)、與微處理器(3)輸入端連接的溫度傳感器(1)、工作電源電路(4)、保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路(6)和負(fù)載接口電路(8)、與微處理器(3)輸出端連接的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(5)、大功率NTC電阻(7)；所述大功率NTC電阻(7)的輸入輸出端分別連接轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(5)和負(fù)載接口電路(8)；所述微處理器(3)根據(jù)溫度傳感器(1)、保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路(6)、負(fù)載接口電路(8)送來(lái)的信號(hào)控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述大功率NTC電阻(7)由一個(gè)大功率NTC電阻Z1構(gòu)成，其阻值與電機(jī)的運(yùn)行繞組的阻抗相匹配，所述大功率NTC電阻(7)一端連接到外接電機(jī)運(yùn)行繞組接線端，另一端連接到交流電源零線。
3.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(5)由兩個(gè)受控開(kāi)關(guān)及其控制電路構(gòu)成，其中一個(gè)受控開(kāi)關(guān)位于外接市電低壓供電系統(tǒng)的相線和外接電機(jī)的公共繞組接線端之間，另一個(gè)受控開(kāi)關(guān)和大功率NTC電阻(7)并聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)(5)的兩個(gè)受控開(kāi)關(guān)分別用兩個(gè)繼電器RL1和RL2的常開(kāi)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，微處理器(3)通過(guò)控制雙向可控硅Q1控制繼電器RL1，通過(guò)控制雙向可控硅Q2控制繼電器RL2。
5.權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述工作電源電路(4)采用阻容分壓電路提供微處理器(3)的工作電源。
6.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述溫度傳感器(1)，由電阻R2和NTC電阻NTC1構(gòu)成分壓電路，檢測(cè)微處理器(3)工作電源得到的電壓Vt送微處理器(3)處理，而NTC電阻NTC1與大功率NTC電阻Z1的表面貼在一起。
7.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路(6)含有電阻R23，R22，R21和光藕器件U1，電阻R23和電阻R22所構(gòu)成的分壓電路檢測(cè)外接電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)電源，電阻R22與光藕器件U1的輸入發(fā)光二極管并聯(lián)，光藕器件U1的輸出雙向?qū)ǘO管的一端經(jīng)由電阻R21上拉到微處理器(3)工作電源正極，并且該端信號(hào)送微處理器(3)處理，另一端接到微處理器(3)工作電源負(fù)極。
8.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述負(fù)載接口電路(8)通過(guò)電阻R6和電阻R8構(gòu)成的分壓電路檢測(cè)外接電機(jī)的運(yùn)行繞組接線端上的電壓得到的電壓Vr、通過(guò)電阻R7和電阻R10構(gòu)成的分壓電路檢測(cè)外接電機(jī)的啟動(dòng)繞組接線端上的電壓得到的電壓Vs分別送微處理器(3)處理。
9.如權(quán)利要求1所述的電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于所述微處理器(3)采用型號(hào)為S3C9454的微處理器芯片。
10.如權(quán)利要求1至8所述的任意一種電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，其特征在于還包括由若干個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的工作狀態(tài)指示(2)。
專利摘要一種電機(jī)軟啟動(dòng)保護(hù)裝置，包括溫度傳感器，工作狀態(tài)指示，微處理器，工作電源電路，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，保護(hù)系統(tǒng)電源檢測(cè)電路，大功率NTC電阻和負(fù)載接口電路，大功率NTC電阻一端連接到外接電機(jī)運(yùn)行繞組接線端，另一端連接到交流電源零線，轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)由兩個(gè)受控開(kāi)關(guān)及其控制電路構(gòu)成，其中一個(gè)受控開(kāi)關(guān)位于外接市電低壓供電系統(tǒng)的相線和外接電機(jī)的公共繞組接線端之間，另一個(gè)受控開(kāi)關(guān)和大功率NTC電阻并聯(lián)。本實(shí)用新型裝置可以降低電器設(shè)備啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的干擾，并且同時(shí)為電器設(shè)備提供了過(guò)壓、欠壓等保護(hù)，可以廣泛應(yīng)用于空調(diào)，冰箱等內(nèi)含電機(jī)的家用電器。
文檔編號(hào)H02H5/00GK2612148SQ0322473
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者楊志勇, 周琳 申請(qǐng)人:深圳市貝頓科技有限公司