用于起動單相感應馬達的方法、用于單相馬達的起動裝置及用于其的起動系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于單相感應馬達的起動裝置，其包括：具有運行繞組（B1）和起動繞組（B2）的定子（M）；起動裝置（28），其在閉合狀態(tài)時將起動繞組（B2）連接至交流電壓供應源（F）；當馬達的起動結(jié)束時起動開關(guān)（S1）被移動至打開位置，該起動裝置（28）包括：起動開關(guān)（S1）；電子信號處理裝置（30），其接收來自電流傳感器（RS）的電流信號且接收來自電壓過零傳感器SV的電壓信號，所述電流傳感器（RS）檢測流過起動開關(guān)（S1）的電流，其中控制單元（30）根據(jù)來自電壓和電流過零傳感器及來自時間傳感器的信號的解譯指示起動開關(guān)（S1）的閉合和打開。
【專利說明】用于起動單相感應馬達的方法、用于單相馬達的起動裝置及用于其的起動系統(tǒng)
[0001]本申請要求2011年3月I日提交的巴西專利申請第PI1101069-0號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此通過引用方式并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種起動單相感應馬達的方法，其特別地設(shè)計用于依據(jù)所述馬達的尺寸和工作負荷優(yōu)化所述馬達的起動時間。
[0003]本發(fā)明進一步涉及一種用于電動馬達中、尤其用于單相感應馬達中的類型的電子起動裝置。
[0004]另外，本發(fā)明涉及一種用于起動單相感應馬達的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在此提出的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0005]單相感應馬達由于其簡單、耐用和高性能而被廣泛應用。它們的應用常見于通常的家用電器(冰箱、冷凍機、空調(diào)、封閉式壓縮機、洗衣機、電動泵、風扇)以及一些工業(yè)應用中。
[0006]已知的感應馬達通常由籠型轉(zhuǎn)子和由兩個繞組組成的繞組定子組成，兩個繞組中的一個是運行繞組，另一個是起動繞組。在壓縮機的正常操作期間，運行繞組被供給以交流電，并且在起動操作的開始時起動繞組被臨時地供電，在定子氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這是加速轉(zhuǎn)子并致使其起動的必需條件。
[0007]該旋轉(zhuǎn)磁場可以通過向起動繞組供應相對于通過初級繞組的循環(huán)電流而言在時間上滯后(優(yōu)選地滯后接近90度的角度)的電流來獲取。在兩種繞組中流動的電流之間的偏差通過繞組的結(jié)構(gòu)特性實現(xiàn)或通過安裝與其中一個繞組串聯(lián)的外阻抗(雖然通常與起動繞組串聯(lián))實現(xiàn)。在馬達的起動過程期間通過起動繞組的循環(huán)電流值通常很高，使得必需使用某種開關(guān)，這種開關(guān)在使馬達加速所需的時間結(jié)束后將中斷該電流。
[0008]對于需要非常高效的馬達而言，起動繞組在起動周期終止之后沒有被完全切斷，因為一種稱作操作電容器的電容器保持與該繞組串聯(lián)，提供充足的電流以增加馬達的最大扭矩及其效率。
[0009]對于具有使用在正常馬達工作期間與起動繞組串聯(lián)的恒阻抗的這種配置的馬達而言，已知若干種PTC類型的起動裝置，機電繼電器式的、定時的(timed)及組合，其中PTC與在確定時段(RSP)之后中斷電流流動的裝置串聯(lián)連接，如在美國專利文獻5，053，908和US 5,051,681以及來自相同 申請人:的共同待審的國際專利申請WO 02/09624 Al中引用的那樣。
[0010]在起動未使用操作電容器的“分相”式單相馬達時廣泛使用的部件之一是機電繼電器類型。它的廣泛應用與其低制造成本及其技術(shù)簡易性有關(guān)。另一方面，機電繼電器表現(xiàn)出了很多局限性，主要在下述方面:需要為每種尺寸的電動馬達設(shè)計專用部件；它不能用于使用操作電容器的高效發(fā)動機中；在其操作期間產(chǎn)生電磁噪音和聲音以及因電弧和機械摩擦引起部件磨損。
[0011]對機電繼電器的替代選擇是PTC (正溫度系數(shù))類型的裝置。此部件廣泛應用于其應用與操作電容器關(guān)聯(lián)的高效發(fā)動機中。由于它包括使用沒有活動部件的陶瓷片，所以其原理解決了機電繼電器的許多局限性。由于其操作基于對陶瓷片加熱、導致其電阻增加并且因此限制了循環(huán)電流，因此在其操作的整個期間內(nèi)都發(fā)生剩余功率的消耗。
[0012]該部件的另一個局限性涉及到連續(xù)起動之間所需的時間間隔。其主要優(yōu)點之一是使用單個部件來操作特定電壓(115V或220V)的一組馬達的起動的可能性，但是當考慮的特性是對次級繞組的激勵時間的優(yōu)化時這就成為了限制。它的傳導時間與陶瓷片的體積成正比并與循環(huán)電流成反比，導致當應用于較大的馬達時起動時間減短，而當應用于較小的馬達時則起動周期太長。這兩個事實導致了對較大馬達的起動不足、以及在較小馬達的起動周期期間的較高能量消耗。
[0013]雖然定時起動部件消除了 PTC類型裝置的剩余消耗的主要缺點，但是它們不允許其適應不同尺寸的馬達所需要的起動時間。其原理不允許對提供用于不同馬達尺寸的最優(yōu)起動時間的電路的調(diào)整，并且必需具有若干個型號，各型號設(shè)置用于給定操作時間并且設(shè)置用于適合特定種類的電動馬達，從而導致非標準化、增加了生產(chǎn)線的變化并且?guī)齑媪扛?。這種裝置沒有考慮起動時刻的操作條件并且因此調(diào)整用于最壞狀況，從而增加了起動時間。
[0014]鑒于上述，本發(fā)明提供一種新的起動單相馬達的方法，其能夠優(yōu)化大范圍的馬達的起動時間，尤其在它們的操作功率方面。此外，為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的還提供了一種裝置和一種起動系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明目的
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種具有簡單且耐用的布局技術(shù)(topology)的成本有效的起動裝置，其允許:
i)大規(guī)模用于低成本系統(tǒng)中，提供消除剩余能量消耗的定時裝置的優(yōu)點；
ii)減少了處理相同供應電壓的專用種類馬達所需的的部件的數(shù)量；
iii)具有操作電容器的高效馬達的使用，并且其呈現(xiàn)出機電繼電器的特征，其中在每種不同尺寸的電動馬達中均優(yōu)化了起動時間。
[0016]本發(fā)明的第二個目的在于提供一種用于單沖程感應馬達的起動方法，其根據(jù)尺寸及與尺寸相關(guān)的馬達負荷來優(yōu)化起動時間。
[0017]本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于單沖程感應馬達的起動方法，其相對于供應電網(wǎng)電壓自動地優(yōu)化起動時間。
[0018]本發(fā)明的另外的目的在于提供一種用于起動單相感應馬達的電子裝置，其能量消耗可以忽略。
[0019]此外，本發(fā)明的一個目的在于提供一種用于起動單相感應馬達的電子裝置，這種馬達可以結(jié)合起動電容器或與馬達的起動繞組串聯(lián)安裝的任何其它阻抗操作。
[0020]本發(fā)明又一目的在于提供一種用于起動單相感應馬達的電子裝置，其不易受來自供應電網(wǎng)的瞬變或干擾的影響。
[0021]最后，本發(fā)明的目的在于提供一種用于起動如下單相感應馬達的電子裝置，這些馬達能夠結(jié)合一些制冷系統(tǒng)的設(shè)置操作，該制冷系統(tǒng)具有與恒溫接觸器(thermostatcontact)并聯(lián)連接的阻抗(電阻)，其用于產(chǎn)生少量熱量以保持恒溫接觸器免于潮濕，但是這也導致了壓縮機端子上出現(xiàn)剩余電壓，這干擾或妨礙一些類型的電子裝置的操作，這些電子裝置可能錯誤地將這種剩余電壓當作壓縮機的工作狀態(tài)。
[0022]發(fā)明簡沭
本發(fā)明的目的通過提供一種用于起動單相感應馬達的方法實現(xiàn)，該馬達包括轉(zhuǎn)子和具有運行繞組和起動繞組的定子，起動繞組電連接至起動裝置，該起動裝置和運行繞組電連接至交流電壓供應源，該方法包括如下步驟:
a)首先通過起動裝置測量其中由交流電壓源F供應的交流電壓信號過零(crosszero)的一個或更多源時段Tfon ；
b)通過在步驟a中測量的兩個時段，在起動裝置中產(chǎn)生內(nèi)部時基(internaltimebase)Tref ；
c)在向單相馬達供應電力的第二時域(instance)T2中閉合起動開關(guān)SI,開始向馬達的起動繞組B2供應電流；
d)當起動繞組B2的電流過零時，根據(jù)起動繞組B2的電流測量一個或更多起動時段Tpar ；
e)比較流過起動繞組B2的電流過零時的起動時段Tpar與內(nèi)部時基Tref；
f)從步驟e中所做的比較開始，通過起動裝置計算流過起動繞組B2的電流與內(nèi)部時基Tref之間的相差Df ；
g)從當裝置檢測到流過起動繞組B2的電流與內(nèi)部時基Tref之間的相差Df的值大于預定起動相界(phase boundary) Lfap時開始,基于步驟g的計算打開起動開關(guān)SI。
[0023]本發(fā)明的目的也通過提供一種用于起動單相感應馬達的裝置實現(xiàn)，使得這種裝置包括彼此并聯(lián)且電連接的起動開關(guān)及至少一個直流電源；由直流電源供電的至少一個信號處理電子裝置，該電子信號處理裝置通過控制端子以可操作的方式電連接至起動開關(guān)；至少一個電壓過零傳感器，其電連接至電子信號處理裝置和起動器；至少一個電壓過零傳感器，其電連接至電子信號處理裝置和起動開關(guān)，該起動裝置被配置為通過起動開關(guān)促進單相感應馬達的起動和/或停止。
[0024]最后，本發(fā)明的目的通過提供一種用于起動單相感應馬達的系統(tǒng)來實現(xiàn)，該馬達包括轉(zhuǎn)子和具有運行繞組和起動繞組的定子，該系統(tǒng)包括:
-起動開關(guān)，該起動開關(guān)通過其接觸端子電連接至交流電壓源，該起動開關(guān)被配置為將起動繞組的第一端子電連接至交流電壓源；
-從起動開關(guān)的接觸端子供應的直流電源；
-電子信號處理裝置，其由所述直流電源供電并且以可操作的方式連接至起動開關(guān)；
-用于起動繞組電流的過零傳感器，其被配置為檢測其中起動繞組電流過零的時段或時域；
-在起動開關(guān)的端子中的電壓過零傳感器，其被配置為檢測其中起動開關(guān)端子之間的電壓過零的時段或時域； -該系統(tǒng)被配置為以便于開始向馬達的起動繞組供應電流的方式閉合起動開關(guān)；以及-該系統(tǒng)被配置為在檢測到在起動繞組中循環(huán)的電流與內(nèi)部時基之間的相差時打開起動開關(guān)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下文將參照附圖中描繪的優(yōu)選實施方式描述本發(fā)明，其中:
圖1示出了作為本發(fā)明的目的的電子起動裝置和系統(tǒng)的一種優(yōu)選實施方式的示意圖； 圖2示出了描繪依照本發(fā)明的教示的電子起動裝置的電壓波形的曲線圖；以及 圖3示出了描繪由起動裝置的控制單元執(zhí)行的時基設(shè)定的曲線圖。
【具體實施方式】
[0026]圖1在此描繪了本發(fā)明的目的的一種優(yōu)選實施方式。
[0027]具體而言，本發(fā)明提供了一種用于單相感應馬達的起動裝置28，其被配置為提供以非常有效和簡單的方式點火和停止所述馬達的裝置。
[0028]如可在圖1中觀察到，該裝置28主要包括彼此并聯(lián)地電連接的起動開關(guān)SI和至少一個直流電源29。優(yōu)選地，提出了安裝單個直流電源29，然而，也可以安裝一個或更多電源以為裝置28的多個部件和/或多個功能模塊供電，這些將會在下文更詳細地討論。
[0029]所述裝置28進一步包括由直流電源29供電的至少一個電子信號處理裝置30，并且該裝置30通過控制端子26以可操作的方式連接至起動開關(guān)SI。最優(yōu)選地，起動裝置28包括僅一個電子信號處理裝置30，例如微處理器或微控制器，然而，在不影響該起動器28的功能和操作的情況下，也可以使用兩個或更多。
[0030]現(xiàn)在眾所周知的一些常規(guī)部件，例如來自微芯(Microchip)家族的微控制器、諸如8051和8052等來自英特爾(INTEL)家族的ICP或舊式微控制器等，可易于用來構(gòu)建本發(fā)明中的電子信號處理裝置30。此外，該裝置30也能夠由專用的電子電路制造，并且根據(jù)通用的電子部件設(shè)計。
[0031]另外，圖1示出了起動裝置28進一步包括至少一個電壓過零傳感器SV和至少一個電壓過零傳感器RS，該至少一個電壓過零傳感器SV電連接至電子信號處理裝置30和起動開關(guān)SI，該至少一個電壓過零傳感器RS電連接至電子信號處理裝置30和起動開關(guān)SI。
[0032]依照本發(fā)明的教示，起動裝置28被配置用以通過起動開關(guān)SI促進單相感應馬達的起動和/或停機。
[0033]更詳細地，如在圖1中可見，起動裝置28通過其起動開關(guān)S1、起動繞組B2連接至交流電壓源F。在馬達起動后，裝置28使起動開關(guān)SI進入打開位置。
[0034]本發(fā)明的創(chuàng)新特征涉及驅(qū)動和控制馬達起動的方法論或方法。如圖1中所示，這種馬達包括轉(zhuǎn)子與具有運行繞組BI和起動繞組B2的定子M。從圖1中同樣可以注意到，起動繞組B2電連接至前述的起動裝置28，使得運行繞組BI電連接至交流電壓供應源F或簡單地交流電壓源F。
[0035]更廣泛地，如下基于其主要步驟描述本方法，即:
a)首先通過起動裝置28測量其中由交流電壓源F供應的交流電壓信號過零的一個或更多源時段Tfon ； b)在起動裝置28中產(chǎn)生內(nèi)部時基Tref，并且，在步驟a中測量的時段上，所述時基Tref與交流電壓源F的電壓信號的相同步；
c)在單相馬達的第二供應時段或時域T2中閉合起動開關(guān)SI，開始向馬達的起動繞組B2供應電流；
d)測量起動繞組B2的電壓過零時起動繞組B2的電壓的一個或更多起動時段Tpar；
e)比較流過起動繞組B2的電流過零的時間與內(nèi)部時基Tref；
f)基于在步驟e中所做的比較，通過起動裝置28計算流過起動繞組B2的電流與內(nèi)部時基Tref之間的相差Df;
i )當起動裝置28檢測到流過起動繞組B2的電流與內(nèi)部時基Tref之間的相差Df的值超過預定起動相界Lfap時,基于在步驟g中的計算，打開起動開關(guān)SI。
[0036]圖2示出了在根據(jù)本發(fā)明的教示的起動裝置28中呈現(xiàn)的電壓波形，其考慮到了單相感應馬達的起動的臨界時刻的識別。
[0037]值得注意地是，在這種情況下，預定相界Lfap描述了其中馬達通過接近其額定操作速度的轉(zhuǎn)速被加速的操作狀態(tài)。事實上前述的步驟“d”對應于馬達開始其起動的點。
[0038]另一方面，如所描述地，相界Lfap與馬達達到與機器起動開始時相比高得多的轉(zhuǎn)速的點對應。當電動馬達處于低速或停止時，舉例而言，在本發(fā)明中計算得到的在起動繞組B2中流動的電流與計算出的內(nèi)部時基之間的相差Df相當小。
[0039]從操作方面來看，概括地說，我們看到，在馬達通過接近其額定值的轉(zhuǎn)速來加速的時刻，通過由電子信號處理裝置30發(fā)送的指令實現(xiàn)打開起動開關(guān)SI，如圖1所示，該電子信號處理裝置30并入在起動裝置28中。
[0040]替代地,本方法進一步包括下述步驟:當流過起動繞組B2的電流和內(nèi)部時基Tref之間的相差Df大于預定相值Fpred時打開起動開關(guān)SI，所述預定相值Fpred被配置為表示其中在預設(shè)起動時間起動Tppre終止之后馬達被加速至接近其額定速度的速度的狀態(tài)。
[0041]換言之，此處主張的目的的可操作方法論也提供了下述步驟:當流過起動繞組B2的電流和內(nèi)部時基Tref之間的相差Df沒有呈現(xiàn)出變化時打開起動開關(guān)SI，這種狀況被設(shè)定為表示馬達已經(jīng)完成其加速時的操作狀態(tài)。
[0042]因此，電子信號處理裝置30通過控制端子26向起動開關(guān)SI發(fā)出指令以打開并保持在這種狀態(tài)下，停止向起動繞組B2供應電流,并且因此停止馬達起動。
[0043]在本發(fā)明中進一步地提供步驟(j)從而保持起動開關(guān)SI打開，直到交流電壓源信號F或者供應的電力停止經(jīng)過足以表征馬達停止的停止時段Tpara。
[0044]此外,本方法也包括如下步驟，即在馬達起動后,分析其中在起動開關(guān)SI上在電壓Vpar時發(fā)生過零的時段或時域。因此，起動開關(guān)SI在馬達的起動期間保持閉合，并且在馬達操作的整個時間內(nèi)打開，使得電子信號處理裝置30通過源端子25和電壓過零傳感器SV記錄所述起動開關(guān)SI上的電壓過零時域,該電壓過零傳感器SV能夠通過由交流電壓供應源F供應的電力的中斷檢測馬達的操作狀態(tài)和識別馬達的減速或停機。
[0045]在此提出的方法還提供了如下步驟，即用于存儲內(nèi)部時基Tref并且使內(nèi)部時基Tref與起動繞組B2的電壓過零同步。圖3示出了曲線圖，在該曲線圖中可以顯示根據(jù)本發(fā)明的目的由電子信號處理裝置30實施的時基的設(shè)定。
[0046]關(guān)于前述內(nèi)容，值得注意的是，對于各個新的馬達起動均由電子裝置30產(chǎn)生并存儲新的時基或基準點，使得電路自動適應新的系統(tǒng)負荷條件，尤其是定子的運行繞組BI和起動繞組B2的供應電壓(過電壓或欠電壓)及溫度條件。
[0047]由于為每個新的起動循環(huán)創(chuàng)建的記錄，所以該電路不需要任何像當前發(fā)生在其它現(xiàn)有技術(shù)方案中那樣的預先校準來操作給定類型的馬達，因此便于其在廣泛種類的馬達中使用。
[0048]在起動或點火時未成功的情況下，其中轉(zhuǎn)子保持鎖定并且相差Df未改變，那么當從起動開關(guān)SI閉合開始的時間超過用于完成馬達起動的預定最大時間值時，電子信號處理裝置30指示打開起動開關(guān)SI。在這種情況下，圖2中所示的時間間隔El將過度延長，達到最大允許時間，并且起動開關(guān)SI的打開將保護起動開關(guān)自身。
[0049]因此，基于上述，本方法提供了當從起動開關(guān)SI閉合開始計時的時間超過了用于完成馬達起動的預設(shè)最大時間值Tmax時能夠通過起動裝置28確定起動開關(guān)SI的打開的步驟。
[0050]在這種情況下，在允許新的起動循環(huán)前，電路將延遲適于馬達的冷卻和/或?qū)⒇摵蓷l件調(diào)整至馬達所提供的扭矩所需的時段。為了完成這最后的操作，所提出的方法提供與在允許新的起動循環(huán)前用于馬達的冷卻的延遲Tres和/或建立負荷條件至由馬達提供的扭矩所需的最小負荷時間Tmin相關(guān)的步驟。
[0051]最后，本發(fā)明提供一種用于起動單相感應馬達的系統(tǒng)，該馬達具有轉(zhuǎn)子和定子M。如上文所述，該定子包括運行繞組BI和起動繞組B2。
[0052]更詳細地,如在圖1中所例示,應當注意,該系統(tǒng)包括起動開關(guān)SI,起動開關(guān)SI通過其接觸端子電連接至交流電壓源F。所述起動開關(guān)SI被配置為將起動繞組B2的第一端子電連接至交流電壓源F。
[0053]在相同的圖1中，可以觀察到在本文提出的系統(tǒng)中存在從起動開關(guān)SI的接觸端子供應的直流電源29。
[0054]如先前提到地，在該系統(tǒng)中也提供了至少一個電子信號處理器30，所述至少一個電子信號處理器30由直流電源29供電，并且以可操作的方式連接至起動開關(guān)SI。
[0055]另外，在當前的起動系統(tǒng)中提供有起動繞組B2的電壓過零傳感器RS，其被配置以檢測其中起動繞組B2中的電流過零的時段或時域。在該系統(tǒng)中還提供有連接至起動開關(guān)SI的端子的電壓過零傳感器SV，該傳感器被配置以檢測其中起動開關(guān)SI的端子之間的電壓過零的時段或時刻。
[0056]以非常有效和起作用的方式，作為本發(fā)明的目的的起動系統(tǒng)被配置為當起動發(fā)動機時閉合起動開關(guān)SI以便開始向馬達的起動繞組B2供應電流。以相對于現(xiàn)今可用技術(shù)方案而言非常創(chuàng)新的方式，前述系統(tǒng)進一步地配置為根據(jù)檢測的在起動繞組B2中循環(huán)的電流與內(nèi)部時基Tref之間的相差Df打開起動開關(guān)SI。
[0057]當上文計算出的相差Df大于預定相限(phase limit) Lfase時確定打開起動器SI。
[0058]根據(jù)對本發(fā)明的起動系統(tǒng)的配置，可以說起動開關(guān)S1、直流電源29、電子信號處理裝置30以及電壓過零傳感器RS和電壓過零傳感器SV結(jié)合形成了起動裝置28。
[0059]圖1也示出了交流電壓供應源F的第一端子電連接至運行繞組BI的第一齒輪(gear)端子45和起動開關(guān)SI的第一開關(guān)端子SI’。第一源端子I也聯(lián)接到直流電源29的第一直流電源端子27。
[0060]仍在圖1中，可以看到第二直流電源端子25電連接至起動開關(guān)SI的第二端子開關(guān) SI，’。
[0061]關(guān)于所述起動開關(guān)SI的控制，應當注意，其通過起動開關(guān)SI的控制端子26以可操作的方式連接至電子信號處理裝置30。
[0062]如圖2和圖3所描繪的，本系統(tǒng)以其可操作的形式采用電子信號處理裝置30，從而通過所謂的起動裝置28產(chǎn)生內(nèi)部時基Tref，且該時基Tref和交流電壓源F的信號電壓相同步。
[0063]在這點上，電子信號處理裝置30基于計算得到的流過起動繞組B2的電流的相與內(nèi)部時基Tref之間的相差Df來確定起動開關(guān)SI的打開和閉合的時刻。
[0064]此外，電子信號處理裝置30被配置為保持起動開關(guān)SI打開，直到由交流電源F供應的電力中斷一段時間，其表征馬達停止。
[0065]圖1進一步地描繪了本系統(tǒng)提供了操作電容器CR的使用，所述操作電容器CR以如下方式與定子M的運行繞組BI和起動繞組B2的端子并聯(lián)地定位，從而提供經(jīng)過運行繞組BI和起動繞組B2的電流之間的相差。
[0066]最后，本發(fā)明實現(xiàn)了其目的，因為本發(fā)明提供了一種起動機理，包括用于起動單相馬達的系統(tǒng)、方法和裝置，其相比于作為現(xiàn)有技術(shù)已知的技術(shù)方案而言更有效和簡單得多，并且能夠為廣泛功率范圍的該類型的馬達提供更優(yōu)化的起動。
[0067]已經(jīng)描述了本發(fā)明優(yōu)選實施方式的一個示例，應當理解的是，本發(fā)明的范圍包括其它可能的變化，并僅被權(quán)利要求書的內(nèi)容所限定，本發(fā)明的范圍包括了其中可能的等同。
【權(quán)利要求】
1.一種用于起動單相感應馬達的方法，所述馬達包括轉(zhuǎn)子及具有運行繞組(BI)和起動繞組(B2)的定子(M)，所述起動繞組(B2)與起動裝置(28)電連接，所述起動裝置(28)和所述運行繞組(BI)電連接至交流電壓供電源(F)，所述起動方法的特征在于包括下述步驟: a)首先通過所述起動裝置(28)測量其中由所述交流電壓源(F)供應的交流電壓信號過零的一個或更多源時段(Tfon)； b)在步驟a中測量的時段上在所述起動裝置(28)中產(chǎn)生內(nèi)部時基(Tref)； c)在所述單相馬達的第二供應時域(T2)中閉合所述起動開關(guān)(SI)，開始向所述馬達的所述起動繞組(B2)供應電流； d)測量所述起動繞組(B2)的電壓過零時的所述起動繞組(B2)的電壓的一個或更多起動時段(Tpar)； e)比較流過所述起動繞組(B2)的電流過零時的所述起動時段(Tpar)與所述內(nèi)部時基(Tref)； f)基于在步驟e中所做的比較，通過所述起動裝置(28)計算流過所述起動繞組(B2)的電流與所述內(nèi)部時基(Tref)之間的相差Df ； g)當所述起動裝置(28)檢測到流過所述起動繞組(B2)的所述電流與所述內(nèi)部時基(Tref)之間的相差(Df)的值超過預定起動相界(Lfap)時,基于步驟g中的計算打開所述起動開關(guān)(SI)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預定起動相界(Lfap)描述了其中所述馬達以接近其額定操作速度的轉(zhuǎn)速被加速的操作狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征在于，在當馬達以接近所述額定速度的轉(zhuǎn)速被加速的時刻，根據(jù)通過電子信號處理裝置(30)發(fā)送的指令發(fā)生所述起動開關(guān)(SI)的打開，所述電子信號處理裝置(30 )容納在所述起動裝置(28 )內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括下述步驟: h)當流過所述起動繞組(B2)的所述電流與所述內(nèi)部時基(Tref)之間的所述相差(Df)大于預定相值(Fpred)時打開所述起動開關(guān)(SI)，所述預定相值(Fpred)被配置為表示其中所述馬達在預定起動時間(Tppre)終止之后被加速至接近其額定速度的轉(zhuǎn)速的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括下述步驟: i)當流過所述起動繞組(B2)的電流與所述內(nèi)部時基(Tref)之間的所述相差(Df)未表現(xiàn)出變化時打開所述起動開關(guān)(SI)，這種條件被配置為表示其中所述馬達已完成其加速的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中任一項所述的方法，其特征在于，進一步包括下述步驟: j)保持所述起動開關(guān)打開，直到所述交流電壓源(F)的信號電壓中斷一段足以表征馬達停止的停止時間(Tpara)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，進一步包括下述步驟:在馬達起動之后分析其中在所述起動開關(guān)(SI)上發(fā)生電壓過零(Vpar)的時段或時刻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一項所述的方法，其特征在于，進一步包括下述步驟: -存儲所述內(nèi)部時基(Tref);以及 -使所述時間內(nèi)部基準(Tref)與所述起動繞組(B2)的所述電壓過零同步。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一項所述的方法，其特征在于，進一步包括下述步驟: -在從所述起動開關(guān)(SI)閉合開始計時的持續(xù)時間超過為了完成馬達起動而預先限定的最大時間值(Tmax)的情況下，通過所述起動裝置(28)確定所述起動開關(guān)(SI)的打開。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，進一步包括下述步驟:在開始新的起動循環(huán)前，等待一段用于馬達的冷卻的時間(Tres)和/或等待被配置以建立所述負荷條件至所述馬達供應的扭矩的最小負荷時間(Tmin )。
11.一種用于單相感應馬達(28)的起動裝置，其特征在于，包括:彼此并聯(lián)且電連接的起動開關(guān)(SI)和至少一個直流電源(29);由所述直流電源(29)供電的至少一個電子信號處理裝置(30)，所述電子信號處理裝置(30)通過控制端子(26)以可操作的方式電連接至所述起動開關(guān)(SI);電連接至所述電子信號處理裝置(30)和所述起動開關(guān)(SI)的至少一個電壓過零傳感器(SV);電連接至所述電子信號處理裝置(30)和所述起動開關(guān)(SI)的至少一個過零傳感器(RS)，所述起動裝置被配置為通過所述起動開關(guān)(SI)來促進所述單相感應馬達的起動和/或停止。
12.一種用于起動單相感應馬達的系統(tǒng)，所述馬達包括轉(zhuǎn)子和具有運行繞組(BI)和起動繞組(B2)的定子(M)，所述系統(tǒng)的特征在于包括: -起動開關(guān)(SI)，所述起動開關(guān)(SI)通過其接觸端子電聯(lián)接至交流電壓源(F)，所述起動開關(guān)(SI)被配置為將所述起動繞組(B2)的第一端子電連接至所述交流電壓源(F)； -直流電源(29)，所述直流電源(29)由所述起動開關(guān)(SI)的所述接觸端子供應； -電子信號處理裝置(30)，所述電子信號處理裝置(30)由所述直流電源(29)供電并且以可操作的方式連接至所述起動開關(guān)(SI)； -所述起動繞組(B2 )的電流過零傳感器(RS )，所述電流過零傳感器(RS )被配置為檢測其中所述起動繞組(B2)的電流過零的時段或時刻；以及 -位于所述起動開關(guān)(SI)的端子處的電壓過零傳感器(VS)，所述電壓過零傳感器(VS)被配置為檢測其中所述起動開關(guān)(SI)的端子之間的電壓過零的時段或時域； -所述系統(tǒng)被配置為閉合所述起動開關(guān)(SI)以便開始向所述馬達的所述起動繞組(B2)供應電流； -所述系統(tǒng)被配置為在檢測流在所述起動繞組(B2)中的電流與來自所述交流電壓源(F)的電壓信號之間的相差(Df)時打開所述起動開關(guān)(SI)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，當所計算的相差(Df)超過預定相限(Lfase)時確定所述起動開關(guān)(SI)的打開。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，所述起動開關(guān)(SI)、所述直流供應電源(29 )、所述電流過零傳感器(RS )和電壓過零傳感器(SV)的電子信號處理裝置(30 )結(jié)合形成起動裝置(28)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，所述交流電壓供應源(F)的第一供應端子(I)電連接至所述運行繞組(BI)的第一齒輪端子(45)和所述起動開關(guān)(SI)的第一開關(guān)端子(SI’)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，所述第一源端子(I)連接至所述直流電源(29)的第一直流端子(27)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，電子信號處理裝置(30)通過所述起動開關(guān)(SI)的控制端子(26)以可操作的方式連接至所述起動開關(guān)(SI)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，所述電子信號處理裝置(30)通過起動裝置(28)產(chǎn)生內(nèi)部時基(Tref),并且該基準時間與所述交流電源(F)的交流電壓信號相同步。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，所述電子信號處理裝置(30)基于流過所述起動繞組(B2)的電流的相和所述交流電壓源(F)中的電壓相之間計算出的相差(Df)來確定所述起動開關(guān)(SI)的打開和閉合的時刻。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，所述電子信號處理裝置(30)被配置為保持所述起動開關(guān)(SI)處于打開狀態(tài)，直到由所述交流電壓源(F)供應的電力中斷一段表征馬達停止的時間。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的起動系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括操作電容器(CR)，所述操作電容器(CR)與所述定子(M)的所述運行繞組(BI)和所述起動繞組(B2)的端子并聯(lián)地設(shè)置，以提供經(jīng)過所述運行 繞組(BI)和所述起動繞組(B2)的電流之間的相差。
【文檔編號】H02P1/44GK103493359SQ201280021336
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月1日
【發(fā)明者】M.札內(nèi)拉托, C.布倫寧, M.R.德索札 申請人:惠而浦股份公司