专利名称：一种单相电动机开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单相电动机的开关，尤其是涉及一种单相电动机的 启动运行开关。
技术背景目前感应电动机分为三相感应电动机和单相感应电动机，单相感应电动 机由于结构简单、坚固、容易得到单相电源，因而广泛用于工业、农业生产 中。三相交流感应电动机在接通三相交流电后，电机的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，电流在磁场作用下 形成转矩使转子转动。由于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，对单相交流电动机必须作另外设计， 才能使它产生旋转磁场而使转子转动。所以，常见的单相交流电动机有分相 启动式、罩极式、电容启动式等种类。电容启动式电动机，由于其结构简单、 启动快速、转速稳定，被广泛应用在家用电器和农业生产中，定子绕组有主 线圈和副线圈，通常将后者称为启动线圈，在启动线圈中串联有大容量启动电容器，启动线圈上设有离心开关，当转子速度达到同步速度的70-80%时， 离心开关起作用使启动线圈与电源断开，这时只有主线圈连接到电源上，使 转子产生较大的启动转矩使转子运转。然而，现有的电动机离心开关，是靠离心片本身的弹力使触头切断启动 线圈电流的。 一旦产生轻微的烧蚀就会使两个触头粘连在一起，烧毁启动电 容，导至烧毁电机启动线圈。现在农村普遍使用大容量的单相电机(l.lkw 一4kw)，常常由于离心片触头粘连，造成电机烧毁。除了因为触头粘连造成 的事故外，还由于离心开关触头的通、断受电机转速的控制， 一旦电源电压 不稳定或者负荷不均，离心开关产生误动作而烧毁电机启动线圈和启动电 容。此外，电机在使用过程中，常常因负荷重转速，迫使离心开关触头再次 接通，在重负荷下启动线圈通电运行，使流过电容、启动线圈的回路电流增 大，损坏电容器或启动线圈，这不仅给用户带来了经济损失，也使国家铜资 源造成了浪费。 实用新型内容本实用新型的目的在于针对现有技术存在的问题，为单相电机提供一 种使用可靠、寿命长的启动运行开关。 本实用新型的技术方案是 一种单相电动机开关，包括有固定在机壳内的水平固定板，固定于该固 定板顶面上对称布置的一对定触头，在该对定触头上面设置有与定触头对应配
合的桥式双断点动触头，该桥式双断点动触头的桥式横梁通过弹簧固定在作为 机壳顶盖板的灭弧栅板上，该桥式横梁由固定于其中心部位竖直向下穿过固定 板的支撑杆支撑，该支撑杆的底端固定在滑轮座上，在该滑轮座中装有能在竖 直平面滚动的滑轮，在滑轮下面对应的设置有固定在滚筒上的凸轮，该滚筒一 端固定在机壳的一个侧壁上，而另一端则穿过对应的机壳侧壁与手柄固连。作为本实用新型的一种改进，在固定板上设置有三对定触头，定触头的上 面也对应的设置了三个桥式双断点动触头，每个动触头的桥式横梁都通过对应 的弹簧被固定在作为机壳顶盖的灭弧栅板上，每个桥式横梁都分别由固定于其 中心部位竖直向下穿过固定板的各自支撑杆支撑，每个支撑杆的底端都固定在 各自的滑轮座上，每个滑轮座中都装有能在竖直平面滚动的滑轮，在每个滑轮 的下面都对应的设置有固定在滚筒上的凸轮，滚筒一端固定在机壳的一个侧壁 上，而另一端则穿过对应的机壳侧壁与手柄固连。所述凸轮5在圆周面上有三个向外凸出的凹面21、凹面22、凹面23，突出 的凹面21低点远离凸轮主体，突出的凹面22和凹面23低点靠近凸轮主体，凹面 22—端和凹面21的一端连接，凹面22的另一端和凹面23—端连接，凹面22的凹 面低点和凸轮球心的连接线RB，分别与凹面21、凹面23的凹面低点和凸轮球心 连接线RA、 RC的夹角为40-50度；凸轮16在圆周面上有三个向外凸出的凹面17、 凹面18、凹面19，突出的凹面17远离凸轮主体，还有两个突出的凹面18、凹面 19靠近凸轮主体，凹面17的一端和凹面18的一端连接，凹面17的另一端和凹面 19一端连接；凹面17的凹面低点和凸轮球心的连接线SD，分别与凹面18、凹面 19的凹面低点和凸轮球心连接线SE, SF的夹角为40-50度；凹面形状和滑轮形状 相适配。本实用新型单相电动机开关，是通过转动手柄来控制电机的停止和启动运 行状态的。转动手柄带动滚筒和凸轮转动，通过滚筒上的凸轮凸面的高低变化， 形成支撑板的上下运动控制动触头的上下动作，尤其是通过压縮或舒张弹簧使 桥式横梁上的动触头随之上下动作，从而使该动触头与固定板上的静触头实现 连通或断开。当所述动触头、定触头只有一对时，本实用新型手柄转动控制停止和运行 状态，并通过滚筒传递给凸轮，再由固定在滑轮座上的滑轮把凸轮的左右运动 转化为支撑板的上下运动，在弹簧的压力下，和支撑板固连的动触头随之上下 动作，从而实现动触头和定触头的连通和断开，由于定触头一端和电动机的副 线圈的电容连接，另一端和主线圈连接，从而就实现了副线圈和主线圈连接或 断开的作用。其工作原理如下当手柄处在停止位置时，此时触头Z1—Z2连通，放掉启动电容器储存的电荷。当电动机电源接通后，电机开始启动，当电机启动后，手柄在启动位置逆时针旋90° ，手柄处在运行位置，此时触头Z1—Z2断开，启动线圈和启动电容断开，电机投入正常工作状态。当所述动触头和定触头共有三对时，其中一对定触头L1-D1 —端和电源负 极连接，另一端和电动机的主线圈连接；还有一对定触头L2-D2 —端和电动机 的副线圈以及主线圈连接，另一端和电源正极连接；L1-D1、 L2-D2定触头可 以代替闹刀开关；还有一对定触头Zl-Z2 —端和电动机的副线圈的电容连接， 另一端和主线圈连接；手柄转动控制停止、启动和运行状态。其工作原理如下当手柄处在停止位置，此时第二对和第三对触头所对应的凸轮其内凹低点 远离凸轮主体的凹面和滑轮接触，把支撑板向上抬起，带动动触头向上抬起， 实现动触头和定触头的分开，此时L1一D1、 L2—D2断开；而第一对触头所对 应的凸轮，其内凹低点靠近凸轮主体的凹面和滑轮接触，此时支撑板下降，带 动动触头下降和定触头接触，Z1—Z2连通，放掉启动电容器储存的电荷。当手柄顺时针旋45度位置时为启动位置，此时第二对和第三对触头所对应 的凸轮其内凹低点靠近凸轮主体的凹面和滑轮接触，支撑板下沉，带动动触头 下降，动触头和定触头接触，此时L1一D1、 L2—D2连通；而第一对触头所对 应的凸轮，其内凹低点靠近凸轮主体的凹面和滑轮接触，此时支撑板的位置和 在停止时的位置保持一致，动触头和定触头保持接触，Z1—Z2连通，电机开始 启动。当电机启动后，手柄在启动位置逆时针旋90° ，手柄处在运行位置，此时 第二对和第三对触头所对应的凸轮，其内凹低点靠近凸轮主体的凹面和滑轮接 触，支撑板位置和启动式的位置保持不变，动触头和定触头保持接触，此时L1 —Dl、 L2—D2连通；而第一对触头所对应的凸轮，其内凹低点远离凸轮主体的 凹面和滑轮接触，把支撑板向上抬起，带动动触头向上抬起，实现动触头和定 触头的分幵，Zl—Z2断开，启动线圈和启动电容从主线圈断开，电机投入正 常工作状态。本实用新型开关通过凸轮凸面的高低变化，形成支撑板的上下运动控制动 触头的上下动作，从而实现与定触头的接触关系来实现副线圈和主线圈的连接 和脱离，尤其是设有三对定触头、动触头、凸轮时，通过三个凸轮凸面的高低 变化配合，形成三个支撑板的上下不同步升降，来分别控制动触头的上下动作， 即实现与定触头的接触或分开，从而控制导通和断开电流以及副线權和主线圈 的连接和脱离，动触头设计成桥式双断点结构可以有效防止触头的烧蚀粘连， 由于不受电机转速控制，因此在电压不稳或负荷不均时不会引起烧毁电机的启 动线圈和启动电容。该开关的机械传动采用凸轮、滑轮、支撑板的合理配合使 机械磨损相当微小，所以机械寿命长。桥式双断点触头可通过大电流，最大电流可以设计制造60A等级的开关，弹簧在动触头上施加3-6千克力，使动定触 头的工作更加可靠，灭弧栅还可以起到保护触头、稳固压力弹簧和动触头的作用。本实用新型取代了闸刀开关和离心开关后就杜绝了触头粘连现象，使用方 便，运行可靠，成本低廉，可以延长电机寿命20倍以上，延长启动电容的寿命 50倍以上。不仅如此，还可以为广大农民节省维修机电设备的费用来投入农业 再生产，而且可以为国家节约维修电机用的优质铜材，缓解国家铜材资源紧张 的局面。本实用新型开关的优点是由于动触头结构形式是桥式双断点结构，依靠桥式横梁支撑杆的上下运动控制动触头与静触头的接触或开断关系来实现导通和断开电流，可以有效防止触头的烧蚀粘连；由于不受电机转速控制，因此在 电压不稳或负荷不均时不会引起烧毁电机的启动线圈和启动电容。由于该开关 的机械传动采用凸轮、滑轮、支撑杆的合理配合使机械磨损相当微小，所以机 械寿命长；桥式双断点触头可通过大电流，完全可以设计制造出60A等级的开 关；弹簧在动触头上施加3-6千克力，使动静触头的工作更加可靠，灭弧栅还可 以起到保护触头、稳固压力弹簧和动触头的作用。本实用新型取代了闸刀开关和离心开关后就杜绝了触头粘连现象，使用方 便，运行可靠，成本低廉，可以延长电机寿命20倍以上，延长启动电容的寿命 50倍以上。不仅如此，还可以为广大农民节省维修机电设备的费用来投入农业 再生产，而且可以为国家节约维修电机用的优质铜材，缓解国家铜材资源紧张 的局面。本实用新型可以安装在用户家里任何使用方便的地方，降低了电机制造成 本，并且使电机机壳的有效空间增大，因此同型号的机壳可以装配出功率更大 的电机，对于有些单相电机在生产时，没有配备启动电容器和启动开关，如大 容量的潜水泵，和深井多级潜水泵，在电压较低的地方无法启动电机，配上本 实用新型的单相电机启动运行开关，可以解决这个问题，并且不会增加潜水泵 生产成本。在三相电机改为单相电机的改造工程中，配置本开关可以免去装配 离心开关的繁杂任务，使改装工作顺利进行。
图1是本实用新型实施例1的结构示意图。 图2是手柄处于停止状态的开关示意图。
图3是手柄处于开启状态的开关示意图。 图4是手柄处于运行状态的开关示意图。 图5是本实用新型实施例1的电路图。 图6是凸轮5结构示意图。 图7是凸轮16结构示意图。
具体实施方式
单相电动机三触头保护开关如图l-7所示该开关包括有固定在机壳内的水平固定板8，固定于该固定板顶面上对称布置的定触头9，定触头14，定触头15，在每对定触头上面都设置有一个与定触头对应配合的桥式双断点动触头io，每对桥式双断点动触头的桥式横梁12都分别通过各自的弹簧11被固定在作为机壳顶盖板的灭弧栅板3上，每 块桥式横梁都是由固定于其中心部位竖直向下穿过固定板8的各自支撑杆26所 支撑，每个支撑杆的底端都固定在各自的滑轮座7上，每个滑轮座中都装有能在 竖直平面滚动的滑轮6，在每个滑轮的下面都对应的设置有固定在滚筒4上的凸 轮5，凸轮16，凸轮16，凸轮5在圆周面上有三个向外凸出的凹面21、凹面22、 凹面23，突出的凹面21低点远离凸轮主体24，突出的凹面22和凹面23低点靠近 凸轮主体24，凹面22—端和凹面21的一端连接，凹面22的另一端和凹面23—端 连接，凹面22的凹面低点和凸轮球心的连接线RB，分别与凹面21、凹面23的凹 面低点和凸轮球心连接线RA、 RC的夹角为45度；凸轮16在圆周面上有三个向外 凸出的凹面17、凹面18、凹面19，突出的凹面17远离凸轮主体25，还有两个突 出的凹面18、凹面19靠近凸轮主体，凹面17的一端和凹面18的一端连接，凹面 17的另一端和凹面19一端连接；凹面17的凹面低点和凸轮球心的连接线SD，分 别与凹面18、凹面19的凹面低点和凸轮球心连接线SE， SF的夹角为45度；凹面 形状和滑轮6形状相适配。滚筒4一端固定在机壳1的一个侧壁上，而另一端则穿 过对应的机壳侧壁与手柄2固连。定触头9一端和电动机的副线圈12的电容连接， 另一端和主线圈13连接；定触头14一端和电动机的副线圈12以及主线圈13连接， 另一端和电源零线连接；定触头15—端和电动机的主线圈13连接，另一端和电 源火线连接。通过转动手柄2可以控制电动机停止、启动和运行状态。
权利要求1、一种单相电动机开关，包括有固定在机壳内的水平固定板(8)，固定于该固定板顶面上对称布置的一对定触头(9)，在该对定触头上面设置有与定触头对应配合的桥式双断点动触头(10)，该桥式双断点动触头的桥式横梁(12)通过弹簧(11)固定在作为机壳顶盖板的灭弧栅板(3)上，该桥式横梁由固定于其中心部位竖直向下穿过固定板(8)的支撑杆(26)支撑，该支撑杆的底端固定在滑轮座(7)上，在该滑轮座中装有能在竖直平面滚动的滑轮(6)，在滑轮下面对应的设置有固定在滚筒(4)上的凸轮(5)，该滚筒一端固定在机壳(1)的一个侧壁上，而另一端则穿过对应的机壳侧壁与手柄(2)固连，定触头(9)一端和电动机的副线圈(12)的电容(20)连接，另一端和主线圈(13)连接。
2、如权利要求l所述的单相电动机开关，其特征在于在固定板(8)上设 置有三对定触头(9， 14， 15)，定触头的上面也对应的设置了三个桥式双断点 动触头(10),每个动触头的桥式横梁都通过对应的弹簧(11)被固定在作为机 壳顶盖的灭弧栅板(3)上，每个桥式横梁都分别由固定于其中心部位竖直向下 穿过固定板(8)的各自支撑杆(26)支撑，每个支撑杆的底端都固定在各自的 滑轮座(7)上，每个滑轮座中都装有能在竖直平面滚动的滑轮(6),在每个滑 轮的下面都对应的设置有固定在滚筒(4)上的凸轮(5， 16)，滚筒一端固定在 机壳(1)的一个侧壁上，而另一端则穿过对应的机壳侧壁与手柄(2)固连；第 一对定触头(9) 一端和电动机的副线圈(12)的电容连接，另一端和主线圈(13) 连接；第二对定触头(14) 一端和电动机的副线圈(12)以及主线圈(13)连 接，另一端和电源火线或零线连接；第三对定触头(15) —端和电动机的主线 圈(13)连接，另一端和电源零线或火线连接。
3、如权利要求2所述的单相电动机开关，其特征是所述凸轮(5)在圆 周面上有三个向外凸出的凹面(21， 22， 23)，所述突出的凹面(21)低点远离 凸轮主体(24)，还有两个突出的凹面(22， 23)低点靠近凸轮主体(24)，凹 面(22) —端和凹面(21)的一端连接，凹面(22)的另一端和凹面(23) — 端连接，凹面(22)的凹面低点(B)和凸轮球心(R)的连接线(RB)，分别与 凹面(21， 23)的凹面低点(A， C)和凸轮球心连接线(RA, RC)的夹角为40-50 度；凸轮(16)在圆周面上有三个向外凸出的凹面(17， 18， 19)，突出的凹面 (17)低点远离凸轮主体(25)，还有两个突出的凹面(18， 19)低点靠近凸轮 主体(25)，凹面(17)的一端和凹面(18)的一端连接，凹面(17)的另一端 和凹面(19) 一端连接；凹面(17)的凹面低点(D)和凸轮球心(S)的连接 线(SD)，分别与凹面(18, 19)的凹面低点(E, F)和凸轮球心连接线(SE， SF) 的夹角为40-50度；凹面形状和滑轮(6)形状相适配。
专利摘要本实用新型公开了一种单相电动机开关，包括固定在机壳内的固定板，固定于该固定板上的一对定触头，在定触头上面设置有与定触头对应配合的桥式双断点动触头，该桥式双断点动触头的桥式横梁用弹簧固定在作为机壳顶盖板的灭弧栅板上，该桥式横梁由固定于其中心部位竖直向下穿过固定板的支撑杆所支撑，该支撑杆的底端固定在滑轮座上，在该滑轮座中装有能在竖直平面滚动的滑轮，在滑轮下面对应的设置有固定在滚筒上的凸轮，该滚筒转轴的一端固定在机壳的一个侧壁上，而另一端则穿过对应的机壳侧壁与手柄固连。本实用新型具有使用方便，运行可靠，成本低廉，可以延长电机寿命20倍以上，延长启动电容的寿命50倍以上的突出优点。
文档编号H02P1/16GK201044430SQ20072007971
公开日2008年4月2日 申请日期2007年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者胡勇军 申请人:胡勇军