专利名称：一种单相交流电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动机领域，特别是涉及 一 种单相交流电动机。
背景技术：
单相交流电动机因具有结构简单，成本低廉，运行可靠，维修方 便等 一 系列优点，已广泛应用于家用电器和各行各业的小功率驱动 中。电动机起动时，定子必须建立一个旋转磁场，以使转子转动，一 般需在辅绕组上接入一个电容进行移相，使通电后的主、辅绕组的电
相角为90度，从而能产生较大的起动转矩，使转子起动运转。电容器 容量的选择非常重要，若此电容量偏大，电机起动力矩大，但是运转
性能下降；如果此电容偏小，电动机运转性能虽好，但是起动性能下 降，同时会使电动机工作时产生温度升高、噪声增大、耗电量增加及 转速降低等弊端。因此在电动机起动时，两电容均接入辅绕组，得到 较大的起动转矩，起动后，将起动电容切除，电动机得到较好的运行 性能。如图i所示，传统的单相电容电机是通过一个机械触点式的离 心开关i控制起动电容的接入与否，由于机械触点式离心开关体积较 大，必须加大电动机的长度，增加原材料的消耗，结构也变得复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够克服上述缺陷，且能够快速起动、 获得较大输出转矩、较好电机特性的单相交流电动机。
为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种单相交流电动机， 包括机壳，以及安装在机壳内的主绕组和辅绕组，其特征在于，所述
单相交流电动机还包括三合一电容，包括控制电路及与所述控制电 路连接的运转电容和起动电容，所述运转电容和起动电容并联后与所 述辅绕组连接，所述控制电路用于控制所述起动电容接入电路与否。
其中，所述三合一电容引出A、 B、 C三条导线，导线A由所述控 制电路上的电动势参照点引出，分别与所述主绕组和辅绕组的一端连 接，导线B由所述运转电容的一端引出，与所述辅绕组的另一端连接, 导线C由所述运转电容的另一端、以及所述起动电容的一端引出，与 所述主绕组的另一端连接。
其中，所述控制电路包括控制芯片、双向可控硅和电感，所述双 向可控硅和电感串联在所述起动电容和所述导线B之间，所述控制芯 片通过控制所述双向可控硅的通断来控制所述起动电容接入电路与 否。
其中，所述控制芯片包括第一控制芯片、第二控制芯片，所述 第二控制芯片根据所述辅绕组两端电压的变化生成控制信号，并将所 述控制信号发送给所述第一控制芯片，所述第一控制芯片根据所述控 制信号控制所述双向可控硅的通断。
其中，所述第一控制芯片为光电耦合器，第二控制芯片为电压比 较器。
其中，所述控制电路还包括放电电阻，并联在所述起动电容两端。
其中，所述三合一电容安装在所述机壳外部。上述技术方案仅是 本发明的一个优选技术方案，具有如下优点通过控制起动电容与辅 绕组组成的回路的通断，从而在电机需要时，接入起动电容，使电机 快速起动，获得较大的输出转矩，改善电机的特性。起动后，将起动 电容切除，电动机得到较好的运行性能。并且三合一电容可以安装在 机壳外部，不受电机本身体积的影响，非常方便。省掉机械式离开关， 缩短了电机的长度，节省了原材料，同时减少了电机生产装配时的劳 动量。在整个包含电机的动力系统中，相同功率的电机体积、重量都 可以做的更小、更加节能环保，使得整个动力系统更加轻便。
图i是现有技术的单相交流电动机的结构示意图2是本发明实施例的一种单相交流电动机的连接示意图 图3是本发明实施例的一种单相交流电动机的控制电路的电气原
理图4是本发明实施例的一种三和一电容的结构示意图； 图5是本发明实施例的一种单相交流电动机的内部结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
电动机(以下简称电机)起动时，定子必须建立一个旋转磁场， 以使转子转动， 一般需在辅绕组上接入一个电容进行移相，使通电后 的主、辅绕组的电相角为90度，从而能产生较大的起动转矩，使转子 起动运转。为了让电动机在起动和运转时都能得到较好的性能，则可 以釆用两个电容(起起电容和运转电容)并联后再与辅绕组串联的接 线方式，这种电动机称为单相电容起动和运转电动机。
如图2所示，含有主绕组W1和辅绕组W2的虛线框表示电机的绕 组部分，另外一个虛线框表示三合一电容部分，A、 B、 C表示三条导 线。在原有单相交流电动机的基础上，增加一个三合一电容(三合一 电容的结构如图4所示)，该三合一电容内部包含一个运转电容CBB、 一个起动电容CD及一个控制电路，运转电容CBB和起动电容CD与所 述控制电路连接，其中，导线A由控制电路上的电动势参照点引出， 分别与主绕组W1和辅绕组W2的一端连接，导线B由运转电容CBB的 一端引出，与辅绕组W2的另一端连接，导线C由运转电容CBB的另一 端、以及起动电容CD的一端引出，与主绕组W1的另一端连接。电动 势参照点通常是指控制电路上的低电平，即电压为0。由于三条导线 有确定的连接关系，为避免出现连接错误，A、 B、 C三条导线可釆用 不同的颜色以区分。控制电路用于控制电动机在起动时，起动电容CD与运转电容CBB并联后与辅绕组W2接通，在电动机起动后，控制起 动电容CD在电路中断开，不接入电路。
在电机起动时，由于运转电容CBB与辅绕组W2连接后使用， W2的两端电压是在变化的，此电压的变化即可以反应出电机的实际 运行状况。可以通过检测此电压的状况来确定起动电容CD的接入与 否；从而使得电机在需要时，接入起动电容CD,增大电机的输出转 矩，改善电机的特性。为了更好的控制效果，本实施例的控制电路还 包括与起动电容CD并联的放电电阻RIO,用于起动电容CD所在回 路断开时起动电容CD放电。另外，还包括第一芯片U2、第二芯片 Ul、双向可控硅T1以及外围电路，外围电路的详细连接关系见图3。 双向可控硅和电感与所述由起动电容CD串联，第一控制芯片U2通 过控制双向可控硅T1的通断来控制所述回路的通断。更优的控制方 式是第二控制芯片Ul将对应所述辅绕组W2两端电压变化的控制信 号发送给所述第一控制芯片U2,第一控制芯片U2根据所述控制信 号控制所述双向可控硅T1的通断来控制所述回路的通断。
下面结合图3，详细描述工作过程。当电机起动时，辅绕组W2 两端的电压为零或远小于主绕组上的电压，第二控制芯片U1通过外 围电路检测到辅绕组W2两端的电压，发送控制信号给第一控制芯片 U2，第一控制芯片U2接收到控制信号后，控制可控硅T1导通，起动 电容CD与运转电容CBB并联后，接通到电动机辅绕组W2回路中， 在旋转磁场作用下，转子自动起动。由于起动电容CD与运转电容 CBB并联后，电压增大，电机起动力矩增大，所以更加利于电机的起 动。电机起动后，辅绕组W2两端的电压上升，待转子转速增加到设 计的数值(如额定转数的70%或额定转数)后，第二控制芯片U1通过 外围电路检测到辅绕组W2两段的电压变化，发送控制信号给第一控 制芯片U2，第一控制芯片U2接收到控制信号后，控制可控硅T1断开， 即断开起动电容CD,起动电容CD通过放电电阻R10放电，而运转电容CBB和辅绕组W2串联后仍连接在电路中，由于辅绕组W2仍连接在 电路中，从而增大了电动机的输出转矩，提高了电机的运转性能。另 外，在电机运转过程中，如果第二控制芯片U1通过外围电路检测到 辅绕组W2两端的电压降低，发送控制信号给第一控制芯片U2，第一 控制芯片U2接收到控制信号后，控制可控硅T1导通，再将起动电容 CD接入电路中，使起动电容CD与运转电容CBB并联，接通到电动 机辅绕组W2回路中，从而提高辅绕组W2两端的电压，提高电机的运 转性能。本实施例中的U1为电压比较器、U2为光电耦合器，但本发 明的第一控制芯片、第二控制芯片并不仅仅限于电压比较器和光电耦 合器，只要能实现上述控制功能的芯片均可。
三合一电容内部的结构就会使得电机的整体性能发生改变，而且 三合一电容可以安装在电机机壳的外部，这样，先前是电容运转电机， 安装三合一电容后就变成了 "电容起动运转电机"，在现有电容运转 电机的基础上做简单修改，外观没有大的变化，但性能有了很大提高， 便于实现现有电机的性能改进。此系统同样适用于电动系统在设计开 发之初，可以节省电机的资源，以电容运转电机的结构来完成电容起 动运转电机的应用。另夕卜，如图5所示，与图l对比可知，本实施例的 电机省掉机械式离心开关l,缩短了电机的长度，大量节省原材料， 同时减少了电机生产装配时的劳动量。在整个包含电机的动力系统 中，相同功率的电机体积、重量都可以做的更小、更加节能环保，使 得整个动力系统更加轻便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以 做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种单相交流电动机，包括机壳，以及安装在机壳内的主绕组和辅绕组，其特征在于，所述单相交流电动机还包括三合一电容，包括控制电路及与所述控制电路连接的运转电容和起动电容，所述运转电容和起动电容并联后与所述辅绕组连接，所述控制电路用于控制所述起动电容接入电路与否。
2、 如权利要求l所述的单相交流电动机，其特征在于，所述三合 一电容引出A、 B、 C三条导线，导线A由所述控制电路上的电动势参 照点引出，分别与所述主绕组和辅绕组的一端连接，导线B由所述运 转电容的一端引出，与所述辅绕组的另一端连接，导线C由所述运转 电容的另一端、以及所述起动电容的一端引出，与所述主绕组的另一 端连接。
3、 如权利要求2所述的单相交流电动机，其特征在于，所述控 制电路包括控制芯片、双向可控硅和电感，所述双向可控硅和电感串 联在所述起动电容和所述导线B之间，所述控制芯片通过控制所述双 向可控硅的通断来控制所述起动电容接入电路与否。
4、 如权利要求3所述的单相交流电动机，其特征在于，所述控 制芯片包括第一控制芯片、第二控制芯片，所述第二控制芯片根据所述辅绕 组两端电压的变化生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述第一 控制芯片，所述第一控制芯片根据所述控制信号控制所述双向可控硅 的通断。
5、 如权利要求4所述的单相交流电动机，其特征在于，所述第 一控制芯片为光电耦合器，第二控制芯片为电压比较器。
6、 如权利要求5所述的单相交流电动机，其特征在于，所述控 制电路还包括放电电阻，并联在所述起动电容两端。
7、如权利要求1~6所述的单相交流电动机，其特征在于，所述 三合一电容安装在所述机壳外部。
全文摘要
本发明涉及一种单相交流电动机，包括机壳，安装在机壳内的主绕组和辅绕组，以及三合一电容，三合一电容包括控制电路及与控制电路连接的运转电容和起动电容，运转电容和起动电容并联后与辅绕组连接，控制电路用于控制起动电容接入电路与否。本发明通过控制起动电容与辅绕组回路的通断，从而在电动机起动时，接入起动电容，增大电动机的输出转矩，使电动机快速起动，改善电动机的特性。这样，可以省掉机械式离心开关，缩短电动机的长度，大量节省原材料，同时减少了电动机生产装配时的劳动量。在整个包含电机的动力系统中，相同功率的电动机体积、重量都可以做的更小、更加节能环保，使得整个动力系统更加轻便。
文档编号H02P1/16GK101345463SQ20081011796
公开日2009年1月14日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者姜兆泳, 张永升, 高振昆 申请人:青岛地恩地机电科技股份有限公司