SK287788B6 - Elektronický obvod na rozbeh jednofázového indukčného motora - Google Patents

Abstract

Elektronický obvod na rozbeh jednofázového indukčného motora, ktorý obsahuje rotor a stator najmenej s jednou prevádzkovou cievkou (B1) a jednou rozbehovou cievkou (B2), pracujúcimi spolu so zdrojom (F) striedavého prúdu. Tento obvod obsahuje spúšťací elektronický prepínač; spúšťací obvod (TR) uvedeného spúšťacieho elektronického prepínača; a blokovací obvod (BL), ktorý riadi spúšťacie impulzy spúšťacieho elektronického prepínača, pričom uvedený blokovací obvod (BL) zotrváva v blokovanom stave, pokiaľ je na cievkach motora (M) napätie indukované rotáciou rotora a zachováva si uvedený blokovaný stav na určitý čas po tom, ako uvedené indukované napätie v značnej miere poklesne.

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka elektronického obvodu na rozbeh jednofázových indukčných motorov, presnejšie sa týka elektronického obvodu na rozbeh indukčných motorov s rozbehovým elektronickým prepínačom.

Doterajší stav techniky

Z dôvodu jednoduchosti, sily a vysokého výkonu majú jednofázové indukčné motory široké použitie. Používajú sa v spotrebičoch pre domácnosť, ako sú chladničky, mrazničky, klimatizačné jednotky, vzduchové kompresory, čerpadlá, ventilátory, ale aj v niektorých priemyselných zariadeniach.

Tieto jednofázové indukčné motory sú obvykle vybavené rotorom klietkového typu a prstencovitým statorom, ktorý má dve vinutia, pričom jedno z nich slúži ako prevádzkové vinutie (cievka) a druhé ako rozbehové vinutie (cievka).

Za bežných podmienok je prevádzková cievka napájaná striedavým elektrickým prúdom. Rozbehová cievka je napájaná iba dočasne na začiatku prevádzky, vytvárajúc tak vo vzduchovej medzere statora otáčavé magnetické pole, ktoré je nevyhnutnou podmienkou na uvedenie rotora do pohybu a zaistenie rozbehu.

Toto otáčavé magnetické pole môže byť získané tak, že rozbehová cievka je napájaná prúdom, ktorý je časovo posunutý vo vzťahu k prúdu tečúcemu v prevádzkovej cievke, najlepšie o uhol blízky 90°.

Tento časový posun medzi prúdmi tečúcimi v oboch cievkach je dosiahnutý alebo ich konštrukčnými charakteristikami, alebo zaradením vonkajšej impedancie do série s jednou z cievok, zvyčajne to býva rozbehová cievka. Býva pravidlom, že veľkosť prúdu tečúceho v rozbehovej cievke počas rozbehu je vysoká, a preto je potrebné použiť prepínač na prerušenie tohto prúdu po tom, ako čas požadovaný na zaistenie roztočenia motora vypršal.

V motoroch, v ktorých je požadovaná vysoká účinnosť, nie je uvedená rozbehová cievka po ukončení rozbehovej periódy odpojená úplne. Do série s rozbehovou cievkou je zaradený kondenzátor, takzvaný prevádzkový kondenzátor, ktorý zaistí prúd dostatočný na zvýšenie maximálneho krútiaceho momentu motora a teda následne aj jeho účinnosti.

Pre motory s takouto konfiguráciou, teda s takou, ktorá využíva trvalú impedanciu zapojenú v sérii s rozbehovou cievkou počas bežnej prevádzky, je známych niekoľko štartovacích zariadení typu PTC alebo elektronického typu, tak ako je opísané v US patente č. 5 051 681.

Doteraz známe rozbehové zapojenia používajúce ako štartovacie zariadenie PTC majú určité nevýhody, ako napríklad vysokú spotrebu energie, tak ako je opísané v brazílskom dokumente PI201210.

Ako je opísané v US 5 051 681, rozbehové zapojenia s elektronickými štartovacími zariadeniami zvyčajne využívajúcimi triak, i keď nemajú problémy so spotrebou energie ako zapojenia využívajúce PTC, predsa len majú nevýhodu citlivosti na kolísanie napätia a v prípade napäťových špičiek alebo za určitých podmienok, keď bol motor odpojený od napájania, tieto zapojenia uskutočňujú reštart motora, a to bez ohľadu na výkonové pomery, v ktorých sa daný motor stále nachádza, čím dochádza k vzniku prúdového preťaženia v rozbehovej cievke a následnému zhoreniu určitých komponentov motora v dôsledku prehriatia.

VUS4782 278je opísané rozbehové zapojenie pre jednofázový indukčný motor, ktoré používa dvojitý komparátorový snímací čip a porovnávacie pomerné veličiny AC vedenia. Riadenie energetického stavu pomocného vinutia motora je uskutočňované cez napäťový komparátor, ktorý porovnáva napäťové úrovne v dvoch preddefinovaných bodoch obvodu. Pripájanie a odpájanie pomocného vinutia sa dokonca vyskytne aj vtedy, keď napätie indukované na pomocnom vinutí, následkom zrýchľovania alebo spomalenia otáčania motora dosiahne zapínaciu alebo vypínaciu úroveň, predtým definovanú v napäťovom komparátore elektrického obvodu, čím je toto riadenie výhradne a výlučne funkciou rozdielu napätí medzi dvoma porovnávanými bodmi. Mierou, ktorom napätie indukované v pomocnom vinutí zvyšuje alebo znižuje svoju úroveň, bude modifikovaný stav obvodu komparátora, dovoľujúc tak riadenie energetického stavu pomocného vinutia. V prípade, že uvedené obvodové riešenie bude použité v motoroch, ktoré využívajú prevádzkový kondenzátor, príde k zhoreniu prepínača, ako fúnkcie vybitia sa energie uloženej v kondenzátore cez elektrický obvod.

US 5 051 681 opisuje rozbehový obvod na rozbeh jednofázového indukčného motora ovládaného zo zdroja striedavého prúdu, motor má motor typu „cage“, vinutý stator s hlavnou a štartovacou cievkou a permanentný kondenzátor zapojený v sérii so štartovacou cievkou. Permanentný kondenzátor a štartovacia cievka sú zapojené paralelne k zdroju striedavého prúdu a hlavnej cievke v sérii. Triak má prvý vstup pripojený k jednej strane zdroja striedavého prúdu a druhý vstup k štartovacej cievke a k permanentnému kondenzátoru. Spúšťací obvod triaka je zapojený medzi druhú svorku triaka a jeho svorku brány a obojstranný prepínač je pripojený k svorke brány triaka. Obvod časovača je pripojený k obojstrannému prepínaču a k zdroju striedavého prúdu, obvod časovača definuje čas, ktorý uplynul od spustenia motora do prerušenia vedenia triaku pretočením dvojstranného prepínača, obvod triaka opakovane spúšťa triak na preklopenie do stavu, v ktorom začína každý prúdový polovičný cyklus, kým obojstranný prepínač zostáva vypnutý obvodom časovača.

US 4 604 563 opisuje AC motor s hlavným vinutím a rozbehovým vinutím, obidve spojené s obvodovým riadením prepínača. Zdroj impulzov reaguje na hlavné a rozbehové vinutie alebo kondenzátorové napäťové senzory na generovanie prvej série premenlivej šírky impulzov, majúcich šírku určenú fázovým rozdielom medzi napätiami. Časovač komparátora reaguje na zdroj impulzov pre výstup druhej série premenlivej šírky impulzov majúcich šírku určenú množstvom, ktorých šírka je determinovaná rozsahom, ktorým šírka pulzov prvej série prevyšuje vybraté trvanie. Detektor výstupných pulzov reaguje na časovač komparátora na detekciu druhej série variabilnej šírky impulzov a oneskorený signál vstupuje do prepínača.

EP 0 878 901 A2 opisuje obvod na riadenie rozbehu jednofázového indukčného motora. Na limitovanie štartovacieho prúdu motora, ktorý obsahuje hlavné vinutie a rozbehové vinutie ako aj prepínač prevádzkového kondenzátora, je vyhotovený s periodicky krátkymi výsekmi prevádzkového kondenzátora. Prepínačom je triak.

Podstata vynálezu

Hlavným cieľom tohto vynálezu je poskytnúť elektronické zapojenie na rozbeh jednofázového indukčného motora, ktoré pri jednoduchej konštrukcii a nízkych nákladoch, bez toho, aby menilo hodnoty energetickej spotreby motora, zabráni poškodeniu komponentov motora v dôsledku mimoriadnych napäťových preťažení vznikajúcich zo špičiek, kolísania a z prerušení napájania, zapríčinených napájacím zdrojom motora.

Ďalším cieľom tohto vynálezu je poskytnúť rozbehové zapojenie také, ako je uvedené, ktoré môže byť použité spolu s prevádzkovým (alebo trvalým) kondenzátorom alebo s ďalšou impedanciou zapojenými do série s rozbehovou cievkou motora.

Okrem toho, je cieľom tohto vynálezu poskytnúť zapojenie také, ako je uvedené, ktorého konštrukcia dovoľuje použitie dvoch spínacích pólov.

Tieto ciele sú dosiahnuté pomocou elektronickým obvodom na rozbeh jednofázového indukčného motora, ktorý obsahuje rotor a stator najmenej s jednou prevádzkovou cievkou a jednou rozbehovou cievkou, pracujúcimi spolu so zdrojom striedavého prúdu, pričom tento obvod obsahuje spúšťací elektronický prepínač s triakom, spúšťací obvod spúšťacieho elektronického prepínača; a blokovací obvod na riadenie spúšťacích impulzov spúšťacieho elektronického prepínača, ktorého podstata spočíva v tom, že spúšťací obvod obsahuje prvý kondenzátor, pripojený jedným pólom na druhú anódu triaku, druhým pólom pripojený na pól prvého odpomíka, pričom druhý pól odpomíka je pripojený na anódu prvej Zenerovej diódy, ktorej katóda je spojená s katódou druhej Zenerovej diódy, anóda druhej Zenerovej diódy je pripojená na spínaciu elektródu triaku, a blokovací obvod je tvorený dvoj cestným usmerňovacím mostíkom, ktorý má jeden vstupný pól pripojený do spoločného bodu spájajúceho anódu prvej Zenerovej diódy s prvým odpomíkom; druhý vstupný pól pripojený na prvú anódu triaku; kladný výstupný pól pripojený na jeden z pólov druhého odpomíka, na jeden z pólov tretieho kondenzátora, na emitor prvého tranzistora, na jeden z pólov piateho kondenzátora a na anódu tretej usmerňovacej diódy; a záporný výstupný pól je pripojený na druhý z pólov druhého odpomíka , na anódu prvej usmerňovacej diódy, na jeden z pólov štvrtého kondenzátora, na jeden z pólov tretieho odpomíka a na emitor druhého tranzistora, pričom katóda prvej usmerňovacej diódy je pripojená na druhý z pólov tretieho kondenzátora a na anódu druhej usmerňovacej diódy, a pričom katóda uvedenej druhej usmerňovacej diódy je pripojená na druhý z pólov štvrtého kondenzátora a na druhý z pólov tretieho odpomíka, na jeden z pólov štvrtého odpomíka a na kolektor prvého tranzistora, a druhý z pólov štvrtého odpomíka je pripojený na bázu druhého tranzistora, a báza prvého tranzistora je pripojená na druhý z pólov piateho kondenzátora a na jeden z pólov piateho odpomíka, pričom druhý pól tohto piateho odpomíka je pripojený na kolektor druhého tranzistora a na katódu piatej usmerňovacej diódy, pričom anóda tejto štvrtej usmerňovacej diódy je pripojená na katódu tretej usmerňovacej diódy, a blokovací obvod zotrváva v blokovanom stave, pokiaľ je na cievkach motora napätie indukované rotáciou rotora a zachováva si blokovaný stav na určitý čas po značnom poklese indukovaného napätia.

Vo výhodnom uskutočnení obsahuje blokovací obvod elektronické prepínacie prvky, udržiavané v stave blokovania spúšťacích impulzov spúšťacieho elektronického prepínača časovačom tohto blokovacieho obvodu, pričom elektronické prepínacie prvky sú udržiavané v stave blokovania napäťovou saturáciou. Elektronickými prepínacími prvkami sú tranzistory.

V ďalšom výhodnom uskutočnení je časovačom nabíjací prvok, pričom časovač môže byť napájaný spúšťacím obvodom.

Výhodné je, keď rozbehovým elektronickým prepínačom je triak, ktorý je jednou anódou pripojený na svorku zdroja striedavého prudu, druhou anódou je pripojený na rozbehovú cievku motora a k pólu prevádzkového kondenzátora zapojeného do série s rozbehovou cievkou, pričom spínacia elektróda je pripojená k spúšťaciemu obvodu. Spínacia elektróda triaku môže byť pripojená na jeden z pólov kondenzátora spúšťacieho obvodu, pričom druhý pól tohto kondenzátora je pripojený k anóde triaku.

Výhodné je, keď prvá a druhá Zenerova dióda majú hodnotu Zenerovho napätia dostatočne vysokú na zabránenie prietoku prúdu cez uvedené Zenerove diódy počas blokovacieho stavu blokovacieho obvodu. Zenerovo napätie prvej a druhej Zenerovej diódy je pritom vyššie ako 5 voltov.

V ďalšom výhodnom uskutočnení je prvý tranzistor typu PNP a drahý tranzistor typu NPN, a štvrtý kondenzátor definuje časovač blokovacieho obvodu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie opísaný s odkazom na priložené nákresy, na ktorých:

obrázok 1. ukazuje schematickým spôsobom úplné elektrické zapojenie prvého uskutočnenia vynálezu; obrázok 2. ukazuje schematickým spôsobom druhé uskutočnenie elektrického zapojenia tohto vynálezu a obrázok 3. ukazuje schematickým spôsobom priebehy elektrických veličín v čase v rozličných bodoch elektrického zapojenia predloženého vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Tento vynález opisuje elektronický obvod na rozbeh jednofázového indukčného motora, čiže motora M, takého typu, ktorý obsahuje rotor a stator, ktoré nie sú načrtnuté, s najmenej jednou prevádzkovou cievkou BI a rozbehovou cievkou B2, pracujúcimi spolu so zdrojom F striedavého prúdu tak, ako je to uvedené na obrázkoch 1 a 2.

V súlade s obrázkami sa predložený vynález týka rozbehového obvodu DP, ktorý pozostáva zo spúšťacieho elektronického prepínača; spúšťacieho obvodu TR pre uvedený spúšťací elektronický prepínač a blokovacieho obvodu BL, ktorý riadi spúšťacie impulzy spúšťacieho elektronického prepínača tak, ako je opísané.

Podľa tohto vynálezu má blokovací obvod BL stav blokovania napájania spúšťacích impulzov spúšťacieho elektronického prepínača, pričom tento stav je zachovaný, pokiaľ je na cievkach motora M napätie indukované rotáciou rotora a uvedený blokovaný stav je zachovaný určitý čas po tom, ako uvedené indukované napätie v značnej miere poklesne.

Podľa tohto vynálezu blokovací obvod BL obsahuje elektronické prepínacie prvky, ktoré sú udržiavané v stave blokovania spúšťacích impulzov spúšťacieho elektronického prepínača, pomocou časovača z uvedeného blokovacieho obvodu BL. V predloženom vynáleze sú elektronické prepínacie prvky udržiavané v stave blokovania ich napäťovou saturáciou.

V ilustračných návrhoch je spúšťacím elektronickým prepínačom napríklad triak S a časovačom nabíjací prvok, ktorý je napájaný rozbehovým obvodom DP (obr. 1) a ktorý môže byť tiež spojený so spoločným bodom CO, spájajúcim cievky motora M tak, ako je ilustrované na obr. 2.

V návrhoch zapojenia uvedených na obr. 1 a 2 má zdroj F napájania svorky i a 2, ktoré sú zapojené tak, že prvá je pripojená k prevádzkovej cievke BI motora M a druhá k spoločnému bodu CO prevádzkovej cievky Bi a rozbehovej cievky B2.

Rozbehová cievka B2 je ďalej pripojená k pólu A rozbehového obvodu DP a pól B uvedeného rozbehového obvodu DP je pripojený k svorke 2 zdroja F napájania, pričom prevádzkový kondenzátor C_E je zapojený medzi rozbehovú cievku B2 a svorku 2 zdroja F.

Medzi póly A a B rozbehového obvodu DP je zapojený triak S tak, že jedna jeho anóda Al je spojená so svorkou 2 zdroja F cez pól B rozbehového obvodu DP a druhá anóda A2 je pripojená na rozbehovú cievku B2 motora M a prevádzkový kondenzátor C_E cez pól A uvedeného rozbehového obvodu DP a spínacia elektróda G je pripojená k spúšťaciemu obvodu TR.

Okamžite po pripojení motora M na zdroj F začne napätie medzi anódami Al a A2 triaku S narastať.

Tento nárast napätia medzi pólmi Al a A2 triaku S spôsobí, že cez spúšťací obvod TR začne tiecť prúd.

Ako je uvedené na obr. 1 a 2, spúšťací obvod TR pozostáva z týchto častí: kondenzátora Cl, ktorý je jedným svojím pólom pripojený na anódu A2 triaku S a druhým na prvý odpomík Rl, pričom druhý pól prvého odpomíka Rl je pripojený na anódu prvej Zenerovej diódy Zl, katóda ktorej je spojená s katódou druhej Zenerovej diódy Z2, a anóda tejto drahej Zenerovej diódy Z2 je pripojená na spínaciu elektródu G triaku S a jeden pól kondenzátora C2 zo spúšťacieho obvodu TR, pričom druhý pól tohto kondenzátora je pripojený k anóde Al triaku S.

Prúd, ktorý preteká cez prvý odpomík Rl a prvý kondenzátor Cl je v podstate limitovaný hodnotou druhého uvedeného.

Kondenzátor C2 umiestnený medzi spínaciu elektródu G a pól Al triaku S predstavuje nízku impedanciu pre prúdové komponenty s vyššími frekvenciami, zamedzujúc tak náhodnému zopnutiu triaku.

Spínací prúd triaku S bude tiecť cez prvý odpomík Rl a prvý kondenzátor Cl, pričom príde k prietoku aj cez Zenerove diódy Z1 a Z2 a cez spínaciu elektródu G triaku S, čím spôsobí zopnutie triaku a následný prietok prúdu medzi jeho pólmi Al a A2.

Podľa tohto vynálezu Zenerove diódy Z1 a Z2 majú hodnotu Zenerovho napätia dostatočne vysokú, aby zabránili prietoku prúdu cez seba, pokiaľ sa blokovací obvod BL nachádza v blokovanom stave. V predloženom riešení sa predpokladá Zenerovo napätie pri jednej aj druhej Zenerovej diódy vyššie ako 5 voltov [V],

Vodivý stav triaku S umožňuje prietok prúdu zo svorky 2 zdroja F na pól A rozbehového obvodu DP, napájajúc tak rozbehovú cievku B2 motora M.

So začiatkom každej polperiódy striedavého napätia dodávaného zo zdroja F sa objavuje zmena napätia medzi pólmi Al a A2 triaku S, čo zapríčiní jeho zopnutie cez spúšťací obvod TR, pričom toto zopnutie je charakterizované vodivým stavom medzi pólmi A a B rozbehového obvodu DP.

Ako je uvedené na obr. 1 a 2, blokovací obvod BL pozostáva z týchto častí: dvojcestný usmerňovači mostík, ktorý má jeden vstupný pól pripojený do spoločného bodu spájajúceho anódu Zenerovej diódy Z1 s kondenzátorom Cl; druhý vstupný pól pripojený na anódu Al triaku S; a čo sa týka výstupných pólov, tak kladný výstup je pripojený na jeden z pólov druhého odpomíka R2, na jeden z pólov tretieho kondenzátora C3, na emitor tranzistora Ql, ktorý je napríklad typu PNP, na jeden z pólov piateho kondenzátora C5 a na anódu tretej usmerňovacej diódy D3; a záporný výstup je pripojený na druhý z pólov druhého odpomíka R2, na anódu prvej usmerňovacej diódy Di, na jeden z pólov Štvrtého kondenzátora C4, na jeden z pólov tretieho odpomíka R3 a na emitor druhého tranzistora Q2. ktorý je napríklad typu NPN.

Katóda prvej usmerňovacej diódy Dl je pripojená na druhý z pólov tretieho kondenzátora C3 a na anódu druhej usmerňovacej diódy D2, pričom katóda druhej usmerňovacej diódy D2 je pripojená na druhý z pólov štvrtého kondenzátora C4 a na druhý z pólov tretieho odpomíka R3, na jeden z pólov štvrtého odpomíka R4 a na kolektor tranzistora Ql, a druhý z pólov štvrtého odpomíka R4 je pripojený na bázu druhého tranzistora Q2, a konečne báza prvého tranzistora Ol je pripojená na druhý z pólov piateho kondenzátora C5 a na jeden z pólov piateho odpomíka R5, pričom druhý pól piateho odpomíka R5 je pripojený na kolektor tranzistora Q2 a na katódu štvrtej usmerňovacej diódy D4, a pričom anóda usmerňovacej diódy D4 je pripojená na katódu usmerňovacej diódy D3.

V predloženom riešení tranzistory definujú prvky elektronického prepínača blokovacieho obvodu BL. V čase, keď sú tranzistory Ql a Q2 v nepriepustnom stave, sa maximálne napätie v bode VI v podstate rovná napätiu na Zenerových diódach Z1 a Z2 zvýšenému o úbytok napätia na spínacej elektróde G triaku S, ktorý je zvyčajne okolo 1,5 V. Zenerovo napätie Zenerových diód Z1 a Z2 je zvyčajne vybrané tak, aby dosahovalo okolo 5 V, čím je maximálne napätie pozorované v bode VI, definovanom ako spoločný bod prvého odporníka Rl, usmerňovacieho mostíka a druhej Zenerovej diódy Z2, na hodnote okolo 6,5 V.

Predložený vynález je vo svojej výhodnej konštrukcii, uvedenej na obr.l, vybavený dvojcestným usmerňovačmi mostíkom, ktorého kladný výstupný pól je pripojený do bodu TI blokovacieho obvodu BL a záporný výstupný pól je pripojený do bodu T2 uvedeného blokovacieho obvodu BL, pričom body TI a T2 sú okrem toho prepojené druhým odpomíkom R2. čo zaisťuje, že napätie medzi uvedenými bodmi bude vynulované, pokiaľ z usmerňovacieho mostíka nevyteká žiaden prúd.

Počas úvodnej rozbehovej periódy TX motora M, okamžite po pripojení na napájanie k zdroju F, má napätie medzi bodmi VI a Al priebeh v tvare striedavých impulzov, tak ako je naznačené na obr. 3, pričom amplitúda impulzov je v zásade definovaná sčítaním hodnoty Zenerovho napätia na Zenerových diódach Z1 a Z2 a úbytku napätia na spínacej elektróde G triaku S.

V tom istom čase počas úvodnej rozbehovej periódy TX motora M má napätie medzi bodmi TI a T2 blokovacieho obvodu BL priebeh v tvare kladných imulzov, tak ako je naznačené na obr. 3.

V uskutočnení vynálezu znázorneného na obr. 2 je tretí kondenzátor C3 blokovacieho obvodu BL pripojený cez šiesty odpomík R6 na rozbehovú cievku B2 motora, čím vytvára premostenie pre elektricky prúd pretekajúci cez druhú usmerňovaciu diódu D2 do štvrtého kondenzátora C4, ktorý v blokovacom obvode BL pracuje ako časovač.

Počas úvodnej rozbehovej periódy TX preteká prúd cez šiesty odpomík R6 a tretí kondenzátor C3, tak ako je znázornené na obr. 3.

Druhá usmerňovacia dióda D2 dovoľuje prietok prúdu tak, že tento navyšuje napätie na štvrtom kondenzátore C4, a teda prúd ňou preteká počas časového intervalu, v ktorom napätie na svorke 1 zdroja F narastá, a prvá usmerňovacia dióda Dl dovoľuje prietok prúdu cez tretí kondenzátor C3 v čase, keď napätie v bode i zdroja F klesá, utvárajúc tak znovu pôvodné napäťové pomery na uvedenom treťom kondenzátore C3.

Napätie na štvrtom kondenzátore C4 narastá malými krokmi, pričom amplitúda týchto krokov je v podstate definovaná pomerom medzi kapacitami kondenzátorov C3 a C4 a deriváciou zmeny napätia na svorke 1 zdroja F.

V uskutočnení vynálezu podľa obr. 1 spôsobujú napäťové impulzy medzi bodmi TI a T2 počas úvodnej rozbehovej periódy TX prietok prúdu cez tretí kondenzátor C3, čím na štvrtom kondenzátore C4 dochádza k postupnému zvyšovaniu napätia, tak ako je znázornené na obr. 3.

Dióda D2 dovoľuje prietok prúdu tak, že tento navyšuje napätie na štvrtom kondenzátore C4, a teda prúd ňou preteká počas časového intervalu, v ktorom impulzné napätie narastá, a prvá usmerňovacia dióda Dl dovoľuje prietok prúdu cez tretí kondenzátor C3 v čase, keď impulzné napätie klesá, utvárajúc tak znovu pôvodné napäťové pomery na uvedenom treťom kondenzátore C3. Napätie na štvrtom kondenzátore C4 narastá malými krokmi, pričom amplitúda týchto krokov je v podstate definovaná pomerom medzi kapacitami kondenzátorov C3 a C4 a napäťovými pomermi v bode TI.

Ako je uvedené na obr. 1 a 2, štvrtý kondenzátor C4 je zapojený paralelne s tretím odpomíkom R3, ktorý zaisťuje vybitie štvrtého kondenzátora C4 v čase, keď je systém vypnutý a motor sa nachádza v pokojovom stave.

Časová konštanta súvisiaca s týmto vybitím by mala byť dlhšia ako úplná perióda striedavého napätia, poskytovaného zdrojom F.

Ako je uvedené na obr. 3, napätie na kondenzátore C4 sa zvyšuje, pokiaľ nedosiahne hodnotu dostatočnú na otvorenie prechodu báza-emitor druhého tranzistora Q2, táto hodnota sa nachádza okolo 0,6 V, čím umožni prietok prúdu cez kolektor uvedeného tranzistora Q2, pričom tento prúd priteká z bázy tranzistora Ql a diódy D4. Prúd tečúci cez bázu tranzistora Ql zasa umožní prietok prúdu cez prechod kolektor-emitor uvedeného tranzistora Ql. čím dôjde na štvrtom kondenzátore C4 k ďalšiemu navýšeniu napätia. Tento proces prebieha lavínovitým spôsobom a definuje ukončenie periódy TX, znázornenej na obr. 3. Takýmto spôsobom sú tranzistory Q1 a Q2 privedené do stavu saturácie, čím sa vytvorí konečný rovnovážny stav, v ktorom sa kolektor druhého tranzistora Q2 nachádza na napätí blízkom 0,2 V vo vzťahu k bodu T2 a zabezpečiac tak, že napätie v bode TI bude v podstate limitované hodnotami úbytku napätí na usmerňovacích diódach D3 a D4 zvýšenými o hodnotu napätia 0,2 V prítomnú na kolektore druhého tranzistora Q2, čo dá zvyčajne dohromady hodnotu okolo 1,4 V.

V tomto konečnom rovnovážnom stave, potom ako časová perióda TX vypršala, sa napätie na štvrtom kondenzátore C4 v podstate rovná maximálnemu napätiu v bode TI, zníženému o úbytok napätia na prechode emitor-kolektor tranzistora Ql, čiže zvyčajne finálne 1,2V, čo je hodnota ďaleko vyššia ako minimálna požadovaná na otvorenie prechodu báza-emitor tranzistora Q2, čím je udržanie druhého tranzistora 02 v stave saturácie zaistené.

Hodnota prúdu do bázy druhého tranzistora Q2 je limitovaná štvrtým kondenzátorom C4 a hodnota prúdu do bázy prvého tranzistora Ql je limitovaná piatym odpomikom R5. Obvod je ďalej vybavený piatym kondenzátorom C5. umiestneným medzi bod TI a bázu prvého tranzistora Ql, čím sa zamedzí výskytu náhlych kolísaní napätia na báze tohto tranzistora a zároveň sa zabráni, aby vysokofrekvenčné šumy pochádzajúce z externých zdrojov mohli polarizovať uvedený tranzistor v nevhodný moment.

Potom ako časová perióda TX vypršala, konečný rovnovážny stav obmedzuje napätie v bode TI na hodnotu blízku 1,2 V a napätie medzi bodmi VI a Al na hodnotu v špičke blízku 2,4 V, zamedzujúc tak prietoku prúdu cez Zenerove diódy Zl a Z2. ktorých typické Zenerovo napätie je okolo 5 V, a takýmto spôsobom bráni prietoku spínacieho prúdu cez spínaciu elektródu G triaku S, a teda zamedzuje prietoku prúdu cez póly Ad a A2 uvedeného triaku S, čo je charakteristické pre blokovaný stav rozbehového prepínača motora, inými slovami charakteristické pre čas bežného prevádzkového režimu motora M.

V tomto stave, potom ako časová perióda TX vypršala, je udržanie tranzistorov Ql a 02 v saturácii zaistené samotnými podmienkami bežnej prevádzky, a to vďaka amplitúde napätia registrovaného medzi bodmi TI a T2, ktorá je dostatočne vysoká, aby udržala štvrtý kondenzátor C4 nabíjaný na úroveň napätia ďaleko vyššiu, ako je minimálna potrebná na naštartovanie lavínovitého procesu vedúceho k saturácii (nasýtenému stavu) tranzistorov Ql a Q2.

Takýmto spôsobom, pokiaľ je medzi pólmi A a B spúšťacieho obvodu TR napätie, blokovací obvod BL si svoj blokovaný stav udrží, a to vďaka saturovanému stavu prvého a druhého tranzistora Ql a Q2. Napätie medzi bodmi A a B bude existovať, aj keď je zdroj F odpojený, nakoľko na cievkach B2 a B2 motora M vzniká napätie naindukované vďaka rotácii rotora, a okrem toho, uvedený stav nasýtenia tranzistorov Ql a Q2 potrvá určitý čas, a to aj za stavu, že medzi pólmi TI a T2 nebude žiadne napätie, ale z dôvodu, že existujúce napätie na štvrtom kondenzátore C4 je vyššie ako saturačná úroveň prechodu druhého kondenzátora C2. Tento dodatočný časový interval, kedy sú tranzistory Ql a Q2 v otvorenom stave, pričom medzi pólmi TI a T2 i e nulové napätie, je definovaný časovou konštantou a štvrtým odpomikom R4. Táto charakteristika blokovacieho obvodu BL, ktorá spočíva v tom, že si zachováva svoj vodivý stav dokonca aj vtedy, keď zdroj F nedodáva žiadne napätie a navyše aj určitý čas potom, ako sa otáčky motora podstatne znížili alebo motor zastal, keď je napätie medzi bodmi A a B už na veľmi nízkej úrovni, spôsobuje, že rozbehový obvod DP sa stáva imúnnym proti výpadkom napätia zo strany napájacieho zdroja, pričom riziko aktivovania triaku S, pokiaľ je prevádzkový kondenzátor C_E na plnom napätí, je nulové.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Elektronický obvod na rozbeh jednofázového indukčného motora, ktorý obsahuje rotor a stator najmenej s jednou prevádzkovou cievkou (BI) a jednou rozbehovou cievkou (B2), pracujúcimi spolu so zdrojom (F) striedavého prúdu, pričom tento obvod obsahuje spúšťací elektronický prepínač s triakom (S), spúšťací obvod (TR) spúšťacieho elektronického prepínača; a blokovací obvod (BF) na riadenie spúšťacích impulzov spúšťacieho elektronického prepínača, vyznačujúci sa tým, že spúšťací obvod (TR) obsahuje prvý kondenzátor (Cl), pripojený jedným pólom na druhú anódu (A2) triaku (S), druhým pólom pripojený na pól prvého odpomíka (Rl), pričom druhý pól odpomíka (Rl) je pripojený na anódu prvej Zenerovej diódy (Zl), ktorej katóda je spojená s katódou druhej Zenerovej diódy (Z2), anóda druhej Zenerovej diódy (Z2) je pripojená na spínaciu elektródu (G) triaku (S), a blokovací obvod (BL) je tvorený dvojcestným usmerňovacím mostíkom, ktorý má jeden vstupný pól pripojený do spoločného bodu spájajúceho anódu prvej Zenerovej diódy (Zl) s prvým odpomíkom (Rl); druhý vstupný pól pripojený na prvú anódu (Al) triaku (S); kladný výstupný pól pripojený na jeden z pólov druhého odpomíka (R2), na jeden z pólov tretieho kondenzátora (C3), na emitor prvého tranzistora (Q 1), na jeden z pólov piateho kondenzátora (C5) a na anódu tretej usmerňovacej diódy (D3); a záporný výstupný pól je pripojený na druhý z pólov druhého odpomíka (R2), na anódu prvej usmerňovacej diódy (Dl), na jeden z pólov štvrtého kondenzátora (C4), na jeden z pólov tretieho odpomíka (R3) a na emitor druhého tranzistora (Q2), pričom katóda prvej usmerňovacej diódy (Dl) je pripojená na druhý z pólov tretieho kondenzátora (C3) a na anódu druhej usmerňovacej diódy (D2), a pričom katóda uvedenej druhej usmerňovacej diódy (D2) je pripojená na druhý z pólov štvrtého kondenzátora (C4) a na druhý z pólov tretieho odpomíka (R3), na jeden z pólov štvrtého odpomíka (R4) a na kolektor prvého tranzistora (Q1), a druhý z pólov štvrtého odpomíka (R4) je pripojený na bázu druhého tranzistora (Q2), a báza prvého tranzistora (Ql) je pripojená na druhý z pólov piateho kondenzátora (C5) a na jeden z pólov piateho odpomíka (R5), pričom druhý pól tohto piateho odpomíka (R5) je pripojený na kolektor druhého tranzistora (Q2) a na katódu piatej usmerňovacej diódy (D4), pričom anóda tejto štvrtej usmerňovacej diódy (D4) je pripojená na katódu tretej usmerňovacej diódy (D3), a blokovací obvod (BL) zotrváva v blokovanom stave, pokiaľ je na cievkach motora (M) napätie indukované rotáciou rotora a zachováva si blokovaný stav na určitý čas po značnom poklese indukovaného napätia.
2. 2. Elektronický obvod podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že blokovací obvod (BL) obsahuje elektronické prepínacie prvky, udržiavané v stave blokovania spúšťacích impulzov spúšťacieho elektronického prepínača časovačom tohto blokovacieho obvodu (BL).
3. 3. Elektronický obvod podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že elektronické prepínacie prvky sú udržiavané v stave blokovania napäťovou saturáciou.
4. 4. Elektronický obvod podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že elektronickými prepínacími prvkami sú tranzistory (Ql, Q2).
5. 5. Elektronický obvod podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že časovačom je nabíjací prvok.
6. 6. Elektronický obvod podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že časovač je napájaný spúšťacím obvodom (TR).
7. 7. Elektronický obvod podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že rozbehovým elektronickým prepínačom je triak (S), ktorý je jednou anódou (Al) pripojený na svorku zdroja (F) striedavého prúdu, druhou anódou (A2) je pripojený na rozbehovú cievku (B2) motora (M) a k pólu prevádzkového kondenzátora (Cp) zapojeného do série s rozbehovou cievkou (B2), pričom spínacia elektróda (G) je pripojená k spúšťaciemu obvodu (TR).
8. 8. Elektronický obvod podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že spínacia elektróda (G) triaku (S) je pripojená na jeden z pólov kondenzátora (C2) spúšťacieho obvodu (TR), pričom druhý pól tohto kondenzátora je pripojený k anóde (Al) triaku (S).
9. 9. Elektronický obvod podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že prvá a druhá Zenerova dióda (Zl, Z2) majú hodnotu Zenerovho napätia dostatočne vysokú na zabránenie prietoku prúdu cez uvedené Zenerove diódy (Zl, Z2) počas blokovacieho stavu blokovacieho obvodu (BL).
10. 10. Elektronický obvod podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že Zenerovo napätie prvej a druhej Zenerovej diódy (Zl, Z2) je vyššie ako 5 voltov.
11. 11. Elektronický obvod podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že prvý tranzistor (Ql) je typu PNP a druhý tranzistor (Q2) typu NPN.
12. 12. Elektronický obvod podľa nároku 11, vyznačujúci sa tým, že štvrtý kondenzátor (C4) definuje časovač blokovacieho obvodu (BL).