專利名稱：電動機起動電路用的部件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于電動機起動電路的部件，尤其涉及一種能斷開電動機起動電流的部件。
圖5示出用于電動機1(諸如用于冰箱壓縮機的單相感應電動機)的現有技術的驅動電路。這種電動機具有一個輔助線圈2和一個主線圈3，輔助線圈2在電動機起動時起作用，而主線圈3用于實現穩態運行。包括在這種電動機驅動電路中的電動機起動電路包括一個與輔助線圈2相串聯，用于起動的具有正溫度特性(PTC)的熱敏電阻(“起動熱敏電阻器4”)，并且將一個電源6通過一個開關5連至電動機1。如果將開關5閉合，將電源6連至電動機1，則在電動機1起動的初期階段有相當大的電流經PTC熱敏電阻器4流至輔助線圈2。在電動機1的起動完成之后，通過由PTC熱敏電阻器4本身產生的熱量使其電阻增加的方法來減小流至輔助線圈的電流。
將用于起動的電容器7(“起動電容器”)與PTC熱敏電阻器4串聯連接，而將另一個用于電動機1運行的電容器8(“運行電容器”)與起動電容器7和PTC熱敏電阻器4的串聯連接相并聯。當電動機1是一臺單相感應電動機時，為增加由輔助線圈2給出的起動轉矩，起動電容器7用以作90°相移。在電動機1起動后用運行電容器87來防止脈動，從而提高旋轉效率。在某些情形中，可以省去這些電容器中的一個或兩個。
在圖5中用標號9表示并且包括PTC熱敏電阻器4的用虛線圍繞的部分作為電動機的起動部件可以在市場上買到，它有一個外殼(圖中未示出)，用以在其中容納PTC熱敏電阻器4和其他元件。如上面所說明的，即使電動機1已被起動，有一電流繼續流過PTC熱敏電阻器4，因而繼續產生熱量，PTC熱敏電阻器4被夾在外殼內的象彈簧那樣的彈性端子之間，從而與外殼的內表面隔開，這樣，熱量的放出不太多，而這將減少被這個電動機起動部件9消耗的電力。在圖5中，字母A、B、C、D和E表示從外部與部件9連接用的端子。
在這種類型的電動機起動電路中，PTC熱敏電阻器4的電阻不會無限增加。這意味著，即使在電動機1已被起動后，仍有一無用的電流通過PTC熱敏電阻器4流至輔助線圈2，由此消耗了一些電力。從PTC熱敏電阻器4繼續發出熱量。
如在日本專利公報339291/94中所揭示的那樣，圖6示出了包含另一種電動機起動電路的另一種電動機驅動電路，在圖6中，采用與圖5相同的標號來表示等價的元件而不用再解釋它們是什么，另一種電動機起動電路的特點在于，不僅連接有一PTC熱敏電阻器4還有一三端雙向可控硅開關10(下面簡稱為triac)與輔助線圈2串聯連接。設有用于控制triac10的另一個PTC熱敏電阻器(“triac控制PTC熱敏電阻器11”)，它與起動熱敏電阻器4并聯連接，并且將這個triac控制PTC熱敏電阻器11的一個端子連至triac10的控制極G。
當在電動機1的起動時刻將來自電源6的電力加至電動機1時，通過triac控制PTC熱敏電阻器11將一個觸發信號加至triac 10的控制極，使triac 10處于電流通過狀態，并且允許電動機起動電流經起動PTC熱敏電阻器4流至輔助線圈2。在電動機1起動后一定時間間隔內，由于起動PTC熱敏電阻器4本身產生的熱量，使其電阻增加，因而使通過輔助線圈2的電流減小。與此同時，由于triac控制熱敏電阻器11本身的發熱，使其電阻也增加，由此減小了至triac10的控制極的電流，使其斷開。
在此以后，有很小的電流繼續經控制triac的PTC熱敏電阻器11流動。然而，由于能夠把triac控制熱敏電阻器11的熱容量做得比起動PTC熱敏電阻器4的熱容量小得多，為保持它處于高溫、高阻條件所需的電力要比圖5所示電路情形所需的電力少得多。
在圖6中，用虛線圍繞并且用標號12表示的電路部分也可以被用為一個電動機起動部件，它包括起動和triac控制PTC熱敏電阻器4和11以及triac10，它還有5個端子A、B、C、D和E用于外部連接。
然而，起動電流必須保持大于某個值之上，直至起動完成。電流強度降低至沖擊電流的一半的時間稱之為起動電流的工作時間。如果減小起動PTC熱敏電阻器4的體積，則它能更快地熱起來，而它的工作時間變短。這樣，對于不同類型的電動機采用不同體積的起動PTC熱敏電阻器。換句話說，需要較長工作時間的電動機需要采用體積較大的起動PTC熱敏電阻器。
在圖6所示的電動機1被起動以后，起動PTC熱敏電阻器4的電流被關斷。在斷開開關5以中斷對電動機的供電之后，如果自起動PTC熱敏電阻器4的電流被關斷經過了足夠長的時間，就能將電動機再次接通。例如，如果部件12用于冰箱壓縮機的電動機，并且如果在溫度自動調節器由于冰箱的內部溫度已經下降而將電動機剛剛斷開之后立刻打開冰箱門，就必需在電動機剛剛停下后又重新起動它。作為另一個例子，如果電動機1由于瞬時的電力故障而停下，可能會出現這樣的情況，其中電動機1由于起動PTC熱敏電阻器4的溫度下降得還不夠快而不能重新被起動。這樣，在設計電動機1時必須考慮這些情況。
雖然沒有示出，為了防止triac10過熱，圖6中的部件12需要一個金屬的熱輻射器等，但這樣做使得元件的總數增加，給制造成本帶來不利的影響。
在圖5所示電路的情況下，由于能夠用增加起動PTC熱敏電阻器4的加熱時間的方法使其工作時間較長，而不必增加其體積。通過提高溫度(這里稱為“電阻加倍溫度”)，使電阻變為25℃時的電阻的兩倍，改善從起動PTC熱敏電阻器4的熱輻射，或者將上述兩種做法組合起來，也能做到這一點。
如果提高上述電阻加倍溫度，則在穩定運行時，發熱溫度變得過高，因而必須考慮靠近起動熱敏電阻器4的端部以及外殼的耐熱性。然而，這不容易做到。只要采用樹脂外殼，就不能將電阻加倍溫度升高幾℃，因而不能指望這樣做足夠有效。另一方面，為了改善起動PTC熱敏電阻器4的熱輻射，必須用諸如銅等具有高導熱性的材料來制作端部，或者如此來選擇形狀，以增加與起動PTC熱敏電阻器4的接觸面積。在此情形下，也必須選擇外殼的材料，從而能夠經受這些端部的溫升。
為改進從起動PTC熱敏電阻器4的熱量擴散的這些做法是與前面描述的做法有矛盾的，在前面的做法中，將起動PTC熱敏電阻器4用有彈性的類似彈簧的端部把起動PTC熱敏電阻器4支撐在外殼的內部但與外殼的內壁隔開，從而限制熱量的傳遞，導致電力消耗的增加。如果穩定運行時的溫度升高，則電力消耗也會增加。
因此本發明的一個目的是提供一種能夠解決上述問題的改進的起動部件。
本發明涉及包括在電動機驅動電路中的起動電路的電動機起動部件，電動機驅動電路包括一個在電動機起動時起作用的輔助線圈和一個在電動機作穩態運行時用的主線圈。按照本發明能完成上述目的和其他目的的一種部件之特征在于包括一個具有正溫度特性的起動熱敏電阻器和一個與輔助線圈串聯的triac開關；一個容納起動熱敏電阻器和triac開關的外殼；以及一個連接器元件，該元件具有一個平面的接觸部分，它的一個主表面與起動熱敏電阻器的一個電極相接觸，而它的另一個主表面與外殼的內壁表面接觸。在外殼內還可以包含一個triac控制電路元件，將該元件連至triac開關的控制極，用于控制triac開關。按照本發明的一個較佳實施例，用與起動熱敏電阻器并聯連接的另一個具有正溫度特性的熱敏電阻器來構成這個triac控制電路。外殼最好設有分隔壁，用以分隔出單獨的空間來容納起動熱敏電阻器、triac開關和triac控制電路元件。
用包括進說明書并且構成說明書一部分的附圖來說明本發明的實施例，并且與描述一起，用來解釋本發明的原理。在圖中
圖1是一種表現本發明的電動機起動部件由下方觀看的斜視圖；圖2是圖1的部件的平面圖，其外殼的頂部已除去，以示出其內部；圖3是圖2所示的內部元件的部件分解斜視圖；圖4是圖3的一部分，將它放大，用以更清楚地示出triac開關是如何裝配的；
圖5是一現有技術起動電路中的電動機驅動電路圖；圖6是現有技術電動機驅動電路圖，該電路能夠包括一個按照本發明的示于圖1的部件。
在這里，雖然那些部件是不同裝置的部件，但只要它們基本相同或至少互相相似，就標以相同的標號，并且不再作重復的描述。
參見圖1至4來描述表明本發明的起動部件12，可以將該部件包括在圖6所示的電路中。如圖1所示，部件12有一個外殼13，它由下半殼體14和上半殼體15構成，在該外殼中容納了起動PTC熱敏電阻器4、triac10和triac控制PTC熱敏電阻器11。還設有(第一、第二和第三)端子零件16、17和18。如圖1所示，每個這些端子零件的一端在外殼13內，而另一端突出到外殼之外，作連接用。第一和第三端子零件16和18的里端也能經穿過外殼的上半殼體15的開口(未示出)連至外部。如圖2和4所示，在外殼13內設有分隔壁，用于提供分隔的空間以容納熱敏電阻器4和11、triac10和端子零件16、17和18。提供分開的空間。下面將更詳細地描述這些分隔壁。
靠近外殼13的下半殼體14的中央是一分隔壁19，當從上往下看時，它以U形延伸。在外殼13的下半殼體14的兩個互相鄰近的頂角處，設置兩個分隔壁，當從上往下看時，每一個分隔壁都呈L形。將triac10容納在由U形分隔壁19所圍的空間內，而將起動PTC熱敏電阻器4容納在U形分隔壁19和外殼13的下半殼體14的內表面之間的U形分隔壁19外部的空間內。將triac控制PTC熱敏電阻器11容納在U形分隔壁19外部在與起動PTC熱敏電阻器4相對的一側的空間內。將第一端子零件16置于L形分隔壁20與triac控制PTC熱敏電阻器11相對的一側。第三端子零件18位于另一個L形分隔壁21與triac控制PTC熱敏電阻器11相對的一側。將第二端子零件17置于與U形分隔壁19相對之處。這樣，將triac10置于起動PTC熱敏電阻器4與triac控制PTC熱敏電阻器11之間，并且將triac控制PTC熱敏電阻器11置于第一和第三端子零件16和18之間。
分隔壁19、20和21不僅使各個電氣元件的定位更加容易，而且還使得triac10和triac控制PTC熱敏電阻器11產生的熱量難于由空氣的流動而傳遞至起動PTC熱敏電阻器4，從而不會妨礙起動PTC熱敏電阻器4的冷卻。分隔壁19、20和21還禁止空氣在外殼內流動，防止含有污染物的空氣進入而對內部的電子元件的可靠性產生不利的影響。為了防止空氣從外部進入，最好應消除分隔壁19和20之間以及分隔壁19和21之間的間隙。
如圖6所示，用線路23連接起動熱敏電阻器4和triac控制PTC熱敏電阻器11。此線路23用具有一平面接觸部分25的連接器另件24來表示，該另件的一個主表面與起動PTC熱敏電阻器4的一個電極(用標號26表示)連接，而另一個主表面與外殼13的內壁22接觸。
采用如此構造的部件，能夠將起動PTC熱敏電阻器4做得更緩慢地加熱，而比上述用彈簧樣的彈性接觸件從兩側支撐的具有相同體積和相同電阻加倍溫度的熱敏電阻器的工作時間要長10％以上。結果，可以將起動PTC熱敏電阻器4的體積成比例地縮小，而將整個部件12做得更為緊湊。如果在外殼3的耐熱范圍內將起動PTC熱敏電阻器4的電阻加倍溫度做得更高些，則工作時間還能增加。此外，能夠更加有效地擴散起動PTC熱敏電阻器4的熱量，因而能將回復時間(在斷開流至起動PTC熱敏電阻器4的電流之后到能重新起動電動機1的最小的時間間隔)做得更短。
此外，因為經過一段規定的時間間隔后斷開流至起動PTC熱敏電阻器4的電流，因此外殼13可以用耐熱150℃以上的任何材料制成。這就擴展了適用于外殼材料的選擇余地。從耐熱的觀點來看，由本發明可以獲得具有較高可靠性的部件。能夠采用諸如酚醛樹脂和密胺樹脂等熱固性樹脂以及諸如聚苯撐硫、聚乙烯對苯二酸酯和聚酰胺等熱塑性樹脂。可以如此設計外殼13，使得只有它的平面接觸部分25是用耐熱性好的材料做的。
如圖3所示，連接器另件24包括一細長的部分27，該部分包括一個垂直延伸至平面接觸部分25的部分和另一個再從它垂直彎折的部分。在細長部分27的一端(該端離開平面接觸部分25)，形成一對彈簧樣的彈性接觸片。連接器另件24的細長部分27沿外殼13的下半殼體14的兩個相鄰的側面延伸，而彈簧樣彈性接觸片28用于和triac控制PTC熱敏電阻器11的一個電極(29)電氣接觸。
這就看出了連接器另件24如何用作圖6所示的線路23，以及如何連至第一端子另件16。換句話說，將第一端子另件16連至圖6中的30處的接點，該點在起動PTC熱敏電阻器4和triac控制PTC熱敏電阻器11之間，該另件還用作端子A和B以及這兩點之間的連線。
由圖6中標號31表示的連接起動PTC熱敏電阻器4和triac10的線路用圖3所示的另一個連接器另件32來表示。這個連接器另件32有兩個彈簧樣彈性接觸片33，并且該另件沿分隔壁19的外側面放置，從而這些接觸片33將與起動PTC熱敏電阻器4的另一個電極彈性接觸。連接器另件32還有一個L形部分35，用于在分隔壁19的上表面之上連至triac10的一個端子36。
在圖6中用標號37表示的連接triac10的控制極G與triac控制PTC熱敏電阻器11的線路在圖3中用又一個連接器另件38來表示，它有兩個彈簧樣的彈性接觸片39，并且沿分隔壁19的另一個外部側表面放置，從而這些彈性接觸片39將與triac控制PTC熱敏電阻器11的另一個電極40彈性接觸。這個連接器另件38也有一個向上突出的L形部分41用于在分隔壁19的上表面之上與triac10的控制極G接觸。
第二端子另件17用于表示圖6中的端子C，并在與控制極G的同一側將該另件與triac10的端子42相連。第二端子另件17有一個條形部分43，用于完成這一接觸。在分隔壁19的上表面的上方將這個條形部分43連至triac10的端子42。
第三端子另件18用于表示在圖6中用標號44指出的線路，它不連至部件12的任何其他的電氣元件，而只是貫穿該部件。第三端子另件18相應于圖6中的端子D和E以及把它們連在一起的線路。
如圖4所示，將triac10放置在有U形分隔壁19圍繞的空間內。外殼13的下半殼體設有凹槽46用于當與triac10的熱量輻射部分45接觸時容納該部分。因為熱量輻射部分45實際上被埋在下半殼體14的壁內，因此不要提供任何金屬熱量輻射板就能有效地防止triac的溫度升高，因而能提高triac10的可靠性。
注意，通過只有有限接觸面積的接觸片33或39，起動PTC熱敏電阻器4一側靠近triac10的接觸件32以及在triac控制PTC熱敏電阻器11一側靠近triac10的接觸件38分別接觸起動PTC熱敏電阻器4和triac控制PTC熱敏電阻器11。這樣，來自triac控制PTC熱敏電阻器11和起動PTC熱敏電阻器4的熱量不容易傳遞至triac10。這也用于防止triac10的溫度升高，以及提高triac 10的可靠性。
上半殼體15與下半殼體14相接合，組成一個外殼13。為了使兩半殼體14和15保持這種接合關系，如圖2所示對下半殼體提供多個柔性鉤47用于與設在上半殼體15的內壁部分的凹入部分(未示出)相接合。
將如此構成的部件12裝在一個電動機驅動電路中，從而做到如圖6所示的電氣連接。例如，通過將第一端子另件16連至電動機的輔助線圈2和工作電容器8，將第二端子另件17連至起動電容器7，以及將第三端子另件18連至電動機1的主線圈3和電源6的一個端子。
如果在上述連接完成之后將開關5閉合，控制極電流經triac控制PTC熱敏電阻器11流至triac10的控制極G。因為當單相感應電動機1起動時triac控制PTC熱敏電阻器11處于正常溫度而它的電阻很小，控制極電流大得足以使triac10接通。結果，triac每半周被觸發，使得起動電流經起動PTC熱敏電阻器4流至輔助線圈2。在經過電動機1已經起動的一定的時間間隔后，起動PC熱敏電阻器4被加熱而減小流至輔助線圈2的電流。與此同時，triac控制PTC熱敏電阻器11也被加熱而控制極電流變得很小，從而riac10不再接通。因為不再有電流流至起動PTC熱敏電阻器4，因而不消耗電力，并且起動PTC熱敏電阻器4被冷卻，其溫度下降到正常大小。
在此以后，雖然有一很小的電流繼續經triac控制PTC熱敏電阻器11流動，但由于triac控制PTC熱敏電阻器11的體積通常比起動PTC熱敏電阻器4的體積的五分之一還要小，由此電力消耗將減小到小于五分之一。電動機1能被重新起動的回復時間也顯著減小。
權利要求
1.一種裝在電動機驅動電路中用于起動電路的部件，所述電動機驅動電路具有一個在起動階段工作的輔助線圈和一個用于穩態運行的主線圈，其特征在于，所述部件包括一個具有正溫度特性的起動熱敏電阻器和一個要與所述輔助線圈串聯連接的triac開關；一個容納所述起動熱敏電阻器和所述triac開關的外殼；以及一個具有平面接觸部分的連接器另件，平面接觸部分帶有主表面，一個所述主表面接觸一個所述起動熱敏電阻器的電極，而另一個所述主表面接觸所述外殼的一個內壁表面。
2.如權利要求1所述的部件，其特征在于，還包括一個triac控制電路元件，該元件連至所述triac開關的一個控制極，并用于控制所述triac開關，所述外殼還容納所述triac控制電路元件。
3.如權利要求2所述的部件，其特征在于，所述triac控制電路元件包括一個具有正溫度特性的triac控制熱敏電阻器，它與所述起動熱敏電阻器并聯連接，所述triac控制熱敏電阻器的一個端子連至所述triac開關的所述控制極。
4.如權利要求2所述的部件，其特征在于，所述外殼具有分隔壁，所述分隔壁逐個分隔容納所述起動熱敏電阻器、所述triac開關和所述triac控制電路元件的空間。
5.如權利要求3所述的部件，其特征在于，所述外殼具有分隔壁，所述分隔壁逐個分隔容納所述起動熱敏電阻器、所述triac開關和所述triac控制電路元件的空間。
6.如權利要求1所述的部件，其特征在于，所述triac開關包括一個熱量輻射部分，并且當所述外殼與所述熱量輻射部分接觸時，在所述外殼中具有一個能夠容納所述熱量輻射部分的凹槽。
7.如權利要求2所述的部件，其特征在于，所述triac開關包括一個熱量輻射部分，并且當所述外殼與所述熱量輻射部分接觸時，在所述外殼中具有一個能夠容納所述熱量輻射部分的凹槽。
8.如權利要求3所述的部件，其特征在于，所述triac開關包括一個熱量輻射部分，并且當所述外殼與所述熱量輻射部分接觸時，在所述外殼中具有一個能夠容納所述熱量輻射部分的凹槽。
9.如權利要求4所述的部件，其特征在于，所述triac開關包括一個熱量輻射部分，并且當所述外殼與所述熱量輻射部分接觸時，在所述外殼中具有一個能夠容納所述熱量輻射部分的凹槽。
10.如權利要求5所述的部件，其特征在于，所述triac開關包括一個熱量輻射部分，并且當所述外殼與所述熱量輻射部分接觸時，在所述外殼中具有一個能夠容納所述熱量輻射部分的凹槽。
11.如權利要求3所述的部件，其特征在于，將所述triac開關置于所述起動熱敏電阻器與所述triac控制熱敏電阻器之間。
12.如權利要求3所述的部件，其特征在于，還包括一個第一端子另件，它連接至所述起動熱敏電阻器與所述triac控制熱敏電阻器之間的連接點；一個第二端子另件，在所述triac開關的與所述控制極同一側連至所述triac開關的另一個端子；以及一個第三端子另件，當把所述起動電路裝在所述電動機驅動電路中時，所述第三端子另件要被連至所述主線圈，所述外殼容納所述第一、第二和第三端子，從而能將所述第一、第二和第三端子在兩端連至外部。
13.如權利要求11所述的部件，其特征在于，還包括一個第一端子另件，將它連至在所述起動熱敏電阻器與所述triac控制熱敏電阻器之間的連接點；一個第二端子另件，在所述triac開關的與所述控制極同一側連至所述triac開關的另一個端子；以及一個第三端子另件，當把所述起動電路裝在所述電動機驅動電路中時，所述第三端子另件要被連至所述主線圈，所述外殼容納每個所述第一、第二和第三端子另件的至少一部分，從而能將所述第一、第二和第三端子在兩端連至外部。
14.如權利要求12所述的部件，其特征在于，將所述triac控制熱敏電阻器置于所述第一和第三端子另件之間。
15.如權利要求13所述的部件，其特征在于，將所述triac控制熱敏電阻器置于所述第一和第三端子另件之間。
16.如權利要求1所述的部件，其特征在于，所述外殼的至少一部分用能夠耐受150℃以上的耐熱材料制成，所述外殼的該部分與所述連接器另件的所述平面接觸部分接觸。
17.如權利要求2所述的部件，其特征在于，所述外殼的至少一部分用能夠耐受150℃以上的耐熱材料制成，所述外殼的該部分與所述連接器另件的所述平面接觸部分接觸。
18.如權利要求3所述的部件，其特征在于，所述外殼的至少一部分用能夠耐受150℃以上的耐熱材料制成，所述外殼的該部分與所述連接器另件的所述平面接觸部分接觸。
19.如權利要求4所述的部件，其特征在于，所述外殼的至少一部分用能夠耐受150℃以上的耐熱材料制成，所述外殼的該部分與所述連接器另件的所述平面接觸部分接觸。
20.如權利要求5所述的部件，其特征在于，所述外殼的至少一部分用能夠耐受150℃以上的耐熱材料制成，所述外殼的該部分與所述連接器另件的所述平面接觸部分接觸。
全文摘要
一種電動機驅動電路，包括在電動機起動時起作用的輔助線圈和在穩態運行時用的主線圈。要裝入這種電動機驅動電路的起動電路的部件包括具有正溫度特性的熱敏電阻器和要與輔助線圈串聯的triac開關、容納熱敏電阻器和triac開關的外殼以及具有平面接觸部分的連接器零件，它的一個主表面與熱敏電阻器的一個電極接觸，而它的另一個主表面與外殼的內壁表面接觸。外殼內還可以容納另一個熱敏電阻器，它連至triac開關的控制極，用于控制triac開關。
文檔編號H02P1/44GK1168023SQ97110810
公開日1997年12月17日 申請日期1997年4月25日 優先權日1996年4月25日
發明者濱谷淳一 申請人:株式會社村田制作所