CN101151795B - 潜水电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于潜水泵的潜水电机，该潜水电机为单相异步电机，它包括主绕组(6)、辅绕组(8)以及控制潜水电机启动程序的启动装置(10，14，16，18，20，22)，其中控制辅绕组(8)电流的启动装置(10，14，16，18，20，22)具有至少一个设置在辅绕组(8)电路上的电子开关(20)。

Description

潜水电机
技术领域
本发明涉及一种用于潜水泵的潜水电机。
背景技术
将安装了潜水电机的潜水泵放入泵槽池中，可以从泵槽池中向外输送水等流体。这些潜水电机通常通过公共电网的交流电运行。这些潜水电机为异步电机。为了启动或开动这种异步电机需要采取特殊的措施。因此，在单相异步电机中设置至少一个用于启动或开动电机的辅绕组。在起动时，通过电容(具有起动电容的电容起动电机)或通过电阻(具有电阻补偿相的电阻起动电机)对这种辅绕组通电。公知的异步电机在用作潜水泵上的潜水电机时，其起动方法存在一定的缺点。
通过具有电阻的辅绕组起动的电机起动转矩较小，这会给潜水泵中的潜水电机带来不利。具有起动电容的电机在用作潜水电机时的缺点是，在某些应用中电解电容不允许置于泵槽池中，因此，具有电解电容的起动电子元件必须放置在泵槽池外，这样，提高了连接潜水电机的电缆接头的费用，特别是除了泵槽池中的供电线路外还需要至少另外一条电路。
发明内容
本发明的目的是对潜水泵的潜水电机进行改进，该发明能够提供高的起动转矩，并能够省去用于电机起动程序的电解电容。该目的是通过一种用于潜水泵的潜水电机得以实现，该潜水电机具有权利要求1给出特征的，其优选的实施方式由从属权利要求给出。
本发明所涉及的用于潜水泵的潜水电机为单相异步电机，该电机包括用于启动或发动电机的主绕组和辅绕组。起动后，可以断开辅绕组，或在电机正常工作时，例如根据设有工作电容的电容起动电机的类型，再对辅绕组通电。本发明所涉及的潜水电机还设置有调节潜水电机启动程序的启动装置。该启动装置由一个电子装置构成，该电子装置至少具有一个在辅绕组电路上的电子开关。通过该电子开关，可以控制起动装置在起始相位时辅绕组的通电情况。该电子开关可以由启动装置操作的方式为：辅绕组总是刚好在合适的时间点根据潜水电机转子的角位置和供电电压的相位被接通，由此确保辅绕组总是在正确转矩下以正确的相位被接通电流，使得转矩脉冲作用到转子上，即通过转子电磁场的角位置来调节电流，以此给转子加速。为了操作电子开关，可以为该启动装置设置自己的电子控制装置或调节装置，或者在操控潜水电机的控制装置或调节装置上进行集成。
通过电子开关有控制地给辅绕组接通电流能够在较小起动电流下增大电机的起动转矩。此外，不需要为电机的起动程序设置电容，这就使得整个启动装置可以直接被设置在潜水电机上，即一起设置在泵槽池中。这样就不必将电路铺设到置于泵槽池之外的启动装置上。
优选为，调节主绕组电流的启动装置还具有在主绕组电路上的电子开关。  这样不仅能够在起动过程中可操控地给辅绕组接通电，而且还可以根据交流电压的供电电压的相位和转子磁场的转子位置或角位置给主绕组有控制地接通电流，从而在转子上产生转矩并起动电机。由此，进一步改善起动程序。
优选为，在辅绕组电和/或主绕组电路中的电子开关是三端双向可控硅开关。
优选为，启动装置设置为，在起动潜水电机时它至少可以检测到主绕组和/或辅绕组感应的相对电压的特性值，并根据这些特性值调节主绕组和/或辅绕组的电流。感应的相对电压取决于转子或转子磁场的角位置，所以感应相对电压的特性值可以反映出转子位置，并能够根据这些特性值控制对辅绕组和/或主绕组的电流，以便给转子加速，从而确保电流始终能够在转子上产生所期望的电机转向作用的转矩。
进一步优选为，启动装置设置为，它至少能够检测潜水电机供电电压的特性值并根据这些特性值调节主绕组和/或辅绕组的电流。特别是，启动装置检测供电电压的相位变化，在合适的时间点在合适的相位或合适的相位角给主绕组和辅绕组通电，产生在所期望的方向上作用到转子上的转矩，给转子加速。
根据本发明的一个优选实施方式为，启动装置设置为，在起动潜水电机时，该启动装置接通辅绕组或主绕组(6)的电流，优选接通主绕组(6)的电流，在检测到供电电压(34)过零点时，优选采用定时间隔式接通电流。但也可能的是，优选首先给主绕组通电，另外也可以选择首先为辅绕组通电流。根据这种设计，在潜水电机停机状态，先磁化转子，再通过给主绕组和/或辅绕组通电使其转子转动。在供电电压刚过零点时通电，以确保通电在供电电压确定的相位进行。通电可以以一定的时间间隔进行，在这段时间间隔后，再断开电流。也可能的是，持续给辅绕组通电，只通过辅绕组的电流进一步调节起动程序。
进一步的优选为，启动装置设置为，在起动潜水电机时，该启动装置在第一次接通(38)辅绕组(8)或主绕组(6)之后的供电电压(34)的第二个半周期中，以定时间隔的方式接通主绕组(6)或辅绕组(8)的电流，优选接通辅绕组的电流。在首先对一个绕组通电后，在所述的第二个半周期再给另一个绕组通电。也就是说，根据对转子磁化的优选实施方式，首先对主绕组通电时，在第二个半周期，给辅绕组通电。如果根据其替换实施方式，首先对辅绕组通电时，在第二个半周期，给主绕组通电。对此，第二个半周期不必直接跟着首先对辅绕组通电的第一个半周期，也就是说，第二个半周期滞后一些时段。当然，对辅绕组通电在时间上接近对主绕组通电，使得转子的磁化通过对主绕组通电还没有衰变。这样，通过对辅绕组通电且由于事先对转子的磁化，通过对主绕组通电对转子产生转矩。通过同样根据周期或供电电压的相位在确定的时间点对辅绕组通电，使得经调整后的磁场作用到转子上，在所希望的方向对转子加速。只在确定的时间间隔对辅绕组通电，而后断电，使得转矩脉冲作用到转子上。
优选为，启动装置设置为，在启动潜水电机时，在第一次接通主绕组和辅绕组之后的供电电压第三个半周期中，该启动装置通过分析主绕组感应的相对电压获得与供电电压相关的转子磁场的角位置，并在检测预定的角位置时供电电压的随后第四个半周期中以定时间隔的方式接通主绕组(6)的电流。实施分析的第三个半周期不必紧跟着第一次对主绕组通电的第一个半周期和/或对辅绕组通电流的第二个半周期，也就是说，第三个半周期滞后一些时段，其中时间间隔优选这样选择，之前转矩脉冲对转子的作用还没有衰变，即转子还没有明显减速。实现转子的进一步加速，重要的是给所述的主绕组接通电流，这使得在转子磁场确定的角位置与供电电压的相位适应，以便进一步的转矩脉冲在确定的方向作用到转子上且不再被减速。即转子的角位置这样确定，在合适的瞬间和供电电压合适的相位给辅绕组接通电流，再使得转子加速。
对此优选为，转子场或转子磁场的角位置不直接通过主线圈中感应的相对电压检测。对此，启动装置检测感应的相对电压的特性值大小。优选只以确定的时间间隔在第四个半周期对主绕组通电，而后再断电，以在希望的方向上产生一个转矩脉冲。
进一步优选为，启动装置设置为，在随后的半周期中接通主绕组的电流后，以定时间隔的方式接通辅绕组的电流，在转子上进一步产生脉冲作用。
根据上述以间隔的方式给主绕组和/或辅绕组接通电流的间隔时间应等于或小于供电电压半周期的持续时间。这样确保了电流总是经过调整的相位即以相同的符号接通电流，从而由线圈产生的磁场始终被调整，作用到转子上的转矩也始终被调整且由此转子沿所希望的方向旋转。通过采用三端双向可控硅开关作为电子开关很容易实现时间间隔的长短，这是因为三端双向可控硅开关在接通后自动在电流再过零点时再被断开，从而切断相应主绕组和/或辅绕组的电流。
进一步优选为，启动装置在两时间点内分析主绕组中感应的相对电压。这单独通过检测绕组即主绕组感应的相对电压确定转子磁场的角度位置，由此可以省去监测或分析辅绕组感应的相对电压。两个不同时间点的检测能够准确确定时间变化和感应相对电压的上升。也可以按相应的方式在辅绕组中检测感应的相对电压。
根据本发明特别优选的实施方式为，启动装置设置为，在满足下面表示相对于供电电压相位角的转子磁场的预定角位置的三个条件时，启动装置在第四个半周期内接通主绕组的电流。第一个条件是，在主绕组中感应的相对电压的上升符号与供电电压的符号相反。其检测在上述第三个半周期中进行。第二个条件是，在供电电压过零点后在第四个半周期中，在主绕组中感应的相对电压符号与供电电压的符号相同。第三个条件是，在第四个半周期中，在主绕组中感应的相对电压的数值小于供电电压的数值。通过第三个条件确保电压具有合适的符号。通过上述三个条件检验转子的磁场和供电电压的相位在接通主绕组电流时彼此是否处于所希望的关系，使得主绕组在合适的时间点以合适的符号接通电流，产生在所希望的转向上作用的转矩。
在上述的步骤中，供电电压的第三个和第四个半周期优选是两个接续的半周期。
启动装置还设置为，如果启动潜水电机的启动装置未给出接通主绕组电流所需要的转子磁场的角位置，对感应相对电压的分析将一直延续到给出预定的角位置为止，而后接通主绕组的电流。这样就可以保证启动装置在任一时刻检测给出转子磁场正确角位置的合适时间点，而后接通主绕组的电流，产生作用到转子上的转矩脉冲。
启动装置还优选设置为，周期性地重复检测预定角位置时对主绕组电流的接通情况和优选周期性地重复辅绕组电流的随后接通情况，直到潜水电机的启动过程结束。这样，先后多次在转子上产生转子脉冲，加速转子。其起动过程持续到所希望的潜水电机的转速。其转速例如在额定转速的40％-70％之间。例如在达到这种转速时，由启动装置调节的起动过程结束，电机进入正常工作状态。起动过程的结束可能通过在经过一定时间后达到通常所希望的电机转速来实现，或者通过传感器或例如通过感应的相对电压变化来检测电机的实际转速来实现，在达到预定转速时结束起动程序。
由启动装置调节的本发明起动方法特别优选以这样的方式进行，实现短暂地给主绕组通电，磁化静止的转子。接着，在随后的半周期即优选与供电电压相反符号的半周期中给辅绕组短暂通电流，产生对转子起作用的第一转矩脉冲，由此转子旋转。其转矩脉冲也可以这样产生，首先通过对辅绕组通电，磁化转子，接着给主绕组通电，从而产生转矩脉冲。
而后，进行上述方法感应的相对电压的分析或检测，以检测相对于供电电压相位变化适合的转子磁场角位置，重新给主绕组通电，产生在相同方向对转子起作用的转矩脉冲。接着，在下一个半周期中在供电电压相反符号下短暂地给辅绕组通电，产生另一脉冲。给主绕组通电和接着给辅绕组通电多次反复直到如上所述达到所希望的转子转速或完成起动程序的预定时间。
在主绕组电路上的电子开关的另一优点是，该电子开关在控制或调节潜水电机时还具有其他功能。在主绕组电路上的电子开关例如还可以用于相位角控制，使得潜水电机与不同的供电电压匹配，例如同一潜水电机可以选择由230V或110V供电电压驱动。对此，在公知的方式中，电机优选以尽可能低的供电电压设计，通过相位角控制来降低也可能较高的供电电压。例如还可能的是，将电子开关用于潜水电机的过压保护。还可以与温度传感器配合在潜水电机过热时断开电流。为了实现其附加功能，电子开关与优选集成有上述启动装置的调节或控制装置共同工作，操作电机。这样，可以在简化电机调节组件的情况下实现多种功能。
根据本发明特别的实施方式为，在辅绕组的电路上设置一个与电子开关并联的优选设置在电机中的电容和另一个电子开关，启动装置或调节装置设置为，通过其另一个电子开关在启动过程结束后，经电容给辅绕组通电。因此，可能的是，根据上述的方法起动电机，接着，驱动作为具有电机操作电容的电容启动电机。电容设置在靠近绕组的电机内部。也可以采用没有电解质的电容器作为操作电容器，从而在潜水电机中设置的操作电容器可以无问题地用于电解质电容器作为起动电容器在潜水电机中不希望设置的多种使用场合。
启动装置优选设置在潜水电机壳体内的用于连接泵的电机轴向侧，即设置在潜水电机轴侧的绕组顶部。在该区域优选具有连接部特别是用于潜水电机供电电线的接线插座，从而使得潜水电机结构紧凑。
根据上述本发明的实施方式为，可以通过电子开关以上述的方式或根据上述实施方式调节起动程序，在起动电机时对起动转矩产生影响。因此可以实现通过小的起动转矩起动电机并只在不希望起动电机情况下提高起动转矩。这样，减少在起动电机时出现的对相关泵产生影响转矩冲击，这可以减小转矩传递部分的负载，从而减少在起动时部件或泵的磨损。另外，还可以减少在起动时的噪音传播，这对于家用水泵站使用的潜水电机特别有意义。
起动转矩是这样减小的，即缩短给辅绕组和/或主绕组通电的时间间隔，在转子上产生转矩脉冲。其时间间隔的缩短优选通过较晚接通电子开关对辅绕组和/或主绕组通电来实现。其优点是，例如在使用三端双向可控硅开关时不影响自动分断时间。可以替换或附加的是，通过提前分断电子开关实现通电电流的持续时间。
附图说明
下面参照附图以实施例方式描述本发明。其中：
图1是本发明潜水电机启动装置第一实施方式的示意电路图；
图2是本发明潜水电机启动装置第二实施方式的示意电路图；
图3是本发明潜水电机启动装置第三实施方式的示意电路图；
图4示出了在起动过程中电压变化、转速和转矩的图表；
图5是本发明潜水电机的截面图；
图6是图5所示的潜水电机的俯视图。
具体实施方式
图1示意性给出了根据本发明第一实施方式的潜水电机的电路图。在供电电压的两极2和4之间即中性导体2与相4之间连接潜水电机的主绕组6和辅绕组8。
在启动过程中控制潜水电机线圈或绕组电流的启动装置作为基本部件具有控制器或调节装置10，该调节装置10通过电源12经由潜水电机的连接极2和4供电，其中电源装置12提供调节装置10所需的直流电压。调节装置10与该检测装置14和16连接，其中检测装置14检测两个极2和4之间的电压，即供电电压，而检测装置16检测辅绕组8上的电压。对此，检测装置16检测在辅绕组8中经磁化的且旋转转子感应的反向电压。调节装置10检测辅绕组8上感应的反向电压的变化，从而调节稍后将详细描述的辅绕组8的电流。对此，调节装置10与控制单元18连接，该控制单元18控制一个三端双向可控硅开关20，该开关位于辅绕组8的支路或电路中，两个极2和4之间。调节装置可以根据由检测装置14和16检测的两个极2和4之间和辅绕组8上的电压变化，通过操作该控制单元18打开和关闭电开关20，来调节辅绕组8的电流。因此，在供电电压的相位或相位角与电机磁场到达的角位置形成一种确定的关系时，调节装置10总能准确地接通辅绕组8的电流，由此，在转子上产生转矩脉冲，使得转子运动。
图2示出了根据本发明第二实施方式的潜水电机的示意电路图。其布局在许多部分对应于图1所述的布局，因此，下面只描述其不同点。与图1的实施方式首先基本不同的是，在第二实施方式中检测装置16不检测辅绕组8感应的反向电压，而是检测主绕组6感应的反向电压，由此，检测装置16获得在主绕组6上的电压。另外，使用在主绕组6中感应的反向电压来确定转子磁场的角位置。另一不同在于，电开关22设置在两个极2和4之间、主绕组6的分路或回路上。该电开关22也构成为三端双向可控硅开关。电开关22也由控制单元18控制，该控制单元18接收调节装置10的调节命令。还设置一个联接电子开关22的旁路24。在该分路24上设置一个继电器形式的开关26，该开关26同样由调节装置10或用于电机控制的中央调节装置控制。
第二实施方式能够使得调节装置10不仅接通辅绕组8的电流而且还接通主绕组6的电流，以有目的地启动潜水电机，根据检测到的转子磁场的角位置在正确的时间点通过供电电源的正确极性，即通过供电电源的正确相位给主绕组6和辅绕组8通电流，产生对转子加速起作用的转矩脉冲。在启动过程结束后即在潜水电机达到确定转速时，断开电开关20，不再给辅绕组8通电流。而后接通开关26，跨接同样被断开的电开关22，持续通过两极2和4之间的供电电源对主绕组6通电流。
图3示出了本发明第三实施方式潜水电机的电路图。第三实施方式基本与图2所述的实施方式相同，下面只描述不同之处。第三实施方式与图2实施方式不同只在于，设置另一分路28，它跨接辅绕组8分路或回路上的电开关20。在分路28设置另一电开关30以及一电容器32。
通过分路28操作具有操作电容器(电容器32)的作为电容式电机的电机。对此，在启动过程结束后，电开关20由调节装置10经控制单元18断开。如上所述，也断开电开关22，接通分路24上的开关26，持续给主绕组6通电流。同时，为了正常操作电机在启动过程结束后由调节装置10经控制单元18接通电开关30。这样，持续经分路28给辅绕组8通电流，其中作为操作电容器的电容器32处于辅绕组8的回流上。其操作电容器32可以由没有电解质的电容器构成，以便其电容器32可以在泵池槽中不设置电解质电容器的地方使用。其电容器32优选直接设置在电机内的辅绕组8附近。
下面借助图4的示意图进一步描述采用图2和3实施方式的启动过程或启动变化。在上面的示意图中，示出了单位为V/100随时间变化的供电电压和主绕组6感应电压的电压变化情况。在下面的示意图中示出了单位为Nm转矩曲线和用Hz表示的转子速度。
以规律周期变化的由实线表示的电压表示两极2和4之间供电电压34的相位曲线。在启动过程区域的供电电压的曲线34用虚线表示。在该区域，通过实线表示主绕组6的感应相对电压36的曲线。在示意图的上部分还示出了调节脉冲，其调节脉冲从控制单元18传送到电开关20和22。在时间点为零的其过程的开始时，转子不动，在供电电压34刚刚大于零后，通过开关脉冲38接通电开关22并由此初次给主绕组6通电流，使得转子初次被磁化。由于电开关20、22由三端双向可控硅开关构成，随着供电电流刚刚大于零，结束对主绕组的通电流。供电电压34刚刚大于零后，在第二个半周期时，开关脉冲40根据调节装置10的启动由控制单元18传送，接通电开关20，对辅绕组8通电流。对辅绕组8的通电流随着供电电压34刚刚大于零而结束，这时，电开关20自动再断开。短暂的给辅绕组8通电流产生初次的转矩脉冲42，其转矩脉冲42从图4的示意图的下部分可看出。其初次转矩脉冲作用到事先磁化的转子上，其转子按照可看到的表示转子转速的图线44进行旋转。第二个半周期中对辅绕组8通电流不直接跟着对主绕组6通电流的半周期。更确切地说，其通电流在以后的一些半周期进行，这样确保了不会减弱对转子的磁化、其半周期的前置信号与初次对主绕组6通电流的第一个半周期相反。
在紧接着的第三个半周期中，分析在主绕组6感应的相对电压36，其相对电压36由检测装置16检测。在感应相对电压36的斜度或斜率为供电电压34相反的符号时，满足重新接通对主绕组6通电流的第一条件。这种情况在点46处发生。接通对主绕组通电流的第二条件是，在供电电压34再大于零后即处于下一半周期时，感应电压36具有与供电电压34相同的符号。这种情况在点48处发生。同时第三条件是，感应相对电压36的数值小于供电电压34的数值。这也在点48处发生，以便相对于该时间点通过检测满足这三个条件，转子磁场的相位曲线在这些点与供电电压34的相位曲线按希望的保持相一致，即符号中的两个这样被调整，在通过供电电压34对主绕组6通电流时产生进一步使得转子加速的另一转矩脉冲，如从图线44可看出。另一转矩脉冲52通过形成开关脉冲54产生，其开关脉冲54由控制单元18发出，接通电开关22。
在接着的半周期中即在供电电压34大于零后，另一开关脉冲56发送到电开关20，辅绕组8通过供电电压34的相反前置信号通电流，另一转矩脉冲58作用到转子上，使得其转子进一步加速。开关脉冲54和56使得电开关22接通，在电流再大于零时开关自动断开。
与供电电压34相位变化相关的感应相对电压36的所述分析多次重复，在确定供电电压34与转子磁场50相关的相同条件时，重新发出开关脉冲54和56，接通电开关22或20，由此，发出新的转矩脉冲52和58。检测由主绕组6和辅绕组8的电流产生的转矩脉冲52和58，以使转子进一步加速。
在转子转速达到确定值时，启动过程结束并通过在图中0.1秒时持续的开关脉冲60接通主绕组6回路的开关26，进行持续通电。由此，产生异步电机通常公知操作中的有序转矩脉冲，转子进一步加速到恒定的额定转速，如曲线44所示。
图5和6示出了本发明潜水电机设计结构的一个实施例。在图5的局部截面图中，示出了定子64，未示出的转子装入定子的开口66中。在图5中定子64上端连接安装在潜水电机上的潜水泵(未示出)，该端称作定子64的轴侧绕组端部。在该端部靠近定子64的外圆周形成轴侧延伸的接线插座68，在其上连接潜水电机的供电电线。在轴侧绕组端部区域还设置印刷电路板70(参见图6)，在其上设置上述启动装置10的电元件。与接线插座68正相对地设置电机线圈线的接线端子72。潜水电机启动装置或调节装置10的电元件设置使得本发明潜水电机的结构紧凑。
电机绕组特别优选适用于上述启动装置以及实施所述启动方法。其主绕组6优选相对于具有惯用启动装置(电容器或电阻)的通常异步电机没有改变，而辅绕组8优选这样被调节，在启动过程中电机的启动电流和温升保持在可接受的范围。特别优选的是，辅绕组8这样设计，它具有主绕组6线圈的50％至80％，特别优选具有主绕组6线圈的60％至75％。
附图标记一览表
2，4  极
6     主绕组
8     辅绕组
10    调节装置
12    电源装置
14，16检测装置
18    控制单元
20，22电子开关
24    分路
26    开关
28    旁路
30    电子开关
33    电容器
34    供电电压相位曲线
38，40开关脉冲
42    转矩脉冲
44    转速
46，48时间点
50    转子磁场相位曲线
52    转矩脉冲
54，56开关脉冲
58    转矩脉冲
60    开关脉冲
62    转矩脉冲
64    定子
66    开口
68    插座
70    印刷电路板
72    接线端子

Claims (21)

1.一种用于潜水泵的潜水电机，该潜水电机为单相异步电机，其中设有主绕组(6)、辅绕组(8)以及调节潜水电机启动程序的启动装置(10，14，16，18，20，22)，其中为控制在起始相位时辅绕组(8)的电流，启动装置(10，14，16，18，20，22)至少具有一个在辅绕组(8)电路上的电子开关(20)，其特征在于：该电子开关(20)能操作为，通过转子电磁场的角位置和供电电压的相位来确定辅绕组的接通或断开电流。
2.如权利要求1所述的潜水电机，其特征在于：调节主绕组(6)电流的启动装置(10，14，16，18，20，22)至少具有一个在主绕组(6)电路上的电子开关(22)。
3.如权利要求1或2所述的潜水电机，其特征在于：电子开关(20，22)为三端双向可控硅开关。
4.如权利要求1所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，启动潜水电机的启动装置(10，14，16，18，20，22)至少能检测主绕组(6)和/或辅绕组(8)感应的相对电压(36)的特性值并根据这些特性值控制主绕组(6)和/或辅绕组(8)的电流。
5.如权利要求1所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，启动潜水电机的启动装置(10，14，16，18，20，22)至少能检测潜水电机供电电压(34)的特性值并根据这些特性值控制主绕组(6)和/或辅绕组(8)的电流。
6.如权利要求1所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，在启动潜水电机时，该启动装置接通辅绕组或主绕组(6)的电流。
7.如权利要求6所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，在启动潜水电机时，该启动装置接通主绕组(6)的电流，在检测到供电电压(34)过零点时，以定时间隔的方式接通电流。
8.如权利要求6所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，在启动潜水电机时，该启动装置在第一次接通(38)辅绕组(8)或主绕组(6)之后的供电电压(34)的第二半周期中，以定时间隔的方式接通主绕组(6)或辅绕组(8)的电流。
9.如权利要求8所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，在启动潜水电机时，该启动装置在第一次接通(38)主绕组(6)和辅绕组(8)之后的供电电压(34)的第三半周期中，通过分析主绕组(6)感应的相对电压(36)获得与供电电压(34)相关的转子磁场(50)的角位置；并在检测预定的角位置(50)时，在供电电压(34)的随后的第四半周期中以定时间隔的方式接通主绕组(6)的电流。
10.如权利要求9所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，在随后的半周期中，在接通主绕组(6)的电流后，以定时间隔的方式接通辅绕组(8)的电流。
11.如权利要求7至10中任一项所述的潜水电机，其特征在于：所确定的时间间隔等于或小于供电电压(34)半周期的持续时间。
12.如权利要求9或10所述的潜水电机，其特征在于：为确定角位置，启动装置(10，14，16，18，20，22)对在两时间点(46，48)之间的主绕组感应的相对电压(36)加以分析。
13.如权利要求9或10所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，在满足下面表示预定角位置的三个条件时，该启动装置在第四半周期接通主绕组(6)的电流：
a)在主绕组(6)中感应的相对电压(36)的上升符号与供电电压(34)的符号相反，
b)在供电电压(34)越过下一个零点时，主绕组(6)中感应的相对电压(36)在第四半周期的符号与供电电压(34)的符号相同，
c)在第四半周期中，主绕组(6)感应的相对电压(36)的数值小于供电电压(34)的数值。
14.如权利要求9或10所述的潜水电机，其特征在于：供电电压(34)的第三半周期和第四半周期是两个接续的半周期。
15.如权利要求9或10所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，如果启动潜水电机的启动装置(10，14，16，18，20，22)未给出接通主绕组(6)电流所需要的转子磁场(50)的角位置，对感应的相对电压(36)的分析会一直延续到给出预定的角位置为止，而后接通主绕组(6)的电流。
16.如权利要求9或10所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，周期性地重复检测预定角位置时对主绕组(6)电流的接通情况(54)，直到潜水电机的启动过程结束。
17.如权利要求16所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置为，还周期性地重复辅绕组(8)电流的随后接通情况(56)，直到潜水电机的启动过程结束。
18.如权利要求2所述的潜水电机，其特征在于：主绕组(6)电路中的电子开关(22)还用于相位角控制，使得潜水电机与不同的供电电压匹配和/或用于过压保护和/或与温度传感器配合在潜水电机过热时断开电流。
19.如权利要求1所述的潜水电机，其特征在于：在辅绕组(8)的电路上设置有一个与电子开关(20)并联的电容(32)和另一个电子开关(30)，启动装置(10，14，16，18，20，22)或调节装置这样构成，通过其另一个电子开关(30)在启动过程结束后，经电容(32)给辅绕组(8)接通电流。
20.如权利要求19所述的潜水电机，其特征在于：该电容(32)设置在该电机中。
21.如权利要求1所述的潜水电机，其特征在于：启动装置(10，14，16，18，20，22)设置在潜水电机壳体内的用于连接泵的电机轴向侧。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2450157B (en) 2007-06-15 2011-12-21 Baker Hughes Inc System for determining an initial direction of rotation of an electrical submersible pump
CN201450475U (zh) * 2009-05-11 2010-05-05 中山大洋电机股份有限公司 一种干衣机单相交流电机控制电路
BRPI1010816A2 (pt) * 2009-05-22 2016-04-05 Arcelik As arranjo para dar partida em um motor de indução de fase única
CN201533269U (zh) * 2009-06-09 2010-07-21 中山大洋电机股份有限公司 一种双速单相交流电机
US8760089B2 (en) * 2009-11-30 2014-06-24 Franklin Electric Company, Inc. Variable speed drive system
JP5736744B2 (ja) * 2010-01-26 2015-06-17 セイコーエプソン株式会社 熱センサーデバイス及び電子機器
BRPI1101069A2 (pt) * 2011-03-01 2013-06-04 Whirlpool Sa mÉtodo de partida para um motor de induÇço monofÁsico, dispositivo de partida para motor monofÁsico e sistema de partida para o mesmo
US8664903B2 (en) 2011-06-27 2014-03-04 Franklin Electric Company, Inc. Adaptive flux control drive
DE102013208591A1 (de) * 2013-05-10 2014-11-27 Robert Bosch Gmbh Regelvorrichtung für eine Asynchronmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Asynchronmaschine
CN106208842B (zh) * 2016-07-14 2019-03-05 广东威灵电机制造有限公司 自起电控装置、单相永磁电机及自起电控方法
WO2018160950A1 (en) 2017-03-02 2018-09-07 Environment One Corporation Motor starting circuits, motor control assemblies, and grinder pump assemblies employing same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409532A (en) * 1981-11-06 1983-10-11 General Electric Company Start control arrangement for split phase induction motor
US5483139A (en) * 1994-03-14 1996-01-09 General Electric Company Motor start, reverse and protection system without a starting capacitor
CN1422453A (zh) * 2000-04-11 2003-06-04 卡维柯有限公司 用于潜水泵的单相电动机
CN1421991A (zh) * 2001-11-27 2003-06-04 金仁锡 用于感应电动机的电压控制的起动继电器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3697841A (en) * 1971-04-16 1972-10-10 Whirlpool Co Induction motor structure and reversing circuit therefor
US3746951A (en) * 1971-11-01 1973-07-17 Franklin Electric Co Inc Switching circuit for motor start winding
US3761792A (en) * 1972-02-07 1973-09-25 Franklin Electric Co Inc Switching circuit for motor start winding
JPS5928889A (ja) * 1982-08-05 1984-02-15 Aichi Emason Denki Kk 単相誘導電動機の起動制御装置
US5013990A (en) * 1989-10-16 1991-05-07 Weber Harold J Energy conserving electric motor power control method and apparatus
US5325034A (en) * 1992-01-07 1994-06-28 Reynolds William R Emergency power system for capacitor start motors
JPH05328767A (ja) * 1992-05-25 1993-12-10 Murata Mfg Co Ltd 単相交流誘導モーターの起動回路
IT1259115B (it) * 1992-06-17 1996-03-11 Askoll Spa Dispositivo elettronico per l'avviamento di un motore sincrono con rotore a magnete permanente
US5276392A (en) * 1993-01-06 1994-01-04 Mechanical Ingenuity Corp. Single phase AC motor speed control system
JPH0828490A (ja) * 1994-07-11 1996-01-30 Tsurumi Mfg Co Ltd 水中ポンプ
JPH0828488A (ja) * 1994-07-11 1996-01-30 Tsurumi Mfg Co Ltd 水中ポンプ
DE19843106B4 (de) * 1998-09-21 2005-08-18 Ebm-Papst Mulfingen Gmbh & Co. Kg System zur Drehzahlsteuerung von Wechselstrom-Motoren
IT1307378B1 (it) * 1999-08-06 2001-11-06 Askoll Holding Srl Dispositivo elettronico di alimentazione di un motore sincrono conrotore a magneti permanenti a due coppie di poli.
US6894454B2 (en) * 2002-10-10 2005-05-17 General Motors Corporation Position sensorless control algorithm for AC machine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4409532A (en) * 1981-11-06 1983-10-11 General Electric Company Start control arrangement for split phase induction motor
US5483139A (en) * 1994-03-14 1996-01-09 General Electric Company Motor start, reverse and protection system without a starting capacitor
CN1422453A (zh) * 2000-04-11 2003-06-04 卡维柯有限公司 用于潜水泵的单相电动机
CN1421991A (zh) * 2001-11-27 2003-06-04 金仁锡 用于感应电动机的电压控制的起动继电器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开平8-28488A 1996.01.30

Also Published As

Publication number Publication date
US7821222B2 (en) 2010-10-26
US20080191659A1 (en) 2008-08-14
CN101151795A (zh) 2008-03-26
DE502005008318D1 (de) 2009-11-26
PL1708354T3 (pl) 2010-05-31
EP1708354A1 (de) 2006-10-04
ATE445929T1 (de) 2009-10-15
EP1708354B1 (de) 2009-10-14
WO2006102981A1 (de) 2006-10-05

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