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1 CIRCUIT D'ALIMENTATION POUR MOTEUR ELECTRIQUE D'UN
APPAREIL ELECTROMENAGER.
-La présente invention se rapporte à un dispositif pour l'alimen- talion, la réglage et la sélection de la vitesse de rotation d'un moteur électrique à courant continu et à excitation cons- tante, pour appareils ménagers, notamment pour machines à laver.
Il est connu que la vitesse d'un moteur électrique à courant continu et à excitation constante, tel que par exemple d'un moteur shunt ou d'un moteur à aimants permanents, dépend de la valeur de la tension appliquée aux bornes de 1'induit, Un mo- teur pour appareil ménager, peut être appelé à devoir tourner à différentes vitesses, qui pourront être sélsctées par l'uti- lisateur à l'aide d'un commutateur. Tel est le cas, par exemple, pour le moteur d'une machine à laver à tambour rotatif qui doit pouvoir tourner à la vitesse de lavage, à une vitesse d'essorage et à une vitesse encore supérieure d'essorage final.
Ces vites- ses sont sélectées par la mise d'un commutateur en position de
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"levage*t de "o.80rage" ou 41 nossorage final il Le circuit dtalimentation du moteur peut alora comprendre différentes sources de tension de valeur différent** dont une est sélactée
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par le coClutateur ot connectée avec 3.'induit du acteur pour li.ent$ elii.
Le moyon le plua 8implo pour obtenir de. oue6 de tension de valeur dÏtf6routec est l'utilisation d'un transformateur dont l'enroulement primaire est alimenté par 1$ xéoau et qui porte plusieurs primeu de tension secondaire de différente valeurs Puisque ces tensions occondairei servent à alimenter un moteur à courant continu, elles sont encore redrenatre Coci peut ne faire par un élément unidirectionnel commun$ tel qu'une diodes Ceci vaut dire que le commutateur. qui fait la sélection de la tension alternative secondaire, est suivi de la diode qui redresse la tension sélectée et qui l'envoie vers l'induit du moteur.
Toutefois, cette disposition de sélection de la vitesse n'est pas satisfaisante lorsqu'au moins une des vitesses sélectées
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doit avoir une valeur bien constante# Les variations relatives do vitesse, c'est à dire par rapport à la vitesse nominfle, en fonction des variations du couple se font sentir le plus aux petites vitesses. Ceci est un inconvénient important pour l'application aux machines à laver, puisque les variations les plus importantes du couple se produisent exactement à la rotation lente de lavage.
A cet effet, il convient de n'utili- ser la susdite disposition de sélection que pour les vitesses dont les variations n'ont pas d'importance, et de prévoir pour chaque vitesse qui doit rigoureusement rester constante$ une source de tension redressée avec un élément unidirectionnel
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commandé correspondant, tel que, par exemple, un thyristor.
L'électrode de commande de cet élément est relié à un dispo- sitif d'asservissement de la vitesse de rotation du moteur, et en reçoit des signaux pour allumer l'élément à un %%orient qui varie suivant l'erreur de régulation. Le susdit commu- tateur, qui sert à la sélection de la tension alternative secondaire$ qui doit être reliée travers une diode, dit* commune$ vers l'induit du moteur. peut alors également servir pour la sélection d'une des sources de tension redressée, pour la. connecter à l'induit.
La pétition du commutateur définit alars si l'induit du moteur est alimenté par une des sources de tension redressée ou par une des sources de tension alter- native à travers ladite diode communeDans ce dernier cas, cette diode a un côté qui est relié à une borne de l'induit du moteur, et l'autre côté est relié, à travers le contact du commutateur à une des bornes des sources de tension alternative* Un tel dispositif comprend donc une ou plusieurs sources de tension alternative, une ou plusieurs sources de tension redressée à l'aide d'un élément unidirectionnel correspondant et commandé par un dispositif d'asservissement de la vitesse derotation du moteur à une valeur de consigne, et un commu- tateur pour aélecter l'alimentation de l'induit du moteur,
soit à partir de l'une des sources de tension alternative, à travers un élément unidirectionnel commun, dont un côté eat connecté à une borne de l'induit, soit à partir de l'une des sources de tension redressée.
Suivant l'invention, le commutateur d'un tel circuit porte un ou plusieurs contacts additionnels pour connecter, lorsque
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le commutateur cet dans une pétition où l'induit cet alimente par une des sources de tension redressée, l'autre cati dudit élément unidirectionnel commun à l'autre borne de l'induit, L'invention est basée sur l'idée que, dans le est où le com- nutateur est dans une position où il relis une des sources de tension redressée à l'induit du moteur, ladite diode com- aune ne sert à rien et qu'elle peut être Valablement utilité* si, dans cette pétition du commutateur,
l'un côté de cette diode reste relié à la borne de l'induite tandis que l'autre côté est connecte à l'autre borne de l'induit, grâce à un contact additionnel du commutateur qui se ferme dans cette position* En effet, la diode ainsi connectée aux bornée de l'induit joue alors le rôle de diode de récupération. Ceci permet une augmentation du couple du moteur, et assure l'ex- tinction du thyristor de régulation lors de l'alternance négative. Sinon, cette extinction n'eet pas assurée lorsqu'un courant trop grand à travers l'induit, fortement inductif, n'a pas le temps pendant l'alternance négative d'atteindre la valeur zéro. Il est alors Impossible de commander l'instant d'allumage du thyristor à chaque alternative.
L'invention sera expliquée ci-après plus en détail, à l'aide des figures suivantes, montrée à titre d'exemple, La figure 1 montre un dispositif auquel l'invention peut être appliquée.
La figure 2 montre une réalisation de l'invention.
Sur la figure 1, l'alimentation du moteur 1 cet apportée aux bornes 2 et 3 de l'induit. Ces bornée sont reliées, $ travers le commutateur du moteur, avec les enroulements de l'induit,
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A titre d'exemple. l'excitation constante est assurée par un aimant permanent 4. Elle pourrait Également se faire par un enroulement d'excitation, parcouru par un courant constant*
Le moteur peut être alimenté travers un commutateur de sélection 5, qui, dans ce cas, a quatre positions A.B.O et D, étant respectivement la position d'errât, la position de lavage@ la position d'essorage et la position d'essorage final.
Dans la position indiquée dans la figure par une flèche, les contacte qui se trouvent dans la direction de la flèche, sont fermée, Ainsi, dans le dessin, le commutateur de sélection ne trouve dans la position D, et les contacts qui sont alors ter- més sont indiqués par un trait de liaison. La position A est la position d'arrêt. Dans la position B de lavage, le moteur est alimenté par la source V1 de tension alternative, suivie d'un thyristor 6, dont l'électrode de commandereçoit les signaux pour l'allumage du thyristor à partir d'un circuit d'asservissement 8. Ce circuit sort à comparer la vitesse du moteur à une vitesse de consigne, et à délivrer au thyristor, suivant l'erreur de régulation constatée, des signaux d'allu- mage plus ou moins retardés.
Ce genre de circuit à thyristor pour l'asservissement de la vitesse d'un moteur électrique est bien connu en mois Dans la figure suivante, une réalisation très simple en sera donnée, mais il est évident que d'autres circuits réalisant la même fonction peuvent être utilisés, pour y appliquer l'invention. La source Vl de tension alter- native, suivie du thyristor, constitue une source de tension redressée. On remarque que dans la position C et D du commu- tateur, le moteur est alimenté à partir de la source V2 et V3, à travers une diode commune 9 pour les deux positions,
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Cette diode est donc reliée d'un côté à une borne 2 de l'in- duit, et de l'autre côté, à travers un contact du commutateur 5 à une des bornes des sources de tension alternative V2 ou V3.
La diode 9 sort pour redresser le courbât délivre par ces sources. La tension redredsée dans la position Ç est bien supérieure à la. tension redressée délivrée par la thyristor 6.
Ceci donne comme résultat une vitesse nettement supérieure du moteur lors de l'essorage. Pour l'essorage final. une vitesse encore plus grande est obtenue par l'alimentation à partir de la source de tension V3' supérieure à V2.
La figure 2 montre une réalisation de l'invention, Les élément. qui remplissent la même fonction sont indiqués avec les mêmes chiffres que dans la figure précédente* Les sources de tension sont obtenues à partir d'un transformateur avec plusieurs prises secondaires 10, 11 et 12, Les prises 10 et 11 constituent les sorties des sources de tension alterna- tive V2 et V3. La prise 12 est suivie d'un thyristor 6, ce qui constitue ainsi une source de tension redressée.
L'asser- visaement de la vitesse du moteur,, est assurée par un circuit, comportant la diode 13, la diode Zener 14 et les résistances 15, 16 et 17. et dont le fonctionnement sera décrit par après,
Les contacts du commutateur de sélection sont indiqués avec la lettre de la position dans laquelle ils sont fermés. En position C ou D, le moteur est alimenté à partir de la prise secondaire 10 ou 11, à travers la diode commune 9. Dans la position B de lavage, le moteur est alimenté par la tension redressée par le thyristor 6, La diode commune, dont l'anode n'est plus reliée à une des prises secondaires 10 et 11, est
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alors connecta, par un contact additionnel 18 à l'autre borne 3 du moteur.
Il est à noter que, sana cette connexion de la diode 9 en parallèle sur les bornes 2 et 3, le thyristor 6 ne s'éteint pas lors du passage de la tension à la prise 12 de l'alternance positive à l'alternance négative. Ceci est dû à la charge inductive que représente l'induit du moteur, Le courant diminuera sous l'influence de la tension négative, et le thyristor s'éteindra lorsque le courant atteint la valeur zéro. Si cette valeur n'est pas atteinte à la fin de l'alternance négative, le thyristor ne s'éteint pas et la régulation à l'aide de ce thyristor devient impossible.
De plus, si cette valeur zéro est atteinte pendant l'alternance négative, le courant traverse pendant cette alternance néga- tive une partie de l'enroulement secondaire, et le thyristor 6. Avec la diode 9 connectée en parallèle sur les bonnes 2 et 3, le thyristor 'éteint lors du passage de l'alternance posi- tive à l'alternance négative, puisque la diode court-circuite alors les bornes.
Le courant dans le moteur diminue alors exponentiellement vers zéro, et passe à travers la diode 9, et pas à travers l'enroulement secondaire et du thyristor, Ceci donne comme résultat une augmentation du couple, Le fonctionnement du circuit d'asservissement de la vitesse est le suivant !lors du commencement de l'alternance posi- tive, le thyristor 6 est toujours coupé, et la diode 13 ainsi que la diode Zener 14 sont polarisées dans le sens bloquant. L'électrode de commande7 ne peut donc tirer aucun courant du thyristor 6.
La diode Zener 14 ont donc soumise à la différence de tension entre la tension à la prise
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secondaire 12, et celle au curseur du potentiomètre 16, Lorsque cette différence de tension atteint le niveau Zener, la diode 14 devient conductrice et tire un courant d'allumage à l'électrode 7, Il faut noter que lorsque le thyristor 6 n'est pas conducteur, la tension aux borne* 2 et 3 du moteur représente la vitesse du moteur, et que l'instant d'allumage dépendra donc de cette vitesses Par conséquent, la vitesse du moteur sera asservie à une vitesse qui est représentée par la position du curseur du potentiomètre 16.
Toutefois il est à noter qu'un autre circuit de régulation peut être utilisé, pour autant qu'il agit sur un élément dont l'action régula- trice réside dans le retard d'allumage, comme par exemple le thyristor 6. Ce thyristor peut toutefois être remplacé par tout autre élément redresseur dont l'instant d'allumage peut être varié.
REVENDICATIONS.
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1 POWER SUPPLY CIRCUIT FOR ELECTRIC MOTOR OF ONE
APPLIANCE.
The present invention relates to a device for supplying, adjusting and selecting the speed of rotation of an electric motor with direct current and constant excitation, for household appliances, in particular for washing machines. .
It is known that the speed of an electric motor with direct current and constant excitation, such as for example a shunt motor or a motor with permanent magnets, depends on the value of the voltage applied to the terminals of 1 '. A motor for a household appliance may have to run at different speeds, which can be selected by the user using a switch. This is the case, for example, for the motor of a rotary drum washing machine which must be able to rotate at the washing speed, at a spin speed and at an even higher final spin speed.
These speeds are selected by placing a switch in the position of.
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"hoist * to" o.80rage "or 41 our final storm The motor supply circuit can then include different voltage sources of different value **, one of which is selected
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by the coClutator ot connected with 3.'induced from the actor for li.ent $ elii.
The moyon the plua 8implo to obtain from. oue6 of voltage of value dÏtf6routec is the use of a transformer whose primary winding is supplied by 1 $ xéoau and which carries several primeu of secondary voltage of different values Since these occondairei voltages are used to supply a direct current motor, they are still redenatre Coci can not do by a common unidirectional element $ such as a diode This is worth saying that the switch. which selects the secondary alternating voltage, is followed by the diode which rectifies the selected voltage and which sends it to the motor armature.
However, this speed selection arrangement is not satisfactory when at least one of the speeds selected
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must have a very constant value # The relative variations in speed, that is to say compared to the nominal speed, as a function of the variations in torque are most felt at low speeds. This is a significant drawback for the application to washing machines, since the greatest variations in torque occur exactly at the slow washing rotation.
To this end, it is advisable to use the aforesaid selection arrangement only for speeds whose variations are not important, and to provide for each speed which must strictly remain constant $ a rectified voltage source with a unidirectional element
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controlled corresponding, such as, for example, a thyristor.
The control electrode of this element is connected to a device for controlling the speed of rotation of the motor, and receives signals therefrom to turn on the element at a %% orient which varies according to the regulation error. The aforesaid switch, which is used for the selection of the secondary alternating voltage $ which must be connected through a diode, called * common $ to the motor armature. can then also be used for the selection of one of the rectified voltage sources, for the. connect to the armature.
The switch petition defines alars whether the motor armature is powered by one of the rectified voltage sources or by one of the alternating voltage sources through said common diode. In the latter case, this diode has one side which is connected to a armature terminal of the motor, and the other side is connected, through the contact of the switch to one of the terminals of the alternating voltage sources * Such a device therefore comprises one or more alternating voltage sources, one or more voltage rectified by means of a corresponding unidirectional element and controlled by a device for slaving the speed of rotation of the motor to a reference value, and a switch for aelecting the power supply to the motor armature,
either from one of the alternating voltage sources, through a common unidirectional element, one side of which is connected to a terminal of the armature, or from one of the rectified voltage sources.
According to the invention, the switch of such a circuit carries one or more additional contacts for connecting, when
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the switch ce in a petition where the armature ce feeds by one of the rectified voltage sources, the other cati of said unidirectional element common to the other terminal of the armature, The invention is based on the idea that, in The is where the commutator is in a position where it connects one of the rectified voltage sources to the armature of the motor, said common diode is useless and that it can be validly useful * if, in this petition the switch,
one side of this diode remains connected to the armature terminal while the other side is connected to the other armature terminal, thanks to an additional contact of the switch which closes in this position * Indeed , the diode thus connected to the bounded of the armature then plays the role of recovery diode. This allows an increase in the motor torque, and ensures the switching off of the regulation thyristor during negative half-wave. Otherwise, this extinction is not ensured when a current which is too great through the armature, strongly inductive, does not have time during the negative half-wave to reach the zero value. It is then impossible to control the ignition instant of the thyristor at each alternative.
The invention will be explained below in more detail, with the aid of the following figures, shown by way of example, FIG. 1 shows a device to which the invention can be applied.
Figure 2 shows an embodiment of the invention.
In FIG. 1, the power supply of the motor 1 this supplied to the terminals 2 and 3 of the armature. These bounded ones are connected, $ through the motor switch, with the armature windings,
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For exemple. the constant excitation is provided by a permanent magnet 4. It could also be done by an excitation winding, through which a constant current *
The motor can be powered through a selection switch 5, which in this case has four positions ABO and D, being the errât position, the wash position @ the spin position and the final spin position respectively. .
In the position indicated in the figure by an arrow, the contacts which are in the direction of the arrow, are closed, Thus, in the drawing, the selection switch is only found in position D, and the contacts which are then ter - mes are indicated by a hyphen. Position A is the stop position. In the washing position B, the motor is supplied by the alternating voltage source V1, followed by a thyristor 6, whose control electrode receives the signals for the ignition of the thyristor from a servo circuit 8 This circuit comes out to compare the speed of the motor with a reference speed, and to deliver to the thyristor, depending on the regulation error observed, more or less delayed ignition signals.
This kind of thyristor circuit for the control of the speed of an electric motor is well known in months In the following figure, a very simple realization will be given, but it is obvious that other circuits performing the same function can be used, to apply the invention thereto. The alternating voltage source V1, followed by the thyristor, constitutes a rectified voltage source. Note that in the position C and D of the switch, the motor is supplied from the source V2 and V3, through a common diode 9 for the two positions,
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This diode is therefore connected on one side to a terminal 2 of the lead, and on the other side, through a contact of the switch 5 to one of the terminals of the alternating voltage sources V2 or V3.
Diode 9 comes out to straighten the curvature delivered by these sources. The redredsée tension in position Ç is much greater than. rectified voltage delivered by thyristor 6.
This results in a significantly higher motor speed when spinning. For the final spin. an even greater speed is obtained by the power supply from the voltage source V3 ′ greater than V2.
FIG. 2 shows an embodiment of the invention, the elements. which perform the same function are indicated with the same figures as in the previous figure * The voltage sources are obtained from a transformer with several secondary taps 10, 11 and 12, The taps 10 and 11 constitute the outputs of the power sources. alternating voltage V2 and V3. The tap 12 is followed by a thyristor 6, which thus constitutes a rectified voltage source.
The speed control of the motor, is ensured by a circuit, comprising the diode 13, the Zener diode 14 and the resistors 15, 16 and 17. and whose operation will be described later,
The selector switch contacts are indicated with the letter of the position in which they are closed. In position C or D, the motor is supplied from the secondary socket 10 or 11, through the common diode 9. In the washing position B, the motor is supplied by the voltage rectified by the thyristor 6, The common diode , whose anode is no longer connected to one of the secondary outlets 10 and 11, is
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then connected, by an additional contact 18 to the other terminal 3 of the motor.
It should be noted that, without this connection of diode 9 in parallel on terminals 2 and 3, thyristor 6 does not turn off when the voltage at tap 12 passes from positive to negative halfwaves. . This is due to the inductive load represented by the armature of the motor, The current will decrease under the influence of the negative voltage, and the thyristor will turn off when the current reaches zero value. If this value is not reached at the end of the negative half-wave, the thyristor does not turn off and regulation using this thyristor becomes impossible.
Moreover, if this zero value is reached during the negative half-wave, the current flows during this negative half-wave through part of the secondary winding, and the thyristor 6. With the diode 9 connected in parallel on the good 2 and 3 , the thyristor 'turns off when switching from positive to negative half-cycle, since the diode then short-circuits the terminals.
The current in the motor then decreases exponentially towards zero, and passes through diode 9, and not through the secondary winding and of the thyristor, This results in an increase in torque, The operation of the speed control circuit is as follows: when the positive half-wave begins, thyristor 6 is always off, and diode 13 as well as zener diode 14 are biased in the blocking direction. The control electrode 7 cannot therefore draw any current from the thyristor 6.
Zener diode 14 therefore subjected to the voltage difference between the voltage at the outlet
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secondary 12, and that at the cursor of potentiometer 16, When this voltage difference reaches the Zener level, diode 14 becomes conductive and draws an ignition current to electrode 7, It should be noted that when thyristor 6 is not not conductive, the voltage at terminals * 2 and 3 of the motor represents the speed of the motor, and that the ignition instant will therefore depend on this speed Consequently, the speed of the motor will be slaved to a speed which is represented by the position potentiometer slider 16.
However, it should be noted that another regulation circuit can be used, provided that it acts on an element whose regulating action resides in the ignition delay, such as for example thyristor 6. This thyristor can however, be replaced by any other rectifying element whose ignition timing can be varied.
CLAIMS.
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