CH619082A5

CH619082A5 -

Info

Publication number: CH619082A5
Application number: CH1328277A
Authority: CH
Inventors: Karl-Heinz Faerber
Original assignee: Bosch Siemens Hausgeraete
Priority date: 1976-12-08
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1980-08-29
Also published as: FR2373913B3; SE7713360L; IT1088991B; DE2655574A1; US4163181A; FR2373913A1; NL7713536A; JPS5372122A; ES464678A1

Description

Die Erfindung betrifft einen drehzahlveränderbaren elektromotorischen Antrieb, insbesondere für Hausgeräte, wie Teig-rührer, mit einem Universalmotor und einem in dessen Stromversorgungsleitung liegenden, in Phasenanschnittschaltung betriebenen Thyristor, dessen Zündstromkreis mit einem entsprechend der jeweils erforderlichen Drehzahl veränderbaren . Widerstand beeinflussbar ist.

Bekannte drehzahlveränderbare elektromotorische Antriebe der genannten Art sind mit einem grossen Nachteil behaftet, dass sich die zum Zünden des Thyristors erforderliche Zündspannung umgekehrt zu dessen Betriebstemperatur verhält. Dies hat zur Folge, dass die Drehzahlen eines mit einer Phasenanschnittsteuerung versehenen Universalmotors mit steigender Temperatur des Thyristors erheblich ansteigen. In Fällen, in denen es auf eine genaue Einhaltung der Drehzahlen ankommt, bedarf es daher einer meist aufwendigen und teuren zusätzlichen Vorrichtung, wie Tachogenerator oder ähnlichem zur Korrektur der Drehzahlen.

Bei bekannten, durch derartige Phasenanschnittsteuerungen in ihrer Drehzahl geregelten elektromotorischen Antrieben hat man auch bereits versucht, die auf der Änderung der Betriebstemperatur des Thyristors beruhenden, unerwünschten und teilweise erheblichen Drehzahlabweichungen zu vermeiden, indem man den Thyristor mit grossen Wärmetauschflächen versehen hat, welche mitunter sogar zwangsbelüftet werden. Diese Wärmetauschflächen, welche die Aufgabe haben, die Betriebstemperatur des Thyristors durch vergrösserte Wärmeabfuhr konstant zu halten, lassen sich jedoch nur dort anwenden, wo genügend Platz zur Verfügung steht. Aber selbst dort sind sie mit dem Nachteil behaftet, dass sie von schwankenden Umgebungstemperaturen abhängig sind und somit nur im beschränkten Masse eine sichere Stabilisierung der Drehzahlen gewährleisten können.

Die auf mangelnde Temperaturstabilität der Kenndaten bekannter Thyristortypen zurückzuführenden Nachteile wirken sich insbesondere bei solchen Antrieben nachteilig aus, bei denen - wie beispielsweise bei Teigrührern - während einer Arbeitsperiode möglichst konstante Drehzahlen eingehalten werden sollen. So hat sich z. B. bei diesen Teigrührern als grosser Mangel herausgestellt, dass deren Drehzahl mit zunehmender Betriebsdauer und infogedessen ansteigender Betriebstemperatur erheblich zunimmt. Häufig kommt es dabei vor, dass beispielsweise beim Rühren von zähen und schweren Massen, wie Teig oder dergleichen, die Drehzahl aufgrund des zum Rühren erforderlichen grossen Drehmomentes über längere Zeit trotz Erwärmung des Thyristors annähernd konstant bleibt. Wird aber durch Zugabe von Flüssigkeit in die zu rührende Masse das erforderliche Drehmoment herabgesetzt, so schnellt die Drehzahl des Rührwerkzeugs aufgrund der inzwischen sehr stark angestiegenen Betriebstemperatur des Thyristors sprunghaft in die Höhe. Hieraus ergibt sich die Gefahr, dass durch das nunmehr mit höherer Drehzahl angetriebene Rührwerkzeug Flüssigkeit und Teig aus der Rührschüssel des Geräts herausgeschleudert werden. Diese nachteilige Auswirkung ist besonders bei kleinen Hausgeräten zu beobachten, bei denen wegen der kompakten Bauweise die vom Antriebsmotor abgegebene Wärme den Thyristor zusätzlich erwärmt und damit den unerwünschten Effekt des unbeabsichtigten Drehzahlanstiegs noch zusätzlich verstärkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die auf die mangelhafte Temperaturstabilität des die Phasenanschnittsteuerung bewirkenden Thyristors zurückzuführende unbeabsichtigte Drehzahländerung bei elektromortischen Antrieben zu beheben und derartige Antriebe so auszubilden, dass diese in der Lage sind, die bei einem speziellen Arbeitsvorgang entsprechende günstigste Drehzahl unabhängig von Schwankungen in der Betriebstemperatur des Thyristors - selbst über lange Einschaltdauer des Antriebs konstant zu halten.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass zur Kompensation des Einflusses der Thyristortemperatur auf die eingestellte Phasenlage des Anschnittes der Zündstrom des Thyristors von einem mit diesem thermisch gekoppelten temperaturabhängigen Widerstand beeinflussbar ist.

Mit Hilfe der erfindungsgemässen Anordnung gelingt es, die am Gate des Thyristors anliegende Zündstromstärke über den mit steigender Betriebstemperatur abnehmenden Widerstand des NTC in dem Masse herabzusetzen, wie sie mit steigender Temperatur zum Zünden des Thyristors kleiner wird um auf diese Weise ein vorzeitiges Zünden des Thyristors bei höherer Betriebstemperatur zu vermeiden. Mit der erfindungsgemässen Anordnung lassen sich daher die aufgrund von Temperaturschwankungen veränderlichen Kenndaten des Thyristors kompensieren und somit die über eine Phasenanschnittsteuerung vorgewählten Drehzahlen eines Universalmotors auf einfach Weise sicher konstant halten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird bei einem mit einem Kühlelement, wie beispielsweise einer Kühlfahne oder dergleichen ausgestatteten Thyristor darin gesehen, dass der temperaturabhängige Widerstand unmittelbar am Kühlelement des Thyristors befestigt ist.

Bei einem dermassen am Kühlelement des Thyristors befestigten temperaturabhängigen Widerstand wird jede Temperaturänderung des Thyristors unmittelbar auf den Widerstand übertragen, so dass dadurch infolge von Temperaturschwankungen abweichende Kenndaten des Thyristors fast augenblicklich kompensiert werden.

Nach einer zweckmässigen Ausgestaltung der Anordnung nach der Erfindung wird bei einem im Zündstromkreis des Thyristors liegenden Abgriff eines veränderbaren Widerstandes eines Spannungsteilers der temperaturabhängige Widerstand dem Spannungsteiler parallel geschaltet.

Auf diese Weise lassen sich fertigungstechnisch bedingte Toleranzabweichungen von Thyristoren gleichen Typs ohne Veränderung der Charakteristik des temperaturabhängigen

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Widerstandes einfach eliminieren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der Zeichnung vereinfacht als Schaltbild dargèstellten drehzahlveränderbaren elektromotorischen Antriebs eines Teigrührers für Haushaltszwecke erläutert.

Ein in einem von strichpunktierten Linien umgebenen Feld in der linken Hälfte des Schaltbildes durch Schaltzeichen symbolisch dargestellter Universalmotor 10 weist neben verschiedenen anderen, hier nicht interessierenden Schaltelementen eine aus Spulen L1 und L 2 gebildete Feldwicklung und einen Anker A auf. Die Feldwicklungen L1 und L 2 sind in bekannter Weise mit einer nicht näher beschriebenen, zum Abbremsen des Ankers A dienenden Umkehr- und Kurzschlussschaltung ausgestattet und über Anschlüsse 11 und 12 an ein Netz anlegbar. In dem von der Feldwicklung L1 an den Anker A geführten Abschnitt der Stromversorgungsleitung des Universalmotors 10 liegt ein Thyristor 13, welcher in Phasenanschnittschaltung die Drehzahlen des Universalmotors in bekannter Weise beeinflusst.

Der auf der rechten Seite ausserhalb des von der strichpunktierten Linie umrahmten Feldes im Schaltbild erkennbare Steuerkreis des Thyristors 13 ist neben anderen, hier ebenfalls nicht interessierenden Schaltelementen mit einem stufenweise verstellbaren Spannungsteiler 14 ausgestattet. Dieser weist neben mehreren festen Widerständen 15 einen Schieber 16 auf, mit welchem die gewünschten Drehzahlen des Universalmotors 10 stufenweise einstellbar sind. Von diesem Spannungsteiler 14 ausgehend ist eine Steuerleitung 17 an das Gate des Thyristors 13 gelegt, in welcher eine Diode 18 und als weiterer Spannungsteiler ein veränderbarer Widerstand in Form eines Trimmpotentiometers 19 geschaltet sind. Der Abgriff des Trimmpotentiometers 19 ist mit dem Gate des Thyristors 13 verbunden und liefert somit dessen Zündspannung. Das Trimm' Potentiometer 19 dient im wesentlichen dazu, die bei verschiedenen Thyristoren gleichen Typs durch herstellungstechnisch bedingte Toleranzen auftretenden unterschiedlichen Zünd-

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Spannungen auszugleichen.

Zur Kompensation des bei zunehmender Betriebstemperatur mit geringerer Zündstromstärke erfolgenden Zündens des Thyristors 13 liegt parallel zum Trimmpotentiometer 19 ein 5 temperaturabhängiger Widerstand (NTC) 20, welcher seinerseits wiederum in Reihe mit einem festen Widerstand 21 geschaltet ist. Wie in dem dargestellten Schaltbild durch zwei gestrichelte Linien symbolisch angedeutet, ist der temperaturabhängige Widerstand 20 mit dem Thyristor 13 thermisch der-lo massen gekoppelt, dass sich eine betriebsbedingte Tempera-turerhöhung des Thyristors automatisch auf den temperaturabhängigen Widerstand 20 überträgt. Dessen Leitwert steigt mit zunehmender Temperatur und erzeugt dadurch in der Steuerleitung 17 einen Spannungsabfall, wodurch die an der Steuerlei-15 tung des Thyristors 13 anliegende Spannung vermindert wird.

Bei der beschriebenen Anordnung lässt sich durch entsprechende Auswahl des Typs eines temperaturabhängigen Widerstandes 20 erreichen, dass der vom Thyristor 13 bewirkte Phasenanschnitt unabhängig von dessen Betriebstemperatur exakt 20 in der Phasenlage gehalten wird, welche der am Spannungsteiler 14 eingestellten Drehzahl entspricht.

Der mit dem temperaturabhängigen Widerstand 20 in Reihe liegende feste Widerstand 21 verhindert, dass bei sehr starkem Temperaturanstieg der Leitwert des temperaturab-25 hängigen Widerstandes 20 zu hoch wird und als Folge davon die am Gate anliegende Zündspannung derart absinkt, dass dadurch eine unerwünschte Verschiebung des Zündzeitpunktes und eine darauf beruhende Drehzahländerung des Universalmotors 10 eintreten könnte.

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Die thermische Kopplung des temperaturabhängigen Widerstandes 20 an den Thyristor 13 lässt sich in jeder bekannten Weise verwirklichen, solange nur für einen guten Wärmeübergang zwischen den beiden Schaltelementen gesorgt ist. ,5 Dies kann in bekannter Weise durch mechanisches Verbindungen, wie Schrauben, Nieten, Anklemmen mit einem federelastischen Bügel, Kleben oder dergleichen erfolgen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

619082 PATENTANSPRÜCHE

1. Drehzahlveränderbarer elektromotorischer Antrieb, insbesondere für Hausgeräte, wie Teigrührer, mit einem Universalmotor und einem in dessen Stromversorgungsleitung liegenden, in Phasenanschnittschaltung betriebenen Thyristor, dessen Zündstromkreis mit einem entsprechend der jeweils erforderlichen Drehzahl veränderbaren Widerstand (15) beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation des Einflusses der Thyristortemperatur auf die eingestellte Phasenlage des Anschnittes der Zündstrom des Thyristors (13) von einem mit diesem thermisch gekoppelten temperaturabhängigen Widerstand (20) beeinflussbar ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, mit einem ein Kühlelement, beispielsweise eine Kühlfahne aufweisenden Thyristor, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Widerstand (20) unmittelbar am Kühlelement des Thyristors (13) befestigt ist.

3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, mit einem vorzugsweise aus einem veränderbaren Widerstand gebildeten Spannungsteiler, dessen Abgriff im Zündstromkreis des Thyristors liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Widerstand (20) dem Spannungsteiler (19) parallel geschaltet ist.

4. Antrieb nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der temperaturabhängige Widerstand (20) mit einem festen Widerstand (21) in Reihe geschaltet ist.