CH632881A5

CH632881A5 - Split-pole or single-phase capacitor motor provided with an electrical brake

Info

Publication number: CH632881A5
Application number: CH958578A
Authority: CH
Inventors: Ernst Kaeser
Original assignee: Ernst Kaeser
Priority date: 1978-09-13
Filing date: 1978-09-13
Publication date: 1982-10-29
Also published as: DE2936525A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mit einer elektrischen Bremse versehenen Spaltpol- oder Einphasenkondensatormotor. The present invention relates to a shaded-pole or single-phase capacitor motor provided with an electric brake.

Elektromotoren drehen nach dem Abschalten der Speisespannung je nach Belastung und Drehzahl mehr oder weniger lang nach respektive laufen unkontrolliert aus. Bei vielen Anwendungen ist es jedoch erforderlich, die Motoren an genau festgelegten Zeitpunkten oder in genau definierten Stellungen anzuhalten. Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass die Drehzahl des Motors vor dem Erreichen des gewünschten Abstellpunktes so gedrosselt wird, dass er bei Abschaltung des Stromes praktisch nicht mehr nachläuft oder der Motor bei Erreichung des Abstellpunktes mechanisch oder elektrisch gebremst wird. Dabei unterliegt die mechanische Bremsung aber gezwungenermassen einer Abnützung und ist daher nur da einsetzbar, wo die Häufigkeit der Motorbremsungen nicht allzu hoch ist und wo Abstellpunkt-Verschiebungen zulässig sind. Oftmals ist somit nur die elektrische Bremse einsetzbar, die je nach Ausführung durch kurzfristiges Umpolen des Motors oder durch Erzeugung eines Bremsmagnetfeldes den Rotor oder Läufer des Elektromotors zum Stillstand bringen. Die bekannten elektrischen oder elektronischen Motorbremsen sind von der Technik her recht aufwendig und daher teuer. Zudem benötigen sie für die Bremsung des Motors Netzstrom und versagen daher bei Stromausfall. After the supply voltage has been switched off, electric motors run more or less long depending on the load and speed or run out in an uncontrolled manner. In many applications, however, it is necessary to stop the motors at precisely defined times or in precisely defined positions. On the one hand, this can be done by throttling the speed of the motor before reaching the desired switch-off point in such a way that it practically stops running when the power is switched off, or the motor is braked mechanically or electrically when the switch-off point is reached. However, mechanical braking is subject to wear and tear and can therefore only be used where the frequency of engine braking is not too high and where shifting point shifts are permissible. Often, therefore, only the electric brake can be used, which, depending on the version, brings the rotor or rotor of the electric motor to a standstill by briefly reversing the polarity of the motor or by generating a brake magnetic field. The known electrical or electronic motor brakes are technically complex and therefore expensive. They also require mains power to brake the motor and therefore fail in the event of a power failure.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einer elektrischen Bremse versehenen Spaltpol- oder Einphasenkondensatormotor vorzuschlagen, bei welchem die Bremse mit einem minimalen technischen Aufwand und daher sehr preisgünstig hergestellt werden kann, wobei der Motor selbst dann noch kontrolliert gebremst wird, wenn die Netzspannung ausgefallen ist. The object of the present invention is to propose a shaded-pole or single-phase capacitor motor provided with an electrical brake, in which the brake can be manufactured with minimal technical effort and therefore very inexpensively, the motor being braked even when the mains voltage is controlled has failed.

Die erfindungsgemässe Bremse soll auch in gewissen Grenzen die Einstellung des Bremsweges ermöglichen. Zudem kann sie so aufgebaut sein, dass eine vorbestimmte Abstellposition des Motors genau einhaltbar ist. The brake according to the invention is also intended to enable the braking distance to be set within certain limits. In addition, it can be constructed in such a way that a predetermined parking position of the engine can be exactly maintained.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. According to the invention, this object is achieved by the features specified in claim 1.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante des erfindungs- In an advantageous embodiment variant of the

gemässen Motors ist der Kondensator zwischen dem Gleichrichtglied und einer Speiseleitung des Motors angeordnet. According to the motor, the capacitor is arranged between the rectifier and a feed line of the motor.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung weist zwischen dem Gleichrichtglied und dem Kondensator einen Widerstand auf. 5 Vorteilhafterweise kann als Gleichrichtglied eine Diode verwendet werden. An advantageous embodiment has a resistor between the rectifier and the capacitor. 5 A diode can advantageously be used as the rectifying element.

Es ist weiter vorteilhaft, wenn als Kondensator ein Elektrolytkondensator verwendet wird. It is further advantageous if an electrolytic capacitor is used as the capacitor.

Vorteilhafterweise ist das Umschaltelement mit einem io Tauchanker verbunden, der seinerseits in einer Magnetspule angeordnet ist. The switching element is advantageously connected to an io plunger, which in turn is arranged in a magnetic coil.

Es ist weiter von Vorteil, wenn der Widerstand ein Regelwiderstand ist. It is also advantageous if the resistor is a variable resistor.

Der erfindungsgemässe Motor ist speziell im Einsatz bei 15 preisgünstigen Steuerungen mit Motoren mit annähernd konstanten Belastungen vorteilhaft, wenn genaue Abstellpositionen verlangt werden. Durch den sehr kleinen Platzbedarf der Schaltungselemente der Bremse kann sie auch bei kleinen Motoren für Geräte mit wenig Freiraum im Gehäuse sehr vor-2o teilhaft eingesetzt werden. Durch ihren einfachen Aufbau und ihre Regelbarkeit eignet sie sich für sehr viele Anwendungen, durch ihre Verschleisslosigkeit speziell in den Fällen, wo sehr viele Motorabschaltungen auch mit hoher Frequenz vorgenommen werden müssen. The motor according to the invention is particularly advantageous when used in 15 inexpensive control systems with motors with approximately constant loads when exact parking positions are required. Due to the very small space requirement of the circuit elements of the brake, it can be used to some extent even with small motors for devices with little free space in the housing. Thanks to its simple structure and controllability, it is suitable for a great number of applications, and due to its lack of wear and tear, especially in cases where a large number of engine shutdowns must also be carried out at high frequencies.

25 Anhand der Zeichnung ist im folgenden die Funktionsweise der Bremse des erfindungsgemässen Motors beschrieben, wobei die dargestellten Schaltungen nicht die einzig möglichen sind und sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. The mode of operation of the brake of the motor according to the invention is described below with reference to the drawing, the circuits shown not being the only ones possible and the invention not being restricted to these embodiments.

30 In der Zeichnung zeigt : 30 The drawing shows:

Fig. 1 eine mögliche Bremsschaltung am Beispiel eines Spaltpolmotors und Fig. 1 shows a possible brake circuit using the example of a shaded-pole motor and

Fig. 2 eine mögliche Bremsschaltung am Beispiel eines Ein-phasenkondensatormotors. Fig. 2 shows a possible brake circuit using the example of a single-phase capacitor motor.

35 Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Motors mit einer elektrischen Bremse gemäss Fig. 1 weist einen Spaltpolmotor 1 mit seiner Wicklung 2 auf, bei der über einen Abgriff 3 eine Hilfsspannung abgegriffen wird. Diese wird durch eine Diode 4 gleichgerichtet und über einen Widerstand 4o 5 an einen Kondensator, vorteilhafterweise einen Elektrolytkondensator 6 angelegt, der sich auflädt. Dieser Vorgang beginnt, sobald der Schalter 7 geschlossen wird, so dass das Relais 8 anzieht und den Umschalter 9 in die gezeigte Stellung bringt, was zur Folge hat, dass der Spaltpolmotor 1 unter Strom 45 gesetzt wird. The exemplary embodiment of the motor according to the invention with an electric brake according to FIG. 1 has a shaded-pole motor 1 with its winding 2, in which an auxiliary voltage is tapped off via a tap 3. This is rectified by a diode 4 and applied via a resistor 4o 5 to a capacitor, advantageously an electrolytic capacitor 6, which is charged. This process begins as soon as the switch 7 is closed, so that the relay 8 picks up and brings the changeover switch 9 into the position shown, with the result that the shaded-pole motor 1 is put under current 45.

Beim Öffnen des Schalters 7 fällt der Tauchanker des Relais 8 unverzüglich ab und bringt den Umschalter 9 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Dadurch wird der Motor, sei dies nun der Spaltpolmotor 1 nach Fig. 1 oder ein Einphasenkondensator-50 motor 10 mit Anlaufkondensator 11 und Wickung 12 gemäss Fig. 2, von der Speisespannung getrennt, gleichzeitig die Motorwicklung 2/12 unter Gleichspannung gesetzt, da sich der Kondensator 6 über den Widerstand 5 und die Motorwicklung entlädt. Dies bewirkt eine augenblickliche Blockierung des 55 Motors 1/10, da dessen Rotor bei Anlegen eines Gleichstromes an die Motorwicklung 2/12 immobilisiert ist. When the switch 7 is opened, the plunger armature of the relay 8 drops off immediately and brings the changeover switch 9 into the position shown in FIG. 2. As a result, the motor, be it the shaded-pole motor 1 according to FIG. 1 or a single-phase capacitor 50 motor 10 with starting capacitor 11 and winding 12 according to FIG. 2, is disconnected from the supply voltage at the same time as the motor winding 2/12 is set to DC voltage, since the capacitor 6 discharges through the resistor 5 and the motor winding. This causes an instantaneous blocking of the 55 motor 1/10, since its rotor is immobilized when a direct current is applied to the motor winding 2/12.

Die benötigte Bremsleistung, d. h. also das Produkt aus Gleichspannung und -ström, die erforderlich ist, um den Motor 1/10 bei Unterbruch der Speisespannung ohne Nachlauf unver-60 züglich zu blockieren, ist einstellbar, indem die Ladespannung des Kondensators 6 durch entsprechende Wahl des Zwischenabgriffes 3 der Hilfsspannung an der Motorwicklung 2/12 und der Kondensator 6 und der Widerstand 5 richtig dimensioniert werden. The required braking power, i. H. So the product of DC voltage and current, which is required to block the motor 1/10 immediately when the supply voltage is interrupted without overrun, can be adjusted by the charging voltage of the capacitor 6 by appropriate selection of the intermediate tap 3 of the auxiliary voltage the motor winding 2/12 and the capacitor 6 and the resistor 5 are dimensioned correctly.

65 Die Schaltung der Bremse kann in verschiedenen Punkten je nach Anforderungen und Raumverhältnissen anders angeordnet und konzipiert sein, als hiervor beschrieben. So ist es möglich, speziell bei hohen Ein- und Ausschaltfrequenzen 65 The circuit of the brake can be arranged and designed differently in different points depending on requirements and space conditions than described above. This makes it possible, especially at high switch-on and switch-off frequencies

des Motors, eine Vollweggleichrichtung einer gegebenenfalls über einen zusätzlichen Transformator erzeugten Hilfsspannung vorzusehen, wodurch kürzere Ladezeiten des Kondensators erreicht werden können. Andererseits kann auch das Relais mit dem Umschalter durch ein anderes Element, z. B. einen Thyristor oder ein Reedrelais ersetzt werden. Weiter ist es auch möglich, den festen Widerstand durch einen Regelwiderstand zu ersetzen, was eine Einstellung der Bremszeit gemäss den Erfordernissen ermöglicht. of the motor to provide full-wave rectification of an auxiliary voltage possibly generated via an additional transformer, as a result of which shorter charging times of the capacitor can be achieved. On the other hand, the relay with the switch by another element, for. B. a thyristor or a reed relay. Furthermore, it is also possible to replace the fixed resistor with a variable resistor, which enables the braking time to be set according to the requirements.

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Bei korrekter Dimensionierung sämtlicher Komponenten der beschriebenen Schaltung ist es durchaus möglich, einen Spaltpol- oder Einphasenkondensatormotor auf weniger als 1/10 Umdrehung anzuhalten. Dies selbst dann, wenn die Strom-5 Versorgung unterbrochen wird, da die erfindungsgemässe Bremse ohne externe Stromversorgung während des Bremsvorganges funktioniert. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind offensichtlich. With correct dimensioning of all components of the circuit described, it is entirely possible to stop a shaded-pole or single-phase capacitor motor to less than 1/10 revolution. This even if the power supply is interrupted, since the brake according to the invention works without an external power supply during the braking process. The resulting benefits are obvious.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

632881 PATENT CLAIMS

1. Provided with an electric brake shaded-pole or single-phase capacitor motor, characterized in that the motor winding has an intermediate tap, which is connected via a rectifier with a capacitor and a switching element, which element separates the motor winding from the supply voltage when braking and puts it under the am DC voltage occurring capacitor sets.

2. Motor according to claim 1, characterized in that the capacitor is arranged between the rectifier and a feed line of the motor.

3. Motor according to claim 2, characterized in that a resistor is arranged between the rectifier and the capacitor.

4. Motor according to claim 2, characterized in that the rectifying element is a diode.

5. Motor according to claim 2, characterized in that the capacitor is an electrolytic capacitor.

6. Motor according to claim 2, characterized in that the switching element is connected to a plunger, which in turn is arranged in a magnet coil.

7. Motor according to claim 3, characterized in that the resistance is a variable resistor.