DD154513A1 - DEVICE FOR CONTROLLING A SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR WITH ELECTRONIC AUXILIARY PHASE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehzahlsteuerung von Einphasenasynchronmotoren mittels Veraenderung der Phasenlage der Grundwelle des durch Spannungswellenanschnitt gewonnenen Hilfsphasenstromes. Mit der Erfindung soll insbesondere der doppelte Aufwand fuer die Drehzahlreglung einerseits und die Erzeugung eines phasenverschobenen Hilfsphasenstromes andererseits vermindert werden. Die Reglung geht von der Zuordnung des optimalen Zuendwinkels fuer den Spannungswellenanschnitt des Hilfsphasenstroms zur Erzielung des maximalen Motordrehmomentes fuer die jeweilige Drehzahl aus. Der Regler bewirkt die Verringerung des Zuendwinkels bei kleinen Motordrehzahlen bzw. die Vergroesserung des Zuendwinkels bei Motordrehzahlen nahe der synchronen Drehzahl. Das Anwendungsgebiet ist insbesondere der Antrieb von Haushaltgeraeten, bei denen eine Drehzahlreglung oder eine Steuerung der Drehzahl nach bestimmten Programm erfolgt, wie z.B. die Anlaufsteuerung des Schleuderganges bei Waschvollautomaten.The invention relates to a device for speed control of single-phase asynchronous motors by means of changing the phase position of the fundamental wave of the auxiliary phase current obtained by voltage wave gating. With the invention, in particular the double effort for the speed control on the one hand and the generation of a phase-shifted auxiliary phase current on the other hand should be reduced. The control is based on the assignment of the optimum Zuendwinkels for the voltage wave gate of the auxiliary phase current to obtain the maximum motor torque for the respective speed. The controller causes the reduction of the Zuendwinkels at low engine speeds and the increase in the Zuendwinkels at engine speeds close to the synchronous speed. In particular, the field of application is the propulsion of household appliances in which speed control or speed control is carried out according to a specific program, e.g. the start-up control of the spin cycle in automatic washing machines.
Description
(71) siehe (72)(71) see (72)
(72) BAUER, ROLAND;HAEHLE, ARND^HEGNER, MANFRED^R.-ING^HERRMANN, DIETER,DIPL-ING.;DD; KRUSCHE, JOACHIM,DIPL-!NG.;MUENZNER, RAIIMER,DIPL-ING.;DD;(72) BAUER, ROLAND; HAEHLE, ARND ^ HEGNER, MANFRED ^ R.-ING ^ HERRMANN, DIETER, DIPL-ING.; DD; KRUSCHE, JOACHIM, DIPL! NG; MUENZNER, RAIIMER, DIPL-ING.; DD;
(73) siehe (72)(73) see (72)
(74) HANS VVELLNER, VEB WASCHGERAETEWERK SCHWARZENBERG, BFS, 9430 SCHWARZENBERG, WILDENAUER WEG 3(74) HANS VVELLNER, VEB WASCHGERAETEWERK SCHWARZENBERG, FSO, 9430 SCHWARZENBERG, WILDENAUER WEG 3
(54) EIWRICHTUWG'ZUR STEUERUNG EINES EIrJPHASEWASYNCKROiVIViOTORS MIT ELEKTRONISCHER HILFSPHASE(54) IMPLEMENTATION OF A PHYSICAL WASYNC CROIVIVIOTOR WITH ELECTRONIC AID
(57)Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehzahlsteuerung von Einphasenasynchronmotoren mittels Veraenderung dsr Phasenlags der Grur.dwelle des durch Spannungswellenanschniti gewonnenen Hilfsphasenstromes. Mit der Erfindung soll insbesondere der doppelte Aufwand fuer die Drehzahlreglung einerseits und die Erzeugung eines phasenverschobenen Hilfsphasenstromes andererseits vermindert werden. Die Regiung geht von der Zuordnung des optimalen Zuendwinkeis fuer den Spannungswellenanschnirt des Hilfsphssenstroms zur Erzielung. des maximalen Motordrehmomentes fuer die jeweilige Drehzahl aus. Der Regler bewirkt die Verringerung des Zuendwinkeis bei kleinen Motordrehzahlen bzw. die Vergroeßerung des Zuendwinkeis bei Motordrehzahlen n3he der synchronen Drehzahl. Das Anwendungsgebiet ist insbesondere der Antrieb von .Haushaligeraeten, bsi denen eine Drehzahlreglung oder eine Steuerung der Drehzahl nach einem bestimmten Programm erfolgt, wie z.B. die Anlaufsteuerung des Schleuderganges bei Waschvollautomaten.(57) The invention relates to a device for controlling the speed of single-phase asynchronous motors by means of altering the phase lag of the background delta of the auxiliary phase current obtained by means of voltage-wave cutting. With the invention, in particular the double effort for the speed control on the one hand and the generation of a phase-shifted auxiliary phase current on the other hand should be reduced. The Regiung goes from the assignment of the optimal Zuendwinkeis for the Spannungswellenanschnirt the Hilfsfssenstroms to achieve. of the maximum motor torque for the respective speed. The controller reduces the Zuendwinkeis at low engine speeds or increasing the Zuendwinkeis at engine speeds n3he the synchronous speed. The field of application is in particular the drive of .Haushaligeraeten bsi where a speed control or a control of the speed is done according to a specific program, such as the start-up control of the spin cycle in automatic washing machines.
6 Seiten6 pages
Titel άβ_τ Erfindung Title άβ_τ invention
Einrichtung'zur Steuerung eines Einphasenasynchronmotors mit elektronischer HilfsphaseDevice for controlling a single phase asynchronous motor with electronic auxiliary phase
Die Erfindung betrifft. eine Einrichtung zur Steuerung eines.Einphasenasynchronmotors mit elektronischer Hilfs™ phases bei der die Grundv,;elle des Hilfsphasenstromes .. durch Wellenanschnitt gegenüber dem Hauptphasenstrom mit Ίθ elektronischer Hilfsphase verschoben wird0 Das Anweiidungs gebiet ist' insbesondere der Antrieb von Haushaltgeräteru bei denen eine Drehsahlregelung oder eine Steuerung der Drehzahl nach einem bestimmten Programm erfolgt; wie zs B. die Anlauf steuerung des Schleuderganges bei.V/aschvoll automat en».The invention relates. means for controlling eines.Einphasenasynchronmotors with electronic auxiliary ™ s phase in which the Grundv; 0 is the Anweiidungs area is in particular the drive of Haushaltsgeräteru where a Drehsahlregelung or a control of the speed takes place according to a specific program; s such as the start-up control of the spin cycle bei.V / aschvoll automat s ".
Charakter is^tlk der bisher bekannt en .techru-scher^ LösungenCharacteristic of hitherto known .techruer solutions
Aus der DE-OS 17 63 044 ist bekannts einen phasenverschobenen Wechselstrom zur Speisung der Anlaufhilfsphase bei Einphasenasynchronmotoren durch Weilenanschnittsteuerung elektronisch zu erzeugen® Auch ist es bekannt, den Zündwinkel des Phasenanschnittes in Abhängigkeit des Hauptphasenstromes einzustellen (Zeitschrift "Elektrie", Heft-9/79, So 24-, 7EB Verlag Technik Berlin? Berger Th.From DE-OS 17 63 044 s is known to generate a phase-shifted AC to power the start-up assist phase in single-phase asynchronous motors by Wean gating control ® It is also known to set the firing angle of the phase control function of the main phase current (magazine "Elektrie", Issue 9 / 79, So 24-, 7EB publishing house Technik Berlin? Berger Th.
"Einphasen-Asynchronmotor'mit Triac-Hilfsphase"). ' Auf diese Weise ist es möglich, für jeden Belastungsfall ein ausreichendes Motordrehmoment zu erzeugen»"Single-phase asynchronous motor with triac auxiliary phase"). 'In this way it is possible to generate a sufficient engine torque for each load case »
α.α.
_2_ 225 195_ 2 _ 225 195
Nachteilig ist.dabei, daß keinerlei Zuordnung zwischen Motordrehzahl und eingestelltem Zündwinkel der HilfsphaseThe disadvantage is that there is no association between engine speed and set ignition angle of the auxiliary phase
i» erfolgt und demzufolge eine Drehzahlregelung nicht möglichi »takes place and consequently a speed control is not possible
^ 5 Durch die DE-OS 2? 15 561 ist auch bekannt, die Drehzahl von Asynchronmotoren mit Hilfe eines Regelkreises durch Veränderung der Speisespannung zu regeln· Im Fall von Einphasenasynchronmotoren muß.dabei die Phasenverschiebung · der Hilfsphase anderweitig, z«, BV mit.Hilfe einer in Reihe^ 5 Through DE-OS 2? 15 561 is also known to regulate the speed of asynchronous motors by means of a control circuit by changing the supply voltage. In the case of single-phase asynchronous motors, the phase shift of the auxiliary phase must otherwise, z, BV by means of a series
geschalteten Kapazität erzeugt werden·switched capacity can be generated ·
Ferner ist aus der DE-OS 21 09 603 bekannt, einen drehzahlgeregelten Waschvollautomatennotor durch Bereitstellen verschiedener Drehzahl-Referenzspannungen mit verschiedenen Ke nnd rehzahl en zu betreiben, wobei wiederum die-Hilf spha.sen-Stromverschiebung mittels einer Kapazität erzeugt werden muß.,Furthermore, it is known from DE-OS 21 09 603 to operate a variable-speed automatic washing machine by providing different speed reference voltages with different numbers and speeds, in which case the auxiliary power swing must be generated by means of a capacitance.
Ziel der Erfindung Aim of the invention
Mit der Erfindung wird das Ziel verfolgt, eine Einrichtung zu schaffen? mit der einerseits auf elektronischem Weg die Grundwelle des Hilfsphasenstromes gegenüber dem Hauptphasenstrom zeitlich verschoben "wird und weiterhin mit dem gleichen Leistungsbauelement die gewünschte Beeinflussung der . Drehzahl"erfolgteWith the invention, the goal is pursued to create a device? with the one hand on the electronic way, the fundamental wave of the auxiliary phase current compared to the main phase current is shifted in time "and continue with the same power device, the desired effect on the" speed "was
'.'.
Darlegung des Wesens der Erfindung Presentation of the essence of the invention
Die'technische Aufgabe,.die durch die Erfindung gelöst werden soll, besteht darin, den drehzahlgeregelten Betrieb von Einphasenasynchronmotoren zu ermöglichen« ohne dabei für die Erzeugung.der Hilfsphasenstromversehiebung.zusätzliche Einrichtungen, wie z« B. Betriebskondensatoren, zu benötigen.The technical problem to be solved by the invention is to enable the variable speed operation of single phase asynchronous motors without the need for the generation of auxiliary phase current displacement.
Erfindungsgemäß besteht die Einrichtung aus einer an sich bekannten Schaltung zur Erzeugung der zeitlichen Verschiebung der Grundwelle des Hilfsphasenstromes durch Wellenanschnitt, einer drehzahlabhängigen Phasenwinkelvorgabeeinridi-According to the invention, the device consists of a circuit known per se for generating the time shift of the fundamental wave of the auxiliary phase current by means of wave gating, a rotational speed-dependent phase angle input inclination.
-3» 2 2 51S5-3 »2 2 51S5
tung, einem Drehzahlregler mit unterlagerter Drehzahlstelleinrichtung, und einem Drehzahlgeber* . . .. Die Einrichtung ist so "gestaltet, daß jeder Istdrohzahl der Phasenanschnittwinkel zugeordnet ist, der für diese Drehzahl das maximale Motordrehmoment bewirkt,, Soll mit Hilfe des Drehzahlreglers eine bestimmte Drehzahl des Motors im geregelten Betrieb eingehalten werden, so bewirkt die.Einrichtung ein' Einregeln des Phasenanschnittwin- kels zwischen dem Wert des Phasenanschnittwinkels-für das maximale Motordrehmoment bei dieser Drehzahl und einen kleineren Anschnittwinkel im Falle, .daß diese Drehzahl· gegenüber der synchronen Drehzahl klein ist, bzwo einen größeren Anschnittvv'inkel im Fall einer Drehzahl nahe der synchronen Drehzahl0 .tion, a speed controller with subordinate speed control device, and a speed sensor *. , .. The device is designed so that each Istdrohzahl is assigned to the phase angle, which causes the maximum motor torque for this speed ,, Should be maintained by means of the speed controller, a certain speed of the motor in controlled operation, the.Einrichtung causes a ' Adjusting the phase angle between the value of the phase angle of inclination-for the maximum motor torque at this speed and a smaller starting angle in the case that this speed is small compared to the synchronous speed, or o a larger angle of incidence in the case of a speed close to synchronous speed 0 .
Mit Hilfe der· unterlagerten Drehzahleinstellvorrichtung wird"der Drehzahlsollwert nach einem vorgegebenen Programm veränderteWith the aid of the subordinate speed setting device "the speed setpoint is changed according to a preset program
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden,= Die Aufgabe eines Antriebssystemes für Waschvollautomaten"besteht in der Realisierung von verschiedenen Drehzahlen der Wasch- und Schleudertrommel entsprechend einer vorgegebenen Steuerfunktion sowie in Abhängigkeit von den Schleudergang beeinflussenden Kenngrößen. Eine solche Kenngröße ist z* B0 die Größe der bei bestimmten Drehzahlen vorhandenen unzulässigen Unwuchtkräfte, welche durch ein geeignetes Element erfaßt werden0 Der Antriebsmotor der .erfindungsgemäßen Einrichtung ist ein Einphasenasynchronmotor mit einer speziellen Wicklung der Hilfsphase«· Als Stellglied des Phasenwinkels der Spannungswelle des Hilfsphasenstromes wird vorzugsweise ein Triac vorgesehen.. Ein Drehzahlgeber dient zur Erfassung der Ist-Drehzahl des Motors»The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment = The task of a driving system for washing machines "is the realization of different rotational speeds of the washing and spinning drum according to a predetermined control function, and a function of the spin-influencing characteristic. One such characteristic is z * B 0, the size of the existing at certain speeds impermissible unbalance forces, which are detected by a suitable element 0 the drive motor of .erfindungsgemäßen means is a Einphasenasynchronmotor with a special winding of the auxiliary phase "· as the actuator of the phase angle of the voltage wave of the auxiliary phase stream is preferably provided a triac. A speed sensor is used to record the actual speed of the engine »
Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet wie folgt:%· ..;/ 'The device according to the invention operates as follows :% · ..; / '
- 4 -" 2 2 5 1 S 5- 4 - "2 2 5 1 S 5
Mit dem Einschalten des Schleuderganges wird in einem Funktionsgenerator, welcher...mit einem Regler verbunden ist, der Anfangswert einer zeitlich sich ändernden Steuerfunktion erzeugt. .When the spin cycle is switched on, the initial value of a time-varying control function is generated in a function generator which is connected to a controller. ,
f 5 Die Drehzahl des. Antriebsmotors, ist zunächst noch "KuIl". ι» Der Regler, dessen Ausgang über einen Verstärker mit der Steuerelektrode des Triac verbunden- ist, stellt den für den Motoranlauf optimalen Phasenwinkel durch Anschnittsteuerung· der Hilfsphase ein» Der Motor läuft..somit an.' Die Steuerfunktion des Funktionsgenerators dient als Führungsgröße des Reglers, "der den Hochlaufvorgang des Motors in Abhängigkeit vom Momentanwert der Drehzahl regelt* Mit Hilfe eines !Comparators wird stets die jeweilige Istdrehzahl mit. einem vorgegebenen Drehzahlwert verglichene1' Bei Erreichen des vorgegebenen Drehzahlwertes, wird durch ein Signal des !Comparators, welches auf den Drehzahlregler wirkt, der Drehzahlregler abgeschaltete Somit.erhält das Stellglied zum Einstellen des geforderten Anschnittwinkels keine Zündimpulse mehr·«, Die Hilfswicklung ist dadurch abgeschaltet und der Antriebsmotor läuft ab dieser vorgegebenen Drehzahl einphasig entsprechend seiner Kennlinie · bis an "seine Enddrehzahl hoc tu1 ' . Ein Unwuchterfassungselement liefert bei unzulässiger unwuchtigkeit im unterkritischen Drehzahlbereich des Schwingungssystems ein Störsignalo Der unterkritische Drehzahlbereich des Schwingungssystems liegt deutlich unterhalb der oben genannten Drehzahl, welche eine Abschaltung der Hilfsphase zur Folge "hat*· Im Falle des Auftretens eines solchen Störsignals während des AnlaufVorganges des _, 30 Antriebssystems wird, der Motor elektrisch abgebremst. ν Dies geschieht durch ein gleichphasiges Einschalten der .Hilfswicklung bezüglich der Hauptwicklunge. . ί f 5 The speed of the drive motor is initially still "cool". ι »The controller, whose output is connected to the control electrode of the triac via an amplifier, adjusts the optimum phase angle for the motor start-up by means of the auxiliary phase control *» The motor starts up. The control function of the function generator serves as the reference variable of the controller, which regulates the acceleration of the motor as a function of the instantaneous value of the speed * The comparator always compares the actual speed with a given speed value 1 ' a signal of! Comparator, which acts on the speed controller, the speed controller switched off Thus. the actuator for setting the required gate angle no ignition pulses more · «, The auxiliary winding is thereby switched off and the drive motor runs from this predetermined speed single phase according to its characteristic · to at "its final speed hoc tu 1 '. An unbalance detection element provides an interference signal in the event of unacceptable unevenness in the subcritical rotational speed range of the vibration system. The subcritical rotational speed range of the vibration system is significantly below the above-mentioned rotational speed, which results in a shutdown of the auxiliary phase. In the event of such an interference signal occurring during the start-up process of FIG. 30 motor system, the motor is braked electrically ν This is done by switching on the auxiliary winding with respect to the main winding in phase.
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Priority Applications (2)
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Family Applications (1)
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