DD286912A5 - Elektronische sanftanlaufschaltung, insbesondere fuer motore von bodenstaubsaugern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektronische Sanftanlaufschaltung, insbesondere fuer Motore von Bodenstaubsaugern hoeherer Leistung ab etwa 1 000 W, die durch Senkung der Anlaufstromspitze beim Einschalten des Geraetes ein Ansprechen von Sicherungen im Leitungsnetz sicher verhindert, solange keine echte Leitungsueberlastung durch das Geraet vorliegt und kurze Erholzeiten, d. h., Zeiten zwischen Aus- und Wiedereinschalten des Motors bei sicherer Funktion der Sanftanlaufschaltung bei allen waehrend des praktischen Gebrauchs auftretenden Umgebungs- und/oder Betriebstemperaturen, benoetigt. Die elektronische Sanftanlaufschaltung besteht aus einer an sich bekannten Phasenanschnittsteuerung deren den Ladestrom des Zuendkondensators bestimmende Ladewiderstand des RC-Gliedes von einer elektronischen Steuerschaltung ueberbrueckt ist, bestehend aus einer Diodenbruecke in deren Mittelzweig ein Kondensator angeordnet ist, dem ein RC-Glied parallelgeschaltet ist, wobei dem Widerstand des RC-Gliedes die Basis/Kollektorstrecke und dem Kondensator des RC-Gliedes die Emitter/Basisstrecke eines NPN-Transistors parallelgeschalten ist. Figur{Sanftanlaufschaltung, elektronisch; Motor; Bodenstaubsauger; Anlaufstromspitze; Sicherung; Leitungsnetz; Leitungsueberlastung; Phasenanschnittsteuerung; Steuerschaltung; Transistor}

Description

-2- 286 912 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Sanftanlaufschaltung, insbesondere für Motore von Bodenstaubsaugern höherer Leistung zu schaffen, die einen Sanftanlauf des Motors und damit eine ausreichende Dämpfung des Anlaufspitzenstromes bei allen während des praktischen Gebrauches auftretenden Umgebungs- und/r Jer Betriebstemperaturen gewährleistet, damit ein Ansprachen der Sicherung im Leitungsnetz verhindert und Kurze Erholzeiten, d.h., Zeiten zwischen Aus- und Wiedereinschalten des Motors bei sicherer Funktion der Sanftanlaufschaltung während des praktischen Betriebes, benötigt. Diese Aufgabe wird mittels einer an sich bekannten Phasenanschnittsteuerung, bestehend aus einem Triac, einem dem Triac parallelgeschalteten RC-Glied aus Ladewiderstand und Zündkondensator und einem zwischen dem Ve/bindungspunkt des Ladewiderstandes mit dem Zündkonciensator und der Zündelektrode des Triac liegenden Diac, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der den Ladestrom des Zündkondensators bestimmende Ladewiderstand des RC-Gliedes von einer elektronischen Steuerschaltung überbrückt ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht diese elektronische Steuerschaltung aus einer Diodenbrücke in deren Mittelzweig ein Kondensator angeordnet ist, dem ein RC-Glied parallelgeschalten ist, wobei dem Widerstand des RC-Gliedes die Basis/Kollektorstrecke und dem Kondensator des RC-Gliedes die Emitter/Basisstrecke eines NPN-Transistors parallelgeschalten ist.

Oiese elektronische Steuerschaltung realisiert beim Einschalten des Gerätes eine ca. 1 s dauernde lets Aufregelung der Phasenanschnittsteuerung und somit eine ausreichende Dämpfung des Anlaufspitzenstromes de; Motors. Mit dieser Schaltung tritt praktisch keine Totzeit und vernachlässigbare Erholzt iten auf, d.h., nach Einschalten des GerM ..s läuft der Motor sofort sanft an und wird stetig in der Drehzahl hochgefahren. Auch nach dem Ausschalten des Gerätes und tufortigem Wiedereinschalten nach Auslaufen des Motors, bewirkt die erfindungsgemäße Schaltung zuverlässig einen erneuten Sanftanlauf des Motors und die damit verbundene Anlaufstrombegrenzung. Gleichzeitig wird mit dieser Lösung eine Verbesserung der Funktionssicherheit gegenüber den bekannten Lösungen erreicht.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgomäße Sanftanlaufschaltung.

Beim Einschalten des Gerätes ist die den Ladewiderstand 1 des RC-Gliedes 1; 3 der Phasenanschnittsteuerung überbrückende elektronische Steuerschaltung 13 hochohmig, d. h., es fließt über diese kein Ladestrom des Zündkondensators 3. Somit wird die Anfangsdrehzahl des Motors 14 und damit dessen Anlaufstromspitze zu diesem Zeitpunkt nur durch das RC-Glied aus Widerstand 1 und Zündkondensator 3 bestimmt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator 5 entladen und stellt einen Kurzschluß der Basis/Emitter-Strecke des Transistors 10 dar. Die Kollektor/Emitter-Strecke des Transistors 10 ist vorerst noch gesperrt. Kurz nach dem Einschalten, d. h., während des Hochlaufens des Motors 14 wird der die Basis/Emitter-Strecke des Transistors 10 iioerbrückende Kondensator 5 durch den Widerstand 2 aufgeladen. Mit zunehmender Ladung des Kondensators 5 steigt die Basis/Emitter-Sponnung des Transistors 10, der damit kontinuierlich aufgesteuert wird. Nach der Aufladung des Kondensators 5 liefert der Widerstand 2 den Basisstrom des Transistors 10, so daß dieser weiterhin aufgesteuert bleibt. Die Diodenbrücke &-9 wird durch die den Mittelzweig derselben überbrückende Kollektor/Emitter-Strecke des Transistors 10 kontinuierlich niederohmig und steuert somit den Stromflußwinkel über die Phasenanschnittsteuerung bis zur maximalen Leistung am Motor 14. Dor die Kollektor/Emitter-Strecke des Transistors 10 überbrückende Kondensator 4 verhindert, daß während der Nulldurchgänge der Betriebsspannung die Koilektor/Emitter-Spannung des Transistors 10 zu Null geht. Nach dem Ausschalten des Gerätes entlädt sich dei Kondensator 5 über die Basis/Emitter-Strecke des Transistors 10, worin die kurzen Erholzeiten dieser Schaltung begründet sind. Der durch die Koüektor/Basis-Strecke des Transistors 10 überbrückte Widerstand 2 liefert den Basisstrom des Transistors 10 im stationären Zustand.

Soll die elektronische Sanftanlaufschaltung gleichzeitig als Drehzahlsteller Verwendung finden, läßt sich dies leicht durch eine Serienschaltung eines Potentiometers in einen der beiden Strompfade zwischen Ladewiderstand 1 und Diodenbrücke 6-9 bzw. zwischen Diodenbrücke 6-9 und dem Kondensator 4 realisieren.

Claims (2)

1. Elektronische Sanftanlaufschaltung, insbesondere für Motore von Sodenstaubsaugern höherer Leistung, bestehend aus einem Triac, einem dem Triac parallelgeschalteten HC-Glied aus Ladewiderstand und Zündkondensator und einem zwischen dem Verbindungspunkt des Ladewiderstandes mit dem Zündkondensator und der Zündelektrode des Triac liegenden Diac, gekennzeichnet dadurch, daß der den Ladestrom des Zündkondensators (3) bestimmende Ladewiderstand (1)des RC-Gliedes (1;3)von einer elektronischen Steuerschaltung (13) überbrückt ist."

2. Elektronische Sanftanlaufschaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die elektronische Steuerschaltung (13) aus einer Diodenbrücke (6-9) in deren Mittelzweig ein Kondens :tor (4) angeordnet ist, dem ein RC-Glied (2; 5) paraüelgeschalten ist, wobei dem Widerstand (2) des RC-Gliedes (2; 5) die Basis/Kollektorstrecke und dem Kondensator (5) des RC-Gliedes (2; 5) die Emitter/Basisstrecke eines NPN-Transistors (10) parallelgeschalten ist, besteht.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Sanftanlaufschaltung, insbesondere für Motore von Bodenstaubsaugern höherer Leistung ab etwa 1000 W, die durch Senkung der Anlaufstromspitze beim Einschalten des Gerätes ein Ansprechen von Sicherungen im Leitungsnetz sicher verhindert, solange keine echte Leitungsüberlastung durch das Gerät vorliegt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Elektronische Drehzahlsteller für Motore auf der Basis von Phasenanschnittsteuerungen sind an sich bekannt. Verbraucher, in dem Falle Motore, sind in Reihe mit einem Schaltelement, einem Triac an die Versorgungsspannung geschalten. Die durch das Schaltelement benötigten Zündimpulse werden durch einen Diac erzeugt. Parallel zum Triac iiegt ein RC-Glied, wobei der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R und den Kondensator C über den Diac mit der Zündelektrode des Triac, s verbunden ist. Wird bei anliegender Betriebsspannung während einer Halbwelle die Kippspannung des Diacs durch die Spannung am Kondensator C überschritten, so wird dieser leitend und schaltet den Triac ein, wobei dieser beim nächsten Stromnulldurchgang der Betriebsspannung wieder in den gesperrten Zustand übergeht. Durch Verändern dos Widerstandes R läßt sich der Stromflußwinkel und damit die dem Verbraucher zugeführte Leistung verändern. Bei Bodenstaubsaugern, insbesondere solchen, mit Leistungen größer gleich 1000 W besteht die Notwendigkeit, den Motor saft anlaufen zu lassen, denn Motore mit relativ hoher Nennstromaufnahme können mit ihror Anlaufstromspitze ein Ansprechen der Sicherung im Leitungsnetz bewirken, ohne das eir.e echte Leitungsüberlastung vorliegt. In der Praxis hat sich gezeigt, da'i ca. 1 s nach dem Einschalten des Motors der Anlaufstrom soweit abgeklungen ist, daß kein Ansprechen von Leitungssicherungen mehr zu befürchten ist. Aus der DE-OS 3315701 ist eine elektronische Anlaufschaltung für den Motor eines tragbaren Elektrowerkzeugs auf der Basis Phasenanschnittsteuerung bekannt, bei dem das RC-Glied aus einem temperaturabhängigen Widerstand besteht, dem ein zweiter Widerstand mit konstantem Wert parallelgeschaltet und beide Widerstände mit dem Kondensator in Reihe geschaltet sind. Beim Einschalten des kalten Gerätes, wenn die Temperatur des temperaturabhängigen Widerstandes noch niedrig und sein ohmscher Wert daher hoch ist, wird der Kondensator langsam aufgeladen und dadurch der Motor mit einem reduzierten Strom gespeist. Die nachfolgende Eigenerwärmung des temperaturabhängigen Widerstandes aufgrund des ihn durchfließenden Stromes, beschleunigt die Aufladung des Kondensators und erhöht damit die an den Motor angelegte Spannung und den durch den Motor fließenden Strom allmählich bis zur vollen Leistung und realisiert so den erwünschten Sanftanlauf. Der zweite parallelgeschaltete Widerstand mit konstantem Wert hat die Funktion, den Durchgang eines Mittelwertes eines stationären Stroms durch den temperaturabhängigen Widerstand zu Gewährleisten und damit zu sichern, daß der Motor auch bei tieferen Umgebungstemperaturen noch problemlos anläuft. Nachteilig ist bei dieser Lösung die starke Temperaturabhängigkeit das die Schaltung steuernden Bauelementes, welches sich negativ auf die Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit dieser Schaltung auswirkt. So ist beim Einsatz dieser Schaltung bei hohen Umgebungstemperaturen und/oder hohen Gehäusetemperaturen, z. B. nach längerem Betriebdes Gerätes der beschriebene Sanftanlauf und die damit verbundene Anlaufstrombegrenzung nicht mehr gewährleistet, da der temperaturabhängige Widerstand erst wieder vollständig erkaltet sein muß, um den für ein erneutes Einschalten notwendigen hohen Widerstand zu besitzen. Bei einer schnellen Schaltfolge besteht daher die Gefahr, daß keine Anlaufstrombegrenzung mel.r erfolgt und ggf. die Sicherung im Leitungsnetz anspricht. Zumindest hat diese Schaltung eine relativ laujo Erholphase, bevor beim Wiedereinschalten ein Sanftanlauf in dor vorgegebenen Anlaufzeit wieder möglich ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine elektronische Sanftanlaufschaltung, die eine hohe Zuverlässigkeit besitzt und die volle Funktionssicherheit unter allen sich während des praktischen Gebrauches ergebenden Bedingungen gewährleistet.