DD286912A5

DD286912A5 - ELECTRONIC SOFT STARTUP SWITCHING, ESPECIALLY FOR MOTORS OF FLOOR DRYERS

Info

Publication number: DD286912A5
Application number: DD33169389A
Authority: DD
Inventors: Burkhard Breternitz; Mario Komann; Albert Kesel
Original assignee: Veb Elektroinstallation Oberlind,De
Priority date: 1989-08-11
Filing date: 1989-08-11
Publication date: 1991-02-07

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}The invention relates to an electronic soft starter circuit, especially for engines of vacuum cleaner high power from about 1000 W, which reliably prevents a response of fuses in the power network by lowering the inrush current when switching the device, as long as there is no real Leitungsueberlastung by the device and short recovery times, d. h., times between switching off and restarting the motor with safe operation of the soft starter circuit at all ambient and / or operating temperatures occurring during practical use, required. The electronic soft starter circuit consists of a known phase control whose charge current of Zuendkondensators determining charging resistance of the RC element is bridged by an electronic control circuit consisting of a diode bridge in the central branch of a capacitor is arranged, which is connected in parallel with an RC element, said Resistor of the RC element, the base / collector path and the capacitor of the RC element, the emitter / base line of an NPN transistor is connected in parallel. Figure {soft start circuit, electronic; Engine; Vacuum cleaner; Starting current peak; security; Cable network; Leitungsueberlastung; Phase control; Control circuit; Transistor}

Description

-2- 286 912 Darlegung des Wesens der Erfindung-2- 286 912 Presentation of the Essence of the Invention

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.The invention has for its object to provide an electronic soft starter circuit, especially for engines of vacuum cleaner high performance, which ensures a soft start of the engine and thus a sufficient damping of the starting peak current at all occurring during practical use environment and / r Jer operating temperatures, so prevents the fuse in the line network from responding and requires short recovery times, ie, times between switching the motor off and on again while the soft starter circuit is operating safely during practical operation. This object is achieved by means of a per se known phase control, consisting of a triac, a triac parallel RC element load resistor and ignition capacitor and a connection point between the charging resistor with the Zündkonciensator and the ignition of the triac Diac, solved according to the invention, that the charge current of the ignition capacitor determining charging resistance of the RC element is bridged by an electronic control circuit. According to a further feature of the invention, this electronic control circuit consists of a diode bridge in the middle branch of which a capacitor is arranged, to which an RC element is connected in parallel, wherein the resistance of the RC element, the base / collector path and the capacitor of the RC element, the emitter / Base line of an NPN transistor is connected in parallel.

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.Oiese electronic control circuit realized when switching on the device about 1 s lasting superscript control of the phase control and thus a sufficient attenuation of the starting peak current de; Engine. With this circuit, there is virtually no dead time and negligible recovery, that is, after the unit is turned on, the motor immediately starts smoothly and ramps up in speed. Even after switching off the device and Tufortigem reconnection after the engine has stopped, the circuit according to the invention reliably causes a renewed soft start of the engine and the associated start-up current limit. At the same time an improvement of the reliability over the known solutions is achieved with this solution.

exemplary

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgomäße Sanftanlaufschaltung.The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. The accompanying drawing shows the erfindungsgomäße soft start circuit.

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.When switching on the device is the charging resistor 1 of the RC element 1; 3 of the phase control control bridging electronic control circuit 13 high impedance, d. That is, the initial speed of the motor 14 and thus its starting current peak is determined at this time only by the RC element of the resistor 1 and the ignition capacitor 3. At this time, the capacitor 5 is discharged and represents a short circuit of the base / emitter path of the transistor 10. The collector / emitter path of the transistor 10 is still blocked for the time being. Shortly after switching on, d. That is, during start-up of the motor 14, the capacitor 5 connecting the base-emitter junction of the transistor 10 is charged by the resistor 2. With increasing charge of the capacitor 5 increases the base / emitter Sponnung of the transistor 10, which is so controlled continuously. After charging the capacitor 5, the resistor 2 supplies the base current of the transistor 10 so that it remains turned on. The diode bridge & 9 is continuously low-resistance through the central branch of the same bridging collector / emitter path of the transistor 10 and thus controls the current flow angle through the phase control to the maximum power to the motor 14. Dor the collector / emitter path of the transistor 10 bridging capacitor 4 prevents the Koilektor / emitter voltage of the transistor 10 goes to zero during the zero crossings of the operating voltage to zero. After switching off the device dei capacitor 5 discharges via the base / emitter path of the transistor 10, wherein the short recovery times of this circuit are justified. The bridged by the Koüektor / base path of the transistor 10 resistor 2 supplies the base current of the transistor 10 in the steady state.

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.If the electronic soft starter circuit is to be used as a speed controller at the same time, this can easily be achieved by a series connection of a potentiometer in one of the two current paths between the charging resistor 1 and the diode bridge 6-9 or between the diode bridge 6-9 and the capacitor 4.

Claims

1. Electronic soft starter circuit, especially for engines of Sodenstaubsaugern higher power, consisting of a triac, a triac parallel-connected HC member load resistor and ignition capacitor and lying between the connection point of the charging resistor with the ignition capacitor and the ignition electrode of the triac Diac, characterized in that the charging resistor (1) of the RC element (1; 3) determining the charging current of the starting capacitor (3) is bridged by an electronic control circuit (13). "

2. Electronic soft starter circuit according to claim 1, characterized in that the electronic control circuit (13) from a diode bridge (6-9) in the central branch of a condensate: gate (4) is arranged, which an RC element (2; is, wherein the resistor (2) of the RC element (2; 5) the base / collector path and the capacitor (5) of the RC element (2; 5), the emitter / base path of an NPN transistor (10) is connected in parallel, consists.

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to an electronic soft starter circuit, especially for engines of vacuum cleaner higher power from about 1000 W, which reliably prevents a response of fuses in the power network by lowering the inrush current when switching the device, as long as there is no real line overload by the device.

Characteristic of the known technical solutions

Electronic speed controllers for motors based on phase control are known per se. Consumers, in this case motors, are connected in series with a switching element, a triac, to the supply voltage. The ignition pulses required by the switching element are generated by a diac. Parallel to the triac iiegt an RC element, wherein the connection point between the resistor R and the capacitor C is connected via the diac with the ignition electrode of the triac, s. If the breakdown voltage of the diac is exceeded by the voltage across the capacitor C when the operating voltage is applied during a half-cycle, the latter becomes conductive and switches on the triac, the latter switching to the blocked state again at the next current zero crossing of the operating voltage. By modifying dos resistance R, the current flow angle and thus the power supplied to the load can be changed. In vacuum cleaner, especially those with outputs greater than or equal to 1000 W, there is a need to start the engine juice, because motors with relatively high rated current consumption can cause herlaufstart with heror start-up fuse in the line network without eir.e true line overload. In practice, it has been shown that about 1 second after starting the motor, the starting current has decayed so far that no response of line fuses is more to be feared. From DE-OS 3315701 an electronic starting circuit for the motor of a portable power tool based on phase control is known in which the RC element consists of a temperature-dependent resistor, which is connected in parallel with a second resistor of constant value and both resistors with the capacitor in series are switched. When the cold device is switched on, when the temperature of the temperature-dependent resistor is still low and its ohmic value is therefore high, the capacitor is charged slowly and thus the motor is supplied with a reduced current. The subsequent self-heating of the temperature-dependent resistor due to the current flowing through it, accelerates the charging of the capacitor and thus increases the voltage applied to the motor and the current flowing through the motor gradually to full power, thus realizing the desired soft start. The second constant-value resistor connected in parallel has the function of ensuring the passage of an average value of a steady-state current through the temperature-dependent resistor and thus ensuring that the motor starts up even at lower ambient temperatures without problems. A disadvantage of this solution is the strong temperature dependence of the circuit controlling device, which has a negative effect on the reliability and reliability of this circuit. Thus, when using this circuit at high ambient temperatures and / or high housing temperatures, eg. B. after prolonged operation of the device described the soft start and the associated start-up current limit is no longer guaranteed, since the temperature-dependent resistor must first be fully cooled again to have the necessary for a renewed switching high resistance. In a fast switching sequence, therefore, there is the danger that no start-up current limit mel.r occurs and possibly responds the fuse in the line network. At least this circuit has a relatively laujo recovery phase, before restarting a soft start in dor predetermined startup time is possible again.

Object of the invention

The object of the invention is an electronic soft starter circuit, which has a high reliability and ensures full reliability under all conditions resulting during practical use.