DE10019123B4 - Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung von Antrieben mit einem Einphasenkurzschlußläufermotor, insbesondere für Rauch- und Wärmeabzüge - Google Patents

Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung von Antrieben mit einem Einphasenkurzschlußläufermotor, insbesondere für Rauch- und Wärmeabzüge Download PDF

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Abstract

Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung von Antrieben mit einem Einphasenkurzschlussläufermotor, der eine Hilfswicklung aufweist, insbesondere für Rauch- und Wärmeabzüge, Lüftungsklappen, Lüftungsflügel, Lüftungsjalousien, Lichtkuppeln und -bänder mit Lüftungsfunktion, Stellklappen für Rohr- und Kanallüftungsgeräte, Fenster und Türen,
wobei eine Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20) vorgesehen ist, die eine Betriebsspannung über wenigstens ein Leistungshalbleiterelement an den Einphasenkurzschlussläufermotor (1) abgibt, wobei ein Vergleicher (33) vorgesehen ist, der die Versorgungsspannung des Einphasenkurzschlussläufermotors (1) mit einer Wicklungsspannung an einer aktiven Hilfswicklung vergleicht und dessen Vergleicherausgang (32) eine Schalteinrichtung (21) der Betriebsspannung steuert, wobei die Schalteinrichtung (21) in Verbindung mit dem Vergleicher (33) den Einphasenkurzschlussläufermotor (1) abschaltet, wenn dessen Belastung das maximale Drehmoment überschreitet und wobei eine Drehrichtungsumschalteinrichtung (25) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20) einstellbar und so ausgebildet ist, dass die Betriebsspannung ein vorgegebenes maximales Drehmoment erzeugt,
dass die Schalteinrichtung (21) so ausgebildet ist, dass sie den Einphasenkurzschlussläufermotor (1) nur kurz abschaltet, wenn...

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung von Antrieben mit einem Einphasenkurzschlussläufermotor, insbesondere für Rauch- und Wärmeabzüge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Wenn für Rauch- und Wärmeabzüge ein Einphasenkurzschlussläufermotor eingesetzt wird, steht dieser üblicherweise über ein Getriebe, eine Spindel und Gelenke beispielsweise mit einer Lichtkuppel in Verbindung, die aus einer geschlossenen Stellung in eine normale Lüftungsstellung und darüber hinaus im Brandfall in eine Rauch- und Wärmeabzugsstellung selbsttätig geschwenkt werden kann. Diese Stellungen werden normalerweise positionsabhängig durch Endschalter erfasst, die deswegen exakt montiert werden müssen. Dabei ist es schwierig, beispielsweise Lichtkuppeln mit einem gewünschten Anpressdruck in die Verschlussstellung zu fahren. Umgekehrt kann es beim Öffnen vorkommen, dass Dichtungen vereister Lichtkuppeln eingerissen werden, wenn der Einphasenkurzschlussläufermotor nicht durch Überschreiten des durch seine Bemessung vorgegebenen maximalen Drehmoments gestoppt wird. Auch die Lichtkuppeln selbst sind bei mechanischer Überlastung leicht zerstörbar. Diese Problematik ist noch schärfer bei langen Lichtbändern, die verwin dungsempfindlich sind. Es sind zwar auch kraft- bzw. drehmomentabhängige Endschalter in solchen Anlagen bekannt, diese sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und beseitigen nicht vollständig den notwendigen Montageaufwand. Sowohl die positionsabhängigen Endschalter als auch die kraft- bzw. drehmomentabhängigen Endschalter gestatten keine einfachen Anpassungen oder Änderungen von Einstellpositionen der Lichtkuppeln und/oder der auf sie einwirkenden Kräfte.
  • Eine bekannte Vorrichtung zum Anhalten einer einphasigen Asynchronmaschine mit Kondensator der eingangs genannten Gattung umfasst eine Ausschaltsteuervorrichtung, um eine Überlastung des Motors bezüglich eines Schwellwerts parametrierbarer Art festzustellen und die Unterbrechung des Motorbetriebs zu steuern ( DE 695 01 550 T2 ). Zu diesem Zweck umfasst die Ausschaltsteuervorrichtung Mittel zum Messen der Phasenverschiebung der Parameter Spannung oder Strom der Hauptwicklung und der Hilfswicklung der Asynchronmaschine, insbesondere Detektionsmittel, einen Mikroprozessor und einen Triac, der die Hauptwicklung mit dem Netz verbindet. Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen Spannungsregler zum Senken der Spannung und der Leistung einer Stromgleichrichungsschaltung, die im Rahmen der von dem Mikroprozessor empfangenen Befehle eingreifen kann. Die Vorrichtung umfasst außerdem nur willkürlich manuell betätigbare Druckkontakte, die zur Drehrichtungsumkehr der Asynchronmaschine ebenfalls an den Mikroprozessor angeschlossen sind.
  • Zum Stand der Technik gehört eine Vorrichtung zum Stoppen eines einphasigen Asynchronmotors mit einem Phasenschieberkondensator, wobei die Vorrichtung den Motor stoppt, wenn die Motorbelastung einen bestimmten Wert erreicht ( DE 692 14 927 T2 ). Hierzu ist eine Vergleichsschaltung vorgesehen, die eine entsprechend der Spannung des Phasenschieberkondensators erzeugte Spannung mit einer Bezugsspannung vergleicht und ein Stoppsignal liefert. Um die Empfindlichkeit der Stoppvorrichtung auf einem bestimmten Niveau zu halten, ist eine die Bezugsspannung liefernde Schaltung durch die Spannung des Phasenschiebermotors so geregelt, dass eine maximale Bezugsspannung auch bei Abfall der Kondensatorspannung aufrechterhalten wird. Eine Betriebsspannungsregulierungsvorrichtung und Maßnahmen zur selbsttätigen Drehrichtungsumkehr sind nicht vorgesehen.
  • Letzteres gilt auch für eine bekannte Vorrichtung zur Drehmomentabschaltung eines Kondensatormotors mit einer bei Überschreiten eines einstellbaren Abschaltdrehmoments den Kondensatormotor abschaltenden Abschalteinrichtung ( DE 42 11 495 C2 ). Hierin ist eine Vergleichseinrichtung vorgesehen, in der eine in einer nicht erregten Motorwicklung induzierte Spannung und eine Spannung an der erregten Motorwicklung oder entsprechende digitale Werte mit einem über einen Einstellwert vorgebbaren Abschaltdrehmomentwert verglichen werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine fertigungs- und montagegünstige Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung eines Einphasenkurzschlussläufermotors der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einfach an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden kann und die eine selbsttätige Drehrichtungsumkehr gestattet, um blockierte Rauch- und Wärmeabzüge, Lüftungsflügel, Lüftungsjalousien und dergleichen zerstörungsfrei zu lösen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Damit wird auf rein elektrischem Wege mit unkomplizierten Mitteln, insbesondere einer elektronischen Schaltung, eine drehmomentbegrenzte und positionsunabhängige Überlastabschaltung erreicht, die praktisch wartungslos und zuverlässig ist. Die Einrichtung kann auch bei kleinen Stückzahlen rationell gefertigt werden.
  • Sie lässt sich nicht nur bei Drehantrieben, sondern auch bei Linearantrieben und Stellantrieben, die einen Einphasenkurzschlussläufermotor mit Hilfswicklung aufweisen, verwirklichen. Solche Antriebe können zur Betätigung von Rauch- und Wärmeabzügen, Lüftungsklappen, Lüftungsflügeln, Lüftungsjalousien, Lichtkuppeln und -bändern mit Lüf tungsfunktion, Stellklappen für Rohr- und Kanallüftungsgeräte, Fenster und Türen eingesetzt werden, aber auch für andere mechanische Verstellzwecke, z. B. zur Verstellung von motorisch betriebenen Pflegebetten.
  • Das Prinzip der Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung geht davon aus, dass eine einstellbare Betriebsspannungsregulierungseinrichtung die Betriebsspannung des Einphasenkurzschlussläufermotors elektronisch beispielsweise mit gesteuerten Halbleitern so begrenzt, dass nur höchstens ein voreingestelltes maximales Drehmoment von dem Einphasenkurzschlussläufermotor abgegeben werden kann. Wenn dieses durch Überlastung überschritten wird und der Einphasenkurzschlussläufermotor deswegen blockiert, wird dieser ebenfalls elektronisch gesteuert abgeschaltet, und zwar durch die unten genannte Schaltungsmaßnahme. Die Überlastabschaltung beruht darauf, dass signifikante elektrische Größen, nämlich eine Versorgungsspannung des Einphasenkurzschlussläufermotors, die typischerweise an einer aktiven Hauptwicklung liegt, mit einer Wicklungsspannung an einer je nach Drehrichtung aktiven Hilfswicklung des Einphasenkurzschlussläufermotors in einem Vergleicher verglichen wird und aus dem Vergleich der beiden Spannungen ein für das Blockieren des Einphasenkurzschlussläufermotors unter Überlast signifikantes Vergleichssignal erzeugt wird. Mit diesem Vergleichssignal wird eine Schalteinrichtung gesteuert, die so ausgebildet ist, dass sie über die oben genannten gesteuerten Halbleiter den Einphasenkurzschlussläufermotor schaltet, wenn er blockiert, weil das vorgegebene maximale Drehmoment durch Überlastung überschritten wird. Gemäß Anspruch 3 kann der Vergleicher so ausgebildet sein, dass er einen Amplitudenvergleich zwischen der Versorgungsspannung und der Wicklungsspannung an der aktiven Hilfswicklung durchführt, und/oder einen Phasenwinkelvergleich zwischen diesen Spannungen.
  • Mit dem Vergleicher und der an dessen Ausgang angeschlossenen Schalteinrichtung wird ein Blockieren des Einphasenkurzschlussläufermotors rasch erkannt, damit die Versorgungsspannung unmittelbar darauf abgeschaltet bzw. umgeschaltet wird. Damit wird eine übermäßige Erwärmung des Einphasenkurzschlussläufermotors, wie sie sonst durch Blockieren auftritt, zuverlässig vermieden. Ein gesonderter Temperaturdetektor, der eine übermäßige Erwärmung detektiert und die Abschaltung des Einphasenkurzschlussläufermotors steuert, ist nicht erforderlich.
  • In Kombination des Einphasenkurzschlussläufermotors mit mechanischen Übertragungselementen, insbesondere einer Spindel-Getriebeeinheit eines Lineargetriebes kann die Drehmomentbegrenzung auch in eine Schubkraftbegrenzung oder eine Zugkraftbegrenzung resultieren.
  • Erfindungsgemäß kann statt einer dauerhaften Abschaltung des Einphasenkurzschlussläufermotors nach dessen Blockieren das Abschalten nur kurzzeitig erfolgen, um einen Antrieb sofort anschließend in Gegenrichtung zurückfahren. Hierzu braucht der Einphasenkurzschlussläufermotor nicht vorher abzukühlen. Hierzu ist die Schalteinrichtung so ausgebildet, dass sie den Einphasenkurzschlussläufermo tor nur kurz abschaltet, wenn dessen Belastung das maximale Drehmoment überschreitet und er deswegen zum Stillstand kommt, dass eine selbsttätige Drehrichtungsumschalteinrichtung vorgesehen ist, die durch den Vergleicher derart steuerbar ist, dass eine Umschaltung der Drehrichtung des Einphasenkurzschlussläufermotors erfolgt, wenn dessen Belastung das maximale Drehmoment überschreitet und er deswegen kurzzeitig zum Stillstand gelangt, und dass die Betriebsspannung nach der kurzzeitigen Abschaltung für die umgeschaltete Drehrichtung in den Einphasenkurzschlussläufermotor einspeisbar ist.
  • Das maximale Drehmoment kann für beide Drehrichtungen vorteilhaft getrennt eingestellt werden, indem gemäß Anspruch 2 die Einrichtung mit den weiteren Merkmalen ausgestaltet ist, dass eine Drehrichtungserkennungseinrichtung ausgangsseitig mit je einem Eingang der Betriebsspannungsregulierungseinrichtung und einem Eingang der Schalteinrichtung in Verbindung steht, dass die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie drehrichtungsabhängig je eine ein unterschiedlich eingestelltes maximales Drehmoment erzeugende Betriebsspannung an den Einphasenkurzschlussläufermotor abgibt, und dass die Schalteinrichtung so ausgebildet ist, dass sie sich drehrichtungsabhängig verhält, insbesondere den Einphasenkurzschlussläufermotor bei unterschiedlichen maximalen Drehmomenten abschaltet. – In einer solchen Einrichtung in einer Rauch- und Wärmeabzugsanlage kann die Abschaltung des mit der Einrichtung gesteuerten Einphasenkurzschlussläufermotors bei unterschiedlichen Kräften während des Öffnens bzw. Schließens einer Lichtkuppel erfolgen.
  • Die Einrichtung kann weiterhin eine solche Steuerung enthalten, dass sie nach einem Blockieren des Einphasenkurzschlussläufermotors diesen in Intervallen in einer eingestellten Drehrichtung erneut anlaufen lässt, um die Blockierung ohne Überschreitung des voreingestellten maximalen Drehmoments nach Möglichkeit zu überwinden. Ein solcher Vorgang wird als Nachtakten bezeichnet. Wahlweise kann durch Erfassung der Drehrichtung mit der Drehrichtungserkennungseinrichtung ein Nachtakten in Gegenrichtung verhindert werden.
  • Damit je nach Vorgabe ein Antrieb sofort nach Blockieren in Gegenrichtung zurückfahren kann, ist gemäß Anspruch 4 vorgesehen, dass je ein Eingang der Drehrichtungsumkehrsteuerungseinrichtung mit einem Ausgang des Vergleichers beziehungsweise einem Ausgang der Drehrichtungserkennungseinrichtung in Verbindung steht.
  • Die Drehrichtung kann einfach gemäß Anspruch 5 dadurch umgeschaltet werden, dass zwei von der Drehrichtungsumkehrsteuerungseinrichtung gesteuerte Umschalter in zwei Einphasenwechselspannungsleitungen zu dem Einphasenkurzschlussläufermotor angeordnet sind.
  • In die Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung, insbesondere in die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung und die Schalteinrichtung können Parameter als Daten leicht eingegeben bzw. verändert werden, mit denen ein Begrenzungspunkt des Drehmoments bzw. das maximale Drehmoment leicht an die jeweiligen Vorgaben angepasst werden kann.
  • In unkomplizierter Weise kann das maximale Drehmoment und damit ein Begrenzungspunkt des Drehmoments des Einphasenkurzschlussläufermotors auch für beide Drehrichtungen mit der Einrichtung eingestellt und an die jeweiligen Vorgaben angepasst werden. Hierzu ist gemäß Anspruch 6 die Einrichtung mit den Merkmalen ausgestaltet, dass mit der Betriebsspannungsregulierungseinrichtung und der Schalteinrichtung Mittel verbunden sind, mit denen das maximale Drehmoment des Einphasenkurzschlussläufermotors und dessen Abschalten abhängig von weiteren statischen und/oder dynamischen Parametern, wie Laufzeit, Drehwinkel, Hub oder Weg des Einphasenkurzschlussläufermotors bzw. eines von ihm angetriebenen mechanischen Organs und/oder externen Parametern wie Temperatur, Feuchte, Brand, Wind, Regen einstellbar sind.
  • Damit kann beispielsweise eine Hubbegrenzung des mechanischen Organs sicherheitshalber zusätzlich durch Abschaltung nach einer vorgegebenen Laufzeit erfolgen, wobei die Laufzeit auf gemäß Anspruch 7 mit einem Zähler ermittelt werden kann, in den während der Laufzeit Taktimpulse bis zum Erreichen eines vorgegebenen Zählerstandes eingespeist werden. Laufzeit- bzw. Zählerstandabhängig können mit den in Anspruch 7 angegebenen Mitteln auch das maximale Drehmoment und/oder die Drehrichtung umgeschaltet werden.
  • Zur Eingabe der Parameter in der Einrichtung kann gemäß Anspruch 8 wenigstens ein Sensor vorgesehen sein, der mit je einem Sensoreingang der Spannungsregulierungseinrichtung, der Schalteinrichtung und der Drehrichtungssteuerungseinrichtung in Verbindung steht.
  • Die als elektronische Schaltungsanordung ausführbare Einrichtung kann herstellungsgünstig gemäß Anspruch 9 mit den Merkmalen realisiert sein, dass der Vergleicher, die Spannungsregulierungseinrichtung und die Drehrichtungsumkehrsteuerung Bestandteile eines Mikrocontrollers mit einem EEProm sind, in den die für das maximale Drehmoment maßgebenden Parameter einprogrammierbar sind, und dass der Mikrocontroller einen Analog-/Digitalwandler umfasst, über den die Versorgungsspannung und die Wicklungsspannung des Einphasenkurzschlussläufermotors in den Vergleicher eingebbar sind. Die Einstellung der maximalen Drehmomente erfolgt durch die Programmierung des Mikrocontrollers, d. h. dessen EEProm, in dem die Parameter abgelegt werden, welche in dem Mikrocontroller zur jeweiligen Einstellung des maximalen Drehmoments ausgewertet werden.
  • Der Mikrocontroller kann durch einen Chip realisiert sein.
  • Der Analog-/Digitalwandler, der die Versorgungsspannung und die Wicklungsspannung an der Hilfswicklung in digitale Daten umsetzt, die mit dem Mikrocontroller weiterverarbeitet werden, kann die Spitzenwerte der genannten Spannungen erfassen, die trotz Anschnittssteuerung zur Betriebsspannungssteuerung sinusförmigen Verlauf aufweisen.
  • Zur Durchführung des oben erwähnten Nachtaktens kann der Mikrocontroller gemäß Anspruch 11 eine Steuerung zum wiederholten, selbsttätigen Anlauf des Einphasenkurzschlussläufermotors in einer vorgegebenen Drehrichtung nach Blockieren enthalten.
  • Durch Programmierung des oben genannten Mikrocontrollers kann jeweiligen speziellen Anforderungen an das Verhalten des Einphasenkurzschlussläufermotors ohne Schaltungsänderungen entsprochen werden.
  • Besonders vorteilhaft kann auf der Grundlage der obigen Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung gemäß Anspruch 12 der Mikrocontroller Bestandteil eines Bussystems mit mehreren Einphasenkurzschlussläufermotoren sein, wobei der Mikrocontroller so ausgebildet ist, dass für jeden der Einphasenkurzschlussläufermotoren Parameter der Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung getrennt einstellbar sind. Mit dieser Einrichtung können verschiedene Antriebe in wenig aufwendiger Weise und flexibel einstellbar unterschiedlich angesteuert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert, in deren einziger 1 ein Blockschaltbild vereinfachend dargestellt ist.
  • In 1 ist allgemein mit 1 ein Einphasenkurzschlussläufermotor bezeichnet, der zwei Wicklungen 2, 3 aufweist. Die Wicklung 2 oder 3, die bei einer Schaltung des Einphasenkurzschlussläufermotors 1 in Reihe zu einem Kondensator 4 liegt, ist die Hilfswicklung, die andere der beiden Wicklungen 2, 3 die Hauptwicklung. Die Schaltung der Wicklungen 2, 3 als Hauptwicklung und als Hilfswicklung bestimmt die Drehrichtung des Einphasenkurzschlussläufermotors.
  • Die Versorgungsspannung für diesen Einphasenkurzschlussläufermotor 1 liegt zwischen einer Nullleitung 5 und einer Einphasenwechselstromleitung 6 bzw. 7, die über einen nicht dargestellten Umschalter mit Ausstellung mit einem äußeren Netz verbunden sein können. Der nicht dargestellte Umschal ter kann manuell betätigt werden, um beispielsweise eine Lichtkuppel, die durch den Einphasenkurzschlussläufermotor 1 verstellbar ist, zu öffnen oder zu schließen.
  • Beispielsweise dreht der Einphasenkurzschlussläufermotor 1, wenn er eine Phase seiner Betriebsspannung von der Einphasenwechselstromleitung 6 bezieht, so, dass er über ein Getriebe, eine Spindel und weitere mechanische Verbindungsorgane, die Lichtkuppel öffnet. Hingegen schließt er die Lichtkuppel, wenn er eine Phase seiner Betriebsspannung von der Einphasenwechselstromleitung 7 bezieht.
  • Abgesehen von der obigen manuellen Umschaltung ist die Drehrichtung des Einphasenkurzschlussläufermotors selbsttätig mittels je eines Umschaltrelais 8 bzw. 9 umschaltbar, dessen beweglicher Kontakt 10 beziehungsweise 13 an die Leitung 6 beziehungsweise 7 angeschlossen ist und dessen feste Kontakte 11, 12, bzw. 14, 15 über Leitungen 34, 35 mit dem Einphasenkurzschlussläufermotor 1, wie im einzelnen in 1 dargestellt, in Verbindung stehen.
  • Den Umschaltrelais 8 und 9 ist ein Trennrelais 16 mit einem Öffner 17 und einem Schließer 18 vorgeschaltet, welches zur sicheren Vermeidung von Kurzschlüssen, die sonst beim Betätigen der Umschaltrelais 8 und 9 auftreten können, stets eine Phase von diesen Umschaltrelais 8, 9 trennt.
  • In der Nullleitung 5 zu dem Einphasenkurzschlussläufermotor 1 liegt eine Anordnung TRIAC 19 als gesteuerte Halbleiter, die auch durch FETs oder Transistoren realisiert sein können. Über diese Anordnung TRIAC erfolgt die Betriebsspannungsregulierung an dem Einphasenkurzschlussläufermo tor 1 und dessen Abschaltung bei Überlast durch eine Betriebsspannungsregulierungseinrichtung 20 und eine Schalteinrichtung 21, deren Ausgänge 22, 23 über eine Eingangsschaltung 24 die TRIAC Anordnung 19 gemeinsam ansteuern.
  • Die Umschaltrelais 8 und 9 werden von einer Drehrichtungsumschalteinrichtung 25 betätigt, an deren Ausgang 26 die Spulen der Relais 9, 10 angeschlossen sind.
  • Die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung 20 bestimmt das maximale Drehmoment, welches der Einphasenkurzschlussläufermotor abgeben kann, durch Begrenzung dessen Betriebsspannung über die Anordnung TRIAC 19. Hierzu ist die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung einstellbar, und zwar insbesondere über einen Sensoreingang 27. Das maximale Drehmoment kann auch drehrichtungsabhängig eingestellt werden, und zwar über einen weiteren Eingang 28, der mit dem Ausgang 29 einer Drehrichtungserkennungseinrichtung 30 in Verbindung steht, die von der Einphasenwechselstromleitung 6 angesteuert wird. Schließlich hat die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung 20 noch einen Eingang 31, der mit einem Vergleicherausgang 32 eines Vergleichers 33 verbunden ist.
  • Nicht bezeichnete Eingänge des Vergleichers liegen an den Leitungen 34, 35 in der Weise, dass in jeder Umschaltstellung der Umschaltrelais 8, 9 einer der beiden Eingänge jeweils mit der als Hauptwicklung fungierenden Wicklung der beiden Wicklungen 2, 3 verbunden ist und der andere Eingang mit der als Nebenwicklung wirkenden Wicklung dieser beiden Wicklungen 2, 3. Somit wird in dem Vergleicher 33 stets die Spannung an einer Hauptwicklung mit der Wicklungsspannung einer Nebenwicklung verglichen und ein entsprechendes Vergleichssignal an dem Vergleicherausgang 32 gebildet.
  • Mit dem Vergleicherausgang 32 steht insbesondere ein Eingang 36 der Schalteinrichtung 21 in Verbindung. Sie schaltet über die Eingangsschaltung 24 und die Anordnung TRIAC 19 den Einphasenkurzschlussläufermotor 1 ab, wenn das Vergleichssignal an dem Eingang 36 ein Blockieren des Einphasenkurzschlussläufermotors unter Überlast, d. h. bei Überschreiten des mit der Betriebsspannungsregulierungseinrichtung vorgegebenen maximalen Drehmoments signalisiert.
  • Die Schalteinrichtung 21 kann durch einen Sensoreingang 37 insbesondere abhängig von weiteren Parametern, beispielsweise einem zurückgelegten Hub zusätzlich beeinflusst werden. Weiterhin kann die Schalteinrichtung 21 drehrichtungsabhängig bei unterschiedlichen maximalen Drehmomenten abschalten, wozu ein weiterer Eingang 38 der Schalteinrichtung 21 mit dem Ausgang 29 der Drehrichtungserkennungseinrichtung 30 verbunden ist.
  • Die Drehrichtungsumschalteinrichtung 25 weist ebenfalls drei Eingänge, nämlich einen Sensoreingang 39 sowie je einen Eingang 42, 41 auf, der mit dem Ausgang 29 der Drehrichtungserkennungseinrichtung 30 beziehungsweise dem Vergleicherausgang 32 verbunden ist. Damit kann die Drehrichtungsumschalteinrichtung 25 die Drehrichtung des Einphasenkurzschlussläufermotors 1 über die Umschaltrelais 8, 9 nach einem Blockieren des Einphasenkurzschlussläufermotors nach kurzer Abschaltung durch die Schalteinrichtung 21 selbsttätig umschalten, um den Einphasenkurzschlussläufermotor 1 in der geänderten Drehrichtung durch die Schalteinrichtung wieder anlaufen zu lassen.
  • Mit der beschriebenen Einrichtung kann zum selbsttätigen Abschalten des Einphasenkurzschlussläufermotors bei Erreichen einer vorgegebenen Endstellung eines mit ihm betätigten mechanischen Organs das zulässige maximale Drehmoment eingestellt werden, dessen Überschreiten in der Endstellung den Abschaltvorgang auslöst, ohne aufwendige Bauteile zu erfordern. Mit der Einrichtung können verschiedene Antriebe mit einem Einphasenkurzschlussläufermotor eines vorgegebenen Typs eingesetzt werden. Sensoren sind nicht unbedingt erforderlich, sondern können den Aufwand herabsetzend entfallen. Bei der Fertigung eines Antriebs mit einem Einphasenkurzschlussläufermotor, der mit der beschriebenen Einrichtung gesteuert wird, entfällt eine mechanische Justierung des Abschaltmomentes an Endschaltern. Die Abschaltung erfolgt insoweit kontaktlos und verschleißfrei.

Claims (12)

  1. Einrichtung zur Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung von Antrieben mit einem Einphasenkurzschlussläufermotor, der eine Hilfswicklung aufweist, insbesondere für Rauch- und Wärmeabzüge, Lüftungsklappen, Lüftungsflügel, Lüftungsjalousien, Lichtkuppeln und -bänder mit Lüftungsfunktion, Stellklappen für Rohr- und Kanallüftungsgeräte, Fenster und Türen, wobei eine Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20) vorgesehen ist, die eine Betriebsspannung über wenigstens ein Leistungshalbleiterelement an den Einphasenkurzschlussläufermotor (1) abgibt, wobei ein Vergleicher (33) vorgesehen ist, der die Versorgungsspannung des Einphasenkurzschlussläufermotors (1) mit einer Wicklungsspannung an einer aktiven Hilfswicklung vergleicht und dessen Vergleicherausgang (32) eine Schalteinrichtung (21) der Betriebsspannung steuert, wobei die Schalteinrichtung (21) in Verbindung mit dem Vergleicher (33) den Einphasenkurzschlussläufermotor (1) abschaltet, wenn dessen Belastung das maximale Drehmoment überschreitet und wobei eine Drehrichtungsumschalteinrichtung (25) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20) einstellbar und so ausgebildet ist, dass die Betriebsspannung ein vorgegebenes maximales Drehmoment erzeugt, dass die Schalteinrichtung (21) so ausgebildet ist, dass sie den Einphasenkurzschlussläufermotor (1) nur kurz abschaltet, wenn dessen Belastung das maximale Drehmoment überschreitet und er deswegen zum Stillstand kommt, und die Drehrichtungsumschalteinrichtung (25) durch den Vergleicher (33) derart steuerbar ist, dass eine Umschaltung der Drehrichtung des Einphasenkurzschlussläufermotors (1) erfolgt, wenn dessen Belastung das maximale Drehmoment überschreitet und er deswegen kurzzeitig zum Stillstand gelangt, und dass die Betriebsspannung nach der kurzzeitigen Abschaltung für die umgeschaltete Drehrichtung in den Einphasenkurzschlussläufermotor (1) einspeisbar ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehrichtungserkennungseinrichtung (30) ausgangsseitig mit je einem Eingang der Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20) und einem Eingang der Schalteinrichtung (21) in Verbindung steht, daß die Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20) so ausgebildet ist, daß sie drehrichtungsabhängig je eine ein unterschiedlich voreingestelltes maximales Drehmoment erzeugende Betriebsspannung an den Einphasenkurzschlußläufermotor (1) abgibt, und daß die Schalteinrichtung (21) so ausgebildet ist, daß sie sich drehrichtungsabhängig verhält, insbesondere den Einphasenkurzschlußläufermotor (1) bei unterschiedlichen maximalen Drehmomenten abschaltet.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (33) geeignet ist, einen Amplitudenvergleich und/oder einen Phasenwinkelvergleich durchzuführen.
  4. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Eingang der Drehrichtungsumkehrsteuerungseinrichtung (25) mit einem Vergleicherausgang (32) beziehungsweise mit einem Ausgang (29) der Drehrichtungserkennungseinrichtung (30) in Verbindung steht.
  5. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von der Drehrichtungsumkehrsteuerungseinrichtung (25) gesteuerte Umschaltrelais (8, 9) in Einphasenwechselspannungsleitungen (6, 7, 34, 35) zu dem Einphasenkurzschlußläufermotor (1) angeordnet sind.
  6. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit je einem Eingang der Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20), der Schalteinrichtung (21) und der Drehrichtungsumsteuerungseinrichtung (25) Mittel verbunden sind, mit denen das maximale Drehmoment des Einphasenkurzschlußläufermotors (1) und dessen Drehrichtung abhängig von steuerungsspezifischen Parametern wie Lastanforderung, Laufzeit, Drehwinkel, Hub oder Weg des Einphasenkurzschlußläufermotors bzw. eines von ihm angetriebenen mechanischen Organs und/oder externen Parametern wie Temperatur, Feuchte, Brand, Wind, Regen einstellbar sind.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen mit je einem Eingang der Betriebsspannungsregulierungseinrichtung (20), der Schalteinrichtung (21) und der Drehrichtungsumsteuerungseinrichtung (25) verbundenen Zähler, in den während der Laufzeit des Einphasenkurzschlußläufermotors Taktimpulse bis zum Erreichen eines vorgegebenen Zählerstands eingespeist werden.
  8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sensor vorgesehen ist, der mit je einem Sensoreingang (27, 37, 39) der Spannungsregulierungseinrichtung (20), der Schalteinrichtung (21) und der Drehrichtungsumsteuereinrichtung (25) in Verbindung steht.
  9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (33), die Schalteinrichtung (21), die Spannungsregulierungseinrichtung (20) und die Drehrichtungsumkehrsteuerung (25) Bestandteile eines Mikrocontrollers mit einem EEProm sind, in den die für das maximale Drehmoment maßgebenden Parameter einprogrammierbar sind, und daß der Mikrocontroller einen Analog-/Digitalwandler umfaßt, über den die Versorgungsspannung und die Wicklungsspannung in den Vergleicher eingebbar sind.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß in einem Nulleiter (5), an den der Einphasenkurzschlußläufermotor (1) angeschlossen ist, die Leistungshalbleiterelemente angeordnet sind, die zur Regulierung und Abschaltung der Betriebsspannung dienen und von dem Mikrocontroller steuerbar sind.
  11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller eine Steuerung zum wiederholten selbsttätigen Anlauf des Einphasenkurzschlußläufermotors in einer vorgegebenen Drehrichtung nach Blockieren enthält.
  12. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrocontroller Bestandteil eines Bus-Systems mit mehreren Einphasenkurzschlußläufermotoren ist, und daß der Mikrocontroller so ausgebildet ist, daß für jeden der Einphasenkurzschlußläufermotoren Parameter der Drehmomentbegrenzung und Überlastabschaltung getrennt einstellbar sind.
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