DE10122004A1 - Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von einphasen-Wechselspannungsmotoren - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Einrichtung (10) zur Steuerung von Einphasen-Wechselspannungsmotoren (11) vorgeschlagen. Dabei wird zur Steuerung der Drehzahl des Motors (11) aus wenigstens den Halbwellen der Netzwechselspannung eine vorbestimmte Anzahl von wenigstens Halbwellen pro vorwählbarem Zeitintervall ausgewählt. Die Anzahl der ausgewählten wenigstens Halbwellen bestimmt die Drehzahl des Motors (11). Bei der Einrichtung ist eine Steuerschaltung (12) vorgesehen, mittels der eine Steuersignalfolge CONTROL zur Ansteuerung eines Schaltgliedes (13) entsprechend einer die Drehzahl des Motors (11) bestimmenden, auswählbaren Anzahl von Vollwellen erzeugbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren oder eine Einrich­ tung zur Steuerung von einphasen-Wechselspannungs­ motoren.

Einphasen-Wechselspannungsmotoren sind typische Vertre­ ter von Motoren, die sowohl im gewerblichen Bereich als auch im privaten Bereich zum Antrieb von Maschinen eingesetzt werden, bei denen verhältnismäßig kleine Leistungsabgaben im Gegensatz zu dreiphasig angetrie­ benen Motoren erforderlich bzw. ausreichend sind.

Geschwindigkeitsregelungsmaßnahmen, mit denen die Drehzahl derartiger einphasen-Wechselspannungsmotoren stufenlos oder in Schritten eingestellt werden kann, sind auf die unterschiedlichste Weise realisiert im Stand der Technik bekannt. Eine insbesondere im Zusammenhang mit dem Antrieb von elektrischen Kleinge­ räten bekanntes Regelungsprinzip ist die sogenannte Phasenanschnittsteuerung, die vielfach auch nur An­ schnittsteuerung genannt wird. Als Steuerglied für den einphasen-Wechselspannungsmotor wird bei der Phasenan­ schnittsteuerung regelmäßig ein Thyristor verwendet, bei dem man den Zündzeitpunkt bzw. Zündwinkel verändert und damit die leitende Zeit des Thyristors (Stromflußwinkel) bis zum nächsten Nulldurchgang der Betriebswechselspan­ nung, bei dem der Thyristor von selbst verlöscht, ändert. Zwar ist bei der Phasenanschnittsteuerung die Frequenz des Laststromes gleich der Frequenz der Netz­ wechselspannung, die Phasenanschnittsteuerung hat aber zur Drehzahlregelung von einphasen-Wechselspannungs­ motoren erhebliche Nachteile, denn es kommt zu abrupten Stromstößen im Wechselspannungsnetz, zu Funkempfangs­ störungen und zu vielfachen anderen Nebenwirkungen, beispielsweise der Fehlanzeige von Zählern und sonstigen Fehlfunktionen elektrischer Einrichtungen.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil, der mit der Phasen­ anschnittsteuerung verbunden ist, ist der, daß als einphasen-Wechselspannungsmotoren nur solche mit sehr hoher Induktivität eingesetzt werden können, was zur Folge hat, daß derartige Motoren nur sehr kostenintensiv hergestellt und bereitgestellt werden können. Motoren mit hoher Induktivität müssen sehr viele Wicklungen aus sehr dickem Kupferdraht aufweisen, was nicht nur die Kosten des Motors in die Höhe treibt, sondern auch mit einem zusätzlichen erheblichen Gewicht verbunden ist, wobei das Bauvolumen derartiger Motoren nicht unter einen für viele Anwendungszwecke minimal gegebenen Betrag verminderbar ist, was die Anwendung für viele potentielle Einsatzmöglichkeiten verhindert.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung von ein­ phasen-Wechselspannungsmotoren zu schaffen, das bzw. die bei der Steuerung des Motors starke Stromspitzen ver­ meidet und damit Funkempfangsstörungen, hervorgerufen von den einphasen-Wechselspannungsmotoren, auf ein Minimum reduziert, wobei das Verfahren und die Einrich­ tung den Einsatz von sehr kostengünstig herstellbar und bereitstellbaren Motoren ermöglichen sollen und die Motoren im Vergleich zu Motoren, die mit der bekannten Phasenanschnittsteuerung betrieben bzw. gesteuert werden, mit einer sehr viel niedrigeren Induktivität auskommen können sollen, was mit einer drastischen Verminderung des Aufwandes an Kupferdraht, einer dra­ stischen Verminderung des Einbauvolumens des Motors und damit der Gesamtkosten des Motors einhergehen soll.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß zur Steuerung der Drehzahl des Motors aus den Vollwellen der Netzwechselspannung eine vorbestimmte Anzahl von wenigstens Halbwellen pro vorwählbarem Zeitintervall ausgewählt wird, wobei die Anzahl der ausgewählten Halbwellen die Drehzahl des Motors bestimmt.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß tatsächlich die Nachteile, die mit der bekannten Phasenabschnittsteuerung verbunden sind, vermieden werden, d. h. es gibt bei der Steuerung keinen Phasenanschnitt und somit auch keine so starken Strom­ spitzen und demzufolge gibt es auch wesentlich geringere Amplituden der zwangsweise entstehenden harmonischen Frequenzen. Des weiteren können Motoren mit sehr viel geringerer Induktivität verwendet werden, was zu einer sehr starken Verminderung des Aufwandes an Kupferdraht führt und zu einer sehr starken Verminderung der Kosten des Motors einschließlich einer Verminderung des Ein­ bauvolumens des Motors und des Gewichts.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß die Prüfnormen für die sogenannte elektromagnetische Verträglichkeit gemäß der gesetzesrang habenden EMV-Richtlinie ohne Probleme eingehalten werden können, insbesondere die darin festgelegten Normen für die Überprüfung der harmonischen Frequenzen. Bei der Überprüfung der harmonischen Fre­ quenzen wird ein 90° Phasenanschnitt beim Gebrauch einer oben dargestellten Phasenanschnittsteuerung gemessen.

Grundsätzlich können bei der Auswahl die oberen und unteren Grenzen der Drehzahl des Motors beliebig geeig­ net gewählt werden. Um aber auch eine technisch minimal mögliche Drehzahl des Motors zu ermöglichen, wird vorteilhafterweise bei minimal möglicher Drehzahl des Motors durch wenigstens eine Halbwelle pro vorwählbarem Zeitintervall der Netzwechselspannung die Drehzahl des Motors bestimmt.

Vorzugsweise bestimmen bei maximal möglicher Drehzahl des Motors alle Halbwellen pro vorwählbaren Zeitinter­ vall die Drehzahl des Motors.

Es kann aber auch vorteilhaft sein, die maximal mögliche Drehzahl des Motors so festzulegen, daß pro vorwählbarem Zeitintervall beispielsweise eine oder zwei Halbwellen ausgenommen werden.

Die Auswahl der Anzahl von Halbwellen kann vorzugsweise derart geschehen, daß aus der Netzwechselspannung ein erstes Steuersignal CLK pro Halbwelle abgeleitet wird, aus dem ein zweites Steuersignal CONTROL generiert wird, mit dem der Motor entsprechend der Anzahl der ausge­ wählten Halbwellen mit Netzwechselspannung versorgt wird.

Die Steuerung erfolgt derart, daß vorzugsweise jede möglicher ausgewählte Anzahl von zum Motor gelieferten Halbwellen geschwindigkeitsbestimmend ist, d. h. die Geschwindigkeitssteuerung ist an sich beliebig fein wählbar und nur von der Frequenz der Netzwechselspannung begrenzt bzw. bestimmt.

Netzwechselspannung bedeutet im vorliegenden Falle Wechselspannung, die beispielsweise von einem öffent­ lichen Netz zur Verfügung gestellt wird, unter Einschluß auf beliebige Art hergestellter Wechselspannung.

Eine Einrichtung zur Steuerung von einphasen-Wechsel­ spannungsmotoren ist erfindungsgemäß durch eine Steuer­ schaltung gekennzeichnet, mittels der eine Steuersignal­ folge CONTROL zur Ansteuerung eines Schaltgliedes entsprechend einer die Drehzahl des Motors bestimmenden auswählbaren Anzahl von wenigstens Halbwellen erzeugbar ist, wobei das Schaltglied die Netzwechselspannung auf den Motor schaltet.

Die mit der Einrichtung zur Steuerung von einphasen- Wechselspannungsmotoren erreichten Vorteile sind grund­ sätzlich die gleichen wie die die im Zusammenhang mit dem obigen Verfahren beschriebenen Vorteile. Der erfin­ dungsgemäß gewählte Weg des Aufbaus einer Steuerein­ richtung erlaubt die Benutzung von Motoren mit sehr niedriger Induktivität.

Vorzugsweise ist das Schaltglied ein Halbleiterschalter, beispielsweise ein Thyristor und/oder ein TRIAC, es ist aber auch möglich, die Leistung des Motors mit anderen Halbleiterschaltgliedern, beispielsweise gewöhnlichen Leistungstransistoren, auszubilden.

Vorzugsweise ist eine Detektionsschaltung zur Erzeugung einer Folge von Taktimpulsen CLK auf jede positive oder negative Halbwelle der Netzwechselspannung vorgesehen, wobei der die Taktimpulse CLK abgebende Ausgang der Detektionsschaltung mit dem Eingang einer Zeitschaltung verbunden ist, in der in Abhängigkeit der auswählbaren, gewünschten Drehzahl des Motors, durch die Taktimpuls­ folge CLK getaktet, die zeitliche Länge der Steuersi­ gnalfolge CONTROL festlegbar ist. In der Zeitschaltung wird, getaktet durch die Taktimpulse CLK, entsprechend der gewünschten zeitlichen Länge der Signalfolge bzw. des Signals CONTROL, die Versorgung des Motors mit der Folge von Netzspannungsperioden bzw. Netzspannungvoll­ wellen bewirkt. Ist die zeitliche Länge der CONTROL Signalfolge entsprechend der gewünschten, beispielsweise gegenüber der Nenndrehzahl des Motors verminderten Drehzahl des Motors verkürzt, so ist auch die Länge der Steuersignalfolge CONTROL dementsprechend verkürzt, so daß am Ende der Steuersignalfolge CONTROL pro Folge keine weitere Netzspannung an den Motor geliefert wird.

Die vorangehend skizzierte Detektionsschaltung sowie die vorangehend skizzierte Zeitschaltung können aus diskret aufgebauten Halbleiterbausteinen aufgebaut sein, bei­ spielsweise mittels eines R- und C-Gliedes sowie eines nachfolgenden Transistors, was für die Zeitschaltung gilt, und in Form integrierter Zählerbausteine (Flip- Flops), was für die Zeitschaltung gilt, wobei ein derartiger konventioneller Aufbau derartiger Schaltungen generell funktionsmäßig festschreibt.

Es kann aber auch sehr vorteilhaft sein, wenigstens die Steuerschaltung, gegebenenfalls integriert auch die Detektionsschaltung, durch eine programmierbare Ein­ richtung (PIC-CONTROLLER) zu bilden, wobei in diesem Falle die Steuerschaltung und/oder die Detektions­ schaltung über geeignet einlesbare und bei Bedarf ge­ eignet variierbare Programme (Software) die Funktion der Einrichtung insgesamt steuern kann.

Diese Ausgestaltung der Einrichtung ist eine elegante Möglichkeit, auf die unterschiedlichen Steuerparameter für einen unterschiedlichen Einsatz von einphasen- Wechselspannungsmotoren in bezug auf unterschiedliche Einsatzarten gezielt einzuwirken bzw. die Steuerparame­ ter dafür gezielt durch entsprechende Programme zu variieren, ohne daß das erfindungsgemäße Konzept verän­ dert wird.

So kann beispielsweise vorteilhafterweise ein quasi stufenlos betreibbarer Geschwindigkeitssteller in Verbindung mit einem Geschwindigkeitssteller für den Motor vorgesehen sein, der mit der Steuerschaltung verbunden ist, wobei entsprechend seiner Steuerstellung eine entsprechend zeitlich lange Steuersignalfolge CONTROL erzeugbar ist und der Motor einsprechend der Einstellung des Geschwindigkeitsstllers mit entspre­ chender Geschwindigkeit dreht. Diese Variante der Geschwindigkeitseinstellung ist grundsätzlich bei beiden vorgenannten Ausgestaltungen der Einrichtung möglich, d. h. bei einer mit standardmäßigen Elektronikkomponenten festgedrahtet aufgebauten Zeit- und Steuerschaltung und auch bei einer Zeitschaltung und gegebenenfalls auch einer Steuerschaltung, bei der die Steuerschaltung und gegebenenfalls auch die Detektionsschaltung durch den besagten PIC-CONTROLLER als programmierbare Einrichtung ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist es im letzteren Falle, daß auch ein getaktet betreibbarer und/oder Takte erzeugen­ der Geschwindigkeitssteller vorgesehen werden kann, der mit der durch die programmierbare Einrichtung (PIC-CON­ TROLLER) gebildeten Steuerschaltung verbunden ist, wobei entsprechend der Takte eine entsprechend zeitlich lange Steuersignalfolge CONTROL erzeugbar ist.

Diese Ausgestaltung macht es beispielsweise auf einfache Weise möglich, mittels des derart ausgebildeten Ge­ schwindigkeitsstellers die Drehgeschwindigkeit des Motors vorzuwählen und ihn gleichzeitig als Ein- und Austaster zu benutzen, wobei beispielsweise durch ein langes Drücken auf den Geschwindigkeitssteller ein Ein- bzw. Ausschalten der Einrichtung bzw. des Motors her­ vorrufen kann, wohingegen ein Tippen zu einer Erhöhung bzw. einem Absinken der Drehzahl des Motors führen kann. Diese Funktionen können beispielsweise mit verschiedenen Anzeigeelementen gekoppelt sein, die die eingestellte bzw. gewählte Drehgeschwindigkeit des Motors visuell für den Benutzer erkennbar machen, beispielsweise in Form eines LED-Lichtbandes, daß dementsprechend unterschied­ lich hell aufleuchtet.

Wie eingangs schon erwähnt, kann die erfindungsgemäße Einrichtung an sich für die beliebige geeignete ein­ phasen-Wechselspannungsmotoren verwendet werden. Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz der Einrich­ tung bei einphasen-Wechselspannungsmotoren gezeigt, bei denen der Motor der Antriebsmotor eines Staubsaugers ist, wie er im privaten und/oder im gewerblichen Bereich eingesetzt wird.

Schließlich kann die Einrichtung vorzugsweise auch zur Ausführung des Verfahrens verwendet werden, wie es in den Ansprüchen 1 bis 5 beschrieben ist.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die nach­ folgenden schematischen Zeichnungen anhand zweier Aus­ führungsbeispiele im Einzelnen beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Impulsdiagramm für die verschiedenen aus der Netzwechselspannung erzeugten Takt-, Steuer- und Motoransteuerimpulse,

Fig. 2 ein prinzipielles Blockschaltbild einer ersten Ausgestaltung der Einrichtung,

Fig. 3 eine Detektionsschaltung, aus der aus der Netzwechselspannung eine Taktsignalfolge CLK erzeugt wird,

Fig. 4 eine Steuerschaltung, auf die das gemäß der Schaltung Fig. 3 erzeugte Taktsignal CLK zur Erzeugung einer Steuersignalfolge CONTROL für den Motor gegeben wird,

Fig. 5 einer Treiberschaltung, in der in Abhängigkeit der in der Steuerschaltung gemäß Fig. 4 er­ zeugten zeitlichen Länge der Steuersignalfolge CONTROL in Anhängigkeit des Verlaufes der Netzwechselspannung zur Versorgung des Motors eine verstärkte Steuersignalfolge TRIAC für den Betrieb eines Schaltgliedes des Motors erzeugt wird,

Fig. 6 eine Leistungsschaltung für Leistungsschalter zum Schalten der Netzspannung gemäß der aus der Schaltung von Fig. 5 generierten verstärkten Signalfolge TRIAC,

Fig. 7 das prinzipielle Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Einrichtung,

Fig. 8 eine Steuerschaltung für die Ausgestaltung der Einrichtung gemäß Fig. 7, bei der die Steuer­ schaltung durch eine programmierbare Einrich­ tung (PIC-CONTROLLER) gebildet wird, und

Fig. 9 eine Schaltung analog gemäß Fig. 6, jedoch angepaßt an die zweite Ausgestaltung der Einrichtung gemäß Fig. 7.

Es wird zunächst Bezug genommen auf das Impulsdiagramm gemäß Fig. 1. Mit Netz wird die sinusförmige Wechsel­ spannung bezeichnet, mit der die Einrichtung 10 bzw. der Motor 11 grundsätzlich betrieben wird. Mit CLK wird eine Taktsignalfolge bezeichnet, die bei jedem negativen Periodenanteil der Netzspannung erzeugt wird. Die Taktsignalfolge CLK kann auch anstelle des negativen Durchgangs der Wechselspannung pro Periode auch auf den positiven Wechselspannungsdurchgang pro Periode hin erzeugt werden.

Die Steuersignalfolge mit der Bezeichnung CONTROL bestimmt die zeitliche Länge bzw. die gewünschte Anzahl von Perioden bzw. Vollwellen, mit denen der Motor zyklisch mit Netzwechselspannung versorgt wird bzw. die Versorgung des Motors mit Netzwechselspannung zyklisch unterbrochen wird. Es sei darauf hingewiesen, daß für die Erzeugung der zeitlichen Länge des Signals bzw. der Signalfolge CONTROL und die entsprechende zyklische Versorgung und Unterbrechung des Motors wenigstens auch Halbperioden bzw. Halbwellen herangezogen werden können. Die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiele geht jedoch aus Gründen der Einfachheit von wenigstens Vollwellen aus.

Mit der Bezeichnung TRIAC wird die Vollwelle bzw. die Vollwellenperioden dargestellt, die entsprechend der gewählten Geschwindigkeit des Motors am Motor anliegt bzw anliegen, wobei das dargestellte Beispiel die minimal mögliche Einstellung der Geschwindigkeit zeigt, d. h. eine Periode bzw. eine Vollwelle eingeschaltet und zwei Perioden bzw. Vollwellen ausgeschaltet.

Die in Fig. 2 in Form eines Blockschaltbildes darge­ stellte Einrichtung 10 einer ersten Ausführungsform umfaßt ein Netzteil 19 sowie eine Detektionsschaltung 14, wobei im Netzteil 19 aus der Netzwechselspannung, die grundsätzlich der Versorgung des Motors 11 dient, eine Gleichspannung erzeugt wird, mit der die einzelnen Elektronikbausteine der Einrichtung 10 versorgt werden. Gleichzeitig ist in dem das Netzteil 19 bildenden Block eine Detektionsschaltung 14 vorgesehen, vergleiche Fig. 3, mittels der eine Taktsignalfolge CLK, vergleiche Fig. 1, erzeugt wird, die auf die Steuerschaltung 12 gegeben wird, in der ebenfalls eine Zeitschaltung 17, vergleiche insgesamt Fig. 4, angeordnet ist. In der Steuerschaltung 12, wird in Verbindung mit der Zeit­ schaltung 17 eine Signalfolge CONTROL erzeugt, und zwar in Abhängigkeit der gewünschten Drehzahl für den Motor 11, wobei die Drehzahl mittels des Geschwindigkeitsstel­ lers 18, vergleiche Fig. 4, eingestellt wird. Am Bei­ spiel des Impulsdiagramms von Fig. 1 ist ersichtlich, daß beispielhaft nur eine Vollwelle bzw. eine Periode der Netzspannung, die an den Motor geliefert wird, eingeschaltet ist, wohingegen zwei Perioden ausgeschal­ tet sind.

Die Signalfolge CONTROL wird auf eine Treiber- bzw. Lei­ stungsschaltung 20 gegeben, vergleiche Fig. 5, wo eine vorverstärkte Signalfolge TRIAC entsprechend der Signal­ folge CONTROL entsprechend der Netzspannungsfrequenz auf das Leistungsschaltglied 13 gegeben wird, über das Netz­ spannung in Abhängigkeit der Signalfolge CONTROL und der daraus abgeleiteten Signalfolge TRIAC der Motor 11 mit einer vorbestimmten Anzahl von Vollwellen der Netzspan­ nung entsprechend der Stellung des Geschwindigkeitsstel­ lers 18 an den Motor 11 geliefert wird.

Die Schaltungen gemäß den Fig. 3 bis 6 werden nach­ folgend, soweit erforderlich, kurz beschrieben.

Aus dem Ausgang 15 der Detektionsschaltung 14 wird ein netzsynchrones Taktsignal CLK erzeugt. Dieses Signal CLK wird zum Eingang 16 der Zeitschaltung 17 geführt, um dort ein netzsynchrones Steuersignal CONTROL aus der Steuerschaltung 12 zu erzeugen. Das CONTROL-Signal wird so erzeugt, daß nur immer im Nulldurchgang des Netz­ spannungsverlaufes der Schaltvorgang stattfindet.

Dieses Signal wird zur Treiber- bzw. Leistungsschaltung 20, vergleiche Fig. 5 und 6, geführt. Solange das Signal CONTROL eine logische 1 führt, steuert die Treiber- und Leistungsschaltung 20 nicht durch, d. h. es wird keine Netzspannung zum Motor 11 durchgelassen. Führt das CONTROL-Signal hingegen eine logische 0, wird über die Treiber- und Leistungsschaltung 20, vergleiche die Fig. 5 und 6, die Netzspannung zum Motor 11 freigegeben. Das Tastverhältnis der Ein- und Aus-Schaltzeiten des CONTROL-Signals bestimmt dann die Drehzahl des Motors 11, vergleiche auch Fig. 1. Dieses Tastverhältnis wird durch die jeweilige Stellung des Geschwindigkeitsstel­ lers 18 verändert. Die kleinste zu schaltende Einheit ist nur beispielhaft eine Netzspannungsperiode von 20 ms bei einer Netzspannungsfrequenz von 50 Hz.

Das Blockschaltbild gemäß Fig. 7 zeigt eine zweite Ausgestaltung der Einrichtung, bei der ebenfalls ein Netzteil 19 vorgesehen ist, sowie eine Steuerschaltung 12. Die Steuerschaltung 12 ist bei dieser Ausgestaltung der Einrichtung 10 in Form einer programmierbaren Ein­ richtung PIC-CONTROLLER ausgebildet, wobei in der Steuerschaltung 12 auch eine Nullpunktdetektion bezüg­ lich der Sinuswellen der Netzwechselspannung durchge­ führt wird analog der Nullpunktdetektion der diskret aufgebauten Detektionsschaltung 14 in der ersten Ausge­ staltung der Einrichtung 10, vergleiche Fig. 3. Die Stellung des Geschwindigkeitsstellers 18 wird im PIC- CONTROLLER erfaßt. Anhand des im PIC-CONTROLLERS ge­ speicherten Programms erfolgt die Steuerung des Motors 11 auf an sich analoge Weise wie im Zusammenhang mit der Einrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform be­ schrieben. Zwischen der Steuerschaltung 12 gemäß Fig. 8 und dem Schaltglied 13 kann gegebenenfalls noch eine Treiberstufe (nicht dargestellt) vorgesehen sein.

Nachfolgend werden die Schaltungen gemäß den Fig. 8 und 9 kurz, soweit erforderlich, kurz beschrieben.

Am Ausgang 15 der Detektionsschaltung wird ein netzsyn­ chrones Taktsignal CLK erzeugt und zum Takt-Eingang (Clock) des PIC Controllers geführt, vergleiche Fig. 8.

Zusätzlich wird über eine Zener-Diodenstabilisierung eine Gleichspannung von 5 V als Betriebsspannung er­ zeugt, vergleiche Fig. 8. Das im PIC geladene Software­ programm steuert den Ausgang des Controllers, PIN 3, in Abhängigkeit von der eingenommenen Position des Ge­ schwindigkeitstellers 18 netzsynchron.

Der Ausgang des Controllers kann direkt den Thyristor der Leistungsschaltung 20 steuern. Hier sei angemerkt, daß, je nach Ausführung des Software-Programms, belie­ bige Tastverhältnisse eingestellt werden können, und zwar halbwellenweise. Das bedeutet, daß die kleinste zu schaltende Einheit eine Sinushalbwelle der Netzspannung von 10 ms bei einer Netzspannungsfrequenz von 50 Hz ist. Hier gilt das gleiche Prinzip wie oben beschrieben, d. h. der Thyristor wird in der Leistungsschaltung 20 nur im Nulldurchgang netzsynchron geschaltet.

Das Software-Programm kann so gestaltet werden, daß weitere Funktionen des Verfahrens möglich sind, z. B. der Sanftanlauf des Motors 11, eine Geschwindigkeitsein­ stellung durch Tipptasten sowie ein Anschluß von op­ tischen Drehzahlindikatoren, beispielsweise einem Lichtband aus lichtimitierenden Dioden.

Die Schaltung entsprechend den Fig. 7, 8 und 9 ist insbesondere auch geeignet, anstelle von Vollwellen auch wenigstens Halbwellen zu aus der Netzspannung detektie­ ren, und den Motor 11 somit anstelle von Vollwellen mit Halbwellen zu steuern.

Bezugszeichenliste

10

Einrichtung

11

Motor

12

Steuerschaltung (CONTROL)

13

Schaltglied

14

Detektionsschaltung

15

Ausgang (Detektionsschaltung)

16

Eingang (Zeitschaltung)

17

Zeitschaltung

18

Geschwindigkeitssteller

19

Netzteil

20

Treiber bzw. Leistungsschaltung

Claims (13)

1. Verfahren zur Steuerung von einphasen-Wechselspan­ nungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Drehzahl des Motors wenigstens aus den Halbwellen der Netzwechselspannung eine vorbestimmte Anzahl von wenigstens Halbwellen pro vorwählbaren Zeitintervall ausgewählt wird, wobei die Anzahl der ausgewählten wenigstens Halbwellen die Drehzahl des Motors bestimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei minimal möglicher Drehzahl des Motors wenigstens eine Halbwelle pro vorwählbarem Zeitintervall der Netzwechselspannung die Drehzahl des Motors bestimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei maximal möglicher Drehzahl des Motors alle wenigstens Halbwellen pro vorwählbarem Zeitintervall die Drehzahl des Motors bestimmen.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Netzwechsel­ spannung ein erstes Steuersignal CLK wenigstens pro Halbwelle abgeleitet wird, aus dem ein zweites Steuer­ signal CONTROL generiert wird, mit dem der Motor ent­ sprechend der Anzahl der ausgewählten Halbwellen mit Wechselspannung versorgt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf jede mögliche ausgewählte Anzahl von zum Motor gelieferten wenigstens Halbwellen nachfolgend wenigstens zwei wenigstens Halbwellen lang der Motor nicht mit Wechselspannung versorgt wird.

6. Einrichtung zur Steuerung von einphasen-Wechsel­ spannungsmotoren, gekennzeichnet durch eine Steuer­ schaltung (12), mittels der eine Steuersignalfolge CONTROL zur Ansteuerung eines Schaltgliedes (13) ent­ sprechend einer die Drehzahl des Motors (11) bestimmen­ den, auswählbaren Anzahl von wenigstens Halbwellen erzeugbar ist, wobei das Schaltglied (13) die Netzwech­ selspannung auf den Motor (11) schaltet.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (13) wenigstens ein Halbleiter­ schalter ist.

8. Einrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Detektions­ schaltung (14) zur Erzeugung einer Folge von Taktim­ pulsen in CLK auf jede positive oder negative Halbwelle der Neztwechselspannung vorgesehen ist, wobei der die Taktimpulsfolge CLK abgebender Ausgang (15) der Detek­ tionsschaltung (14) mit dem Eingang (16) einer Zeit­ schaltung (17) verbunden ist, in der in Abhängigkeit der auswählbaren, gewünschten Drehzahl des Motors (11) durch die Taktimpulsfolge CLK getaktet, die zeitliche Länge der Steuersignalfolge CONTROL festlegbar ist.

9. Einrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Steuerschaltung (12) durch eine programmierbare Ein­ richtung (PIC-CONTROLLER) gebildet wird.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein quasi stufenlos betreibbarer Geschwindigkeitssteller (18) für den Motor (11) vorgesehen ist, der mit der Steuerschaltung (12) verbunden ist, wobei entsprechend seiner Steuerstellung eine entsprechende zeitlich lange Steuersignalfolge CONTROL erzeugbar ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein getaktet betreibbarer und/oder Takte erzeugender Geschwindigkeitssteller (18) vorgesehen ist, der mit der durch die programmierbare Einrichtung (PIC-CONTROLLER) gebildeten Steuerschaltung (12) verbunden ist, wobei entsprechend der Takte eine entsprechend zeitlich lange Signalfolge CONTROL erzeugbar ist.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der einphasen- Wechselspannungsmotor ein Motor (11) für einen Staub­ sauger ist.

13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 11 zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.