DE19642098A1 - Antrieb für eine ölgedichtete Vakuumpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine ölgedich­ tete Vakuumpumpe, insbesondere Drehschiebervakuumpumpe, welcher als 1-Phasen-Asynchronmotor mit Hauptwicklung, Hilfswicklung und Kondensator ausgebildet ist.

Bekannte ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpen sind üb­ licherweise mit 1-Phasen-Asynchronmotoren ausgerüstet. Um einen weltweiten Vertrieb zu ermöglichen, müssen sie an Versorgungsnetze anschließbar sein, die unterschied­ liche Wechselspannungen (115 V, 230 V) und unterschied­ liche Frequenzen (50 Hz/60 Hz) haben. Zur Anpassung der Motoren an das jeweils vorhandene Netz werden die Motor­ wicklungen entsprechend umgeschaltet. Diese Maßnahmen erfolgen in der Regel manuell im Motorklemmenkasten vor der Inbetriebnahme der Vakuumpumpen.

Eingriffe der beschriebenen Art müssen häufig vom Kunden selbst durchgeführt werden und sind deshalb in besonde­ rem Maße fehlerbehaftet. Bei Fehlschaltungen besteht die Gefahr, daß am Antriebsmotor, an der Vakuumpumpe und/oder an bzw. im an die Vakuumpumpe angeschlossenen Rezipienten Schäden (zum Beispiel Öl-Verseuchungen in Vakuumkammer) entstehen. Ein Schadensrisiko dieser Art wollen insbesondere Anlagenhersteller vermeiden, die ölgedichtete Vakuumpumpen beziehen, in ihre Anlagen einbauen und diese weltweit, also in Gebiete mit unterschiedlichen Netzspannungen, vertreiben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine ölgedichtete Vakuumpumpe der ein­ gangs erwähnten Art so zu gestalten, daß er nach dem Einschalten der Netzspannung diese erkennt und daß au­ tomatisch die Wicklungsstränge des Motors (Haupt- und Hilfsphase) der erkannten Netzspannung entsprechend ge­ schaltet werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Motorwicklungen des 1-Phasen-Asynchronmotors so ge­ staltet und angeordnet sind, daß jeweils eine Hälfte der Hauptwicklung zusammen mit einer Hälfte der Hilfs­ wicklung mit Kondensator zu zwei Wicklungspaaren ver­ schaltet sind, daß Schalter vorgesehen sind, die eine Reihenschaltung und eine Parallelschaltung der Wick­ lungspaare ermöglichen, und daß zur automatischen Betä­ tigung der Schalter die Information eines Komparators dient, der die Netzspannung mit einer Referenzspannung vergleicht. Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Mo­ torwicklung ist die Reihenschaltung der Wicklungspaare für den Betrieb an einem Versorgungsnetz mit großer Spannung (175 bis 265 V-AC) geeignet. Bei einer Paral­ lelschaltung der Wicklungspaare kann der Antriebsmotor mit einem Versorgungsnetz mit kleiner Spannung (80 bis 136 V-AC) betrieben werden. Unmittelbar nach dem Ein­ schalten des Antriebsmotors erkennt der Komparator die angelegte Netzspannung und veranlaßt automatisch, daß die Wicklungspaare je nach Netzspannung in Reihe oder parallel geschaltet werden. Ein manueller Eingriff in die Schaltung der Motorwicklungen ist nicht mehr erfor­ derlich. Das geschilderte Schadensrisiko besteht nicht mehr.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 die Motorwicklung eines Antriebsmotors nach der Erfindung,

Fig. 2 und 3 die Wicklungspaare, parallel (Fig. 2) und in Reihe (Fig. 3) geschaltet, sowie

Fig. 4 ein stark schematisiertes Blockschaltbild.

Fig. 1 läßt erkennen, daß die Motorwicklung 1 zwei Hälften 2, 3 der Hauptwicklung und zwei Hälften 4, 5 der Hilfswicklung, jeweils mit ihrem Kondensator 6, 7, um­ faßt. Die Netzspannung ist durch zwei Linien angedeu­ tet, die mit L (Phase) und N (Null-Leiter) bezeichnet sind.

Mit Hilfe der Schalter 8 (einfacher Schalter) und 9 (Umschalter) können die durch die Aufteilung der Hauptwicklung und der Hilfswicklung entstandenen Wicklungspaare parallel (Fig. 2) und in Reihe (Fig. 3) geschaltet werden. Sind die Wicklungspaare parallel geschaltet, kann der Antriebsmotor mit kleiner Netzspannung (zum Beispiel 115 V) betrieben werden. Die Reihenschaltung der Wicklungspaare ist für den Betrieb des Antriebsmotors mit großer Netzspannung (230 V) geeignet.

Beim Blockschaltbild nach Fig. 4 ist der Antriebsmotor generell mit 11 bezeichnet. Über den Ein-/Ausschalter 12 werden die im Motor 11 befindlichen Wicklungen an das jeweils vorhandene Netz angeschlossen. Zur Umschaltung der Wicklungspaare sind drei Halbleiter-Relais' 13, 14, 15 vorgesehen, von denen eines die Funktion des Schal­ ters 8 und die beiden weiteren die Funktion des Schal­ ters 9 (Ausführungsbeispiel nach Fig. 1) haben. Der Betätigung dieser Halbleiter-Relais' dient ein Kompara­ tor 16, der die Netzspannung ständig mit einer Referenz­ spannung vergleicht. Beim Über- bzw. Unterschreiten ei­ nes Schaltpunktes wird vom Komparator 16 ein Signal ge­ neriert, welches Schalttransistoren ansteuert, die ih­ rerseits die Halbleiter-Relais' durchschalten. Zweckmäßig ist eine dem Komparator nachgeschaltete Treiberstufe mit einer Einschaltverzögerung ausgerüstet, so daß kurzzeitige Änderungen der Netzspannung unterdrückt werden können. Außerdem kann die Treiberstufe dazu verwendet werden, eine geeignete Verriegelung sicherzustellen, das heißt, daß ein Halbleiter-Relais eines Wicklungspaares erst dann eingeschaltet werden kann, wenn der Strom im anderen Wicklungspaar 0 ist.

Die Erzeugung der Referenzspannung für den Komparator 16 erfolgt in einer generell als Block 17 dargestellten Elektronik. Zweckmäßig ist diese mit einem Netzteil ausgerüstet, dessen Eingangsspannungsbereich kleine und große Netzspannungen umfaßt. Dieses Ziel kann zweck­ mäßig mit Hilfe eines Weitspannungsreglers erreicht werden.

Claims (6)

1. Antrieb für eine ölgedichtete Vakuumpumpe, insbe­ sondere Drehschiebervakuumpumpe, welcher als 1-Pha­ sen-Asynchronmotor mit Hauptwicklung, Hilfswicklung und Kondensator ausgebildet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motorwicklungen des 1-Phasen- Asynchronmotors so gestaltet und angeordnet sind, daß jeweils eine Hälfte (2, 3) der Hauptwicklung zusammen mit einer Hälfte (4, 5) der Hilfswicklung mit Kondensator (6 bzw. 7) zu zwei Wicklungspaaren verschaltet sind, daß Schalter (8, 9) vorgesehen sind, die eine Reihenschaltung und eine Parallel­ schaltung der Wicklungspaare ermöglichen, und daß zur automatischen Betätigung der Schalter (8, 9) die Information eines Komparators (16) dient, der die Netzspannung mit einer Referenzspannung ver­ gleicht.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (8, 9) von Halbleiter-Relais' (13, 14, 15) gebildet werden, die vom Komparator (16) über Schalttransistoren durchgeschaltet wer­ den.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Komparator (16) eine Treiberstufe mit ei­ ner Einschaltverzögerung nachgeschaltet ist.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberstufe zusätzlich Verriegelungsfunk­ tionen hat, das heißt, daß ein Halbleiter-Relais eines Wicklungspaares erst dann eingeschaltet wer­ den kann, wenn der Strom im anderen Wicklungspaar 0 ist.

5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektronik (17) der Erzeugung der Referenzspannung dient.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik (17) mit einem Netzteil ausge­ rüstet ist, dessen Eingangsspannungsbereich kleine und große Netzspannungen umfaßt.