DE2109603C - Einrichtung zur Abgabe einer Re ferenzspannung - Google Patents
Einrichtung zur Abgabe einer Re ferenzspannungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Abgabe
einer Referenzspannung in einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur Beeinflussung der Drehzahl eines
Elektromotors, insbesondere für e/nen Waschmaschinenantrieb.
Für den Antrieb der Waschtrommeln einer Haushaltswaschmaschine verwendet man heutzutage meistens
einen polumschaltbaren Motor. Um den Mo;.or mit verschiedenen Drehzahlen zu betreiben, werc.en
über Kontakte eines Programinschaltgerätes je nech
gewünschter Drehzahl verschiedene Wicklungste.le an das elektrische Netz angeschlossen. Von dem Programmschaltgerät
her muß dabei jede Drehzahl sepa rat geschaltet werden: hierbei ist für jede einzelne
ίο Drehzahl jeweils ein Programmkontakt notwendig,
Bei den heute üblichen Waschmaschinen müssen sogar — abgesehen von den Kontakten für das Reversieren
— für alle verschiedenen, aufeinanderfolgenden Drehzahlen getrennte Nocken eines IProgrammnocken
M piofils zur Verfugung stehen. Hinzu kommt außer
dem der Nachteil, daß bei hochlaufendem Motor z.B. im Betriebszustand »SCHLEUDERN«, bei auf
tretender Unwucht der Wäschetrommel und darm verbundenem kurzzeitigem Abschalten des Elektromc
tors dieses Programm nicht in seiner vollen Länge wiederholt werden kann, da das Programmschalt veri
nicht rückwärts laufen kann.
Weiterhin ist für einen Gleichstrommotor, der auch mit Halbwellen betrieben werden kann, eine Einrki
tung Gegenstrnd einer älteren Anmeldur (P2109.645.7-32), bei der ebenfalls von einem Sckii,
gerät her jede Drehzahl getrennt geschaltet wird, b.
welcher aber die entsprechende Referenz- bzw. Steuer spannungsquelle jeweils ein elektronisches Verzcn.v
rungsglied enthält. Auch diese Einrichtung weist d :>
oben beschriebenen Nachteile der aufwendigen K. -taktbetätigung auf und ist außerdem nicht in ds
Lage, bei kurzzeitigem Abschalten des Motors weg. Unwucht in der Wäschetrommel, den betreffend.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung ..
geregelte wechselstrom- odei gleichstrombetriebe;, Antriebe zu schaffen, bei der möglichst nur ain ein2
ger Programmkontakt notwendig ist, um nacheinar.
der verschiedene Drehzahlen eines Elektromotors eir, zuschalten. Dabei soll auch ein Bereich mit sehr
schneller Drehzahlerhöhung durchlaufen werden kein
nen. Bei kurzzeitiger Abschaltung des Elektromotors wegen einer Unwucht soll der betreffende Program m
abschnitt in seiner vollen Länge wiederholbar sein.
Erfindungsgemäß werden vorstehend genannte Auf gaben dadurch gelöst, daß am Ausgang (2) einer
Triggerschaltung nach einer konstanten Ausgangs spannung ein ansteigender nacheinander drei ausge
prägte Spannungswerte aufweisender Spannungsver lauf dadurch herstellbar ist, daß durch Aufladen
eines Kondensators die Ausgangsspannung, die zu gleich die Steuerspannung eines ersten Transistors ist,
auf einen ersten Spannungswert ansteigt, bis beim 5 Durchschalten dieses und eines weiteren Transistors
durch Rückkopplung ein Spannungssprung auf einen zweiten Spannungswert K3 erzeugt wird, und daß ein
dritter Spannungswert durch weitere Aufladung des Kondensators erreichbar ist.
Nach einer Ausbildung der Erfindung sind der Basiskreis des einen Transistors und der Kollektorkreis
des anderen Transistors mit einem Speisespannung führenden Anschluß gemeinsam mittels eines Kondensators verbunden, der zeitweise durch Schließen eines
Um bei ei em Waschmaschinenantrieb im Betriebs zustand »SCHLEUDERN« bei einer auftretenden Un
wucht in der Wäschetrommel die hohe Geschwindig
2
fceii J« Elektromotors kurzzeitig herabzusetzen, ist
nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung jeder der drei Spannungsverläufe durch kurzzeitiges Schließen
eines Kontaktes auf den Wen der konstanten Ausiangsspannung zuruckführbar. unJ beginnt sofort -,
nach Öffnung dei Kontaktes die Au^gangsspannuna
wieder zu steigen.
W-itere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
sind in «Jen Lnteransprüchen beschrieben.
DlT Anmeldungsgegenstand weist der, Vorteil auf. i,>
daß -vM TT einem einzigen Programmkontakt nacheinander
\ -schiedene Motordrehzahler; erreicht werden
können. Soiae die Stromzufuhr des Elektromotors oei einer Unwucht der Trommel kurzzeitig unterbrochen
werden, so kann das Hochlaufpro;,. amm wie- π
derh'υ werden. Weiterhin kann ohne Vervendung
zus;;:.· !icher Kontakte ein bestimmter Drehzahlberek'
-clativ schnell durchlaufen werden.
Γ·=■ Erfindung wird anhand von Ausführangsbei
spu ·· mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben. In _'n
der 'eichnungen zeigen:
\ £. 1 ein Spannungs Zeitdiagramm der vom An
me; ngsgegenstand gelieferten Referenzspannung,
r ■ i 2 ein Prinzipschaltbild der Verwendung des
Ar· .'!Jungsgegenstandes in einer Anordnung zur 2!
p.- /ahlregelung,
: j. 3 den Stromlauf eines Ausführungsbeispieles
d-- i.nmeldungsgegenstandes,
; g. 4 den Stromlauf eines anderen Ausführungsb·.·
:eles des Anmeldungsgegenstandes.
■ . g. 5 den Stromlauf eines weiteren Ausführungsb·
* ieles mit einem zusätzlichen Kondensator,
• . g. 6 den Stromlauf eines weiteren Ausführungsb-,iieles
des Anmeidungsgegenstandes.
oll ein Elektromotor mit verschiedenen Drehzah- 3
Ic . betrieben werden, so muß eine Einrichtung, z. B. π elektronische Einrichtung, verschiedene, den ein-7(
cn D ehzahlen entsprechende Referenzspannunge liefern. Diese elektronische Einrichtung wird im
(ν .'nden als Referenzspannungserzeugfr bezeichnet.
\us dem Spannungs Zeitdiagramm der Fig. 1 gtt hervor, welche verschiedenen Referenzspannunp;i.
zum Betrieb eines Elektromotors notwendig sind, ti· ■ in einer Waschmaschine eine Wäschetrommel anreiben
soll. Die verschiedenen Referenzspannungen 4! κ. bis U4 entsprechen verschiedenen Drehzahlen des
Elektromotors. Im Bereich von 0 bis z, muß die Referenzspannung u, konstant sein, d.h. der Motor dreht
sich mit konstanter Waschdrehzahl. Soll von der Waschdrehzahl zur Schleuderdrehzahl übergegangen
werden, so ist folgender Referenzspannungsverlauf' und damit Drehzah]verlauf am zweckmäßigsten: Im
Bereich /, bis Z2 soll sich die Drehzahl ca. 20 see.
lang erhöhen, damit sich die Wäsche verteilen kann. In dem anschließenden Drehzahlbereich zwischen /2 '5
und Z3, der von den Referenzspannungen M2 und u3
eingeschlossen wird, liegt die kritische Drehzahl, bei welcher der Motor und eventuell auch der gesamte
Antriebsmechanismus Resonanzstellen aufweisen. Dieser Bereich sollte also möglichst schnell durchlaufen
werden können, weshalb sich die Referenzspannung von U2 nach U1 sehr schnell ändert, d. h. der Zeitraum
zwischen z, und Z3 sollte möglichst klein sein. Ist die
Drehzahl, die der Reierenzspannung V1 entspricht, er
reicht, so kann der Motor in einem relativ iangsamen fti
Anstieg mit Hilfe eines entsprechend Iangsamen An sticges der Referenzspannung auf U4 zur vollen
Schleuderdrehzahl übergehen. Die Länge des Zeitrau 603
mes zwischen /, und it spielt also keine allzu große
Rolle.
Soll das Hochlaufprogramm bei einer Unwucht wiederholt werden, so fällt die Referenzspannung auf
den ursprünglichen Wert U1 zurück, wie dies am
Spannungsverlauf zum Zeitpunkt Z5 ersichtlich ist.
Anhand der Fig. 2 wird die Anwendung des Reie
renzspannungserzeugers 20 in einer Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Elektromotors erläutert.
Dieser Referenzspannungserzeuger 20 wird über seine Anschlüsse 23 und 24 mit Strom versorgt. An
seinem Anschluß 2 gibt er — je nach gewünschter Drehzahl des Motors 17 — eine Referenzspannung
ab. Diese wird mit der gleichgerichteten Spannung eines Tachogenerators 22 verglichen. Die Differenz
beider Spannungen liegt am Eingang einer Phasenanschnittsteuerung 19, die ihrerseits Zündimpulse an
einen elektronischen Schalter 16 liefert, der einen Elektromotor 17 schaltet. n;r Einfachheit halber
wird in folgendem aber nur -.on Drehzahlsteuerung gesprochen.
An einem Stromlauf eines Schaltungsbeispieles (Fig. 3) wird eine Einrichtung zur Steuerung verschieder
;r Drehzahlen eines Elektromotors erläutert. Über die auch in der Fig. 2 dargestellten elektrischen
Anschlüsse 23 und 24 wird der Referenzspannungser zeuger 20 mit Strom versorgt. Im wesentlichen stellt
der Referenzspannungserzeuger 20 einen an sich be kannten, aus einem npn-Transistor 9 und einem pnp-Transistor
12 bestehenden Trigger dar. Nachdem ein Programmkontakt 7 geschlossen ist, wird die Referenzspannung
u am Anschluß 2 durch das Wider Standsverhältnis zweier Widerstände 4 und 5 bestimmt.
Dieser Zustand entspricht im Diagramm (Fig. 1) dem Bereich zwischen 0 und /,, also der
Waschdrehzahl. Zum Zeitpunkt J1 wird der Pro
grammkontakt 7 eines Programmschaltwerkes (in den Zeichnungen nicht dargestellt) geöffnet. Von jetzt an
kann sich ein Kondensator 6 aufladen, wobei die Zeit konstante von dessen Kapazität und von den Wider
standswerten der beiden Widerstände 4 und 5 abhängt. Die Referenzspannung u am Anschluß 2 steigt
langsam an, was inn Diagramm der Fig. 1 im Be reich zwischen Z1 und Z2 entspricht.
Hat die Basis des Transistors 9, dessen Emitterspannung
vom Teilverhältnis zweier Widerstände 10 und 11 abhängt, ihren Schwellwert erreicht, so öffnet
dieser Transistor. Sein Kollektor ist galvanisch mit der Basis des zweiten Transistors 12 verbunden, öffnet
der eine Transistor 9, so öffnet auch der Transistor 12. Dieses öffnen geschieht schlagartig, da der
Kollektorstrom durch einen Widerstand 13 am Widerstand 5 eine Rückkopplungsspannung erzeugt. Die
Referenzspannung u am Anschluß 2 führt also einen Sprung aus, was während der Zeitdauer zwischen Z2
und Z3 (Fie. Ο geschieht. Hierbei erhöht sich die
Drehzahl des Motors 17 entsprechend schnell.
Die Höhe des beschriebenen Sprungs entspricht dem Widerstandsverhältnis der briden Widerstände 5
und 13. Sobald der Zeitpunkt I3 überschritten ist, lädt
sich der Kondensator 6 weiter auf, da beide Transistoren geöffnet bleiben. Die Zeitkonstante ist jetzt
aber durch die Parallelschaltung der beiden Wider stände 4 und 13 bestimmt; die weitere Aufladung des
Kondensators 6 entspricht der Änderung der Motor drehzahl bis zur Schleuderdrehzahl, umfaßt also den
Zeitraum von Z3 bis Z4 im Diagramm der Fig. 1.
Dem Programmkontakt 7 liegt ein zweiter Schalter
kontakt 7' parallel, der zu einem sogenannten Un wuchtschalter gehört. Der Unwuchtschalter wird
dann geschlossen, wenn ungleichmäßige Wäschevertei lung in der Trommel eine Unwucht derselben verursacht.
Beim Schließen des Kontaktes 7' wird der ι Kondensator 6 schlagartig entladen, die Referenzspannung
u fällt auf den Wert u, zurück.
Ein an der Basis des Transistors 9 angeschlossener
Widerstand 8 dient lediglich zur Basisstrombegrenzung. Anstatt des Stromlaufes der Fig. 3 kann auch ein
solcher nach F i g. 4 verwendet werden. Bei dieser Schaltung wird ein zusätzlicher Widerstand 14 verwendet. Der Kollektorwiderstand 13 des Transistors
12 liegt zwischen dem Widerstand 5 und einem zusätzlichen Widerstand 14. Wenn der Widerstand 14 π
einigermaßen groß gegenüber dem Widerstand 5 ist, dann können Programmkontakt 7 und Unwuchtschalterkontakt 7' unmittelbar am Widerstand 13 angeschlossen werden, ohne daß sich die Funktion der
Schaltung wesentlich ändert. Diese Lage der Kontakte erleichtert aber das Rückkippen, wenn die Kontakte 7 bzw. T geschlossen werden, denn die Span
nung am Widerstand 5 kann bei spezieller Dimensionierung so groß sein, daß der Transistor 9 geöffnet
bleibt, wenn einer der beiden Kontakte 7 bzw. T ge- 2 j schlossen wird. Die Anordnung nach F i g. 4 ist
gegenüber der der Fig. 3 deshalb vorteilhafter, da durch die Verwendung des zusätzlichen Widerstandes
14 mehr Freiheit in der Wahl der Pegel besteht.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 5. Der Sprung der Refereuspannung zwischen den beiden Zeitpunkten I2 und /, wird bei dieser Anordnung
durch die schnelle Aufladung eines zusätzlichen Kondensators 25 dann erreicht, wenn der Transistor 12
öffnet. Das Rückkippen ist hierbei absolut sicher, wenn der Widerstand 5 hinreichend oder völlig
überbrückt ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Anmeldungsgegenstandes wird anhand der F i g. 6 erläutert. Die
Referenzspannung im Bereich von 0 bis /,, also ent sprechend der Waschdrehzahl, hängt von Teilerwi
derständen S, 26, 27 und 28 ab. Die Aufladung des Kondensators 6 erfolgt über die Widerstände 5, 26.
27 und 28. Beim Kippen entsteht der Sprung der Referenzspannung im wesentlichen am Widerstand
26. Der Widerstand 5 braucht nur so groß zu sein, daß Rückkopplungsbedingungen erfüllt sind. Der Vor
teil dieser Schaltung besteht darin, daß ein sehr sicheres Rückkippen erreicht wird. Der Widerstand 5
kann auch durch eine Brücke ersetzt werden, wo durch das Rückkippen dann absolut sicher erfolgt.
Der Widerstand 10 muß dann aber am Emitter des Transistors 12 angeschlossen sein, und dieser Emitter
muß dann über einen Widerstand (in der Zeichnung nicht dargestellt) mit dem Speisespannung führenden
Anschluß 23 verbunden sein. Die Widerstände 27 und 23 können entfallen. Es muß dann ein Wider
stand ?1 — wie in F i g. 6 mit unterbrochenen Linien
dargestellt - verwendet werden.
Falls bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 3, 4,
5 und 6 die Basis des Transirtors 9 zu niederohmig ist, so kann in an sich bekannter Weise ein Emitter
foiger vorgeschaltet oder ein Feldeffekttransistor an
statt des npn-Transistors 9 verwendet werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Einrichtung zur Abgabe einer Referenzspannung in einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung zur
Beeinflussung der Drehzahl eines Elektromotors, insbesondere für einen Waschmaschinenantrieb.
daduf1· gekennzeichnet, daß am Ausgang
(2) einer friggerschaltung nach einer konstanten Ausgangsspannung (U]) ein ansteigender nacheinander
drei ausgeprägte Spannungswerte (U2-UJ aufweisender Spannungsverlauf dadurch herstellbar
ist. daß durch Aufladen eines Kondensators (6) die Ausgangsspannung, die zugleich die Steuerspannung
eines ersten Transistors (91 ist. auf einen ersten Spannungswert (U3) ansteigt, bis beim
Durchschalten dieses und eines weiteren Transistors (9, 12) durch Rückkopplung ein Spannungssprung
auf -inen zweiten Snannunaswert (U1) erzeugt
wird, und daß ein dritter Spanriungswert
(U3) durch weitere Aufladung des Kondensators (6) erreichbar ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Basiskreis des einen Transistors (9) und der Kollektorkreis des anderen Transistors (12) mit einem Speisespannung führenden
Anschluß (24) gemeinsam mittels eines Kondensators (6) verbunden sind, der zeitweise durch Schließen eines Kontaktes (7,7') unwirksam gemacht
wird.
3. Einrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Transistoren
(9, 12) ein npn-Transistor, ehr andere ein pnp-Transistor ist.
4. Einrichtung nath den Ansprüchen J bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sprunghafte Teil
des Spannungsanstieges durch den Spannungsabfall eines Kollektorstromes an mindestens einem
Widerstand (z. B. 5) erreicht wird.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sprunghafte feil
des Spannungsanstieges durch einen zusätzlichen Kondensator (25) erreicht wird, der parallel zu
einem eine zweite Zeitkonstante bestimmenden Widerstand (13) liegt.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der drei Spannungsverläufe durch kurzzeitiges Schließen des
einen Kontaktes (7^ auf den Wert der konstanten
Ausgangsspannung zurückführbar ist und sofort nach öffnung des Kontaktes (T) die Ausgangsspannung wieder zu steigen beginnt.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kontakt (T) bei Unwucht der getriebenen Elemente, z. B. einer Waschtrommel, schließbar ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Kontakt (7)
programmabhängig betätigbar ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1360670 | 1970-09-14 | ||
CH1360670A CH524278A (de) | 1970-09-14 | 1970-09-14 | Einrichtung zur Abgabe einer veränderlichen Referenzspannung in einer Steuereinrichtung zur Beeinflussung der Drehzahl eines Elektromotors |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2109603A1 DE2109603A1 (de) | 1972-03-16 |
DE2109603B2 DE2109603B2 (de) | 1972-10-26 |
DE2109603C true DE2109603C (de) | 1973-05-17 |
Family
ID=
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