DE2111717A1

DE2111717A1 - Einrichtung zur Steuerung eines an einem Wechselstromnetz liegenden elektrischen Motors

Info

Publication number: DE2111717A1
Application number: DE19712111717
Authority: DE
Inventors: Konstantin Dipl-Phys Dr Apel
Original assignee: Holzer Patent AG
Current assignee: Holzer Patent AG
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-03-11
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DE2111717C3; DE2111717B2; CH519824A

Description

Einrichtung zur Steuerung eines an einem Wechselstromnetz liegenden elektrischen Motors Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, insbesondere in Programmschaltgeräten, zur Steuerung eines an einem Wechselstromnetz liegenden elektrischen Motors in Abhängigkeit von einem elektrischen- Meßwert.
Die elektrischen Antriebsmotoren von Programmschaltgeräten, wie sie z.B. in Wasch- und Geschirrspülmaschinen verwendet werden, mussen in Abhängigkeit von Meßgrößen, die in diesen Maschinen auftreten, geschaltet werden. Solche Meßgrößen sind z.B. die Temperatur der Wasch- bzw. Spülflüssigkeit oder der Wasserstand. Seit langem werden diese Motoren mitteils mechanischer Schalter gesteuert, die ihrerseits mit Ausdehnungsmedien, Druckdosen, bimetallischen Mebeln usw.
zusammenarbeiten, Weiterhin ist es bekannt, elektronische Schaltkreise zu verwenden, die auf die Meßgrößen reagieren; solche Mefkieise können aber nur unter zusätzliche Ärer wendunjg von Relais oder Leistungshalbleitern die Motoren schalten. Es ist auch schon ein Verfahren vorgeschlagen worden, den Netztransformator des elektronischen Kreises als Schalter für den Motor zu verwenden.
Mechanische Schalter arbeiten sehr ungenau, sind störanfällig und nicht sehr verschleißfest. Ihre Ausßenabmessungen sind sehr groß und die Notwendigkeit, die mechanischen Schalter beispielsweise mit Druckleitungen zu verbinden führt dazu, daß die Unterbringung solcher Schalter zu-erheblichen Schwierigkeiten führt.
Elektronische Schalter weisen im allgemeinen einen zu großen Aufwand auf. Durch Transformatoren werden die Einheiten zu schwer und zu groß. Wenn daruber hinaus noch Relais verwendet werden müssen, dann steigt die Betriebsunsicherheit dadurch, daß die Relaiskontakte zeitweise kleben bleiben, sich schnell abnützen und großer Funkenbildung unterliegen.
Außerdem sind einfach aufgebaute Relais nicht lageunabhängig und nicht gegen Verschmutzung von außen sowie feuchte Atmosphäre hinreichend geschützt, Es ist dahe Aufgabe dee Erfindung, eine elektronische Steuerdung zu schaffen, die unter Vermeidung der o.g. I;tachteile ohne Transformator, Relais und Leistujngshalbleiter auskommt.
Die Schaltung soll sehr sicher arbeiten und so platzsparend, aufgebaut werden, daß sie in don o.g. hauschaltsgeräten leicht untergebracht werden kann. Erfindungsgemäß werden vorstehend genannte Aufgaben dadurch gelöst, daß der Motor im Diagonalzweig einer Brückenschaltung liegt, deren einer Längszweig von einem Graetzgleichrichter gebildet wird, der die Speisespannung für einen Trigger erzeugt, und daß ,der Trigger bei Erreichen eines vorgewählten Meßwertes von einem Zustand geringer Stromaufnahme in einen Zustand größerer Stromaufnahme gesteuert wird.
Eine zweckmäßige Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß der Trigger zwei Transistoren enthält, die gleichspannungsmäßig in Reihe liegen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung enthält der Trigger einen npn-Transistor und einen pnp-Transistor.
Eine andere Ausbildung der' Erfindung sieht vor, daß ein Meßwertfühler vorhanden ist, der in einem Rücldkopplungszweig des Triggers liegt.
Nach einer anderen Ausbildung der Erfindung werden anstatt zweier Brückenwiderstände Kondensatoren verwendet.
Der Anmeldungsgegenstand weist gegenüber bekannten Einrichtungen den Vorteil auf, daß er sehr platzsparend aufgebaut werden kann, mit wenigen und sehr kostengünstigen Einzelteilen herstellbar ist und praktisch wartungsfrei arbeitet. weuchte Atmosphäre, wie sie besonders in Wasch-und Geschirrspülmaschinen auftritt, beeinträchtigt die Funktion des Anmeldungsgegenstandes nicht. Weiterhin weist die Erfindung den Vorteil auf, daß die Einrichtung an beliebiger Stelle des Haushaltsgerätes untergebracht werden kann, da zwischen Fühler und Trigger nur elektrische Verbindung notwendig ist.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles mittels einer Zeichnung erläutert. An einem Wechselstromnetz 1 liegt eine Bruckenschaltung mit einem Motor 3 im Diagonal-Zweig. Die Brücke ist z.B. aus Widerständen 4, 5, 6 und aus dem an den Klemmen eines GleicVhrichters 7 entstehenden ge Widerstand bildet. Der Gleichrichter 7 liefert die Speisespannung für einen Trigger. Als Trigger können verschiedene, bekannte Schaltungen verwendet werden. Der Mozeldungsgegenstand wird aber an einem bestimmten AusfühY>ngsbeispiel erläutert.
Zunächst sei angenommen, daß der Trigger nur relativ wenig Ruhestrom aufnimmt. Der am Gleichrichter 7 erscheinende BrückenvJiderst<and ist sehr hoch. Die Brücke ist so dimensioniert, daß sie in diesem Zustand abgeglichen ist. Der Motor 3 erhält also keine Spannung und steht still. Spricht der Trigger auf einen Meßwert an und schlägt in den anderen Zustand um, so vergrößert sich seine Stromaufnahme, Hierbei sinkt der Widerstand am Graetzgleichrichter 7, die Brücke wird verstimmt, und er-Motor 3 läuft an.
Damit der Leistungsverbrauch in den Brückenwiderständen klein ist, soll der Spannungsabfall am Graetzgleichrichter 7 möglichst groß sein. Diese Spannung ist jedoch dadurch begrenzt, daß die meisten Transistoren nur für niedrige Sp>nnungen (in der Größenordnung von etwa 40 V) geeignet sind.
Die Triggerschaltung des Ausführungsbeispieles weist aber den Vorteil auf, mit relativ hoher Spannung arbeiten zu können, obwohl die Halbleiter nur für niedrige Spannungen geeignet sind. Dies wird dadurch erreicht, daß zvei Transistoren 13 und 14 gleichstrommäßig in Reihe liegen.
Die von dem Graetzgleichrichter 7 abgegebene Gleichspannung wird durch Kondensatoren 8 und 9 in zrei Teile aufgeteilt. Zwei Widerstände 10 und 11 sind hocholirig und machen hierdurch die verschiedenen Isolationswiderstände der Kondensatoren wirkungslos. Im Trigger kommen ein npn-Transistor 13 und ein pnp-Transistor 14 zur Anwendung. Die Rückkopplungszweige (Widerstände 16, 17, 18, 19) verlaufen jeweils vom Kollektor des einen Transistors zur Basis des anderen Transistors. Dabei stellt z.B. der Widerstand 16 einen Meßwertfühler dar, beispielsweise einen temperaturabhängigen Widerstand. Der Einstellwiderstand 17 kann zur Meßwertwahl dienen. Selbstverständlich können fühler 16 und Einstellwiderstand 17 an anderen Stellen der Xückkopplungszweige lie-gen.
Die Aufteilung der Speisespannung durch die Kondensatoren 8 und 9 hat nur den Zweck, zu vermeiden, daß sich die Transistoren 13 und 14 während des Umschlagens des Triggers die Speisespannung kurzzeitig ungleichmäßig teilen. Bei Transistoren, die weitgehend symmetrisch sind, genügt daher c i n Kons@@@otor, der direkt an den Ausgange Graetzgleichrichters 7 liegt.
Im Ruhezustand des Triggers rsind beide Transistoren gesperrt, im anderen Zustand sind beide Transistoren durchgeschaltet.
Der Motor 3 weist häufig eine große induktive Komponente auf. Die beiden Brückenwiderstände 4 und 5 können dann vorteilhafterweise durch Kondensatoren 4' und 5' ersetzt werden. Der eine der beiden Kondensatoren 4' kann dann so dimensionie-r-t werden, daß die von ihm und der Motorinduktivität bestimmte Resonanzfrequenz in der Nähe der Netzfrequenz liegt. Das Schaltverhalten wird hierdurch verbessert.
5 Patentansprüche 1 Bl. Zeichng. mit einer Fig.

Claims

P«tentan3nrtiche

S Binrichtlmg, insbesondere in :Prograinmschaltgeräten, zur Steuerung eines an einem Wechselstromnetz liegenden elektrischen Motors in Abhängigkeit von einem elektrischen Meßwert; d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Motor (3) im Diagonalzweig einer Brückenschaltung liegt, deren einer Längszweig von einem Graetzgleichrichter -(7) gebildet wird, der die Speisespannung für einen Trigger erzeugt, und daß der Trigger bei Erreichen eines vorgewählten Meßwertes von einem Zustand geringer Stromaufnahme in einen Zustand größerer Stromaufnahme gesteuert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.

daß der Trigger zwei Transistoren (13, 14) enthält, die gleichspannungsmäßig in Reihe liegen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ekennzeichnet, daß der Trigger einen npn-Transistor (13) und einen pnp-Transistor (14) enthält.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßwertfühler (16) vorhanden ist, der in einem Rückkopplungszweig des Triggers liegt.

Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstatt zweier Brückenwiderstände (4, 5) Kondensatoren (4', 5') verwendet werden.

L e e r s e i t e