DE2310949B1 - Waschautomatenantrieb mit einem polumschaltbaren Kondensatormotor - Google Patents

Waschautomatenantrieb mit einem polumschaltbaren Kondensatormotor

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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/04Asynchronous induction motors for single phase current
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    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30Driving arrangements 
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Description

  • Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß bei einem polumschaltbaren Motor bei Betrieb mit der niederpoligen Wicklung, d. h. bei hoher Drehzahl, die vom Netz getrennte hochpolige Wicklung durch Zuschaltung eines Kondensators in Selbsterregung bringbar ist und als elektrodynamische Bremse wirkend dazu benutzt werden kann, die ansonsten sich frei einstellende, der niedrigen Polpaarzahl entsprechenden Drehzahl, zu vermindern; in vorteilhafter Weise wird als Kondensator der an sich vorhandene, bei Betrieb der hochpoligen Wicklung notwendige, jedoch bei Betrieb der niederpoligen Wicklung sonst nicht genutzte Anlauf- und/oder Betriebskondensator verwendet, der ohne zusätzliche Schaltmittel zur Einstellung einer Zwischendrehzahl zuschaltbar ist.
  • Zur gezielten Einstellung bestimmter Zwischendrehzahlwerte ist es vorteilhaft, daß der Betriebskondensator unterteilt ist und nur Teilkapazitäten der vom Netzt getrennten hochpoligen Wicklung im Sinne der Einstellung eines bestimmten Wertes der Zwischendrehzahl bei Betrieb mit ans Netz angeschlossener niederpoliger Wicklung zuschaltbar sind.
  • Durch den erfindungsgemäßen Waschautomatenantrieb ist es mit einfachen Mitteln möglich, beim Übergang vom Wasch- auf den Schleuderbetrieb vor Erreichen der Entschleuderdrehzahl zunächst eine Zwischenschleuderdrehzahl einzustellen, bei der einerseits schon eine wesentliche Entwässerung des Waschgutes erreicht wird und andererseits auf Grund der verringerten Drehzahl sich Unwuchtbelastungen noch nicht zu stark dynamisch auswirken können. Die nach Abschaltung des Kondensators sich frei einstellende Maximaldrehzahl im Schleuderbetrieb kann dann, beispielsweise durch Änderung der Riemenübersetzung derart gewählt werden, daß diese Drehzahl merklich höher liegt als die hinsichtlich der mechanischen Belastung mögliche Endschleuderdrehzahl ohne die erfindungsgemäße Zwischenschleuderdrehzahl.
  • Eine Anpassung der Drehzahl für den Waschbetrieb erfolgt dann beispielsweise durch Änderung des der hochpoligen Wicklung nachgeschalteten Getriebes. Da nach Übergang der betriebsmäßig eingestellten Zwischenschleuderdrehzahl auf die höhere Endschleuderdrehzahl durch Abschalten des der hochpoligen Wicklung zugeschalteten Kondensators das Waschgut bereits stark entwässert ist, sind die mechanischen Belastungen trotz jetzt erhöhter Endschleuderdrehzahl wesentlich geringer.
  • Zweckmäßigerweise sind bei einer zweisträngigen Einphasenwicklung für den hochpoligen Wicklungsteil die Wicklungsstränge der hochpoligen Wicklung in Reihe geschaltet und dann über den zugeschalteten Kondensator bzw. Kondensatorteil kurzgeschlossen.
  • Um gegebenenfalls eine zu hohe Leistungsaufnahme und Erwärmung des »gebremsten« Antriebsmotors bei Betrieb mit seiner niederpoligen Drehzahl vermeiden zu können, ist vorgesehen, daß die niederpolige Wicklung im »gebremsten Betrieb« in Reihe mit einer Zusatzwicklung ans Netz anschließbar ist.
  • Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kondensator zumindest teilweise derart ausgelegt ist, daß die Zwischendrehzahl etwa der Drehzahl, bei der die ungebremste niederpolige Wicklung ihr maximales Drehmoment abgibt, was insbesondere bei dem eingangs genannten 4/2-polumschaltbaren Getriebemotor etwa dem 0,8-fachen Wert der bei Anwendung der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung möglichen Maximaldrehzahl entspricht.
  • Um das maximal mögliche Hochlaufmoment beim Übergang vom Wasch- auf den Schleuderbetrieb aus- nutzen zu können, ist eine besondere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang vom hochpoligen auf den niederpoligen Betrieb der Kondensator und zumindest teilweise gegebenenfalls die Zusatzwicklung erst bei Erreichen des dem maximalen Moment der ungebremsten niederpoligen Wicklung entsprechenden Drehzahlwertes zugeschaltet ist. Diese Maßnahme ist auch dann von Vorteil, wenn trotz merklicher netzseitiger Unterspannung noch auf jeden Fall ein sicherer Hochlauf gewährleistet werden soll.
  • In besonders einfacher Weise kann dabei der Übergang von der freien zur »gebremsten« Drehmoment-Drehzahl-Kennlinie dadurch erfolgen, daß die zumindest teilweise Zuschaltung des Kondensators zur Abbremsung der maximalen Schleuderdrehzahl auf die Zwischenschleuderdrehzahl in Abhängigkeit von einem Zeitglied vorgesehen ist.
  • Soll eine zusätzliche Sicherheit erreicht werden, so ist im Einzelfall zweckmäßig, daß die Umschaltung von der niedrigen Zwischendrehzahl auf die hohe Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung in Abhängigkeit von einer Unwuchtmeßeinrichtung erst bei Unterschreitung eines Unwuchtmindestwertes vorgesehen ist.
  • Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden in der Zeichnung an Hand von Prinzipschaltbildern und Kennlinienverläufen eines entsprechenden Waschautomatenantriebs näher erläutert. Darin zeigt F i g. 1 ein Prinzipschaltbild in der Betriebsstellung »W« (Waschen), Fig. 2 das Prinzipschaltbild nach Fig. 1 in der Betriebsstellung »S.,« (maximale Schleuderdrehzahl), F i g. 3 das Prinzipschaltbild nach F i g. 1 und 2 in der Betriebsstellung »sol« (Zwischenschleuderdrehzahl) Fig. 4 die Kennlinien der Motordrehzahl MMOt bzw. Waschtrommeldrehzahl MTr als Funktion des Motordrehmomentes MMot in den Betriebsstellungen W, S1,S.3nachFig.lbis3.
  • Gleiche Teile sind in den Fig. 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die F i g. 1 bis 3 zeigen das Prinzipschaltbild eines an das speisende Netz R, Mp anschließbaren 4/2-polumschaltbaren Einphasen-Kondensatormotors für einen Waschautomatenantrieb mit einer niederpoligen, einsträngigen Wicklung 1 für den Schleuderbetrieb und einer hochpoligen Wicklung 2 für den Waschbetrieb mit den beiden Wicklungssträngen 21, 22. Durch spezielle Auslegung des Elektromotors und Verwendung eines Zwischengetriebes wird die Motordrehzahl im Waschbetrieb auf die Trommeldrehzahl von 50 IJ,'min und im Schleuderbetrieb auf 1000 min reduziert (Fig.4), derart, daß sich ein einwandfreier Übergang vom Wasch- in den Schleuderbetrieb auch bei einsträngig ausgeführter Schleuderwirkung ergibt.
  • In an sich bekannter Weise sind die beiden ersten Pole der Wicklungsstränge 21, 22 der hochpoligen Wicklung 2 an die eine Phase Mp des speisenden Netzes R, Mp angeschlossen. Parallel zu den beiden zweiten Polen der hochpoligen Wicklung 2 ist über einen Kondensatorschalter 6 der in zwei parallele Teilkapazitäten 31, 32 aufgeteilte Betriebskondensator 3 anschließbar. Die beiden zweiten Pole der zweisträngigen hochpoligen Wicklung 2 sind über einen Reversierschalter 7 wechselweise je nach gewünschter Drehrichtung über einen ersten Programmschalter 9 an die andere Phase R des speisenden Netzes R, Mp anschließbar. In üblicher Weise ist auch die zweipolige, im vorliegenden Fall einsträngig ausgeführte niederpolige Wicklung 1 über einen zweiten Programmschalter 8 an das speisende Netz R, Mp anschließbar. An Stelle eines direkten Anschlusses des einen Endes der niederpoligen Wicklung an die Phase R über den zweiten Programmschalter 8 kann dieser Anschluß auch über eine Zusatzwicklung 4 und einen Zusatzschalter 5 bei dann geöffnetem zweiten Programmschalter 8 erfolgen. Sämtliche Schalter entsprechen in der praktischen Ausführung eines Waschautomatenantriebs üblicherweise jeweils von einem Programmsteuergerät in bestimmtem Ablauf betätigten Kontakten.
  • Fig. 1 zeigt die Schaltstellung » W« (Waschbetrieb); die Schalter 9, 6, 10 sind geschlossen, die Schalter 5 und 8 geöffnet, so daß die niederpolige Wicklung vom Netz getrennt ist; der Reversierschalter 7 wechselt seine Schaltstellung entsprechend dem gewünschten Waschrhythmus. Die hochpolige Wicklung 2 arbeitet in üblicher Weise als Kondensatormotor mit zugeschaltetem Betriebskondensator 3.
  • Gemäß Fig. 2 arbeitet der Antrieb in der Schaltstellung »S~,a (maximale Schleuderdrehzahl), d. h., daß in üblicher Weise durch Öffnen des ersten Programmschalters 9 die hochpolige Wicklung vom Netz R, Mp und durch Öffnen des Kondensatorschalters 6 der Betriebskondensator 3 von der hochpoligen Wicklung 2 abgetrennt ist, während durch Schließen des zweiten Programmschalters 8 die einsträngige, zweipolige Wicklung 1 direkt an das speisende Netz R, Mp angeschlossen ist.
  • Zur Einstellung einer gewünschten Zwischenschleuderdrehzahl »S,« kann nun erfindungsgemäß vor Erreichen der Maximalschleuderdrehzahl »s2 « der vom Netz R, Mp getrennten hochpoligen Wicklung 2 eine Teilkapazität 31 der an sich vorhandenen Betriebskapazität 3 durch Schließen des Kondensatorschalters 6 zugeschaltet werden, derart, daß die beiden Stränge 21, 22 der hochpoligen Wicklung 2 in Reihe geschaltet und über die Teilkapazität 31 kurzgeschlossen sind. Im Sinne einer Selbsterregung fließt dann in dieser Wicklung 21, 22 ein Wechselstrom, obwohl die Wicklung selbst nicht gespeist, sondern über die passive Impedanz eines Kondensators kurzgeschlossen ist; der Antriebsmotor wirkt dabei teilweise als elektrodynamische Bremse.
  • Es ergibt sich eine Schleuderdrehzahl gemäß dem Kennlinienverlauf St unterhalb der sich ansonsten bei voll abgeschaltetem Betriebskondensator frei einstellenden Schleuderdrehzahl gemäß dem Kennlinienverlauf So, deren Wert durch die Größe der gezielt zugeschalteten Teilkapazität bestimmt werden kann; für eine derartig gezielte Zuschaltung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein in Reihe mit der zweiten Teilkapazität 32 liegender erster Zusatzschalter 10 vorgesehen, der im Waschbetrieb geschlossen und zur Einstellung einer Zwischenschleuderdrehzahl S1 geöffnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die an sich vorhandene Betriebskapazität von 10 I1F in zwei parallele Teilkapazitäten von jeweils 5 s1F aufgeteilt. Die niederpolige Wicklung 1 ist gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 nicht direkt über den Programmschalter 8, sondern über die Zusatzwicklung 4 und einen zweiten Zusatzschalter 5 an die Phase R des speisenden Einphasennetzes angeschlossen, derart, daß insbesondere bei längerem Betrieb mit »gebremster« Schleuderdrehzahl im Sinne einer verminderten Speisespannung der Strom und die Erwärmung des Motors reduziert werden. Durch das erfindungsgemäße Zuschalten der einen Teilkapazität von 5 uF ergibt sich eine Zwischenschleuderdrehzahl von etwa 800 U/min gegenüber einer sich ansonsten frei einstellenden maximalen Schleuderdrehzahl von 1000 Uimin.
  • Fig. 4 zeigt den jeweiligen Momentenverlauf MM., des Motors in Abhängigkeit von der Motordrehzahl nMOf bzw. der Waschtrommeldrehzahl n wobei im letzten Fall im Waschbetrieb die Drehzahlreduzierung durch das dann voll arbeitende Getriebe zu berücksichtigen ist. Die Kennlinie » W« zeigt den Momentenverlauf bei eingeschalteter hochpoliger Wicklung gemäß Fig. 1, die Kennlinie Sl den Momentenverlauf bei Schaltung des Antriebs gemäß Fig. 3 und die Kennlinie S2 den Momentenverlauf bei Schaltung des Antriebs gemäß F i g. 2.
  • Durch den stark ausgezogenen Kurvenverlauf soll schematisch eine zweckmäßige Betriebssteuerung eines erfindungsgemäßen Waschautomatenantriebs gekennzeichnet werden. Der Motor läuft zunächst auf der Kennlinie »Wa bei Schaltung gemäß Fig. 1 bis zum Nennmoment des Waschbetriebs hoch, nach dem anschließenden Umschalten in die Schaltstellung gemäß Fig. 2 erfolgt der Übergang vom Wasch- in den Schleuderbetrieb unter allmählichem Abschalten des Getriebes einerseits und Greifen der Fliehkraftkupplung zwischen Motorwelle und Waschtrommelwelle andererseits, so daß die Trommel zunächst gemäß der Kennlinie S2 mit maximalem Moment beschleunigen kann. Etwa bei Erreichen des maximalen Momentes des nach Fig. 2 an das Netz angeschlossenen Antriebsmotors wird auf die Schaltung nach F i g. 3 umgesteuert. Die Waschtrommeldrehzahl stellt sich danach nach der Kennlinie Sl auf eine Zwischenschleuderdrehzahl von etwa 800 U/min ein. Bei dieser Drehzahl wird die zu schleudernde Wäsche schon zum größten Teil entwässert, so daß bei dem anschließenden erneuten Umsteuern auf die Schaltung gemäß Fig. 2 die Waschtrommel ohne übermäßige mechanische Belastung auf Grund hoher Wäscheunwucht bis zu einer Drehzahl von 1000 U/min weiter beschleunigt werden kann.
  • Auf diese Weise ist es möglich, beispielsweise einen mechanisch an sich nur für eine Maximaldrehzahl von 800 U/min ausgelegten und herkömmlich direkt angesteuerten Waschautomatenantrieb durch eine einfache Zuschaltung eines an sich vorhandenen Kondensators zunächst mit einer Zwischenschleuderdrehzahl von 800 U/min zu betreiben und die Maximaldrehzahl auf 100U/min heraufzulegen, ohne bei ansonsten unverändertem Antrieb eine mechanische Überbelastung befürchten zu müssen.

Claims (8)

  1. Patentansprüche: 1. Waschautomatenantrieb mit einem polumschaltbaren Kondensatormotor mit einer hochpoligen Wicklung für den Wasch- und einer niederpoligen Wicklung für den Schleuderbetrieb, insbesondere mit einem 4/2-polumschaltbaren Einphasen-Getriebemotor, bei dem zumindest ein Kondensator der hochpoligen Wicklung im Waschbetrieb zugeordnet ist, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß bei Betrieb der niederpoligen Wicklung (1) der dann vom Netz (R, Mp) getrennten hochpoligen Wicklung (2) der Kondensator (3) zumindest teilweise im Sinne einer Abbremsung der sich ansonsten frei einstellenden Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung auf eine Zwischendrehzahl zuschaltbar ist.
  2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (3) unterteilt ist und nur Teilkapazitäten (31 bzw. 32) im Sinne einer Einstellung eines bestimmten Wertes der Zwischendrehzahl zugeschaltet sind.
  3. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsstränge (21, 22) der hochpoligen Wicklung (2) eines Einphasenmotors in Reihe schaltbar und über den zugeschalteten Kondensator (3) bzw. Kondensatorteil (31 bzw. 32) kurzschließbar sind.
  4. 4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Sinne einer Abbremsung zugeschaltetem Kondensator (3) die niederpolige Wicklung (1) in Reihe mit einer Zusatzwicklung (4) an das Netzt (R, Mp) anschließbar ist.
  5. 5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (3) zumindest teilweise derart ausgelegt ist, daß die Zwischendrehzahl etwa der Drehzahl entspricht, bei der die ungebremste niederpolige Wicklung (1) ihr maximales Drehmoment abgibt.
  6. 6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Übergang vom hochpoligen auf den niederpoligen Betrieb der Kondensator (3) und gegebenenfalls die Zusatzwicklung (4) erst bei Erreichen des dem maximalen Moment der ungebremsten niederpoligen Wicklung (1) entsprechenden Drehzahlwertes zugeschaltet sind.
  7. 7. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 6, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest teilweise Zuschaltung des Kondensators (3) zur Einstellung der Zwischendrehzahl in Abhängigkeit von einem Zeitglied vorgesehen ist.
  8. 8. Antrieb nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von der Zwischendrehzahl auf die Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung (1) in Abhängigkeit von einer Unwuchtmeßeinrichtung erst bei Unterschreitung eines Unwuchtmindestwertes vorgesehen ist.
    Die Erfindung bezieht sich auf einen Waschautomatenantrieb mit einem polumschaltbaren Kondensatormotor mit einer hochpoligen Wicklung für den Wasch- und einer niederpoligen Wicklung für den Schleuderbetrieb, insbesondere mit einem 4/2-polumschaltbaren Einphasen-Getriebemotor, bei dem zumindest ein Kondensator der hochpoligen Wicklung im Waschbetrieb zugeordnet ist. Ein solcher Antrieb ist im Siemens-Prospekt Nr. 418/219, Februar 1968, »Ein neuer Antrieb für Waschvollautomaten«, beschrieben.
    Bei derartigen Antrieben ist man bekanntlich bemüht, bei bestimmter geforderter Mindestdrehzahl der Waschtrommel im Waschbetrieb eine möglichst hohe Drehzahl im Schleuderbetrieb zur Erzielung eines guten Trocknungseffektes zu erreichen. Dazu arbeitet bei dem bekannten 4/2-polumschaltbaren Waschautomatenantrieb der polumschaltbare Motor mit seiner 4poligen Wicklung über ein Planetengetriebe, einen Freilauf, eine Abtriebsscheibe und einen Keilriemen auf die Waschtrommel, während die Schleuderdrehzahl nach Umschalten auf die zweipolige Wicklung dadurch erzielt wird, daß über eine dann greifende Fliehkraftkupplung unter Abschaltung der Getriebestufe durch den Freilauf eine direkte Kopplung mit der Abtriebsscheibe hergestellt ist.
    Durch spezielle Auslegung des mit diesem Getriebe zusammenarbeitenden, polumschaltbaren Elektromotors benötigt der Motor zweipolig kein Anlaufmoment; ein Kondensator für den Schleuderbetrieb kann daher entfallen. Es ist lediglich ein Kondensator kleiner Kapazität (etwa 8 oder 10 s1F je nach geforderter Waschleistung) erforderlich.
    Auch bei anderen Ausführungen von Waschautomatenantrieben ist im allgemeinen davon auszugehen, daß auf einen der hochpoligen Wicklung im Waschbetrieb zugeordneten Kondensator (Anlauf- und/oder Betriebskondensator) nicht verzichtet werden kann.
    Zur weiteren Spreizung des Drehzahlverhältnisses der Waschtrommel bei gleichbleibender Mindestdrehzahl im Waschbetrieb könnte man die Riemenübersetzung verringern und gleichzeitig die Speisespannung der hochpoligen Wicklung takten oder die Polpaarzahl dieser Wicklung bzw. die Getriebeübersetzung entsprechend anpassen. Neben dem zusätzlichen elektrischen und mechanischen Aufwand wäre in diesem Fall auch den bei höheren Schleuderdrehzahlen verstärkt auftretenden Unwuchtbelastungen des zunächst noch feuchten und relativ zur Schleuderachse unsymmetrisch verteilten Waschgutes durch eine stärkere mechanische Auslegung des Waschautomaten Rechnung zu tragen.
    Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit demgegenüber einfacheren Mittel bei einem Antrieb der eingangs genannten Art die Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung erhöhen zu können, ohne besondere zusätzliche Erfordernisse hinsichtlich der mechanischen Festigkeit eines solchen Antriebes erfüllen zu müssen.
    Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß bei Betrieb der niederpoligen Wicklung der dann vom Netz getrennten hochpoligen Wicklung der Kondensator zumindest teilweise im Sinne einer Abbremsung der sich ansonsten frei einstellenden Maximaldrehzahl der niederpoligen Wicklung auf eine Zwischendrehzahl zuschaltbar ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2317799A1 (fr) * 1975-07-07 1977-02-04 Siemens Ag Moteur electrique monophase avec commutation du nombre des poles dans le rapport 2:1
FR2456158A1 (fr) * 1979-05-08 1980-12-05 Siemens Ag Programmateur pour machines a laver

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FR2317799A1 (fr) * 1975-07-07 1977-02-04 Siemens Ag Moteur electrique monophase avec commutation du nombre des poles dans le rapport 2:1
FR2456158A1 (fr) * 1979-05-08 1980-12-05 Siemens Ag Programmateur pour machines a laver

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