DE2348880A1 - AUTOMATIC WASHING MACHINE - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Waschautomatenantrieb mit einem über eine steuerbare Halbleiterschaltungsanordnung aus einem Einphasennetz gespeisten, drehzahlsteuerbaren Reihenschluß-Kommutatormotor. The invention relates to an automatic washing machine drive with a controllable semiconductor circuit arrangement a single-phase network fed, speed-controllable series-wound commutator motor.
Derartige Antriebe enthalten üblicherweise neben dem eigentlichen Antriebsmotor zur Einstellung der jeweils vorgesehenen Drehzahl einen Leistungsteil, der in Abhängigkeit von mehreren Sollwerten über einen Drehzahlregler derart ausgesteuert wird, daß sich durch Änderung des Motorstroms ein oder mehrere Arbeitsdrehzahlen der Waschtrommel im Wasch- und/oder Schleuderbetrieb erreichen lassen.Such drives usually contain in addition to the actual Drive motor for setting the speed provided in each case, a power unit that depends on several Setpoints are controlled by a speed controller in such a way that one or more changes in the motor current Allow the washing drum to reach working speeds in washing and / or spinning mode.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem Waschautomatenantrieb der eingangs genannten Art mit einfachsten Mitteln die Übergangszeit von einer höheren auf eine niedrigere Betriebsdrehzahl verringern und insbesondere bei einem Schleuderbetrieb mit mehreren aufeinanderfolgenden Hochläufen die Zeit zwischen dem Ende des einen Schleudergangs und dem Stillstand der Waschtrommel verkürzen zu können.The object of the present invention is to drive a washing machine drive of the type mentioned above, the transition period from a higher to a lower one with the simplest means Reduce the operating speed and especially in the case of a spin operation with several successive start-ups To be able to shorten the time between the end of a spin cycle and the standstill of the washing drum.
Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch möglich, daß beim Übergang von einer höheren auf eine niedrigere Betriebsdrehzahl bei ansonsten unveränderter Schaltung die Ankerwicklung des Reihenschluß-Kommutatormotors kurzechließbar ist. In einfachster Weise wird dazu lediglich ein einpoliger Kurzschließer zwischen den äußeren Anschlußklemmen der Ankerwicklung vorgesehen.The solution to this problem is possible according to the invention by that when changing from a higher to a lower operating speed with otherwise unchanged circuit the Armature winding of the series commutator motor is short-circuit closable. In the simplest way, only a single pole is used for this Short circuiter provided between the outer terminals of the armature winding.
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In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß im Bremsbetrieb bei kurzgeschlossener Ankerwicklung der Erregerstrom über die an sich vorhandene steuerbare Halbleiterschaltungsanordnung im Sinne eines bestimmten Bremsmomentenverlaufs Steuer- und/oder regelbar ist. Da die Erregerwicklung über die an sich vorhandene steuerbare Halbleiterschaltungsanordnung auch im Bremsbetrieb an die Einphasen-Wechselstromquelle angeschlossen ist, ist eine Beeinflussung des Bremsmomentes - im Gegensatz beispielsweise zu einer Widerstandsbremsung mit vom Netz getrennter Anker- und Feldwicklung und dann notwendiger, zusätzlicher und aufwendiger Leistungsregelstufe zur Beeinflussung eines dann fließenden Erreger-Gleichstromes - mit der an sich vorhandenen, für die Drehzahlregelung im Motorbetrieb vorgesehenen und wegen ihres Anschlusses an eine Wechselstromspeisespannung einfacher aufgebauten Schaltungsanordnung in einfachster Weise möglich.Advantageously, it is provided that in braking operation with a short-circuited armature winding, the excitation current via the existing controllable semiconductor circuit arrangement in the sense of a specific braking torque curve control and / or is adjustable. Since the excitation winding is also in braking operation via the controllable semiconductor circuit arrangement that is present is connected to the single-phase alternating current source, is an influence on the braking torque - in contrast, for example to a resistance braking with the armature and field winding separated from the mains and then necessary, additional and complex power control stage to influence a then flowing excitation direct current - with the actually existing, intended for speed control in motor operation and because of their connection to an alternating current supply voltage simple circuit arrangement possible in the simplest way.
Wird der Erregerstrom dabei drehzahlabhängig im Sinne eines mit fallender Motordrehzahl verstärkten Bremsmomentes geändert, so ist dadurch in vorteilhafter Weise eine optimale Auslegung des Bremsmomentenverlaufs unter Berücksichtigung der Momentencharakteristik der auslaufenden, aufgrund der Trommelreibung abgebremsten Waschtrommel erreichbar» indem das mit sinkender Drehzahl stark abnehmende, durch Reibungsverluste verursachte Bremsmoment durch ein entsprechend verstärktes Bremsmoment des mit seiner Ankerwicklung kurzgeschlossenen Reihenschluß-Kommutatormotors kompensiert wird. Zweckmäßigerweise wird dabei ein über den gesamten Drehzahlbereich weitgehend konstantes Bremsmoment an der Waschtrommel eingeregelt, das unter Berücksichtigung der an sich gegebenen mechanischen Festigkeit der Aufhängungs- und Übertragungsmittel der Antriebseinrichtung eine möglichst kurze Auslaufzeit gewährleistet. Eine weitere insbesondere hinsichtlich eines möglichst geringen gerätetechnischen Aufwandes zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom nach einer vorgegebenen Zeitfunktion Steuer- und/oder regelbar ist. Zweckmäßige rweise wird für die Zeitfunktion der über eine angestrebte,If the excitation current is changed as a function of the speed in the sense of a braking torque that increases with decreasing engine speed, this advantageously results in an optimal design of the braking torque curve, taking into account the torque characteristics the expiring one, due to the drum friction braked washing drum can be achieved »by the fact that it decreases sharply with decreasing speed, caused by friction losses Braking torque through a correspondingly increased braking torque of the series commutator motor short-circuited with its armature winding is compensated. Appropriately, a largely constant over the entire speed range Braking torque is regulated on the washing drum, taking into account the mechanical strength of the Suspension and transmission means of the drive device ensures the shortest possible run-out time. Another is an expedient embodiment of the invention, in particular with regard to the lowest possible expenditure on equipment characterized in that the excitation current can be controlled and / or regulated according to a predetermined time function. Appropriate For the time function, the desired,
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mittlere Auslaufzeit im Sinne einer unter Berücksichtigung der konstruktiven Daten des Waschgerätes möglichst kurzen Bremszeit jeweils notwendige Erregerstrom des im Bremsbetrieb mit kurz geschlossener Ankerwicklung arbeitenden Reihenschluß-Kommutatormotors festgelegt.Average run-out time in the sense of the shortest possible, taking into account the structural data of the washing device Braking time required excitation current of the series commutator motor working in braking mode with a short-circuited armature winding set.
Eine besonders günstig die technologischen Forderungen des vorgesehenen Waschautomatenantriebs erfüllende. Brems charakteristik ist ferner dadurch erzielbar, daß der Erregerstrom über die steuerbare Halbleiteranordnung während der Bremsung im Sinne eines während der Bremsung konstanten Ankerstroms vorgegeben wird.A particularly favorable one that fulfills the technological requirements of the intended washing machine drive. Braking characteristic can also be achieved in that the excitation current via the controllable semiconductor device during braking in the The meaning of a constant armature current during braking is specified.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert.The invention and further advantageous refinements are described below using an exemplary embodiment in FIG Drawing explained in more detail.
Darin zeigen in schematischer Darstellung:It shows in a schematic representation:
Figur 1 den Schaltungsaufbau des erfindunggemäßen Waschautomatenantriebs Figure 1 shows the circuit structure of the inventive washing machine drive
Figur 2 den Momentenverlauf M = f (n) der allein aufgrund der Trommelreibung (a) -sowie aufgrund der zusätzlich durch den Antriebsmotor mit kurzgeschlossener Ankerwicklung (b) abgebremsten Waschtrommel bei Regelung auf konstanten Ankerstrom.Figure 2 shows the torque curve M = f (n) solely due to the drum friction (a) as well as due to the additional through the drive motor with short-circuited armature winding (b) braked washing drum with regulation at constant Armature current.
Figur 1 zeigt einen an die Klemmen R, Mp eines Einphesen-WechseIspannungssystems über eine steuerbare Halbleiteranordnung 1 (Triac) in der einen Spannungsspeiseleitung angeschlossenen Reihenschlufi-Kommutatormotor mit in Reihe liegender Ankerwicklung 2 und Erregerwicklung 3 im sog. Motorbetrieli, d. h. bei nicht kurzgeschlossener Ankerwicklung 2. Zwischen den äußeren Anschlußklemmen 21, 22 der Ankerwicklung und den Kommutatoranschlüssen 23, 24 liegt ein Wendeschalter S1, der insbesondere für die periodische Drehrichtungsumkehr der Waschtrommel beim Waschbetrieb vorgesehen ist.Figure 1 shows a in-line commutator motor connected to the terminals R, Mp of a single-phase alternating voltage system via a controllable semiconductor arrangement 1 (triac) in a voltage supply line, with armature winding 2 and excitation winding 3 in series in so-called motor operation, i.e. with armature winding 2 not short-circuited Between the outer connection terminals 21, 22 of the armature winding and the commutator connections 23, 24 there is a reversing switch S 1 , which is provided in particular for the periodic reversal of the direction of rotation of the washing drum during washing operation.
509814/0608 - 4 -509814/0608 - 4 -
··'■· - 4 - . ' VPA 73/3277·· '■ · - 4 -. 'VPA 73/3277
Zwischen den äußeren Anschlußklemmen 21, 22 der Ankerwicklung ist erfindungsgemäß ein einfacher einpoliger Kurzschließer S2 vorgesehen, der im Bremsbetrieb schließbar ist, derart daß die Ankerwicklung 2 überbrückt und die Erregerwicklung 3 weiterhin über die steuerbare Halbleiterschaltungsanordnung 1 mit einem einstellbaren Wechselstrom aus dem speisenden Einphasennetz R, Mp versorgt werden kann.According to the invention, a simple single-pole short-circuiter S 2 is provided between the outer connecting terminals 21, 22 of the armature winding, which can be closed in braking mode, so that the armature winding 2 is bridged and the excitation winding 3 continues to be supplied via the controllable semiconductor circuit arrangement 1 with an adjustable alternating current from the feeding single-phase network R. , Mp can be supplied.
Im eigentlichen Motorbetrieb (Waschen oder Schleudern) ist der Kurzschließer S2 geöffnet; die Halbleiteranordnung wird über eine Stauerstufe 4 und gegebenenfalls einen weiterhin vorgeschalteten Regler 5, z. B. nach dem Prinzip der Phasenanschnittsteuerung, derart gesteuert, daß eine bestimmte Drehzahl der Waschtrommel erreicht und eingehalten wird. Dazu ist dem Regler 5 zumindest ein Drehzahl-Istwert zugeführt.In the actual engine operation (washing or spinning) the short circuiter S 2 is open; the semiconductor arrangement is controlled via a valve 4 and optionally a further upstream controller 5, e.g. B. according to the principle of phase control, controlled in such a way that a certain speed of the washing drum is reached and maintained. For this purpose, the controller 5 is supplied with at least one actual speed value.
Im Bremsbetrieb wird der Kurzschließer S2 geschlossen und damit die Ankerwicklung 2 überbrückt, derart daß ein Bremseffekt erreicht und damit die Auslaufzeit bzw. Übergangszeit der Waschtrommel zwischen der höheren zuvor erreichten Betriebsdrehzahl und der folgenden niederen Betriebsdrehzahl wesentlich verkürzt werden kann. Über die an sich vorhandenen Drehzahlstellelemente der Halbleiterschaltungsanordnung 1, der Steuerstufe 4 sowie des Reglers 5 kann in einfacher Weise der Erregerstrom der Erregerwicklung 3 nunmehr drehzahlabhängig derart eingestellt werden, daß eine optimale Anpassung zwischen der Momentencharakteristik der auslaufenden, aufgrund der Trommelreibung abgebremsten Waschtrommel und dem Bremsverlauf des mit kurzgeschlossener Ankerwicklung 1 arbeitenden Reihenschluß-Kommutatormotors erzielbar ist.In the braking mode, the short-circuiter S 2 is closed and thus the armature winding 2 is bridged, so that a braking effect is achieved and thus the run-down time or transition time of the washing drum between the higher previously reached operating speed and the following lower operating speed can be significantly shortened. The speed control elements of the semiconductor circuit arrangement 1, the control stage 4 and the controller 5 can now be used to set the excitation current of the excitation winding 3 as a function of the speed in a simple manner in such a way that an optimal adaptation between the torque characteristics of the washing drum, which is running out and is braked due to drum friction, and the braking process of the series commutator motor working with a short-circuited armature winding 1 can be achieved.
Figur 2 zeigt zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts in ausgezogenem Kurvenverlauf den Momentenverlauf Mj3 = f (n) der Waschtrommel allein aufgrund der Trommelreibung (Verlauf a) und in gestrichelter bsw. strichpunktierter Kontur den geregelten Brememomentenverlauf (Verlauf b) bei geschlossenem Kurzschließer S2 sowie bei einer derartigen geregelten Aussteuerung der Halbleiterschaltungsanordnung 1, daß während der Bremsung ein kon-In order to clarify this situation, FIG. 2 shows, in a solid curve, the torque curve Mj 3 = f (n) of the washing drum solely due to the drum friction (curve a) and in dashed bsw. The dash-dotted contour shows the regulated braking torque curve (curve b) with the short-circuiter S 2 closed and with such a regulated modulation of the semiconductor circuit arrangement 1 that a con
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'■ - 5 - VPA 73/3277'■ - 5 - VPA 73/3277
stanter Ankerstrom fließt. Es ist ersichtlich, daß das mit fallender Drehzahl η stark abfallende Reibungs-Bremsmoment auf einfache Weise durch das entsprechend mit fallender Drehzahl ansteigende Bremsmoment des mit kurzgeschlossener Ankerwicklung arbeitenden und über die an sich vorhandene Halbleiteranordnung 1 (Triac) mit entsprechend geregeltem Wechselstrom versorgten Reihenschluß-Kommutatormotors kompensiert werden kann. Durch den strichpunktiert gezeichneten Verlauf der Kennlinie b soll dabei angedeutet werden, daß durch die Vollaussteuerung der Halbleiterschaltungsanordnung 1 bei kleinsten Drehzahlen eine Grenze der Erregerstromregelung durch den maximal möglichen Erregerstrom IjJ1081x gegeben sein kann.constant armature current flows. It can be seen that the frictional braking torque, which drops sharply with falling speed η, is easily achieved by the braking torque of the series-wound commutator motor, which works with a short-circuited armature winding and which is supplied with appropriately regulated alternating current via the semiconductor device 1 (triac), which increases accordingly with decreasing speed can be compensated. The dot-dash curve of the characteristic curve b is intended to indicate that the maximum possible excitation current IjJ 1081x can result in the excitation current regulation being limited by the full modulation of the semiconductor circuit arrangement 1 at the lowest speeds.
2 Figuren2 figures
7 Patentansprüche7 claims
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