DE2348880C3 - Washing machine drive - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Waschautomatenantrieb w mit einem elektrisch abbremsbaren Reihenschluß-Kommutatormotor, dessen Ankerwicklung während der Bremsung kurzgeschlossen ist.The invention relates to a washing machine drive w with an electrically brakable series commutator motor, the armature winding of which is short-circuited during braking.
Bei einem bekannten Waschautomatenantrieb dieser Art (DE-GM 18 25 808) ist die Drehzahl des Reihen- « schlußmotors nicht steuerbar. Es ist ein mehrpoliger Schalter vorgesehen, durch den in der einen Schaltstellung die Feldwicklung in den Ankerstromkreis gelegt und diese Schaltung vom Netz getrennt wird. Eine Veränderung der Erregung im Bremsbetrieb ist nicht vorgesehen.In a known washing machine drive of this type (DE-GM 18 25 808) the speed of the series « trailing motor not controllable. A multi-pole switch is provided through which one switch position the field winding is placed in the armature circuit and this circuit is disconnected from the mains. One There is no provision for changing the excitation during braking.
Ferner ist in dem vorgenannten DE-GM erwähnt, daß es bekannt ist, die Ankerwicklung von Reihenschluß-Kommutatormotoren im Bremsbetrieb kurz- und die Feldwicklung an das Netz anzuschließen. Jedoch ή werden Antriebe dieser Art, wie bereits in dem DE-GM dargelegt, für die Abbremsung der bei Waschmaschinen vorhandenen großen Massen wegen der Beanspruchung der Feldspulen als ungeeignet angesehen. w)It is also mentioned in the aforementioned DE-GM that it is known to use the armature winding of series commutator motors short-circuit during braking and connect the field winding to the mains. However ή drives of this type, as already set out in the DE-GM, for braking the at Washing machines present large masses because of the stress on the field coils as unsuitable viewed. w)
Darüber hinaus ist durch die DE-OS 15 85 840 ein Waschautomatenantrieb mit einem elektrisch abbremsbaren Kommutatormotor, dessen Ankerwicklung während der Bremsung kurzgeschlossen i«t, bekannt, bei dem die Drehzahl des Motors über eine Halbleiterschal- br> tungsanordnung steuerbar ist. Der Kommutatormotor weist außer der eigentlichen Nebenschluß-Erregerwicklung eine zusätzliche Reihenschluß-Erregerwicklung auf, die zwar die Bremswirkung im Bremsbetrieb verstärkt, bei der es sich aber um eine Kompound-Wicklung handelt, die insbesondere das Verhalten des Motors beim An- und Hochlauf .erbessern soll. Die Bremsung erfolgt durch Kurzschließen der Ankerwicklung über einen Bremswiderstand und die vorgenannten Kompound-Wicklung, wobei sowohl der Bremsstromkreis als auch die Halbleiterschaltungsanordrung vom Netz getrennt sind und somit eine Veränderung des Bremsstromes über die Halbleiterschaltungsanordnung nicht vorgesehen istMoreover, from DE-OS 15 85 840 a washing machine drive with an electrically brakable commutator motor, the armature winding is short-circuited during braking i 't,, in which the motor speed is controlled via a Halbleiterschal- b r> tung arrangement. In addition to the actual shunt exciter winding, the commutator motor has an additional series exciter winding, which increases the braking effect during braking, but which is a compound winding that is intended to improve the behavior of the motor during start-up and run-up . Braking takes place by short-circuiting the armature winding via a braking resistor and the aforementioned compound winding, with both the braking circuit and the semiconductor circuit arrangement being disconnected from the mains and thus a change in the braking current via the semiconductor circuit arrangement is not provided
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Waschautomatenantrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der nicht nur eine Steuerung der Drehzahl des Antriebsmotors ermöglicht, sondern bei dem auch ohne wesentlichen schaltungstechnischen Aufwand eine Bremsung des Antriebsmotors mit beliebiger Charakteristik ermöglicht werden soll, so daß die Übergangszeit beim Übergang von höheren auf niedrigere Drehzahlen, insbesondere bei einem Schleuderbetrieb mit mehreren aufeinanderfolgenden Hochiäufen, die Zeit zwischen dem Ende des einen Schleudergangs und dem Stillstand der Waschtrommel in gewünschter Weise verkürzt werden kann.The invention is based on the object of providing an automatic washing machine drive of the type mentioned at the beginning create that not only allows the speed of the drive motor to be controlled, but also without it essential circuitry effort a braking of the drive motor with any characteristic should be made possible so that the transition time when changing from higher to lower speeds, especially in the case of a spin operation with several successive runs, the time between the end of a spin cycle and the standstill of the washing drum shortened in the desired manner can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Der bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als einpoliger Kurzschließer zwischen den Zuleitungen der Ankeiwicklung angeordnete Schalter verbindet im Bremsbetrieb die Erregerwicklung unmittelbar mit der Halbleiterschaitungsanordnung, so daß der Erregerstrom verändert werden und eine Überlastung der Feldwicklung ausgeschlossen werden kann. Zugleich wird mit der Betätigung des Schalters die Ankerwicklung kurzgeschlossen.According to the invention, this object is described by what is described in the characterizing part of claim 1 Measures resolved. In a preferred embodiment of the invention as a single-pole short-circuiter arranged between the leads of the anchor winding During braking, the switch connects the excitation winding directly to the semiconductor circuit arrangement, so that the excitation current can be changed and an overload of the field winding is excluded can be. At the same time, when the switch is operated, the armature winding is short-circuited.
Wird der Erregerstrom dabei drehzahlabhängig im Sinne eines mit fallender Motordrehzahl verstärkten Bremsmommentes verändert, so ist dadurch 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-Kommutatormo tors kompensiert wird. Zweckmäßigerweise wird dabei ein über den gesamten Drehzahlbereich weitgehend konstantes Bremsmoment an dor Waschtrommel eingeregelt, das unter Berücksichtigung der an sich gegebenen mechanischen Festigkeit der Aufhängungsund Übertragungsmittel der Antriebseinrichtung eine möglichst kurze Auslaufzeit gewährleistet.If the excitation current is increased as a function of the speed in the sense of a falling motor speed Braking torque changed, so an optimal interpretation of the braking torque curve is under Consideration of the torque characteristics of the expiring, braked due to the drum friction Washing drum can be achieved by reducing the speed sharply with decreasing speed, due to friction losses Braking torque caused by a correspondingly increased braking torque with its armature winding short-circuited series circuit commutator motor is compensated. It is expedient to do this a braking torque on the washing drum that is largely constant over the entire speed range regulated, taking into account the inherent mechanical strength of the suspension and Transmission means of the drive device ensures the shortest possible deceleration time.
Eine weitere insbesondere hinsichtlich eines möglichst geringen gerätetechnischen Aufwandes zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom nach einer vorgegebenen Zeitfunktion verändert wird. Zweckmäßigerweise wird für die Zeitfunktion der über eine angestrebte, niilileie Auslaufzeit im Sinne einer unter Berücksichtigung der konstruktiven Daten des Waschgerätes möglichst kurzen Bremszeit jeweils notwendige Erregerstrom des im Bremsbetrieb mit kurzgeschlossener Ankerwicklung arbeitenden Reihenschluß-Kommutatormotors festgelegt.Another expedient in particular with regard to the lowest possible expenditure on equipment Embodiment of the invention is characterized in that the excitation current according to a predetermined Time function is changed. Appropriately, for the time function, the desired, niilileie expiry time in terms of taking into account the design data of the washing device, the shortest possible braking time in each case necessary 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 Bremscharakteristik ist dadurch erzielbar,The technological requirements of the intended washing machine drive are particularly favorable satisfactory braking characteristics can be achieved
daß der Erregerstrom über die steuerbare Halbleiteranordnung während der Bremsung im Sinne eines während der Bremsung konstanten Ankerstroms vorgegeben wird.that the excitation current through the controllable semiconductor device during braking in the sense of a constant armature current is specified during braking.
Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 Schutz begehrt.For the subject matter of the subclaims, only in connection with the subject matter of claim 1 Protection desired.
Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert In dieser zeigtAn exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing
F i g. 1 ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Waschautomatenantriebs undF i g. 1 shows a circuit diagram of a washing machine drive according to the invention and
Fig.Ί ein Diagramm des Bremsmomentenverlaufes in Abhängigkeit von der Waschtrommeldrehzahl bei freiem und geregeltem Auslauf.Fig. Ί a diagram of the braking torque curve as a function of the washing drum speed with free and controlled run-out.
F i g. 1 zeigt einen an die Klemmen R, Mp eines Einphasen-Wechselspannungssystems über eine steuerbare Halbleiterschaltungsanordnung 1 (Triac) in der einen Spannungsspeiseleitung angeschlossenen Reihenschluß-Kommutatormotor mit in Reihe liegender Ankerwicklung 2 und Erregerwicklung 3 im Motorbeii'ieb, d. h. bei nicht kurzgeschlossener Ankerwicklung 2. Zwischen den äußeren Anschlußklemmen 21, 22 der Ankerwicklung und den Kommutatoranschlüssen 23,24 liegt ein Wendeschalter Si, der für die periodische Drehrichtungsumkehr der Waschtrommel beim Waschbetrieb vorgesehen ist.F i g. 1 shows a series commutator motor connected to the terminals R, Mp of a single-phase alternating voltage system via a controllable semiconductor circuit arrangement 1 (triac) in the one voltage supply line, with armature winding 2 in series and excitation winding 3 in the motor unit, 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 Si, which is provided for the periodic reversal of the direction of rotation of the washing drum during washing operation.
Zwischen den äußeren Anschlußklemmen 21, 22 der Ankerwicklung 2 ist 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 versorgt werden kann.Between the outer terminals 21, 22 of the armature winding 2, a simple single-pole short-circuiter S 2 is provided, 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 can be.
Im eigentlichen Motorbetrieb (Waschen oder Schleudern) ist der Kurzschließer S2 geöffnet; die Halbleiterschaltungsanordnung 1 wird über eine Steuerstufe 4 und 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 circuit arrangement 1 is via a control stage 4 and a further upstream controller 5, z. 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, at least one actual speed value is fed to the controller 5.
Im Bremsbetrieb wird der Kurzschließer S2 geschlossen und damit die Ankerwicklung 2 überbrückt, derart daß ein Bremseffekt erreicht und damit die AuslaufzeitThe short-circuiter S2 is closed during braking and thus the armature winding 2 bridged, so that a braking effect is achieved and thus the run-down time
ϊ bzw. Übergangszeit der Waschtrommel zwischen der höheren zuvor erreichten Betriebsdrehzahl und der fulgenden niederen Betriebsdrehzahl wesentlich verkürzt werden kann. Über die an sich vorhandenen Drehzahlstellelemente der Halbleiterschaltungsanord-ϊ or transition time of the washing drum between the the higher operating speed previously achieved and the lower operating speed that was achieved can be. About the existing speed control elements of the semiconductor circuit arrangement
H) nung 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 Trommel-'> reibung abgebremsten Waschtrommel und dem Bremsverlauf des mit kurzgeschlossener Ankerwicklung 1 arbeitenden Reihenschluß-Kommutatormotors erzielbar ist.H) voltage 1, the control stage 4 and the controller 5 can easily control the excitation current of the excitation winding 3 can now be set as a function of the speed in such a way that an optimal adaptation between the torque characteristics the expiring washing drum, braked due to the drum friction, and the braking process of the series commutator motor working with a short-circuited armature winding 1 can be achieved is.
Fig.2 zeigt zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts in ausgezogenem Kurvenverlauf den Momentenverlauf Mb=f(n) der Waschtrommel allein aufgrund der Trommelreibung (Verlauf a) und in gestrichelter bzw. strichpunktierter Kontur den geregelten Bremsmomentenverlauf (Verlauf b)bei geschlossenem KurzschließerTo clarify this fact, in a solid curve, FIG. 2 shows the torque curve M b = f (n) of the washing drum solely due to the drum friction (curve a) and in a dashed or dash-dotted contour the regulated braking torque curve (curve b) with the short-circuiter closed
»5 S2 sowie bei einer derartigen geregelten Aussteuerung der Halbleiterschaltungsanordnung 1, daß während der Bremsung ein konstankter Ankerstrom fließt. Es ist ersichtlich, daß das mit fallender Drehzahl η stark abfallende Reibungs-Bremsmoment auf einfache Weise»5 S 2 and with such a controlled modulation of the semiconductor circuit arrangement 1 that a constant armature current flows during braking. It can be seen that the frictional braking torque, which drops sharply with falling speed η , can be achieved in a simple manner
■η durch das entsprechend mit fallender Drehzahl ansteigende Bremsmoment des mit kurzgeschlossener Ankerwicklung 2 arbeitenden und über die an sich vorhandene Halbleiterschaltungsanordnung 1 (Triac) mit entsprechend geregeltem Wechselstrom versorgten Reihen-■ η by the correspondingly increasing with decreasing speed Braking torque of the working with the short-circuited armature winding 2 and the existing one Semiconductor circuit arrangement 1 (triac) with correspondingly regulated alternating current supplied series
j-, schluß-Kommutatormotors kompensiert werden kann. Durch den strichpunktiert gezeichneten Verlauf der Kennlinie 6 soll dabei angedeutet werden, daß durch die Vollaussteuerung der Halbleiterschaltungsanordnung 1 bei kleinsten Drehzahlen eine Grenze der Erreger-j, short-circuit commutator motor can be compensated. The dash-dotted course of the characteristic 6 is intended to indicate that by the Full modulation of the semiconductor circuit arrangement 1 at the lowest speeds a limit of the excitation
4(i stromregelung durch den maximal möglichen Erregerstrom /ßns» gegeben sein kann.4 (i current regulation through the maximum possible excitation current / ßns »can be given.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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