DE3022929A1

DE3022929A1 - Universal motor for automatic washing machine - has divided field winding allowing connection for high and low speeds

Info

Publication number: DE3022929A1
Application number: DE19803022929
Authority: DE
Inventors: Dieter 7928 Giengen Roßteuscher; Henno Dipl.-Ing. Schoten; Hans 7927 Sontheim Schweigardt
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1980-06-19
Publication date: 1981-12-24

Abstract

The field windings of the motor are divided into a number of discrete coils (1,1',2,2') each with a terminal connection (3,3',4,4'). For high speed a small number of effective turns is required thus two coils only need be connected (3,2,2',3'). For the slower speed washing cycle all windings are connected in series. Actual speed regulation is by phase control of the applied voltage. As the coarse speed setting is achieved by the connection of the windings, the amount of phase control needed is small, reflecting only low distortion into the supply voltage.

Description

Induktionsmotor mit mehreren, wahlweise einschaltbaren Dreh-Induction motor with multiple, optionally switchable rotary

zahlen Die Erfindung geht aus von einem Induktionsmotor aus mit mehreren wahlweise einschaltbaren, in extrem vielfachem Verhältnis zueinander stehenden Drehzahlen zum vorzugsweisen Antrieb von Waschmaschinen.numbers The invention is based on an induction motor with several Optionally switchable speeds in extremely multiple ratios for the preferred drive of washing machines.

Induktionsmotoren mit mehreren einstellbaren Drehzahlen gemäß dem Oberbegriff sind beispielsweise aus der österreichischen Patentschrift 23 48 25 bekannt. Dabei handelt es sich um zwei baulich vereinte radial übereinandergeschichtete Induktionsmotoren deren äußerer Teilmotor eine hohe Polzahl trägt und dessen innerer Teilmotor zweipolig aufgebaut ist. Beide Teilmotoren arbeiten auf eine Antriebswelle und dienen ihren unterschiedlichen Drehzahlen entsprechend unterschiedlichen Antriebsfunktionen in der Waschmaschine. Der zweipolige schnelllaufende Motorteil dient der Schleuderfunktion, der mehrpolige, langsam laufende Motorteil dient dem Maschinenantrieb in der Waschphase.Induction motors with several adjustable speeds according to the The generic term is, for example, from Austrian patent specification 23 48 25 known. These are two structurally united and radially stacked one on top of the other Induction motors whose outer sub-motor has a high number of poles and the inner one Part of the motor is built on two poles. Both sub-motors work on one drive shaft and serve different drive functions according to their different speeds in the washing machine. The two-pole high-speed motor part serves the spin function, the multi-pole, slow-running motor section is used to drive the machine during the washing phase.

Ein weiterer Kombinationsmotor, bestehend aus einem Asypohronmotorteil und einem Induktionsmotorteil ist aus der DE-AS 12 96 702 bekannt. Ihr Reihenschlußmotorteil ist zur Umschaltung der Reihenschlußfeldwicklung auf eine niedere Drehzahl mittels Wicklungsaufteilung oder Anzapfung oder mit einer Gleichrichtervorschalteinrichtung ausgerüstet. Die grobe Umschaltung zwischen den Extremdrehzahlen erfolgt hier durch einen Umschaltschritt vom Asynchronmotorteil mit großer Polzahl auf den zweipoligen Reihenschlußmotor hoher Drehzahl.Another combination motor, consisting of an asyphron motor part and an induction motor part is known from DE-AS 12 96 702. Your series motor part is used to switch the series field winding to a low speed using Winding division or tapping or with a rectifier ballast equipped. The rough switchover between the extreme speeds takes place here by means of a switchover step from the asynchronous motor part with a large number of poles to the two-pole series motor high speed.

Eine andersgeartete Drehzahlregelung für einen einzigen polumschaltbaren Motor findet sich in der DE-AS 15 63 207. Dort wird zusätzlich zur Polumschaltvorrichtung für grobe Drehzahlrasterung eine elektronische Drehzahlregelung zur gezielten Drehzahlfestlegung für den Waschvorgang vorgeschlagen.A different type of speed control for a single pole-changing Motor can be found in DE-AS 15 63 207. There, in addition to the pole changing device an electronic speed control for specific speed definition for rough speed increments suggested for the washing process.

Die bekannten Doppelmotoren nach OE-PS 23 48 25 bzw. DE-AS 12 96 702 zeigen zwar günstige Umschalteigenschaften bezüglich der Drehzahlen, sind jedoch von ihrer Konstruktion her durch größere räumliche Maße durch einen größeren Massebeitrag zum schwingungsfähig gelagerten Motor-Waschtrommelsystem, sowie durch ungünstigere Kühlungsverhältnisse für wenigstens einen der Teilmotoren gegenüber herkömmlichen Waschmaschinenmotoren nachteilhaft. Neben diesen die Konstruktion und Dimensionierung betreffenden Nachteilen erfordern die kompliziert zu fertigenden Doppelmotoren einen erhöhten Material- und Prüfaufwand der die Kosten ansteigen läßt.The well-known double motors according to OE-PS 23 48 25 or DE-AS 12 96 702 show favorable switching properties with regard to the speeds, but are in terms of their construction through larger spatial dimensions through a larger mass contribution to the vibratory mounted motor washing drum system, as well as less favorable ones Cooling conditions for at least one of the sub-motors compared to conventional ones Washing machine motors disadvantageous. In addition to these, the construction and dimensioning relevant disadvantages require the complicated to manufacture twin engines increased material and testing costs that increase costs.

Andererseits existieren elektronische Drehzahlregelungen für polumschaltbare Induktionsmotoren wie dies etwa die DE-AS 15 63 207 zeigt, die in weiten Drehzahlbereichen regelbar sind.On the other hand, there are electronic speed controls for pole-changing Induction motors such as DE-AS 15 63 207 shows, in wide speed ranges are adjustable.

Polumschaltbare Motoren erfordern jedoch eine komplizierte Bewicklung der Einzelpole, die später bedarfsweise zu Polgruppen gleicher Polarität zusammenschaltbar sind. Wird eine einfachere für alle Pole gleiche Bewicklung vorgesehen ergeben sich ungünstigere Wicklungsbelastungen verbunden mit unterschiedlicher Abwärmeverteilung und einem ungünstigeren Motorengesamtwirkungsgrad.Pole-changing motors, however, require a complicated winding the individual poles, which can later be interconnected to form groups of poles of the same polarity as required are. If a simpler, identical winding is provided for all poles, this results less favorable winding loads combined with different waste heat distribution and a less favorable overall engine efficiency.

Die umschaltbaren Drehzahlen stehen in einem ganzzahligen vielfachen Verhältnis von 1:2 zwischen höherer und niederer Drehzahl, was eine nur grobe, feste Regelung der Drehzahlen zuläßt.The switchable speeds are an integral multiple Ratio of 1: 2 between higher and lower speed, which is just a rough, solid one Control of the speeds allows.

So werden hochpolige, langsam laufende polumschaltbare Motoren im niedertourigen Bereich mit wachsender Polzahl schwerer, grösser und teuerer.Multi-pole, slow-speed pole-changing motors are used in the low-speed area with a growing number of poles heavier, larger and more expensive.

Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht nun darin einen einfachen, kostengünstig fertigbaren Induktionsmotor mit umschaltbaren zueinander freidimensionierbaren Drehzahlverhältnissen anzugeben, der auch bei niedrigsten Drehzahlen mit normalen Baumaßen wie entsprechend schneller laufende Motoren gleicher Leistung auskommt.The object according to the invention is a simple, inexpensive one manufacturable induction motor with switchable speed ratios that can be freely dimensioned to one another to indicate, even at the lowest speeds with normal dimensions as accordingly faster running engines of the same power get by.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Induktionsmotor eine feste Polzahl besitzt und auf seinem Stator und/oder Rotor mehrere getrennt schaltbare Wicklungen und/oder Teilwicklungen enthält, die einzeln oder kombinatorisch von einer fest oder variabel einstellbaren Drehzahlregelanordnung mit Phasenanschnittsteuerung angesteuert werden, wobei der Phasenwinkel auf kleine Werte begrenzt bleibt.According to the invention this object is achieved in that the induction motor has a fixed number of poles and several separated on its stator and / or rotor contains switchable windings and / or partial windings, individually or in combination from a fixed or variably adjustable speed control arrangement with phase control can be controlled, whereby the phase angle remains limited to small values.

Auf diese Weise erreicht man, durch die Wicklungs- oder Teilwicklungsumschaltung oder andere Teilwicklungskombination eine grobe, frei wählbare Drehzahleinteilung, bei der man nicht auf feste Verhältnisse zur Nenndrehzahl bei Nennlast angewiesen ist.In this way, you can switch between the windings or partial windings or other partial winding combination a rough, freely selectable speed division, in which one does not have to rely on fixed ratios to the nominal speed at nominal load is.

Für die Feinregelung mit der Phasenanschnittsteuerung bleibt man dann auf kleine Phasenanschnittswinkel beschränkt, was einen kleineren Oberwellengehalt der Wicklungsströme und einen günstigeren magnetischen Fluß im Motoreisen bewirkt. Verbunden damit ergeben sich günstigere Induktionsverhältnisse in den Wicklungen, geringere Erwärmungen derselben, einen geringeren Geräuschpegel und einen runderen, gleichmäßigeren Motorenlauf. Im Anlaufverhalten arbeitet der erfindungsgemäße Induktionsmotor stetig, ruckfrei und erreicht bei maximaler Belastung ein günstiges Leistungsverhältnis. Bei der Fertigung des Motors erreicht man durch die Leistungsanpassung auf die Betriebsverhältnisse einen geringeren Aufwand an aktiven Material, wie Wicklungskupfer und Dynamoblech bei einer geringeren thermischen Beanspruchung desselben. Durch seine leicht erzielbaren Variationsmöglichkeiten bietet sich ein breiter Einsatz eines den unterschiedlichen Forderungen angepaßten Motortyps für die verschiedensten Einsatzzwecke an.One then remains for the fine control with the phase control limited to small phase control angles, resulting in a smaller harmonic content the winding currents and a more favorable magnetic flux in the motor iron. This results in more favorable induction conditions in the windings, lower heating of the same, a lower noise level and a rounder, smoother engine run. The induction motor according to the invention works in the start-up behavior steady, jerk-free and achieves a favorable performance ratio at maximum load. During the manufacture of the engine, the power output is adapted to the operating conditions a lower amount of active material, such as winding copper and dynamo sheet with a lower thermal load of the same. Due to its easily achievable There is a wide range of variation options for one of the different ones Requirements adapted engine type for a wide variety of purposes.

In den Figuren 1 bis 3 sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Feldwicklung eines Reihenschlußmotors gezeigt mit unterschiedlichen Wicklungs- bzw. Teilwicklungskombinationen die an ihren Anschlüssen von einer Phasenanschnittsteuerung geringem Anschnittphasenwinkels angesteuert werden. Die Phasenanschnittsteuerung kann hierzu beispielsweise in festen, umschaltbaren Anschnittwinkeln eingestellt oder umschaltbar ausgeführt sein. Ebenso ist ein kombinatorisches Umschalten von Teilwicklungskonfigurationen und verknüp:ftem Phasenwinkel denkbar. Eine gezielte kontinuierliche Zunahme der Motorendrehzahl ohne Motorbrummgeräusche und ohne übermäßige thermische Belastung der Wicklung ist dadurch zu erreichen, daß die Umschaltung der Teilwicklungen oder Wicklungsgruppen mit einer kontinuierlich steuerbaren Phasenanschnittssteuerung mit kleinem Phasenanschnittswinkel kombiniert erfolgt.In Figures 1 to 3 are different configurations of the field winding of a series motor shown with different winding or partial winding combinations those at their connections by a phase control with a small phase angle can be controlled. The phase control can be used, for example, in fixed, switchable bevel angles are set or switchable. as well is a combinatorial switchover of partial winding configurations and linked: ftem Phase angle conceivable. A targeted continuous increase in engine speed without motor humming noises and without excessive thermal stress on the winding to achieve that the switching of the partial windings or winding groups with a continuously controllable phase control with a small phase control angle combined takes place.

In Fig. 1 ist ein Reihenschlußmotor für Waschmaschinen dargestellt, dessen Feldwicklungen L,i',2,2' aus jeweils zwei symmetrischen Teilwicklungspaaren (1,1',2,2') bestehen, die auf dem Ständer aufgebracht sind. Durch Anlegen der Betriebsspannung an das innere Klemmenpaar 3,3' für die Teilwicklungen (2,2') mit geringerer Windungszahl wird im Motor eine hohe Schleuderdrehzahl eingestellt, die mit einer Phasenanschnittsteuerschaltung genau eingestellt wird, oder über einen Drehzahlmeßfühler auf fest voreingestellter Drehzahl gehalten wird.In Fig. 1, a series motor for washing machines is shown, whose field windings L, i ', 2, 2' each consist of two symmetrical partial winding pairs (1,1 ', 2,2'), which are applied to the stand. By applying the operating voltage to the inner pair of terminals 3.3 'for the partial windings (2.2') with a lower number of turns a high spin speed is set in the motor with a phase angle control circuit is set precisely, or via a speed sensor to a permanently preset Speed is maintained.

Durch Umschalten auf die jeweils gesamte Feldwicklung i,1',2, 2' mit einer großen Windungszahl wird die langsamere Waschdrehzahl erreicht, die analog der Schleuderdrehzahl an den Klemmen 4,4' regelbar ist.By switching to the entire field winding i, 1 ', 2, 2' with a large number of turns, the slower washing speed is achieved, the analog the spin speed can be regulated at terminals 4,4 '.

In Fig. 2 ist ein Reihenschlußmotor einer Waschmaschine mit einfach unterteilter Feldwicklung litze gezeigt, die funktionell wie die der Fig. 1 angesteuert und geschaltet wird.In Fig. 2, a series motor of a washing machine is simple subdivided field winding stranded wire shown, which is controlled functionally like that of FIG and is switched.

Fig. 3 zeigt einen Reihenschlußmotor für eine Waschmaschine mit zwei baugleichen Statorteilwicklungen (21,22),die die für den langsamen Waschgang der Maschine seriell geschaltet von der Phasenanschnittstufe an den Klemmen 5,6 angesteuert werden.Fig. 3 shows a series motor for a washing machine with two structurally identical stator partial windings (21,22) which are used for the slow wash cycle of the Machine connected in series controlled by the phase control stage at terminals 5,6 will.

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Claims

Claims induction motor with several optionally switchable in extremely multiple ratios to each other standing speeds preferably for Drive of washing machines, d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the Motor has a fixed number of poles and several separated on its stator and / or rotor contains switchable windings and / or partial windings, individually or in combination from a fixed or variably adjustable speed control arrangement with phase control can be controlled, whereby the phase angle remains limited to small values.

2. Induction motor according to claim i, characterized in that a Speed sensor is arranged on the motor, the signal of which is based on a phase control is performed via a control stage for at least one fixed speed.

3. Induction motor according to claim 2, characterized in that at least two speed target values for the control arrangement with the partial windings or Bolting parts are switchable.