DE3118885C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung für den Antriebs­ motor eines mit einer Anordnung zur Vollwellensteuerung ausge­ rüsteten Elektrowerkzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Schutzschaltung ist aus der DE- 29 07 968 A1 bekannt.

Diese Schutzschaltung enthält ein bei Überlast ansprechendes An­ zeigeelement, das als Akustik-Signalgeber ausgebildet ist. Der Akustiksignalgeber ist dabei mit einem elektronischen Schalt­ element in Form eines Triacs verbunden, in dessen Steuerstrom­ kreis ein Temperaturfühler geschaltet ist, der in die Stator­ wicklung des Antriebsmotors hineinragt. Mit einer derartigen Schutzschaltung sollen Überlastungsschäden an Elektrowerkzeugen beobachtungsfrei vermieden werden. Das Problem einer separaten Steuerung zweier antiparallel geschalteter Thyristo­ ren tritt hier weder auf, noch ist es angesprochen.

Der DE-OS 20 32 632 ist eine Überlastungsschutzschaltung zum Unterbrechen der Energiezufuhr an einen Verbraucher bei wahrge­ nommener Überlastung desselben zu entnehmen, die einen im Strom­ kreis mit dem Verbraucher liegenden Thyristor enthält, der je nach seinem Leitungszustand die Stromzufuhr an den Verbraucher herstellt oder unterbricht. Dies geschieht in der Weise, daß eine Anordnung mit einem den Strom des Verbrauchers wahrnehmenden, an die Steuerelektrode des Thyristors ange­ schlossenen Fühlerelement vorgesehen ist, wobei das Fühlerelement durch seinen Zustand den Leitungszustand des Thyristors bestimmt, derart, daß die Stromzufuhr zum Verbraucher unterbrochen wird, wenn das Fühlerelement einen Überlastungszustand wahrnimmt.

Abgesehen davon, daß eine derartige Überlastungsschutz­ schaltung darauf beschränkt ist, daß der Thyristor bzw. der Triac bei Überlastung des Verbrauchers zugleich für beide Halbwellen in den nichtleitenden Zustand ge­ schaltet wird, ist hierbei ein besonderes Wärmeableit­ element erforderlich, das ständig vom Betriebsstrom des Verbrauchers oder von einem Teil des Betriebsstroms durchflossen wird, so daß ständig zusätzliche Wärmever­ luste entstehen.

Die Verwendung eines Triacs anstelle von zwei antiparallel geschalteten Thyristoren bzw. umgekehrt ist bei Phasen­ anschnittssteuerungen beispielsweise durch die GB-PS 11 58 020 bekannt. Bei der hier in Frage kommenden Schaltungsanordnung wird jeweils ein Thyristor je Halbwelle über einen Diac in den leitenden Zustand geschaltet, so daß die beiden Thyristoren den Laststromkreis abwechselnd schließen. Mit einer Schutzschaltung der gattungsgemäßen Art weist eine solche Schaltungsanordnung keine näheren Berührungspunkte auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schutz­ schaltung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuent­ wickeln, daß eine kontinuierliche Vollwellensteuerung in Ab­ hängigkeit von der Erwärmung des Antriebsmotors erfolgt. Hier­ bei soll das Wärmeverhalten des Antriebsmotors noch besser meß­ technisch erfaßt sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den ab­ hängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsform erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltanordnung,

Fig. 2 eine Aus­ bildung der Steuerkreise.

In den beiden Schaltbildern sind mit 1 und 2 zwei an Netzwechselspannung liegende antiparallel geschaltete Thyristoren, mit 3 und 4 die jeweils zugehörigen Steue­ rungen (Steuerschaltung) und mit 5 der beispielsweise als Universalmotor ausgebildete Antriebsmotor bezeichnet.

Bei den in Fig. 2 im Prinzip dargestellten Steuerschal­ tungen enthält die Steuerschaltung 3 eine Diode 6, einen Einstellwiderstand 7, einen Heißleiter 8, eine als Glimmröhre ausgebildete Kippdiode 9 und einen Konden­ sator 10.

Während der positiven Halbwelle der Speisespannung wird der Kondensator 10 über die Diode 6, den Einstell­ widerstand 7, den Heißleiter 8 und den Lastwiderstand in Form des Antriebsmotors 5 aufgeladen. Sobald die Kondensatorspannung den Zündwert der Glimmröhrenspannung erreicht hat, entlädt sich der Kondensator 10 vom Zünd­ wert auf den Brennwert der Glimmröhrenspannung und der Thyristor 1 wird durch den für ihn positiven Ladeimpuls in den Durchlaßzustand geschaltet. Anstelle einer Glimmröhre kann auch eine Halbleiter- Triggerdiode benutzt werden, gegebenenfalls auch ein Diac, obwohl in diesem Fall ein Kippen nur in einer Richtung bzw. für eine Polung ausgenutzt werden würde. Stromflußwinkel und Verzögerungszeit können mittels des Widerstands 7 verändert bzw. auf einen definierten Wert eingestellt werden.

Ab Erreichen einer bestimmten, vorher festgelegten Temperatur des aktiven Teils des Antriebsmotors 5, beispielsweise des Blechpakets, und damit nach entsprechender Erwärmung des Heißleiters 8, wird der Stromflußwinkel, sofern die Temperatur des aktiven Motorteils weiter ansteigt, selbsttätig und zunehmend kleiner, da der Widerstand des Heißleiters ebenfalls fortlaufend geringer wird. Bei Erreichen eines oberen Temperaturgrenzwerts erfolgt kein Starten des Thyristors 1 mehr, so daß dem Antriebsmotor 5 diese Halbwelle der Wechselspannung nicht mehr zugeführt wird.

Der Antriebsmotor 5 wird in diesem Fall vom Thyristor 2 nur noch mit der anderen Halbwelle der Speisespannung weiter­ betrieben. Dementsprechend geht die Motorleistung zurück, desgleichen im Normalfall die Temperatur des aktiven Motorteils. Bei entsprechender Abkühlung des Motors 5 wird der Stromdurchgang durch den Thyristor 1 wieder gestartet und, sofern die Abkühlung weiter zurückgeht, der Stromflußwinkel zunehmend größer.

Die Steuerung des Thyristors 2 in den Durchlaßzustand erfolgt im Falle der Steueranordnung 4 auf dieselbe Weise wie im Falle der Steueranordnung 3. Der Stromfluß­ winkel sowie die Verzögerungszeit sind mittels des Widerstands 11 einstell- bzw. veränderbar. Kondensator und Kippdiode sind hier mit 12 und 13 bezeichnet.

Auch im Steuerkreis 4 ist ein wärme­ empfindliches Element 14 vorgesehen. Beispiels­ weise kann das wärmeempfindliche Element 8 dem Stator­ blechpaket und das wärmeempfindliche Element 14 der Wicklung wärmeschlüssig zugeordnet werden, wodurch gewissermaßen ein redundanter Überlastschutz erreicht wird.

Die beiden wärmeempfindlichen Elemente 8, 14 sind hinsicht­ lich ihres Widerstandsverhaltens so aufeinander abgestimmt, daß sich bei gegen Null gehendem Stromflußwinkel im einen Steuerkreis 3, 4 der Einschaltzeitpunkt des Thyristors im anderen Steuerkreis 4, 3 mit zunehmenden Erwärmung des aktiven Teils des Motors 5 in Richtung geringer werdenden Stromflußwinkels verschiebt. Sollte sich aus irgend­ welchen Gründen kein Abkühleffekt im Motor 5 einstellen und die Temperatur im Motor 5 weiter ansteigen, so wird die Stromzufuhr zum Motor 5 infolge Sperrens beider Steuer­ kreise 3, 4 schließlich ganz unterbrochen. Die Thyristoren 1, 2 bzw. zunächst der eine oder andere Thyristor zünden dann erst wieder, wenn die Abkühlung hinreichend weit fortge­ schritten ist. Es besteht auch die Möglichkeit, das Starten des Stromdurchgangs durch den einen oder anderen der beiden antiparallel geschalteten Thyristoren 1, 2 durch einen Kleinleistungsthyristor zu bewirken.

In bestimmten Fällen kann es sich als vorteilhaft er­ weisen, in der einen der beiden Steueranordnungen ein wärmeempfindliches Element mit positivem und in der anderen Steueranordnung ein solches mit negativem Tempe­ raturkoeffizienten zu verwenden. Die Feldwicklung des Antriebsmotors ist mit 15 bezeichnet.

Claims (5)

1. Schutzschaltung für den Antriebsmotor eines mit einer An­ ordnung zur Vollwellensteuerung ausgerüsteten Elektrowerk­ zeugs, die zwei antiparallel geschaltete Thyristoren und wärmesensitive Fühlerelemente umfaßt, die in die Steuerung der Thyristoren einwirken und die Temperatur der aktiven Teile des Antriebsmotors erfassen, dadurch gekennzeichnet,
daß jedem der beiden Thyristoren (1, 2) eine separate Steuer­ schaltung (3, 4) mit jeweils einem Fühlerelement (8, 14) zu­ geordnet ist,
daß das eine Fühlerelement (8, 14) mit dem Statorblechpaket und das andere mit der Wicklung des Antriebsmotors (5) in wärmeschlüssiger Verbindung steht, und
daß die beiden Fühlerelemente (8, 14) hinsichtlich ihres Wider­ standsverhalten so aufeinander abgestimmt sind, daß sich bei gegen Null gehendem Stromflußwinkel in der einen Wechsel­ spannungshalbwelle der Einschaltzeitpunkt des Thyristors (1, 2) für die andere Wechselspannungshalbwelle mit zunehmen­ der Erwärmung des aktiven Teils des Antriebsmotors (5), das von dem dem Thyristor (1, 2) zugeordneten Fühlerelement (8, 14) überwacht wird, in Richtung geringer werdenden Stromfluß­ winkels hin verschiebt.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmesensitiven Fühlerelemente (8, 14) Heißleiter sind.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmesensitiven Fühlerelemente (8, 14) Kaltleiter sind.

4. Schutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von wärmesensitiven Fühlerelementen (8, 14) mit unterschiedlichen Temperatur­ koeffizienten in den beiden Steuerungen.

5. Schutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmesensitiven Fühlerelemente (8, 14) ein Anzeige­ element in Form einer Leuchtdiode oder eines Flüssig­ kristalls beeinflussen.