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Einrichtung zur Steuerung eines Einphasenasynchronmotors
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mit elektronischer Hilispbase Die Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Steuerung eines Einphasenasynchronmotors mit elektronischer Hilfsphase, bei
der die Grundwelle des Hilfsphasenstromes durch Wellenanschnitt gegenüber dem Hauptphasenstrom
mit elektronischer Hifsphase verschoben wird. Das Anwendungsgebiet ist insbesondere
der Antrieb von Haushaltgeräten. bei denen eine Drehzablregelung oder eine Steuerung
der Drehzahl nach einem bestimmten ProgrSmm-erfolgt, wie z. B. die Anlau£-steuerung
des Schleuderganges bei Waschvollautomaten.
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Aus der DE-OS 17 63 044 ist bekannt, einen phasenverscho benen.Weahselstrom
zur Speisung der Anlaufhilfsphase bei Einphasenasynchronmotoren durch Wellenanschnittsteuerung
elektronisch zu erzeugen. Auch ist es bekannt, den Zündwinkel des Phasenanschnittes
in Abhängigkeit des Hauptphasenstromes einzustellen (Zeitschrift "Elektrie", Heft
9/79, S. 24, VEB Verlag Technik Berlin; Berger Th, "Einphasen-Asynchronmotor mit
Triac-Hilfsphase Auf diese Weise ist es möglich, für jeden 3elastungsfall ein ausreichendes
Motordrehmoment zu erzeugen.
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Nachteilig ist dabei, daß keinerlei Zuordnungzwischen Motordrehzahl
und eingestelltem Zündwinkel der Hilfsphase erfolgt und demzufolge eine Drehzahlregelung
nicht möglich ist.
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Durch die DE-OS 27 15 561 ist auch bekannt, die Drehzahl von Asynchronmotoren
mit Hilfe eines Regelkreises durch Veränderung der Speisespannung zu regeln. Im
Fall von Einphasenasynchronmotoren muß dabei die Phasenverschiebung der Hilfsphase
anderweitig, z. B. mit Hilfe einer in Reihe geschalteten Kapazität erzeugt werden.
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Ferner ist aus der DE-OS 21 09 603 bekannt, einen drehzahlgeregelten
Waschvollautomatenmotor durch Bereitstellen verschiedener Drehzahl-Referenzspannungen
mit verschiedenen.
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Nenndrehzahlen zu betreiben, wobei wiederum die Hilfsphasenstromverschiebung
mittels einer Kapazität erzeugt werden muß.
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Mit der Erfindung wird'das Ziel verfolgt, eine Einrichtung zu schaffen,
mit der einerseits auf elektronischem Weg die Grundwelle des Hilfsphasenstromes
gegenüber dem Hauptphasenstrom seitlich verschoben wird und weiterhin mit dem gleichen
Leistungsbauelement-- die gewünschte Beeinflussung der Drehzahl erfolgt.
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Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll,
besteht darin, den drehzahlgeregelten Betrieb von Einphasenasynchronmotoren zu ermöglichen,
ohne dabei für die Erzeugung der Hilfsphasenstromverschiebung zusätzliche Einrichtungen,
wie z. B. 3etriebskondensatoren, zu.benötigen.
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Erfindungsgemäß besteht die Einrichtung aus. einer an sich bekannten
Schaltung zur Erzeugung der zeitlichen Verschiebung der Grundwelle des Hilfsphasenstromes
durch Wellenanschnitt, einer drehzahlabhängigen PhasenwinkelvorgabeeinricS tung,
einem Drehzahlregler mit unterlagerter Drehzahlstelleinrichtung und einem Drehzahlgeber.
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Die Einrichtung ist so gestaltet, daß jeder Istdrehzahl der Phasenanschnittwinkel.
zugeordnet ist, der.Bür diese Drehzahl das maximale Motordrehmoment bewirkt.
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Soll mit Hilfe des Drehzahlreglers eine bestimmte Drehzahl des Motors
im geregelten Betrieb eingehalten werden, so bewirkt die Einrichtung ein Einregein
des Phasenanschnittwinkels zwischen dem Wert des Phasenanschnittwinkels für das
maximale Motordrehmoment bei dieser Drehzahl und einen kleineren Anschnittwinkel
im Balles daß diese Drehzahl gegenüber der synchronen Drehzahl klein ist bzw. einen
größeren Anschnittwinkel im Fall einer Drehzahl nahe der synchronen Drehzahl.
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Mit Hilfe der unterlagerten Drehzahleinstellvorrichtung wird der Drehzahlsollwert
nach einen vorgegebenen Programm verändert.
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeis'piels näher erläutert
werden. Die Aufgabe eines Antriebssystemes für Waschvollautomaten besteht in der
Realisierung von verschiedenen Drehzahlen der Wasch- und Schleudertrommel entsprechend
einer vorgegebenen Steuerfunktion sowie in Abhängigkeit von den Schleudergang beeinflussenden
Kenngrößen.
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Eine solche Kenngröße ist z. B. die Größe der bei bestimmten Drehzahlen
vorhandenen unzulässigen Unwuchtkräfte, welche durch ein geeignetes Element erfaßt,
werden. Der An triebsmotor der erfindungsgemaßen Einrichtung ist ein Einphasenasynchronmotor
mit einer, speziellen Wicklung der Hilfsphase. Als Stellglied des Phasenwinkels
der Spannungswelle des Rilfsphasenstromes wird vorzugsweise ein Triac vorgesehen.
Ein Drehzahlgeber dient zur Erfassung der Ist-Drehzahl des Motors.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet wie folgt: Mit dem Einschalten
des Schleuderganges wird in einem Funktionsgenerator, welcher mit einem Regler.verbunden
ist, der Anfangswert einer zeitlich sich ändernden Steuerfunktion erzeugt.
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Die Drehzahl des Antriebsmotors ist zunächst noch "Null".
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Der Regler, dessen Ausgang über einen Verstärker mit der Steuerelektrode
des Triac verbunden ist,, stellt den für
den Motoranlauf optimalen
Phasenwinkel durch Anschnittsteuerung der Hilfsphase ein. Der Motor läuft somit
an.
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Die Steuerfunktion des Funktionsgenerators dient als Führungsgröße
des Reglers, der den Hochlaufvorgang des Motors in Abhängigkeit vom Momentanwert
der Drehzahl regelt.
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Mit Hilfe eines Komparators wird stets die jeweilige Istdrehzahl mit
einem vorgegebenen Drehzahlwert verglichen.
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Bei Erreichen des vorgegebenen Drehzahlwertes wird durch ein Signal
des Komparators, welches auf den Drehzahlregler wirkt, der Drehzahlregler abgeschaltet.
Somit erhält das Stellglied zum Einstellen des geforderten Anschnittwinkels keine
Zündimpulse mehr. Die Hilfswicklung ist dadurch abgeschaltet und der Antriebsmotor
läuft ab dieser vorgegebenen Drehzahl einphasig entsprechend seiner Kennlinie bis
an seine Enddrehzahl hoch.
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Ein Unwuchterfassungselement liefert bei unzulässiger Unwuchtigkeit
im unterkritischen Drehzahlbereich des Schwingungssystems ein Störsignal. Der unterkritische
Drehzahlbereich des Schwinguagssystems liegt deutlich unterhalb der oben genannten
Drehzahl, welche eine Abschaltung der Hilfsphase zur Folge hat. Im Falle des Auftretens
eines solchen Störsignals während des Anlaufvorganges des Antriebssystems wird der
Motor elektrisch abgebremst.
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Dies geschieht durch ein gleichphasigss Einschalten der Hilfswicklung
bezüglich der Hauptwicklung.