DE3134634A1 - Einrichtung zur steuerung eines einphasenasynchronmotors mit elektronischer hilfsphase - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Steuerung eines Einphasenasynchronmotors
• 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.
• 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.
• Nachteilig ist dabei, daß keinerlei Zuordnungzwischen Motordrehzahl und eingestelltem Zündwinkel der Hilfsphase erfolgt und demzufolge eine Drehzahlregelung nicht möglich ist.
• 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.
• Ferner ist aus der DE-OS 21 09 603 bekannt, einen drehzahlgeregelten Waschvollautomatenmotor durch Bereitstellen verschiedener Drehzahl-Referenzspannungen mit verschiedenen.
• Nenndrehzahlen zu betreiben, wobei wiederum die Hilfsphasenstromverschiebung mittels einer Kapazität erzeugt werden muß.
• 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.
• 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.
• 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.
• Die Einrichtung ist so gestaltet, daß jeder Istdrehzahl der Phasenanschnittwinkel. zugeordnet ist, der.Bür diese Drehzahl das maximale Motordrehmoment bewirkt.
• 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.
• Mit Hilfe der unterlagerten Drehzahleinstellvorrichtung wird der Drehzahlsollwert nach einen vorgegebenen Programm verändert.
• 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.
• 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.
• 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.
• Die Drehzahl des Antriebsmotors ist zunächst noch "Null".
• 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.
• Die Steuerfunktion des Funktionsgenerators dient als Führungsgröße des Reglers, der den Hochlaufvorgang des Motors in Abhängigkeit vom Momentanwert der Drehzahl regelt.
• Mit Hilfe eines Komparators wird stets die jeweilige Istdrehzahl mit einem vorgegebenen Drehzahlwert verglichen.
• 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.
• 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.
• Dies geschieht durch ein gleichphasigss Einschalten der Hilfswicklung bezüglich der Hauptwicklung.

Claims (1)

1. Patentansorüohe 1., Einrichtung zur Steuerung eines Einphasenasynchronmotors mit elektronischer Hilfsphase, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung ein Netzwerk zur Einstellung des Phasenwinkels der Grundwelle der.Motorhilfsphasenspannung in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl des Motors und ein den Phasenwinkel im Bereich zwischen dem optimalen Phasenwinkel für die jeweilige Ist-Drehzahl und dem Phasenwinkel "Null" einstellendes überlagertes Drehzahl-Regelnetzwerk enthält.

   2, Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Netzwerk zur Einstellung des Phasenwinkels der Grundwelle der Hilfsphasenspannung einen elektronischen Schalter, vorzugsweise einen Triac, enthält.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß.die Regelsollwertgröße eine Funktion der Zeit ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Einrichtung einen au9 ein äußeres Signal reagierenden Schalter zum vollen Durchsteuern der Rilfsphasenspannung enthält.