DE3207262C2

DE3207262C2 - Drehzahlsteuerschaltung für einen aus einer Wechselspannungsquelle gespeisten Elektromotor, insbesondere Ventilatormotor

Info

Publication number: DE3207262C2
Application number: DE3207262A
Authority: DE
Inventors: Helmut 8000 München Plener; Gerhard 7277 Wildberg Tritt
Original assignee: Robert Seuffer & Co 7260 Calw De GmbH
Current assignee: Robert Seuffer & Co 7260 Calw De GmbH
Priority date: 1982-03-01
Filing date: 1982-03-01
Publication date: 1991-02-14
Also published as: FR2522449A1; IT8224594A0; FR2522449B1; DE3207262A1; IT1198420B

Abstract

Eine Drehzahlsteuerschaltung für einen Ventilatormotor, insbesondere in einer Dunsthaube mit einem einen oder mehrere Anzapfungen (A ↓1 . . . A ↓n) aufweisenden Widerstand (R) im Laststromkreis, über welchen der Laststrom für den Ventilatormotor (M) gesteuert wird, bei der jede Anzapfung (A ↓1 . . . A ↓n) des Widerstands (R) über ein Zweigleitungspaar (ZP ↓1 . . . ZP ↓n) mit einem Kontaktpaar (KP ↓1 . . . KP ↓n) eines im Laststromkreis liegenden Addierschalters (AS) verbunden ist und in jedem Zweigleitungspaar (ZP ↓1 . . . ZP ↓n) die Zweigleitung (Z ↓1 ↓1 . . . Z ↓n ↓1), welche mit dem näher zur Aus-Stellung des Addierschalters (AS) liegenden Kontakt (K ↓1 ↓1 . . . K ↓n ↓1) verbunden ist, einen Gleichrichter (G) aufweist.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Drehzahlsteuerschaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer solchen durch die AT-PS 2 59 699 bekannten Drehzahlsteuerschaltung sind zwei Gruppen von Stellwiderständen vorgesehen, wobei die eine Gruppe über eine Diode und die andere Grupe unmittelbar an eine der Motorklemmen angeschlossen ist. Hierdurcn wird erreicht, daß der Motor mit einem aus Halbwellen gebildeten Strom gespeist wird, wenn die Diode zusammen mit der einen Gruppe von Stellwiderständen in den Speisestromkreis des Motors geschaltet ist, und der Motor mit sinusförmigem Wechselstrom gepeist wird, wenn die andere Gruppe in den Speisestromkreis geschaltet wird.

Bei dem bekannten Drehzahlsteller ist es erforderlich, eine den schaltbaren Stufen des Drehzahlstellcrs entsprechende Anzahl an Anzapfungen an den beiden, die Widerstandsgruppen bildenden Widerständen vorzusehen. Dies bedingt eine hohe Anzahl an Anzapfungen an den beiden Widerständen.

Aufgabe der Erfindung ist es im Gegensatz dazu, eine Drehzahlsteuerschaltung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine hohe Abstufung bei geringer Anzahl von Anzapfungen am Stellwiderstand erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung an.

Bei der Erfindung genügt eine gegenüber der Anzahl der Abstufungen verringerte Anzahl an Anzapfungen am einzigen Widerstand. Die zur Steuerschaltung benötigten Bauteile lassen sich einfach auf einer Leiterplatte anordnen. Auch der Netzschalter kann integriert sein.

Beim Verschieben des Schiebers der Stufenschalteinrichtung wird je nach Stellung des Schiebers die positive oder die negative Halbwelle des sinusförmigen Grundlaststroms, welcher vom im Laststromkreis befindlichen Widerstand bzw. der in den Laststromkrecs eingeschalteten Anzapfungen bestimmt ist, vergrößert. Es wird dabei die Sinushalbwelle beeinflußt Man kann die Steuerschaltung somit auch als Sinusdrehzahlsteller bezeichnen. Der dabei auftretende unsymmetrische Wechselstrom führt zu einer quasi Amplitudenvergrößerung und damit zu einer Erhöhung des Effektivwerls des Laststroms und somit zur Erhöhung der Drehzahl des Motors. Um stufenweise auf die beiden Sinushalbwellen einwirken zu können, können die Gleichrichter in aufeinanderfolgenden Zweigleitungspaaren mit wechselnder oder gleicher Durchlaufrichtung geschaltet sein.

Auf diese Weise läßt sich z. B. bei einer einzigen festen Anzapfung am Widerstand, beispielsweise durch eine Mittenanzapfung, ausgehend von einem Grundlaststrom, der durch den im Lastkreis vorhandenen Widerstand bestimmt ist, eine fünffache Laststromabsiufung erzielen. Dem Motor wird ein Grundlaststrom.'der immer eine positive und eine negative Halbwelle aufweist, welche jedoch, wenn ein Gleichrichter durch den Schieber in den Laststromkreis zugeschaltet ist, unsymmetrisch ist, angeboten. Über den Widerstand wird die Wicklung des Motors ständig gespeist. Man gewinnt auf diese Weise sozusagen ein Stufenschalten mit jeweils neuer Mittelwertbildung des Effektivwerts des Laststroms.

Anhand der Figuren, welche Ausführungsbcispielc der Erfindung darstellen, wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel;

Fi g. 2 eine Ausführungsform für die Stufenschalteinrichtung;

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel und

F i g. 4 und 5 eine Kurvendarstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Drehzahlsteuerschaltung.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich im Laststromkreis eines Vcntilatorwechselstrommotors Mein Widerstand R mit mehreren festen Anzapfungen Ai bis A_n. Die Steuerung des Lasistroms bei der Drehzahlregelung erfolgt über diesen Widerstand R.

Jede der Anzapfungen A\— A_n ist über ein Zweiglei-

tungspaar ZP,-ZP_n mit jeweils einem Kontaktpaar KP, — KP_n einer Stufenschalteinrichtung .45 verbunden. Jedes Zweigleitungspaar ZPi-ZP_n besteht aus zwei Zweigleitungen Z₁₁, Z_n-Z_n i, Z_n ,Z_n2. Der gesamte Widerstand R wird überbrückt durch ein Ob^rbrückungsleitungspaar ZS_xZS₂. Dieses Überbrückungsleitungspaar besteht aus den Überbrückungsleitungen ZSi und ZS₂, welche an die Kontakte ACS₁ und KS₂ der Stufenschalteinrichtung AS angeschlossen sind.

Die Zweigleitungen Z₁₁-Z_n,, welche mit den näher zur Aus-Stc'lung der Stufenschalteinrichtung ASYiegenden Kontakten ACi₁-AC_nI jeweils verbunden sind, enthalten Gleichrichter G. Wie aus der F i g. 1 zu ersehen ist, sind in aufeinanderfolgenden Zweigleitungspaaren ZP,-ZP_n bzw. bis zum Überbrückungsleitungspaar ZSu ZS₂ die Durchlaßrichtungen der Gleichrichter C einander jeweils entgegengesetzt.

Die Slufenschalteinrichtung AS ist in der F i g. 1 in seiner Aus-Stellung gezeigt. Dabei liegt Schieber 5 gegen einen Anschlag STan. In dieser Aus-Stellung kann der aus leitfähigem Material bestehende Schieber S noch in Kontakt stehen mit einem mit der Hauptphase HP des Netzes verbundenen Kontakt, jedoch kann der Schieber auch von diesem Kontakt in der Aus-Stellung gelrennt sein. In dieser Aus-Stellung befindet sich der Schieber jedoch getrennt von den Kontakten der Stufenschulteinrichtung AS. Mit Hilfe eines Betätigungsteile B kann der Schieber S in Richtung eines Pfeiles SR verschoben werden. Dabei kann der Schieber in eine erste Stellung gebracht werden, in welcher er in Kontakt steht mit dem Kontakt ACi, welcher mit dem einen linde des Widerstands R über eine Leitung L verbunden ist. Dabei wird der Laststromkreis geschlossen und der Ventilatormotor Mwird mit einem Grundlaststrom versorgt, der durch den gesamten Widerstandswert des Widerstands R begrenzt ist.

Der Schieber S kann so weit in Richtung des Pfeiles SA? mil Hilfe des an ihm befestigten Betätigungsgriffes B verschoben werden bis er in Berührung steht mit allen Kontakten K,-KS₂ der Stufenschalteinrichtung AS. Diese sind beim Ausführungsbeispiel der F i g. 1 in einer Reihe ungeordnet und der Schieber Sist geradlinig ausgebildet und besitzt eine Mindestlänge, welche der Länge der Reihe entspricht, innerhalb welcher die Kontakte der Slufenschalteinrichtung/4Sangeordnet sind.

In der Fig. 2 ist das Ausführungsbeispiel einer Stufenschalteinrichtung AS gezeigt, bei welchem die Kontakte K,-KS₂ auf einem Kreisumfang angeordnet sind. Entlang diesem Kreisumfang kann der Schieber S, welcher an die Hauptphase HB des Netzes angeschlossen ist, aus der Aus-Stellung, in welche er gegen den Anschlag STanliegt, bewegt werden. Die Verstellung des Schiebers S entspricht von der Bedienung her der Verstellung eines Potentiometers, d. h. es läßt sich btdienungsmäßig eine quasi stufenlose Drehzahlregelung erzielen, wobei jedoch die Einstellmöglichkeiten der Drehzahlen gestuft sind.

Die Anzahl dieser einstellbaren Drehzahlstufen hängt ab von der Anzahl der festen Anzapfungen A, -A_n am Widerstand A?, wobei durch die Verwendung der Gleich- to richter G eine Verdoppelung der Drehzahlstufen erzielt wird. Dies soll verdeutlicht werden am Ausführungsbeispiel der Fig. 3, bei welchem der Widerstand R mit einer einzigen Mittenanzapfung AM versehen ist. Der Einfachheil halber sind die restlichen Bestandteile der b5 Schaltung, die mit denen der F i g. 1 übereinstimmen, nicht dargestellt.

Wenn der Schieber den Kontakt ACi beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 berührt, fließt im Laststromkreis ein sinusförmiger Grundlaststrom At, wie er in Fig.4(a) dargestellt ist. Wenn bei wei'erer Verstellung des Schiebers Sdieser in Kontakt kommt mit dem Kontakt Ku, wird der Widerstand A? in Laststromkreis während der einen Sinushalbwelle, beispielsweise während der positiven Sinushalbwelle überbrückt durch die Wirkung des Gleichrichters G in der Zweigleitung Zn. Die Sinushalbwelle in der Durchlaßrichtung des Gleichrichters G besitzt eine erhöhte Amplitude und es fließt, wie in F i g. 4(b) dargestellt, ein Strom /2. Die negative Sinushalbwelle wird noch beeinflußt durch die Größe des gesamten Widerstandswertes des Widerstandes A?. Sie entspricht daher der Amplitude des Grundlaststroms Ai.

Wenn der Schieber S weiterverschoben wird, kommt er in Berührung mit dem Kontakt AC₁J. In dieser Schalterstellung wird der halbe Widerstand A? überbrückt, so daß für beide Sinushalbwellen ein erhöhter Strom h fließt, wie es in der F i g. 4(c) dargestellt ist. Erreicht der Schieber den Kontakt AiS₁ so wird für die eine Sinushalbwelle im dargestellten Ausführungsbeispiel wegen der umgekehrten Durchlaßrichtung des Gleichrichters G die untere Halbwelle der Amplitude des Laststromkreises erhöht und erhält einen Wert Λ. wie es in Fig.4(d) dargestellt ist. Nur für den Bereich dieser negativen Halbwelle wird der gesamte Widerstand A? überbrückt, während für die positive Halbweile noch der halbe Widerstandswert den Laststromkreis beeinflußt.

Wenn der Schieber seine Endstellung erreicht und den Kontakt ACS; berührt, wird während der beiden Halbwellen der gesamte Widerstandswert A? überbrückt und man erhält einen erhöhten Laststrom für beide Sinushalbwellen, wie er mit A₃ in der F i g. 4(e) dargestellt ist.

Durch die Verwendung der Gleichrichter G in den einen Zweigleitungen der Zweigleitungspaare wird durch die jeweilige Einwirkung auf eine der beiden Sinushalbwellen eine stufenweise Erhöhung des Effektivwerts des Laststroms erzielt. Es läßt sich auf diese Weise ohne weiteres eine zehnstufige Drehzahlregelung erzielen. Wie im vorstehenden erläutert, erzielt man bereits mit einer einzigen Mittenanzapfung AM eine fünfstufige Drehzahlregelung, wie das anhand der Fig. 3 und 4 erläutert wurde. Die rein sinusförmige Ansteuerung des Motors wird dabei beibehalten, so daß die Anordnung oberwellenfrei und ohne parasitäre Schwingungseffekte, die bei Phasenanschnittsteuerung oder Pulsgruppensteuerung auftreten, vermieden sind, weil der Laststrom niemals abgeschaltet wird.

Die F i g. 5 zeigt schematisch die stufenweise, sich an den entsprechenden Schaltstufen a bis e einstellende Motorspannung, welche in der Schaltstufe e gleich der Netzspannung ist.

Die dargestellte Schaltungsanordnung läßt sich, wie aus F i g. 3 ersichtlich, ohne weiteres als Schaltungseinheit SAf auf einer Leiterplatte unterbringen, so daß ein vereinfachter Einbau der Drehzahlsteuerschaltung erzielt wird. Der Motor M, der Kondensator C und der Widerstand A? lassen sich ebenfalls in einer Baueinheit ME, die über ein entsprechendes Kabel und eine Steckverbindung mit der Schaltungseinheit verbunden ist, unterbringen.

Fi'^r die Gleichrichter G können Dioden verwendet werden, wie es im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 dargestellt ist. Ferner ist es möglich, gesteuerte Gleichrichter zu verwenden wie beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3. wobei diese gesteuerten Gleichrichter Transi-

stören oder Triacs sein können, die bei entsprechender Stellung des Schiebers Sdurchgeschaltet sind.

Es wird quasi eine Amplitudenvergrößerung erzielt,
weiche die Erhöhung der Effektivwerte der jeweiligen
Lastströme beim jeweiligen Stufenaufschalten bewirkt. 5 Da ständig eine sinusförmige Ansteuerung des Motors
beibehalten wird, kann die Drehzahlstellschaltung auch
als Sinusdrehzahlsteller bezeichnet werden.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die
Gleichrichter C in aufeinanderfolgenden Zweiglei- 10 tungspaaren ZPi-ZP_n bzw.im Überbrückungsleitungspaar ZSi, ZSi jeweils mit wechselnder Durchlaßrichtung
geschaltet. Es ist natürlich auch möglich, für die Gleichrichter in jedem der Zweigleitungspaare die gleiche
Durchlaßrichtung vorzusehen. 15

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Drehzahlsteuerschaltung für einen aus einer Wechselspannungsquelle gespeisten Elektromotor, insbesondere Ventilatormotor, mit wenigstens einem eine oder mehrere Anzapfungen aufweisenden Widerstand im Laststromkreis, über weichen der Laststrom für den Elektromotor steuerbar ist, wobei ein Endanschluß und die wenigstens eine Anzapfung über Verbindungsleitungen mit Kontakten einer im Laststromkreis liegenden Stufenschalteinrichtung verbunden sind, die einen Schalter aufweist, der in Abhängigkeit von seiner Schieberstellung einen bis sämtliche Kontakte gleichzeitig mit dem Endanschluß verbinden und in den Laststromkreis schalten kann und wobei ein Teil der Kontakte über Gleichrichter mk der zugehörigen Anzapfung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anzapfung (A 1... A_n) über ein Zweigleitungspaar (Ζ/Ί ... ZP_n) mit jeweils einem Kontaktpaar (KP\... KP_n) der Stufenschalteinrichtung (AS) verbunden ist und in jedem Zweigleitungspaar (ZPi ... ZP_n) diejenige Zweigleitung (Zu ... Z_n\), welche jeweils mit dem näher zur Aus-Stellung der Stufenschalteinrichtung (AS)liegenden Kontakt (Kw ... K_n\) verbunden ist, den Gleichrichter (G^aufweist.

2. Drehzahlsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) an seinem mit dem Motor verbundenen Ende ein wie ein Zweigleitungspaar ausgebildetes Überbrükkungsleitungspaar (ZSu ZS2) aufweist.

3. Drehzahlsteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (S) in der Aus-Stellung gegen einen Anschlag (S7}anliegt.

4. Drehzahlsteuerschaltung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter (G) Dioden sind.

5. Drehzahlsteuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter (G) gesteuerte Gleichrichter sind, die dann, wenn der entsprechende Kontakt vom Schieber (S) kontaktiert wird, auf Durchlaß geschaltet sind.

6. Drehzahlsteuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Gleichrichter (G) als Triacs oder Transistoren ausgebildet sind.

7. Drehzahlsteuerschaltung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) eine feste Mittenanzapfung (AM) aufweist.