DE3248217A1

DE3248217A1 - Vorrichtung zur temperaturabhaengigen elektromotor-steuerung

Info

Publication number: DE3248217A1
Application number: DE19823248217
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7262 Althengstett Kurz
Original assignee: Individual
Current assignee: INTERLAVA AG LUGANO CH
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1982-12-27
Publication date: 1984-06-28

Description

Vorrichtung zur temperaturabhängigen Elektromotor-
Ste ue rung Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtng nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bekannt, Elektrorrlotoren, insbe son -dere solche, die bei ihrem Betrieb wechselnden Belastungen mit zum Teil stark differierender Leistungsabgabe umerworfen werden, auf Überhitzung zu überwachen und den Motor auch durch eine entsprechende Notschaltung vorri Netz zu trennen, wenn die Überhitzungsgefahr zu groß ist und Schäden am Motor I)ei weitere Betrieb nicht ausgeschlossen werden können.
Es ist in diesem Zusammenhang eine bekannte Maßnallrrle, iln Wicklungsbereich normalerweise des stationären Teils des Elektromotors temperaturabhängige Elemente, üblicherweise Binletallschalter o.dgl. anzuordnen, die bei entsprechend starken Überhitzungserscheinungen nach für solche Eleine nte charakteristischer, langer Verzögerungszeit den Speisestromkreis des Elektromotors öffnen und das Gerät insgesamt stille gen. Eine solche Maßnahme hat allerdings den Nachteil, daß der Elektromotor selbst sich genau im Moment des höchsten Kühlbedarfs keine Kühlluft durch ein üblicherweise an seiner Achse stets befestigtes Gebläserad mehr zuführen kann und daher zunächst, auch xla-ch dem thschalten, mit einem noch stärkeren Temperaturanslieg gerechnet werden muß.
Ohnehin sind solche Bimetallelemente relativ träge, so daß sich, ist ein solcher Elektromotor von seiner Temperatur-Notschaltung einmal vom Netz getrennt worden, Ausschaltzeitsprünge von bis zu 20 Minuten ergeben.
in diesem Zusammenhang ist es ferner problematisch, daß mit solchen, gegen Überhitzung durch Notschaltungen geschützte Elektromotoren ausgerüsteten Geräten arbeitende Bedienungs -personen, beispielsweise bei gewerblichen Staubsaugern, also Raumpflegerinnen, den plötzlichen Stillstand des Staubsauger -Gebläsemotors als Stromausfall deuten können oder als endgültige Zerstörung des Geräts. In beiden Füllen ergeben sich erhebliche Ausfallzeiten, auch dann, wenn die I3edienungsperson das automatische Wiedereinschalten des Geräts ei den erheblichen Verzögerungszeiten einfach abwartet.
Es besteht demnach Bedarf nach eine t' te npe raturabhängigen Steuerung für Elektromotoren, die so ausgestaltet ist, daß bei extrem einfachem und daher besonders kostengünstigen Aufbau die temperaturabhängige Ausschaltung des Geräts durch eine geeignete Anzeige kenntlich gemacht wird und außerdem dafür Sorge getragen wird, daß bei einem durch die Überhitzung bedingten Abregeln der vom Elektromotor erzeugten Leistung der Motor selbst jedenfalls so weiterläuft, daß er sich wirksam Kühlluft zuführen kann.
Vorteile der Erfindung Diese Aufgabe löst die erfindungsgemäße Vorrichtung nlit dell kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Verteil daß die Leistungsabsteuerrung stets durch eille Leuchtanzeige, vorzugsweise das Aufledchten einer (ilimmlampe, kenntlich gemacht wird, wobei die Drehzahl des @ Ntotors auch nicht abrupt auf Null gefahren wird, sondern beispielsweise auf 20 % Leistungsabgabe gegangen wird, bei einem 1000 Watt-Staubsauger als Ariwendungsbeispiel also etwa noch 200 Watt, so daß eine schnelle Wiedererholung durch wirksame Abkühlung sichergestellt ist.
Vorteilhaft ist fernern, daß die Glimmlampenanzeige in besonders einfacher und kostengünstiger Weist dadurch realisiert wird, daß die Glimmlampe parallel zu dem temperaturabhängigen Element geschaltet ist, dessen Widerstand sich bei entsprechender Erhitzung des Motors drastisch erhöht; daher erhöht sich auch die an diesem Element abfallende Spannung und zündet die Glimmlampe automatisch dann, wenn der Elektromotor in den Abregelbereich der Überhitzungsschaltung gelangt.
Die gesamte erfindungsgemäße iJberllitzungs-Notschaltung für einen Elektromotor besteht überhaupt nur aus dem in Reihe mit der Wicklung des Elektromotors geschalteten Wechselstrom schalter, üblicherweise einem Triac und dessen Ansteuerkreis, wobei beim speziellen Ausführungsbeispiel der vom Staubsaugermotor ohnehin abgegebene Luftstrom als auf die Temperatur des Motors bezogene Bezugs größe ausgewertet und der temperaturabhängige Widerstand im Gebläseluftstrom angeordnet wird.
Triacs zur Phasenanschnittsteuerung von Wechselstrommotoren sind für sich gesehen selbstverständlich bekannt und sie werden üblicherweise dort eingesetzt, wo die von dem Elektromotor abgegebene Leistung manuell von der Bedienungsperson durch mehr oder weniger starkes Verstellen eines Potentiometer s beeinflußt werden soll. Bei solchen bekannten 'I riac-Ansteuerungsschaltungen für Elektromotoren liegt die die Triggersignale für die Triacs jeweils erzeugende Steuerstrecke aus der Re ihenschaltung einiger Widerstände und einem Kondensator unter Abzweigung üblicherweise eines sogenannten Diac zum Gate-Anschluß des Triacs parallel zu diesel, so daß bei einem A>scIiaIten notwendigerweise auch die Ansteuerstrecke selbst stromlos wird und aus dieser keine Signale nlehr gewonnen werden können.
Durch die in den Unteransprficllen ntif'gei'ül0rten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im iiauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des temperaturabhängigen Widerstandes als Kaltleiter mit einer solchen Kennlinie, daß bei Erreichen eines vorgegebenen erfaßten Temperaturwertes der Widerstand eine solche sprunghafte und üblicherweise innerhalb von Sekunden erzielbaren Widerstandswert anninlmt, daß synchron rnit der Abregelung der Leistung die zuni Kaltleiter parallele Glimmlanipe zündet und diesen Vorgang anzeigt.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 die vereinfachte Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen temperaturabhängigen ansteuerung eines Elektromotors unter Verwendung einer Triac-Schaltung und Fig. 2 die Kennlinie eines als temperaturabhängiges Element bei einem Elektromotor eingesetzten Kaltleiters.
Beschreibung der âusführungsbeispiele Der Grundgedanke vorliegender Erfindung bestehi darin, unmittelbar parallel zum die Überhitzung des Elektromotors erfassenden Kaltleiter und damit direkt von diesem gesteuert die anzeige-Glimmlampe anzuortlrlell, die die Leistungsabregelung durch die nach dem Phasenanschnittprinzip arbeitende Trüac-Schaltung anzeigt. In Fig. 1 ist der Elektromotor mit 1 und der seine Leistung steuernde und daher mit die sein bei dem vereinfachten Ausführungsbeispiel in Reihe geschaltete Wechseltromschalter oder Triac mit 2 bezeichnet. Bei dem Elektromotor handelt es sich vorzugsweise um den Gebläsemotor eines Industrie staubsaugers1 von denen nänilich erwartet werden kann, dna sie ini Betrieb durchlaufend ohne jede sonstige Steuerung mit voller Leistung laufen; bei denen es aber notwendig ist, einell Überhitzungsschutz nlit Anzeigemitteln kostengünstig vorzuschen. Es versteht sicht daß die Erfindung auch für die Elektro-Antrichsmotoren ähnlicher Geräte einsetzbar ist, die stets mit voller Leistung laufen.
Über die Verbindungsleitungen 3a und 3b liegt die Reihenschaltung aus Triac 2 und Elektromotor 1 am Netz, wobei parallel zu clen Netzkiemmen 4a und 4b die Steuerstrecke 5 für den Triac 2 angeordnet ist, bei dem dargestellten und - dies sei nochnials betont -vereinfachten Ausführungsbeispiel lediglich bestehend aus der Reihenschaltung eines Kondensators 6 und einem Widerstand 7, der das temperaturabhängige Element bildet. Der Verbindungspunkt des Kondensators 6 mit dcni Widerstand 7 liegt über einem sogenannten Diac 8 und einen weiteren Reihenwiderstand 9 an der Steuerelektrode des Triacs 2.
Die ganze Schaltung, nämlich Ansteuerkreis 5 für den Triac und die hierdurch bewirkte Steuerung des Triaes ist so ausgebildet, daß im Normalfall, also dann, wenn sich die etwa am Kühlluftstrom der Gebläseluftstrom des Elektromotors erfaßbare Motortemperatur unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts von @@@@1 (der beispielsweise 80° C betragen kann: siehe Iig. 2) befindet, der Triac die Speisespannung unbeeinflußt zum vollen Leistungsbetrieb des Elektromotors 1 durchläßt; wird allerdings die Schwellentemperatur ##1 überschritten, dann ist die Schaltung so ausgelegt, daß der Triac durch entsprechende Phasenanschnittsteuerung lediglich etwa noch 20 % der Leistung des Elektromotors freigibt. Der Elektromotor dreht daher weiter durch und üblt sich auch wirksam; eine sinnvolle Leistungsentnahme aus dem Gerät ist aber wegen der entsprechend stark reduzierten Abgabeleistung nicht mehr möglich. l.nler diese;3 l'mständen kalln erwartet werden, daß sich das Gerät innerhalb kürzester Dauer wieder erholt, wodurch, wie ersichtlich, die Ansteuerung des Elektromotors über den Triac 2 wieder vollständig freigegeben wird; die Einlage von Zwischenwerten ist nicht vorgesehen.
Als Sensor für die Temperatur des Elektromotors 1 ist der Widerstand 7 in seiner Ausbildung als Kaltleiter vorgesehen; er ist bei dem Schaltbild der Fig. 1 herausgezogen und befindet sich an geeigneter Stelle im Kühlluft- oder Gebläseluftstrom des hier vorzugsweise als Ausführungsbeispiel verwendeten Staubsaugermotors. Die Widerstandskennlinie eines solchen Kaltleitel s ist in ihrem charakteristischen Verlauf in Fig. 2 dargestellt; man erkennt, daß sich die Schwellentemperatur für die Leistungsabregelung von beispielsweise 100 ,b auf 20 i; durch den in diesem Temperaturbereich steil stattfindenden Widerstandsanstieg gut bestimmen läßt. Der Kaltleiter ändert iii die senf Temperaturbereich seinen Widerstandswert um mehrere Größenordnungen und es ergibt sich somit zeitgleicli ein so er rheblicher Spannungsabfall am Kaltieiter 7. daß die zu ihm parallelgeschaltete anzeigevorrichtung, die von einer Glimmlampe 10 mit ihrem Vorwiderstand 11 gebildet ist, zündet.
Hierdurch ergibt sich eine vorteilhafte Funktion bei einer Vielzahl von über Elekti'omotoren betriebenen Geräten, bei denen weder Mittel vorgesehen noch bei denen es sinnvoll ist, mit der Ausgangsleistung je nach Wunsch durch entsprechende Einstellungen zu variieren. Die Erfindung stellt einen einheitlichen, kostengünstigen Block dar, der überall dort eingesetzt werden kann, wo elektromotorisch angetriebene Geräte zwar auf Beschädigung infolge Überhitzung überwacht werden müssen, andererseits komplizierte Steuerschaltungen aber nicht erforderlich sind und gleichzeitig eine Anzeige besonders erwünscht untf bedienungsfreundlich ist, die angibt, daß das betriebene Gerät sich in einem bewußt abgeriegelten Zustand zur Abkühlung befindet. Besonders vorteilhaft läßt sich daher die erü.ndungsgenäße Vorrichtung auch bei sogenannten Kurz zeit-Geräten einsetzen; bei mit Hilfe von Elektromotoren angetriebenen Luftpumpen, Mixern, Schleifgeräten u. dgl.> bei denen von vornherein der Elektromotor auf eine Leistung ausbelegt ist, die er aufgrund seiner Kühlungsbedingungen, seines Einbaus oder seiner Konzeption nicht beliebig lange durchhalten kann; in diesem Fall bildet die vereinfachte erfindungsgemäße, temperaturabhängige Triac-Abregelung mit Anzeige einen sicheren Zerstörungsschutz.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Vorrichtung zur temperaturabhängigen Steuerung von Elektroantriebsmotoren bei, insbesondere gewerblichen, Siaubsaugern o.dgl. Antriebsmaschinen, mit einem temperaturabhängigen Glied, welches in einer wärmeübertragenden Bezichung zum Motor angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur gleichzeitigen Anzeige der Leistungsabregelung des Motors (1) bei Überhintzung parallel zu einen die Motortemperatur erfassenden, seinen elektrischen Widerstand mit ansteigender Temperatur erhöhenden Sensor (Kaltleiter 7) eine Gllmmlampe (10) angeordnet ist, wobei der Sensor Teil eines Ansteuerkreises (5) für einen vorzugsweise als Triac (2) ausgebildeten, ausschließlich der temperaturabhängigen Ansteuerung des Motors dienenden Wechselstromschalters ist, der bei Ansteuerung durch den Sensor die Leistung des Motors unter Verineidung einer völligen Abschaltung auf einen unteren Wert (20 %) begrenzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der den Sensor bildende Kaltleiür (7) im Kühlluft- oder Gebläseluftstrom des Elektromotors (1) augeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch' gekennzeichnet, daß der Ansteuerkreis (5) für den die Motorabgabeleistung durch Phasenanschnittsteuerung abregelnden Triac (2) mit Anzeigeglimmlampe (10) parallel zu den Eingangsspeiseklemmen im nichtabgeschalteten Teil der Motorsteuerschaltung liegt.