DE3311771A1 - Ueberwachungsschaltung fuer elektromotoren - Google Patents
Ueberwachungsschaltung fuer elektromotorenInfo
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Description
Vorwerk & Co. Interholding GmbH. .../1
- 3 überwachungsschaltung für Elektromotoren
Die Erfindung betrifft eine überwachungsschaltung für unterschiedliche
Betriebszustände eines Elektromotors, wobei an einem, in Reihe mit der
Statorwicklung des Elektromotors liegenden Meßwiderstand, eine dem Motorstrom
proportionale Spannung abgegriffen wird.
Es existiert in der Praxis z.B. in einem Staubsauger eine überwachungsschaltung,
welche einen Elektromotor überwacht und bei überlastung abschaltet. Hierbei wird der Elektromotor über einen sogenannten
Thyristor betrieben. In den Thyristorkreis ist ein Widerstand eingefügt,
an welchem eine dem Motorstrom proportionale Spannung abgegriffen wird. Diese Spannung wird über ein R-C- Glied einem Spannungsteilerpotentiometer
zugeführt, welches mit der Basis eines Transistors verbunden ist. Dieser Transistor liegt parallel zum Thyristorkreis» Am
Spannungsteilerpotentiometer kann nun die dem Motorstrom proportionale
Spannung so eingestellt werden, daß im Normal betrieb des Motors der Transistor noch nicht durchschaltet» Steigt nun der Motorstrom im
überlastungsfall, so steigt auch die Spannung an der Basis des Transistors.
Dieser schaltet durch und der Thyristor sperrt. Der Motor bleibt stehen. Gleichzeitig wird ein weiterer Transistor durchgeschaltet,
welcher über eine Rückkopplungsleitung zur Basis des ersten Transistors
diesen im durchgeschalteten Zustand läßt. Die Schaltung geht
somit in Selbsthaltung. Der Motor kann erst wieder eingeschaltet werden,
wenn die Netzspannung abgeschaltet worden ist. Beim Anlauf des Motors, bei dem bekanntlich ein kurzseitig hoher Strom und somit eine
hohe Spannung auftritt, soll das vorher erwähnte R-C- Glied den Transistor daran hindern, den Motor sofort wieder abzuschalten» Hierbei
ist nun die Einstellung des Sollwertes durch das Spannungsteilerpotentiometers
äußerst kritisch, da das R-C- Glied gleichzeitig auch im Anlauf eine gewisse Spannung am Spannungsteilerpotentiometer
erzeugt. Der Schwellwert kann somit nicht jeden Wert einnehmen, da bei kleinen Schwel !werten, die in der Größe der Spannung am R - C - Glied
beim Anlauf liegen, der Transistor den Motor trotzdem wieder übschal-
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Vorwerk & Co. InterhoVdirfg GmBH.""""" " " ..3/|1 1771
ten würde. Der Schwell wert muß also in seiner Größe genügend über dem
Spannungswert am R - C - Glied beim Anlauf liegen. Dies ist bei dieser Schaltung sehr nachteilig.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Überwachungsschaltung zu erstellen,
bei der die Einstellung der einzelnen Schwell werte für Anlauf
und Abschaltung bei überlast auf einfache Art und Weise durchgeführt
werden kann.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Eine Schaltungsanordnungsvariante zur Verwirklichung der Schaltung
nach Anspruch 1 ist aus den Ansprüchen 2 bis 6 zu entnehmen.
Somit hat die Erfindung zum entscheidenden Vorteil, daß der Schwellwert
zum Abschalten des Motors ohne Einflußnahme auf den Schwell wert für den Anlauf eingestellt werden kann und gleichzeitig eine Schwellwerteinstellung
für den AnIaufstrom entfällt.
Nachstehend ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung
für eine überwachungsschaltung nach der Erfindung dargestellt.
Ein Elektromotor M ist mit einem Triac TC und einem Widerstand R 5 in
Reihe geschaltet. An dem Widerstand R 5 kann somit eine, dem Motorstrom proportionale Spannung abgegriffen werden.
Diese Spannung wird durch die Diode D 2 gleichgerichtet und anschließend
in der R-C- Kombination R 6, C 3 integriert. Sie dient als Istwert des augenblicklichen Motorstroms und wird dann über eine sogenannte
Entkopplungsdiode D 3 und den Widerstand R 13 dem nichtinvertierenden
Eingang N eines Operationsverstärkers OP zugeführt, welcher als Komparator eingesetzt ist. Der für die Komparatorschaltung erfor-
ι mn &M 25.03.1983
Vorwerk & Co. Interholding GmbH. „ο./3
derliche Sollwert oder Vergleichswert,, wird dem Operationsverstärker
OP am invertierenden Eingang I zugeführt» Dieser Sollwert nimmt nun nach dem Erfindungsgedanken unterschiedliche Werte für die jeweiligen
Betriebszustände an.
Beim Einschalten des Elektromotors M entsteht ein relativ hoher Einschalt
oder AnIaufstrom, der die Vergleichsschaltung ansprechen lassen
würde. Deshalb wird der Sollwert aus der über die Zenerdiode D 5 stabilisierten
Versorgungsspannung erzeugt= Diese wird an einem Spannungsteiler aus den Widerständen R 16 und P 1 abgegriffen und dem invertierenden
Eingang I des Operationsverstärkers OP zugeführt ο Gleichzeitig
liegt jedoch in Reihe mit R 16 und P 1 noch ein Transistor T 3. Dieser hat an seinem Basisanschluß B 3 ein R - C - Glied bestehend aus
R 10, R 11 und C 5, welches bewirkt, daß sich beim Einschalten nur langsam ein negatives Potential am Basisanschluß B 3 des Transistors T
3 aufbaut. Das bedeutet, daß im Moment des Einschal tens der Transistor
T 3 nicht leitend ist und somit die gesamte Versorgungsspannung am invertierenden
Eingang I des Operationsverstärkers OP liegt» Dies ist der maximale Sollwert, der nicht vom Istwart überschritten v/erden
kann. Somit führt eine kurzzeitige Erhöhung des Motorsti'oms beim Anlauf
nicht zum Abschalten der Vergleicherschaltung. Wenn dann, abhängig von der Zeitkonstante des R - C - Gliedes R 10, R H5 C 5 das Potential
am Basisanschluß B 3 des Transistors T 3 negativer wird,
schaltet dieser durch, und am invertierenden Eingang I liegt die, durch den Spannungsteiler R 16 und P 1 eingestellte Sollwertspannung.
Hier ist also eine automatische Änderung des Sollwertes von der Anlaufphase zur Betriebsphase vorhanden.
Nachdem nun der Transistor T 3 durchgeschaltet hats liegt der für den
Nachdem nun der Transistor T 3 durchgeschaltet hats liegt der für den
3Q normalen Betrieb erforderliche Sollwert an und die Schaltung überwacht
jetzt den Elektromotor M auf Überlastung« Sobald der Istwert den Sollwert übersteigt, herrscht am Ausgang A des Operationsverstärkers OP
negatives Potential. Dieses gelangt über den Widerstand R 15 an den Basisanschluß B 1 des Transistors T 1» Dadurch werden die Zündimpulse
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Vorwerk & Co. Interholding Gmb'fl.
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für den Diac DC soweit abgesenkt, daß dieser nicht mehr zündet, so daß
der im Motorstromkreis angeordnete Triac TC gesperrt ist und der Elektromotor
M keine Versorgungsspannung mehr erhalt. Er bleibt stehen.
Gleichzeitig wird das Signal vom Ausgang A des Operationsverstärkers
OP über den Widerstand R 17 an den Basisanschluß B 4 des Transistors T
4 gelegt, so daß dieser durchschaltet. Damit liegt der Sollwert auf Null Volt. Das bedeutet, daß hier die Schaltung in Selbsthaltung geht,
da der Sollwert von Null Volt keinen Anlauf zulaßt.
Parallel dazu wird auch der Transistor T 2 durch das Ausgangssignal am
Basisanschluß B 2 durchgeschaltet, so daß der Kondensator C 5, der für
den Einschaltvorgang wichtig ist, entladen wird.
Zum Wiedereinschalten muß nun die in Selbsthaltung gegangene Schaltung
erst vom Netz getrennt werden und kann dann wieder eingeschaltet werden.
Es ist noch die Diode D 3 zu erwähnen, welche verhindern soll, daß der
Sollwert nicht über die hochohmigen Eingänge N und I auf den Integrationskondensator
C 3 für die Istwerterfassung gelangt.
Zusätzlich besteht noch die Möglichkeit, entweder parallel zum Transistör
T 4 oder an dessen Basisanschluß B 4 einen temperaturabhängigen
Widerstand— "Λ anzuordnen, der, wenn er räumlich am Elektromotor M
angebracht ist, dafür sorgt, daß bei Erwärmung des Elektromotors M die
Schaltung ebenfalls anspricht. Diese beiden Schaltungsmöglichkeiten
sind in unterbrochenen Linien eingezeichnet.
Es ist anhand der vorstehenden Beschreibung zu erkennen, daß der Sollwert für diese Schaltung entsprechend der verschiedenen Betriebszustände
bzw. Istwerte sich in einer Art vorprogrammiertem Ablauf verändert, um die entsprechenden Oberwachungs- bzw. Schaltfunktionen zu gewährleisten.
ι nsn 434 25.03.1983
Claims (5)
- Vorwerk & Co. Interholding GmbH. ,„./IPatentansprücheüberwachungsschaltung für unterschiedliche Betriebszustande eines Elektromotors, wobei an einem, in Reihe mit der Statorwicklung des Elektromotors liegenden Meßwiderstand eine dem Motorstrom proportionale Spannung abgegriffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Meßwiderstand ein Komparator angeordnet ist, dessen Sollwert sich entsprechend der drei Hauptzustände des Elektromotors M, nämlich Anlauf, Normal betrieb und überlastung, automatisch im Bereich von Null bis zum Maximalwert ändert.
- 2) Schaltungsanordnung für eine überwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator durch einen Operationsverstärker OP gebildet wird, an dessen invertierendem Eingang I, eine Reihenschaltung aus einem sogenannten Spannungsteiler R 16, P 1 und einem Transistor T 3, sowie ein weiterer Transistor T 4 angeordnet ist, v;obei dessen Basisanschluß B 4 mit dem Ausgang A des Operationsverstärkers OP verbunden ist.
- ^ Schaltungsanordnung nach Anspruch 25 dadurch gekennzeichnet, daß am Basisanschluß B 3 des Transistors T 3 ein R - C - Glied RIO, RIl, C5 angeordnet ist, dessen Kondensator C5 von einem Transistor T 2 überbrückt ist, dessen Basisanschluß B2 ebenfalls mit dem Ausgang A des Operationsverstärkers OP verbunden ist.
- 4) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Meßwiderstand R5 und dem nicht - invertierenden Eingang N des Operationsverstärkers OP eine sogenannte Entkopplungsdiode D 3 angeordnet ist-η «ir\ -ι r\~>n «nil οι: no mniVorwerk & Co. Interholding GmbH. .../2
- 5) Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich am invertierenden Eingang I des Operationsverstärkers OP parallel zum Transistor T 4 ein temperaturabhängiger Widerstand —lsi angeordnet ist. 5°' Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand - I^ als Bestandteil eines Spannungsteilers (R19/~ iSh ) über eine Diode D 4 am Basisanschluß B 4 des Transistors T 4 angeordnet 10 ist.nc r>o 1 nOO
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