DE3609793A1 - Schaltungsanordnung zum drehsinnrichtigen anlauf eines einphasenmotors - Google Patents
Schaltungsanordnung zum drehsinnrichtigen anlauf eines einphasenmotorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum
drehsinnrichtigen Anlauf eines Einphasenmotors.
Solche Einphasenmotoren ohne Kommutator, wie permanent
magneterregte Synchronmotoren oder Hohlankerasynchron
motoren mit vorwiegend permanentmagnetischer Erregung,
benötigen Hilfsmittel zum Anlaufen des Rotors mit de
finierter Drehrichtung. Bekannte Hilfsmittel sind Anlaß
oder Hilfsphase (Widerstandsanlaßphase, Kondensatoranlaß
phase, Kurzschlußhilfsphase) bei Induktionsmotoren oder
asymmetrische Polausführung oder Anlaufsperren bei kleinen
Synchronmotoren.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum drehsinn
richtigen Anlauf eines Einphasenmotors hat den Vorteil,
mit relativ einfachen Mitteln eine elektrische Anlauf
sperre zu realisieren, die ein Anlaufen des Einphasen
motors in die falsche Drehrichtung verhindert. Im Ruhe
zustand sind die Stromtore der Torschaltung geöffnet und
bleiben dies auch, wenn der Rotor in die gewünschte Dreh
richtung anläuft. Dreht der Rotor jedoch im falschen Dreh
sinn, so wird der Schalter aktiviert und über den Schalter
die Stromtore gesperrt. Der Stromfluß in der Motorwicklung
wird unterbunden und der Rotor gelangt wieder zum Still
stand. Im Stillstand öffnet der Schalter wieder die Strom
tore, wodurch wieder ein Stromfluß in der Motorwicklung
einsetzt und der Rotor erneut gestartet wird. Auf diese
Weise werden die Startversuche so lange wiederholt, bis
der Rotor in der vorgegebenen gewünschten Drehrichtung
anläuft.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maß
nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserun
gen der im Anspruch 1 angegebenen Schaltung möglich.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich
dabei aus den Ansprüchen 4 bis 6. Durch diese Maßnahmen
läßt sich in konstruktiv einfacher Weise das den Schalt
kontakt betätigende Schaltglied des Schalters mit der
Motorwelle derart kuppeln, daß der Schalter nur bei
falscher Drehrichtung der Motorwelle betätigt wird.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ergibt
sich auch aus Anspruch 9. Durch diese Maßnahmen läßt sich
die steuerbare Torschaltung und die Ansteuerung für die
Torschaltung relativ einfach schaltungstechnisch reali
sieren.
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestell
ten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschrei
bung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine mit einem Einphasenmotor verbunde
ne Schaltungsanordnung zum drehsinn
richtigen Anlauf des Motors,
Fig. 2-4 jeweils eine schematische Ansicht
eines drehsinnabhängig aktivierbaren
Schalters der Schaltungsanordnung in
Fig. 1.
Der in Fig. 1 mit 10 schematisch angedeutete kommutator
lose Einphasenmotor liegt in üblicher Weise über zwei
Anschlußklemmen 11, 12 an einer Wechselspannung von z. B.
220 V. Der Einphasenmotor 10 ist permanentmagneterregt,
was durch den schematisch dargestellten Permanentmagnet
pol 13 symbolisiert ist. Die Motorwelle des Einphasen
motors 10 ist mit 14 bezeichnet. Die gewünschte Drehrich
tung der Motorwelle 14 ist durch den Pfeil 15 gekenn
zeichnet und ist rechtssinnig festgelegt.
Die Schaltungsanordnung zum drehsinnrichtigen Anlauf des
Einphasenmotors 10 in Richtung Pfeil 15 weist eine in
Reihe mit dem Einphasenmotor 10 angeordnete Torschaltung
16 auf, die aus zwei parallelen, steuerbaren Stromtoren
mit einander entgegengesetzten Durchlaßrichtungen besteht.
Im Beispiel der Fig. 1 ist die Torschaltung 16 als Triac
17 ausgebildet, dessen Steuerspannung von einem aus den
Widerständen 18, 19 bestehenden Spannungsteiler 20 abge
griffen ist. Hierzu ist der Steuereingang des Triac 17
mit dem Teilerabgriff 21 des Spannungsteilers 20 ver
bunden und der Spannungsteiler 20 an die Anschlußklemmen
11, 12 gelegt, also der Reihenschaltung von Einphasenmotor
10 und Triac 17 parallel geschaltet. Die an dem Triac 17
liegende Steuerspannung kann mittels eines drehsinnabhän
gig aktivierbaren Schalters 22 kurzgeschlossen werden. Der
Schalter 22 besteht aus einem Schaltkontakt 23, dessen
einer Anschluß an dem Teilerabgriff 21 des Spannungs
teilers 20 und dessen anderer Anschluß an dem unteren
Potentialpunkt des Spannungsteilers 20 liegt, und aus
einem Schaltglied 24, das mit der Motorwelle 15 derart
gekuppelt ist, daß es nur bei falscher Drehrichtung - also
entgegen Pfeil 15 in Fig. 1 - den Schaltkontakt 23
schließt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung
ist wie folgt.
Liegt an den Anschlußklemmen 11, 12 eine Wechselspannung,
so liegt an dem Steuereingang des Triacs 17 eine Steuer
spannung in der Größe des an dem Widerstand 19 des
Spannungsteilers 20 abfallenden Spannung. Der Triac ist
geöffnet. Die Motorwicklung wird von Wechselstrom durch
flossen und der Motor läuft an. Läuft dabei die Motor
welle 14 in die falsche Drehrichtung an, also entgegen
Pfeil 15, so wird über die Motorwelle 14 das Schaltglied
24 betätigt und dieses schließt den Schaltkontakt 23.
Damit wird die Steuerspannung am Steuereingang des Triacs
17 zu Null, und der Triac 17 sperrt. Der Stromfluß in der
Motorwicklung wird unterbrochen, und die Motorwelle 14 ge
langt zum Stillstand. Im Stillstand gibt das Schalt
glied 24 den Schaltkontakt 23 wieder frei, dieser öffnet
und der Motor 10 beginnt erneut zu starten. Der beschrie
bene Vorgang wiederholt sich so lange, bis die Motorwelle
14 sich in die gewünschte Drehrichtung, also in Richtung
Pfeil 15, dreht. Bei dieser Drehrichtung der Motorwelle 14
bleibt das Schaltglied 24 des Schalters 22 von der Motor
welle 14 unbeeinflußt. Der Schaltkontakt 23 bleibt ge
öffnet und ebenso der Triac 17.
In Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kupp
lung von Motorwelle 14 und Schaltglied 24 dargestellt.
Der Schaltkontakt 23 ist als Mikroschalter 25 und das
Schaltglied 24 als eine nach dem Wirbelstromprinzip ange
triebene Schaltscheibe 26 ausgebildet. Die Schaltscheibe
26 sitzt frei drehbar auf der Motorwelle 14, ist jedoch
relativ zum Motorgehäuse in ihrer Drehbewegung begrenzt.
An der einen Drehgrenze ist dabei der Mikroschalter 25
angeordnet, der von der Schaltscheibe 26 geschlossen wird.
Mit der aus Stahl gefertigten Schaltscheibe 26 ist eine
Aluminiumscheibe 27 kraftschlüssig verbunden.
Zum Antrieb der Schaltscheibe 26 ist ein Magnetfeldgenera
tor 28 vorgesehen, der mit der Motorwelle 14 umläuft. Die
ser besteht aus einer mit der Motorwelle 14 starr verbun
denen ferromagnetischen Scheibe 29, die längs ihres
Scheibenrandes mit in Umfangsrichtung gleichmäßig ver
teilt angeordnete Permanentmagneten 30 bestückt ist. Die
Permanentmagnete 30 sind in Achsrichtung der Scheibe 29
magnetisiert. Läuft die Motorwelle 14 in die falsche
Drehrichtung, so wird die Schaltscheibe 26 bis an die
festgelegte Drehgrenze mitgenommen. Hier schließt sie den
Mikroschalter 25, wodurch der Triac 17 sperrt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kupplung des Schalt
gliedes 24 mit der Motorwelle 14 ist in Fig. 3 darge
stellt. Hier ist das Schaltglied 24 als eine die Motor
welle 14 auf einem Wellenabschnitt umschlingende Schling
feder 31 ausgebildet, deren einer Federendschenkel 311
an dem Motorgehäuse fixiert ist und deren anderer freier
Federendschenkel 312 an dem als federnde Kontaktzungen
32, 33 ausgebildeten Schaltkontakt 23 anliegt oder mit
geringem Abstand vor der einen Federzunge 32 liegt. Der
vom freien Federendschenkel 312 her gesehene Wickelsinn
der Schlingfeder 31 entspricht der gewünschten Drehrich
tung der Motorwelle 14 (Pfeil 15).
Dreht die Motorwelle 14 in die gewünschte vorgegebene
Drehrichtung gemäß Pfeil 15, so wird die Schlingfeder 31
geringfügig aufgeweitet und der Federendschenkel 312
schwenkt geringfügig von dem Schaltkontakt 23 weg. Dreht
die Motorwelle 14 jedoch in die falsche, nicht gewünschte
Drehrichtung entgegen Pfeil 15, so zieht sich die Schling
feder 31 nach dem bekannten Schlingfederprinzip auf der
Motorwelle 14 zusammen, und der freie Federendschenkel 312
bewegt sich auf die Federzunge 32 zu und schließt den
Schaltkontakt 23. Wie eingangs beschrieben, wird der
Motor abgeschaltet. Bei Stillstand der Motorwelle 14
schwenkt der freie Federendschenkel 32 wieder von der
Federzunge 32 in die in Fig. 3 dargestellte Lage zurück
und der Schaltkontakt 23 öffnet sich. Ein erneuter Start
versuch des Motors 10 wird damit eingeleitet.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der
Kupplung von Schaltglied 24 und Motorwelle 14 dargestellt.
Der Schaltkontakt 23 des Schalters 22 besteht wie in Fig.
3 aus zwei Federzungen 32, 33, die relativ zum Motorge
häuse fest angeordnet sind. Das Schaltglied 24 ist als
Schaltkörper 34 mit großer Trägheitsmasse ausgebildet.
Der Schaltkörper 34 sitzt mit einem in Fig. 4 nicht zu
sehenden Innengewinde auf einem Steilgewindeabschnitt 35
der Motorwelle 14 und kann sich auf diesem Steilgewinde
abschnitt 35 frei verdrehen. Das Steilgewinde weist dabei
einen solchen Gewindesinn auf, daß der Schaltkörper 34
bei falscher Drehrichtung der Motorwelle 14 sich auf den
Schaltkontakt 23 zu axial vorschiebt.
Im Stillstand des Motors 10 ist der Schaltkontakt 23 ge
öffnet. Läuft der Motor 10 im richtigen Drehsinn an, so
verschraubt sich der Schaltkörper 34 auf dem Steilgewinde
abschnitt 35 in Fig. 4 nach rechts und der Schaltkontakt
23 bleibt geöffnet. Läuft die Motorwelle 14 in falschem
Drehsinn an, so verschraubt sich der Schaltkörper 34 in
Fig. 4 nach links und schließt den Schaltkontakt 23. Der
Motor wird wieder abgeschaltet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. So kann z.B. der Mikro
schalter 25 in dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 durch
einen kontaktlosen Hallsensor mit Schaltfunktion ersetzt
werden. Auch braucht die Schaltscheibe 26 nicht axial
fixiert, aber frei drehbar auf der Motorwelle 14 zu sitzen.
Sie kann beispielsweise am Motorgehäuse frei drehbar ge
halten werden.
Claims (9)
1. Schaltungsanordnung zum drehsinnrichtigen Anlauf
eines Einphasenmotors, gekennzeichnet
durch eine in Reihe mit dem Motor (10) angeord
nete Torschaltung (16) aus zwei parallelen, steuerbaren
Stromtoren mit einander entgegengesetzten Durchlaß
richtungen und durch einen drehsinnabhängig aktivier
baren Schalter (22), der bei falscher Drehrichtung der
Motorwelle (14) die Stromtore sperrt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß an der Torschaltung
(16) eine die Stromtore öffnende Steuerspannung liegt
und daß der Schalter (22) mit der Motorwelle (14) der
art gekuppelt ist, daß er nur bei falscher Drehrich
tung der Motorwelle (14) im Sinne einer Steuerspannungs
abschaltung betätigt wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß der
Schalter (22) einen Schaltkontakt (23) und ein den
Schaltkontakt (23) betätigendes mechanisches Schalt
glied (24) aufweist, das auf der Motorwelle (14) ange
ordnet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schaltglied
(24) als trägheitsmassebehafteter Schaltkörper (34)
ausgebildet ist, der mit einem Innengewinde auf einem
Steilgewindeabschnitt (35) der Motorwelle (14) frei
drehbar und mit geringem axialen Abstand vor dem Schalt
kontakt (23) sitzt, und daß das Steilgewinde einen
solchen Gewindesinn aufweist, daß der Schaltkörper (34)
sich bei falscher Drehrichtung der Motorwelle (14) auf
den Schaltkontakt (23) zu axial vorschiebt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schaltglied (24)
als eine die Motorwelle (14) auf einem Wellenabschnitt
umschlingende Schlingfeder (31) ausgebildet ist, deren
einer Federendschenkel (311), vorzugsweise am Motor
gehäuse, fixiert ist und deren anderer freier Federend
schenkel (312) an dem Schaltkontakt (23) angreift oder
anzugreifen vermag, und daß der Wickelsinn der Schling
feder (31) vom freien Federendschenkel (312) her ge
sehen der gewünschten Drehrichtung der Motorwelle (14)
entspricht.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt
(23) als Mikroschalter (25) und das Schaltglied (24)
als eine nach dem Wirbelstromprinzip angetriebene
Schaltscheibe (26) ausgebildet ist, die mit einem mit
der Motorwelle (14) umlaufenden Magnetfeldgenerator
(28) zusammenwirkt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnetfeld
generator (28) aus einer mit der Motorwelle (14) starr
verbundenen, permanentmagnetbestückten, ferromagne
tischen Scheibe (29) besteht, bei welcher die
Permanentmagnete (30) längs des Scheibenrandes in
Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet und
in Achsrichtung der Scheibe (29) magnetisiert sind.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 oder 7, da
durch gekennzeichnet, daß die
Schaltscheibe (26) frei drehbar auf der Motorwelle (14)
sitzt und relativ zum Motorgehäuse in ihrer Drehbe
wegung begrenzt ist und daß an der einen Drehgrenze
der Mikroschalter (25) angeordnet ist.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3-8,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Torschaltung (16) als Triac (17) ausgebildet ist,
dessen Steuereingang an dem Teilerabgriff (21) eines
der Reihenschaltung von Motor (10) und Triac (16)
parallel geschalteten Spannungsteilers (20) ange
schlossen ist, und daß der Schaltkontakt (23) mit einem
Anschluß an dem Teilerabgriff (21) und mit dem anderen
Anschluß an dem unteren Potentialpunkt des Spannungs
teilers (20) liegt und als Arbeitskontakt ausgebildet
ist, der bei falscher Drehrichtung der Motorwelle (14)
von dem Schaltglied (24) geschlossen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863609793 DE3609793A1 (de) | 1986-03-22 | 1986-03-22 | Schaltungsanordnung zum drehsinnrichtigen anlauf eines einphasenmotors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863609793 DE3609793A1 (de) | 1986-03-22 | 1986-03-22 | Schaltungsanordnung zum drehsinnrichtigen anlauf eines einphasenmotors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3609793A1 true DE3609793A1 (de) | 1987-09-24 |
Family
ID=6297084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863609793 Withdrawn DE3609793A1 (de) | 1986-03-22 | 1986-03-22 | Schaltungsanordnung zum drehsinnrichtigen anlauf eines einphasenmotors |
Country Status (1)
Country | Link |
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