DE4004734A1 - Anordnung zum betreiben eines elektrischen oder elektromagnetischen geraetes oder bauteiles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Betreiben elektrischer oder elektromagnetischer Geräte oder Bauteile, des Typs mit wenigstens einem Elektromotor, der einen Stator und einen Rotor aufweist, und mit einer Spannungsquelle, die an den Elektromotor und an ein elektrisches bzw. elektro­ magnetisches Gerät oder Bauteil anschließbar ist.

Derartige Anordnungen zum Betreiben eines elektrischen oder elektro­ magnetischen Gerätes oder Bauteiles (im folgenden: Verbraucher) können z. B. im Zusammenhang mit Magnetventilen oder mit elektromechanischen Warn­ einrichtungen, die das Auslaufen oder eine Betriebsstörung des Motors anzeigen, oder aber beispielsweise bei bistabilen Schaltern, welche durch elektrische Pulse gesteuert werden, eingesetzt werden. Verbraucher dieser Art werden gewöhnlich durch einen elektrischen Strom betrieben, der durch eine externe Spannungsquelle eingespeist wird, und verbrauchen während ihres Betriebes ein gewisses Maß an elektrischer Energie, die sie aus dieser Spannungsquelle beziehen.

In vielen Fällen ist es wünschenswert, daß bei einem Ausfall der Spannungs­ quelle der angeschlossene Verbraucher, beispielsweise ein elektromagnetisches Ventil, noch für eine gewisse Zeitdauer nach dem Ausfallzeitpunkt weiterhin mit Spannung versorgt und somit betriebsfähig gehalten werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der das Gerät bzw. Bauteil bei Wegfall der externen Spannungsquelle noch über einen gewissen Zeitraum hinweg unab­ hängig von dieser betrieben werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Anordnung dadurch gelöst, daß das Gerät bzw. Bauteil an den Elektromotor angeschlossen wird, sobald dieser von der externen Spannungsquelle getrennt wird.

Bei der Erfindung wird die Funktion des für die Gesamtanlage vorgesehenen Elektromotors als Generator zur Erzeugung einer Spannung für den ange­ schlossenen Verbraucher ausgenutzt, die - je nach Drehzahl des Elektromotors im Zeitpunkt des Abfalls der Spannungsquelle und je nach der Masse des Rotors des Elektromotors - ausreicht, um den Verbraucher noch über einen gewissen Zeitraum hinweg mit Spannung zu versorgen. Wenn die Speise­ spannung des Elektromotors abfällt, d.h. wenn die Verbindung zwischen Spannungsquelle und Elektromotor unterbrochen wird, erfährt der Rotor des Elektromotors eine negative Beschleunigung bis zu seinem Stillstand hin. Während dieser negativen Beschleunigung arbeitet der elektrische Motor infolge der Trägheit des Rotors als Generator und erzeugt eine Klemmen­ spannung, wodurch ein elektrischer Strom durch den Verbraucher fließt. Bei der Erfindung werden also die Auslaufeigenschaften des elektrischen Motors zum Weiterbetrieb des Verbrauchers auch nach Wegfall der externen Spannungs­ quelle ausgenutzt, wodurch sich als Vorteil der Erfindung ergibt, daß der Verbraucher mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine Weile betrieben werden kann, ohne elektrische Energie aus der externen Spannungsquelle beziehen zu müssen.

Bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

So ist als Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung, bei welcher der Elektromotor eine Primärwicklung, eine Sekundärwicklung und eine Start­ einrichtung aufweist, vorzugsweise vorgesehen, daß der Verbraucher eine erste Wicklung aufweist, die mit der Sekundärwicklung und der Starteinrichtung des Elektromotors in Reihe geschaltet ist, und eine zweite Wicklung, die automatisch mit Spannung versorgt wird, wenn der Elektromotor von der Spannungsquelle getrennt wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die zweite Wicklung des Verbrauchers automatisch und gleichzeitig mit dem Abfall der Speisespannung parallel zur Primärwicklung des Elektromotors geschaltet ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, bei der ein elektrisches Schaltelement zum Herstellen bzw. Trennen der elektrischen Verbindung zwischen der Spannungsquelle und dem Elektromotor eingesetzt wird, ist vorgesehen, daß das elektrische bzw. elektromagnetische Gerät oder Bauteil mittels des Schaltelementes an den Elektromotor angeschlossen wird, wenn dieser von der Spannungsquelle getrennt wird. Eine vorteilhafte und besonders einfache Ausführungsform des Schaltelementes besteht hierbei darin, daß dieses aus einem mechanischen Wechselschalter besteht, der zwischen einer ersten Position, in welcher der Elektromotor mit der Spannungsquelle verbunden ist, und einer zweiten Position, in welcher der Elektromotor von der Spannungsquelle getrennt ist, schaltbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispiels­ halber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein grundlegendes Schaltschema der erfindungsgemäßen Anordnung, sowie

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schaltung bei einer erfindungs­ gemäßen Anordnung mit einem Magnetventil als betriebenem Bauteil.

In Fig. 1 ist schematisch eine Einrichtung oder Anlage gezeigt, in der eine erfindungsgemäße Anordnung zum Betreiben eines elektrischen oder elektro­ magnetischen Gerätes oder Bauteiles verwirklicht ist. Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Elektromotor 10, einem elektrischen oder elektro­ magnetischen Gerät oder Bauteil 20 (im folgenden Verbraucher 20′′ genannt) und einem Wechselschalter 30 als Schaltelement. Eine externe Spannungsquelle 40 versorgt die Einrichtung mit Spannung.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, beinhaltet der Verbraucher 20 eine erste Wicklung 21 und eine zweite Wicklung 22, die beispielsweise (wie gezeigt) zum Öffnen bzw. Schließen eines Magnetventils dienen. Die zweite oder Öffnungs­ wicklung 22 ist mit dem elektrischen Schaltkreis des Motors verbunden, der eine Sekundärwicklung 11, eine Starteinrichtung 13, eine Primärwicklung 12 und eine Spannungsquelle 40 umfaßt. Dieser elektrische Schaltkreis enthält beispielhaft auch einen Starterkondensator 23, der in Reihe mit der Sekundär­ wicklung 11 geschaltet ist.

Der Wechselschalter 30 kann beispielsweise durch einen Thermostaten oder irgendeine andere Art von Steuer- bzw. Schalteinrichtung gesteuert werden. Beim Start des Elektromotors 10 fließt durch das Schließen des in der Start­ einrichtung 13 enthaltenen Schalters 13′ ein zeitlich begrenzter Strom durch die erste Wicklung 21, die mit der Sekundärwicklung 11 des Elektromotors 10 in Reihe geschaltet ist. Dieser zeitlich begrenzte Strom fließt in Abhängig­ keit vom Betrieb der Starteinrichtung 13, welche die Sekundärwicklung 11 nach einer kurzen Zeitspanne abschaltet.

Wird der Wechselschalter 30 von der Position A in die Position B gelegt, ist die externe Spannungsquelle 40 vom Elektromotor 10 getrennt, so daß dessen Rotor eine negative Beschleunigung bis zu seinem Stillstand erfährt. Gleich­ zeitig wird durch das Umlegen des Schalters 30 die zweite Wicklung 22 an die Primärwicklung 12 des Elektromotors 10 angeschlossen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist, worauf verwiesen wird. Während des Zeitraums der negativen Beschleunigung des Elektromotors, also für die Zeit seines Auslaufens, arbeitet der Elektromotor als Generator und erzeugt an seinen Klemmen C, D eine (abnehmende) Klemmenspannung. Die Primärwicklung 12 des Elektromotors 10 erzeugt einen Strom, der durch die zweite Wicklung 22 des Verbrauchers 20 fließt.

Aus den vorstehend erläuterten Schaltschemata wird deutlich, daß der Strom durch die erste Wicklung 21 des Verbrauchers 20 durch die externe Spannungs­ quelle 40 eingespeist wird, während der Strom durch die zweite Wickung 22 durch den Elektromotor 10 selbst in seiner Funktion als Generator erzeugt wird, wenn der Elektromotor von der Spannungsquelle 40 getrennt wird. Somit kann die zweite Wicklung 22 des Verbrauchers 20 über einen gewissen Zeitraum hinweg unabhängig von der externen Spannungsquelle 40 betrieben werden, wobei in dieser Zeit die zu ihrem Betreiben nötige elektrische Energie unter Ausnutzung der Rotorträgheit des Elektromotors 10 zur Verfügung gestellt wird.

Die vorstehenden Ausführungen betreffen lediglich Ausführungsbeispiele zur Erläuterung der Erfindung. Selbstverständlich ist das Erfindungsprinzip auf viele Arten von Einrichtungen und Anlagen anwendbar, welche die unter­ schiedlichsten elektrischen Schaltkreise beinhalten können, auch solche die in den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen nicht enthalten und in den Figuren nicht gezeigt sind.

Claims (5)

1. Anordnung zum Betreiben eines elektrischen oder elektromagnetischen Gerätes oder Bauteiles, mit wenigstens einem Elektromotor, der einen Stator und einen Rotor aufweist, und mit einer Spannungsquelle, die an den Elektro­ motor und an das elektrische bzw. elektromagnetische Gerät oder Bauteil anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische bzw. elektro­ magnetische Gerät oder Bauteil (20) an den Elektromotor (10) angeschlossen wird, wenn dieser von der Spannungsquelle (40) getrennt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Elektromotor eine Primär­ wicklung, eine Sekundärwicklung und eine Starteinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische oder elektromagnetische Gerät bzw. Bauteil (20) eine erste Wicklung (21) aufweist, die mit der Sekundärwicklung (11) und der Starteinrichtung (13) des Elektromotors (10) in Reihe geschaltet ist, und eine zweite Wicklung (22), die automatisch und gleichzeitig mit Spannung versorgt wird, wenn der Elektromotor (10) von der Spannungsquelle (40) getrennt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wicklung (22) des elektrischen bzw. elektromagnetischen Gerätes oder Bauteils (20) an die Primärwicklung (12) des Elektromotors (10) automatisch und gleich­ zeitig angeschlossen wird, wenn der Elektromotor (10) von der Spannungsquelle (40) getrennt wird.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem elektrischen Schalt­ element zum Herstellen bzw. Trennen der elektrischen Verbindung zwischen der Spannungsquelle und dem Motor, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische bzw. elektromagnetische Gerät oder Bauteil (20) mittels eines Schaltelementes (30) an den Elektromotor (10) anschließbar ist, wenn dieser von der Spannungsquelle (40) getrennt wird.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (30) aus einem mechanischen Wechselschalter besteht, der zwischen einer ersten Position (A), in welcher der Elektromotor (10) mit der Spannungsquelle (40) verbunden ist, und einer zweiten Position (B), in welcher der Elektromotor (10) von der Spannungsquelle (40) getrennt ist, schaltbar ist.