DE4104887A1 - Antriebseinrichtung fuer eine waschmaschinentrommel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Antreiben der Trommel einer Waschmaschine mit einem programmier­ baren Zeitschaltwerk (Zeitgeber).

Insbesondere betrifft die Erfindung eine Antriebseinrich­ tung mit einem universellen Elektromotor (Universal- oder Allstrommotor).

Antriebseinrichtungen mit einem universellen Elektro­ motor, der mit Wechselstrom betrieben und durch eine Phasenanschnittsteuerung gesteuert wird, sind bekannt. Diese Einrichtungen enthalten Sicherheitsvorrichtungen (insbesondere Bimetall-Schalter), um den Sicherheits­ normen zu genügen, insbesondere hinsichtlich der Tests mit angehaltenem Rotor und angehaltenem Zeitgeber. Bei dem Test mit angehaltenem Rotor, bei dem beispielsweise der Bruch eines Lagers simuliert wird, steigt der Motor­ strom plötzlich an, und die Sicherheitsvorrichtung spricht an, sobald der Strom einen vorbestimmten Schwel­ lenwert überschreitet.

Bei dem Test mit angehaltenem Zeitgeber (bei dem der Fall simuliert wird, daß der elektrische Antriebsmotor unbestimmt läuft), greift die Sicherheitsvorrichtung ein - während längerer Zeitabschnitte - sobald die Tempe­ ratur einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

Bei diesen bekannten Einrichtungen ist die Auslegung der Sicherheitsvorrichtung mitunter kritisch: Dieselbe Sicherheitsvorrichtung muß in der Lage sein, zuverlässig und genau einzugreifen, wenn ein bestimmter Schwellen­ wert der Stromstärke überschritten und/oder ein bestimm­ ter Temperatur-Grenzwert erreicht wird, doch lassen sich diese beiden Forderungen nicht immer leicht ver­ einen. Zwar arbeiten diese Sicherheitsvorrichtungen im allgemeinen sehr genau, wenn sie bei zu hoher Tempera­ tur eingreifen müssen, jedoch weniger genau, wenn sie bei zu hoher Stromstärke eingreifen müssen.

Bekannte Einrichtungen mit Universalmotoren, die mit Wechselstrom betrieben und durch eine Phasenanschnitt­ steuerung gesteuert werden, enthalten gewöhnlich einen Triac. Der Triac und die Sicherheitsvorrichtung sind mit dem Elektromotor in Reihe geschaltet. Der Triac wird durch eine Regelungs- und Steuerschaltung gesteu­ ert, die eingangsseitig an einen Drehzahlfühler (gewöhn­ lich ein Dynamo) angeschlossen ist, der mit dem Motor verbunden ist.

Diese bekannten Einrichtungen haben im allgemeinen keine Vorrichtung zum Schutz gegen eine Beschädigung oder einen Kurzschluß des Leistungsschalters (des Triac) und/oder gegen eine Beschädigung oder einen Kurzschluß des Drehzahlfühlers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung zum Antreiben der Trommel einer Waschmaschine anzu­ geben, bei der die Auslegung der Sicherheitsvorrichtung weniger kritisch und bei der es auch möglich ist, den Motor bei einer Beschädigung oder einem Kurzschluß des Drehzahlgebers und gegebenenfalls auch bei einer Beschä­ digung oder einem Kurzschluß des Leistungsschalters anzuhalten.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung gelöst, deren Merkmale im Patentanspruch 1 definiert sind.

Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachste­ hend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels näher beschrieben.

Die Zeichnung stellt ein partielles Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung dar. Die Antriebseinrichtung enthält eine bekannte Zweiweg-Gleich­ richterschaltung 1, z. B. eine Graetz-Brücke. Der Eingang der Gleichrichterschaltung 1 ist am Wechselstromnetz anschließbar.

Eine Sicherung 2, deren Funktion noch erläutert wird, ist mit dem Eingang der Gleichrichterschaltung 1 ver­ bunden.

Ein Kondensator mit geringer Kapazität, z. B. 3 µF, liegt am Ausgang der Gleichrichterschaltung 1. In der Praxis dient er lediglich als Filter für die Hochfrequenzkom­ ponenten.

Mit M ist universeller Elektromotor für den Antrieb der (nicht dargestellten) Trommel einer Waschmaschine bezeichnet. Der Motor M liegt in Reihe mit einem steuer­ baren Leistungsschalter 4 am Ausgang der Gleichrichter­ schaltung 1. Bei dem Leistungsschalter handelt es sich beispielsweise um einen MOS-Leistungsschalter oder einen IGBT (insultated gate bipoler transistor).

Parallel zum Motor M liegt eine Stabilisierungsdiode 5. Der Leistungsschalter 4 wird durch eine Regelungs- und Steuerschaltung 6 gesteuert. An einem Eingang 6a dieser Schaltung 6 ist eine Reihenschaltung aus einer Sicher­ heitsvorrichtung 7 und einem Drehzahlfühler 8, der mit dem Motor M verbunden ist, angeschlossen.

Bei der Sicherheitsvorrichtung 7 handelt es sich bei­ spielsweise um einen Bimetall-Streifen-Schalter. Alter­ nativ kann es sich um einen PTC-Widerstand handeln.

Der Drehzahlfühler 8 ist beispielsweise ein Tachometer­ generator oder Dynamo.

Die Regelungs- und Steuerschaltung 6 hat einen weiteren Eingang 6b, der mit einem programmierbaren Zeitschalt­ werk (Zeitgeber) 9 (bekannter Bauart) der Waschmaschine verbunden ist.

Die Regelungs- und Steuerschaltung 6 ist so ausgebildet, daß sie, wenn sie ein Steuersignal zum Starten des Mo­ tors M vom Zeitgeber 9 erhält, den Leistungsschalter 4 im Ein-Aus-Betrieb (sein Tastverhältnis) steuert, und zwar auf eine vorbestimmte Art und Weise, die von den ihr durch den Zeitgeber 9 und den Drehzahlfühler 8 zuge­ führten Signalen abhängt.

Zu diesem Zweck enthält die Regelungs- und Steuerschal­ tung 6 beispielsweise eine integrierte Schaltung 10 bekannter Bauart, z. B. die Schaltung TDA 1085.

Ferner enthält die Regelungs- und Steuerschaltung 6 eine Steuerungszeitgeberschaltung 11. Während des Be­ triebs schaltet diese Schaltung 11 den Leistungsschalter 4 aus, so daß der Motor M anhält, wenn nach Erhalt eines Steuersignals zum Starten des Motors mehr als eine vor­ bestimmte Zeitspanne (z. B. eine Sekunde) abgelaufen ist, ohne daß das Signal des Drehzahlfühlers 8 am Ein­ gang 6a aufgetreten ist.

Die Sicherheitszeitgeberschaltung 11, die auf einfache Weise ausgebildet sein kann, z. B. mittels eines Opera­ tionsverstärkers, schützt die Einrichtung im Falle einer Beschädigung des Drehzahlfühlers (z. B. einem Bruch seines Magneten) oder eines Kurzschlusses dieses Drehzahl­ fühlers.

Es sei betont, daß bei der beschriebenen Einrichtung ein Schutz im Falle eines Halts (einer Blockierung) des Motors M nicht durch die Sicherheitsvorrichtung 7 (wie bei bekannten Einrichtungen), sondern durch die Schaltung 11 und den Drehzahlfühler 8 bewirkt wird. Infolgedessen greift bei der erfindungsgemäßen Einrich­ tung die Sicherheitsvorrichtung 7 nur dann ein, wenn die Temperatur des Motors zu hoch ist, so daß die Aus­ legung der Vorrichtung nicht mehr absolut kritisch ist.

Die Sicherheitsvorrichtung 7 schützt die Einrichtung auch dann, wenn die Verbindung zum Drehzahlfühler unter­ brochen ist.

Was die Sicherung 2 betrifft, so sieht man jedoch, daß diese eingreift, um die Einrichtung im Falle einer Be­ schädigung der Regelungs- und Steuerschaltung 6 oder eines Kurzschlusses des Leistungsschalters 4 zu schüt­ zen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat mehrere Vorteile:

Vor allem ist die Auslegung der thermischen Sicherheits­ vorrichtung, wie bereits erwähnt, viel unkritischer.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der elektrische Antriebsmotor nicht hinsichtlich seiner Betriebsanfor­ derungen überdimensioniert zu sein braucht.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß der Formfaktor des Motorstroms nahezu gleich 1 ist, was geringere Wärme­ verluste bedeutet.

Bei der dargestellten Einrichtung wird der Universal­ motor mit Gleichstrom betrieben, was auch Vorteile hin­ sichtlich des Schaltens hat.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß insbesondere das Betriebsgeräusch des Motors geringer und die Lebensdauer der Bürsten länger ist.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Antreiben der Trommel einer Wasch­ maschine mit einem programmierbaren Zeitschaltwerk oder Zeitgeber (9), dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination aufweist:

• - eine Gleichspannungs-Versorgungseinrichtung (1),
• - einen universellen elektrischen Antriebsmotor (M),
• - einen steuerbaren Leistungsschalter (4), der zwi­ schen der Spannungsversorgungseinrichtung (1) und dem Elektromotor (M) angeordnet ist,
• - eine Sicherheitsvorrichtung (7) zum Anhalten des Motors (M), wenn seine Temperatur einen vorbestimm­ ten Wert überschreitet,
• - einen Drehzahlfühler (8), der mit dem Motor (M) verbunden ist, und
• - eine Regelungs- und Steuerschaltung (6), durch die der Leistungsschalter (4) im Ein-Aus-Betrieb in vorbestimmter Weise steuerbar ist, die von den ihr durch den Zeitgeber (9) und den Drehzahlfühler (8) zugeführten Signalen abhängt, wenn sie ein Steuersignal zum Anlassen des Motors vom Zeitgeber (9) erhält, wobei die Sicherheitsvorrichtung (7) mit dem Dreh­ zahlfühler (8) in Reihe geschaltet ist, die Sicherheitsvorrichtung und der Drehzahlfühler (8) in Reihe an einen Eingang (6a) der Regelungs- und Steuerschaltung (6) angeschlossen sind, und die Regelungs- und Steuerschaltung (6) so ausge­ bildet ist, daß sie den steuerbaren Schalter (4) ausschaltet und dementsprechend den Elektromotor (M) anhält, wenn nach Erhalt eines Steuersignals zum Anlassen des Motors mehr als eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, ohne daß das Ausgangssignal des Drehzahlfühlers (8) an ihrem Eingang (6a) festge­ stellt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gleichspan­ nungsversorgungseinrichtung eine Gleichrichterschal­ tung (1) aufweist, die eingangsseitig an das Wechsel­ stromnetz anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherung (7) mit dem Eingang der Gleich­ richterschaltung (1) verbunden ist, um die Verbindung zwischen der Gleichrichterschaltung und dem Netz zu unterbrechen, wenn der sie durchfließende Strom einen vorbestimmten Wert überschreitet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (7) ein thermischer Schalter mit einem Bimetallstreifen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung einen PTC- Widerstand aufweist.