DE4104887C2 - Antriebseinrichtung für eine Waschmaschinentrommel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Antriebseinrichtungen mit einem Universal-Elektromotor, der mit Wechselstrom betrieben werden kann und durch eine Phasenanschnitt­ steuerung gesteuert wird, sind bekannt. Diese Einrichtungen enthalten Sicherheitsvorrichtungen (insbesondere Bimetall- Schalter), um den Sicherheitsnormen zu genügen, insbesonde­ re hinsichtlich der Tests mit angehaltenem Rotor und ange­ haltenem Zeitgeber. Bei dem Test mit angehaltenem Rotor, bei dem beispielsweise der Bruch eines Lagers simuliert wird, steigt der Motorstrom plötzlich an, und die Sicher­ heitsvorrichtung spricht an, sobald der Strom einen vorbe­ stimmten Schwellenwert überschreitet.

Bei dem Test mit angehaltenem Zeitgeber (bei dem der Fall simuliert wird, daß der elektrische Antriebsmotor unbe­ stimmt läuft), greift die Sicherheitsvorrichtung ein - wäh­ rend längerer Zeitabschnitte - sobald die Temperatur einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet.

Bei diesen bekannten Einrichtungen ist die Auslegung der Sicherheitsvorrichtung mitunter kritisch: Dieselbe Sicher­ heitsvorrichtung muß in der Lage sein, zuverlässig und ge­ nau einzugreifen, wenn ein bestimmter Schwellenwert der Stromstärke überschritten und/oder ein bestimmter Tempera­ tur-Grenzwert erreicht wird, doch lassen sich diese beiden Forderungen nicht immer leicht vereinen. Zwar arbeiten die­ se Sicherheitsvorrichtungen im allgemeinen sehr genau, wenn sie bei zu hoher Temperatur eingreifen müssen, jedoch weni­ ger genau, wenn sie bei zu hoher Stromstärke eingreifen müssen.

Eine Antriebseinrichtung mit wichtigen Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 37 43 396 A1 bekannt. Sie enthält einen Wechselstrommotor mit zwei in Reihe geschalteten Feldwick­ lungen. Der Motor liegt in einem Schaltungszweig zwischen zwei Wechselspannungs-Versorgungsanschlüssen in Reihe mit einem Triac. Der Steueranschluß des Triac ist mit dem Aus­ gang einer Signalbildungsschaltung verbunden, die über den Triac die Phase für den Motorstrom mehr oder weniger stark in Abhängigkeit von der Motordrehzahl anschneidet, die durch einen mit dem Motor verbundenen Tachometergenerator gemessen wird. Diese Einrichtung ist so ausgebildet, daß die Drehzahl des Motors bei einem Kurzschluß des Triac be­ grenzt wird. Maßnahmen gegen einen Ausfall des Tachometer­ generators oder eines gefährlichen Anstiegs der Motortempe­ ratur sind dort jedoch nicht getroffen.

Die DE 28 41 690 A1 offenbart eine Antriebseinrichtung für die Trommel einer Waschmaschine mit einem Universalmotor, der begrifflich und grundsätzlich für diesen Anwendungsfall (Antrieb der Trommel einer Waschmaschine) bekannt ist.

Die DE 33 03 992 A1 betrifft generell eine Hybrid- Steuereinrichtung für eine Waschmaschine, mit einem Antriebsmotor für deren Trommel, mit einem Pro­ grammwahlschalter, einer zentralen Mikrocomputer- Steuereinheit und einem elektromechanischen Schrittschalt­ werk. Die auch für den Antriebsmotor ausgelegte Sicherheitsüberwachung ist jedoch nicht hinsichtlich einzelner Funktionen beschrieben.

Die DE 23 58 638 A1 beschreibt eine Einrichtung mit einem Gleichstrommotor, der über einen Thyristor mit dem Wechsel­ stromnetz verbunden ist. Der Steueranschluß des Thyristors ist mit dem Ausgang einer Impulsgeneratorschaltung verbun­ den, die ihrerseits durch eine Regelschaltung und eine zeitabhängige Schaltung in Abhängigkeit von einem Programm­ schalter oder Zeitgeber der Maschine gesteuert wird. Die Regelschaltung enthält eine Tachometerwicklung. Bei einer Unterbrechung der Tachometerwicklung sperrt die Regelschal­ tung die Impulsgeneratorschaltung, so daß der Motor ange­ halten wird. Durch einen PTC-Widerstand wird die Motortem­ peratur gemessen und über einen Transistor die Impulsgene­ ratorschaltung gesperrt, wenn die Temperatur einen Schwel­ lenwert überschreitet.

Die tachometrische Drehzahlerfassung steht jedoch nicht in unmittelbarer Verbindung mit einer temperaturempfindlichen Sicherheitsvorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Einrichtung zum Antreiben der Trommel einer Waschmaschine anzugeben, bei der die Auslegung der Sicherheitsvorrichtung weniger kritisch und bei der es auch möglich ist, den Motor bei ei­ ner Beschädigung oder einem Kurzschluß des Drehzahlgebers, Überhitzung des Motors und gegebenenfalls auch bei einer Beschädigung 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 (Ansprüche 2 bis 4) gekennzeich­ net.

Die Erfindung wird nachste­ hend anhand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels näher beschrieben.

Die Zeichnung stellt ein 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 3 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 ein Elektromotor, der ein Universalmotor sein kann, 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.

Claims (4)

1. Einrichtung zum Antreiben der Trommel einer Wasch­ maschine mit:

• - einem programmierbaren Zeitschaltwerk oder Zeit­ geber (9),
• - zwei Versorgungsanschlüssen,
• - einem elektrischen Antriebsmotor (M), insbesondere Universalmotor, der über die Versorgungsanschlüsse mindestens mittelbar mit einem Wechsel­ stromnetz zu verbinden ist,
• - einem steuerbaren Leistungsschalter (4), der mit dem Elektromotor (M) in einem Schaltungszweig (M, G) in Reihe geschaltet ist,
• - einem Drehzahlfühler (8), der mit dem Motor (M) verbunden ist, und
• - einer Regelungs- und Steuerschaltung (6), durch die der Leistungsschalter (4) in vorbestimmter Weise steuerbar ist, die von den ihr durch den Zeitgeber (9) und den Drehzahlfühler (8) zuge­ führten Signalen abhängt, wenn sie ein Steuer­ signal zum Anlassen des Motors (M) vom Zeitge­ ber erhält,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Zweiweg-Gleichrichterschaltung (1) zwischen den Versorgungsanschlüssen und dem Schaltungs­ zweig (M, G) angeordnet ist, so daß dem Schal­ tungszweig (M, G) im Betrieb eine Gleichspan­ nung zugeführt wird,
• - eine temperaturempfindliche Sicherheitsvorrich­ tung (7) und der Drehzahlfühler (8) in Reihe an denselben Eingang (6a) der Regelungs- und Steu­ erschaltung (6) angeschlossen sind und
• - die Regelungs- und Steuerschaltung (6) so ausge­ bildet ist, daß sie den steuerbaren Leistungs­ schalter (4) im Ein-Aus-Betrieb steuert und ausschaltet und dementsprechend den Elektromo­ tor (M) anhält, wenn nach Erhalt eines Steuer­ signals zum Anlassen des Motors (M) mehr als eine vorbestimmte Zeitspanne abgelaufen ist, ohne daß das Ausgangssignal des Drehzahlfühlers (8) an jenem Eingang (6a) festgestellt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß eine Sicherung (2) mit dem Eingang der Zweiweg-Gleichrichterschaltung (1) verbunden ist, um die Verbindung zwischen der Zweiweg- Gleichrichterschaltung und dem Netz zu unterbre­ chen, wenn der sie durchfließende Strom einen vor­ bestimmten Wert überschreitet.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (7) einen thermischen Schalter mit einem Bimetallstreifen aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sicherheitsvorrichtung (7) einen PTC- Widerstand aufweist.