DE4421976A1

DE4421976A1 - Drehzahlsteuervorrichtung für einen Wechselstrommotor

Info

Publication number: DE4421976A1
Application number: DE4421976A
Authority: DE
Inventors: Hyo Joon Ha
Original assignee: Gold Star Co Ltd
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1993-06-26
Filing date: 1994-06-23
Publication date: 1995-01-05
Also published as: JPH0715993A; CN1107625A; CN1034457C; KR950001580U

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehzahlsteuer vorrichtung für einen Wechselstrommotor und insbesondere auf eine Drehzahlsteuervorrichtung für einen Wechselstrommotor, der in Haushaltsgeräten wie z. B. einem elektrischen Ventilator be nutzt wird, die die Drehzahl des Motors ohne unnötigen Stromver brauch und ohne das Ansteuergeräusch des Motors steuern kann.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Bislang sind mehrere Arten von Verfahren zum Steuern der Dreh zahl eines Wechselstrommotors, der in einem elektrischen Venti lator und dgl. benutzt wird, entwickelt und verwendet worden.

1) Mehrwicklungsverfahren

Bei diesem Verfahren werden gemäß der Darstellung in Fig. 4A mehrere Wicklungen, deren Zahl der Zahl der gewünschten Dreh zahlstufen des Motors entspricht, vorgesehen, und die Wechsel spannung wird wahlweise an eine der Wicklungen mit Hilfe eines Schalters angelegt, was dazu führt, daß die Drehzahl des Motors stufenweise gesteuert wird. Das Mehrwicklungsverfahren, wie es vorstehend beschrieben ist, leidet jedoch unter den Nachteilen, daß der Motor eine größere Baugröße verlangt und daß die Ferti gungskosten desselben ansteigen, weil mehrere Wicklungen in dem Motor je nach den gewünschten Drehzahlstufen des Motors vorgese hen und installiert werden.

2) Phasenschalt- oder -anschnittsteuerverfahren

Bei diesem Verfahren wird gemäß der Darstellung in Fig. 4B die Drehzahl des Motors gesteuert, indem die Phase der dem Motor zu geführten Wechselspannung geschaltet wird. Dieses Phasenschalt- oder -anschnittsteuerverfahren ist im praktischen Gebrauch schwierig, weil es viel Geräusch erzeugt, wenn der Motor ange steuert wird.

3) Wechselstromschaltverfahren

Gemäß der Darstellung in Fig. 4C wird bei diesem Verfahren der effektive Spannungswert der Wechselspannung durch Schalten des Wechselstroms gesteuert, um die Drehzahl des Motors zu steuern. Dieser Typ von Verfahren hat ebenfalls den Nachteil, daß er viel Geräusch erzeugt, wenn der Motor wie bei dem oben erläuterten Phasenschaltverfahren angesteuert wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Drehzahlsteuer vorrichtung für einen Wechselstrommotor zu schaffen die unnöti gen Stromverbrauch und das Ansteuergeräusch des Motors verhin dern kann.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Dreh zahlsteuervorrichtung für einen Wechselstrommotor zu schaffen, die die Drehzahl des Motors in Stufen mit einem einfachen Aufbau steuern kann.

Zum Erreichen der obigen Ziele schafft die vorliegende Erfindung eine Drehzahlsteuervorrichtung für einen Wechselstrommotor mit:
wenigstens einem Kondensator, der mit dem Motor in Reihe ge schaltet ist; und
wenigstens einem Schaltelement zum Schalten einer Versorgungs wechselspannung, die dem Motor über den Kondensator zugeführt wird, wobei das Schaltelement gemäß wenigstens einem Eingangs schaltsignal Ein/Aus-gesteuert wird;
wobei die Versorgungswechselspannung, die an den Motor angelegt wird, durch Verändern der Kapazität des Kondensators verändert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Anzahl der Kondensato ren und der Schaltelemente entsprechend der Anzahl der gewünsch ten Drehzahlstufen des Motors bestimmt werden.

Vorzugsweise beinhaltet die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung weiter wenigstens einen Widerstand, der zwischen den Kondensator und das Schaltelement geschaltet ist, zum Verhindern eines Impulsstromflusses, wenn das Schaltelement eingeschaltet wird.

Außerdem ist es vorzuziehen, daß die Vorrichtung nach der vor liegenden Erfindung weiter wenigstens einen zu dem Kondensator parallel geschalteten Widerstand aufweist zum Entladen der Ver sorgungswechselspannung, auf die der Kondensator aufgeladen wird, wenn das Schaltelement abgeschaltet wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorstehenden Ziele und andere Merkmale der vorliegenden Er findung werden durch Beschreiben der bevorzugten Ausführungsfor men derselben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutli cher werden, in denen:

Fig. 1 ein Schaltbild ist, das den grundlegen den Aufbau der Drehzahlregelvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Diagramm von Wellenformen ist, die in verschiedenen Punkten in Fig. 1 auf treten;

Fig. 3 ein Schaltbild ist, das die Ausführungs form der mehrstufigen Drehzahlregelvor richtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
die Fig. 4A bis 4C Ansichten sind, die die herkömmlichen Drehzahlsteuerverfahren erläutern, wobei

Fig. 4A ein schematisches Schaltbild der her kömmlichen Drehzahlsteuervorrichtung des Mehrwicklungstyps ist;

Fig. 4B ein Wellenformdiagramm der dem Wechsel strommotor zuzuführenden Versorgungs wechselspannung ist, die durch Phasenan schnittsteuerung erzielt wird; und

Fig. 4C ein Wellenformdiagramm der dem Wechsel strommotor zuzuführenden Versorgungs wechselspannung ist, die durch Wechsel stromschaltung erzielt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1 zeigt den grundlegenden Aufbau der Drehzahlsteuervorrich tung für einen Wechselstrommotor nach der vorliegenden Erfin dung. Gemäß Fig. 1 ist ein Kondensator Co für die Motordrehzahl regelung an eine Wechselstromeingangsklemme eines Wechselstrom motors 10 angeschlossen, und ein Widerstand Rb zum Verhindern eines Impulsstromflusses ist an den Kondensator Co und die Wech selstromversorgungsleitung angeschlossen. An die andere Wechsel stromeingangsklemme des Motors 10 ist ein Triac TCo, der gemäß einem Eingangsschaltsignal So Ein/Aus-gesteuert wird, als ein Schaltelement zum Schalten des dem Wechselstrommotor 10 zuge führten Wechselstroms angeschlossen. Ein Widerstand Ra, der zu dem Kondensator Co parallel geschaltet ist, dient zum Entladen der Versorgungswechselspannung, auf die der Kondensator Co auf geladen ist, wenn der Triac TCo abgeschaltet wird und die Ein gangswechselstromversorgung abgeschaltet wird.

Die Arbeitsweise der Drehzahlsteuervorrichtung nach der vorlie genden Erfindung, die den oben beschriebenen Aufbau hat, wird nun im einzelnen beschrieben.

Wenn der Wechselstrom zugeführt wird, eilt die Phase der Versor gungswechselspannung, die den Kondensator Co passiert hat, der der Eingangsversorgungswechselspannung um 0° bis 90° voraus, je nach der Kapazität des Kondensators Co. Speziell eilt gemäß der Darstellung in Fig. 2 die Phase der Versorgungswechselspannung (Vy) in einem Punkt Y, die den Kondensator Co passiert hat, der der Versorgungswechselspannung (Vx) in einem Punkt X voraus, und aufgrund dieser Phasendifferenz wird der Wert der Versorgungswechselspannung (Vy) in dem Punkt Y niedriger als der Wert der Versorgungswechselspannung (Vx) in dem Punkt X. Zu die ser Zeit wird, wenn der Triac TCo durch das Eingangsschaltsignal So eingeschaltet wird, die abgesenkte Versorgungswechselspannung (d. h. Vy) an den Motor 10 über den Triac TCo angelegt, und das hat zur Folge, daß die Drehzahl des Motors 10 verringert wird.

Fig. 3 zeigt die Ausführungsform der mehrstufigen Drehzahlsteu ervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausfüh rungsform sind mehrere Triacs TC1 bis TC5, die gemäß mehreren Schaltsignalen S1 bis S5 Ein/Aus-gesteuert werden, vorgesehen. Zwischen den Triacs TC1 bis TC5 und den Motor 10 sind Kondensa toren C1 bis C5 für mehrstufige Motordrehzahlsteuerung über Wi derstände R6 bis R10 angeschlossen. Widerstände R1 bis R5 sind zu den Kondensatoren C1 bis C5 parallel geschaltet.

Die Kapazitätswerte der Kondensatoren C1 bis C5 werden unter schiedlich voneinander festgelegt, so daß die Phasendifferenzen unter den Wechselspannungen, die an den Motor 10 über die Kon densatoren C1 bis C5 angelegt werden, innerhalb des Bereiches von 0° bis 90° voneinander verschieden sind und daß somit die Wechselspannungswerte, die über die Kondensatoren C1 bis C5 an gelegt werden, im umgekehrten Verhältnis zu den Phasendifferen zen zwischen denselben voneinander verschieden sind. Zum Bei spiel, wenn die Eingangsversorgungswechselspannung 220 V ist, können die optimalen Kapazitätswerte der Kondensatoren C1 bis C5 zu 0,22 µF, 0,33 µF, 0,47 µF, 1,0 µF und 2,0 µF bestimmt werden.

Die Triacs TC1 bis TC5 werden gemäß den Eingangsschaltsignalen 51 bis 55 Ein/Aus-gesteuert und schalten die Versorgungswechsel spannungen, die an den Motor 10 über die Kondenstoren C1 bis C5 angelegt werden. Zum Beispiel, wenn das Schaltsignal 55 angelegt wird, um den Triac TC5 einzuschalten, während die übrigen Triacs TC1 bis TC4 im Aus-Zustand bleiben, wird die Eingangsversor gungswechselspannung an den Motor 10 über den eingeschalteten Triac TC5 und den daran angeschlossenen Kondensator C5 angelegt. Zu dieser Zeit hat die an den Motor 10 angelegte Wechselspannung eine voreilende Phase, die zu der Kapazität des Kondensators C5 proportional ist, und ein reduzierter Spannungswert, der zu der Kapazität des Kondensators C5 umgekehrt proportional ist, führt dazu, daß die Drehzahl des Motors 10 entsprechend dem reduzier ten Wechselspannungswert ebenfalls reduziert wird.

Die Widerstände R6 bis R10 verhindern das Fließen eines Impuls stroms, wenn die Triacs TC1 bis TC5 eingeschaltet werden, und die Widerstände R1 bis R5 entladen die in den Kondensatoren C1 bis C5 gespeicherte Versorgungswechselspannung, wenn die Ein gangswechselstromversorgung abgeschaltet wird.

Aus vorstehenden Darlegungen ist zu erkennen, daß die vorlie gende Erfindung die Vorteile bietet, daß der Gesamtaufbau der Motordrehzahlsteuervorrichtung vereinfacht wird und daß die Her stellungskosten derselben reduziert werden, da die Versorgungs wechselspannung, die an den Motor angelegt wird, verändert wird, indem die Kapazitätswerte der Kondensatoren verändert werden und somit die Drehzahl des Motors in Stufen gesteuert wird. Weiter können gemäß der vorliegenden Erfindung, da der Strom, der durch jeden Kondensator gesteuert wird, phasenlos ist, unnötiger Stromverbrauch und die dadurch verursachte Wärmeerzeugung ver hindert werden, und es kann auch das Motoransteuergeräusch, das während der Phasenschaltung oder Wechselstromschaltung erzeugt würde, verhindert werden.

Claims

1. Drehzahlsteuervorrichtung für einen Wechselstrommotor, ge kennzeichnet durch:
wenigstens einen Kondensator (Co), der zu dem Motor (10) in Reihe geschaltet ist; und
wenigstens ein Schaltelement (So) zum Schalten einer an den Mo tor (10) über den Kondensator (Co) angelegten Versorgungswech selspannung, wobei das Schaltelement (So) gemäß wenigstens einem Eingangsschaltsignal Ein/Aus-gesteuert wird;
wobei die Versorgungswechselspannung, die an den Motor (10) an gelegt wird, durch Verändern der Kapazität des Kondensators (Co) verändert wird.

2. Drehzahlsteuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens einen Widerstand (R6-R10), der zwischen den Kondensator (C1-C5) und das Schaltelement (TC1-TC5) geschaltet ist, um das Fließen eines Impulsstromes zu verhindern, wenn das Schaltelement (TC1-TC5) eingeschaltet wird.

3. Drehzahlsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn zeichnet durch wenigstens einen weiteren Widerstand (R1-R5), der zu dem Kondensator (C1-C5) parallel geschaltet ist, um die Ver sorgungswechselspannung, auf die der Kondensator (C1-C5) auf geladen ist, zu entladen, wenn das Schaltelement (TC1-TC5) abge schaltet wird und die an den Motor (10) angelegte Versorgungs wechselspannung abgeschaltet wird.

4. Drehzahlsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Kondensatoren (C1-C5) und die Zahl der Schaltelemente (TC1-TC5) entsprechend der Zahl der gewünschten Drehzahlstufen des Motors (10) bestimmt werden.

5. Drehzahlsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement einen Triac (TC1-TC5) aufweist.