DE69605219T2

DE69605219T2 - Vorrichtung zur Steuerung eines Elektromotors mit veränderlicher Drehzahl

Info

Publication number: DE69605219T2
Application number: DE69605219T
Authority: DE
Inventors: Jean-Marie Charreton
Original assignee: STMicroelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 2000-05-31
Anticipated expiration: 2016-02-09
Also published as: US5942864A; FR2730878B1; EP0727866A1; DE69605219D1; JP2638587B2; EP0727866B1; JPH08251983A; FR2730878A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für einen Elektromotor mit veränderlicher Drehzahl. Die Erfindung betrifft näherhin die Ausfilterung von aus einem Elektromotor mit Steuerung durch einen Zerhacker hervorgehenden hochfrequenten Störungen.
Eine derartige Steuervorrichtung für einen Motor mit veränderlicher Drehzahl findet sich beispielsweise in Haushaltsgeräten wie Staubsaugern, Waschmaschinen, Bohrern, Küchengeräten usw., mit Leistungen im Bereich von 100 bis 1500 W.
Fig. 1 zeigt schematisch einen herkömmlichen Elektromotor. Ein derartiger Motor 1 besteht aus zwei Primärwicklungen (Induktoren oder Erreger- oder Feldwicklungen) L1 und L2, die einem Stator 2 zugeordnet sind, welcher ein Magnetfeld in Richtung zu einem Rotor bzw. Läufer 3 lenkt, der mit einer dritten Wicklung (Läufer- bzw. Ankerwicklung) L3 versehen ist. Zwei Speise- bzw. Versorgungsanschlüsse A und B des Motors 1 entsprechen jeweils einem Ende jeder der Wicklungen L1 oder L2. Ein anderes Ende jeder Wicklung L1 und L2 ist jeweils mit einer Kontakt- bzw. Schleifbürste B1 bzw. B2 zum Kontakt mit der dritten Wicklung L3 verbunden.
Üblicherweise wird ein derartiger Motor mittels einer elektronischen Schaltung zur periodischen Kommutation der Stromversorgung des Motors gesteuert, zur Einstellung der Leistungszufuhr an den Motor und damit seiner Drehzahl.
Fig. 2 zeigt in Schaltbildform ein erstes Beispiel einer Steuervorrichtung für einen Motor mit variabler Drehzahl der in Fig. 1 gezeigten Art.
Die Steuervorrichtung weist ein Triac 4 auf, dessen Gate mit einer Schaltung 5 zur Einstellung bzw. Regelung der Leitungsperioden des Triacs 4 in Abhängigkeit von der für den Motor 1 gewünschten Drehzahl verbunden ist. Das Triac 4 liegt zwischen einem ersten Anschluß A des Motors 1 und einem zweiten Anschluß E des Wechselstromnetzes, ein zweiter Anschluß B des Motors 1 ist direkt mit einem zweiten Anschluß F des Stromnetzes verbunden.
Ein Nachteil einer derartigen Steuervorrichtung besteht darin, daß der in den Wicklungen des Motors 1 fließende Strom starke, den Leitungsperioden des Triacs 4 entsprechende Schwankungen bzw. Wellungen aufweist. Diese starken Schwankungen des Stroms beeinträchtigen die Lebensdauer des Motors.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Umschaltkommutationen des Triacs 4 Störungen mit den Harmonischen der Speisefrequenz (beispielsweise 50 Hz) erzeugen. Diese Störungen erzeugen ein akustisches Geräusch mit den Frequenzen der Harmonischen der Speisefrequenz. Die zulässigen Grenzwerte für die Intensität dieser harmonischen Störungen sind durch verschiedene Normen festgelegt, beispielsweise die Norm CEI 1000 (EN 60555), die jeweils für jede Harmonische der von dem Stromnetz gelieferten Speisefrequenz die maximale Intensität festlegen. Die durch das Triac 4 erzeugten harmonischen Störungen überschreiten die durch diese Norm festgelegten Grenzwerte, insbesondere für hohe Leistungen des Motors oder für einstellbare Zwischenwerte der Leistung und damit der Drehzahl des Motors. Dies ist genau der Fall von Motoren bestimmter Haushaltsgeräte, beispielsweise dem Motor einer Waschmaschine während der Schleuderarbeitsgänge.
Zur Verringerung dieser Störungen mit den Harmonischen der Speisefrequenz sowie der Schwankungen des Stroms in dem Motor verwendet man im allgemeinen eine Steuervorrichtung auf der Grundlage eines mit Impulsbreitenmodulation (PWM, pulse-width-modulation) der gleichgerichteten Netzspannung arbeitenden Choppers bzw. Zerhackers.
Fig. 3 zeigt in Form eines elektrischen Schaltbilds ein zweites Beispiel einer Steuervorrichtung eines Motors mit variabler Drehzahl nach Art des in Fig. 1 gezeigten Motors, unter Verwendung eines mit fester Frequenz mit Impulsbreitenmodulation arbeitenden Zerhackers. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument EP-A-0 582 516 bekannt.
Die an den Anschlüssen E und F des Netzes abgenommene Wechselspannung wird beispielsweise mittels einer Diodenbrücke 6 gleichgerichtet. Ein erster Anschluß A des Motors 1 ist direkt mit einem ersten Ausgangsanschluß P der Diodenbrücke 6 verbunden. Zwischen einem zweiten Anschluß B des Motors 1 und einem zweiten Ausgangsanschluß N der Diodenbrücke 6 ist ein Chopper bzw. Zerhacker K angeordnet. Der Zerhacker K wird durch eine Schaltung 7 gesteuert, welche einen Impulszug mit hoher Impulsfrequenz (beispielsweise 20 kHz) erzeugt, wobei die Breite der Impulse eine Funktion der für den Motor 1 gewünschten Drehzahl ist. Der Zerhacker K moduliert das durch die Brücke 6 gleichgerichtete sinusförmige Signal derart, daß die dem Motor 1 zugeführte Speiseleistung und damit die Drehzahl des Motors eingestellt wird. Eine freilaufende Diode D zwischen den Anschlüssen A und B des Motors 1 vermindert die Amplitude der Schwankungen bzw. Welligkeit des in den Wicklungen des Motors 1 fließenden Stroms. Im allgemeinen wird ein Kondensator C geringer Größe (in der Größenordnung von ein uF) motorseitig parallel zur Diodenbrücke 6 angeordnet. Dieser Kondensator C dient zum Ausfiltern der Kommutationsspitzen des Zerhackers K, der beispielsweise aus einem Leistungs-MOS-Transistor besteht.
Eine derartige Steuerschaltung verringert zwar die Störungen mit der Harmonischen der Speise-Netzfrequenz und ermöglicht so die Einhaltung der Bedingungen der Norm CEI 1000, selbst bei hoher Leistung; die Betriebsfrequenz des Zerhackers (beispielsweise in der Größenordnung von 20 kHz) erzeugt jedoch mit den Umschaltungen des Zerhackers K in Verbindung stehende hochfrequente Störungen. Diese Störungen müssen daher ausgefiltert werden, damit sie nicht über das Stromnetz verbreitet werden.
Hierzu verwendet man herkömmlicherweise Filterzellen, beispielsweise drei Zellen 8, 9 und 10, die stromaufwärts des Gleichrichters 6 in Reihe geschaltet sind. Bei diesen Zellen handelt es sich um LC-Zellen aus einem Kondensator C8, C9 bzw. C10, in Zuordnung zu einer Wicklung L8, L9 bzw. L10. Die Anzahl von LC-Zellen hängt allgemein von der Anzahl der Harmonischen der Umschaltfrequenz des Zerhackers K ab, die ausgefiltert werden sollen.
Ein Nachteil einer derartigen Steuervorrichtung besteht darin, daß die Anzahl von Filterzellen, die man vorsehen muß, eine besonders sperrig-voluminöse und teure Ausführung nach sich zieht. Tatsächlich müssen die Kondensatoren und Induktivitäten der LC-Zellen so dimensioniert sein, daß sie die Kommutationsfrequenz von 20 kHz und ihre Harmonischen ausfiltern und gleichzeitig die Netz-Speisespannung (beispielsweise 220 V) und Stromstärken von mehreren Ampere im Hinblick auf die Leistung des Motors aushalten. Die Induktivitäten der Spulen liegen beispielsweise zwischen etwa 10 und 60 mH, die Kapazitäten der Kondensatoren liegen beispielsweise zwischen etwa 1 und 5 uF.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden, und zwar durch Schaffung einer Steuervorrichtung für einen Elektromotor mit mittels eines Zerhackers veränderlicher Drehzahl, welche eine Verringerung der Zahl der zum Ausfiltern hochfrequenter Störungen erforderlichen Filterzellen gestattet.
Dieses Ziel erreicht die vorliegende Erfindung durch eine Vorrichtung zur Steuerung eines Elektromotors mit veränderlicher Drehzahl, mit einem Chopper bzw. Zerhacker, welcher einen Unterbrecherschalter zur Impulsbreitenmodulation einer gleichgerichteten Wechselspannung aufweist, wobei wenigstens eine Wicklung des genannten Motors zusammen mit einem Kondensator zur Ausfilterung von Umschalt-Spitzen des Unterbrecherschalters eine erste Filterzelle zur Ausfilterung von durch die Umschaltungen des Schalters erzeugten hochfrequenten Störungen bildet.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß der genannte Kondensator zwischen einem Ausgangsanschluß eines Gleichrichters für die genannte Wechselspannung und einer Kontakt-Schleifbürste zum Kontakt zwischen einem Ende einer Erreger- bzw. Feldwicklung des Stators und einer Läufer- bzw. Ankerwicklung des Rotors des Motors angeordnet ist, und daß der Unterbrecherschalter zwischen dem genannten Anschluß des Gleichrichters und einem Speise- bzw. Versorgungsanschluß des Motors angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß eine freilaufende Diode zwischen dem genannten Speiseanschluß des Motors und der genannten Kontakt- Schleifbürste angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß eines der Enden der genannten ersten Wicklung des Stators einen ersten Speiseanschluß des Motors bildet, der mit einem ersten Ausgangsanschluß des Gleichrichters verbunden ist, während das andere Ende der genannten ersten Wicklung mit einer ersten Kontakt-Schleifbürste verbunden ist, daß eines der Enden einer zweiten Wicklung des Stators einen zweiten Speiseanschluß des Motors bildet, der über den genannten Unterbrecherschalter mit einem zweiten Ausgangsanschluß des Gleichrichters verbunden ist, während das andere Ende der genannten zweiten Wicklung mit einer zweiten Kontakt-Schleifbürste verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die genannte, einen Bestandteil der genannten ersten Filterzelle bildende Wicklung von einer ersten Wicklung des Stators des genannten Motors gebildet wird und daß der genannte Kondensator zwischen der genannten ersten Kontakt-Schleifbürste und dem genannten zweiten Anschluß des Gleichrichters angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß eine erste Wicklung des Stators in Reihenanordnung mit der Wicklung des Rotors des genannten Motors zusammen mit dem genannten Kondensator die genannte erste Filterzelle bildet, wobei der genannte Kondensator zwischen der genannten zweiten Kontakt-Schleifbürste und dem genannten zweiten Anschluß des Gleichrichters angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die genannte, einen Bestandteil der genannten ersten Filterzelle bildende Wicklung von einer Wicklung des Rotors des genannten Motors gebildet wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß eines der Enden einer ersten Wicklung des Stators mit einer ersten Kontakt-Schleifbürste verbunden ist, während eine zweite Kontakt-Schleifbürste einen mit einem ersten Ausgangsanschluß des Gleichrichters verbundenen ersten Speiseanschluß des Motors bildet, daß das andere Ende der genannten ersten Wicklung mit einem der Enden einer zweiten Wicklung des Stators verbunden ist, dessen anderes Ende einen zweiten Speiseanschluß des Motors bildet, der über den genannten Unterbrecherschalter mit einem zweiten Ausgangsanschluß des Gleichrichters verbunden ist, und daß der genannte Kondensator zwischen der genannten ersten Schleifkontaktbürste und dem genannten zweiten Anschluß des Gleichrichters angeordnet ist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß der Betrag des Kondensators so gewählt ist, daß die Filterzelle wenigstens die erste Harmonische der Modulationsfrequenz des genannten Choppers bzw. Zerhackers eliminiert.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorrichtung des weiteren wenigstens eine zweite Filterzelle zur Filterung einer Harmonischen der Modulationsfrequenz des genannten Choppers bzw. Zerhackers stromaufwärts des genannten Gleichrichters aufweist.
Diese Ziele, Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung nicht-einschränkender spezieller Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren; in dieser zeigen
die bereits beschriebenen Figg. 1 bis 3 dienen zur Erläuterung des Stands der Technik und der Problemstellung,
Fig. 4 schematisch eine erste Ausführungsform einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher einer der Induktoren bzw. Statorwicklungen des Motors als Teil einer Filterzelle wirkt,
Fig. 5 schematisch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, bei welcher die Induktivität oder Rotorwicklung des Motors als Teil einer Filterzelle wirkt, sowie
Fig. 6 schematisch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, bei welcher eine der Stator- oder Feldwicklungen und die Läufer- bzw. Ankerwicklung des Motors als Teil einer Filterzelle wirken.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gleiche Elemente in den verschiedenen Zeichnungsfiguren mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
Die Erfindung beruht auf einer Analyse des Strukturaufbaus eines Motors, welche zeigt, daß die die Stator- oder Erregerwicklungen und die Läufer- bzw. Ankerwicklung bildenden Wicklungen eine Induktivität in derselben Größenordnung wie die in herkömmlicher Weise in den Filterzellen zur Ausfilterung hochfrequenter Störungen verwendeten Spulen besitzen. Tatsächlich liegen bei einem herkömmlichen 500-W-Motor die Induktivitäten der Wicklungen in der Größenordnung von mehreren Zehn mH. Außerdem liegt der Kondensator zur Ausfilterung von Umschaltspitzen des Zerhackers ebenfalls in derselben Größenordnung wie die herkömmlicherweise zur Filte rung hochfrequenter Störungen verwendeten Kondensatoren.
Des weiteren stellt man fest, daß die elektrischen Verbindungen zwischen den Erreger- bzw. Feldwicklungen und den Kontakt- bzw. Schleifbürsten im allgemeinen mittels eines inneren Anschlußkontakts des Motors erfolgen. Die Enden der Motorwicklungen können daher einzeln zugänglich gemacht werden.
Daher besteht die Grundidee der vorliegenden Erfindung darin, eine oder mehrere dieser Wicklungen stellvertretend für die Induktivität einer ersten LC-Filterzelle zur Ausfilterung hochfrequenter Störungen auszunutzen, die durch die Umschaltungen eines mit Impulsbreitenmodulation arbeitenden Zerhackers einer gleichgerichteten Speisewechselspannung erzeugt werden.
Die erste Filterzelle wird daher gemäß der Erfindung durch den Kondensator zum Ausfiltern der Umschalt-Spitzen des Zerhackers und durch eine oder mehrere Wicklungen des Motors gebildet.
Vorzugsweise handelt es sich bei der so gebildeten ersten Zelle um die Zelle, die zur Ausfilterung wenigstens der ersten Harmonischen der Kommutatorfrequenz des Zerhackers bestimmt ist. Tatsächlich stellt die Zelle zur Ausfilterung der ersten Harmonischen in den herkömmlichen Ausführungen die mit dem größten Raumbedarf und mit den höchsten Gestehungskosten dar.
Somit ermöglicht es die Erfindung, ohne Beeinträchtigung der Drehzahlsteuerung des Motors zwei Komponenten, nämlich dem Filterkondensator zur Ausfilterung von Kommutationsspitzen und wenigstens einer der Motorwicklungen eine zweite Funktion zur Filterung der hochfrequenten Störungen zu geben.
Man verringert so den Raumbedarf und die Gestehungskosten der Steuervorrichtung, indem eine der Zellen zur Ausfilterung der HF-Störungen fortgelassen wird.
Fig. 4 zeigt eine erste Ausführungsform einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher L1, eine der Stator- bzw. Feldwicklungen des Motors 1, die Induktivität der ersten Filterzelle für die Ausfilterung der hochfrequenten Störungen bildet.
Eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist wie herkömmlich einen Zerhacker mit einem Unterbrecherschalter K, beispielsweise einem Leistungs-MOS-Transistor, auf. Dieser Unterbrecherschalter K wird durch eine Schaltung 7 gesteuert, welche eine Impulsfolge mit fester Impulsfolgefrequenz (beispielsweise in der Größenordnung 20 kHz) oder auch mit veränderlicher Impulsfolgefrequenz erzeugt, wobei die Breite der Impulse der für den Motor 1 gewünschten Drehzahl entspricht. Der Zerhacker moduliert eine Wechselspannung, die beispielsweise an zwei Anschlüssen E und F des Stromnetzes abgenommen und beispielsweise mittels einer Diodenbrücke 6 gleichgerichtet wurde.
Gemäß der in Fig. 4 gezeigten ersten Ausführungsform liegt die Diodenbrücke 6 zwischen den Netzanschlüssen und den Anschlüssen A und B des Motors 1. Ein erster Anschluß A ist direkt mit einem ersten, beispielsweise dem positiven, Ausgangsanschluß P der Diodenbrücke 6 verbunden, der Unterbrecherschalter K liegt zwischen einem zweiten Anschluß B und einem zweiten, beispielsweise dem negativen, Ausgangsanschluß N der Diodenbrücke 6.
Der Kondensator C für die Filterung der Umschalt-Spitzen des Unterbrecherschalters K liegt nicht mehr parallel zu der Diodenbrücke 6. Vielmehr liegt er nunmehr zwischen dem zweiten Anschluß N und einer ersten Kontakt- bzw. Schleifbürste B1. Mit anderen Worten: Der Kondensator C ist dem Induktor bzw. der Feldwicklung L1 zugeordnet, zur Bildung einer LC- Zelle für die Filterung hochfrequenter Störungen.
Die Tatsache, daß die elektrischen Verbindungen zwischen den Feldwicklungen L1 und L2 und den Kontakt- bzw. Schleifbürsten B1 und B2 herkömmlicherweise mittels einer Anschlußklemme erfolgen, gestattet die Herstellung von Verbindungen zwischen der Steuervorrichtung und den Kontaktbürsten des Motors. Die Erfindung erfordert somit keine konzeptionelle Modifikation eines herkömmlichen Motors.
In den Figuren ist die Anschluß- bzw. Kontaktleiste des Motors durch die Anschlußkontakte, die sie aufweist, und die verschiedenen Verbindungen zwischen diesen Anschlüssen schematisch versinnbildlicht. So sind die Enden der Wicklung L1 mittels zweier Anschlüsse A bzw. 11 zugänglich. Die Enden der Wicklung L2 sind über zwei Anschlüsse B bzw. 12 zugänglich. Die Kontakt- bzw. Schleifbürsten B1 bzw. B2 sind jeweils über einen Anschlußkontakt 13 bzw. 14 zugänglich.
Bei der in Fig. 4 veranschaulichten ersten Ausführungsform entsprechen die Verbindungen zwischen den verschiedenen Anschlüssen, vom Motor aus gesehen, den herkömmlichen Verbindungen. So erfolgt die Speisung des Motors 1 über die Anschlüsse A und B, welche den freien Enden der Wicklungen L1 und L2 des Stators entsprechen. Mit anderen Worten: Die Ausgangsanschlüsse P und N der Diodenbrücke 6 sind jeweils direkt mit dem Anschluß A bzw. über den Schalter K mit dem Anschluß B verbunden. Die Anschlußkontakte 11 und 13 sind, ebenso wie die Anschlußkontakte 12 und 14, jeweils miteinander verbunden.
Demgegenüber ist der Kondensator C nicht mehr mit dem Anschluß A, sondern mit dem Anschlußkontakt 13 (oder 11) verbunden. Die freilaufende Diode D ist gemäß dieser ersten Ausführungsform zwischen den Anschlüssen B und 13 (oder 11) angeordnet.
Als spezielles Ausführungsbeispiel für einen Motor, dessen maximale Leistung in der Größenordnung von 300 W liegt, besitzen die Wicklungen L1, L2 und L3 Werte in der Größenordnung von 60 mH. Ein Kondensator von ca. 1000 pF kann zusammen mit der Wicklung L1 ein Tiefpaßfilter bilden, das die Eliminierung der ersten Harmonischen einer Frequenz von 20 kHz, der Betriebsfrequenz des Zerhackers, gestattet.
Fig. 5 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, bei welcher die Läufer- oder Ankerwicklung L3 des Motors 1 die Induktivität der ersten Filterzelle für die Ausfilterung hochfrequenter Störungen darstellt.
Gemäß dieser zweiten Ausführungsform erfolgt die Speisung des Motors nicht mehr zwischen den Anschlüssen A und B, sondern zwischen den Anschlüssen 14 und 12, welche der Kontaktbürste B2 bzw. einem Ende der Wicklung L2 entsprechen.
Somit ist der Anschluß P der Diodenbrücke 6 mit dem Anschluß 14 verbunden, der einen ersten Speise- bzw. Versorgungsanschluß des Motors 1 darstellt. Der Anschluß N der Diodenbrücke 6 ist über den Unterbrecherschalter K mit dem Anschluß 12 verbunden, der einen zweiten Speise- bzw. Versorgungsanschluß des Motors 1 bildet. Die Stator- bzw. Feldwicklungen L1 und L2 liegen über ihren jeweiligen Anschluß A und B in Reihe miteinander: Der Anschluß 11 der Wicklung L1 ist mit dem Anschluß 13 der ersten Kontakt- bzw. Schleifbürste B1 verbunden. Der Kondensator C liegt hier zwischen dem Anschluß N und dem Anschluß 13 (oder 12). Die freilaufende Diode D liegt parallel zu den Wicklungen L1 und L2, d. h. zwischen den Anschlüssen 12 und 11 (oder 13).
Als spezielles Ausführungsbeispiel für einen Motor, dessen maximale Leistung in der Größenordnung von 300 W liegt, besitzen die Wicklungen L1, L2 und L3 Werte in der Größenordnung von 60 mH. Ein Kondensator C von ca. 1000 pF kann zusammen mit der Wicklung L3 ein Tiefpaßfilter bilden, das die Eliminierung der ersten Harmonischen einer Frequenz von 20 kHz, d. h. der Betriebsfrequenz des Zerhackers, gestattet.
Fig. 6 veranschaulicht eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Steuervorrichtung, wo eine der Stator- bzw. Feldwicklungen, nämlich die Wicklung L2, und die Läufer- bzw. Ankerwicklung L3 die Induktivität der ersten Filterzelle zur Ausfilterung der hochfrequenten Störungen darstellen.
Die Verbindungen zwischen den Anschlüssen der Elemente des Motors 1 sind, wie im Fall der ersten Ausführungsform, in herkömmlicher Weise ausgeführt. Der Motor wird somit an den Anschlüssen A und B gespeist, welche die freien Enden der Induktoren bzw. Stator-Feldwicklungen L1 und L2 darstellen. Die Anschlüsse 11 und 12 sind jeweils mit den Anschlüssen 13 bzw. 14 verbunden.
Demgegenüber ist der Kondensator C hier zwischen dem Anschluß N des Gleichrichters 6 und der der Wicklung L2 zugeordneten Kontakt- bzw. Schleifbürste B2 angeordnet. Mit anderen Worten: Der Kondensator C liegt zwischen den Anschlüssen N und 14 (oder 12). Die freilaufende Diode D liegt gemäß dieser dritten Ausführungsform zwischen den Anschlüssen B und 14 (oder 12).
Auf diese Weise bildet die Reihenanordnung aus der Stator- bzw. Feldwicklung L1 und der Läufer- bzw. Ankerwicklung L3 zusammen mit dem Kondensator C die erste LC-Filterzelle zur Ausfilterung der hochfrequenten Störungen.
Als spezielles Ausführungsbeispiel für einen Motor, dessen maximale Leistung in der Größenordnung von 300 W liegt, weisen die Wicklungen L1, L2 und L3 Werte in der Größenordnung von 60 mH auf. Ein Kondensator C von ca. 500 pF kann zusammen mit den Wicklungen L1 und L3 ein Tiefpaßfilter bilden, welches die Eliminierung der ersten Harmonischen einer Frequenz von 20 kHz, der Betriebsfrequenz des Zerhackers, gestattet
Gemäß einer nicht dargestellten vierten Ausführungsform bilden die beiden Feld- bzw. Ankerwicklungen L1 bzw. L3 die Induktivität der ersten Filterzelle zur Ausfilterung der hochfrequenten Störungen. Die mittels der Anschlußklemmenleiste herzustellenden Verbindungen ergeben sich aus den oben beschriebenen anderen Ausführungsformen.
Wenngleich dies in den Figg. 4 bis 6 nicht dargestellt wurde, können in herkömmlicher Weise stromaufwärts oder stromabwärts der Diodenbrücke 6 andere Filterzellen, beispielsweise bestimmter Harmonischer der Frequenz der von der Schaltung 7 gelieferten Impulse, vorgesehen werden. Jedoch gestattet für ein bestimmtes gewünschtes Ergebnis die Erfindung, die Zahl der Filterzellen um eins zu verringern.
Selbstverständlich gestattet die vorliegende Erfindung verschiedene Varianten und Abwandlungen, die sich für den Fachmann ergeben. Insbesondere könnte jeweils jedes beschriebene Schaltungsbauteil durch ein oder mehrere, dieselbe Funktion erfüllende(s) Element(e) ersetzt werden.
Im übrigen liegt die praktische Ausführung des Zerhackers, der aus dem Unterbrecherschalter K und der Schaltung 7 für die Erzeugung der impulsbreitenmodulierten Impulse besteht, im Rahmen des Fachwissens eines Fachmannes auf dem Gebiet gewünschter Drehzahländerungen und gewünschter Leistung des Motors. Ebenso hängt die Wahl der Verbindungen zwischen den verschiedenen Anschlüssen des Motors 1, der Polarität der freilaufenden Diode D und dem Kondensator C vom Richtungssinn der Wicklungen und der Drehrichtung des Motors ab.
Die beispielshalber gegebene Abmessung der Bauteile, insbesondere der Kondensatoren und der Induktivitäten, kann in Abhängigkeit von gewünschten Funktionseigenschaften und insbesondere in Abhängigkeit von der Zerhackerfrequenz geändert werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Elektromotors (1) mit veränderlicher Drehzahl, mit einem Chopper bzw. Zerhacker (K, 7), welcher einen Unterbrecherschalter (K) zur Impulsbreitenmodulation einer gleichgerichteten Wechselspannung aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Wicklung (L1, L2, L3) des genannten Motors (1) zusammen mit einem Kondensator (C) zur Ausfilterung von Umschalt-Spitzen des Unterbrecherschalters (K) eine erste Filterzelle zur Ausfilterung von durch die Umschaltungen des Schalters (K) erzeugten hochfrequenten Störungen bildet.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Kondensator (C) zwischen einem Ausgangsanschluß (N) eines Gleichrichters (6) für die genannte Wechselspannung und einer Kontakt-Schleifbürste (B1, B2) zum Kontakt zwischen einem Ende (11, 12) einer Erreger- bzw. Feldwicklung (L1, L2) des Stators (2) und einer Läufer- bzw. Ankerwicklung (L3) des Rotors (3) des Motors (1) angeordnet ist, und daß der Unterbrecherschalter (K) zwischen dem genannten Anschluß (N) des Gleichrichters (6) und einem Speise- bzw. Versorgungsanschluß (B, 12) des Motors (1) angeordnet ist.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine freilaufende Diode (D) zwischen dem genannten Speiseanschluß (B, 12) des Motors (1) und der genannten Kontakt-Schleifbürste (B1, B2) angeordnet ist.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Enden der genannten ersten Wicklung (L1) des Stators (2) einen ersten Speiseanschluß (A) des Motors (1) bildet, der mit einem ersten Ausgangsanschluß (P) des Gleichrichters (6) verbunden ist, während das andere Ende der genannten ersten Wicklung (L1) mit einer ersten Kontakt-Schleifbürste (B1) verbunden ist, daß eines der Enden einer zweiten Wicklung (L2) des Stators (2) einen zweiten Speiseanschluß (B) des Motors (1) bildet, der über den genannten Unterbrecherschalter (K) mit einem zweiten Ausgangsanschluß (N) des Gleichrichters (6) verbunden ist, während das andere Ende (12) der genannten zweiten Wicklung (L2) mit einer zweiten Kontakt-Schleifbürste (B2) verbunden ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, einen Bestandteil der genannten ersten Filterzelle bildende Wicklung von einer ersten Wicklung (L1) des Stators (2) des genannten Motors (1) gebildet wird und daß der genannte Kondensator (C) zwischen der genannten ersten Kontakt-Schleifbürste (B1) und dem genannten zweiten Anschluß (N) des Gleichrichters (6) angeordnet ist.

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Wicklung (L1) des Stators (2) in Reihenanordnung mit der Wicklung (L3) des Rotors (3) des genannten Motors (1) zusammen mit dem ge nannten Kondensator (C) die genannte erste Filterzelle bildet, wobei der genannte Kondensator (C) zwischen der genannten zweiten Kontakt-Schleifbürste (B2) und dem genannten zweiten Anschluß (N) des Gleichrichters (6) angeordnet ist.

7. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, einen Bestandteil der genannten ersten Filterzelle bildende Wicklung von einer Wicklung (L3) des Rotors (3) des genannten Motors (1) gebildet wird.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines (11) der Enden einer ersten Wicklung (L1) des Stators (2) mit einer ersten Kontakt- Schleifbürste (B1) verbunden ist, während eine zweite Kontakt-Schleifbürste (B2) einen mit einem ersten Ausgangsanschluß (P) des Gleichrichters (6) verbundenen ersten Speiseanschluß (14) des Motors (1) bildet, daß das andere Ende (A) der genannten ersten Wicklung (L1) mit einem (B) der Enden einer zweiten Wicklung (L2) des Stators (2) verbunden ist, dessen anderes Ende einen zweiten Speiseanschluß (12) des Motors (1) bildet, der über den genannten Unterbrecherschalter (K) mit einem zweiten Ausgangsanschluß (N) des Gleichrichters (6) verbunden ist, und daß der genannte Kondensator (C) zwischen der genannten ersten Schleifkontaktbürste (B1) und dem genannten zweiten Anschluß (N) des Gleichrichters (6) angeordnet ist.

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des Kondensators (C) so gewählt ist, daß die Filterzelle wenigstens die erste Harmonische der Modulationsfrequenz des genannten Choppers bzw. Zerhackers (K, 7) eliminiert.

10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren wenigstens eine zweite Filterzelle zur Filterung einer Harmonischen der Modulationsfrequenz des genannten Choppers bzw. Zerhackers (K, 7) stromaufwärts des genannten Gleichrichters (6) aufweist.