EP0678271A2 - Schaltungsanordnung zur Saugleistungsregelung eines Staubsaugers - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Saugleistungsregelung eines Staubsaugers Download PDF

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EP0678271A2
EP0678271A2 EP95105303A EP95105303A EP0678271A2 EP 0678271 A2 EP0678271 A2 EP 0678271A2 EP 95105303 A EP95105303 A EP 95105303A EP 95105303 A EP95105303 A EP 95105303A EP 0678271 A2 EP0678271 A2 EP 0678271A2
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EP
European Patent Office
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control
control signal
circuit arrangement
circuit
voltage
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EP95105303A
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EP0678271B1 (de
EP0678271A3 (de
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Ehrenhardt Dipl.-Ing. Kaupa (Fh)
Elmar Dipl.-Ing. Freund (Fh)
Herbert Seufert
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BSH Hausgeraete GmbH
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Siemens AG
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Publication of EP0678271A3 publication Critical patent/EP0678271A3/de
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    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays
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    • A47L9/2836—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means characterised by the parts which are controlled
    • A47L9/2842—Suction motors or blowers

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for controlling the suction power of a vacuum cleaner
  • a device for automatic suction control of a vacuum cleaner is known.
  • two pressure switches responding to different pressures are provided, the switching pulses of which trigger corresponding functions in a connected control circuit. Because of the two pressure switches there is a "directional dependence" of the device, i.e. In order to ensure proper functioning of the device, the pressure switch which responds to a lower pressure and which responds to a higher pressure must be connected to a particular point in the control circuit. If these connection options are mixed up when the device is installed, the device will not function. The use of two pressure switches also means an increased material expenditure.
  • the invention is based on the object of designing a circuit arrangement for controlling the suction power of a vacuum cleaner in such a way that only one pressure switch is required and thus simpler assembly is achieved and furthermore an inoperability of the circuit arrangement is avoided by incorrect assembly.
  • the control pulses formed in accordance with the comparison of the periodically variable signal with the control signal for the semiconductor switching element can by a change in the control signal can be controlled accordingly.
  • the control signal can be changed manually by adjusting a potentiometer, whereby a constant power of the blower motor corresponding to the potentiometer position is specified.
  • the opening and closing of the pressure switch which corresponds to the respective pressure conditions, switches back and forth between two voltage values specified for the control signal, so that, in the manner of a two-point control, the blower motor's output is controlled in such a way that a constant or at least approximately constant negative pressure is generated .
  • the comparator consists of an operational amplifier, at whose one input there is a sawtooth voltage synchronized with the mains voltage of the blower motor and at whose other input the control signal is supplied.
  • Low-noise ignition pulses for the controllable semiconductor switching elements can be generated in that the output of the operational amplifier is connected via a differentiating element to the one input of a comparator, at the other input of which there is a fixed comparison voltage.
  • the control signal can be changed on the one hand by a manually operated potentiometer or on the other hand by means of a pressure switch connected in parallel with a resistor. In the latter case, there is an automatic regulation of the negative pressure. Because of the respective negative pressure Depending on the opening or closing of the pressure switch, the parallel resistor is either switched on or off, so that the control signal oscillates between two voltage values. Accordingly, the power of the blower motor is increased or decreased, so that a constant or at least approximately constant negative pressure is established on average.
  • a switch can advantageously be provided, with which it is possible to switch between manual setting by means of a potentiometer and automatic vacuum control.
  • the power control of the blower motor is expediently limited to a minimum and a maximum value by additional resistances in the control signal circuit.
  • a smooth start of the blower motor after switching on is easily achieved in that an additional signal is fed into the supply connection of the control signal to the comparator by means of a series RC element.
  • the semiconductor switching element 2 is connected with its control connection 3 to a power section 4.
  • a synchronous part 5, which acts on a control part 6, is connected to the power part 4.
  • a control part 7 also acts on this control part 6.
  • the control part 6 in turn influences an ignition pulse part 8 which, with its output, controls the element of the power part 4 controlling the semiconductor switching element 2 accordingly.
  • This element controlling the semiconductor switching element 2 is, as can be seen from FIG. 2, a control transistor 9, the base 10 of which is connected to the ignition pulse part 8 via a first control line 11.
  • the power section 4 also contains a circuit section 12 for generating a DC supply voltage.
  • the circuit part 12 has a series RC element 13, to which two diodes 14 are antiparallel in series.
  • the other connection side of the two diodes 14 is in each case connected to one pole of a smoothing capacitor 15.
  • a zener diode 16 for voltage stabilization is also connected in parallel with the smoothing capacitor 15.
  • the voltage present at the smoothing capacitor 15 represents the DC supply voltage for the circuit arrangement.
  • the power section 4 also contains a first voltage divider 17 which is connected to the supply voltage of the blower motor 1 and to the tap of which a filter capacitor 18 is connected with its one connection pole.
  • This filter capacitor 18 may result in the divided AC voltage contained DC voltage components suppressed.
  • the synchronizing part 5 is connected to the other connection pole 19 of the filter capacitor 18.
  • the synchronous part 5 has a window comparator consisting of first and second operational amplifiers 20 and 21.
  • the AC voltage supplied by the filter capacitor 18 is applied to the inverting input of the first operational amplifier 20 and to the non-inverting input of the second operational amplifier 21.
  • the two operational amplifiers 20 and 21 are connected to the DC supply voltage via divider resistors 22.
  • a window comparator connected in this way, narrow square-wave pulses are produced at the output 23 at each zero crossing of the AC voltage.
  • a charging transistor 26 connected in parallel with its collector-emitter path to a capacitor 25 connected via a series resistor 24 to the DC supply voltage is driven by these pulses.
  • the capacitor 25 is periodically discharged via a discharge resistor 27 located in the collector-emitter circuit via the discharge transistor 26 which is controlled during the duration of the rectangular pulses. During the blocking period of the discharge transistor 26, the capacitor 25 is charged again in each case. A sawtooth-shaped voltage is thus formed. This sawtooth-shaped voltage is applied to the inverting input of an operational amplifier 28 acting as a comparator. A control signal is fed to the non-inverting input of this operational amplifier 28 via a second control line 29.
  • a differentiator 31 is connected to the output 30 of the operational amplifier 28, which acts as a comparator, the output 32 of which is connected to the inverting input of a comparator 33 and the non-inverting input of which is connected by means of a second voltage divider 34 Reference voltage is set.
  • the output 35 of the comparator 33 is connected to the base 10 of the control transistor 9 via the first control line 11.
  • the control section 7 contains a third voltage divider 36, to the tap 37 of which a potentiometer 38 and the parallel connection of a control resistor 39 with a pressure switch 40 are connected.
  • the parallel connection consisting of the control resistor 39 and the pressure switch 40 is also connected to ground via a control RC element 41.
  • Via a changeover switch 42 the tap of the potentiometer 38 or the common connection point 43 of the control resistor 39 and the pressure switch 40 with the control RC element 41 can be connected to the control line 29 via a connection resistor 44.
  • a limiting resistor 45 is also connected with its one connecting pole, the other connecting pole of which is connected to ground.
  • An additional control part 46 is connected to the control line 29.
  • This additional control part 46 contains a series RC element 47 and a voltage divider consisting of a fixed resistor 48 and a PTC resistor 51.
  • the tap of the series RC element 47 and the voltage divider is in each case connected to the control line 29 via a decoupling diode 49 or 50.
  • the circuit arrangement works as follows: If the vacuum cleaner is switched to the mains voltage by means of a switch (not shown), then the required DC supply voltage is provided via the circuit part 12.
  • the first voltage divider 17 and the filter capacitor 18 provide an AC voltage which is lower than the mains voltage, but is synchronous with this.
  • the window comparators 20 and 21 and the discharge transistor 26 controlled thereby, by means of appropriate charging and discharging of the capacitor 25 generates a sawtooth voltage synchronous with the AC voltage.
  • a "high" signal is generated at the output 30 of this operational amplifier 28 by this sawtooth voltage at the inverting input of the operational amplifier 28 acting as a comparator.
  • This "high” signal remains until the sawtooth voltage reaches the value of the control signal present at the non-inverting input of this operational amplifier 28. At this moment, the output signal of the operational amplifier 28 changes to "low". As a result of this signal change, the differentiator 31 generates a narrow needle pulse.
  • the needle pulses emanating from the differentiator 31 are converted by the comparator 33 into corresponding narrow rectangular pulses, which represent the control pulses for the control transistor 9 and are supplied to the base 10 of the control transistor 9 via the first control line 11.
  • the control transistor 9 is turned on for the duration of such a rectangular pulse and thus fires the semiconductor switching element 2 each time.
  • the change from "high” to "low” at the output 30 of this operational amplifier 28 takes place earlier or later accordingly.
  • the semiconductor switching element 2 is also controlled sooner or later via the comparator 33 connected downstream and the control transistor 9 controlled by this, so that the power of the connected blower motor is regulated up or down.
  • the control signal supplied to the operational amplifier 28 acting as a comparator can be adjusted or specified in various ways.
  • This control signal can be set manually by means of the potentiometer 38.
  • the blower motor 1 is controlled to a defined output because, as a result of the control signal predetermined by the potentiometer 38, the signal switching at its output 30 always takes place at the operational amplifier 28 acting as a comparator at the same phase instant of the sawtooth voltage.
  • the semiconductor switching element 2 is always fired at the same phase angle corresponding to the respective potentiometer position.
  • the control signal is now specified by the pressure switch 40 and the control resistor 39.
  • the response pressure of the pressure switch 40 is reached in the suction circuit of the vacuum cleaner, this closes. This bridges the control resistor 39 and increases the voltage of the control signal. This leads to a later ignition of the semiconductor switching element 2, so that the motor power drops.
  • the pressure switch 40 opens again and thus switches on the control resistor 39.
  • a minimum value of the voltage on the blower motor is set by the resistance part of the third voltage divider 36 connected to ground. Limitation to a maximum value of the motor voltage takes place through the limiting resistor 45.
  • starting current limitation and overtemperature protection are also brought about by the additional control part 46.
  • the series RC element 47 of the control part 46 serves to limit the starting current.
  • the voltage of the control signal is raised at the instant when the vacuum cleaner is switched on via the capacitor of this series RC element 47, so that the ignition angle of the semiconductor switching element is increased and the starting current is thereby reduced.
  • the voltage of the control signal drops, which results in a reduction in the ignition angle of the semiconductor switching element 2 and thus an increase in the motor output.
  • the decoupling diode 49 effectively decouples the series RC element 47 from the control line 29 as soon as the voltage at the tap of this series RC element 47 reaches the voltage value of the control signal specified via the potentiometer 38 or the parallel connection of control resistor 39 and pressure switch 40 Has.
  • Overload protection is achieved by the voltage divider of the control part 46 consisting of a fixed resistor 48 and a PTC resistor 51. With corresponding heating of the blower motor 1, the resistance of the PTC resistor 51 increases. If the voltage at the tap of this voltage divider 48; 51 reaches a higher value than the voltage of the control signal present in the second control line 29, this higher voltage becomes effective in the second control line 29 via the decoupling diode 50. This leads to an increase in the ignition angle of the semiconductor switching element 2 and thus to a power reduction of the blower motor 1 via the operational amplifier 28 acting as a comparator and the control elements connected downstream thereof.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Saugleistungsregelung eines Staubsaugers, dessen Gebläsemotor (1) ein mittels einer Ansteuerschaltung steuerbares Halbleiterschaltelement (2) zugeordnet ist, welche Ansteuerschaltung einen Vergleicher (28) enthält, dem ein periodisch veränderbares Signal und ein einstellbares Steuersignal zugeführt ist und aus dessen Ausgangssignal die Steuerimpulse für das Halbleiterschaltelement (2) gebildet sind, bei welcher Schaltungs-anordnung das Steuersignal für die Ansteuerschaltung wahlweise von Hand jeweils auf einen bestimmten Wert einstellbar oder mittels eines Druckschalters (40) zwischen zwei vorgegebenen, unterschiedlichen Werten umschaltbar ist.Eine solche Schaltungsanordnung kommt mit nur einem Druckschalter aus.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Saugleistungsregelung eines Staubsaugers
  • Durch die DE-C-39 02 647 ist eine Vorrichtung zur automatischen Saugleistungsregelung eines Staubsaugers bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind zwei auf unterschiedliche Drücke ansprechende Druckschalter vorgesehen, deren Schaltimpulse in einer angeschlossenen Ansteuerschaltung entsprechende Funktionen auslösen. Wegen der beiden Druckschalter ergibt sich eine "Richtungsabhängigkeit" der Vorrichtung, d.h. um eine einwandfreie Funktion der Vorrichtung zu gewahrleisten, muß der auf einen niederen und der auf einen höheren Druck ansprechende Druckschalter jeweils an einer bestimmten Stelle der Ansteuerschaltung angeschlossen werden. Kommt es bei der Montage der Vorrichtung zu einer Verwechslung dieser Anschlußmöglichkeiten, dann ist die Vorrichtung funktionsunfähig. Der Einsatz von zwei Druckschaltern bedeutet außerdem einen erhöhten Materialaufwand.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Saugleistungsregelung eines Staubsaugers so auszubilden, daß nur ein Druckschalter benötigt und somit eine einfachere Montage erreicht und ferner eine Funktionsunfähigkeit der Schaltungsanordnung durch eine Fehlmontage vermieden wird.
  • Diese Aufgabe ist bei einer Schaltungsanordnung gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Die entsprechend dem Vergleich des periodisch veränderlichen Signals mit dem Steuersignal für das Halbleiterschaltelement gebildeten Steuerimpulse können durch eine Veränderung des Steuersignals entsprechend gesteuert werden. Dabei kann das Steuersignal von Hand durch Verstellen eines Potentiometers verändert werden, wodurch jeweils eine der Potentiometerstellung entsprechende konstante Leistung des Gebläsemotors vorgegeben wird. Wahlweise kann auf automatische Steuerung durch den Druckschalter umgestellt werden. Durch das den jeweiligen Druckverhältnissen entsprechende Öffnen und Schließen des Druckschalters wird zwischen zwei für das Steuersignal vorgegebenen Spannungswerten hin- und hergeschaltet, so daß nach Art einer Zweipunktregelung der Gebläsemotor in seiner Leistung jeweils so gesteuert wird, daß ein konstanter oder zumindest annähernd konstanter Unterdruck erzeugt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Vergleicher aus einem Operationsverstärker besteht, an dessen einem Eingang eine mit der Netzspannung des Gebläsemotors synchronisierte Sägezahnspannung liegt und an dessen anderem Eingang das Steuersignal zugeführt ist. Durch den Vergleich der netzsynchronen Sägezahnspannung mit dem Steuersignal läßt sich durch eine Veränderung des Steuersignals auf einfache Weise eine einwandfreie, die Leistung des Gebläsemotors entsprechend verändernde Ansteuerung des Halbleiterschaltelementes erreichen.
  • Störungsarme Zündimpulse für die steuerbaren Halbleiterschaltelemente lassen sich dadurch erzeugen, daß der Ausgang des Operationsverstärkers über ein Differenzierglied mit dem einen Eingang eines Komparators verbunden ist, an dessen anderem Eingang eine feste Vergleichsspannung liegt.
  • Das Steuersignal kann einerseits durch ein von Hand betätigbares Potentiometer oder andererseits mittels eines zu einem Widerstand parallel geschalteten Druckschalters verändert werden. Im letzteren Fall ergibt sich eine selbsttätige Regelung des Unterdruckes. Durch das vom jeweiligen Unterdruck abhängige Öffnen oder Schließen des Druckschalters wird der parallelliegende Widerstand entweder ein- oder ausgeschaltet, so daß das Steuersignal zwischen zwei Spannungswerten pendelt. Dementsprechend wird die Leistung des Gebläsemotors erhöht oder erniedrigt, so daß sich im Mittel ein konstanter oder zumindest annähernd konstanter Unterdruck einstellt.
  • Vorteilhafterweise kann ein Umschalter vorgesehen sein, mit dem zwischen der Handeinstellung mittels Potentiometer und der automatischen Unterdruckregelung umgeschaltet werden kann.
  • Zweckmäßigerweise wird die Leistungssteuerung des Gebläsemotors durch Zusatzwiderstände im Steuersignalkreis auf einen minimalen und einen maximalen Wert begrenzt.
  • Ein Sanftanlauf des Gebläsemotors nach dem Einschalten wird auf einfache Weise dadurch erzielt, daß mittels eines Reihen-RC-Gliedes ein Zusatzsignal in den Zuführungsanschluß des Steuersignals zum Vergleicher eingespeist ist.
  • Die Integration eines Überlastschutzes für den Gebläsemotor in die Schaltungsanordnung ist dadurch möglich, daß mittels eines aus einem Festwiderstand und einem PTC-Widerstand gebildeten Spannungsteilers ein weiteres Zusatzsignal in den Zuführungsanschluß des Steuersignales eingespeist ist.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
    • FIG 1
    ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Saugleistungsregelung eines Staubsaugers,
    FIG 2
    ein Schaltbild des Leistungsteiles der Schaltungsanordnung nach FIG 1,
    FIG 3
    ein Schaltbild des Steuerteiles der Schaltungsanordnung nach FIG 1,
    FIG 4
    ein Schaltbild des Regelteiles der Schaltungsanordnung nach FIG 1.
  • Mit 1 ist ein das Geblase eines Staubsaugers antreibender Gebläsemotor bezeichnet, der über ein steuerbares Halbleiterschaltelement 2 in seiner Leistung regelbar ist. Das Halbleiterschaltelement 2 ist mit seinem Steueranschluß 3 an einen Leistungsteil 4 angeschlossen. Mit dem Leistungsteil 4 ist ein Synchronteil 5 verbunden, der auf einen Steuerteil 6 wirkt. Auf diesen Steuerteil 6 wirkt ferner ein Regelteil 7. Das Steuerteil 6 beeinflußt seinerseits einen Zündimpulsteil 8, der mit seinem Ausgang das das Halbleiterschaltelement 2 steuernde Glied des Leistungsteils 4 entsprechend ansteuert.
  • Dieses das Halbleiterschaltelement 2 steuernde Glied ist, wie aus der FIG 2 entnehmbar, ein Steuertransistor 9, dessen Basis 10 über eine erste Steuerleitung 11 mit dem Zündimpulsteil 8 verbunden ist. Der Leistungsteil 4 enthält ferner einen Schaltungsteil 12 zur Erzeugung einer Versorgungsgleichspannung. Der Schaltungsteil 12 weist hierzu ein Reihen-RC-Glied 13 auf, zu dem zwei Dioden 14 antiparallel in Reihe liegen. Die beiden Dioden 14 sind mit ihrer anderen Anschlußseite jeweils an einen Pol eines Glättungskondensators 15 angeschlossen. Zu dem Glättungskondensator 15 ist ferner eine Zenerdiode 16 zur Spannungsstabilisierung parallel geschaltet. Die am Glättungskondensator 15 anstehende Spannung stellt die Versorgungsgleichspannung für die Schaltungsanordnung dar.
  • Der Leistungsteil 4 enthält ferner einen an der Versorgungsspannung des Gebläsemotors 1 liegenden ersten Spannungsteiler 17, an dessen Abgriff ein Filterkondensator 18 mit seinem einen Anschlußpol angeschlossen ist. Durch diesen Filterkondensator 18 werden evtl. in der heruntergeteilten Wechselspannung enthaltene Gleichspannungsanteile unterdrückt. An den anderen Anschlußpol 19 des Filterkondensators 18 ist der Synchronteil 5 angeschlossen.
  • Der Synchronteil 5 weist einen aus einem ersten und zweiten Operationsverstärker 20 und 21 bestehenden Fensterkomparator auf. Die von dem Filterkondensator 18 gelieferte Wechselspannung ist an den invertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers 20 und an den nicht invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers 21 gelegt. Mit ihrem jeweils anderen Eingang liegen die beiden Operationsverstärker 20 und 21 über Teilerwiderstände 22 an der Versorgungsgleichspannung. Bei einem derartig geschalteten Fensterkomparator entstehen bei jedem Nulldurchgang der anliegenden Wechselspannung an dessen Ausgang 23 schmale Rechteckimpulse. Durch diese Impulse wird ein mit seiner Kollektor-Emitter-Strecke zu einem über einen Vorwiderstand 24 an die Versorgungsgleichspannung angeschlossenen Kondensator 25 parallel geschalteter Ladetransistor 26 angesteuert. Über den wahrend der Dauer der Rechteckimpulse durchgesteuerten Entladetransistors 26 wird der Kondensator 25 periodisch über einen im Kollektor-Emitter-Kreis liegenden Entladewiderstand 27 entladen. Während der Sperrdauer des Entladetransistors 26 erfolgt jeweils wieder ein Aufladen des Kondensators 25. Damit wird eine sägezahnförmige Spannung gebildet. Diese sägezahnförmige Spannung ist an den invertierenden Eingang eines als Vergleicher wirkenden Operationsverstärkers 28 gelegt. Dem nicht invertierenden Eingang dieses Operationsverstärkers 28 wird über eine zweite Steuerleitung 29 ein Steuersignal zugeführt.
  • An den Ausgang 30 des als Vergleicher wirkenden Operationsverstärkers 28 ist ein Differenzierglied 31 angeschlossen, dessen Ausgang 32 mit dem invertierenden Eingang eines Komparators 33 verbunden ist, an dessen nicht invertierenden Eingang mittels eines zweiten Spannungsteilers 34 eine Referenzspannung gelegt ist. Der Ausgang 35 des Komparators 33 ist über die erste Steuerleitung 11 mit der Basis 10 des Steuertransistors 9 verbunden.
  • Der Regelteil 7 (FIG 4) enthält einen dritten Spannungsteiler 36, an dessen Abgriff 37 ein Potentiometer 38 und die Parallelschaltung eines Steuerwiderstandes 39 mit einem Druckschalter 40 angeschlossen ist. Die aus dem Steuerwiderstand 39 und dem Druckschalter 40 bestehende Parallelschaltung ist ferner über ein Steuer-RC-Glied 41 an Masse geführt. Über einen Umschalter 42 kann wahlweise der Abgriff des Potentiometers 38 oder der gemeinsame Verbindungspunkt 43 des Steuerwiderstandes 39 und des Druckschalters 40 mit dem Steuer-RC-Glied 41 über einen Verbindungswiderstand 44 an die Steuerleitung 29 geschaltet werden. Zwischen dem Umschalter 42 und dem Verbindungswiderstand 44 ist noch ein Begrenzungswiderstand 45 mit seinem einen Anschlußpol angeschlossen, dessen anderer Anschlußpol an Masse liegt. Mit der Steuerleitung 29 ist ein zusätzlicher Steuerteil 46 verbunden. Dieser zusätzliche Steuerteil 46 enthält ein Reihen-RC-Glied 47 und einen aus einem Festwiderstand 48 und einem PTC-Widerstand 51 bestehenden Spannungsteiler. Der Abgriff des Reihen-RC-Gliedes 47 und des Spannungsteilers ist jeweils über eine Entkopplungsdiode 49 bzw.50 mit der Steuerleitung 29 verbunden.
  • Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:
    Wird der Staubsauger mittels eines nicht dargestellten Einschalters an die Netzspannung geschaltet, dann wird über den Schaltungsteil 12 die erforderliche Versorgungsgleichspannung bereitgestellt. Über den ersten Spannungsteiler 17 und den Filterkondensator 18 steht eine gegenüber der Netzspannung niedrigere, jedoch mit dieser synchrone Wechselspannung zur Verfügung. Wie bereits beschrieben, wird mittels des Fensterkomparators 20 und 21 und dem durch diesen gesteuerten Entladetransistor 26 durch entsprechendes Auf- und Entladen des Kondensators 25 eine mit der Wechselspannung synchrone Sägezahnspannung erzeugt. Durch diese am invertierenden Eingang des als Vergleicher wirkenden Operationsverstärkers 28 liegende Sägezahnspannung wird am Ausgang 30 dieses Operationsverstärkers 28 ein "High"-Signal erzeugt. Dieses "High"-Signal bleibt solange bestehen, bis die Sägezahnspannung den Wert des am nicht invertierenden Eingang dieses Operationsverstärkers 28 anliegenden Steuersignales erreicht. In diesem Augenblick wechselt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 28 auf "Low". Infolge dieses Signalwechsels wird durch das Differenzierglied 31 ein schmaler Nadelimpuls erzeugt. Die von dem Differenzierglied 31 ausgehenden Nadelimpulse werden durch den Komparator 33 in entsprechende schmale Rechteckimpulse umgewandelt, welche die Steuerimpulse für den Steuertransistor 9 darstellen und über die erste Steuerleitung 11 der Basis 10 des Steuertransistors 9 zugeführt werden. Der Steuertransistor 9 wird jeweils für die Dauer eines solchen Rechteckimpulses durchgesteuert und zündet damit jedesmal das Halbleiterschaltelement 2.
  • Durch eine entsprechende Einstellung des an den nicht invertierenden Eingang des als Vergleicher wirkenden Operationsverstärkers 28 gelegten Steuersignals erfolgt der Wechsel von "High" auf "Low" am Ausgang 30 dieses Operationsverstärkers 28 entsprechend früher oder später. Über den nachgeschalteten Komparator 33 und den von diesem gesteuerten Steuertransistor 9 wird das Halbleiterschaltelement 2 ebenfalls früher oder später angesteuert, so daß der angeschlossene Gebläsemotor in seiner Leistung hoch- oder heruntergeregelt wird.
  • Das dem als Vergleicher wirkenden Operationsverstärker 28 zugeführte Steuersignal kann auf verschiedene Weise verstellt bzw. vorgegeben werden. Die Einstellung dieses Steuersignals kann von Hand mittels des Potentiometers 38 vorgenommen werden. Entsprechend der jeweiligen Stellung des Potentiometers 38 wird der Gebläsemotor 1 auf eine definierte Leistung gesteuert, da infolge des vom Potentiometers 38 fest vorgegebenen Steuersignales an dem als Vergleicher wirkenden Operationsverstärker 28 immer zum gleichen Phasenzeitpunkt der Sägezahnspannung die Signalumschaltung an dessen Ausgang 30 erfolgt. Infolge dessen wird das Halbleiterschaltelement 2 auch immer bei dem gleichen der jeweiligen Potentiometerstellung entsprechenden Phasenwinkel gezündet.
  • Wird der Umschalter 42 in seine andere Schaltstellung und damit an den gemeinsamen Verbindungspunkt 43 geschaltet, so erfolgt die Vorgabe des Steuersignals nunmehr durch den Druckschalter 40 und den Steuerwiderstand 39. Sobald im Saugkreis des Staubsaugers der Ansprechdruck des Druckschalters 40 erreicht wird, schließt dieser. Damit wird der Steuerwiderstand 39 überbrückt und die Spannung des Steuersignales erhöht. Dies fuhrt zu einer späteren Zündung des Halbleiterschaltelementes 2, so daß die Motorleistung sinkt. Sobald ein bestimmter Unterdruck im Saugkreis unterschritten wird, öffnet der Druckschalter 40 wieder und schaltet damit den Steuerwiderstand 39 ein. Dies hat ein Absinken der Spannung des Steuersignales zur Folge, so daß die Zündung des Halbleiterschaltelementes 2 früher erfolgt und dadurch die Leistung des Gebläsemotors 1 und somit auch der Unterdruck im Saugkreis wieder erhöht wird, bis schließlich der Druckschalter 40 in Folge des angestiegenen Unterdruckes wieder schließt und damit den Steuerwiderstand 39 überbrückt, so daß sich der beschriebene Vorgang wiederholt. Hierdurch wird eine Regelung des Staubsaugers auf konstanten Unterdruck erreicht.
  • In dem Regelteil 7 wird durch den an Masse liegenden Widerstandsteil des dritten Spannungsteilers 36 ein Minimalwert der Spannung am Gebläsemotor eingestellt. Die Begrenzung auf einen Maximalwert der Motorspannung erfolgt durch den Begrenzungswiderstand 45.
  • Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung wird durch den zusätzlichen Steuerteil 46 noch eine Anlaufstrombegrenzung und ein Übertemperaturschutz bewirkt. Zur Anlaufstrombegrenzung dient das Reihen-RC-Glied 47 des Steuerteiles 46. Über den Kondensator dieses Reihen-RC-Gliedes 47 wird im Einschaltaugenblick des Staubsaugers die Spannung des Steuersignales angehoben, so daß der Zündwinkel des Halbleiterschaltelementes vergrößert und dadurch der Anlaufstrom verkleinert wird. Mit fortschreitender Aufladung des Kondensators des Reihen-RC-Gliedes 47 sinkt die Spannung des Steuersignales, was eine Verkleinerung des Zündwinkels des Halbleiterschaltelementes 2 und damit eine Erhöhung der Motorleistung zur Folge hat. Durch die Entkopplungsdiode 49 wird das Reihen-RC-Glied 47 von der Steuerleitung 29 wirkungsmäßig abgekoppelt, sobald die Spannung am Abgriff dieses Reihen-RC-Gliedes 47 den Spannungswert des über das Potentiometer 38 oder die Parallelschaltung von Steuerwiderstand 39 und Druckschalter 40 vorgegebenen Steuersignales erreicht hat.
  • Ein Überlastschutz wird durch den aus einem Festwiderstand 48 und einem PTC-Widerstand 51 bestehenden Spannungsteiler des Steuerteils 46 erreicht. Bei entsprechender Erwärmung des Gebläsemotors 1 steigt der Widerstand des PTC-Widerstandes 51 an. Erreicht die Spannung am Abgriff dieses Spannungsteilers 48;51 einen höheren Wert als die Spannung des in der zweiten Steuerleitung 29 anstehenden Steuersignales, wird über die Entkopplungsdiode 50 diese höhere Spannung in der zweiten Steuerleitung 29 wirksam. Dies führt über den als Vergleicher wirkenden Operationsverstärker 28 und die diesem nachgeschalteten Steuerelemente zu einer Vergrößerung des Zündwinkels des Halbleiterschaltelementes 2 und somit zu einer Leistungsreduzierung des Gebläsemotors 1.

Claims (9)

  1. Schaltungsanordnung zur Saugleistungsregelung eines Staubsaugers, dessen Gebläsemotor (1) ein mittels einer Ansteuerschaltung steuerbares Halbleiterschaltelement (2) zugeordnet ist, welche Ansteuerschaltung einen Vergleicher (28) enthält, dem ein periodisch veränderbares Signal und ein einstellbares Steuersignal zugeführt ist und aus dessen Ausgangssignal die Steuerimpulse für das Halbleiterschaltelement (2) gebildet sind, bei welcher Schaltungsanordnung das Steuersignal für die Ansteuerschaltung wahlweise von Hand jeweils auf einen bestimmten Wert einstellbar oder mittels eines Druckschalters (40) zwischen zwei vorgegebenen, unterschiedlichen Werten umschaltbar ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, bei der der Vergleicher aus einem Operationsverstärker (28) besteht, an dessen einem Eingang eine mit der Netzspannung des Gebläsemotors (1) synchronisierte Sägezahnspannung liegt und dessen anderem Eingang das Steuersignal zugeführt ist.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, bei der der Ausgang des Operationsverstärkers (28) über ein Differenzierglied (31) mit dem einen Eingang eines Komparators (33) verbunden ist, an dessen anderem Eingang eine feste Vergleichsspannung liegt.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das Steuersignal mittels eines Potentiometers (38) einstellbar ist.
  5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der das Steuersignal mittels eines zu einem Steuerwiderstand (39) parallel liegenden Druckschalters (40) einstellbar ist.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und 5, bei der der Zuführanschluß für das Steuersignal mittels eines Umschalters (42) wahlweise mit dem Potentiometer (38) oder der Parallelschaltung des Steuerwiderstandes (39) und des Druckschalters (40) verbindbar ist.
  7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, 5 oder 6, bei der im Steuersignalkreis Zusatzwiderstände (36; 45) angeordnet sind, durch die das Steuersignal auf einen minimalen und einen maximalen Wert begrenzt ist.
  8. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der mittels eines Reihen- RC-Gliedes (47) ein Zusatzsignal in den Zuführungsanschluß des Steuersignales zum Vergleicher (28) eingespeist ist.
  9. Schaltungsanordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der mittels eines aus einem Festwiderstand (48) und einem PTC-Widerstand (51) gebildeten Spannungsteilers ein weiteres Zusatzsignal in den Zuführungsanschluß des Steuersignales eingespeist ist.
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