NO152434B - Kombinasjon av en elektrisk motor og et hastighetsstyresystem for denne. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører kombinasjonen av en elektrisk motor og et hastighetsstyresystem for denne, idet hastighetsstyresystemet omfatter et kretskort med en oppfangningsspole montert på dette og minst en magnet drevet for rotasjon ved hjelp av motoren for å frembringe i spolen et utgangssignal hvis amplitude er avhengig av motorhastigheten, idet kretskortet har en krets som reagerer på spolens utgangssignal for styring av motorhastigheten.

En slik kombinasjon er selvfølgelig velkjent. Ved forsjel-lige anvendelser hvor elektriske motorer anvendes slik som f.eks. i husholdningsmaskiner, såkalte mixmastere, er det nødvendig eller ønskelig å være istand til å justere motorhastigheten. Hvor belastningen på motoren er variabel, er det ofte ønskelig å ha en lukket sløyfestyring av motorhastigheten i stedet for en enkel åpen sløyfeanordning. En av vanskelighetene som oppstår med styring med åpen eller lukket sløyfe er fremgangsmåten for justering av den forønskede hastighet. Særlig gjelder dette vanskeligheten som oppstår med å danne et mellomledd mellom brukerbetjeningselementet, slik som en styreknott, og motorhastighetsstyrekretsen. Tidligere er dette blitt gjort ved hjelp av anordninger slik som potensiometre eller flerposisjonsbrytere, men disse har den ulempe at de involverer bevegelige elektriske kontakter som utsettes for slitasje, akkumulering av forurensninger og frembringelse av elektrisk støy.

Den foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveiebringe en forbedret anordning for justering av den innstilte hastigheten for motoren som ikke lider av ovennevnte ulempe ved vanlige potensiometre og brytere.

Den foreliggende oppfinnelse kjennetegnes ved at kretskortet er bevegbart anordnet relativt motoren, slik at avstanden mellom den på kortet monterte spole og rotasjonsbanen for nevnte minst ene magnet er justerbar ved hjelp av et manuelt innstillingselement for derved å justere den innstilte motorhastighet.

Oppfinnelsen kan finne særlig anvendelse i en husholdningsmaskin som en mixmaster.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av de etterføl-gende underkrav og oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet med henvisning til de vedlagte tegninger. Fig. 1 viser et langsgående riss, delvis i snitt, av en utførelsesform av kombinasjonen motor/hastighetsstyresystem ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et riss av kretskortet i utførelsesformen i fig. 1.

Fig. 3 angir snittet A-A i fig. 2.

Fig. 4 er et kretsdiagram av utførelsesformen.

I det etterfølgende vil oppfinnelsen bli beskrevet under henvisning til hastighetsstyringen av drivmotoren i en Kenwood A 701 husholdningsmaskin laget av ansøkerens selskap. Den gene-relle konstruksjon av husholdningsmaskiner er velkjent og be-skrivelse av denne anses derfor å være overflødig.

I fig. 1 har drivmotoren 1 i husholdningsmaskinen en driv-aksel 2 som rager ut fra en ende og en akselstubb 3 som rager ut fra den andre. Montert på enden av akselstubben 3 er minst en magnet 4 hvis hensikt vil bli forklart nedenfor. Videre montert på akselstubben er en kjølevifte 5.

På venstre ende av motoren 1 er det en montasjesammenstilling 6 som bærer både en hastighetsstyreknott 7 som er dreibart montert på sammenstillingen 6 ved hjelp av en aksel 8 og også en kretskor.t-sammenstilling 9 som innbefatter et kretskort 10 på hvilket er montert hastighetsstyrekretsen tilhørende motoren. Sammenstillingen 9 er montert relativt montasjen 6 ved hjelp av to horisontalt adskilte bolter 11 som forløper gjennom åpninger i en nedaddreiet flens 12 på montasjen 6 og i den nedre delen av kretskortsammenstillingen 9. Åpningene i kretskortsammenstillingen er noe større i diameter enn bolten 11, slik at kretskortsammenstillingen 9 er løst montert på boltene, slik at sammenstillingen 9 kan dreie om en akse ved A i fig. 1. Fjærene 14 som virker mellom flensen 12 og kretskortsammenstillingen 9 tvinger den nedre delen av sistnevnte mot venstre i fig. 1.

Montert på kretskortet 10 er en oppfangningsspole 150 som, under drift av motoren får spenningspulser indusert i seg med en amplitude avhengig både av rotasjonshastigheten for motoren og atskillelsen mellom kretskortsammenstillingen og rotasjonsbanen for magnetene 4. Dette tilveiebringer et styringsmiddel av den innstilte hastigheten for motoren ettersom, slik det vil bli forklart nedenfor, hastighetsstyrekretsene virker til å variere den innstilte hastigheten i avhengighet av amplituden av spenningspulsene (EMK)(for en gitt rotasjonshastighet) indusert i spolen 150.

Som nevnt ovenfor tillater den slakke montering av kretskortsammenstillingen 9 på boltene 11 denne å dreie om en akse per-pendikulært på planet i fig. 1, idet denne akse er plassert omtrentlig ved A i fig. 1, slik at spolen 150 er bevegelig mot og bort fra rotasjonsbanen for magnetene 4. Ettersom kretskortsammenstillingen dreies mot urviseren i figuren, vil fluksen som forbinder spolen fra magnetene 4 avta slik at amplituden av spenningspulsene indusert i spolen 150 for en gitt rotasjonshastighet avtar.

Kretskortsammenstillingen 9 innbefatter også en plastholder 15 på hvilken kretskortet er montert og denne holder 15 er forsynt med en plate 16 som rager mot den venstre enden av motoren og bærer en oppadrettet pinne 17. Denne pinnen 17 danner inngrep med et spor 18 på undersiden av styreknottene. Den radielle avstand mellom dette spor og aksen for akselen 8 varierer avhengig av dreieposisjonen for knotten 7, slik at ved dreining av knotten 7 blir dreieposisjonen for kretskortsammenstillingen og således avstanden mellom oppfangningsspolen 150 og banen for magnetene 4 manuelt

justerbar.

Styreknotten 7 har også på en del av sin omkrets et fremspring 19 som opererer hoved på/av bryteren 20 for husholdningsmaskinen, slik at styreknotten 7 må dreies noe fra sin null-posisjon før kretsen vil bli strømførende.

Fig. 2 viser kretskortet 10 med spolen 150 montert på dette.

Som man vil se av fig. 3, forløper monteringsbolter 22 gjennom kretskortet 10 og holderen 15 og hver har en tapp 23 som rager mot magnetene 4. Disse bolter 22 er laget av et magnetisk permeabelt materiale og sammen med magnetene 4 og en kjerne (ikke vist) av spolen danner en magnetkrets som passer gjennom

spolen.

Fig. 4 viser motoren 1 og tilhørende hastighetsstyrekrets. Motoren 1 er en vekselstrømserieviklet motor som omfatter en dreibar armatur 104 og to feltspoler 101 og 101' . Korresponderende klemmer for feltspolene 101 og 101' er koblet over en vekselstrømnett- tilførsel via hoved på/av bryteren 20 og en utkopler 24, mens de andre klemmene av feltspolen er sammen-koplet ved hjelp av aramturen 104 i den elektriske motoren og en triac 103 og en motstand 102 tjener som et beskyttelsesverk for triac'en. Det faktum at triac'en 105 og motorarmaturen er plassert "mellom" feltspolene 101 og 101' i kretsen hjelper til å hindre forstyrrelser frembragt av triac'en i å bli inji-sert tilbake til nettilførslen. Fig. 2 viser et varmeavløp 25 for triac'en 105 montert på kretskortet 10.

En fasestyreportkrets for triac'en 105 omfatter en seriekoblet motstand 106 og en kondensator .109 og en motstand 107 og en diac 108 som er koblet i serie med hverandre mellom porten i triac'en 105 og forbindelsespunktet mellom motstanden 106 og kondensatoren 109.

Under hver halvperiode blir en styrepuls av passende polaritet påtrykket via diac'en 108 til porten i triac'en 105, idet tidsforskjellen mellom hver nullkrysning i nettilførselen skjer og den neste styrepulsen som påtrykkes triac'en 105 bestemmes av en tidskonstant tilknyttet fasestyrekretsen. Ettersom forsinkelsen mellom hver nullkrysning og den neste styrepulsen øker, vil effektmengden som tilføres av diac'en 105 til motorarmaturen 104 og armaturdreiemomentet begge avta.

Operasjonen av fasestyringen modifiseres ved nærværet av kretsen til høyre for kondensatoren 109. Denne krets omfatter essensielt en kondensator 110 i serie med en brokrets generelt angitt med henvisningstallet 118. Brokretsen omfatter fire dioder 11, 115 og 117, anordnet i en helbølgekonfigurasjon med et par av motsatte hjørner av broen, nemlig likespennings-nodene, sammenkoblet både ved hjelp av en kondensator 113 og en motstand 114 og i kollektor-emitterkretsen av en transistor 151. De gjenværende hjørner, dvs. vekselspenningsnodene i broen er koblet til den høyre platen av kondensatoren 110 og den nedre platen av kondensatoren 109.

Under hver netthalvperiode før diac'en 108 trigger, flyter en ladestrøm via motstanden 106 til ladekondensatorene 109 og 110. Hastigheten av potensialendringen over hver av kondensa-torene 109 og 110 vil selvfølgelig avhenge av de respektive ladestrømmer som tilføres dem og fordi den totale tilgjenge-lige strøm for ladning av disse kondensatorer er begrenset av motstanden 106, hvis mer strøm trekkes av kondensatoren 110, vil spenningsøkningens hastighet over kondensatoren 109 mht tiden være mindre, slik at tidsforsinkelsen mellom hver nullkrysning i nettet og trigging av diac'en 108 (og derfor styringen av triac'en 105) vil være lenger. Strømmen som vil flyte for å lade kondensatoren 110 vil avhenge av spenningen på den høyre platen av kondensatoren 110 og denne spenning bestemmesav den over kondensatoren 113.

Kondensatoren 113 kan utlades via motstanden 114 ved hjelp av transistoren 151 over hvis basis og emitter er koblet oppfangningsspolen 150. Det er klart at dess hurtigere motorarmaturen 104 roterer, dess større vil amplitudene av de induserte EMK pulser som leveres av oppfangningsspolen 150 til basisen av transistoren 151 være. Hver puls fra oppfangningsspolen 150 bevirker transistoren 151 til å lede, hvorved tilveiebringes en utladningsbane for kondensatoren 113 via motstanden 114, slik at transistorens 151 kollektorstrøm øker med økende armaturhastighet. Antar man at kondensatoren 113 i begynnelsen er utladet ved begynnelsen av nettets halvperiode, vil den starte å lade ettersom nettbølgeformen øker i størrelse via kondensatoren 110 og de dioder i broen, f.eks. diodene 111 og 117, som er drevet i fremretningen under denne netthalvperi-oden. Kondensatoren 109 lader således saktere enn den ellers ville ha gjort. Dette fører til en forsinkelse i diac'ens 108 styring på triac'en 105. Ettersom kondensatoren 113 befinner seg innenfor diodebroen og den eneste vei ved hjelp av hvilken den kan utlade seg er via motstanden 114 og kollektor til emitterkretsen i transistoren 151, er den effektive motstand av utlåndingsbanen avhengig av amplituden av pulsene som til-føres av oppfangningsspolen 150 og derfor rotasjonshastigheten for armaturen 104. Rotasjonshastigheten for armaturen 104 når likeveksttilstand når ladnings- og utlandningsstrømmene i kondensatoren 113 er balansert. Hvis således armaturrotasjons-hastigheten er større enn dens likevektsverdi, vil spenningen over kondensatoren 113 ha tendens til å falle og som følge derav vil den ha tendens til å lade påny via kondensatoren 110, hvorved strøm avledes fra kondensatoren 109. Som et resultat av dette blir styringen av triac'en 105 under hver netthalvperiode forsinket slik at armaturdreiemomentet og derved armaturhastigheten faller tilbake mot likevektsverdien og denne prosess fortsetter inntil likevekt igjen er nådd. Den korresponderende prosess skjer når motoren løper under den innstilte hastigheten.

Man vil forstå at ettersom amplituden av pulsene som induseres i oppfangningsspolen 150 er avhengig av avstanden mellom spolen og magnetene 4, ved variering av denne avstand, kan den innstilte hastigheten for motoren justeres.

En zenerdiode (ikke vist) kan kobles mellom kollektor og omit-ter i transistoren 151 for å beskytte den ved full hastighet

og oppbremsede tilstander for motoren.

Tallrike modifikasjoner av ovenfor beskrevne apparat er selv-følgelig mulige. F.eks. kan magnetene 4 erstattes av stykker av magnetisk permeabelt materiale og magnetene kan plasseres annetsteds i den magnetiske kretsen tilknyttet oppfangeren. Naturligvis kan oppfinnelsen anvendes ved et stort antall bruksområder hvor motorhastighetsstyring er ønskelig.

Claims (6)

1. Kombinasjonen av en elektrisk motor og et hastighetsstyresystem for denne, hvor hastighetsstyresystemet omfatter et kretskort (10) med en oppfangningsspole (150) montert på dette og minst én magnet (4) drevet for rotasjon ved hjelp av motoren for å frembringe i spolen (150) et utgangssignal, hvis amplitude er avhengig av motorhastigheten, idet kretskortet har en krets som reagerer på spolens (150) utgangssignal for styring av motorens (1) hastighet, karakterisert ved at kretskortet (10) er bevegbart anordnet relativt motoren (1), slik at avstanden mellom den på kortet monterte spole (150) og rotasjonsbanen for nevnte minst ene magnet (4) er justerbar ved hjelp av et manuelt innstillingselement (7) for derved å justere den innstilte motorhastighet.

2. Kombinasjon som angitt i krav 1, karakterisert ved at kretskortet (10) er dreibart montert på motoren (1)-.

3. Kombinasjon som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at nevnte minst ene magnet er montert på enden av en akselstubb (3) av motoren.

4. Kombinasjon som angitt i krav 3, karakterisert ved at kretskortet er anordnet vendende mot ende-flaten av akselstubben (3).

5. Kombinasjon som angitt i et hvilket som helst av krav-ene 1-4, karakterisert ved at det manuelle innstillingselement (7) på en endeflate har et spiral-spor (18) i hvilket en finger (17) tilknyttet kretskortet (10) danner inngrep således at kretskortet beveges ettersom elementet dreies.

6. Kombinasjon som angitt i krav 5, karakterisert ved at elementet har et utspring (19) anordnet til å operere en på/av bryter (20) tilknyttet motoren.