DD276956A1

DD276956A1 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR AN ELECTRONIC AUXILIARY PHASE SWITCH

Info

Publication number: DD276956A1
Application number: DD32156488A
Authority: DD
Inventors: Thomas Zwicker; Wolfgang Zwicker
Original assignee: Grunhain Elektromotorenwerk
Priority date: 1988-11-08
Filing date: 1988-11-08
Publication date: 1990-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Leistungsschaltelementes, vorzugsweise eines Triacs, fuer einen elektronischen Hilfsphasenschalter, der den parallel zum Betriebskondensator liegenden Anlasskondensator eines Einphasenasynchronmotors nach dem Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes der Hilfswicklungsspannung abschaltet. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung zu entwickeln, die ohne galvanische Trennglieder die Hilfswicklungsspannung als drehzahlproportionale Steuergroesse und die Betriebsspannung in die Ansteuerschaltung des Triacs einspeist. Erfindungsgemaess wird dies dadurch geloest, dass der Verbindungspunkt von Hilfswicklung, Betriebskondensator und Anode 1 des Triacs als Bezugspotential der Ansteuerschaltung dient, bezueglich dessen die Hilfswicklungsspannung abgegriffen und als Messspannung sowie nach Gleichrichtung gleichzeitig als Betriebsspannung der Ansteuerschaltung zugefuehrt wird. Fig. 1The invention relates to a circuit arrangement for driving a power switching element, preferably a triac, for an electronic auxiliary phase switch, which shuts off the starting capacitor of a single-phase asynchronous motor lying parallel to the operating capacitor after reaching a predetermined limit value of the auxiliary winding voltage. The object of the invention is to develop a circuit arrangement which feeds the auxiliary winding voltage as a speed-proportional control unit and the operating voltage into the drive circuit of the triac without galvanic isolators. According to the invention, this is achieved in that the connection point of the auxiliary winding, operating capacitor and anode 1 of the triac serves as the reference potential of the drive circuit, with respect to which the auxiliary winding voltage is tapped and fed simultaneously as measuring voltage and rectification as operating voltage of the drive circuit. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Leistungsschaltelementes, vorzugsweise eines Triacs, für einen elektronischen Hilfsphasenschalter, der den parallel zum Betriebskondensator liegenden Anlaßkondensator eines Einphasenasynchronmotors nach dem Erreichen eines vorgegebenen Grenzwertes der Hilfswicklungsspannung abschaltet.The invention relates to a circuit arrangement for driving a power switching element, preferably a triac, for an electronic auxiliary phase switch, which shuts off the starting capacitor of a Einphasenasynchronmotors lying parallel to the operating capacitor after reaching a predetermined limit value of the auxiliary winding voltage.

Characteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, Einphasenasynchronmotoren zum Erzielen eines hohen Anlaufmomentes neben der Haup'iwicklung mit einer Hilfswicklung und einem in Reihe zu ihr liegenden Betriebskondonsator, dem ein zusätzlicher Anlaßkondensator parallelgeschaltet ist, auszustatten. Zum Erreichen einer optimalen Anlaufcharakteristik sowie zum Schutz des Anlaßkondensators ist es erforderlich, diesen vor dem Erreichen der Nenn'irehzahl des Motors abzuschalten.It is known to equip Einphasenasynchronmotoren to achieve a high starting torque in addition to Haup'iwicklung with an auxiliary winding and a lying in series to the operating condenser, which is connected in parallel with an additional starter capacitor. To achieve an optimal start-up characteristic and to protect the starter capacitor, it is necessary to turn off this before reaching the Nenn'irehzahl the engine.

Die Zu- und Abschaltung des Anlaßkondensators erfolgt zweckmäßigerweise mittels elektronischer Schalter, bei denen vorzugsweise Triacs, die durch bekannte Zündschaltungen angesteuert werden, die Schaltfunktion übernehmen.The connection and disconnection of the starting capacitor is advantageously carried out by means of electronic switches, in which preferably triacs, which are controlled by known ignition circuits, take over the switching function.

Zur Erfüllung der Abschaltfunktion muß eine geeignete Steuergröße die Zündschaltung so beeinflussen, daß die Zündung des Triacs zum vorgesehenen Abschaltpunkt beendet wird. Für die Bildung dieser Steuergröße sind alle sich drehzahlabhängig ändernden elektrischen Motorkenngrößen, wie Motorgesamtstrom, Hauptwicklungsstrom, Hilfswicklungsspannung und Anlaßkondensatorspannung, geeignet.To meet the shutdown function, a suitable control variable must influence the ignition circuit so that the ignition of the triac is terminated for the intended shutdown. For the formation of this control variable, all speed-dependent changing electrical motor characteristics, such as total motor current, main winding current, auxiliary winding voltage and starting capacitor voltage, are suitable.

Besonders vorteilhaft ist die Hilfswicklungsspannung, da diese einen nahezu gleichförmigen Anstieg bei steigender Motordrehzahl aufweist und folglich besonders einfach ausgeweitet werden kann.Particularly advantageous is the auxiliary winding voltage, since this has a nearly uniform increase with increasing engine speed and thus can be particularly easily expanded.

In der US-PS 3671830 wird die Nutzung der Hilfswicklungsspannung als Steuergröße beschrieben. Diese wird hierbei ohne galvanische Trennglieder an die Ansteuerschaltung des Triacs gnführt. Nachteilig ist jedoch, daß die Bereitstellung der Betriebsspannung für die Ansteuerschaltung galvanisch getrennt über einen Transformator erfolgen muß.In US-PS 3671830 the use of the auxiliary winding voltage is described as a control variable. This is performed without galvanic isolators to the drive circuit of the triac. The disadvantage, however, that the provision of the operating voltage for the drive circuit must be made galvanically isolated via a transformer.

In der DE-OS 3234461 wird eine Anordnung beschrieben, bei der die Betriebsspannung für die Ansteuerschaltung aus der galvanischen Verbindung mit den Netzanschlüssen gewonnen wird. Die Abschaltung des Anlaßkondensators erfolgt ebenfalls in Abhängigkeit von der Hilfswicklungsspannung. Die Anordnung hat aber den Nachteil, daß für deren Nutzung ein Optokoppler als galvanisches Trennglied zur Einspeisung in die Ansteuerschaltung benötigt wird.In DE-OS 3234461 an arrangement is described in which the operating voltage for the drive circuit is obtained from the galvanic connection to the network connections. The shutdown of the starting capacitor also takes place in dependence on the auxiliary winding voltage. However, the arrangement has the disadvantage that an optocoupler is required for their use as a galvanic isolator for feeding into the drive circuit.

Object of the invention

Das Ziol dor Erfindung bestoht darin, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die mit geringstem Aufwand an Bauelementen das drehzahlabhängige Abschalten dos Anlaßkondensators eines Einphasonasynchronmotors mit Anlaß- und Botriobskondonsator bowirkt.The Ziol dor invention bestoht therein to avoid the disadvantages mentioned and to provide a circuit arrangement bowirkt with the least amount of components, the speed-dependent shutdown dos start capacitor of a Einphasonasynchronmotors with cranking and Botriobskondonsator.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung Mögt insbosondoro dio Aufgabo zugrunde, oine S ^leitungsanordnung zu entwickeln, die ohne galvanische Tronngliedor clio Hilfswicklungsspannung als drohzahlproportionale Steuergröße und die Betriebsspannung in die Ansteuorschaltung des don Anlaßkondonsator schaltenden Trifics einspoist.The invention seeks insbosondoro dio Aufgabo to develop oine S ^ line arrangement, the spauling without galvanic Tronngliedor clio auxiliary winding voltage as drohzahlproportionale control variable and the operating voltage in the Ansteuorschaltung the don Anlaßkondonsator switching Trifics.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verbindungspunkt von Hilfswicklung, Betriebskondensator und Anode 1 des Trj/äcs als Bezugspotential der Ansteuerschaltung dient, bezüglich dessen die Hilfswicklungsspannung abgegriffen und als Meßspannung sowie nach Gleichrichtung über eine Diode und einen Kondensator gleichzeitig als Betriebsspannung der Ansteuerschaltung zugeführt wird.According to the invention the object is achieved in that the connection point of the auxiliary winding, operating capacitor and anode 1 of Trj / äcs serves as a reference potential of the drive circuit, with respect to which the auxiliary winding voltage tapped and supplied as a measuring voltage and rectification via a diode and a capacitor simultaneously as the operating voltage of the drive circuit becomes.

Wenn die Rückwirkung der Ansteuerschaltung auf die Betriebsspannung am Kondensator der Gleichrichterschaltung nicht deren Proportionalität zur Hilfswicklungsspannung beeinflußt und die Auswertung der Meßspannung die gleiche Polarität wie die Betriebsspannung zuläßt, kann die Betriebsspannung gleichzeitig als Meßspannung genutzt und dem entsprechenden Eingang der Ansteuerschaltung durch direktes Verbinden zugeführt werden, was zu einer weiteren SchalUingsvereinfachung führt.If the feedback effect of the drive circuit on the operating voltage at the capacitor of the rectifier circuit does not affect its proportionality to the auxiliary winding voltage and the evaluation of the measuring voltage allows the same polarity as the operating voltage, the operating voltage can be used simultaneously as a measuring voltage and the corresponding input of the drive circuit fed by direct connection, which leads to a further SchalUingsereinfachung.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung soil nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained below using exemplary embodiments. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: Schaltungsanordnung für einen elektronischen HilfsphasenschalterFig. 1: Circuit arrangement for an electronic auxiliary phase switch

Fig. 2: Schaltungsanordnung für einen elektronischen Hilfsphasenschalter in vereinfachter Ausführung.Fig. 2: Circuit arrangement for an electronic auxiliary phase switch in a simplified version.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht der Einphasenasynchronmotor M1 aus einer Hauptwicklung W1 und einer Hilfswicklung W 2, die mit einem Betriebskondensator C1 in Reihe liegt. Parallel zum Betriebskondensator C1 k?nn mit Hilfe desTriacs V1 während des Anlaufvorganges zusätzlich ein Anlaßkondensator C2 parallelgeschaltet werden.As shown in Fig. 1, the single-phase asynchronous motor M1 consists of a main winding W1 and an auxiliary winding W 2, which is in series with an operating capacitor C1. Parallel to the operating capacitor C1, a starting capacitor C2 can additionally be connected in parallel with the aid of the triac V1 during the starting process.

Mit dem Anlegen der Motorspeisespannung an die Netzanschlüsse L1 und L2 gelangt über die Diode V2 die in der Hilfswicklung W2 induzierte Spannung und über den Betriebskondensator C1 ein Teil der Motorspeisespannung an den Kondensator C3. Die dort entstehende Gleichspannung wird als Betriebsspannung dem Eingang B der Ansteuerschaltung A1 zugeführt. Diese erzeugt am Ausgang Z Zündimpulse für den Triac V1, wodurch dieser eingeschaltet wird. Die Erzeugung der Zündimpulse erfolgt vorzugsweise mittels eines freischwingenden Impulsgenerators, der in bekannter Ausführung aus einem Widerstand R1, einem Kondensator C4 und einem Diac V 3 besteht. Gleichzeitig gelangt die Spannung über die Hilfswicklung W2 als Meßspannung an den Eingang M und wird durch die Diode V4 und den Kondensator C5 in eine drehzahlproportionale Gleichspannung umgeformt und mit den Widerständen R2 und P.3 geteilt. Überschreitet die der Auswerteschaltung A2 zugeführte Gleichspannung einen bestimmten Grenzwert, welcher der Abschaltdrehzahl entspricht, bewirkt die Auswerteschaltung A2 die Beendigung der Impulserzeugung, wodurch der Triac V1 ausgeschaltet wird. Gemeinsames Bezugspotential, bezüglich dessen die IVIeßspannung abgegriffen und die Betriebsspannung erzeugt wird sowie dieZündungdesTriacsVI erfolgt, ist der Verbindungspunkt P von Hilfswicklung W 2, Betriebskondensator C1 und Anode 1 des Triacs VI.With the application of the motor supply voltage to the mains terminals L1 and L2, the voltage induced in the auxiliary winding W2 passes via the diode V2 and a part of the motor supply voltage to the capacitor C3 via the operating capacitor C1. The DC voltage generated there is supplied as operating voltage to the input B of the drive circuit A1. This generates at the output Z ignition pulses for the triac V1, causing it to be turned on. The ignition pulses are preferably generated by means of a free-running pulse generator which, in a known design, consists of a resistor R1, a capacitor C4 and a diac V3. At the same time, the voltage across the auxiliary winding W2 passes as a measuring voltage to the input M and is converted by the diode V4 and the capacitor C5 in a speed-proportional DC voltage and shared with the resistors R2 and P.3. If the DC voltage supplied to the evaluation circuit A2 exceeds a specific limit value which corresponds to the switch-off rotational speed, the evaluation circuit A2 effects the termination of the pulse generation, whereby the triac V1 is switched off. A common reference potential with respect to which the IV voltage is tapped and the operating voltage is generated and the ignition of the triac VI is made is the connection point P of the auxiliary winding W 2, the operating capacitor C1 and the anode 1 of the triac VI.

Wenn die Auswertung der Meßspannung in der Auswerteschaltung A2 mit der gleichen Polarität wie die Bereitstellung der Betriebsspannung am Kondensator C3 erfolgen kann und die infolge des Stromes durch den Widerstand R1 verursachte Belastung der Spannung arn Kondensator C3 nicht deren Proportionalität zur Spannung über der Hilfswicklung W2 und damit zur Motordrehzahl beeinflußt, können die Eingänge B und M der Ansteuerschaltung A1 direkt miteinander verbunden werden, wobei die dem Eingang M nachgeordnete Gleichrichterschaltung aus der Diode V4 und dem Kondensator C5 entfallen kann. Eine derartige vereinfachte Schaltungsanordnung ist in Fig. 2 dargestellt.If the evaluation of the measuring voltage in the evaluation circuit A2 with the same polarity as the provision of the operating voltage to the capacitor C3 can be done and caused due to the current through the resistor R1 load of the voltage arn capacitor C3 not their proportionality to the voltage across the auxiliary winding W2 and thus Affected to the engine speed, the inputs B and M of the drive circuit A1 can be directly connected to each other, wherein the input M downstream rectifier circuit of the diode V4 and the capacitor C5 can be omitted. Such a simplified circuit arrangement is shown in FIG.

Claims

1. Circuit arrangement for an electronic auxiliary phase switch, which switches off the parallel to the operating capacitor starting capacitor Einphasenasynchronmotors after reaching a predetermined limit value of the auxiliary winding voltage and consists of a power switching element, preferably a triac, and a suitable drive circuit, characterized in that the connection point (P) of auxiliary winding (W2), operating capacitor (C 1) and anode 1 of the triac (V 1) as the reference potential of the drive circuit (AD, with respect to which the voltage across the auxiliary winding (W2) tapped and as a measuring voltage to the input (M) and after rectification is supplied via the diode (V 2) and the capacitor (C3) as the operating voltage to the input (B) of the drive circuit (A1).

2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the measuring voltage to the voltage across the auxiliary winding (W2) proportional DC voltage used on the capacitor (C3) and the input (M) of the drive circuit (A 1) is supplied by direct connection, so that the rectifier circuit downstream of the input (M) of the drive circuit (A1) can be omitted from the diode (V4) and the capacitor (C5).