DE2023715A1 - Controlled drive device for the laundry drum of a washing machine - Google Patents
Controlled drive device for the laundry drum of a washing machineInfo
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Description
Dr. T. Hi^'ichDr. T. Hi ^ 'i
8 HOndmn 2 14. Mai 19708 HOndmn 2 May 14, 1970
Firma INDUSTRIE A.ZANUSSI S.poA.Company INDUSTRIE A.ZANUSSI S.poA.
Viale Montereale 8
Pordenone / ItalienViale Montereale 8
Pordenone / Italy
Gesteuerte Antriebsvorrichtung der Wäschetrommel einerControlled drive device of the laundry drum one
Waschmaschine αWashing machine α
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Wäschetrommel einer Waschmaschine, mittels welcher dieselbe mit gesteuerter Drehzahl in Umdrehung versetzbar ist.The invention relates to a drive device for the laundry drum a washing machine, by means of which the same can be set in rotation at a controlled speed.
Eine Antriebsvorrichtung für Waschmaschinen umfasst bekanntlich im wesentlichen zwei kennzeichnende Teile : den Motor und den DrehzahlreglerβAs is known, a drive device for washing machines essentially comprises two characteristic parts: the motor and the speed controller β
Gewöhnlich werden bei diesen Antriebsvorrichtungen Wechselstrommotoren, insbesondere Drehstrommotoren, verwendet, nachdem die Gleichstrommoteren, welche wohl aus verschiedenen Gründen und ins— beeondere zufolge ihrer größeren Geschmeidigkeit und Anpaßbarkeit an eine sehr feine und genaue Drehzahlkontrolle vorzuziehen wären, wegen der Möglichkeit nicht verwendbar sind, daß die Luftfeuchtig-AC motors, especially three-phase motors, used after the direct current motors, which probably for various reasons and ins- especially due to their greater suppleness and adaptability a very fine and precise speed control would be preferable, cannot be used because of the possibility that the humidity
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keit des Raumes, in dem sie angeordnet werden, Kurzschlüsse und folglich sehr hohe Ströme verursacht,: durch welche die Gleichrichterelemente, über die die Motoren gespeist werden, ernstlich beschädigt werden können bzw. zumindest die Steuerbar keit unterbunden werden kann.speed of the room in which they are placed, short circuits and consequently causes very high currents: through which the rectifier elements, via which the motors are fed, can be seriously damaged or at least the controllability can be prevented.
Als Drehzahlregler werden gewöhnlich jene "mit Wellenzügen" und jene "mit teilweiser Phasenunterdrttckung" verwendet» DieUsually those "with wave trains" and those "with partial phase suppression" are used as speed controllers »The
j ersteren beruhen auf dem Vorhandensein einer Gruppe elektronischer Bauteile mit gesteuerter Oeffnuhg (Siliciumgleichrichterdioden, Thyratron, usw„), die derart gesteuert werden, daß die Speisung des Motors unterbrochen wird, xvenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet und daß die Speisung in einem beliebigen Augenblick wiederhergestellt wird, wenn die Motordrehzahl unter diesen vorbestimmten Wert absinkt. Die zweitgenannten Drehzahlregler beruhen ihrerseits auf dem Vorhandensein einer Gruppe elektronischer Bauteile mit gesteuerter Oeffnung,die derart gesteuert werden, daß die Speisung des Motors für einen bestimmten Teil einer jeden Halbwelle der Speisespannung unterdrucktThe former are based on the presence of a group of electronic Components with controlled opening (silicon rectifier diodes, thyratron, etc.), which are controlled in such a way that the Feeding of the motor is interrupted when the motor speed exceeds a predetermined value and that the feed is restored at any moment when the engine speed drops below this predetermined value. The latter Speed controllers are based on the presence of a group of electronic components with controlled opening, the be controlled in such a way that the supply of the motor is suppressed for a certain part of each half-wave of the supply voltage
P und für den restlichen Teil der Halbwelle wieder aufgenommen wird, wobei das Zeitverhältnis dieser beiden Teile selbsttätig in Abhängigkeit von der Drehzahl des gesteuerten Motors veränderlich ist.P and is resumed for the remaining part of the half-wave, the time ratio of these two parts automatically changing depending on the speed of the controlled motor is.
Beide· erwähnten Drehzahlregler besitzen den Nachteil, daß sie starke Störungen mit Radiofrequenz hervorrufen, welche auf die steilen Spannungsfronten zurückzuführen sind, die sich im Augenblick des Uebergangs von der Phase der Unterbrechung der Speisung zur Phase der Freigabe der Speisung ergeben« Diese Störungen sind stets und auf jeden Fall unerwünscht, doch sind sie im Fall vonBoth speed controllers mentioned have the disadvantage that they cause strong radio frequency interference, which affects the steep tension fronts that arise at the moment of the transition from the phase of interruption of the supply to the phase of releasing the supply. These disturbances are always and definitely undesirable, but in the case of
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V***) mmV ***) mm
■Antriebsmotoren für Waschmaschinen besonders schädlich, da sie die Benutzer der Maschinen unmittelbar interessieren« Es ist wohl möglich, die genannten Störungen zu beseitigen bzw. zumindest derart herabzusetzen, daß sie vernachlässigbar sind, doch müssen hierzu zweckmäßige Filter mit großen Abmessungen verwendet werden, durch welche die Vorrichtungen sperrig und kostspielig werden.■ Drive motors for washing machines are particularly harmful because they are of direct interest to the users of the machines «It is probably possible to eliminate the malfunctions mentioned or at least to such an extent that they are negligible, but this must be appropriate filters with large dimensions which make the devices bulky and expensive.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum gesteuerten Antrieb der Wäschetrommel einer Waschmaschine, die in der Lage ist, die \fcrteile der Gleichstrommotoren auszunützen, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen zu müssen und bei der die Drehzahlregelung in einer Weise durchgeführt wird, daß keine übermäßigen Störungen mit Radiofrequenz hervorgerufen werden.The object of the invention is to create a device for controlled drive of the laundry drum of a washing machine, which is able to use the parts of the DC motors, without having to accept their disadvantages and in which the speed control is carried out in such a way that none excessive radio frequency interference.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mittels einer Vorrichtung, die einen über einen Transformator der Art mit gleichbleibendem Strom^espeisten Gleichstrommotor und eine Gleichrichtereinrichtung umfasst, wobei das Oeffnen der Gleichrichterelemente der letzteren durch eine Regeleinrichtung gesteuert wird, die mit den Nulldurchgängen der Speisewechselspannung synchronisierte Oeffnungsimpulse abgibt, solange die Drehzahl des Motors kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, während sie bei Ueberschreiten dieses vorbestimmten Drehzahlwertes keine Oeffnungsimpulse mehr abgibt.The invention solves the problem posed by means of a device, the one through a transformer of the kind with constant Electricity fed DC motor and a rectifier device comprises, the opening of the rectifier elements of the latter being controlled by a control device, which is synchronized with the zero crossings of the AC supply voltage Gives opening impulses as long as the speed of the motor is smaller than a predetermined value, while it is exceeded when exceeded this predetermined speed value no opening pulses gives more.
Die besondere Kombination der die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung bildenden Elemente bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Die Verwendung eines Gleichstrommotors (vorzugsweise mit Fremderregung, so daß die erzeugten Anlaufdrehmomente begrenzt werden und die Verwendung eines Tachometergenerators zur Drehzahl- The special combination of the drive device according to the invention forming elements has numerous advantages. The use of a direct current motor (preferably with separate excitation, so that the generated starting torques are limited and the use of a tachometer generator for speed
■ ΟΟ8847/13Θ9■ ΟΟ8847 / 13Θ9
_ M 0R|e|NAL _ M 0R | e | NAL
ermittlung vermieden wird) gestattet eine feinere und lineare Drehzahlkontrolle. Das Vorhandensein eines Transformators der Art mit konstantbleibendem Strom (d.h„ eines Transformatorsdetermination is avoided) allows a finer and linear Speed control. The presence of a transformer of the Type with constant current (i.e. a transformer
derjenigen Art^ wie er gewöhnlich für elektrische Schweißmaui rdof the kind used for electric welding maui approx
schinen verwendet/^ gestattet es, die Ströme durch die gesteuerten Gleichrichterelemente im Fall des Kurzschlusses des Motors zu begrenzen und somit die schädlichen Folgen für diese gesteuerten Gleichrichterelemente zu vermeiden. Schließlich vermeidet die Verwendung einer Regeleinrichtung, die geeignet ist, die Oeffnungszeitpunkte der gesteuerten Gleichrichterelemente mit den Nulldurchgängen der Speisewechselspannung zusammenfallen zu lassen (und welche daher als eine Regeleinrichtung "mit Unterdrückung ganzer Halbwellen" definiert iverden kann) das Auftreten steiler Spannungsfronten im Augenblick des Uebergangs von einem Zustand der Unterdrückung zu einem Zustand der Freigabe, wodurch die erwähnten Störungen mit Radiofrequenz beseitigt werden, welche bei den Regeleinrichtungen mit WellenzUgen und mit teilweiser PhasenunterdrUckung auftreten„machines used / ^ allows the currents through the controlled rectifier elements in the event of a short circuit of the motor to limit and thus the harmful consequences for this controlled Avoid rectifier elements. Finally, the use of a control device that is suitable the opening times of the controlled rectifier elements coincide with the zero crossings of the alternating supply voltage (and which can therefore iverden defined as a control device "with suppression of whole half-waves") the occurrence steep tension fronts at the moment of transition from a state of suppression to a state of release, thereby eliminating the aforementioned radio frequency interference which occur in the control devices with wave trains and with partial phase suppression "
ψ Weitere Kennzeichen und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Einzelbeschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. Diese Beschreibung nimmt auf die Zeichnung Bezug, in welcher : ψ Further characteristics and advantages of the device according to the invention emerge from the following detailed description of a preferred embodiment. This description refers to the drawing in which:
Fig.l das genaue Schaltschema des bevorzugten AusfUhrungstoei-Fig.l shows the exact circuit diagram of the preferred embodiment
spiels der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung darstellt und dierepresents the game of the drive device according to the invention and the
Fig.2- 7 graphische Darstellungen sind, die den zeitlichen Verlauf einiger für den Betrieb der ,Vorrichtung nach Fig.1 besonders bedeutsamer Signale veranschaulichen.Figures 2-7 are graphs showing the time course illustrate some of the signals that are particularly important for the operation of the device according to FIG.
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Wie sich aus dem Schaltschema der Fig.1 ergibt, ist ein Gleichstromkollektormotor 2 mit Fremderregung (entweder mit Permanentmagneten oder mit Feldwicklung) in einen Zweig einer Brücke 1 eingeschaltet, in deren anderen drei Zweigen je ein Widerstand 3, 4, 5 liegt· In den Punkten 6 und 7 wird die Brücke 1 vom Ausgang eines Brtlckengleichrichters 8 gespeist, welcher zwei Dioden 9 und 10 und zwei gesteuerte Siliciumgleichrichterdioden 11 und 12 umfasst. Die beiden Punkte 13 und I4 des Brückengleichr: richters 8 sind mit den Punkten 6 und 7 der Brücke 1 und außerdem untereinander Über eine weitere Diode 64 (durch die verhindert wird, daß die gesteuerten Siliciumgleichrichterdioden zufolge der durch d?n Motor 2 gebildeten induktiven Belastung verzögert gelöscht werden) verbunden, während die anderen beiden Punkte 15 und 16 des BrUckengleichrichters an die Sekundärwicklung 17 eines Transformators l8 der Art mit konstantbleibendem Strom angeschlossen sind, dessen Primärwicklung I9 über die Klemmen 20 und 21 mit normaler Metzwechselspannung gespeist wird. Ein Umschalter 22 gemattet es, eine Auswahl zwischen 5 verschiedenen Abgriffen der Sekundärwicklung 17 des Transformators zu treffen und somit die Eingjtngsspannung des BrUckengleichrichters 8 zwischen fünf verschiedenen Werten zu verändern.As can be seen from the circuit diagram of Fig.1, is a DC collector motor 2 with external excitation (either with permanent magnets or with field winding) in a branch of a bridge 1 switched on, a resistor in each of the other three branches 3, 4, 5 is · In points 6 and 7, bridge 1 is from Output of a bridge rectifier 8 fed, which two Diodes 9 and 10 and two silicon controlled rectifier diodes 11 and 12 includes. The two points 13 and I4 of the bridge rectifier: judge's 8 are with points 6 and 7 of bridge 1 and more among each other via a further diode 64 (which prevents the controlled silicon rectifier diodes from being caused by the delayed by the inductive load formed by the motor 2) connected, while the other two points 15 and 16 of the bridge rectifier connected to the secondary winding 17 of a transformer 18 of the type with constant current are whose primary winding I9 via terminals 20 and 21 is fed with normal Metz AC voltage. A changeover switch 22 mats it, a choice between 5 different taps the secondary winding 17 of the transformer and thus the input voltage of the bridge rectifier 8 between five to change different values.
Die gesteuertenSiliciumgleichrichterdioden 11 und 12 der Gleichrichterbrücke 8 werden durch einen Regler gesteuert, der geeignet ist, ihnen solange mit der Netzwechselspannung synchronisierte Oeffnungsimpulse zu liefern, bis die Gegen-EMK des Motors 2 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Dieser Regler umfasst einen Gleichrichter 23> bestehend aus einer BrUckenschaltung von vier Dioden 24> 25, 26 und 27, deren Punkte 28 und 29 mit den Metzklemmen 20 bzw. 21 verbunden sind, während die anderenThe controlled silicon rectifier diodes 11 and 12 of the rectifier bridge 8 are controlled by a regulator which is suitable for supplying them with opening pulses synchronized with the AC mains voltage until the back EMF of the motor 2 exceeds a predetermined value. This regulator comprises a rectifier 23> consisting of a bridge circuit of four diodes 24 > 25, 26 and 27, the points 28 and 29 of which are connected to the Metz terminals 20 and 21, respectively, while the others
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beiden Punkte 30 und 31 untereinander durch die Reihenschaltung eines Wideratandes 32 und einer Zener-Diode 33 sowie durch die Reihenschaltung zweier Widerstände 34 und 35 miteinander verbunden sind.the two points 30 and 31 are connected to one another by the series connection of a resistor 32 and a Zener diode 33 and by the series connection of two resistors 34 and 35.
Der Punkt 36 zwischen dem Widerstand 32 und der Zener-Diode 33 ist unmittelbar mit dem Verbindungspunkt 37 der Anode der Diode 38 und der Anode der gesteuerten Siliciumgleichrichterdiode 39 verbunden. Die Kathode der Diode.38 ist mit dem Punkt 31 des Gleichrichters 23 über einen Kondensator 40 verbunden, während die Kathode der gesteuerten Siliciumgleichrichterdiode 39 über einen Widerstand 4I mit der Steuerelektrode der gesteuerten Siliciumgleichrichterdiode 11, über einen Widerstand 42 mit der Steuerelektrode der gesteuerten Siliciumgleichrichterdiode 12 und über die Reihenschaltung des Widerstandes 41 und eines weiteren Widerstandes 43 sowie Über eine Reihenschaltung des Widerstandes 42 und eines weiteren Widerstandes 44 mit dem Punkt 13 des Brtlckengfeichrichters 8 verbunden ist. Demzufolge müssen sowohl die Widerstände 41 und 42 untereinander, alsThe point 36 between the resistor 32 and the Zener diode 33 is directly connected to the connection point 37 of the anode of the diode 38 and the anode of the silicon controlled rectifier diode 39. The cathode of the diode. 38 is connected to the point 31 of the rectifier 23 via a capacitor 40, while the cathode of the controlled silicon rectifier diode 39 via a resistor 41 to the control electrode of the controlled silicon rectifier diode 11, via a resistor 42 to the control electrode of the controlled silicon rectifier diode 12 and is connected to the point 13 of the bridge rectifier 8 via the series connection of the resistor 41 and a further resistor 43 and via a series connection of the resistor 42 and a further resistor 44. As a result, both the resistors 41 and 42 to each other, as
W auch die Widerstände 43 und 44 untereinander gleich sein. W the resistors 43 and 44 are also equal to one another.
Die Steuerelektrode der gesteuerten Siliciumgleichrichterdiode 39 ist mit dem Emitter eines n-p-n-Transistors 45 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 46 an die Leitung 47 angeschlossen ist, die die Kathode der Diode 38 mit der entsprechenden Platte des Kondensators 40 verbindet»'Die Basis des Transistors 45 ist ihrerseits mit dem Kollektor eines n-p-n-Transistors 38 verbunden, welcher Kollektor ferner über einen Widerstand 49 an die Leitung 47 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 48 ist hingegen unmittelbar an eine Leitung 50The control electrode of the controlled silicon rectifier diode 39 is connected to the emitter of an n-p-n transistor 45, its collector to line 47 via a resistor 46 connected to the cathode of the diode 38 with the corresponding Plate of capacitor 40 connects '' The base of transistor 45 is in turn connected to the collector of an n-p-n transistor 38 connected, which collector also has a Resistor 49 is connected to line 47. The emitter of the transistor 48, however, is directly connected to a line 50
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angeschlossen, die die andere Platte des Kondensators 40 mit dem Punkt ßl des Gleichrichters 23 verbindet, während die Basis des Transistors 48 Über einen Widerstand 35 an die Leitung 50 angeschlossen ist«connected, which connects the other plate of the capacitor 40 to the point ßl of the rectifier 23, while the base of the transistor 48 is connected to the line 50 via a resistor 35 «
Die Basis des Transistors 48 ist ferner über eine Zener-Diode 51 mit dem Kollektor eines Transistors 52 verbunden, dessen Emitter unmittelbar an die Leitung 50 angeschlossen ist und dessen Kollektor Über einen Widerstand 53 an die Leitung 47 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 52 ist über einen Kondensator 54'mit dem Kollektor und über eine Diode 55 mit dem Emitter des gleichen Transistors 52 verbunden und liegt ferner unmittelbar an einem Knotenpunkt 56, der über einen Wi-The base of the transistor 48 is also through a Zener diode 51 connected to the collector of a transistor 52, the emitter of which is connected directly to the line 50 and whose collector is connected to line 47 via a resistor 53. The base of transistor 52 is through a Capacitor 54 'with the collector and via a diode 55 connected to the emitter of the same transistor 52 and is also directly at a node 56, which is connected via a Wi-
PunktPoint
derstand 58 mit einem/57 der Brücke 1 und Über einen Wahlschalter 60 und dem jeweils'ausgewählten der fünf Widerstände 59 bisderstand 58 with a / 57 of bridge 1 and via a selector switch 60 and the selected one of the five resistors 59 to
V ■V ■
59 mit der Leitung 47 verbunden ist. Die Leitung 50 ist schließlich unmittelbar an den vierten Eckpunkt 6l der Brücke 1 angeschlossen. 59 is connected to line 47. The line 50 is finally directly connected to the fourth corner point 6l of the bridge 1.
Die in Fig.l dargestellte Vorrichtung besitzt folgende Wirkungsweise. The device shown in Fig.l has the following mode of operation.
Die an die Klemmen 20-21 angelegte Wechselspannung V (Figo 2) wird durch den Gleichrichter 23 in eine pulsierende SpannungThe alternating voltage V applied to terminals 20-21 (Figo 2) is turned into a pulsating voltage by the rectifier 23
V (Figo 3) verwandelt, velche an den Eckpunkten 30 und 3I der GleichrichterbrUcke 23 und somit auch an den Enden des Widerstandes 35» obwohl mit anderer Amplitude, vorliegt. An den Enden der Zener-Diode 33 bildet sich hingegen eine SpannungV (Figo 3) transformed, velche at the corner points 30 and 3I of the Rectifier bridge 23 and thus also at the ends of the resistor 35 »although it has a different amplitude. To the At the ends of the Zener diode 33, on the other hand, a voltage is formed
V aus, wie sie in Fig.4 dargestellt ist, welche Spannung über die Diode 38 den Kondensator 40 aufladet, wobei sie an dessen Enden eine konstante Spannung V- (Figo 5) aufrechterhält.V from, as shown in Fig.4, which voltage is above the diode 38 charges the capacitor 40, whereby it is connected to it Ends a constant voltage V- (Figo 5) is maintained.
Der pulsierende Verlauf der Spannung an den Enden des Widerstandes 35 bringt es mit sich, daß der Transistor 48 bei ,jedemThe pulsating course of the voltage at the ends of the resistor 35 implies that the transistor 48 at each
G 0 9 6 A 7 / 1 3 6 9G 0 9 6 A 7/1 3 6 9
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Nulldurchgang dieser Spannung gesperrt wird, um unmittelbar darauf wieder leitend zu werden. Die Sperrung des Transistors 48 verursacht das Ansteigen der Spannung im Punkt 02 und folglich den Uebergang des Transistors 45 in den leitenden Zustand. Dieser Zustand dauert nur sehr kurze Zeit, denn sobald die Spannung an den Enden des Wider Standes 35 einen von j^Iull verschiedenen Wert annimmt, kehrt der Transistor 48 in den leitenden Zustand zurück, wobei das Potential des Punktes 62 erniedrigt und somit der Transistor 45 gesperrt wird. Der Kollektor-Emitter-Ausgangsstrom des Transistors 45 hat somit einen impulsförmigen Verlauf, wobei jeweils beim Mulldurchgang der an den Klemmen 20-21 abgenommenen Speisespannung ein Impuls erzeugt wird.Zero crossing of this voltage is blocked in order to become conductive again immediately afterwards. The blocking of transistor 48 causes the voltage to rise at point 02 and consequently the transition of transistor 45 into the conductive state. This state lasts only a very short time, because as soon as the voltage at the ends of the resistor 35 assumes a value different from j ^ Iull, the transistor 48 returns to the conductive state, the potential of the point 62 being lowered and thus the transistor 45 is blocked. The collector-emitter output current of transistor 45 thus has a pulse-shaped profile, a pulse being generated when the supply voltage taken from terminals 20-21 is passed through.
Diese mit der Speisespannung synchronisierten Impulse verursachen das Oeffnen der gesteuerten Siliciumgleichrichterdiode 39 und folglich auch das Oeffnen der gesteuerten Siliciumgleichrichterdioden 11 und 12 <> Diese seitens des Transformators 18 übertragene und an die Punkte 15 und l6 der (Helchrichterbrücke fc <S angelegte Speisespannung ruft somit einen Stromfluß zur BrUkke 1 und folglich die Speisung des Motors 2 hervor„ Dieser Stromfluß dauert solange,' als die gesteuerten Siliciumgleichrichterdioden 11 und 12 geöffnet sind und somit für die gesamte Halbwelle der Speisespannung. Die Stärke dieses Speisestromes und somit die Nenndrehzahl des Motors hängt von der Stellung des Umschalters 22 ab· und bei zweckmäßiger Konstruktion des Transformators l8 und insbesondere seiner Sekundärwicklung \~J kann der Speisestrom derart gehalten werden, daß das Anlaßmoment des Motors niedriggehalten wird und die gesteuerten Siliciumgleich-These pulses, which are synchronized with the supply voltage, cause the controlled silicon rectifier diode 39 to open and consequently also to open the controlled silicon rectifier diodes 11 and 12 Current flow to the bridge 1 and consequently the supply of the motor 2 "This current flow lasts as long as the controlled silicon rectifier diodes 11 and 12 are open and thus for the entire half-wave of the supply voltage. The strength of this supply current and thus the rated speed of the motor depends on the position of the switch 22 from · and expedient construction of the transformer secondary winding L8 and in particular its \ ~ J, the feed stream can be held in such a way that the starting torque of the motor is kept low and the controlled Siliciumgleich-
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richterdioden 11 und 12 nicht beschädigt werden.judge diodes 11 and 12 are not damaged.
Würden sich die Vorgänge in der beschriebenen Weise unbeschränkt weiter abwickeln, d.h. würde insbesondere der Transistor 48 bei jedem iulldurchgang der Speisespannung der Vorrichtung gesperrt werden, dann wurden die gesteuerten Siliciumgleichrichterdioden 11 und 12 bei jedem N'ulldurchgang der Spannung gezündet und es ergebe sich eine kontinuierliche Aufeinanderfolge von Halbwellen pulsierenden Stroms mit doppelter Frequenz und in * Phase mit der Spannung an den Klemmen 20 und 21 zum Motor 2, welcher somit dauer.id gespeist würde. Dies ist tatsächlich solange der Fall, als die Drehzahl des Motors einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.If the processes were to continue unrestrictedly in the manner described, i.e. in particular the transistor 48 would at locked every zero crossing of the supply voltage of the device then became the controlled silicon rectifier diodes 11 and 12 are triggered at each zero crossing of the voltage and the result is a continuous succession of half-waves of pulsating current with double frequency and in * phase with the voltage at terminals 20 and 21 to motor 2, which would thus be fed permanently. This is actually the case as long as than the speed of the engine does not exceed a predetermined limit value.
Solange nämlich die Drehzahl des Motors niedrig ist (bzw» geringer ist, als der besagte vorbestimmte Grenzwert), ist auch die erzeugte Gegen-EMK gering, so daß ein Teil des durch die konstante Spannung V durch den ausgewählten der WiderständeAs long as the speed of the motor is low (or »lower is than said predetermined limit value) is also the back EMF generated is small, so that part of the caused by the constant voltage V passes through the selected one of the resistors
IV
59 - 59 und zum Knotenpunkt 56 fliessen gelassenen Stroms der
Basis des Transistors 52 zufließt (der Widerstand 58 und der
Kondensator 54 dienen als Glättungsfilter der durch die Induktanz
des Motors 2 hervorgerufenen reaktiven Komponente), so daß dieser Transistor leitend ist und das Potential des Punktes
unter den für die Entladung der Zener-Diode 51 notwendigen
Wert festgelegt ist.IV
59 - 59 and the current flowing to the node 56 flows to the base of the transistor 52 (the resistor 58 and the capacitor 54 serve as a smoothing filter for the reactive component caused by the inductance of the motor 2), so that this transistor is conductive and the potential of the point is set below the value necessary for the discharge of the Zener diode 51.
In diesem Zustand wird durch den Teil der Vorrichtung, welcher den Vergleich zwischen der festen Bezugsspannung V und dem von der Gegen-EMK und somit von der Motordrehzahl abhängigen Signal durchfuhrt, der Betrieb de» restlichen Teils der Vorrichtung nicht beeinflußt und insbesondere wird der BetriebIn this state, the part of the device which makes the comparison between the fixed reference voltage V and the from the back EMF and thus the engine speed dependent signal carries out the operation of the remaining part of the device not affected and in particular the operation
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des den Transistor 48 umfassenden Impulsgenerator und des den Transistor 45 umfassenden Verstärkers nicht beeinflußt, so daß bei jedem Üulldurchgang der Speisespannung jeveils ein Impuls abgegeben wird,, Demzufolge gelangen von der Gleiehrich-terbrtlcke 8 zur Brücke 1 dauernd ganze Halbwelleu pulsierenden Stromes zur Speisung des Motors,the pulse generator comprising the transistor 48 and the does not affect the amplifier comprising transistor 45, so that each time the supply voltage passes through zero an impulse is emitted, consequently get from the equi-directional gap 8 to bridge 1 continuously pulsing whole half waves Current to supply the motor,
Wenn jedoch die Motordrehzahl den genannten Vorbestimmten Grenzwert überschreitet (dem eine zweckmäßige Auswahl derHowever, if the engine speed is the said predetermined Limit value (which an appropriate selection of the
IV
,Viderstände 59 - 59 entspricht), darin wird der zum KnotenpunktIV
, Resistors 59 - 59), where the becomes the node
56 gelangende Strom fast vollständig durch den Widerstand 58 geleitet (der Kondensator 54 absorbiert weiterhin die reaktive Komponente dieses Stromes), so daß der Transistor 52 gesperrt wird bzw. nur derart beschränkt durchlässig wird, daß das Potential des Punktes 63 über den Schwellenwert der Zener-Diode 51 ansteigt und somit die Zufuhr eines derartigen Stromes zur Basis des Transistors 48 hervorruft, daß derselbe auch beim Nulldurchgang der an den Enden des Widerstandes 35 durch die vom Gleichrichter 23 gelieferte pulsierende Spannung vor- W handenen Span nung im leitenden Zustand bleibt, «Venn somit die Motordrehzahl größer als der vorbestimmte Grenzwert ist, verursachen die Mulldurchgänge der Speisespannung nicht mehr die Sperrung des Transistors 48, so daß auch der Transistor 45 nicht leitend ist und der gesteuerten Siliciumgleichrichterdiode 39 keine Oeffnungsimpulse zuleitet. Die gesteuerten Siliciumgleichrichterdioden 11 und 12 bleiben somit gesperrt und folglich ist die Speisung des Motors 2 verhindert.56 passing current is passed almost completely through the resistor 58 (the capacitor 54 continues to absorb the reactive component of this current), so that the transistor 52 is blocked or is only permeable to a limited extent that the potential of the point 63 is above the threshold value of the Zener- diode 51 increases, and thus the supply of such a current to the base of transistor 48 causes that the same also at the zero crossing by the delivered by the rectifier 23 pulsating voltage upstream to the ends of the resistor 35 W handenen clamping voltage in the conducting state remains "Venn Thus, the engine speed is greater than the predetermined limit value, the mullet passages of the supply voltage no longer cause the blocking of the transistor 48, so that the transistor 45 is also non-conductive and the controlled silicon rectifier diode 39 does not supply any opening pulses. The controlled silicon rectifier diodes 11 and 12 thus remain blocked and consequently the supply of the motor 2 is prevented.
-IQ--IQ-
000847/1369000847/1369
Dieser Zustand dauert solange, bms die Drehzahl des Motors wieder unter den festgelegten oberen Grenzwert sinkt. In diesem Augenblick steigt der der Basis des Tra*isistors 52 zugeführte Strom wieder auf einen ausreichenden Wert, um den Transistor in den leitenden Zustand Überzuführen, wodurch das Potential des Punktes 63 unter den Schwellenwert der Z-ener-Diode 51 sinkt. Beim folgenden ITulldu-rchgang der Speisespannung \.ird der Transistor 48 gesperrt und somit der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt.This state lasts as long as the speed of the motor falls again below the specified upper limit value. In At this moment the base of the transistor 52 rises supplied current back to a value sufficient to the Transfer the transistor into the conductive state, whereby the potential of the point 63 below the threshold value of the Zener diode 51 goes down. With the following transition of the supply voltage The transistor 48 is blocked and thus the original one Condition restored.
Die Fig„6 und J zeigen beispielsweise den Verlauf der Signale 1 und V . die am Ausgang des Transistors 45 bzw. zwischen derFIGS. 6 and J show the course of signals 1 and V, for example. at the output of transistor 45 or between the
1414th
Gleichrichtorbrücke S und der Brücke 1 vorliegen, venn der Zustand der zu großen Drehzahl des Motors eine derartige Dauer besitzt, daß nur einer der seitens des Transistors 45 in Synchronismus mit den ,'ulldurchgängen der Speisespannung der Vorrichtung erzeugte.! Impulse unterdrückt wird. Der in Fig. 7 bei der viertea Halbwelle dargestellte Spannungsgradient entspricht dem vert der Gegen-EIIK des Motors, wenn die Speisespannung >iull ist. Aus den genannten Figuren ist entnehmbar, daß der Beginn und das Ende der UnterdrUckungsphasen der Speisung des I'otors durch die ,ulldurchgUnge der Speisespannung hervorgerufen werden, so daß stets nur ganze Halbwellen und nicht Teile derselbe.1 unterdrückt werden und die verschiedenen Uebergänge von einem Zustand in den anderen nicht von unerwünschten Spannungsi'ronten begleitet werden. Bei der beschriebenen Regeleinrichtung sieh somit keine Störungen mit Radiofrequenz. Die Vei— eines" -Gleichstrommotors, uelclui durch das Vorhandensein oj.ios Tra.islorm'ators mit konsCantbleibondem Strom ( wie der Transformator 18) ermöglicht wurde, gestattet es gleichzeitig,Rectifier bridge S and bridge 1 are present when the condition of the excessive speed of the motor has such a duration that only one of the transistors 45 generated in synchronism with the zero crossings of the supply voltage of the device. Impulse is suppressed. The voltage gradient shown in FIG. 7 at the fourth half-wave corresponds to the vert of the counter-EIIK of the motor when the supply voltage is> iull. From the figures mentioned it can be seen that the beginning and the end of the suppression phases of the supply of the motor are caused by the zero passages of the supply voltage, so that only whole half-waves and not parts of the same are suppressed and the various transitions from one State in the other are not accompanied by undesirable tension fronts. In the case of the control device described, no radio frequency interference can therefore be seen. The Vei- a "DC motor, made possible by the presence of oj.ios tra.islorm'ators with constant-lead current (like the transformer 18), allows at the same time
00980/138900980/1389
eine äußerst feine und lineare Drehzahlkontrolle innerhalb eines sehr großen Bereiches durchzuführen.an extremely fine and linear speed control within one very large area.
Es ist zu bemerken, daß die in Fig.l gezeigte Vorrichtung nur ein Ausfuhrungsbeispiel darstellt und daß im Rahmen der Erfindung zahlreiche Varianten möglich sind,, So könnte beispielsv.'eise der durch den Verstärker mit dem Transistor 45 und durch die gesteuerte Siliciumgleichrichterdiode 39 gebildete Teil ohneweiters durch einen monostabilen Multivibrator und einen Verstärker ersetzt werden, ohne daß sich dadurch die allgemeine Wirkungsweise der Vorrichtung ändert.It should be noted that the device shown in Fig.l only represents an exemplary embodiment and that numerous variants are possible within the scope of the invention, so could, for example the through the amplifier to the transistor 45 and through the controlled silicon rectifier diode 39 formed part without further be replaced by a monostable multivibrator and an amplifier without affecting the general The way the device works changes.
Der zu steuernde Motor könnte ferner ein nicht fremderregter, sondern beispielsweise ein Hauptschlußgleichstrommotor sein, in welchem Fall das seiner Drehzahl proportionale Signal nicht mehr mit Hilfe einer Brücke 1 und eines Integrators (Widerstand 58 und Kondensator 54) abgenommen werden könnte, soudera die Verwendung eines Tachometergenerators erforderlich wäre. K Dies ist einer der Gründe dafür, weshalb ein Gleichstrommotor mit Fremderregung zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung am geeignetsten ist, und zwar insbesondere in Anbetracht der Tatsache, daß die Vorrichtung für den Antrieb . der Wäschetrommel einer Waschmaschine bestimmt ist. Weitere Gründe für die Verivendung eines fremderregten Gleichstrommotors sind die Begrenzung der Anlaufdrehmomente, die Möglichkeit der Verwendung von Permanentmagneten, die Nichtanfälligkeit Störungen gegenüber, .welche die Speisewechselspannung unmittelbar zum Motor führen usw.The motor to be controlled could also be a not separately excited, but, for example, be a main circuit DC motor, in which case the signal proportional to its speed is not more could be removed with the help of a bridge 1 and an integrator (resistor 58 and capacitor 54), soudera the use of a tachometer generator would be required. K This is one of the reasons why a DC motor with external excitation for use in the drive device according to the invention is most suitable, especially in view of the fact that the device for the drive . the washing drum of a washing machine is intended. Further reasons for using a separately excited DC motor are the limitation of starting torques, the possibility of using them of permanent magnets, the non-susceptibility to disturbances, .which the AC supply voltage directly to the Lead engine, etc.
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