DE3444745A1 - Schaltungsanordnung zur begrenzung des anlaufstromes eines motors - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Anlaufstromes eines
• Motors Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Anlaufstromes eines Motors, der über ein Halbleiterschaltelement an eine Versorgungsspannung schaltbar ist, bei welcher Anordnung das Halbleiterschaltelement mit seinem Steuereingang an ein den Zündkondensator enthaltendes Reihen-RC-Glied angeschlossen und ein den Ladestrom des Zündkondensators verzögert ansteigen lassendes Steuerglied in einem Parallelstrompfad zum Zündkondensator vorgesehen ist.
• Eine solche Schaltungsanordnung ist durch die DE-OS 23 21 493 bekannt. Bei dieser Anordnung ist zu dem Kondensator des Reihen-RC-Gliedes eine Gleichrichterbrücke mit ihren Wechselspannungspolen parallel angeschlossen. Zwischen den Gleichspannungspolen der Brücke liegen ein Kondensator und ein ohmscher Widerstand in Parallelschaltung. Durch den in der Gleichrichterbrücke angeordneten Kondensator wird die Aufladung des Kondensators des Reihen-RC-Gliedes verzögert.
• Entsprechend der langsam ansteigenden Aufladung wird das mit Phasenanschnittsteuerung arbeitende Halbleitersteuerelement immer weiter durchgesteuert, bis schließlich die volle Aussteuerung erreicht ist. Für die allmähliche Aussteuerung des Halbleiterschaltelementes ist somit eine Anzahl von elektrischen Beuelementen erforderlich.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs beschriebenen Art die verzögerte Aussteuerung des Halbleiterschaltelementes ohne zusätzliche elektrische Bauelemente zu erreichen.
• Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß als Steuerglied mindestens ein Kugellager des Motors verwendet ist, das derart in den Parallelstrompfad geschaltet ist, daß ein Stromfluß über seinen Innen- und Außenring erfolgt. Bei stehendem Motor ist trotz Schmierung eine elektrische Verbindung zwischen dem Innen-und Außenring des Lagers über die Kugeln vorhanden. Der elektrische Übergangswiderstand zwischen dem Innen- und Außenring ist daher relativ klein, so daß der Kondensator des Reihen-RC-Gliedes nur einen geringen Ladestrom erhält und das Halbleiterschaltelement somit nur wenig ausgesteuert wird. Beim Anlauf des Motors bildet sich um die Kugeln ein ölfilm, wodurch der Übergangswiderstand zwischen den Kugeln und dem Innen- und Außenring in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des Schmiermittels und der Kugellageranstellkraft ansteigt. Damit erhält der Zündkondensator einen höheren Ladestrom und das Halbleiterschaltelement wird stärker ausgesteuert, bis schließlich die Vollaussteuerung erreicht ist. Während der Hochlaufzeit baut sich die Gegen-EMK auf und der Einschaltstrom sinkt auf den Wert des Nennstromes ab.
• Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Außenring des Kugel lagers mit der einen Anschlußstelle und einer an der Motorwelle oder dem Innenring des Kugel lagers schleifende Bürste mit der anderen Anschlußstelle des Parallelstrompfades verbunden.
• Bei einem Motor mit zwei elektrisch gegeneinander isolierten Kugellageraußenringen vereinfacht sich der elektrische Anschluß dadurch, daß beide Kugellager in Reihe in den Parallelstrompfad geschaltet sind, wobei das eine Kugellager mit seinem Außenring mit der einen Anschlußstelle und das andere Kugellager mit seinem Außenring mit der anderen Anschlußstelle des Parallelstrompfades verbunden ist. Die beiden elektrischen Anschlüsse liegen somit an den feststehenden Außenringen der Kugellager, so daß keine zusätzlichen Bauteile für die Stromübertragung notwendig sind.
• Durch die Einbeziehung des oder der Kugellager in den elektrischen Steuerkreis des Motors wird nicht nur ein verzögertes Anlaufen des Motors und damit eine Reduzierung des Anlaufstromes, sondern auch eine Überwachung der Kugellager erreicht. Ist in dem oder den Kugellagern beispielsweise kein Schmiermittel mehr vorhanden, dann kann sich kein den Übergangswiderstand erhöhender Schmierfilm mehr bilden. Da der Übergangswiderstand somit klein bleibt, wird das Halbleiterschaltelement nur wenig ausgesteuert, so daß der Motor nur mit geringer Drehzahl läuft. Somit wird eine Zerstörung des Lagers bei nicht vorhandenem Schmiermittel frühzeitig erkannt bzw. bei einem bereits defekten Lager ein eventueller Folgeschaden verhindert.
• Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.
• Mit 1 ist ein Motor bezeichnet, der über ein phasenanschnittsteuerbares Halbleiterschaltelement 2 zum Beispiel einen Triac an einem Wechselspannungsnetz U liegt. Die Ansteuerung des Triacs 2 erfolgt über eine Triggerdiode 3, die über einen niederohmigen Widerstand 4 an den Zündkondensator 5 eines Reihen-RC-Gliedes angeschlossen ist. Zu diesem Zündkondensator 5 sind Teilwiderstände 6, 7 und 8 in Reihe geschaltet, wobei zu dem einen Teilwiderstand 6 noch ein Einstellwiderstand 9 parallelgeschaltet ist. An dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Teilwiderstände 7 und 8 ist ein zu dem Teilwiderstand 8 und dem Zündkondensator 5 parallel verlaufender Strompfad 10 angeschlossen. Dieser Strompfad 10 führt über den Außenring des einen Kugellagers 11, die über die Motorwelle elektrisch leitend verbundenen Innenringe beider Kugellager 11 und 12, den Außenring des anderen Kugellagers 12 und einen Reihenwiderstand 13 zu dem Anschlußpunkt des Zündkondensators 5 am Motor 1. Die Teilwiderstände 6, 7, 8 und der Einstellwiderstand 9 können je nach Gegebenheit auch zu einem einzigen Widerstand zusammengefaßt werden. Ein solcher Widerstand wird zweckmäßigerweise einstellbar ausgeführt. Der Strompfad 10 liegt dann zu dem Zündkondensator 5 alleine parallel.
• Beim Einschalten des Motors 1 mittels eines Hauptschalters 14 erhält der Zündkondensator 5 des Reihen-RC-Gliedes 5, 6, 7, 8 und 9 einen relativ geringen Ladestrom, da im Stillstand des Motors 1 der Übergangswiderstand zwischen den Kugeln und den Außen- und Innenringen der Kugellager 11 und 12 relativ klein ist und somit der Strom im wesentlichen über den von den Kugellagern gebildeten Strompfad 10 fließt.
• Sobald der Motor 1 zu drehen beginnt, steigt infolge des sich an den Kugeln bildenden Schmierölfilmes der Ubergangswiderstand an, so daß der Zündkondensator 5 jetzt einen größeren Ladestrom erhält und der Triac 2 stärker ausgesteuert wird, bis schließlich die Vollaussteuerung erreicht ist.
• Die Auslegung des Reihenwiderstandes 13 und des Teilwiderstandes 8 hängt von den Gegebenheiten der Kugellager 11 und 12 und dem in diesen vorhandenen Schmiermittel ab.
• Durch entsprechende Auslegung dieser Widerstände im Hinblick auf die Leitfähigkeit des Schmiermittels und die Höhe der axialen Anstellkraft kann die jeweils gewünschte Verzögerung beim Anlauf des Motors 1 erreicht werden.
• 3 Patentansprüche 1 Figur - Leerseite -

Claims (3)

1. Patentansprüche 1) Schaltungsanordnung zur Begrenzung des Anlaufstromes eines Motors, der über ein Halbleiterschaltelement (2) an eine Versorgungsspannung (U) schaltbar ist, bei welcher Anordnung das Halbleiterschaltelement (2) mit seinem Steuereingang an ein den Zündkondensator (5) enthaltendes Reihen-RC-Glied (5, 6, 7, 8, 9) angeschlossen und ein den Ladestrom des Zündkondensators (5) verzögert ansteigen lassendes Steuerglied in einem Parallelstrompfad (10) zu dem Zündkondensator (5) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerglied mindestens ein Kugellager (11 bzw. 12) des Motors (1) verwendet ist, das derart in den Parallelstrompfad (10) geschaltet ist, daß ein Stromfluß über seinen Innen- und Außenring erfolgt.
2. 2) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring des Kugellagers (11 bzw. 12) mit der einen Anschlußstelle und eine an der Motorwelle oder dem Innenring des Kugellagers (11 bzw. 12) schleifende Bürste mit der anderen Anschlußstelle des Parallelstrompfades (10) verbunden ist.
3. 3) Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, für einen mit zwei elektrisch gegeneinander isolierten Kugellageraußenringen versehener Motor (1), dadurch gekennzeichnet, daß beide Kugellager (11 und 12) in Reihe in den Parallelstrompfad (10) geschaltet sind, wobei das eine Kugellager (11) mit seinem Außenring mit der einen Anschlußstelle und das andere Kugellager (12) mit seinem Außenring mit der anderen Anschlußstelle des Parallelstrompfades (10) verbunden ist.