DEVICE FOR SPEED REGULATION

Abstract: 1. A device for regulating the speed of a series-wound washing-machine motor, which is connected to the single-phase A.C. power supply, to a desired value, wherein an actual-value detection and a phase control are provided and the desired value is interrogated by a microprocessor (10) which executes program routines (A, B) within a half-wave (H) of the A.C. supply voltage (1), the actual value of the speed being detected by the one program routine (B) and the firing moment for the phase control (6) being determined in a second program routine (A) and a firing pulse being delivered to the phase control (6) in the appropriate circumstances, characterised in that the microprocessor (10) is synchronized with the A.C. supply voltage end repeatedly executes toe same program routines (A, B) alternately in one half-wave (H), and that the stopping of the motor is monitored in a further program routine and the microprocessor (10) only processes further desired values when the motor (2, 3) is at a standstill and processes an instruction for a circuit (7, 8) for reversing the direction of rotation of the motor (2, 3) together with the further desired values, and that a monitoring of fluctuations in speed is effected in a further program routine and in the event of fluctuations in speed, the instruction for the brief reversal of the direction of rotation appears.

Description: Einrichtung zur Drehzahlregelung Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Drehzahl eines an das Wechselstromnetz angeschlossenen Motors, beispielsweise Waschmaschinenmotors, auf einen Sollwert, wobei eine Istwerterfassung und eine Phasenanschnittsteuerung vorgesehen sind. Die Drehzahl eines Reihenschaltmotors, insbesondere eines Universalmotors, kann mittels eines Triacs durch eine Phasenanschnittsteuerung gesteuert werden. Die Erzeugung der Zündimpulse für die Phasenanschnittsteuerung zur richtigen Zeit ist nach dem Stand der Technik aufwendig. Grundsätzlich ist es bekannt, Regeleinrichtungen mit einem Mikrocomputer bzw. Mikroprozessor aufzubauen. In der Praxis sind solche Schaltungen wegen der nötigen Peripherie aufwendig. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der ein Mikrocomputer bzw. Mikroprozessor einzusetzen ist, der an die Phasqenn-er-hni$$steuerung angepasst ist. Erfindungsgemäss ist obige Aufgabe dadurch gelöst, dass der Sollwert von einem Mikroprozessor abgefragt wird, dass der Mikroprozessor mit der Netzwechselspannung synchronisiert ist, dass der Mikroprozessor innerhalb einer Halbvelle der Ne tzwe chselspannung mehrmals abwe ch- selnd gleiche Programmroutinen abarbeitet, dass durch die eine Programmroutine der Istwert der Drehzahl erfasst wird imd dass in einer zweiten Programmroutine der Zünd- zeitpunkt fUr die Pliasenanschnittsteuerung bestinnt ist und gegebenenfalls ein Zündimpuis an die Phasenanschnittsteuerung gegeben wird. Dadurch, dass der Programmablauf mit dem Netz synchronisiert ist, an dem auch die Phasen anschnittsteuerung stattfindet und die Programmroutine für den Zündinipuis während der Halbwelle oftmals abläuft, ist es möglich, die Phasenanschnittsteuerung direkt vom Mikroprozessor aus vorzunebmen. Ohne die Erfindung wäre eine besondere dnpassungsschaltrmg nötig, die aus dem unter Berücksichtigung des Sollwerts und des Istwerts errechneten numerischen Wert für den dann nötigen Zünd- winkel den analogen Zündwinkel bezogen auf die Netzphase ableitet. Der Istwert der Drehzahl lässt sich auf einfache Weise mittels eines Wechselstrom-Tachogenerators erfassen. Während der Programmroutine der Istwerterfassung wird die Periode der jeweiligen Frequenz des Tachogenerators über ein Zählverfahren gemessen. Es ist auch möglich, eine Torzeit, in der Tachoimpulse gezählt werden, im Programm zu erzeugen. Um einen grossen Drehzahlbereich mit ausreichender Genauigkeit erfassen zu können, kann mit den genannten beiden Methoden gearbeitet werden. In Ausgestaltung der Erfindung verarbeitet der Mikroprozessor weitere Sollwerte erst beim Stillstand des Motors. Ist eine Schaltung zur Umkehrung der Drehrichtung des Motors vorgesehen, dann verarbeitet der Mikroprozessor einen Befehl zur Umkehrung der Drehrichtung des Motors vorzugsweise zusammen mit den weiteren Sollwerten. Dadurch ist gewährleistet, dass die Drehrichtungsumschaltung erfolgt, wenn der Motor stromlos ist. Dies verbessert die Zuverlässigkeit der Einrichtung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausfüh- rungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zur Drehznharegelung und Figur 2 eine Sinushalbwelle der Netzwechselspannung mit der zeitlichen Verteilung der Programmroutinen eines Mikroprozessors. An das elektrische Yechselstroinetz 1 ist ein Motor mit einer Feldwicklung 2 und einem Anker 3 angeschlossen, Auf einer Ankerwelle 4 sitzt ein Vechselstrom-Tacho- generator 5. Zur Steuerung der Drehzahl ist dem Motor 2, 3 eine Phasenanschnittsteuerung 6 mit einem Triac vorgeschaltet. Ausserdem sind dem Anker 3 Umschaltkontakte 7 vorgeschaltet, die von einem Wenderelais 8 betätigbar sind. Am Netz 1 liegt ein Netzteil 9, das einen Mikroprozessor 10 speist. Als Mikroprozessor ist ein Standard Einchip-Mikroprozessor verwendet. Eingangsseitig ist an dein Mikroprozessor 10 ein Sollwertgeber 11 angeschlossen. Falls die Einrichtung bei einer Vascheaschine zum Einsatz kommt, kann der Sollwertgeber 11 von einem Programmschalt- werk gebildet werden. Der Tachogenerator 5 ist an den Mikroprozessor 10 angeschlossen. Ausgangsseitig liegen am Mikroprozessor 10 die Phasenanschnittsteuerung 6 und das Wenderelais 8. In Figur 2 ist eine Halbwelle II der Netzwechselspannung gezeigt. Innerhalb der Dauer dieser Halbwelle arbeitet der Mikroprozessor 10 immer wieder abwechselnd Programm- routinen A und B ab. Bei folgenden Halbwellen wiederholt sich der gleiche Programmroutinenablauf. In der Praxis ist beispielsweise eine 40-salige Wiederholung der Routinen während einer Halbwelle vorgesehen. Wird die Einrichtung eingeschaltet, dann läuft zunächst eine Programmroutine INIT, mit der der Mikroprozessor 10 initialisiert wird. Bei dem dann folgenden Nulldurchgang der Netzwechselspsnnung setzt die Programmroutine A ein. In den Routinen A wird anhand eines im Mikroprozessors 10 implementierten PI-Regelalgorithmus der Zündwinkel berechnet. Der Sollwert wird codiert, abgefragt und weiterverarbeitet. In der Programmroutine B wird der Istwert der Drehzahl erfasst. Ist eine entsprechende Regelabweichung gegeben, dann wird in der Programmroutine A ein Zündimpuls an die Phasenanschnittsteuerung 6 gegeben. Die möglichen Zündzeitpunkte bzw. Zündwinkel der Phasenanschnittsteuerung 6 sind durch die zeitlichen Lagen der Programmroutinen A in der Sinushalbwelle begrenzt. Diese Begrenzung wirkt sich jedoch in der Praxis nicht aus, da sich die Programmroutine A in der Sinushalbwelle oft wiederholt. In der Programmroutine A erfolgt ausserdem eine Überwa- chung der Synchronisation der Taktfrequenz des Mikroprozessors 10 mit der Netzfrequenz. Bei Abweichungen wird die Taktfrequenz entsprechend angepasst. In der Programmroutine A erfolgt auch eine Überwachung des Motors auf Stillstand. Neue Sollwerte werden nur angenommen, wenn der Motor stillsteht. In der Programmroutine A wird auch über durch die Istwerterfassung ermittelte Drehzahlschwankungen eine Unwuchtüberwachung vorgenommen. Eine solche mit Drehzahlschwankungen verbundene unwucht kann bei der Wasch maschine auftreten, wenn die Wäsche ungleichmässig in der Trommel verteilt ist. Gegebenenfalls erfolgt eine Unwuchtkorrektur dadurch, dass das Wenderelais 8 vom Mikroprozessor 10 umgeschaltet wird, so dass sich die Drehrichtung des Motors kurzzeitig umkehrt, wodurch eine Neuverteilung der Wäsche erfolgt. Das Wenderelais 8 schaltet erst, wenn Stillstand des Motors festgestellt ist. Wichtig ist vor allem, dass wahrend der überwiegenden Anzahl der Progranaroutinen A der Zündzeitpunkt bestimmt ist und gegebenenfalls ein Zündimpuls an die Phasenanschnittsteuerung 6 gegeben wird. Die weiteren in der Prograz-nroutine 4 ablaufenden beschriebenen Funktionen passen nicht unbedingt in jeder Programmroutine A erfolgen. So ist es beispielsweise möglich, die Synchronisationsüberwachung, die Stills tandsüberwachung und die Unwuchtsüberwachung nur einmal während jeder Halbwelle vorzunehmen. Vorzugsweise werden dann diese Überwachungen gegen Ende der Halbwelle vorgenommen. Es ist auch möglich, die Berechnung der Regelabweichung der Drehzahl nur einmal in jeder Halbwelle vorzunehmen, wobei der dann ermittelte Wert den Zündzeitpunkt in der nächsten halbwelle bestimmt. Solche weiteren Programmroutinen liegen dann in solchen Zeiten, die in Figur 2 für Programmroutinen A gezeigt sind.

Claims: Einri chtung zur Drehzahlregelung Ansprüche 1. Einrichtung zur Regelung der Drehzahl eines an das Wechselstromnetz angeschlossenen Motors beispielsweise Wasc1-aschinenmotors auf einen Sollwert, wobei eine Istwerterfassung und eine Phasenans chnitts steuerung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert von eines Mikroprozessor (10) abgefragt wird, dass der Mikroprozessor (10) mit einer Netzwechselspannung (1) synchronisiert ist, dass der Mikroprozessor (10) innerhalb einer Halbwelle (H) der Netzwechselspannung (1) mehrrals abwechselnd gleiche Programmroutinen (A, 3) abarbeitet, dass durch die eine Programmroutine (B) der Istwert der Drehzahl erfasst wird und dass in einer zweiten Prograrmroutine (A) der Zündzeitpunkt für die Phasenanschnittsteuerung (6) bestimmt ist und gegebenenfalls ein Zündimpuls an die Phasenanschnittsteuerung (6) gegeben wird. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Programmroutinen während einer Halbwelle (H) nur einmal erfolgen. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der weiteren Programmroutinen die Berechnung der Regelabweichung der Drehzahl erfolgt. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der weiteren Programmroutinen eine Synchronisation der Taktfrequenz des Mikroprozessors mit der Netzfrequenz erfolgt. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer der weiteren Programmroutinen eine Motor-Stillstandsüberwachung erfolgt und der Mikroprozessor (10) weitere Sollwerte erst beim Stillstand des Motors (2, 3) verarbeitet. 6. Einrichtung nach Anspruch 5 mit einer Schaltung (7, 8) zur Umkehrung der Drehrichtung des Motors (2, 3), dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor (10) einen Befehl zur Umkehrung der Drehrichtung des Motors (2, 3) mit den weiteren Sollwerten verarbeitet. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer weiteren Programmroutine eine Überwachung von Drehzahlschwankungen erfolgt und bei Drehzahlichwan- kungen der Befehl zur Umkehrung der Drehrichtung auftritt.

Inventors: KOPF, UWE, SCHOTTEN, HENNO
Applicants: AKO-WERKE GMBH & CO KG
Application year: 1985
Main classification: H02P5
IPC codes: H02P25, H02P7