DE2620595A1

DE2620595A1 - Vorrichtung zum regeln der drehzahl eines motors

Info

Publication number: DE2620595A1
Application number: DE19762620595
Authority: DE
Inventors: Patrick John Elderkin
Original assignee: Johnson and Starley Ltd
Current assignee: Johnson and Starley Ltd
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1976-05-10
Publication date: 1976-11-25
Also published as: GB1552625A; IT1059032B; FR2311446B1; FR2311446A1

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

800D MÜNCHEN 83 · ELFENSTRASSE 32

2620595 10. Mai 1376

Johnson & Starley Limited Rothersthorpe Crescent, Northampton, NN4 9JF/Großbritannien

Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Motors

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Größe eines elektrischen Eingangssignals geschaffen, wobei die Vorrichtung einen Analog/Digital-Wandler mit einem Eingang zur Aufnahme eines analogen Eingangssignals und einem an einen Eingang einer Motorregelanordnung angekoppelten Ausgang aufweist und die Motorregelanordnung derart ausgelegt ist, daß sie im Betrieb das digitale Ausgangssignal des Wandlers periodisch entschlüsselt und in Abhängigkeit davon die Drehzahl eines Motors bestimmt.

Es kann eine Einrichtung zum periodischen Zurückstellen des Ausgangs des Analog/Digital-Wandlers auf einen Bezugswert und zum Verhindern einer Änderung des Arbeitsverhaltens der Motorregelanordnung während einer Umwandlungsperiode vorgesehen sein.

609848/0652

Der Analog/Digital-Wandler kann zweckmäßig einen Analog/Zeitintervall-Umsetzer, mittels dessen ein Ausgangssignal mit einer von der Größe des Eingangssignals abhängigen Zeitdauer erzeugbar ist, und eine an den Ausgang des Analog/Zeitintervall-Umsetzers angekoppelte Einrichtung aufweisen, die das Zählen von Taktimpulsen mittels eines Zählers während der Dauer des Ausgangssignals veranlaßt. Auf diese Weise hängt der im Zähler am Ende des Ausgangssignals des Umsetzers, d. h. am Ende einer Umwandlungsperiode, vorhandene Zählwert von der Größe des Eingangssignals ab. Der Zählwert wird dann mittels der Motorregelanordnung entschlüsselt.

Der Analog/Zeitintervall-Umsetzer kann einen Sägezahngenera-r tor zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Ausgangssignals, das sich während einer Umwandlungsperiode mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit ändert, sowie einen Vergleichen aufweisen, der die Größen des sägezahnförmigen Signals und des Eingangssignals oder eines von dem Eingangssignal abgeleiteten Signals miteinander vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt, wenn die beiden verglichenen Signale miteinander im Gleichgewicht stehen; dabei ist die mit dem Ausgang des Analog/Zeitintervall-Umsetzers gekoppelte Einrichtung derart ausgelegt, daß sie das Zählen von Impulsen während eines Zeitintervalls veranlaßt, das beginnt, wenn das Sägezahnsignal gleich einem Bezugswert ist, und das mit der Erzeugung des Vergleichssignals endet.

609848/0652

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Sägezahngenerator um einen Treppengenerator.

Der Treppengenerator kann einen Widerstand und einen Kondensator aufweisen, die in Reihe mit einer Wechselspannungsquelle derart geschaltet sind, daß die Spannung an dem Kondensator schrittweise ansteigt, während dieser durch jede zweite Stromhalbwelle aus der Wechselspannungsquelle aufgeladen wird; die Halb.wellen werden dabei mit Hilfe einer Diode erhalten.

Vorzugsweise ist eine Einrichtung zum Entladen des Kondensators auf einen Bezugswert zu Beginn jeder Umwandlungsperiode vorgesehen.

Als Vergleichereinrichtung kann eine bistabile Schaltung vorhanden sein, die zu Beginn einer Umwandlungsperiode auf den einen Zustand gesetzt wird und mittels des Vergleichssignals rückstellbar ist.

Bei dem Taktimpulsgenerator kann es sich um eine Schalteinrichtung, beispielsweise einen Transistor, handeln, die beim Setzen der bistabilen Schaltung mit konstanter Geschwindigkeit ein- und ausschaltbar ist. Der Taktimpulsgenerator liefert auf diese Weise einen oder mehrere Impulse; die Anzahl der erzeugten Impulse hängt von der Zeitdauer ab, während deren die bistabile Schaltung gesetzt ist.

809848/0652

Die Schalteinrichtung kann mittels eines Wechselsignals, beispielsweise eines sich mit Netzfrequenz ändernden Signals, ein- und ausgeschaltet werden.

Die Impulse lassen sich über eine Impulsformerschaltung an den Zähler ankoppeln.

Die Motorregelanordnung kann mehrere Halteschaltungen aufweisen, die an die Ausgänge des Zählers angekoppelt und derart ausgelegt sind, daß eine Änderung der Erregung des Elektromotors entsprechend der Bewertung der zugeordneten Zählerstufe erfolgt. Bei einem vierstufigen Binärzähler sind dabei dessen vier Ausgänge kennzeichnend für die Zählwerte 1, 2, 4 bzw. 8; die zugeordneten Halteschaltungen lassen sich so auslegen, daß die dem Motor zugeführte Energie um entsprechende Beträge geändert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die einen vierstufigen Binärzähler und vier entsprechende, an dessen Ausgänge angekoppelte Halteschaltungen aufweist, sind vier Widerstände mit den Bewertungen R, 2R, 4R und 8R in Reihe mit der Wechselstromversorgung an den Motor angeschlossen. Jedem der Widerstände ist ein Arbeitsrelaiskontakt parallelgeschaltet. Die Relaiskontakte werden mittels Relaiswicklungen gesteuert, die über entsprechende Halteschaltungen erregt werden. Beispielsweise ist die dritte Zählerstufe an die

609848/0652

dritte Halteschaltung angekoppelt, die den Relaiskontakt steuert, der dem Widerstand mit dem Wert 4R parallelgeschaltet ist.

Die Motorregelanordnung kann ferner eine auf das Eingangssignal ansprechende Einrichtung zum Verhindern eines Arbeitens des Motors aufweisen, wenn die Größe des Eingangssignals einen vorbestimmten Wert unterschreitet.

Eine Abtasteinrichtung kann vorhanden sein, um die periodischen Arbeitsvorgänge der Vorrichtung zu steuern, beispielsweise das Entladen des Kondensators des Treppengenerators, den Entschlüsselungsvorgang der Motorregelanordnung und die Rückstellung des Analog/Digital-Wandlers.

Vorzugsweise ist die Abtasteinrichtung mit einem vorbestimmten Punkt des Netzfrequenzsignals synchronisiert.

Die Vorrichtung kann für die Drehzahlregelung eines Lüftermotors ausgelegt sein.

Entsprechend einer bevorzugten Anwendung wird die Vorrichtung zum Regeln eines Lüftermotors einer Warmluft-Heizanlage benutzt, bei der Luft erwärmt wird, indem sie über einen Wärmeaustauscher und dann durch einen oder mehrere Kanäle hindurch zu dem oder den zu heizenden Räumen geleitet wird, wobei durch

609848/0652

. 262Q5S5

Drehzahlregelung des Lüftermotors in Abhängigkeit von der Temperatur an einer vorbestimmten Stelle der Anlage das Luftvolumen vorgegeben wird, das in den oder die Räume gelangt, so daß die Temperatur der in den oder die Räume eintretenden Luft im wesentlichen konstant bleibt.

Die Messung der Temperatur erfolgt zweckmäßig an oder nahe dem Wärmeaustauscher.

Für die Temperaturmessung kann eine Einrichtung, beispielsweise ein Thermistor, deren Widerstand sich mit der Temperatur ändert, oder ein Thermoelement vorgesehen sein, dessen Ausgangsspannung sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors in Abhängigkeit von dem Wert eines elektrischen Widerstandes geschaffen, der im Eingangskreis eines mit einem Unijunction-Transistor ausgestatteten Oszillators liegt, wobei der Oszillator an eine eine Wechselkomponente aufweisende Stromquelle derart angekoppelt ist, daß der Unijunction-Transistor an einer bestimmten, von der Größe des Widerstandes vorgegebenen Stelle der Wechselkomponente der Stromquelle zündet, und wobei der Ausgang des Oszillators an die Steuerelektrode eines Thyristors oder eines Triacs angekoppelt ist, dessen eine Elektrode mit der einen Seite einer Wechselstromquelle und

609848/0652

dessen andere Elektrode über den Motor mit der anderen Seite der Wechselstromquelle in Verbindung steht, so daß der Punkt des Wechselspannungssignals, bei dem der Thyristor oder das Triac zündet, von dem Ausgangssignal des Oszillators bestimmt ist.

Die dem Motor mittels des Thyristors oder Triacs zugeführte Energie und damit die Motordrehzahl hängen also von der Größe des Widerstandes ab.

Vorzugsweise ist der Ausgang des Oszillators mit der Steuerelektrode über einen Impulsübertrager gekoppelt.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Motors;

Fig. 2a, 2b ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform

der Vorrichtung nach der Erfindung zum Regeln der Drehzahl eines Lüftermotors in einer Zentralheizungsanlage; und

609848/06B2

Fig. 3 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum Regeln der Drehzahl eines Motors.

In den Fig. 1 und 2 sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1O zur Drehzahlregelung eines Motors 12 mit ausgeprägten Polen in Abhängigkeit von der Größe eines Eingangssignals veranschaulicht, das an eine Eingangsklemme 14 angelegt wird. Die Vorrichtung 10 weist einen Analog/Digital-Wandler (AD-Wandler) auf, der innerhalb einer gestrichelten Umrahmung 16 dargestellt ist und einen Eingang 18 hat. Die Eingangsklemme 14 ist über einen Verstärker 20 an den Eingang 18 angekoppelt.

Der AD-Wandler 16 wandelt ein dem Eingang 18 zugeführtes Analogsignal in eine digitale Zahl um, die kennzeichnend für die Größe des Analogsignals ist.

Das in Form eines digitalen Zählwertes auftretende Ausgangssignal des AD-Wandlers 16 wird an eine Motorregelanordnung angekoppelt, die innerhalb einer unterbrochenen Umrahmung 22 dargestellt ist und die die digitale Zahl entschlüsselt sowie die Drehzahl des Motors 12 in Abhängigkeit von der Größe dieser Zahl vorgibt. Die Drehzahl des Motors 12 hängt infolge-

609848/0852

. 2620535

_ 9 —
dessen von der Größe des analogen Eingangssignals ab.

Ein Abtast- und Rückstellzeitgeber 24 gibt an Ausgängen 26a und 26b alle zehn Sekunden einen 100 /js langen Abtast- und Rückstellimpuls ab. Der Rückstellimpuls dient der periodischen Rückstellung des AD-Wandlers 16 auf einen Bezugspegel, um einen neuen Umwandlungsvorgang für das Eingangssignal beginnen zu lassen; mittelbar veranlaßt er ferner die Motorregelanordnung, das Ausgangssignal des AD-Wandlers 16 jedesmal zu entschlüsseln, wenn dieser eine Umwandlung vorgenommen hat.

Zu dem AD-Wandler 16 gehört ein Treppengenerator 28, der typischerweise von einem Widerstand und einem Kondensator (nicht veranschaulicht) gebildet wird, die derart in Reihe zwischen Masse und einer Wechselstromquelle liegen, daß im Betrieb die am Kondensator anliegende Spannung schrittweise ansteigt. Ein Rückstelleingang 28a des Treppengenerators 28 ist an den Ausgang 26a des Abtast- und Rückstellzeitgebers 24 angekoppelt, während ein Ausgang 28b des Treppengenerators mit dem einen Eingang 30a einer Vergleicherschaltung 30 in Verbindung steht. Der Generator 28 führt also dem Vergleicher 30 ein stufenförmiges Signal zu, das periodisch auf einen Bezugspegel zurückgestellt wird. Der andere Eingang 30b des Vergleichers ist an den Eingang 18 angekoppelt. Bei dem Vergleicher 30 handelt es sich um eine bistabile Schaltung, deren Ausgangssignal auf den einen Pegel gesetzt wird, wenn die Größe des

609848/0652

Signals am Eingang 30b sowohl einen ersten vorbestimmten Wert als auch das stufenförmige Signal am Eingang 30a übertrifft. Die bistabile Schaltung wird auf den anderen Pegel zurückgestellt, wenn das stufen- oder treppenförmige Signal gleich oder größer als das Signal am Eingang 18 ist. Der Ausgang 30c des Vergleichers 3O ist an den Steuereingang 32a eines Impulsgenerators 32 angekoppelt, der an den Eingang 34a eines vierstufigen Binärzählers 34 Impulse anlegt, wenn der Ausgang des Vergleichers auf den einen Pegel gesetzt wird. Jede Stufe des Zählers 34 ist mit einem entsprechenden, an die Motorregelanordnung 22 angekoppelten Ausgang 34c bis 34f versehen. Die Ausgänge 34c bis 34f des Zählers 34 entsprechen in bekannter Weise den Zählwerten 1, 2, 4 bzw. 8. Das heißt, der Zähler kann Eingangsimpulse bis zu einem Höchstwert von 16 (also O und 1 bis 15) erfassen. Der dynamische Bereich des Eingangssignals ist damit so beschaffen, daß im Zähler 34 ein höchster Zählwert von 15 auftritt, wenn das Eingangssignal einen dritten vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, der größer als der erste und der zweite vorbestimmte Wert ist.

Der Treppengenerator 28 und der Zähler 34 werden einmal alle zehn Sekunden mittels eines Rückstellimpulses, der an die Eingänge 28a bzw. 34b angelegt wird, auf den Bezugspegel zurückgestellt.

Zu der Motorregelanordnung 22 gehören vier untereinander iden-

609848/0652

. 2620535

tische Halteschaltungen 36c bis 36f_f die an die Zählerausgänge 34c bis 34f angeschlossen sind. Die Halteschaltungen 36c bis 36f steuern vier normalerweise offene Schalter 38c bis 38f, die parallel zu vier entsprechenden Widerständen 40c bis 4Of liegen. Die Widerstände 40c bis 4Of sind in Reihe zwischen die eine Klemme 12a des Motors 12 und die Nullklemme 42 einer Wechselstromquelle für den Motor 12 geschaltet. Durch SchlieSen eines Schalters wird daher der zugeordnete Widerstand kurzgeschlossen. Die Werte der Widerstände 40c bis 4Of sind binär bewertet oder gewichtet. Hat daher der Widerstand 38c den Widerstandswert R, sind die Widerstände 38d, 38e und 38f mit den Widerstandswerten 2R₁ 4R und 8R versehen. Der in der Schaltungsanordnung liegende Widerstandswert ist infolgedessen indirekt proportional zu dem im Zähler 34 stehenden Zählwert.

Die andere Klemme 12b des Motors 12 ist über einen normalerweise offenen Schalter 44 mit der Netzklemme 46 der Wechselstromversorgung des Motors verbunden. Das Ansprechen des Schalters 44 wird mittels des Ausgangssignals des Verstärkers 20 derart gesteuert, daß der Schalter 44 schließt, wenn die Größe des Ausgangssignals des Verstärkers 20 einen zweiten vorbestimmten Wert übertrifft (der typischerweise kleiner als der erste vorbestimmte Wert ist, der zum Setzen des Vergleichers 30 erforderlich ist). Sobald der Schalter 44 schließt, fließt in den Motor 12 ein Erregerstrom. Die Größe des Erregerstroms

609848/0852

Afird, außerhalb des Motors 12, durch die Summe der eingeschalteten Widerstände 40c bis 4Of bestimmt.

Im Betrieb sorgt der Abtast- und Rückstellzeitgeber 24 einmal alle zehn Sekunden für eine Rückstellung des Ausgangs des Treppengenerators 28 auf den Bezugspegel sowie eine Rückstellung des Zählers 34 auf Null. Die Motorregelanordnung 22 ist so ausgelegt, daß sie die Drehzahl des Motors 12 während jeder Zehn-Sekunden-Periode entsprechend dem Zählwert regelt, der am Ende der unmittelbar vorhergehenden Zehn-Sekunden-Periode im Zähler 34 steht.

Wenn ein der Eingangsklemme 14 zugeführtes Eingangspotential eine solche Größe hat, daß das Ausgangssignal des Verstärkers 20 den zweiten vorbestimmten Wert unterschreitet, wird der Motor nicht erregt. Beim Steigern der Größe des Eingangssignals, bis das Ausgangssignal des Verstärkers 20 gleich dem zweiten vorbestimmten Wert ist, wird der Schalter 44 geschlossen; der Motor 12 wird erregt, wobei alle vier Widerstände 40 im Stromkreis liegen, so daß der Motor mit der niedrigsten Drehzahl rotiert. Falls das Eingangssignal eine zwischen dem zweiten und dem ersten höheren vorbestimmten Wert liegende Größe beibehält, würde der Motor in dieser Weise weiterarbeiten. Wird das Eingangssignal noch weiter gesteigert, bis das Ausgangssignal des Verstärkers 2O gleich dem ersten vorbestimmten Wert und dem Wert des treppenförmigen Signals oder größer als diese ist,

609848/0852

wird der Vergleicher 30 gesetzt, wodurch der Impulsgenerator 32 veranlaßt wird, Impulse an den Zähler 34 zu geben. Nimmt man an, daß der Treppengenerator 28 und der Zähler 34 gerade zurückgesetzt wurden, zählt der Zähler Impulse weiter, bis die Größe des treppenförmigen Signals gleich dem Ausgangssignal des Verstärkers 20 oder größer .als dieses wird. Dann wird der Vergleicher 30 zurückgestellt; der Impulsgenerator wird gesperrt. Das Zeitintervall, während dessen der Vergleicher 30 gesetzt ist und infolgedessen mittels des Zählers 34 die Anzahl der Impulse gezählt wird, hängt also von der Größe des Eingangssignals ab.

Am Ende der AD-Umwandiungsperiode entschlüsselt die Motorregelanordriung 22 den Zählwert im Zähler 34. Dies erfolgtj indem das Rückstellsignal von dem Ausgang des Vergleichers 30 an einen Eingang jeder der Hälteschaltungen 36c bis 36f angekoppelt wird.· Wenn eine der Ausgangsstufen des Zählers 34 ihren Schaltzustand 'seit -der- unmittelbar vorausgehenden Umwandlung geändert-hat, wird die betreffende Halteschaltung entsprechend geradenV wodurch der zugehörige Schalter 38 geöffnet' oder geschlossen'wird'. Ist beispielsweise de'r Zählwert gleich 6, stehen die'Zähleräusgänge '34c' und f auf O, während die Zählerausgänge 34d und e auf 1 stehen.--Entsprechend öffnen die Schalter 38c und f, während die Schalter 38d und e schließen und die Widerstände 4Od und e kürzschließen. Der durch den Motor fließende Strom wird entsprechend erhöht; die Motordrehzahl steigt

ORIGiNAL INSPECTED

609848/0652

cn. Die Drehzahl des Motors hängt auf diese Weise von der Größe des Eingangssignal= ab.

Bei dem nächsten Rückstellimpuls wird der Zähler auf den Zähl- >?~t G zurückgestellt, während eine Rückstellung des Treppen-" ;enerci.-r5 auf den Bezugspegel erfolgt, Falls die Größe des Signals am Eingang 30b des Vergleichers 3O noch immer gleich iem =rs :ea vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist, wird car Verjleicher 30 erneut gesetzt, so daß Impulse angekoppelt •«/erden, bis die Größe des treppenförmigen Signals wieder gleich den". Signal am Eingang 30b oder größer als dieses ist, so daß dsr Vergleicher 30 zurückgestellt "wird". Bei zurückgestelltem Vergleicher 30 veranlaßt dessen Ausgangssignal die Halteschaltungen 36, das Ausgahgssignal des Zählers zu vermindern, um die Drenzahl des Moto~s 12 während der nächstfolgenden Umwandlungsperiode vorzugeben, usw.

Es liegt also eine 16-stufige Regelung des durch den 'Motor fließenden Stroms vor.

Die Fig. 2a und 2b zeigen ein Schaltbild einer Vorrichtung 50 zum Regeln der Drehzahl eines dem Antrieb eines Lüfters oder " Gebläses in einer Warmluft-Zentralheizungsanlage dienenden Motors 12'entsprechend dem Widerstandswert eines Thermistors' 52, der sich in dem Luftstrom des Lüfters genügend dicht an dem (nicht veranschaulichten) Wärmeaustauscher befindet, um

609848/0652 wminm. mereereD

auf die von diesem abgestrahlte oder durch Konvektion übergehende Wärme anzusprechen.

Die Schaltungsanordnung ist ähnlich dem Blockschaltbild nach Fig. 1. Gruppen der Schaltung, die im wesentlichen einem Block nach Fig. 1 entsprechen, sind durch eine gestrichelte Umrahmung angedeutet, die mit dem gleichen Bezugszeichen versehen ist, obwohl es sich versteht, daß einzelne Schaltungskomponenten Bestandteil von mehr als einem Block bilden können.

Der Thermistor 52 hat eine solche Kennlinie, daß sein Widerstand mit wachsender Temperatur abnimmt; er liegt zwischen Eingangsklemmen 54a und 54b. Die Klemme 54a ist über einen Widerstand 56 an die Basis eines npn-Transistors 58 angeschlossen. Widerstände 60, 62, 64 und 66 liegen in Reihe zwischen einer +5 V-Leitung 68 und einer O V-Leitung 70. Die Eingangsklemme 54b ist an den Verbindungspunkt von Widerstand 62 und Widerstand 64 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 58 steht über eine Relaiswicklung 72 mit einer +30 V-Leitung 74 in Verbindung, während sein Emitter an die O V-Leitung 7O angeschlossen ist. Der Relaiswicklung 72 ist ein Arbeitskontakt 72a zugeordnet, der zwischen dem einen Eingang des Motors 12 und der Netzklemme 126 einer Wechselstromquelle liegt. Ein Kondensator 76 ist zwischen Emitter und Basis des Transistors 58 gelegt. Ein Stellwiderstand 77 liegt zwischen der O V-Leitung 70 und der Verbindungsstelle von Kondensator 76 und Widerstand 56.

609848/0652

Drei in der gezeigten Weise gepolte Dioden 78a, 78b und 78c sind in Reihe zwischen den Emitter des Transistors 58 und die Verbindungsstelle von Widerstand 60 und Widerstand 62 geschaltet; sie arbeiten als Spannungsregler mit negativem Widerstandstemperaturkoeffizienten, um für eine Kompensation von Änderungen der Außentemperatur zu sorgen. Der Transistor 58 und die ihm zugeordneten Schaltungskomponenten entsprechen damit im wesentlichen dem Verstärker 2O der Fig. 1.

Eine innerhalb einer gestrichelten Umrahmung 24 veranschaulichte Abtast- und Rückstellschaltung wird von einem astabilen Multivibrator gebildet, der alle zehn Sekunden einen ungefähr 100 /js langen Impuls abgibt. Der Multivibrator 24 weist zwei npn-Transistoren 80 und 81, Widerstände 82 bis 87, Kondensatoren 88 und 89 sowie eine Diode 90 auf, die in der veranschaulichten Weise zusammengeschaltet sind. Impulse von 1OO/js Dauer und entgegengesetzter Polarität erscheinen an den Kollektoren der beiden Transistoren 80 und 81. Das eine Ende des Widerstandes 87 ist an die Basis des Transistors 80 sowie über cisn Widerstand 85 an die +5 V-Leitung angeschlossen, während das andere Ende dieses Wi-derstcmds mit einer 24 V-Wechselspannungsleitung 92 verbunden ist₃ um das Arbeiten des Multivibrators 24 mit einem vorbestimmten Punkt des Netzfrequenz aufweisenden Signals zu synchronisieren.

Ein Treppengenerator 28 unifaSt -sinen Widerstand 94 und einen

Kondensator 96, die in Reihe zwischen die 24 V-Wechselspannungsleitung 92 und die O V-Leitung 70 geschaltet sind. Die Verbindungsstelle von Widerstand 94 und Kondensator 96 ist über eine Diode 98 an den Kollektor des Transistors 81 angeschlossen, so daß der Kondensator einmal alle zehn Sekunden mittels eines Rückstellimpulses auf einen Bezugspegel (O V) entladen wird. Das von dem Kondensator abliegende Ende des Widerstandes 94 ist an die 24 V-Wechselspannungsleitung 92 angeschlossen, so daß der Kondensator stufenweise mittels der positiven Halbwellen des Wechselstromes aufgeladen wird; es wird auf diese Weise ein treppenförmiges Ausgangssignal erzeugt .

Das Ausgangssignal des Treppengenerators 28 wird über einen Widerstand 1OO an den Eingang einer bistabilen Schaltung angekoppelt, die innerhalb einer gestrichelten Umrahmung 30 dargestellt ist. Die bistabile Schaltung 30 umfaßt zwei npn-Transistoren 101, 102, den Widerstand 66, Widerstände 103, 1O4 und 105 sowie einen Kondensator 106. Der Eingang der Schaltung 30 wird von der Basis des Transistors 1O1 gebildet. Die Vorspannung an der Verbindungsstelle der Widerstände 62 und 64 hängt von dem Widerstand des Thermistors 52 und damit von der Temperatur des Luftstroms nahe dem Wärmeaustauscher ab. Wenn der Widerstand des Thermistors 52 hoch, d. h. die Temperatur niedrig ist, hat die Vorspannung einen solchen Wert, daß der Transistor 101 aufgesteuert ist, d. h. Strom führt,

609848/0652

während der Transistor 1O2 zugesperrt ist, d. h. im wesentlichen keinen Strom führt. Wenn der Thermistorwiderstand auf einen ersten vorbestimmten Wert oder darunter abfällt, steigt die Vorspannung in negativer Richtung an. Nimmt man an, daß der Kondensator 96 ganz oder nahezu entladen ist, wird der Transistor 101 gesperrt, während der Transistor 102 aufgesteuerc wird, so daß die bistabile Schaltung auf ihren einen Zustand gesetzt wird. Wenn dann die Größe des treppenförmigen Signals ansteigt, erreicht sie schließlich einen Wert, bei denn sis die Vorspannungsänderung an der Basis des Transistors 101 auf Grund der Änderung des Widerstandes des Thermistors 52 ausgleicht; dann wird der Transistor 101 aufgesteuert, während der Transistor 1O2 sperrt; die bistabile Schaltung 30 wird zurückgestellt. Das Setzen der bistabilen Schaltung 30 erfolgt also für eine Zeitdauer, die von der Größe der Vorspannungspegeländerung abhängt, die auf die Widerstandsänderung des Thermistors 52 zurückzuführen ist. Die bistabile Schaltung 30 läßt sich infolgedessen mit dem Vergleicher 30 nach Fig. 1 gleichsetzen.

Eine Gruppe von Widerständen 108, 109 und 110 liegt zwischen dem Kollektor des Transistors 102 und der 24 V-Wechselspannungsleitung 92, während ein Kondensator 111 parallel zum Widerstand 110 geschaltet ist. Die Basis eines npn-Transistors 112 ist an die Verbindungsstelle von Widerstand 108 und Widerstand 109 angeschlossen. Der Emitter dieses Transistors

609848/0652

ist mit der O V-Leitung 70 verbunden, während der Kollektor des Transistors 112 über einen Widerstand 113 an die +5 V-Leitung 68 angekoppelt ist. Ein Teil der Schaltungsanordnung ist daher so ausgelegt, daß bei gesperrtem Transistor 102 die Vorspannung an der Basis des Transistors 112 ausreicht, um sicherzustellen, daß der Transistor 112 ständig Strom führt, d. h. aufgesteuert ist. Beim Aufsteuern des Transistors 102 verschwindet die Vorspannung an der Basis des Transistors 112; die positiven Halbwellen der Wechselspannung von der Leitung 92 reichen dann aus, um den Transistor 112 mit Netzfrequenz auf- und zuzusteuern. Der Transistor 112 und die ihm innerhalb der gestrichelten Umrahmung 32 zugeordneten Schaltungskomponenten können infolgedessen als ein Impulsgenerator betrachtet werden, der arbeitet, wenn die bistabile Schaltung 30 gesetzt ist.

Der Ausgang des Impulsgenerators 32, d. h. der Kollektor des Transistors 112, ist mit dem Takteingang 34a eines als integrierte Schaltung ausgebildeten, vierstufigen, durch 16 teilenden binären Zählers 34 verbunden. Der Kollektor des Transistors 112 ist ferner an die Basis des Transistors 58 über einen Widerstand 116 angekoppelt.

Der Zähler 34 weist ferner einen Rückstelleingang 34b auf, der an den Kollektor des Transistors 80 des Rückstellzeitgebers 24 angeschlossen ist, wodurch der Zähler alle zehn Se-

609848/0652

- 20 künden auf O zurückgestellt wird.

Die Ausgänge der vier Stufen 34c bis 34f, die der ersten Stufe des Zählers 34 entsprechen, sind an vier identische Halteschaltungen 118C bis F angeschlossen, von denen nur die Schaltung 118C im einzelnen dargestellt ist.

Jede der Halteschaltungen 118 weist einen npn-Transistor 119 auf, dessen Kollektor über einen Widerstand 120 mit dem Ausgang der betreffenden Zählerstufe verbunden ist. Der Emitter des Transistors 119 steht über einen Kondensator 121 mit der O V-Leitung 7O sowie über einen Widerstand 122 mit der Basis eines npn-Leistungstransistors 123 in Verbindung. Der Emitter des Transistors 123 ist an die O V-Leitung 7O angeschlossen, während der Kollektor dieses Transistors über eine Relaiswicklung 124 mit der +30 V-Leitung 74 in Verbindung steht. Die Basis jedes Transistors 119 ist über einen Widerstand an den Kollektor des Transistors 102 angekoppelt. Die Schaltungsanordnung ist so ausgelegt, daß die Transistoren 119 im nichtleitenden Zustand gehalten werden, wenn der Transistor 102 aufgesteuert ist und mittels des Zählers 34 Impulse gezählt werden. Wenn die bistabile Schaltung 30 zurückgestellt und der Transistor 102 gesperrt wird, haben die Vorspannungen an den Basen der Transistoren 119 einen solchen.Wert, daß die Transistoren 119 Strom führen können, um den Ausgang 0 oder 1 der zugeordneten Zählerstufe zu entschlüsseln und

in Abhängigkeit von dem in der Stufe stehenden Zählwert das Relais 124 zu erregen oder zu entregen. Wenn der Zählwert in der Zählerstufe O ist, wird das Relais nicht'erregt. Beträgt der Zählwert dagegen 1, erfolgt eine Erregung des Relais; dieser Zustand wird bis nach dem Setzen und nochmaligen Rückstellen der bistabilen Schaltung 30 aufrechterhalten, d. h. bis zur nächstfolgenden Umwandlung des analogen Eingangssignals in einen entsprechenden Digitalwert im Zähler.

Die eine Seite des Motors 12 ist über einen Relaisarbeitskontakt 72a, der mittels der Relaiswicklung 72 gesteuert wird, mit der Netzklemme 126 der Wechselstromnetzversorgung verbunden, während die andere Seite des Motors über vier binär bewertete Widerstände 4OC bis 4OF an die Nullklemme 128 angeschlossen ist. Die Widerstände 4OC, 40D₁ 4OE und 4OF haben Widerstandswerte von R, 2R, 4R bzw. 8R. Parallel zu jedem der Widerstände 4OC bis 4OF liegt ein zugeordneter Relaisarbeitskontakt 124C/1 bis 124F/1. Die Relaiskontakte werden mittels der zugehörigen Relaiswicklung 124 betätigt.

Die Stromversorgung für die Schaltungsanordnung 50 ist innerhalb einer gestrichelten Umrahmung 13O veranschaulicht.

Wenn im Betrieb die Zentralheizungsanlage eingeschaltet wird, ist der Wärmeaustauscher kalt; der Thermistor 52 hat einen hohen Widerstandswert. Der Gebläsemotor soll nicht arbeiten,

609848/0652

- 22 da Kaltluft zu den zu heizenden Räumen umgewälzt würde.

Der Treppengenerator 28 arbeitet ständig; er erzeugt dabei ein treppenförmiges Signal, das einmal alle zehn Sekunden mittels eines Rückstellimpulses vom Abtast- und Rückstellzeitgeber 24 auf O zurückgestellt wird. Die Rückstellung der bistabilen Schaltung 30 erfolgt bei aufgesteuertem Transistor 101 und zugesteuertem Transistor 102, so daß die Erzeugung von zum Zähler 34 gehenden Impulsen unterbunden wird und der Zählwert gleich O ist.

Wenn der Thermistor 52 kalt ist, hat er einen hohen Widerstandswert. Das Potential an der Verbindungsstelle der Widerstände 62 und 64 liegt hoch, so daß über den Widerstand 64 ein ausreichender Strom zur Basis des Transistors 1O1 fließen kann, um den Transistor 101 auch dann aufgesteuert zu halten, wenn der Kondensator 96 mittels des Zeitgebers 24 auf im wesentlichen O V entladen wird.

Wenn die Temperatur am Thermistor ansteigt, sinkt sein Widerstand, bis der Vorspannungspegel an der Basis des Transistors 58 ausreicht, um diesen Transistor aufzusteuern. Der resultierende Kollektorstrom läßt das Relais 72 anziehen; der Arbeitskontakt 72a im Stromversorgungskreis des Lüftermotors schließt. Da die Kontakte des Relais 124 offen sind, liegen sämtliche Widerstände 40 im Stromkreis; der Lüftermotor ro-

6 0 9848/0652

tiert mit seiner niedrigsten Drehzahl und sorgt für einen gewissen Luftstrom. Dies ist der Fall, wenn die Temperatur am Thermistor ungefähr 5O°C beträgt.

Beim Ansteigen der Temperatur am Thermistor 52 sinkt die Vorspannung an der Verbindungsstelle der Widerstände 62 und 64. Wenn die Temperatur am Thermistor einen Wert von ungefähr 55 C erreicht, ist die Vorspannung so weit abgefallen, daß beim nächsten Entladen des Kondensators 96 mittels eines Rückstellimpulses der Transistor 101 sperrt und der Transistor 1O2 entsprechend aufgesteuert wird. Das heißt, die bistabile Schaltung 3O wird gesetzt. Der Widerstand 104 und der Kondensator 106 bilden Beschleunigungskomponenten, die so gewählt sind, daß ein rascher Übergang zwischen den Betriebszuständen der Schaltung 30 sichergestellt ist.

Die bistabile Schaltung 30 bleibt gesetzt, bis die an dem Kondensator 96 anliegende Spannung stufenförmig durch positive Halbwellen des über die Leitung 92 laufenden Stroms auf einen ausreichenden Wert angehoben ist, um die Vorspannungsänderung an der Basis des Transistors 101 auf Grund der Widerstandsänderung des Thermistors 52 zu kompensieren. Dann wird der Transistor 1O1 erneut aufgesteuert, während der Transistor 102 sperrt; die Schaltung 30 wird also zurückgestellt. Das bedeutet, daß die Schaltung 30 für eine Zeitspanne gesetzt wird, die von der Größe der Widerstandsänderung des Thermi-

609843/0652

stors abhängt. Wird der Thermistor auf einen Wert erhitzt, bei dem seine Widerstandsänderung gerade ausreicht, den Transistor 101 zu sperren, wird die Schaltung 30 nur für eine kurze Zeitdauer gesetzt. Erfolgt aber ein Aufheizen des Thermistors 52 auf einen wesentlich höheren Wert, wird die Schaltung 30 für eine entsprechend längere Zeitdauer gesetzt. Die Kombination der Schaltungen 20, 24, 28 und 30 läßt sich daher als Analog/ Zeit-Wandler betrachten.

Für die Zeitdauer, während deren die Schaltung 3O gesetzt ist, führt der Transistor 102 Strom. An seinem Kollektor kommt es daher zu einer Potentialabsenkung von solcher Größe, daß positive Halbwellen der Wechselspannung auf der Leitung 92 den Transistor 112 mit der Frequenz der Netzwechselstromversorgung auf- und zusteuern können. Die Schaltung 32 mit dem Transistor 112 ist so ausgelegt, daß das am Kollektor auftretende Signal in ein im wesentlichen rechteckförmiges Signal umgeformt wird, das dann an den Takteingang 34b des Zählers 34 geht. Die Werte der Widerstände 1O9 und 110 sind so gewählt, •A-53 dem Transistor 112 ein geeignet großer Wechselstrom zugeführt wird. Der Kondensator 111 disnt d©r Erhöhung dar Anstiegsgsschv/indigkeit. dss Signals.

Der Widerstand 116 ist vorgesehen, um sicherzustellen, daß bei Anlegen sir-ss Taktimpuls es an den Zähler 34 vor dem Schließen des KontCKts 72a d^ra Verstärker 20 ein kleiner Impuls zu-

■1018^8/0652

geführt wird, um die Relaiswicklung 72 zu erregen und damit den Kontakt 72a zu schließen.

Am Ende der Umwandlungsperiode hängt bei gesperrtem Transistor 102 der im Zähler 34 stehende Zählwert von der Zeitdauer ab, während deren die Schaltung 30 gesetzt war, und damit von der am Thermistor 52 herrschenden Temperatur. Da es sich um einen vierstufigen Wandler handelt, kann die Anzahl der Impulse, die während einer Umwandlungsperiode gezählt wird, jeden von 16 Werten, d. h. 0 bis 15, haben.

Die Ausgänge 34c, 34d, 34e und 34f des Zählers 34, die den Zählwerten 1, 2, 4 bzw. 8 entsprechen, werden mittels der Halteschaltungen 118C bis 118F entschlüsselt; letztere lassen dementsprechend die Relaiskontakte 118C/1 bis 118F/1 ansprechen, um die dem Motor 12 zugeführte Energie einzustellen.

Jeder der Basiswiderstände 125 der Halteschaltungen 118 ist mit dem Kollektor des Transistors 1O2 verbunden. Wenn daher der Transistor 102 Strom führt, damit Taktimpulse gezählt werden, erfolgt eine Sperrung der Transistoren 119. Am Ende der Umwandlung wird der Transistor 102 gesperrt, so daß die Transistoren 119 die betreffenden Zählerausgangsstufen abfragen können. Hat eine Zählerstufe ihren Zustand während der unmittelbar vorausgehenden Umwandlungsperiode geändert, erfolgt eine Zustandsänderung der zugeordneten Halteschaltung, wodurch

609848/0652

das betreffende Relais erregt oder entregt wird. Die Halteschaltungen 118 werden dann in diesem Zustand gehalten, bis sie am Ende der nächstfolgenden Umwandlungsperiode einen neuen Abfragevorgang ausführen.

Dadurch, daß die Widerstände 4OC bis 4OF so gewählt sind, daß sie eine gegenseitige binäre Verknüpfung haben, ist es möglich, die im Zähler stehende Binärzahl in einen Dezimalwiderstandswert umzusetzen und damit die dem Lüfter zugeführte Spannung entsprechend dem Zählwert im Zähler in regelmäßigen Schritten zu ändern. Der mittels des Lüfters verursachte Luftstrom wird daher bei einem Steigen oder Fallen der Temperatur am Thermistor erhöht oder vermindert, was eine Temperaturstabilisation zu bewirken sucht.

Parallel zu dem Widerstand 1OO liegt eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 132 und drei Dioden 133, 134 und 135, die in der gezeigten Weise gepolt sind. Dadurch wird eine Nichtlinearität in das Regelsystem eingeführt, die die nichtlineare Beziehung zwischen der Spannung und der Drehzahl des Motors zu kompensieren sucht.

Es versteht sich, daß die Schaltungsanordnung auf zahlreiche Weise abgewandelt werden kann. Beispielsweise können die binär bewerteten Widerstände 40 durch vier binär bewertete Spannungen ersetzt werden, die gesonderten Wicklungen eines Trans-

609848/06 5 2

- 27 formators entnommen werden.

Da der gesamte Regelprozeß in unmittelbarer Verknüpfung mit einem speziellen Punkt des Speisesignals steht, öffnen die Kontakte 124C/1, 124D/1, 124E/1 und 124F/1 beim Nulldurchgang der Speisespannung oder in dessen Nähe, so daß eine Funkenbildung und darauf zurückzuführende Störungen minimal gehalten werden und die Lebensdauer der Kontakte erhöht ist.

Fig. 3 zeigt ein Schaltbild einer Vorrichtung 21O zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors 212 in Abhängigkeit von dem ■ Widerstandswert eines Widerstandes 214. In der an Hand der Fig. 2 erläuterten Weise treibt der Motor 212 einen Lüfter oder ein Gebläse einer Warmluft-Zentralheizungsanlage an. Bei dem Widerstand 214 handelt es sich um einen Thermistor, der in dem Luftstrom an einer solchen Stelle angeordnet ist, daß er Strahlungswärme vom Wärmeaustauscher aufnimmt.

Die Vorrichtung 210 weist einen pnp-Transistor 216 auf, dessen Emitter über einen voreingestellten Widerstand 218 an den einen Ausgang einer Stromquelle 220 angeschlossen ist, die eine nicht geglättete Spannung von +24 V abgibt. Der Kollektor des Transistors 216 ist über einen Widerstand 222 an die Basis B2 eines Unijunction-Transistors 224 angekoppelt. Ein Kondensator 226 und ein Widerstand 228 liegen parallel zwischen Basis und Emitter des Transistors 216. Die Basis des

609848/0852

Transistors 216 ist über den Thermistor 214 und einen Widerstand 23O mit dem Emitter des Unijunction-Transistors 224 verbunden. Der Emitter des Unijunction-Transistors 224 ist ferner über einen Kondensator 232 an die O V-Leitung der Stromquelle 220 angekoppelt. Die Basis B1 des Unijunction-Transistors 224 steht mit der Primärwicklung 234a eines Impulsübertragers 234 in Verbindung. Der Übertrager weist einen Ferritkern auf und hat ein Übersetzungsverhältnis von 1:1.

Das eine Ende der Sekundärwicklung 234b des Übertragers ist über den Motor 212 an die eine Seite der Wechselstromquelle angekoppelt. Das andere Ende der Sekundärwicklung 234b des Übertragers 234 steht mit der Steuerelektrode eines Thyristors oder Triacs 236 in Verbindung, der bzw. das zwischen dem Motor 212 und der anderen Seite der Wechselstromquelle liegt. Eine Stoßunterdrückungsschaltung, bestehend aus der Reihenschaltung eines Widerstandes 238 und eines Kondensators 240, liegt parallel zum Thyristor oder Triac 236, um den Thyristor oder das Triac zu schützen und Hf-Störungen zu vermindern.

Wenn im Betrieb die Temperatur am Thermistor 214 niedrig ist, hat der Thermistor einen hohen Widerstand; die Schaltungsanordnung schwingt nicht. Beim Ansteigen der Temperatur und entsprechender Abnahme des Thermistorwiderstandes beginnt der

609848/0652

Transistor 216 bei einem mittels des Widerstandes 228 eingestellten vorbestimmten Wert des Thermistorwiderstandes zu leiten; Strom flieSt über den Widerstand 222 zur Basis B2 des Unijunction-Transistors 224. Außerdem gelangt Strom über den Thermistor 214 und den Widerstand 230 zum Emitter des Unijunction-Transistors 224, so daß der Transistor 224 mit einer durch den Kondensator 232 bestimmten Frequenz zu schwingen beginnt. Die Schwingungsfrequenz beträgt ungefähr 1 kHz. Die Oszillatorschwingung baut sich an der Primärwicklung 234a des 1:1-Übertragers 234 auf, der sowohl für eine Formung der Impulse sorgt, als auch eine Trennung gegenüber der Netzwechselspannung an der Sekundärwicklung 234b bewirkt. Die an der Sekundärwicklung 234b aufgebaute Spannung gelangt zur Steuerelektrode des Triacs 236. Das Triac 236 wird daher mittels der Oszillatorimpulse gezündet und bewirkt in Abhängigkeit von der Stelle der 50 Hz-Netzperiode, an der die Zündung erfolgt, die Zufuhr einer proportionalen Energiemenge zum Motor 212. Wenn beispielsweise das Triac 236 an den Spitzenwerten der Wechselstromschwingung gezündet wird, erfolgt eine Energiezufuhr zum Motor 212 während zwei Viertelperioden jeder vollen Periode. Der Motor wird mit halber Leistung betrieben .

Das Triac kann an jeder beliebigen Stelle der 50 Hz-Wechselspannung gezündet werden; infolgedessen wird die dem Motor zugeführte Energie proportional geändert. Wenn sich während des

60984 8/06 5 2 .

normalen Betriebs der Widerstand des Thermistors ändert, verschiebt sich der Zündpunkt des Transistors 224 auf dem Wechselspannungssignal, das als Welligkeit der +24 V-Versorgung auftritt, bis zu einem Höchstwert, der von der Größe des Widerstandes 218 bestimmt wird. Der Widerstand 218 läßt sich voreinstellen, um die maximale Energie und damit die Höchstdrehzahl des Motors 212 vorzugeben. Der Widerstand 222 begrenzt den über den Transistor 224 fließenden Strom, falls der Widerstand 218 auf den Wert O Ohm eingestellt wird.

Der Transistor 216 stellt einen raschen Energieaufbau zu Beginn der Schwingung sicher, um zu gewährleisten, daß dem Motor 212 nicht Energie mit so niedrigem Pegel zugeführt wird, daß der Motor nicht anlaufen kann. Würde dies der Fall sein, könnte sich der Motor überhitzen und würde der Motor schließlich ausfallen.

Der Widerstand 230 ist vorgesehen, um eine Verriegelung des Unijunction-Transistors 224 zu vermeiden, falls der Widerstand des Thermistors 214 auf einen sehr niedrigen Wert absinkt .

609848/0652

Claims

- 31 Ansprüche

./Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Größe eines elektrischen Eingangssignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10, 50) einen Analog/Digital-Wandler (16) mit einem Eingang (18) zur Aufnahme eines analogen Eingangssignals und einem an einen Eingang einer Motorregelanordhung (22) angekoppelten Ausgang aufweist und die Motorregelanordnung derart ausgelegt ist, daß sie das digitale Ausgangssignal des Wandlers (16) periodisch entschlüsselt und in Abhängigkeit davon die Drehzahl eines Motors (12) bestimmt<

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zum periodischen Zurückstellen des Ausgangs des Analog/Digital-Wandlers (16) auf einen Bezugswert und zum Verhindern einer Änderung des Arbeitsverhaltens der Motorregelanordnung (22) während einer Umwandlungsperiode.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Digital-Wandler (16) einen Analog/Zeitintervall-Umsetzer (28, 30), mittels dessen ein Ausgangssignal mit einer von der Größe des Eingangssignals

• abhängigen Zeitdauer erzeugbar ist, und einen an den Ausgang des Analog/Zeitintervall-Umsetzers angekoppelten Impulsgenerator (32) aufweist, der das Zählen von Taktimpul-

609848/0652

sen mittels eines Zählers (34) während der Dauer des Ausgangssignals veranlaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog/Zeitintervall-Umsetzer einen Sägezahngenerator (28) zur Erzeugung eines sägezahnförmigen Ausgangssignals, das sich während einer Umwandlungsperiode mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit ändert, sowie einen Vergleicher (30) aufweist, der die Größen des sägezahnförmigen Ausgangssignals und des Eingangssignals oder eines von dem Eingangssignal abgeleiteten Signals miteinander vergleicht und ein Vergleichssignal erzeugt, wenn die beiden verglichenen Signale miteinander im Gleichgewicht stehen, und daß der mit dem Ausgang des Analog/Zeitintervall-Umsetzers (28, 30) gekoppelte Impulsgenerator (32) derart ausgelegt ist, daß er das Zählen von Impulsen während eines Zeitintervalls veranlaßt, das beginnt, wenn das Sägezahnsignal gleich einem Bezugswert ist, und das mit der Erzeugung des Vergleichssignals endet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahngenerator ^iη Treppengenerator (28) ist.

"i. Vorrichtung nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß der Treppengenerator (28) einen IViö'Srstend (94) und einer. Kondensator (96) eufv/eist, di© derart in Reih© mit einer

τ J ν ι; fe -3 / G 6 £ 2

Wechselspannungsquelle (92) geschaltet sind, daß die Spannung an dem Kondensator (96) schrittweise ansteigt, wenn der Kondensator durch jede zweite Stromhalbwelle aus der Wechselspannungsquelle aufgeladen wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24, 98) zum Entladen des Kondensators (96) auf einen Bezugswert zu Beginn jeder Umwandlungsperiode.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (30) als bistabile Schaltung ausgebildet ist, die zu Beginn einer Umwandlungsperiode auf den einen Zustand gesetzt wird und mittels des Vergleichssignals rückstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (32) als Schalteinrichtung (112), beispielsweise als Transistor, ausgelegt ist, die beim Setzen der bistabilen Schaltung (30) mit konstanter Geschwindigkeit ein- und ausschaltbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (112) mittels eines Wechselsignals, beispielsweise eines sich mit Netzfrequenz ändernden Signals, ein- und ausschaltbar ist.

609848/0652

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Impulsformerschaltung zum Formen der an den Zähler (34) angekoppelten Impulse.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorregelanordnung (22) mehrere Halteschaltungen (36, 118C-F) aufweist, die an die Ausgänge (34c-f) des Zählers (34) angekoppelt und derart ausgelegt sind, daß eine Änderung der Erregung des Elektromotors (12) entsprechend der Bewertung der zugeordneten Zählerstufe erfolgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (34) als vierstufiger Binärzähler ausgebildet ist, dessen vier Ausgänge den Zählwerten 1, 2, 4 bzw. 8 entsprechen, und daß die zugeordneten Halteschaltungen (36c bis f, 118C bis F) derart ausgelegt sind, daß eine Änderung der dem Motor (12) zugeführten Energie um entsprechende Beträge erfolgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vier Widerstände (4OC bis 4OF) mit den Bewertungen R, 2R₁ 4R und 8R vorgesehen sind, die mit der Wechselstromversorgung des Motors (12) in Reihe geschaltet sind, und daß die Halteschaltungen (36c bis f, 118C bis F) derart ausgelegt sind, daß sie die Widerstände (4OC bis 4OF) mit der Bewer-

609848/0652

tung R₁ 2R₁ 4R und 8R kurzschließen, wenn der Zähler (34) einen Zählwert hat, der kennzeichnend für 1, 2, 4 bzw. 8 oder eine beliebige Kombination dieser Werte ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jedem bewerteten Widerstand (4OC bis 4OF) ein Arbeitsrelaiskontakt (124C/1 bis 124F/1) geschaltet ist und die Relaiskontakte (124C/1 bis 124F/1) mittels Relaiswicklungen (124C bis 124F) steuerbar sind, die mittels der betreffenden Halteschaltungen (118C bis 118F) erregbar sind.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorregelanordnung (22) eine auf das Eingangssignal ansprechende Einrichtung (44, 72) zum Verhindern eines Arbeitens des Motors (12) aufweist, wenn die Größe des Eingangssignals einen vorbestimmten Wert unterschreitet.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Abtasteinrichtung (24) zum Steuern der periodischen Arbeitsvorgänge der Vorrichtung, insbesondere des Entschlüsselungsvorgangs der Motorregelanordnung (22), der Rückstellung des Analog/Digital-Wandlers (16) und der Entladung des Kondensators (96) des Treppengenerators.

609848/0652

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung (24) mit einem vorbestimmten Punkt des Netzfrequenzsignals synchronisiert ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Drehzahlregelung eines Lüftermotors ausgelegt ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Regelung eines Lüftermotors einer Warmluft-Heizanlage ausgelegt ist, bei der Luft erwärmt wird, indem sie über einen Wärmeaustauscher und dann durch einen oder mehrere Kanäle hindurch zu dem oder den zu heizenden Räumen geleitet wird, wobei durch Drehzahlregelung des Lüftermotors in Abhängigkeit von der Temperatur an einer vorbestimmten Stelle der Anlage das Luftvolumen vorgegeben wird, das in den oder die Räume gelangt, so daß die Temperatur der in den oder die Räume eintretenden Luft im wesentlichen konstant bleibt.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Temperatur an oder nahe dem Wärmeaustauscher erfolgt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß für die Temperaturmessung eine Einrichtung, bei-

609848/0652

spielsweise ein Thermistor (52), deren Widerstand sich mit der Temperatur ändert, oder ein Thermoelement vorgesehen ist, dessen Ausgangsspannung sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändert.

23. Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Elektromotors in Abhängigkeit von dem Wert eines elektrischen Widerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (214) im Eingangskreis eines mit einem Unijunction-Transistor (224) ausgestatteten Oszillators liegt, der Oszillator an eine eine Wechselkomponente aufweisende Stromquelle (220) derart angekoppelt ist, daß der Unijunction-Transistor (224) an einer bestimmten, von der Größe des Widerstandes (214) vorgegebenen Stelle der Wechselkomponente der Stromquelle zündet, und daß der Ausgang des Oszillators an die Steuerelektrode eines Thyristors oder Triacs (236) angekoppelt ist, dessen eine Elektrode mit der einen Seite einer Wechselstromquelle und dessen andere Elektrode über den Motor mit der anderen Seite der Wechselstromquelle in Verbindung steht, derart, daß der Punkt des Wechselspannungssignals, bei dem der Thyristor oder, das Triac (236) zündet, von dem Ausgangssignal des Oszillators bestimmt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Oszillators mit der Steuerelektrode über einen Impulsübertrager (234) gekoppelt ist.

609848/0652