DE3105444C2 - Einphasenasynchronmotor für eine Spaltrohrmotorpumpe, insbesondere Heizungsumwälzpumpe - Google Patents

Description

Leistungsumschalter in der in der F i g. 6 dargestellten Arbeitsstellung befindet,

Fig.8 das Schaltschema gemäß der Fig.4, wobei >ich jedoch der Leistungsumschalter in der dritten Arbeitsstellung befindet,

Fig.9 die prinzipielle Schaltung, wemi sich der Leistungsumschalter in der in der F i g. ?> dargestellten Stellung befindet und

Fig. 10 die graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Drehmoment des Motors und d?r Drehzahl des Motors gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die F i g. 1 bis 3 betreffen ein erstes Ausführungsbeispiel des Motors, wobei in diesen Figuren nur die elektrischen Komponenten dargestellt sind. Der Motor besitzt eine erste Wicklung 1 und eine zweite Wicklung 2. Weiter sind ein Leistungsumschalter 3, ein erster Kondensator 4, ein zweiter Kondensator 5, ein Kaltleiter 6 und zwei Anschlußklemmen 7 und 8 vorhanden. Der Leistungsumschalter 3 umfaßt eine bewegliche Leiterbahn 9 und drei ortsfeste Kontakte 10,

11 und 12. Der Leistungsumschalter 3 kann eine erste, ausgezogen dargestellte Arbeitsstellung, in welcher die Kontaktbahn 9 den ersten ortsfesten Kontakt 10 berührt, oder eine zweite gestrichelt dargestellte Stellung einnehmen, in welcher die Kontaktbahn 9 die beiden ortsfesten Kontakte 11 und 12 berührt. Je ein Anschluß der ersten Wicklung 1 und der beiden Kondensatoren 4 und 5 sind an die eine Anschlußklemme 8 angeschlossen. Der andere Anschluß der ersten Wicklung 1 ist elektrisch mit der Leiterbahn 9 verbunden. Der eine Anschluß der zweiten Wicklung 2 und der erste ortsfeste Kontakt 10 sind an die andere Anschlußklemme 7 angeschlossen. Die anderen Anschlüsse der zweiten Wicklung 2 und des Kondensators 4 sind elektrisch mit dem zweiten ortsfesten Kontakt verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators 5 ist über den Kaltleiter 6 an den dritten ortsfesten Kontakt

12 angeschlossen

Wenn sich der Leistungsumschalter 3 in der in der Fig. 1 ausgezogen dargestellten Arbeitsstellung befindet, so ist die in der F i g. 2 dargestellte Prinzipschaltung wirksam, d. h. der Motor dreht bei an die Anschlußklemmen 7 und 8 angelegter Netzspannung mit maximaler Drehzahl und maximaler Leistung ab. Befindet sich der Leistungsumschalter 3 in der in der F i g. 1 gestrichelt dargestellten Arbeitsstellung, so ist die in der F i g. 3 dargestellte Prinzipschaltung wirksam. Wenn der Motor abgeschaltet ist, so nimmt der Kaltleiter 6 die Umgebungstemperatur an. Wird nun die Netzspannung an die Anschlußklemmen 7 und 8 angelegt, so ist vorerst der Widerstand des Kaltleiters 6 vernachlässigbar klein, was bewirkt, daß in der, in der Fig.3 gezeigten Prinzipschaltung die Summe der Kapazitäten der Kondensatoren 4 und 5 wirksam ist. Der Kaltleiter 6 wird durch den durch ihn hindurchfließenden Strom erwärmt und dementsprechend steigt sein Widerstandswert rasch an. Das Ansteigen des Widerstandswertes des Kaltleiters 6 hat zur Folge, daß die zur Wicklung 1 parallel geschaltete wirksame Kapazität abnimmt, wodurch die Drehzahl des Motors und dessen Leistung um das gewünschte Maß reduziert wird. Der Motor läuft dementsprechend, auch wenn sich der Leistungsumschalter 3 in der zweiten Arbeitsstellung, d. h. in der Arbeitsstellung mit reduzierter Leistung, befindet, sicher an.

Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber bekannten Ausführungen ist, daß in Dauerbetrieb bei reduzierter Leistung keine zusätzlichen Verluste in einem ohmschen Vorschaltwiderstand entsteht

Die F i g. 4 bis 9 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des Motors in verschiedenen Arbeitsphasen. In diesen Figuren sind wiederum nur die elektrischen Komponenten des Motors dargestellt Der Motor besitzt zwei Wicklungen 13 und 14. Weiter sind ein Leistungsumschalter 15, zwei Kondensatoren 16 und 17 und ein Kaltleiter 18 vorhanden. Der Leistungsumschalter 15 enthält eine bewegliche Kontaktbaim 19 und vier ortsfeste Kontakte 20, 21, 22 und 23. Die einen Anschlüsse der ersten Wicklung 13 und der beiden Kondensatoren 16 und 17 sind an eine Anschlußklemme 24 angeschlossen. Der andere Anschluß der ersten Wicklung 13 ist elektrisch mit der beweglichen Kontaktbahn 19 verbunden. Der eine Anschluß der zweiten Wicklung 14 und der erste ortsfeste Kontakt 20 sind an eine zweite Anschlußklemme 25 angeschlossen. Die anderen Anschlüsse der zweiten Wicklung 14 und des Kondensators 16 sind elektrisch mit dem dritten ortsfesten Kontakt verbunden. Der andere Anschluß des Kondensators Yl ist über den Kaltleiter 18 an den vierten ortsfesten Kontakt 23 angeschlossen. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 17 und dem Kaltleiter 18 ist elektrisch mit dem zweiten ortsfesten Kontakt 21 verbunden.

Die Fig.5 zeigt die prinzipielle Schaltung, die wirksam ist, wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der in der F i g. 4 dargestellten Lage befindet. In diesem Fall gibt der Motor seine maximale Leistung ab, wenn an die Anschlußklemmen 24 und 25 die Netzspannung angelegt wird. Der Kondensator 17 und der Kaltleiter 18 sind in dieser Stellung des Leistungsumschalters völlig wirkungslos.

Die F i g. 7 zeigt die prinzipielle Schaltung, die wirksam ist, wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der in der Fig.6 dargestellten Lage befindet. Zu der ersten Wicklung 13 sind die beiden Kondensatoren 16 und 17 parallel geschaltet, so daß der Motor eine mittlere Leistung abzugeben vermag. Das Anzugsdrehmoment des Motors ist bei dieser mittleren Leistung noch genügend groß, damit er sicher anläuft. Wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der in der Fig.6 dargestellten Lage befindet, ist der Kaltleiter 18 immer noch unwirksam.

Die F i g. 9 zeigt die prinzipielle Schaltung, die wirksam ist, wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der in der Fig.8 dargestellten Lage befindet. Im Dauerbetrieb gibt der Motor eine derart reduzierte Leistung ab, bei welcher der Motor ohne die zusätzliche Maßnahme nicht mehr sicher anlaufen würde. Wenn an die Anschlußklemmen 24 und 25 nach einem Stillstand des Motors die Netzspannung angelegt wird, so hat vorerst der Kaltleiter 18, ähnlich wie be< der in der F i g. 3 dargestellten prinzipiellen Schaltung, die Umgebungstemperatur angenommen und dementsprechend ist sein Widerstandswert klein. Die zur ersten Wicklung 13 parallel geschaltete wirksame Kapazität ist gleich der Summe der Kapazitäten der beiden Kondensatoren 16 und 17. Dementsprechend ist das Anzugsmoment des Motors gleich groß wie wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der in der F i g. 6 gezeigten Lage befinden würde. Der durch den Kaltleiter 18 fließende Strom erwärmt den Kaltleiter 18, so daß sein Widerstandswert rasch ansteigt. Dementsprechend nimmt die zur ersten Wicklung 13 parallel geschaltete wirksame Kapazität ab, wodurch die Leistungsabgabe des Motors automatisch verringert wird.

Selbstverständlich müssen die Kondensatoren 16 und 17 sowie der Kaltleiter 18 so ausgewählt werden, daß während des Dauerbetriebes ein minimaler Strom durch den Kaltleiter 18 fließt, welcher Strom ausreicht, um den Kaltleiter 18 auf einer gegenüber der Umgebungstemperatur erhöhten Temperatur zu halten, bei welcher Temperatur die zur ersten Wicklung 13 parallel geschaltete wirksame Kapazität einen für die minimale Leistungsabgabe des Motors notwendigen Wert aufweist.

In der graphischen Darstellung gemäß der Fig. 10 ist die Beziehung zwischen dem Drehmoment des Motors und der Drehzahl des Motors für die drei möglichen Stellungen des Leistungsumschalters 15 dargestellt. Die Kurve 26 zeigt das Drehmoment des Motors in Funktion zur Drehzahl des Motors für die in Fig.4 dargestellte Arbeitsstellung des Leistungsumschalters 15, d. h. für die maximale Leistung des Motors. Die Kurve 27 zeigt das Drehmoment des Motors, wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der in der F i g. 6 dargestellten Arbeitsstellung befindet, wobei der Motor eine mittlere Leistung abgibt. Die teilweise gestrichelt und ausgezogen dargestellte Kurve 28 zeigt das Drehmoment des Motors, wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der in der F i g. 8 gezeigten Arbeitsstellung befindet und der Kaltleiter 18 nicht vorhanden wäre.

Die strichpunktiert gezeichnete Kurve 29 gibt den allgemeinen Verlauf des Drehmomentes bezogen auf die Drehzahl des Motors an, und zeigt die Wirkung des Kaltleiters 18. Der Verlauf der Kurve 29 ist im wesentlichen von der Belastung des Motors und der

ίο Charakteristik des Kaltleiters 19 abhängig. Die Kurve 29 verläuft in jedem Fall im Bereich zwischen den beiden Kurven 27 und 28. Im Dauerbetrieb befindet sich die Kurve 29 im oberen Drittel der reduzierten Drehzahl in der Nachbarschaft der Kurve 28.

Wenn sich der Leistungsumschalter 15 in der Arbeitsstellung für die kleinste Motorleistung befindet, so wird das Anzugsdrehmoment durch die Wirkung des Kaltleiters 18 auf den Wert desjenigen Anzugsdrehmomentes vergrößert, das durch die Kurve 27 dargestellt ist. Damit ist eine entsprechende Verbesserung der Betriebssicherheit des Motors und der Pumpe gewährleistet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einphasenasynchronmotor für eine Spaltrohrmotorpumpe, insbesondere Heizungsumwälzpumpe, der eine erste und eine zweite Wicklung (1,2; 13,14) aufweist, mit einer wenigstens zwei Arbeitseinstellungen aufweisenden Umschaltvorrichtung (3; 15) zum Umschalten auf unterschiedliche Motorleistungsstufen, die so ausgebildet und beschaltet ist, daß in der ersten Arbeitsstellung die erste Wicklung (1; 13) an volle Netzspannung gelegt ist und die zweite Wicklung (2; 14) und einen Kondensator (4; 16) umfassende Reihenschaltung parallel zur ersten Wicklung geschaltet ist, und mit einem Kaltleiter (6) zum Vergrößern des Motoranzugsmomentes, wenn sich die Umschaltvorrichtung in einer Stellung für reduzierte Motorleistung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (3; 15) so ausgebildet ist, daß in deren zweiten Arbeitsstellung die beiden Wicklungen (1, 2; 13,14) miteinander in Reihe an die Netzspannung gelegt sind und der genannte Kondensator (4, 16) parallel zur ersten Wicklung (1; 13) geschaltet ist, daß eine weitere aus dem Kaltleiter (6; 18) und einem zweiten Kondensator (5; 17) gebildete Reihenschaltung vorhanden ist, parallel zum erstgenannten Kondensator (4; 16) geschaltet ist, wenn sich die Umschaltvorrichtung in der Arbeitsstellung für reduzierte Motorleistung befindet

2. Motor nach Anspruch 1, für zwei Leistungsstufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung ein zwei Arbeitsstellungen aufweisender Umschalter (3) mit einer beweglichen Kontaktbahn

(9) und drei ortsfesten Kontakten (10,11,12) ist, daß die Kontaktbahn in der ersten Arbeitsstellung mit dem ersten Kontakt und in der zweiten Arbeitsstellung mit dem zweiten und dritten Kontakt verbunden ist, und daß der eine Anschluß der ersten Wicklung (1) an die Kontaktbahn, der eine Anschluß der zweiten Wicklung (?) an den ersten Kontakt (10), der andere Anschluß der zweiten Wicklung an den zweiten Kontakt und der eine Anschluß der zweiten Reihenschaltung (5, 6) an den dritten Kontakt (12) angeschlossen ist

3. Motor nach Anspruch 1, für drei Leistungsstufen, dadurch gekennzeichnet daß die Umschaltvorrichtung ein drei Arbeitsstellungen aufweisender Umschalter (15) mit einer beweglichen Kontaktbahn

(10) und vier ortsfesten Kontakten (20,21,22,23) ist daß die Kontaktbahn in der ersten Arbeitsstellung mit, dem ersten Kontakt (20), in der zweiten Arbeitsstellung mit dem zweiten und dritten Kontakt (21,22) sowie in der dritten Arbeitsstellung mit dem dritten und vierten Kontakt (22, 23) verbunden ist, und daß der eine Anschluß der ersten Wicklung (13) an die Kontaktbahn, der eine Anschluß der zweiten Wicklung (14) an den ersten Kontakt (20), der andere Anschluß der zweiten Wicklung an den dritten Kontakt (22), der eine Anschluß der weiteren Reihenschaltung (17, 18) an den vierten Kontakt (23) und der Mittelpunkt der weiteren Reihenschaltung an den zweiten Kontakt (21) angeschlossen ist

4. Motor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Kaltleiter ein PTC-Widerstand ist

Die Erfindung betrifft einen Einphasensynchronmotor für eine Spaltrohrmotorpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der deutschen Offenlegungsschrifi 28 19 154 ist eine Motorpumpe, insbesondere eine drehzahlumschaltbare Heizungspumpe bekannt Sie besitzt einen Spaltpolmotor mit zwei Wicklungen. Die eine Wicklung ist in Reihe mit einem Vorschaltwiderstand und die andere Wicklung in Reihe mit einem Kondensator geschaltet Beide Reihenschaltungen sind zueinander parallel geschaltet und zum Anschließen an die Netzspannung bestimmt Mittels eines einfachen zweipoligen Schalters kann der Vorschaltwiderstand zum Verändern der Drehzahl des Motors kurzgeschlossen werden. Bei geschlossenem Schalter gibt der Motor die größte Leistung ab und bei offenem Schalter dreht der Motor mit reduzierter Drehzahl. Damit der Motor auch bei erstem Schalten sicher anläuft ist parallel zum Vorschaltwiderstand ein Kaltleiter angeordnet Soll der Motor bei geöffnetem Schalter anlaufen, so wird der Vorschaltwiderstand durch den kalten Kaltleiter überbrückt und der Motor kann mit dem maximalen Drehmoment anlaufen. Der durch den Kaltleiter fließende Strom erwärmt den Kaltleiter, so daß dessen Widerstand stark ansteigt Dadurch wird der Vorwiderstand wirksam und die Drehzahl reduziert

Aus der DE-OS 19 52 552 ist es bekannt durch Reihen/Parallelschalten in Verbindung mit einer Zusatzwicklung unterschiedliche Motorkennlinicn herzustellen. Aus der DE-OS 22 17 112 ist eine Schaltung mit zwei Kondensatoren und einem PTC-Widerstand bekannt

Der eingangs genannte Motor läuft selbst in der offenen Stellung des Schalters sicher an, aber ihm haftet der Nachteil an, daß während des Betriebs mit reduzierter Drehzahl der Wirkungsgrad des Motors durch die Wärmeverluste im Vorwiderstand verringert ist

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Motor der eingangs genannten Art zu schaffen, welchem der oben genannte Nachteil nicht anhaftet

Der erfindungsgemäße Motor ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Schaltschema eines ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Motors für eine so Spaltrohrmotorpumpe, mit einem zwei Arbeitsstellungen aufweisenden Leistungsumschalter,

Fig.2 die prinzipielle Schaltung, wenn sich der Leistungsumschalter in der ersten Arbeitsstellung befindet,

Fig.3 die prinzipielle Schaltung, wenn sich der Leistungsumschalter in der zweiten Arbeitsstellung befindet,

F i g. 4 das Schaltschema eines zweiten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Motors für eine Spaltrohrmotorpumpe, mit einem drei Arbeitsstellungen aufweisenden Leistungsumschalter,

Fig.5 die prinzipielle Schaltung, wenn sich der Leistungsumschalter gemäß der Fig.4 in der ersten Arbeitsstellung befindet,

F i g. 6 das Schaltschema gemäß der F i g. 4, in welcher jedoch der Leistungsumschalter in der zweiten Arbeitsstellung ist

F i g. 7 die prinzipielle Schaltung, wenn sich der