DE4211495C2 - Vorrichtung zur Drehmomentabschaltung eines Kondensatormotors - Google Patents
Vorrichtung zur Drehmomentabschaltung eines KondensatormotorsInfo
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- DE4211495C2 DE4211495C2 DE19924211495 DE4211495A DE4211495C2 DE 4211495 C2 DE4211495 C2 DE 4211495C2 DE 19924211495 DE19924211495 DE 19924211495 DE 4211495 A DE4211495 A DE 4211495A DE 4211495 C2 DE4211495 C2 DE 4211495C2
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehmomentabschal
tung eines Kondensatormotors, insbesondere für Rolladen-, Marki
sen-, Jalousien- oder Schwenktormotoren, nach der Gattung des
Anspruchs 1.
Derartige Antriebsmotoren sind hohen Belastungen ausgesetzt,
wenn der anzutreibende Rolladen oder das anzutreibende Rollgit
ter oder Tor verklemmt oder vereist ist. Weiterhin treten hohe
Belastungen beispielsweise bei ungleich gewickelten Markisen
stoffen oder zu dick aufgewickelten Markisenstoffen auf Grund von
Fremdkörpern, wie Blätter oder dergleichen auf.
Bei einer aus der DE 27 26 696 B2 bekannten Vorrichtung zur
Drehmomentabschaltung der eingangs genannten Gattung wird die
Motorspannung bzw. die Kondensatorspannung als drehzahlpropor
tionales bzw. drehmomentabhängiges Signal eingesetzt, um den Mo
tor beispielsweise bei einer Blockierung zu schützen und abzu
schalten. Diese Anordnung ist jedoch zum einen zu träge und un
empfindlich für eine schnelle Abschaltung und zum anderen wäre
sie beim erfindungsgemäßen Kondensatormotor gar nicht einsetz
bar, da der Mittelpunkt des erfindungsgemäßen Kondensatormotors
ständig mit einem Netzanschluß (N-Leiter) verbunden ist.
Weiterhin ist aus der DE 26 12 140 A1 ein für einen anderen
Elektromotor, der kein Kondensatormotor ist, verwendbares Ab
schaltverfahren bekannt, bei dem die induzierte Spannung am Mo
tor gemessen wird, wenn dieser nicht durch eine angelegte Span
nung angetrieben wird, d. h., es erfolgt ein Wechselspiel zwi
schen Antrieb und Messung bis zu einer eventuellen Abschaltung.
Eine vom Drehmoment abhängige induzierte Spannung kann daher
nicht zeitgleich während des Antriebszustands des dort beschrie
benen Gleichstrommotors erfaßt werden. Dies führt zu einer für
viele Anwendungsfälle zu langsamen Abschaltung.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin,
einen wirksamen Schutz eines Kondensatormotors vor Beschädigung
oder Zerstörung zu schaffen, durch den insbesondere bei einer
vollständigen Blockierung des Antriebsmotors eine praktisch
sofortige Abschaltung erfolgt, und der einfach, kostengünstig und
kleinvolumig realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dieser Vorrichtung wird in sehr einfacher und kostengünsti
ger Weise ein drehmomentabhängiges Signal über die in der nicht
erregten Wicklung induzierten Spannung gewonnen, das in eben
falls einfacher Weise zur Bildung eines Abschaltsignals aus
gewertet werden kann. Dieses sehr empfindlich auf Drehzahl- bzw.
Drehmomentschwankungen reagierende Signal ist ein Maß für das
augenblickliche vorliegende Drehmoment, so daß eine sehr
schnelle Abschaltung möglich ist. Die Einstellung kann daher
sehr fein vorgenommen werden und das Abschaltdrehmoment kann in
einfacher Weise über einen vorgebbaren Vergleichswert für die
Vergleichsrichtung individuell variiert werden. Hierdurch kann
eine Abschaltung sowohl bei geringer Drehmomentbelastung, als
auch erst bei totaler Blockade des Motors eingestellt werden.
Eine Veränderung der Motorkonstruktion ist nicht erforderlich,
und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einfacher Weise -
auch noch nachträglich - an den Antriebsmotor angeschlossen oder
in dessen Motorleitung eingeschleift werden.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1
angegebenen Vorrichtung möglich.
Zur zweckmäßigen und kostengünstigen Realisierung weisen die
Mittel wenigstens einen Komparator auf, an dessen Eingang wenig
stens die Halbwellen einer Polarität der Spannung an der nicht
erregten Wicklung sowie eine Referenzspannung angelegt sind und
an dessen Ausgang die Folge von Signalen erzeugt
wird, deren Signallängen vom Drehmoment abhängen. Vor allem
für die digitale Weiterverarbeitung ist es von Vorteil, wenn
Signale mit vom Drehmoment abhängigen Signallängen vorliegen.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind beide Wicklungen mit Kom
paratoren verbunden, wobei am jeweils mit der erregten Wick
lung verbundenen Komparator ebenfalls wenigstens die Halbwellen
einer Polarität der Spannung an dieser Wicklung sowie die
Referenzspannung angelegt sind. Hierdurch ist die erfindungs
gemäße Drehmomentabschaltung unabhängig von der Drehrichtung
wirksam.
Zur Umwandlung der drehmomentabhängigen Signale in digitale
Werte weist die Vergleichseinrichtung zweckmäßigerweise jeweils
am Signalbeginn dieser Signale startende und Prüfschleifen
zur Überprüfung des Vorliegens dieses Signals bis zum Signal
ende zählende Zählmittel auf. Durch die erhaltenen digitalen
Zahlenwerte wird die Weiterverarbeitung in einem Mikrorechner
ermöglicht und es ist in einfacher Weise ein Vergleich mit
digitalen Abschaltdrehmoment-Werten möglich.
Der Einstellwert für die Vergleichseinrichtung ist in vor
teilhafter Weise ein Faktor, der auf das Normaldrehmoment be
zogen das Abschaltdrehmoment ergibt. Hierzu sind Mittel zur
Erfassung des Normaldrehmoments vorgesehen, wobei jeweils
das dem geringsten Drehmoment entsprechende erfaßte Signal
oder der entsprechende digitale Wert einen neuen Wert für das
Normaldrehmoment vorgibt. Hierdurch kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung für alle Arten und Leistungsgrößen von Kondensator
motoren eingesetzt werden, ohne daß eine Anpassung an den je
weiligen Motor erforderlich wäre.
Der als Faktor wirkende Einstellwert bezieht sich dann jeweils
automatisch auf das normale Betriebsdrehmoment des jeweiligen
Motors. Hierzu sind Mittel zur Berechnung eines jeweils neuen
Abschaltdrehmoment-Werts auf der Basis dieses Faktors bei Er
fassung eines neuen Werts für das Normaldrehmoment vorgesehen.
Um zu verhindern, daß Störsignale oder ein kurzer Schlag oder
Vibrationen des vom Motor anzutreibenden Elements bereits zu
einer Abschaltung führen, sind Zählmittel zur Vorgabe einer
festlegbaren Anzahl von Überschreitungen des vorgegebenen Ab
schaltdrehmoment-Werts vorgesehen, wobei jede Überschreitung
zu einer Inkremetierung des Zahlenwerts der Zählmittel führt
und erst bei Erreichen des festlegbaren Zählerendstands die
Abschaltvorrichtung auslösbar ist. Die Zahl der vorgegebenen
Überschreitungen kann vorgegeben oder einstellbar sein. Diese
Zählmittel werden zweckmäßigerweise jeweils bei Unterschrei
tungen des vorgegebenen Abschaltdrehmoment-Werts auf einen
festlegbaren Ausgangszählerstand gesetzt bzw. rückgesetzt,
so daß keine Gefahr besteht, daß sich gelegentlich auf
tretende einzelne Überschreitungen summieren und dann zu einem
unerwünschten Abschalten führen.
Weiterhin hat sich eine Einschaltverzögerungseinrichtung zur
Verzögerung einer Drehmomentabschaltung während einer vorge
gebenen Einschaltzeit oder einer vorgegebenen Anzahl von
Meßzyklen nach dem Einschalten als günstig erwiesen, um zu
verhindern, daß durch Schwankungen während der Einschalt
phase oder durch den Einschaltdruck bereits eine Abschaltung
erfolgt.
Die Vergleichseinrichtung weist Mittel zum gleichzeitigen
oder aufeinanderfolgenden Überprüfen der Drehmomentabschalt-
Bedingungen bei Signalen beider Wicklungen auf, um die Unab
hängigkeit der Drehmomentabschaltung von der Drehrichtung
sicherzustellen.
In vorteilhafter Weise ist wenigstens die Vergleichseinrichtung
als Mikrorechner und die in ihm enthaltenen Mittel als Pro
grammabläufe ausgebildet. Hierdurch kann eine Vielzahl von
Funktionen, wie die Einschaltverzögerungseinrichtung, die Zähl
mittel zur Vorgabe der zulässigen Überschreitungen, sowie die
doppelte Vergleichseinrichtung für die beiden Drehrichtungen
in einfacher und kostengünstiger Weise durch einen sehr kleinen
Baustein realisiert werden.
Zur Vorgabe der Einstellwerte kann in diesem Falle ein ge
bräuchlicher Hexadezimalwert-Umschalter vorgesehen sein.
Zur Stromversorgung der elektronischen Schaltung und/oder
des Mikrorechners zur Drehmomentabschaltung ist zweckmäßiger
weise ein Netzteil vorgesehen, das von der Wechselspannung
wenigstens einer Wicklung des Kondensatormotors gespeist
wird, so daß eine externe Spannungsversorgung und entsprechende
Anschlußleitungen nicht benötigt werden. Hierzu werden in vor
teilhafter Weise die beiden Wicklungen über Kondensatoren mit
dem Eingang des Netzteils verbunden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er
läutert. Es zeigt
Fig. 1 ein Schaltbild des Ausführungsbeispiels einer Vor
richtung zur Drehmomentabschaltung,
Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Erläuterung der Bildung von
Signalen mit drehmomentabhängigen Signallängen,
Fig. 3 ein erstes Flußdiagramm zur Erläuterung der Bildung
von drehmomentabhängigen Zahlenwerten und
Fig. 4 ein zweites Flußdiagramm zur Erläuterung der Ver
gleichsvorgänge zur Bildung eines Abschaltsignals
im Mikrorechner.
Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Schaltbild besteht ein
Kondensatormotor 10 zum Antrieb eines Rolladens, Rollgitters,
Rolltors, Schwenktors, einer Markise, einer Jalousie oder der
gleichen aus zwei in Reihe geschalteten
Wicklungen 11, 12 für die beiden Drehrichtungen, die von einem
Kondensator 13 überbrückt sind. Ein Mittelanschluß 14 liegt
an Masse bzw. der N-Leitung einer Versorgungswechselspannung,
die wahlweise zwischen diesem Mittelanschluß 14 und einem der
beiden Endanschlüsse 15, 16 zur Realisierung der beiden Dreh
richtungen anlegbar ist. In der Darstellung ist der Anschluß
der Wechselspannung zwischen den Klemmen 14 und 15 angedeutet.
Die beiden Endanschlüsse 15, 16 sind über Kondensatoren 17,
18 mit dem Eingang eines Netzteils 19 zur Erzeugung der er
forderlichen Gleichspannungen verbunden. Auf diese Weise wird
das Netzteil 19 unabhängig von der Drehrichtung mit Wechsel
spannung versorgt. Für die dargestellte Schaltung erzeugt das
Netzteil 19 eine stabilisierte Spannung von 5 Volt, die ins
besondere für einen Mikrorechner 20, jedoch auch für die übrigen
elektronischen Baugruppen benötigt wird. Weiterhin wird eine
stabilisierte Referenzspannung Uref sowie eine Spannung von
24 Volt zur Betätigung eines Abschaltrelais 21 erzeugt.
Die Spannungswerte sind lediglich beispielhaft aufgeführt
und hängen von den jeweils eingesetzten Bauteilen und deren
Betriebsspannungen ab.
Der Endanschluß 15 ist über einen aus zwei Widerständen 22,
23 bestehenden ersten Spannungsteiler mit Masse verbunden.
Der Abgriff liegt am nicht invertierenden Eingang eines ersten
Komparators 24, dessen invertierender Eingang mit der Referenz
spannung Uref beaufschlagt ist. Parallel zum masseseitigen
Widerstand 23 des Spannungsteilers liegt eine Z-Diode 25 zur
Begrenzung der Eingangsspannung und zum Schutz des Komparator
eingangs sowie ein Kondensator 26 zur Störunterdrückung. Der
zweite Endanschluß 16 ist entsprechend mit einem aus den
Widerständen 27, 28 bestehenden zweiten Spannungsteiler, einem
zweiten Komparator 29, einer Z-Diode 30 und einem Kondensator
31 beschaltet, wobei diese Bauteile gleich dimensioniert sind
und beide Komparatoren 24 mit derselben Referenzspannung be
aufschlagt sind.
Die die Signalfolgen E1 und E2 aufweisenden Ausgänge der
Komparatoren 24, 29 sind mit Eingängen des Mikrorechners 20
verbunden, in dem in später noch beschriebener Weise ein Ver
gleich mit Einstellwerten für das Abschaltdrehmoment erfolgt,
welche als digitale Werte eines Hexadezimalwert-Umschalters 32
ebenfalls dem Mikrorechner 20 zugeführt werden.
Bei Überschreitung des eingestellten Abschaltdrehmoments
wird vom Mikrorechner 20 ein Ausgangssignal erzeugt, das
einem Schalttransistor 33 zugeführt wird und diesen durch
schaltet, so daß das in Reihe dazu geschaltete Abschaltrelais
21 betätigt wird und den Stromfluß zum Kondensatormotor 10
unterbricht. Hierzu wird der Schaltkontakt des Abschaltrelais
21 beispielsweise in die Zuleitung zum Mittelanschluß 14 bzw.
zum Mittelabgriff zwischen den Wicklungen 11, 12 geschaltet.
Parallel zum Abschaltrelais 21 ist eine Freilaufdiode 34 ge
schaltet.
Das in Fig. 2 dargestellte Signaldiagramm dient zur Erläute
rung der Bildung der Signale E1 und E2 mit drehmomentab
hängiger Signallänge. Wird bei einem Kondensatormotor eine
Wechselspannung an eine der Wicklungen 11, 12 angelegt, so
wird in der jeweils anderen Wicklung eine Spannung induziert,
die gegenüber der Versorgungsspannung phasenverschoben ist.
Bei wachsender Belastung des Motors, also bei steigendem Dreh
moment, sinkt die induzierte Spannung.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Versorgungs
wechselspannung an den Anschlüssen 14 und 15 anliegen, so daß
infolge des Spannungsteilers 22, 23 entsprechend verkleinerte
Halbwellen U1 am Komparator 24 anliegen, wo sie mit der
Referenzspannung Uref verglichen werden.
Jeweils beim Überschreiten der Referenzspannung werden Aus
gangssignale E1 gebildet, die eine konstante Pulsbreite auf
weisen, da auch die Wechselspannungssignale im wesentlichen
konstant sind. Die in der Wicklung 12 induzierte Spannung
wird durch den Spannungsteiler 27, 28 heruntergeteilt, so daß
entsprechend verkleinerte Halbwellen U2 am zweiten Kompara
tor 29 anliegen. In Fig. 2 liegt ein zeitlich sich ver
größerndes Drehmoment vor. Das heißt, die Spannungshalbwellen
U2 werden kleiner, so daß sich die Pulsbreiten TP der Aus
gangssignalfolge E2 drehmomentabhängig verkleinern.
Im Mikrorechner 20 wird nun ausgehend von diesen Signalen E2
ein drehmomentabhängiger Zahlenwert gebildet. Dies ist in
Fig. 3 näher erläutert. Nach dem Start der Meßwerterfassung
(MWE) wird zunächst ein Meßwertzähler Zm auf den Wert Null
gesetzt (Schritt 40). Dann wird zur Prüfung, ob im Augenblick
ein Signal E vorliegt oder nicht, ein Zähler Z10 bzw. ein
entsprechender Zählvorgang (Schritt 41) gestartet. Dieser
Zählvorgang soll maximal 10 ms dauern. Im nachfolgenden Schritt
42 wird daher geprüft, ob die 10 ms bereits abgelaufen sind.
Da dies zunächst nicht der Fall ist, wird im darauffolgenden
Schritt 43 geprüft, ob ein Signal E am Eingang des Mikrorechners
20 anliegt. Ist dies der Fall, so liegt ein Zeitpunkt t2 (ge
mäß Fig. 2) vor, und da das Signal E nicht den Wert Null auf
weist wird die Schleife 42, 43 bis zum Signalende dieses Sig
nals durchlaufen, wobei dann das Signal E zu Null wird.
Da das Signal E maximal eine halbe Periode dauern kann, darf
der Durchgang niemals 10 ms überschreiten, da sonst ein Fehler
vorliegt. In diesem Falle erfolgt ein Übergang vom Schritt 42
zum Schritt 44, indem der Meßwertzähler Zm auf den Wert Null
gesetzt wird. Dies würde einem extrem großen Drehmoment ent
sprechen, wodurch sofort eine Abschaltung erfolgen würde, wie
später noch genauer erläutert wird.
Am Signalende des Signals E erfolgt unter korrekten Betriebs
bedingungen ein Übergang vom Schritt 43 zum Schritt 45, indem
ein Zähler Z20 bzw. ein entsprechender zweiter Zählvorgang
gestartet wird, der maximal 20 ms ablaufen darf, da der hier
zu erfassende Signalabstand zwischen zwei Signalen E maximal
eine ganze Periode dauern kann. Im Schritt 46 wird der Ablauf
der 20 ms geprüft und im darauffolgenden Schritt 47 wird der
Beginn des folgenden Signals E überwacht, wobei bis zu diesem
Zeitpunkt die Schleife 46, 47 durchlaufen ist. Auch hier er
folgt wiederum ein Übergang zum Schritt 44 und zur Abschaltung,
falls die 20 ms überschritten werden.
Befindet man sich zu Beginn der Meßwerterfassung außerhalb
eines Signals E, so wird die erste Schleife 42, 43 nicht durch
laufen und es erfolgt ein direkter Übergang vom Schritt 43 zur
zweiten Schleife 46, 47, so daß in beiden Fällen zu Beginn
eines neuen Signals E der Zähler Z10 im Schritt 48 zu Beginn
eines Signals E gestartet wird.
Die darauffolgenden Schritte 49 bis 51 bilden wiederum eine
der Schleife 42, 43 im wesentlichen entsprechende Schleife,
wobei nunmehr bei jedem Schleifendurchlauf im Schritt 50 der
Meßwertzähler Zm um den Wert 1 inkrementiert wird. Dieser
Schleifendurchgang dauert solange, bis das Signal E beendet
und die Bedingung (E = 0) im Schritt 51 erfüllt ist. Im Meß
wertzähler 50 liegt dann ein Zahlenwert vor, der proportional
zur Pulsdauer Tp des Signals E liegt. Auch bei der dritten
Schleife wird wiederum im Schritt 49 überwacht, ob die Zeit
10 ms überschritten wird, was bei ordnungsgemäßem Ablauf
nicht der Fall sein kann.
Der Prüfablauf im Mikrorechner 20 zur Überwachung des Dreh
moments und bei Überschreitung desselben zur Abschaltung des
Kondensatormotors 10 ist in Fig. 4 dargestellt. Zunächst er
folgt eine Start- und Initialisierungsphase 52. In dieser
wird ein Vorlaufzähler Zv auf einen festlegbaren Zahlenwert
gesetzt, der eine Einschaltphase von beispielsweise 1 bis 2
Sekunden definiert, während der noch keine Abschaltung des
Kondensatormotors 10 möglich ist. Dannach erfolgt eine Meß
werterfassung 53 gemäß Fig. 3 für die Ausgangssignalfolge E1
des Komparators 24. Nun wird im Schritt 54 geprüft, ob die
Einschaltphase beendet ist, also ob der Vorlaufzähler Zv auf
den Wert Null zurückgezählt hat. Dies ist zunächst nicht der
Fall, so daß im darauffolgenden Schritt 55 eine Dekrementierung
dieses Zählers Zv um den Wert 1 erfolgt.
Diese Dekrementierung wird übersprungen, wenn der Zählerstand be
reits Null ist.
Nun erfolgt eine Überprüfung des aus einem Signal E1 ge
bildeten Meßwerts MW1 im Hinblick darauf, ob das höchst
zulässige Drehmoment überschritten ist. Hierzu erfolgt im
Schritt 56 ein Vergleich mit einem Referenzwert R1, der in der
Initalisierungsphase 52 auf einen niedrigen Wert gesetzt worden ist,
welcher einer starken Belastung des Motors entspricht, so daß der
Meßwert MW1 größer ist. Ebenso wird auch der Schwellwert S1 auf
den gleichen Wert wie der Referenzwert gesetzt. Dies ist notwendig,
damit ein von Start an mechanisch blockierter Motor auch nach der
Vorlaufzeit abschaltet. Im darauffolgenden Schritt 57 wird dieser
Referenzwert R1 auf den Wert des Meßwerts MW1 gesetzt. Dieser
Referenzwert ist somit ein Maß für das augenblicklich vorliegende
Drehmoment. Aus ihm wird nunmehr mittels des über den Hexadezimal
wert-Umschalter 32 angelegten Faktors im darauffolgenden Schritt 58
der Schwellwert S1 für das vorgegebene höchstzulässige Drehmoment
berechnet. Wenn der eingestellte Faktor beispielsweise 1,3 ist, so
bedeutet dies, daß das augenblicklich und durchschnittlich vor
liegende Drehmoment maximal um 30% überschritten werden darf, sonst
wird der Kondensatormotor 10 abgeschaltet. Das sich der Referenzwert
R1 immer auf den höchsten Meßwert MW1 einstellt so bedeutet dies
eine Einstellung des Referenzwerts R1 auf das kleinste auftretende
Drehmoment, das als Bezugsgröße für den eingestellten Faktor
genommen wird. Nach einigen Programmdurchläufen wird daher der Meß
wert MW1 stets kleiner als der Referenzwert R1 sein, so daß ein
Übergang vom Schritt 56 zum Schritt 59 erfolgt, in dem geprüft wird,
ob der Meßwert MW1 auch kleiner als der Schwellwert S1 ist.
In diesem Falle wäre das höchstzulässige Drehmoment über
schritten, und es erfolgt ein Übergang zum Schritt 60, der
einen möglichen Abschaltvorgang einleitet. Ist dagegen der
Meßwert MW1 nicht kleiner als der Schwellwert S1, so ist
der Prüfablauf für den Meßwert MW1 abgeschlossen und der
Prüfablauf für den Meßwert MW2 wird eingeleitet.
Hierzu erfolgt zunächst in einer Meßwerterfassung 61 die
Bildung des Meßwerts MW2 aus den Signalen E2 am Ausgang des
Komparators 29 gemäß der in Fig. 3 beschriebenen Meßwerter
fassung. Dabei entspricht der folgende Prüfablauf für den
Meßwert MW2 mit den Schritten 61 bis 67 dem Prüfablauf für
den Meßwert MW1 mit den Schritten 53 bis 59, so daß eine
nochmalige Beschreibung nicht erfolderlich ist.
Am Ende des zweiten Prüfablaufs wird dann im Schritt 68 ein
Fehlerzähler F auf den Wert 4 gesetzt. Dies bedeutet, daß erst
nach 4maliger aufeinanderfolgender Überschreitung des höchst
zulässigen Drehmoments eine Abschaltung des Kondensatormotors
erfolgt, wie noch erläutert wird. Dieser Wert 4 kann selbst
verständlich je nach Wunsch beliebig gewählt werden, je nach
dem ob eine schnellere oder weniger schnellere Abschaltung
gewünscht wird. Anschließend erfolgt wieder ein Übergang zur
Meßwerterfassung 53 des Meßwerts MW1.
Tritt keine Drehmomentüberschreitung auf, wird also weder
der Schwellwert S1 noch der Schwellwert S2 von den Meß
werten MW1 und MW2 unterschritten, so durchläuft das
Programm zyklisch die Schritte 53 bis 58, 61 bis 66 sowie
68. Wird dagegen im Schritt 59 oder im Schritt 67 eine Dreh
momentüberschreitung erkannt, so erfolgt ein Übergang zum
Schritt 60, in dem geprüft wird, ob die Einschaltphase abge
schlossen ist, also ob der Vorlaufzähler Zv den Wert Null
aufweist. Wenn dies noch nicht der Fall ist, so wird die Dreh
momentüberschreitung nicht beachtet, und es erfolgt ein
Übergang zur Meßwerterfassung 53. Liegt dagegen ein Zähler
stand Null vor, so erfolgt ein Übergang zum Schritt 69, in
dem der Zählerstand des Fehlerzählers F überprüft wird. Weist
dieser nicht den Wert Null auf, so erfolgt im Schritt 70 eine
Dekrementierung dieses Fehlerzählers F um den Wert 1. Da der
Fehlerzähler F zunächst den Wert 4 aufwies, müssen die Schritte
60, 69 viermal hintereinander durchlaufen werden, bis der
Fehlerzähler den Wert Null aufweist. Jeder Programmdurchlauf
ohne Überschreitung des Drehmomentgrenzwerts setzt diesen
Zähler F wieder auf den Wert 4. Ist nun der Zählerstand Null
des Fehlerzählers F erreicht, so erfolgt anschließend im
Schritt 71 die Ausgabe eines Abschaltsignals für das Abschalt
relais 21, was zu einem Abschalten des Kondensatormotors 10
führt. Der Schritt 71 mündet in einer Schleife 72, durch die
der Schritt 71 ständig durchlaufen wird, das heißt, der Kon
densatormotor 10 ist zur Sicherheit erst nach Abschaltung
der Betriebsspannung gegebenenfalls wieder einschaltbar.
In einfacheren Ausführungsbeispielen können zur Vereinfach
ung auch einzelne Schritte entfallen, beispielsweise die
Schritte 68 bis 70.
Durch die Überprüfung der Spannung beider Wicklungen 11, 12
über die Signale E1 und E2 ist die Vorrichtung zur Dreh
momentabschaltung unabhängig von der Drehrichtung. Dabei ist
es ohne Belang, daß eines der beiden Signale E1, E2 aus
der Versorgungsspannung für die erregte Spule abgeleitet ist
und daher eine im wesentlichen konstante Pulsbreite aufweist.
Ein solches Signal kann in jedem Falle nicht zu einer Abschal
tung führen, so daß jeweils nur das aus der induzierten Span
nung in der anderen Wicklung abgeleitete Signal gegebenen
falls für die Abschaltung maßgeblich ist.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann bei
spielsweise die Referenzspannung Uref an den invertierenden
Eingängen der Komparatoren 24, 29 auch durch eine Z-Diode ge
bildet werden, die an diesen Eingängen angeschlossen ist. In
diesem Falle kann ein entsprechender Ausgang am Netzteil 19
entfallen und die Versorgung erfolgt durch eine der übrigen
Spannungen.
Die beschriebenen Abläufe im Mikrorechner 20 können selbst
verständlich auch durch Zähler einer diskreten Schaltung
realisiert werden.
Ebenfalls ist es möglich, die über die Spannungsteiler 22, 23
bzw. 27, 28 abgegriffenen Meßspannungen direkt über einen Ana
log-Digital-Wandler dem Mikrorechner 20 zuzuführen, der dann
auch die Funktionen der Komparatoren 24, 29 in digitaler Form
beinhaltet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für alle Elektromotoren
anwendbar, die zwei Wicklungen für die beiden entgegengesetzten
Drehrichtungen aufweisen. Dabei kann diese Vorrichtung direkt
am Motor angebracht sein oder auch beispielsweise als kompaktes,
in der Form angepaßtes Bauteil in den Einbaudosen für Schalter
einer elektrischen Installation.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Drehmomentabschaltung eines Kondensator
motors, insbesondere für Rolladen-, Markisen-, Jalousien- oder
Schwenktormotoren, mit Mitteln zur Bildung von Signalen, deren
Amplitude und/oder Signallänge vom Drehmoment abhängig ist, wobei
bei Überschreitung eines einstellbaren Abschaltdrehmomentes
eine den Kondensatormotor abschaltende Abschalteinrichtung auf
diesen einwirkt, wobei die symmetrisch aufgebauten Wicklungen
des Kondensatormotors drehrichtungsabhängig in Haupt- und Hilfs
phase aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensa
tor (13) die Wicklungen (11, 12) ständig überbrückt und die in
der nicht erregten Wicklung (11 bzw. 12), also der Hilfsphase,
induzierte Spannung zur Bildung der drehmomentabhängigen Signale
zeitgleich mit der Erregung der anderen Wicklung vorgesehen ist,
und daß eine diese Signale (E1 bzw. E2) oder entsprechende di
gitale Werte mit einem über einen Einstellwert vorgebbaren Ab
schaltdrehmoment-Wert vergleichende Vergleichseinrichtung (20)
vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel (24, 29) wenigstens einen Komparator aufweisen, an
dessen Eingängen wenigstens die Halbwellen (U1 bzw. U2)
einer Polarität der Spannung an der nicht erregten Wicklung
(11 bzw. 12) sowie eine Referenzspannung (Uref) angelegt
sind und an dessen Ausgang die Folge von Signalen (E1 bzw.
E2) erzeugt wird, deren Signallängen vom Drehmoment abhän
gen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
beide Wicklungen (11, 12) mit Komparatoren (24, 25) ver
bunden sind, wobei am jeweils mit der erregten Wicklung verbun
denen Komparator ebenfalls wenigstens die Halbwellen einer
Polarität der Spannung an dieser Wicklung sowie die Refe
renzspannung (Uref) angelegt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichseinrichtung (20) zur Umwandlung der dreh
momentabhängigen Signale (E1, E2) in digitale Werte (MW1,
MW2) jeweils am Signalbeginn dieser Signale startende und
Prüfschleifen zur Überprüfung des Vorliegens dieser Signale
bis zum Signalende zählende Zählmittel (Zm) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Einstellwert für die Vergleichsein
richtung (20) ein Faktor ist, der auf das Normaldrehmoment
(R1, R2) bezogen das Abschaltdrehmoment (S1, S2) ergibt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel zur Erfassung des Normaldrehmoments (R1, R2) vor
gesehen sind, wobei jeweils das dem geringsten Drehmoment
entsprechende erfaßte Signal oder der entsprechende digitale
Wert (MW1, MW2) einen neuen Wert für das Normaldrehmoment
(R1, R2) vorgibt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel zur Berechnung eines jeweils neuen Abschaltdreh
moment-Wertes (S1, S2) bei Erfassung eines neuen Wertes
(R1, R2) für das Normaldrehmoment vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß Zählmittel (F) zur Vorgabe einer fest
legbaren Anzahl von Überschreitungen des vorgegebenen Ab
schaltdrehmoment-Wertes (S1, S2) vorgesehen sind, wobei
jede Überschreitung zur Inkrementierung (Schritt 70) des
Zahlenwertes der Zählmittel (F) führt und erst bei Erreichen
des festlegbaren Zählerendstandes (F = 0) die Abschaltein
richtung (21) auslösbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zählmittel (F) jeweils bei Unterschreitungen des vorgegebe
nen Abschaltdrehmoment-Wertes (S1, S2) auf einen festleg
baren Ausgangszählerstand (Schritt 68) setzbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einschaltverzögerungseinrichtung
(54, 55, 60) zur Verzögerung einer Drehmomentabschaltung
während einer vorgebbaren Einschaltzeit oder einer vorgeb
baren Anzahl von Meßzyklen nach dem Einschalten vorgesehen
ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens die Vergleichseinrichtung
(20) als Mikrorechner und die in ihr enthaltenen Mittel als
Programmabläufe ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Vorgabe des Einstellwertes ein Hexadezimalwert-Umschal
ter (32) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung der elektronischen
Schaltung und/oder des Mikrorechners (20) zur Drehmomentab
schaltung ein Netzteil (19) vorgesehen ist, das von der
Wechselspannung der Wicklungen (11, 12) des Kondensator
motors (10) gespeist wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Wicklungen (11, 12) über Kondensatoren (17, 18)
mit dem Eingang des Netzteils (19) verbunden sind.
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