NL7908245A

NL7908245A - Inrichting voor het gepulseerd bekrachtigen van een elektromotor.

Info

Publication number: NL7908245A
Application number: NL7908245A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1979-11-12
Filing date: 1979-11-12
Publication date: 1981-06-01
Also published as: GB2063593A; ES496697A0; CA1161108A; ES8202995A1; DE3042371A1; US4769582A; JPH0121716B2; JPS5683299A; DE3042371C2; IT8025842A0; FR2469819A1; FR2469819B1; IT1193989B; DK474380A; GB2063593B

Description

<*- ·· ƒ PHN 9621 1 N.V. Philips' G1 o e i 1 amp enf abri eken te Eindhoven.

"Inrichting voor het gepulseerd bekrachtigen van een elektromotor" .

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het gepulseerd bekrachtigen van een elektromotor.

Een dergelijke inrichting is bekend uit de ter visie gelegde Nederlandse octrooiaanvrage no. 71·09·226.

5 (PHN 5718). In Figuur 1 van genoemde octrooiaanvrage -wordt een elektromotor getoond waarvoor de bekrachtiging wordt verkregen door het toevoeren van een voedingsspanning in de vorm van een wisselspanning aan een serieschakeling van de motor en genoemde inrichting welke is uitgevoerd als een 10 thyristor. Door het op een bepaald tijdstip tijdens telkens de positieve periode van de voedingsspanning toevoeren van een triggerpuls aan de stuuringang van de thyristor wordt deze geleidend. Het bekrachtigingssignaal zal op dit tijdstip in een zeer korte tijd de waarde van de voedingsspan-15 ning aanemen en gelijkblijven aan de voedingsspanning tot dat bij de eerstvolgende nuldoorgang van de» voedingsspanning dfe thyristor dooft. De bekrachtiging van de motor verloopt gepulseerd waarbij de bekrachtigingspulsen een steile voorflank hebben en een geleidelijk naar nul verlopende 20 achterflank hebben.

Het zij hier vermeld dat de uitvinding niet beperkt is tot pulsen zoals hiervoor vermeld doch evenzeer van toepassing is op bekrachtigingspulsen die een geleidelijk verlopende voorflank en een steile achterflank, of 25 zowel een steile voor- als achterflank hebben.

Het blijkt vaak dat apparaten welke zijn voorzien van een op een dergelijke wijze bekrachtigde elektromotor enerzijds onderhevig zijn aan sterke trillingen, hetgeen schadelijk is voor de levensduur, anderzijds lawaai van een hoog niveau 30 produceren, hetgeen uiteraard zeer hinderlijk is voor de gebruiker.

De uitvinding beoogt een inrichting te geven waardoor het trillings- en het lawaainiveau drastisch kan 7908245 1 * PHN 9621 2 worden verlaagd. De inrichting volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat de bekrachtiging, tijdens tenminste een flank van iedere bekrachtigingspuls, in hoofdzaak trapvormig verloopt, waarbij rond een eerste tijdstip 5 het signaal vanuit een eerste niveau hoofdzakelijk stapvor-mig verloopt naar een tweede niveau en waarbij rond een tweede tijdstip het signaal hoofdzakelijk stapvormig verloopt naar een derde niveau, waarbij het tweede niveau tussen het eerste en het derde niveau ligt en waarbij de tijds-10 duur tussen het eerste en het tweede tijdstip zodanig gekozen kan worden dat de responsie van een, door bekrachtiging van de motor opwekbare mechanische resonantietrilling kan worden verminderd.

De uitvinding berust op het inzicht dat het ge-15 produceerde lawaai een gevolg is van de akoestische afstraling van mechanische trillingen van konstrukties, welke mechanische trillingen worden geexciteerd door de steile flanken van de bekrachtigingspulsen van het bekrachtigings-signaal voor de motor. In het bijzonder indien een konstruk-20 tie in een mechanische resonantietrilling geraakt, de- tril-lingsuitwijkingen zijn dan zeer groot, wordt een zeer hoog lawaainiveau verkregen. Vooral bij steile flanken in de bekrachtigingspulsen, welke flanken een breed frekwentiespek-trum vertegenwoordigen, is de kans van het exciteren van 25 een of meer mechanische resonantietrillingen zeer groot.

Door de inrichting volgens de uitvinding kan de responsie van tenminste één van die resonantietrillingen verlaagd worden.

Tengevolge van het op het eerste tijdstip van het eerste 30 niveau naar het tweede niveau stapvormig verlopend bekrach-tigingssignaal zal een mechanische resonantietrilling worden geexciteerd. Daar nu op het tweede tijdstip, waarbij de tijdsduur tussen het eerste en het tweede tijdstip overeenkomt met de halve periodeduur van de mechanische resonantie-35 trilling, het bekrachtigingssignaal stapvormig naar het derde niveau verloopt wordt een tweede gedempte resonantietrilling met dezelfde frekwentie doch tegengestelde fase geexciteerd. Door een juiste keus van de ver- 7908245

* X

PHN 9621 3 houding van de bekrachtigingsstappen doven de twee geexci-teerde resonantietrillingen elkaar na het tweede tijdstip nagenoeg uit. Dit geeft aanleiding tot zowel een aanzienlijke verlaging van het trillingsniveau als een aanzienlij-5 ke verlaging van het geproduceerde lawaai.

Een voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding waarbij iedere bekrachtigingspuls een steile voorflank heeft, heeft het kenmerk dat de bekrachtiging, tijdens tenminste een achterflank van iedere bekrachtigings-10 puls, in hoofdzaak trapvormig verloopt, waarbij rond een derde tijdstip het signaal vanuit een vierde niveau hoofdzakelijk stapvormig verloopt naar een vijfde niveau, en waarbij rond een vierde tijdstip het signaal hoofdzakelijk stapvormig verloopt naar een zesde niveau waarbij het vijf-15 de niveau tussen het vierde en het zesde ligt. Het voordeel hiervan is dat het tweede en het vijfde niveau ongelijk gekozen kunnen worden hetgeen in de praktijk vaak wenselijk zal zijn indien men de uitvinding toepast op pulsen met zowel een steile voor- als een steile achterflank.

20 In een verdere voorkeursuitvoering heeft de in richting volgens de uitvinding het kenmerk dat het tijdsverloop tussen het derde en het vierde tijdstip tenminste ongeveer gelijk is aan genoemd tijdsverloop tussen het eerste en het tweede tijdstip. Zowel de voor- als de achter-25 flanken worden door de twee voorkeursuitvoeringen van de inrichting volgens de uitvinding in trapvormige kurves omgezet zodat de excitatie van resonantietrillingen ten gunste van de beide flanken wordt verminderd.

Een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting vol-30 gens de uitvinding, waarbij de bekrachtigingspuls tenminste een steile voorflank heeft, heeft als kenmerk dat de inrichting is voorzien van eerste schakelmiddelen, tweede schakelmiddelen en een uitgang, waarbij op het eerste tijdstip de eerste schakelmiddelen worden geschakeld waardoor 35 aan de uitgang het signaal vanuit het eerste niveau naar het tweede niveau overgaat, en op het tweede tijdstip de tweede schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het derde niveau overgaat.

7908245 + * PHN 9621 4

Deze uitvoeringsvorm kan nader gekenmerkt worden doordat de tweede schakelmiddelen een parallelschakeling van een weerstand en een schakelaar omvatten, waarbij de schakelaar vóór het tweede tijdstip in een geopende stand staat en de g schakelaar op het tweede tijdstip wordt gesloten zodat de weerstand wordt kortgesloten. Op deze wijze kan met behulp van een simpele schakeling het beoogde effekt worden bereikt. Door het inschakelen van de eerste schakelmiddelen ontstaat een spanning over de weerstand en een aan de uitgang van de ΙΟ inrichting aangesloten elektromotor. Een gedeelte daarvan staat over de motor en levert de eerste bekrachtigingsstap. Over de weerstand staat de rest van de voedingsspanning. Het kortsluiten van de weerstand levert de tweede bekrachtigingsstap.

Een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding waarbij de bekrachtigingspuls tenminste een steile achterflank heeft, heeft als kenmerk dat de inrichting is voorzien van eerste schakelmiddelen, tweede schakelmiddelen en een uitgang waarbij op het eerste tijdstip de 20 tweede schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal vanuit het eerste niveau naar het tweede niveau overgaat, en op het tweede tijdstip de eerste schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het derde niveau overgaat. Deze uitvoeringsvorm 25 kan nader gekenmerkt worden doordat de tweede schakelmiddelen een parallelschakeling van een weerstand en een schakelaar omvatten, waarbij de schakelaar voor het eerste tijdstip in een gesloten stand staat zodat de weerstand is kortgesloten, en de schakelaar op het eerste tijdstip wordt geopend.

3Q Op deze wijze kan met behulp van een simpele schake ling het beoogde effekt worden bereikt. Daar de schakeling bovendien identiek is aan die van de voorkeursuitvoering van voornoemde eerste uitvoeringsvorm heeft men hiermee een schakeling die zowel voor de bewerking van pulsen met een 35 voorflank als voor pulsen met enkel een achterflank bruikbaar is. Door het openen van de schakelaar komt een gedeelte van de spanning die vóór het openen enkel over de motor stond, o- ver de weerstand te staan waardoor een bekrachtigingsstap voor de motor ontstaat van het eerste naar het tweede niveau.

79 0 824.5 * PHN 9621 5

Door het uitschakelen van de eerste schakelmidde-len ontstaat de tweede bekrachtigingsstap.

In een verdere voorkeursuitvoering van zowel de eerste als de tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de 5 uitvinding zijn parallel aan de weerstand een serieschake-ling van een tweede weerstand en een kondensator aangebracht, waarbij het tijdsverschil tussen het eerste en het tweede tijdstip wordt bepaald door de RC-tijd van genoemde tweede weerstand en de kondensator.

10 Een mogelijke uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding voor het omvormen van een steile voorflank, heeft als kenmerk dat de eerste schakelmiddelen een thyristor omvatten, dat de eerste schakelmiddelen in serie met de tweede schakelmiddelen zijn aangebracht, dat de 15 tweede schakelmiddelen een parallelschakeling van een weerstand en een tweede thyristor omvatten, dat parallel daaraan een serieschakeling van een tweede weerstand en een kondensator is aangebracht en eveneens parallel daaraan een serieschakeling van een derde weerstand en een vierde 20 weerstand, welke tweede, derde en vierde weerstand met de kondensator een brugschakeling vormen, waarbij de verbindingspunten tussen de tweede weerstand en de kondensator en tussen de derde en de vierde weerstand ieder zijn doorverbonden met een ingang van een tetrodethyristor waarvan 25 de uitgang is verbonden met de stuuringang van de tweede thyristor. Deze uitvoeringsvorm heeft het voordeel dat deze inrichting direkt in plaats van de bekende inrichting uit de ter visie gelegde Nederlandse octrooiaanvrage no 71·09.226 kan worden toegepast voor het bekrachtigen 30 van elektromotoren zoals bijv. bij wasmachines.

Een voorkeursuitvoering van de laatstgenoemde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, vertoont het kenmerk dat parallel aan de serieschakeling van de tweede weerstand en de kondensator een spanningsstabiliserend 35 element is geschakeld.

Als spanningsstabiliserend element zou, in een verdere voorkeursuitvoering, gebruikt kunnen worden gemaakt van een zenerdiode. Hierdoor krijgt men het voordeel dat het 7908245 * * PHN 9621 6 tijdsverschil tussen het eerste en het tweede tijdstip vast, dat wil zeggen onafhankelijk van de belasting van de elektromotor is.

Een derde uitvoeringsvorm van de inrichting vol-5 gens de uitvinding, waarbij de bekrachtigingspuls zowel een steile voor- als achterflank heeft, heeft als kenmerk dat de inrichting is voorzien van eerste, tweede en derde schakelmiddelen en een uitgang, waarbij op het eerste tijdstip de eerste schakelmiddelen worden ingeschakeld, waar-10 door aan de uitgang het signaal vanuit het eerste niveau naar het tweede niveau overgaat, en op het tweede tijdstip de tweede schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het derde niveau overgaat, waarbij op het derde tijdstip de derde schakelmiddelen worden ge-15 schakeld waardoor aan de uitgang het signaal vanuit het vierde niveau naar het vijfde niveau overgaat en op het vierde tijdstip de eerste schakelmiddelen worden uitgeschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het zesde niveau overgaat.

20 Op deze wijze kan men met behulp van een simpele schakeling de tussenniveau's verkrijgen. Aannemende dat de voedingsspanning een gelijkspanning is, dan zullen derde en vierde niveau aan elkaar gelijk zijn en eveneens het eerste en het zesde niveau. De tussenniveau's, zijnde het tweede en het 25 vijfde niveau zijn echter niet gelijk, aangezien bij voorkeur de verhouding van het verschil tussen het tweede en het eerste niveau tot het verschil tussen het derde en het tweede niveau gelijk dient te zijn aan de verhouding van het verschil tussen het vierde en het vijfde niveau tot 30 het verschil tussen het vijfde en het zesde niveau. Daar de verschillen tussen het tweede en het eerste, en tussen het derde en het tweede niveau meestal niet gelijk zijn, zullen het tweede en het vijfde niveau eveneens niet gelijk zijn.

35 Een voorkeursuitvoering van de derde uitvoerings vorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat de tweede schakelmiddelen een parallelschakeling van een eerste weerstand en een eerste schakelaar vormen» 7908245 » PHH 962.1 7 de derde schakelmiddelen een parallelschakeling van een tweede weerstand en een tweede schakelaar vormen, dat vóór het eerste tijdstip de eerste schakelaar is geopend en de tweede is gesloten, dat op het tweede tijdstip de eerste 5 schakelaar wordt gesloten en dat op het derde tijdstip de tweede schakelaar wordt geopend.

Een verdere voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding, waarbij de tweede schakelmiddelen bestaan uit een parallelschakeling van een eerste weerstand en een 10 tweede schakelaar heeft als kenmerk dat de inrichting is verbonden met een elektromotor voor de bekrachtiging van een wasmachine, waarbij een extra weerstand in serie met de elektromotor is aangebracht, welke extra weerstand dienst doet als verwarmingselement voor de wasmachine.

15 Deze voorkeursuitvoering heeft het voordeel dat deze onafhankelijk is van het toerental en van de belasting van de elektromotor. Dit houdt in dat, onafhankelijk van het toerental of de belasting van de elektromotor tijdens het wassen,dus met de extra weerstand voor de verwarming van het 20 waswater ingeschakeld, de verhouding van het verschil tussen het tweede en het eerste niveau en het verschil tussen het derde en het tweede niveau nagenoeg konstant blijft ten gevolge van het feit dat deze verhouding hoofdzakelijk bepaald wordt door de verhouding van de weerstandswaarde 25 van de extra weerstand tot die van de eerste weerstand.

Een vierde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat ter vermindering van de responsie van iedere opwekbare mechanische resonantietrilling met hogere frekwentie elke stap van elk 30 reeds trapvörmig verlopend bekrachtigingssignaal in zich in hoofdzaak weer trapvörmig verloopt.

Het kan mogelijk zijn dat, na het volgens een der voorgaande uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding verminderen van de belangrijkste resonantie-35 trilling, het lawaainiveau nog te hoog is. Dit kan zijn oorzaak hebben in de aanwezigheid van bijvoorbeeld een tweede resonantietrilling met hogere frekwentie en een lagere responsieamplitude.

7908245 ψ · ΡΗΝ 9621 8

Voor het verlagen van die resonantietrilling kan nu.voor elke flank dezelfde methode worden toegepast zoals hiervoor beschreven.

Een verder uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat deze is gekoppeld aan een motor 5 voor de bekrachtiging ervan, waarbij het tijdsverloop tussen de tijdstippen zodanig gekozen kan worden dat de responsie van tenminste een, door bekrachtiging van de motor, opwekbare mechanische resonantietrilling van de motor kan worden verminderd. Op deze wijze kunnen de mechanische resonantietril-10 lingen van het motorhuis worden verminderd.

Een verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat deze is gekoppeld aan een motor voor de bekrachtiging ervan, waarbij de inrichting en de motor in een apparaat zijn ingebouwd, waarbij het tijdsverloop 15 tussen de tijdstippen zodanig gekozen kan worden dat de responsie van tenminste een, door bekrachtiging van de motor, opwekbare mechanische resonantietrilling van het apparaat kan worden verminderd. Via de bevestigingspunten van de motor aan het aan te drijven apparaat kunnen de excitatiekrachten op 2t*het apparaat worden overgebracht waardoor resonantietrillingen van het apparaat kunnen worden geexciteerd. Door de tijdsduur tussen de tijdstippen af te stemmen op de halve periodeduur van een dergelijke resonantietrilling kan de amplitude ervan worden verminderd.

25 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening waarbij in fig. 1 de bekende inrichting is weergegeven en in fig, 2 het bekrachtigingssignaal als funktie van de tijd dat door de bekende inrichting aan een aan de inrichting aan te ^sluiten elektromotor wordt aangeboden, fig. 3 vertoont een eerste uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding bestaande uit eerste en tweede schakel-middelen.

fig. 4 vertoont in fig. 4b en d de uitgangssignalen van de ^tweede schakelmiddelen uit fig. 3 als funktie van de tijd tengevolge van de uitgangssignalen van de eerste schakelmiddelen uit fig. 3» welke laatste signalen zijn weergegeven 7908245 PHN 9621 9 in fig. 4a respectievelijk 4c.

fig. 5 vertoont een gedempt massa-veer systeem aan de hand waarvan het principe waarop de uitvinding berust zal worden uitgelegd.

5 fig. 6 vertoont een viertal tijdssignalen waarbij in fig.6b de responsie is weergegeven van het massa-veer systeem van" fig. 5 op een excitatie zoals weergegeven in fig. 6a, en waarbij in fig. 6d de responsie is weergegeven van het massa-veer systeem op een excitatie zoals weergegeven in 10 fig. 6c.

fig. 7 vertoont het bekrachtigingssignaal als funktie van de tijd van fig. 2 waarbij het idee van de uitvinding is toegepast op de flanken der pulsen.

fig. 8 vertoont een voorkeursuitvoering van de inrichting 15 volgens de uitvinding.

fi g. 9 vertoont een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

fig. 10 vertoont een derde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

20 fig. 11 vertoont in fig. 11b het idee van de uitvinding toegepast op een pulsvormige excitatie van fig. 11a. fig. 12 vertoont een vierde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding voor het verkrijgen van de puls-vormige excitatie volgens fig. 11b.

25 fig. 13 vertoont het effekt van het voor een tweede maal toepassen van het idee van de uitvinding op een reeds trap-vormig verlopende bekrachtigingspuls.

In fig. 1 wordt de bekende inrichting 1 getoont voor het bekrachtigen van de motor 2. De inrichting bestaat 30 uit een thyristor 3 die geleidend wordt door het toevoeren van een triggerpuls aan zijn stuuringang 4.

De voedingsspanning V in de vorm van een wisselspanning wordt via de klemmen 5-5 1 aan de inrichting toegevoerd.

Door het op een bepaald tijdstip tijdens de positieve 35 periode van de voedingsspanning toevoeren van de triggerpuls aan de stuuringang 4 van de thyristor 3 wordt deze geleidend waardoor het bekrachtigingssignaal voor de motor in een zeer korte tijd de momentane waarde van de voedings- 7908245 ΡΗΝ 9621 10 ψ ψ spanning aanneemt.

In fig. 2 wordt de amplitude A van het bekrachti-gingssignaal, verkregen met de bekende inrichting uit fig.l als funktie van de tijd weergegeven, welk bekrachtigings-5 signaal steile flanken vertoont op het tijdstip t1 en op tijdstippen een geheel aantal malen de periodetijd van de voedingsspanning later.

Apparaten, zoals bijvoorbeeld wasmachines, welke zijn voorzien van een op een dergelijke wijze bekrachtigde elektro-10 motor blijken vaak onderhevig te zijn aan sterke trillingen en lawaai van een hoog niveau te produceren.

Fig. 3 vertoont een eerste uitvoeringsvorm 13 van de inrichting volgens de uitvinding.

De inrichting is voorzien van eerste schakelmiddelen 6 en , 15 tweede schakelmiddelen 7> waarbij de eerste schakelmiddelen kunnen worden gevormd door een schakelaar 6 en waarbij de tweede schakelmiddelen worden gevormd door een parallelschakeling van een weerstand 8 en een schakelaar 9· Aan de klemmen 10 - 10' wordt de voedingsspanning aangeboden, 20 welke niet noodzakelijk een wisselspanning behoeft te zijn, doch evenzeer een gelijkspanning kan zijn. In het geval van een wisselspanning als voedingsspanning kunnen de schakelaars 6 en 9 eventueel gevormd worden doer thyristors.

In fig. 4a is het signaal aan de uitgang 11 van de eerste 25 schakelmiddelen 6 gegeven als funktie van de tijd en in fig. 4b het overeenkomstige signaal aan de uitgang 12 van de tweede schakelmiddelen 7·

Voor het tijdstip t^ zijn beide schakelaars 6 en 9 geopend. Op het tijdstip t^ wordt schakelaar 6 gesloten. Het uit-30 gangssignaal 11 neemt de waarde A^ aan en het uitgangssignaal 12 de waarde Ag, daar een gedeelte van de voedingsspanning over de weerstand 8 staat. Op het tijdstip tg wordt schakelaar 9 gesloten waardoor het uitgangssignaal 12 de waarde A^ aanneemt.

35 Er is hier verondersteld dat de aan de klemmen 10-101 aangesloten voedingsspanning een gelijkspanning is. Zou een wisselspanning als voedingsspanning gebruikt zijn dan zouden de amplitudes Ag en A^ uit fig. 4a en b niet konstant 7908245 V * PHN 9621 11 zijn geweest, doch langzame variaties, overeenkomende met de variaties van de voedingsspanning hebben vertoond. Principieel doet dit echter niets af* aan het idee van de uitvinding of* de uitvoeringsvorm van de inrichting zoals 5 weergegeven in f*ig. 3*

Als alternatief* kan door de inrichting van f*ig. 3 een af-vallende flank zoals weergegeven in fig. 4c worden omgezet in een trapvormige kromme zoals weergegeven in fig. 4d. Daartoe zijn voor het tijdstip t^ beide schakelaars 6.· en 10 9 gesloten. Op tijdstip t^ wordt schakelaar 9 geopend waardoor het uitgangssignaal 12 terugvalt naar een amplitude Ag. Op tijdstip tg wordt schakelaar '6 geopend waardoor beide uitgangssignalen 11 en 12 de waarde A^ aannemen.

De werking van de inrichting volgens de uitvinding is ge-15 baseerd op de volgende overwegingen.

Het geproduceerde lawaai is een gevolg van de akoestische afstraling van mechanische trillingen van konstrukties, welke mechanische trillingen worden geexciteerd door vooral de steile flanken in het bekrachtigingssignaal. Dit lawaai 20 kan nu op de wijze van de uitvinding worden gereduceerd hetgeen aan de hand van fig. 5 en 6 nader zal worden uitgelegd.

In fig. 5 is een gedempt massa-veer systeem weergegeven.

Massa 17 is via een veer 14 en een demper 15 op een funde-25 ring 16 bevestigd. Een kracht P uitgeoefend op massa 17 brengt de massa in beweging. In fig. 6b is de snelheid V van massa 17 als funktie van de tijd gegeven ten gevolge van een stapvormige kracht zoals weergegeven in fig. 6a. Tengevolge van de stapvormige kracht komt het massa-veer 30 systeem in zijn resonantietrilling welke afhankelijk van de grootte van de demper 15 al dan niet snel uitsterft.

Een overeenkomstig gedrag vertonen meer komplexe structuren, zoals een motor ingebouwd in een apparaat, welke een veelheid aan resonantietrillingen bezitten. Bij een stapvormige 35 excitatie zullen in principe een groot aantal resonantie-trillingen van de struktuur worden aangestoten, waarbij er een de meest overheersende is, d.w.z. de grootste trillings-responsie vertoont.

7908245 0 » PHN 9621 12

De bijdrage aan het lawaainiveau van deze meest overheersende trilling zal meestal ook het grootst zijn.

Men kan stellen dat er een nauw verband bestaat tussen de wijze van excitatie en de responsie van de geexciteerde 5 trillingen.

Door een andere excitatie als funktie van de tijd kan men nu de responsie der geexciteerde trillingen en het daarmee verband houdende lawaainiveau verlagen.

Fig. 6c en 6d illustreren het idee waarop de uitvinding be-10 rust, toegepast op het gedempte massa-veer systeem van fig. 5· Door de stapvormige excitatie weergegeven in fig.6a om te zetten in een trapvormige excitatie zoals weergegeven in fig. 6c, waarbij de kracht op het tijdstip t.^ stapvor-mig oploopt naar het niveau Fg en op het tijdstip stap-15 vormig oploopt naar het eindniveau F^ en waarbij de tijdsduur tussen de beide tijdstippen overeenkomt met de halve periodeduur van de resonantietrilling van het massa-veer systeem, zijnde t^-t^ uit fig. 6b, kan de geexciteerde trilling belangrijk worden verlaagd.

20 In fig. 6d is met 18 de responsie van het massa-veer systeem van fig. 5 op de stapvormige excitatie van F^ naar F^ ten tijde t.^ als funktie van de tijd gegeven, zie de getrokken lijn voor tijden tussen t^ en t^ en de streeplijn voor tijden groter dan t2< Met 19 is de responsie van het massa-25 veer systeem op de stapvormige excitatie van F^ naar F^ ten tijde t^ als funktie van de tijd gegeven, zie de tweede streeplijn voor tijden groter dan t^· Voor tijden groter dan t^ blijken de twee responsies 18 en 19 ten opzichte van elkaar in tegenfase te zijn. Bij een juiste keuze van 30 de verhouding van F^-F^ en F^-F^, en wel gelijk aan de verhouding V^ en V2 uit fig. 6b, waarbij V^ en V^ respektieve-lijk de maximale amplitude van de eerste en de tweede halve trillingsperiode voorstellen, heffen de twee snelheden elkaar precies op. De resulterende responsie van het massa-35 veer systeem van fig. 5 op de excitatie van fig. 6c wordt in fig. 6d weergegeven door de getrokken lijn 18 voor tijden tussen t^ en t^ en de getrokken lijn 20 voor tijden groter dan t„. Ten opzichte van de responsie uit fig» 6b is 7908245 PHN 9621 13 deze aanzienlijk verlaagd.

Fig. 7 vertoont schematisch het bekrachtigingssignaal dat zou ontstaan indien het idee van de uitvinding zou zijn toegepast op het bekrachtigingssignaal uit fig. 2 behorende g bij de bekende inrichting, waarbij ten opzichte van fig. 2 de stéile voorflanken zijn vervangen door getrapte flanken overeenkomstig fig. 6c.

Fig. 8 vertoont een voorkeursuitvoering van de inrichting 13 uit fig. 3 welke kan worden toegepast in plaats van de beid kende inrichting 1 uit fig. 1 voor het vormen van het be-krachtigingssignaal weergegeven in fig. 7· De eerste scha-kelmiddelen worden gevormd door de thyristor 21. De tweede schakelmiddelen worden gevormd door weerstand 8 en thyristor 22. Thyristor 22 komt overeen met schakelaar 9 uit : .1 15 fig. 3· Parallel aan weerstand 8 is een serieschakeling van een weerstand 33 en een spanningsstabiliserend element, bijvoorbeeld een zenerdiode 34 geschakeld. Bovendien is een serieschakeling van een weerstand 25 en konsensator 29 parallel aan zenerdiode 34 aangebracht. Eveneens parallel 20 aan zenerdiode 34 zijn twee seriegeschakelde weerstanden 26 en 27 geschakeld. De verbindingspunten 31 en 32 tussen de elementen in de beide paralleltakken zijn verbonden met de ingangen van een tetrodethyristor 30. De uitgang van tetrodethyristor 30 is verbonden met de stuuringang 24 van 25 thyristor 22. Voor het tijdstip t1 is de thyristor 21 gesperd. De kondensator 29 bevindt zich daardoor in ontladen toestand. Op tijdstip t^ krijgt thyristor 21 via zijn stuuringang 23 een stuurpuls waardoor deze geleidend wordt. Tengevolge van het opladen van kondensator 29 loopt de span-30 ning op het punt 31 langzaam op naar de waarde van de spanning welke over zenerdiode 34 staat. De RC-tijd van de serieschakeling van weerstand 25 en kondensator 29 bepaalt nu het moment t^ waarop de spanningen op de punten 31 en 32 gelijk aan elkaar worden. Op dit moment wordt tetrodethy-35 ristor 30 geleidend waardoor een stuurpuls aan de stuuringang 24 van thyristor 22 aangeboden wordt en deze geleidend wordt en de weerstand 8 wordt kortgesloten. De waarde van de weerstand 8 bepaalt samen met de impedantie van de 7908245 PHN 9621 14 elektromotor de ligging van het tussenniveau A^. Bij een bepaalde waarde van de weerstand 8 zal een maximale reduk-tie van de responsie van de meest overheersende resonantie-trilling worden verkregen. Deze schakeling heeft het voor-5 deel dat, doordat bepaald wordt door de konstante spanning die over zenerdiode 34 slaat, het tijdsverschil t^-t.^ onafhankelijk van de belasting wordt. Bovendien levert de schakeling, uitgaande van de aan de eerste schakelmiddelen toe te voeren stuurpuls, automatisch de stuurpuls voor het 10 schakelen van de tweede schakelmiddelen.

Fig. 9 vertoont een tweede uitvoeringsvorm van de inrichting welke in plaats van de inrichting 13 uit fig. 3'ge-bruikt zou kunnen worden. De eerste schakelmiddelen worden hier gevormd door schakelaar 35 en de tweede schakelmidde-15 len worden gevormd door een weerstand 36 en een schakelaar 37» waarbij schakelaar 37 parallel aan de serieschakeling van schalfelaar 35 en weerstand 36 is geschakeld. De werking van de inrichting is. gelijk aan die van de inrichting 13 uit fig. 3 waarbij schakelaar 35‘‘overeenkomt met schakelaar 20 6 uit fig. 3 en schakelaar 37 overeenkomt met schakelaar 9 uit fig. 3· De signalen op de punten 38 en 39 komen respek-tievelijk overeen met die van de punten 11 en 12 van fig. 3 en zijn weergegeven in fig. 4a en 4c voor het signaal op punt 38 en fig. 4b en 4d voor het signaal op punt 39· 25 Voornoemde inrichtingen uit de figuren 3» 8 en 9 hebben een extra voordeel indien zij worden toegepast voor het bekrachtigen van een elektromotor van een wasmachine. In een wasmachine is vaak in serie met de motor een extra weerstand geschakeld die dienst doet als verwarmingselement. Daar de 30 weerstandswaarde van deze extra weerstand meestal veel groter is dan die van de impedantie van de elektromotor wordt de verhouding van A^-A^ tot Α^,-Α^ hoofdzakelijk bepaald door de verhouding van de weerstandswaarde van weerstand 8 (in fig. 9 de weerstand 36) tot die van de extra 35 weerstand. Dit houdt in dat deze inrichtingen onafhankelijk van het toerental en van de belasting het tussenniveau altijd op de goede plaats /‘met de juiste verhouding) tussen het eerste en het derde niveau houden.

7908245 PHN 9621 15

Fig» 10 vertoont een derde uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding -waarbij van stroomsturing in plaats van spanningssturing voor motor 2 gebruikt wordt gemaakt. De inrichting 40 is voorzien van twee ingangen 4l 5 en 42 waarop twee stroombronnen 43 en 44 kunnen worden aangesloten. Via eerste schakelmiddelen 45, bijvoorbeeld bestaande uit een schakelaar kan ingang 4l worden verbonden met de uitgang 47 van de inrichting. Via tweede schakelmiddelen 46, bijvoorbeeld bestaande uit een schakelaar, 10 kan ingang 42 eveneens worden verbonden met de uitgang 47· Beide schakelaars 45 en 46 zijn in fig. 10 in de geopende stand weergegeven. Door het sluiten van de ene schakelaar 45 op het tijdstip t^ en het sluiten van de andere schakelaar 46 op het tijdstip tg wordt aan de uitgang 47 van de 15 inrichting dezelfde signaalvorm verkregen als in fig. 4b is weergegeven. Ook de afvallende trapvormige kurve van fig. 4d is met behulp van de inrichting van fig. 10 te verkrijgen. Voor het tijdstip t^ zijn daartoe beide schakelaars gesloten. Op het tijdstip t1 wordt schakelaar 46 ge-20 opend en op het tijdstip tg schakelaar 45.

De tot nu toe besproken uitvoeringsvormen van de inrichting volgens de uitvinding zijn, op die van fig. 10 na, niet bruikbaar voor het omvormen van bekrachtigingssignalen die zowel steile oplopende flanken als steile afvallende flan-25 ken hebben, zoals bijvoorbeeld in fig. 11a is weergegeven. Het idee van de uitvinding zoals weergegeven in fig. 6 toegepast op het signaal van fig. 11a levert een signaal op zoals weergegeven in fig. 11b waarbij de tussenniveau's Ag en Aj, in het algemeen niet dezelfde waarde zullen hebben.

30 Bij voorkeur zal de verhouding van Ag-A^ en A^-Ag ongeveer gelijk dienen te zijn aan de verhouding van A^-A^ en A^-A^. In het geval dat gebruik wordt gemaakt van een in de tijd variërend signaal als voeding voor de inrichting, dient te worden opgemerkt dat de niveau's in fig. 11 in de tijd 35 kunnen variëren. Dit zal vooral merkbaar zijn door het feit dat het niveau A^ ten tijde t^ een andere waarde (bijvoorbeeld A^) zal hebben dan ten tijde tg, en. het niveau A^ ten tijde t^ eveneens een andere waarde zal hebben (bijvoor- 7908245 PHN 9621 16 beeld Ag) . De verhouding van Α,,-Α^ en A^-A^ zal dan bij voorkeur gelijk dienen te zijn aan de verhouding A^-A^ en A_ —A,*· · 5 6.

Zoals hiervoor vermeld kan de inrichting uit fig. 10 wel ® gebruikt worden voor het omzetten van het signaal uit fig. 11a. Daartoe dienen voor het tijdstip t^ beide schakelaars 45 en 46 geopend zijn. Op het tijdstip t^ wordt bijvoorbeeld schakelaar 45 gesloten en op tijdstip t^ schakelaar 46. Op het tijdstip t^ wordt nu eerst schakelaar 45 geopend ^ en op tijdstip t^ schakelaar 46, waardoor aan voor- en achterzijde van de puls verschillende tussenniveau's ontstaan. Een verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, welke eveneens gebruikt kan worden voor het omzetten van het signaal uit fig. 11a in het signaal 15 van fig. 11b, is* weergegeven in fig. 12 en kan gebruikt worden in plaats van de inrichting 13 uit fig. 3 De inrichting bestaat uit eerste schakelmiddelen, bijvoorbeeld een schakelaar 48, tweede schakelmiddelen bestaande uit een parallelschakeling van een schakelaar 49 en een 20 weerstand 50 en derde schakelmiddelen bestaande uit een parallelschakeling van een schakelaar 51 en een weerstand 52. Voor het tijdstip t^ zijn schakelaar 48 en een der schakelaars 49 of 51> bijvoorbeeld schakelaar 49 geopend.

De andere schakelaar 51 is dan gesloten. Op tijdstip t^ 25 wordt schakelaar 48 gesloten en op tijdstip t^ schakelaar 49. Op tijdstip t^ wordt nu schakelaar 51 geopend en op tijdstip t^ schakelaar 48.

Het kan, na het toepassen van het idee van de uitvinding voor het verlagen van de responsie van de meest overheer-sende resonantietrilling, noodzakelijk zijn het idee van de uitvinding nogmaals toe te passen op de reeds trapvor-mige kromme van fig. 4b voor het verlagen van de responsie =· van een andere, nu overheersende, resonantietrilling, in het algemeen met een hogere frekwentie. Het resultaat-daarvan is weergegeven in fig. 13 vaar iedere stap ten tijde ^ respectievelijk t2 in de reeds trapvormig verlopende kurve weer wordt omgezet in een trapvormig verlopen 7908245 PHN 9621 17 de kurve door het invoeren van een tussenniveau A^ respek-tievelijk , waarbij de verhouding tussen A^-A^ en A^-A^ bij voorkeur ongeveer gelijk zal dienen te zijn aan de verhouding tussen A_-A„ en A0-A_.

5 10 15 20 25 30 35 7908245

Claims

1, Inrichting voor het gepulseerd bekrachtigen van een elektromotor, met het kenmerk, dat de bekrachtiging, tijdens tenminste een flank van iedere bekrachtigingspuls, in hoofdzaak trapvormig verloopt, waarbij rond een eerste 5 tijdstip het signaal vanuit een eerste niveau hoofdzakelijk stapvormig verloopt naar een tweede niveau en waarbij rond een tweede tijdstip het signaal hoofdzakelijk stapvormig verloopt naar een derde niveau, waarbij het tweede niveau tussen het eerste en het derde niveau ligt en waarbij de 10 tijdsduur tussen het eerste en het tweede tijdstip zodanig gekozen kan worden dat de responsie van een door bekrachtiging van de motor opwekbare mechanische resonantietrilling kan worden verminderd.

2, Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat de flank een voorflank is.

3, Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de bekrachtiging, tijdens tenminste een achterflank van iedere bekrachtigingspuls, in hoofdzaak trapvormig verloopt, waarbij rond een derde tijdstip het signaal 20 vanuit een vierde niveau hoofdzakelijk stapvormig verloopt naar een vijfde niveau, en waarbij rond een vierde tijdstip het signaal hoofdzakelijk stapvormig verloopt naar een zesde niveau waarbij het vijfde niveau tussen het vierde en het zesde ligt. 25 b. Inrichting volgens conclusie 3» met het kenmerk, dat het tijdsverloop tussen het derde en het vierde tijdstip tenminste ongeveer gelijk is aan genoemd tijdsverloop tussen het eerste en het tweede tijdstip.

5. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, 30 dat de inrichting is voorzien van eerste sehakelmiddelen, tweede sehakelmiddelen en een uitgang,- waarbij op het eerste tijdstip de eerste sehakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal vanuit het eerste niveau naar het tweede niveau overgaat, en op het tweede tijdstip 35 de tweede sehakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het derde niveau overgaat.

6. Inrichting volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat de tweede sehakelmiddelen een parallelschakeling van 7908245 PHN 9621 19 een weerstand en een schakelaar omvatten, waarbij de schakelaar vóór het tweede tijdstip in een geopende stand staat en de schakelaar op het tweede tijdstip wordt gesloten zodat de weerstand wordt kortgesloten.

7. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij genoemde flank een achterflank is, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van eerste schakelmiddelen, tweede schakel-middelen en een uitgang waarbij op het eerste tijdstip de tweede schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de 10 uitgang het signaal vanuit het eerste niveau naar het tweede niveau overgaat, en op het tweede tijdstip de eerste schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het derde niveau overgaat.

8. Inrichting volgens conclusie 7» met het kenmerk, 15 dat de tweede schakelmiddelen een parallelschakeling van een weerstand en een schakelaar omvatten, waarbij de schakelaar voor het eerste tijdstip in een gesloten stand staat zodat de weerstand is kortgesloten, en de schakelaar op het eerste tijdstip wordt geopend. 20 9· Inrichting volgens conclusie 6 of 8, met het kenmerk, dat parallel aan de weerstand een serieschakeling van een tweede weerstand en een kondensator is aangebracht, waarbij het tijdsverschil tussen het eerste en het tweéde tijdstip wordt bepaald door de RC-tijd van genoemde tweede 25 weerstand en de kondensator.

10. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de eerste schakelmiddelen een thyristor omvatten, dat de eerste schakelmiddelen in serie met de tweede schakelmiddelen zijn aangebracht, dat de tweede schakelmiddelen 30 een parallelschakeling van een weerstand en een tweede thyristor omvatten, dat parallel daaraan een serieschakeling van een tweede weerstand en een kondensator is aangebracht en eveneens parallel daaraan een serieschakeling van een derde weerstand en een vierde weerstand, welke tweede, der-35 de en vierde weerstand met de kondensator een brugschake-ling vormen, waarbij de verbindingspunten tussen de tweede weerstand en de kondensator en tussen de derde en de vierde weerstand ieder zijn doorverbonden met een ingang van een 7908245 PHN 9621 20 tetrodethyristor waarvan de uitgang is verbonden met de stuuringang van de tweede thyristor.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat parallel aan de serieschakeling van de tweede 5 weerstand en de kondensator een spanningsstabiliserend element is geschakeld.

12. Inrichting volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het spanningsstabiliserend element een zenerdiode omvat. 10 13· Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van eerste, tweede en derde schakelmiddelen en een uitgang, waarbij op het eerste tijdstip de eerste schakelmiddelen worden ingeschakeld, waardoor aan de uitgang het signaal vanuit het eerste niveau 15 naar het tweede niveau overgaat, en op het tweede tijdstip de tweede schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het derde niveau overgaat, waarbij op het derde tijdstip de derde schakelmiddelen worden geschakeld waardoor aan de uitgang het signaal vanuit het 20 vierde niveau naar het vijfde niveau overgaat en op het vierde tijdstip de eerste schakelmiddelen worden uitgeschakeld waardoor aan de uitgang het signaal naar het zesde niveau overgaat. Ik. Inrichting volgens conclusie 13> met het ken- 25 merk, dat de tweede schakelmiddelen een parallelschakeling van een eerste weerstand en een eerste schakelaar vormen, de derde schakelmiddelen een parallelschakeling van een tweede weerstand en een tweede schakelaar vormen, dat vóór het eerste tijdstip de eerste schakelaar is geopend en de 30 tweede is gesloten, dat op het tweede tijdstip de eerste schakelaar wordt gesloten en dat op het derde tijdstip de tweede schakelaar wordt geopend.

15· Inrichting volgens conclusie 6, 8, 10, 11 of 12, met het kenmerk, dat de inrichting is verbonden met een 35 elektromotor voor de bekrachtiging van een wasmachine, waarbij een extra weerstand in serie met de elektromotor is aangebracht, welke extra weerstand dienst doet als verwarmingselement voor de wasmachine. 79 0 82 4 5 PHN 9621 21

16. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat ter vermindering van de responsie van iedere opwekbare mechanische resonantietrilling met hogere frekwentie elke stap van elk reeds trapvormig verlopend be- 5 krachtigingssignaal in zich in hoofdzaak weer trapvormig verloopt.

17. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze is gekoppeld aan een motor voor de bekrachtiging ervan, waarbij het tijdsverloop tussen 10 de tijdstippen zodanig gekozen kan worden dat de responsie van tenminste een, door bekrachtiging van de motor, opwekbare mechanische resonantietrilling van de motor kan worden verminderd.

18. Inrichting volgens een der conclusie 1 tot en 15 met 16 met het kenmerk, dat deze is gekoppeld aan een motor voor de bekrachtiging ervan, waarbij de inrichting en de motor in een apparaat zijn ingebouwd, waarbij het tijdsverloop tussen de tijdstippen zodanig gekozen kan worden dat de responsie van tenminste een, door bekrachtiging van de 20 motor, opwekbare mechanische resonantietrilling van het apparaat kan worden verminderd. 25 30 35 7908245