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Waschautomatenantrieb Die Erfindung bezieht sich auf einen Waschautomatenantrieb
mit einem auf die gleiche Welle arbeitenden Kommutator-Reihenschlußmotor für eine
hohe Betriebsdrehzahl und einem Induktionsmotor für eine niedrige Betriebsdrehzahl,
dessen übersynchrones Bremsmoment bei Betrieb des Kommutator-Reihenschlußmotors
mit einer über der synchronen Drehzahl des Induktionsmotors liegenden Drehzahl aufhebbar
ist.
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Bei einer bekannten derartigen Antriebsanordnung (DT-AS 1 270 662)
sind in einem gemeinsamen Motorgehäuse zwei Rotoren nebeneinander auf einer gemeinsamen
Welle sowie zwei getrennte Statoren angeordnet. Der eine Rotor ist ein Käfiganker,
der mit einem Induktionsstator zusammenwirkt, während der andere Rotor mit einem
Kommutator und Bürsten versehen ist, um mit einem Stator zusammenzuwirken, welcher
als Wechselstromkommutatormotor mit Reihenschlußschaltungausgebildet ist. Beide
Motoren sind elektrisch in Reihe geschaltet. Um sowohl eine niedrige wie auch eine
hohe Arbeitsgeschwindigkeit der bekannten Antriebsanordnung erreichen zu können,
ist der Reihenschlußmotor für eine wesentlich höhere Drehgeschwindigkeit als der
Induktionsmotor ausgelegt und eine Schalteinrichtung vorgesehen, welche die Stromverbindungen
im Sinne einer Aufhebung oder Abschwächung des übersynchronen Bremsmomentes des
Induktionsmotors so ändert, daß der Reihenschlußmotor das angetriebene Teil bei
seiner wesentlich höheren Arbeitsgeschwindigkeit antreibt. Der bekannte Antrieb
ist in erster Linie für Wasch- und Schleudermaschinen vorgesehen mit einer niedrigen
Arbeitsgeschwindigkeit, die auf einen engen
Bereich von ungefähr
50 Umdrehungen pro Minute beschränkt ist sowie mit einer weiteren hohen Arbeitsgeschwindigkeit
von ungefähr 700 Umdrehungen pro Minute, wobei die Geschwindigkeit im hohen Drehzahlbereich
entsprechend der Charakteristik eines Reihenschlußmotors etwas veränderlich sein
kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Vorteile eines Induktionsmotors
und die eines Universalmotors, insbesondere hinsichtlich großer Drehzahlspreizung,
bei im Vergleich zum bekannten Zweimotorenantrieb (Monoblockprinzip) kleinerer Baugröße
und geringeren Lagerungsproblemen sowie bei besserer Ausnutzung des aktiven Materials
kombinieren zu können.
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Die Lösung der genannten Aufgabe ist beim elektrischen Zweimotorenantrieb
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch möglich, daß jeweils sowohl die
beiden getrennten Ständer- bzw. Läuferwicklungen des mit höherer Polzahl ausgeführten
Induktionsmotors wie des im Vergleich zum Induktionsmotor mit niederer Polzahl ausgeführten
Kommutator-Reihenschlußmotors in einem einzigen, gemeinsamen Ständer- bzw. Läuferpaket
angeordnet sind, die Läuferwicklung des Induktionsmotors mit einer durch Wicklungsaufbau
und Verschaltung festgelegten, mit der Polzahl der Ständerwicklung des Induktionsmotors
übereinstimmenden Wicklung versehen ist, die Spulen bzw. Spulengruppen dieser Wicklung
je Strang in Reihe geschaltet sind und der Anfang der Reihenschaltung mit deren
Ende unmittelbar und über den gesamten Drehzahlbereich verbunden ist. Zweckmäßigerweise
ist dabei der Induktionsmotor für den Waschbetrieb und der Reihenschluß-Kommutatormotor
für den Schleuderbetrieb vorgesehen. Dadurch wird einerseits erreicht, daß durch
die Zusammenfassung eines Induktions- und Universalmotors in den Nuten eines gemeinsamen
Ständers und Läufers eine große Kompaktheit des Antriebsmotors mit geringer axialer
Baulänge, einfacher Lagerung der relativ kurzen Motorwelle sowie eine gute (Doppel)-Ausnutzung
des aktiven Materials erzielbar ist, daß weiterhin ein relativ drehzahlsteifer Antrieb
im Waschbetrieb durch den Induktionsmotor und eine hohe Schleuderenddrehzahl im
Schleuderbetrieb durch den
Reihenschluß-Kommutatormotor erzielbar
ist und daß weterhin durch die Ausbildung des Induktionsmotorläufers als gewickelter
Läufer mit durchWicklungsaufbau und Verschaltung festgelegter Polzahl und durch
Reihenschaltung der Spulen bzw.
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Spulengruppen dieser Wicklung je Strang und durch Kurzschließen dieser
Reihenschaltung sich zusätzliche Schaltungsmaßnahmen für die Läuferwicklung des
Induktionsmotors bei übersynchroner Drehzahl erübrigen, da in der erfindungsgemäß
aufgebauten Läuferwicklung insgesamt bei übersynchroner Drehzahl kein Bremsmoment
entstehen kann.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß
der Waschautomatenantrieb aus einem Einphasennetz R, Np gespeist und der Induktionsmotor
für den Waschbetrieb in an sich bekannter Weise mit einer Hilfsphase ausgerüstet
ist. In vorteilhafter Weise ist die Wicklung des Induktionsmotors an die Wicklung
des Reihenschlußmotors im Ständer und im Läufer jeweils für sich gemeinsam in Nuten
angeordnet. Eine zweckmäßige Ausführung des Ständerblechschnittes für den erfindungsgemäß
integrierten Induktions-Universalmotor ist dadurch gekennzeichnet, daß ein ungleicher
Nutenquerschnitt vorgesehen ist, wobei die Wicklung des Reihenschlußmotors nur in
Nuten mit einem größeren Nutenquerschnitt und die Wicklung des Induktionsmotors
(Haupt- und Hilfsphase bei Einphasenbetrieb) über alle Nuten verteilt ist.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden im
folgenden anhand schematisch daRgestellter AusfUhrungsbeispiele inder Zeic:rnung
näher erläutert. Darin zeigen: Figur 1 die Prinzipßchaltung für einen Waschautomatenantrieb
mit einem dreisträngigen Induktionsmotorteil und einem in dem gleichen Blechpaket
angeordneten Universalmotorteil, Figur 2 das Wicklungsschema für die Standerwicklungen
eines 12-poligen, 3-strängigen Induktionsmotorteils und eines im gleichen Ständerblechpaket
angeordneten 2-poligen Universalmotorteils, Figur 3 das Wicklungsschema der erfindungsgemäß
in Reihe geschalteten und kurzgeschlossenen 12-poligen, 2trängigen Läuferwicklung
des Induktionsmotorteils, Figur 4 ein Wicklungsschema für eine 2-polige Ankerwicklung
des Universalmotorteils.
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Figur 1 zeigt strichpunktiert umrandet den integrierten Induktions-
und Universalmotor, der aus einem Einphasennetz R, gespeist wird. Die drei Stränge
der in Stern geschalteten Ständerwicklung des Induktionsmotors 1 sind mit Um 2,
Kl 2, Ei 2, Y12, W12, Z12 bezeichnet. Die Erregerwicklung des aus dem Einphasenwechselstromnetz
R, Mp gespeisten Reihenschluß-Universalmotors2trägt die Bezugszeichen EF, die Bürsten
des zugehörigen Läufers 21 sind wie üblich mit BA bezeichnet. Parallel zu den Eingängen
V12 bzw. W12 liegen die beiden Kontakte 31 bzw. 32 eines Reversierschalters 3, dessen
Eingangsklemme mit dem Pol R des speisenden Einphasennetzes R, Mp verbunden ist.
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Parallel zu den Klemmen 31, 32 liegt in an sich bekannter Weise ein
Kondensator c. Der zweite Pol Ç des speisenden Einphasennetzes R, Mp ist in Reihe
über einen Thermowächter 4 an die Eingangsklebirne U12 des Induktionsmotors angeschlossen,
der
z.B. in 12-poliger Ausfühzg unter Zwischenschaltung einer Riemenübersetzung
die Waschtrommel eines Waschautomaten im Waschbetrieb mit etwa 50 Trommel-Upm antreibt.
Der Induktionsmotor kann anstelle der hier gezeigten drei Stränge auch nur mit zwei
Strängen ausgeführt sein. Die Polzahl des Universalmotors soll beispielsweise gleich
2 sein, kann jedoch an sich beliebig sein, muß jedoch einen von der Polzahl des
Induktionsmotors 1 unterschiedliche Größe aufweisen, wenn in besonders vorteilhafter
Weise ohne zusätzliche Schalt- und Unterbrechungsmittel für die Stromzufuhr zum
Induktionsmotor insgesamt kein übersynchrones Bremsmoment des Induktionsmotors bei
Betrieb des Kommutator-Reihenschlußmotors mit einer über der synchronen Drehzahl
des Induktionsmotors liegenden Drehzahl entstehen soll.
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Figur 2 zeigt in ihrem oberen Teil das Wjcklungsschema der in Figur
1 in einer Prinzipschaltung dargestellten Ständerwicklung eines 12-poligen, 3-strängigen
Induktionsmotors 1 und im unteren Teil der Figur das Wicklungsschema des im gleichen
Blechpaket integrierten 2-poligen Universalmotors. Das Blechpaket weist 36 Nuten
auf, von denen in Figur 2 der besseren Ubersichtlichkeit wegen nur einzelne numeriert
sind. Wie ohne weiteredurch Vergleich der äußeren Anschlüsse und der Belegung der
einzelnen Nuten 1 bis 36 ersichtlich, ist zweckmäßiger Weise die Wicklung des Induktionsmotors
1 und die Wicklung des Reihenschlußmotors 2 jeweils in gemeinsamen Nuten angeordnet,
wobei ein Ständerblechschnitt mit ungleichem Nutenquerschnitt vorgesehen werden
kann, da die Wicklung des Induktionsmotors gleichmäßig über alle Nuten 1 bis 36
verteilt ist, während die Wicklung des Reihenschlußmotors die Nuten nur teilweise
belegt, die dazu einen größeren Nutquerschnitt aufweisen als die restlichen, allein
von der Wicklung des Induktionsmotors belegten Nuten.
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Figur 3 zeigt das Wicklungsschema für die zugehörige Läuferwicklung,
die die gleiche Polzahl wie die Ständerwicklung des Induktionsmotors aufweisen muß,
jedoch nur 2-strängig ausgeführt ist. Jeder Strang weist 6 Spulen auf, die je Strang
in
Reihe geschaltet sind und deren Wicklungsanfang mit dem zugehörigen
Wicklungsende unmittelbar erfindungsgemäß verbunden sind. Der besseren Ubersichtlichkeithalber
sind die in Reihe geschalteten Spulen bzw.Spulengruppen des einen Stranges mit stärkerer
Linienführung ausgezogen als die in Reihe geschalteten Spulen bzw Spulengruppen
des anderen Stranges. Die in Figur 3 dargestellte Läuferwicklung des Induktionsmotors
mit der durch Wicklungsaufbau und Verschaltung festgelegten, mit der Polzahl der
Ständerwicklung übereinstimmenden Wicklung, deren Spulen bzw. Spulengruppen je Strang
in Reihe geschaltet und deren Anfang mit dem Ende jeder Reihenschaltung verbunden
ist, ist insgesamt in 24 Nuten untergebracht.
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Figur 4 zeigt in an sich bekannter Weise bei Darstellung nur einer
Wicklungsschleife die Kommuratorwicklung des Reihenschluß-Universalmotors 2 mit
einer Polzahl 2p = 2, einer Nutenzahl N = 24, einem Wickelschritt 1-11 und einer
Lamellenzahl L = 24.
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Durch die Zusammenfassung des Induktionsmotors und des für den Schleuderbetrieb
mit hoher SchleuderenddrehzahL vorgesehenen Universalmotors in einem gemeinsamen
Blechpaket ergibt sich bei einer großen Drehzahlspreizung einerseits eine gute Ausnutzung
des aktiven Materials sowie eine geringere Baulänge im Vergleich zu dem eingangs
nannten bekannten Antrieb, wobei auf einfache Weise die Entstehung eines übersynchronen
Bremsmomentes des Induktionsmotors bei Betrieb des Kommutator-Reihenschlußmotors
mit einer über der synchronen Drehzahl des Induktionsmotors liegenden Drehzahl vermieden
wird.
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4 Figuren 5 Patentansprüche