DE3024613A1

DE3024613A1 - Gleichstromluefter mit regelung

Info

Publication number: DE3024613A1
Application number: DE19803024613
Authority: DE
Inventors: Benno Doemen; Rolf Dr. 7742 St Georgen Müller
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1980-06-30
Filing date: 1980-06-30
Publication date: 1982-01-28
Also published as: US4426604A; DE3024613C2

Description

GLEICHSTROHLÜFTER MIT REGELUNG.

Die Erfindung betrifft einen Lüfter, der mit einem Gleichstrommotor angetrieben ist und eine Regelschaltung für die Strombegrenzung aufweist.

Mit Gleichstrom betriebene Lüfter haben durch die steigende Anzahl von batteriegespeisten elektronischen Geräten zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Insbesondere mit kollektorlosen Gleichstrommotoren angetriebene Lüfter, haben den Vorteil einer besonders hohen Lebensdauer -die empfindlichen Kohlebürsten und der mechanisch aufwendige Kollektor entfallen- und sie Laufen auch besonders geräuscharm, weil das Bürstengeräusch entfällt.

Jedoch benötigen kollektorlose Gleichstrommotore einen hohen elektronischen Aufwand für die Laufsteuerung: Einmal müssen die Antriebsimpulse synchron zur Motordrehung gesteuert werden. Zum anderen ist eine Strombegrenzung erforderlich, um bei Motoren mit niederohmiger Wicklung -wie sie meist bei Lüftern verwendet werden- den Anlaufstrom oder auch den Strom bei behinderter Rotation in vertretbaren Grenzen zu halten, sonst ist eine Selbstzerstörung der Schaltung nicht zu verhindern.

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***Lüfter mit einem GLsi chstro.T.mo^or*** 2

Strombegrenzungsregelungen sind aber auch dann zweckmässig, wenn GLeichstrommotore aus schwachen QueLLen, etwa PrimärzeLLen, betrieben werden und paraLLeL dazu Information verarbeitet wird.

Die insoweit unentbehrLiehe RegeLeLektronik kann

-beispieLsweise bei koLLektorLosen

GLeichstrommotoren- nur in beschränktem Masse vereinfacht werden.

Es steLLt sich deshaLb die Aufgabe, die vorhandenen RegeLungen besser zu nutzen, den RegeLaufwand beispieLsweise neuen, nicht der Laufsteuerung zugeordneten Funktionen zuzuordnen, und dadurch den RegeLaufwand reLativ zu verringern.

Die Aufgabe wird dadurch geLöst, dass ein beschaLtbarer Eingang in der SchaLtung für die strombegrenzende RegeLung vorgesehen ist> der aLs Komparator ausgebiLdet ist, wobei ein aus einem physikaLi sehen Parameter erzeugter, vom Lüftungsstrom abhängiger eLektrischer Messwert dem ersten Eingang des Komparators zugeführt und das den Laufzustand des Motors kennzeichnende SignaL dem zweiten Eingang des Komparators zugeführt ist.

Der VorteiL der Anordnung Liegt darin, dass nunmehr jeder physikaLi sehe Parameter, der in ein eLektrisches SignaL verwandeLbar und der vom Lüfterstrom beeinfLussbar ist, mit dem MessfühLer zu einem äusseren RegeLkreis geschLossen werden kann. ALs soLche Parameter kommen die Ionendichte, der SchwebstoffgehaLt oder die Feuchte der Luft, die Temperatur von Luft oder von BauteiLen in Frage.

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, ORIGINAL

***Lüfter mit einem Gleicnetrommctor***

Weiterhin kann der Lüfter nun mit einer optimalen Drehzahl und muss nicht mit der Maximal Leistung betrieben werden, die zwar bei herkömmlichen Vorrichtungen nur in einer geringen Zahl von Betriebsfällen vorkommt, für die der Motor bei ungeregeltem Betrieb aber gleichwohl ausgelegt sein muss. Durch Betrieb bei Optima I Leistung ist somit der VerschLeiss, die (Luft)-Geräuschentwicklung und der Schwebstofftransport verringert.

Der zusätzliche Aufwand, der zur Regelfähigkeit führt, ist äusserst gering: die strombegrenzende Regelung besteht ohnehin meist aus einem Komparator, dessen einer Eingang die Spannung an einem vom Motorstrom durchflossenen Belastungswiderstand und dessen zweiter Eingang das die Drehzahl bestimmende Signal misst. Hat nun die Beschaltung des zweiten Eingangs die Form eines Spannungsteilers, dann ist der oben beschriebene äussere Regelkreis bereits dadurch geschlossen, dass anstelle des einen Spannungsteilerwiderstandes der Messfühler verwendet ist.

Ein besonders einfaches Beispiel für die Erfindung

ist eine Thermoregelung, bei der ein PTC-oder

NTC-Widerstand den einen Widerstand des den Strom begrenzenden SpannungteiLers ersetzt.

In der Zeichnung, anhand derer die Erfindung nachfolgend erläutert ist, sind weitere Einzelheiten dargestellt. Es zeigen:

Fig.1: Ein typisches Netzwerk zur Laufsteuerung
eines kollektorlosen Lüftermotors,

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***Lüfter mit einem Gl eichstroTmo^or*** 4

Fig.2: Eine erfindungsgemässe AbwandLung.

In Fi g.1 ist ein kollektor Loser Gleichstrommotor 10 durch 'den Fühler 100 einer Laufsteuerung 20 überwacht. Das Signal des Fühlers 100 wird, nach Verstärkung durch einen Verstärker 201, einem Drehzahlkomparator 202 an dessen einem Eingang 2020 zugeführt. Der zweite Eingang 2021 ist mit einem Spannungteiler 2030,2031 verbunden, mit dem die Enddrehzahl der Anordnung bestimmt ist.

Der Ausgang des Drehzahlkomparators 202 ist einer Strombegrenzungsregelung zugeführt, die aus einem Spannungteiler 2050,2051, einem

Strombegrenzungsmesswiderstand 2052 und einem Stromkomparator 205 besteht. Der Stromkomparator 205 steuert den Kraftverstärker 206, der den Gleichstrommotor 10 antreibt. Die Luft L wird durch den vom Gleichstrommotor 10 angetriebenen Lüfter bewegt. Der Lüfter kann als Radial- oder Axiallüfter ausgebildet sein und ist in der Regel als Lüfterrad fest mit der Welle des Motors 10 verbunden.

Beim Einschalten " der Anordnung ist der Drehzahlkomparator 202 solange im Ungleichgewicht, bis die vom Sensor 100 gemessene, von der Drehzahl abhängige Spannung am Eingang 2020 der fest durch den Spannungteiler 2030,2031 eingestellten Spannung am Eingang 2021 entspricht.

Die Ansteuerung des den Gleichstrommotor 10 treibenden Kraftverstärkers 206 erfolgt über den Komparator 205. Dieser kommt dann ins Ungleichgewicht, wenn sich die Spannung über dem

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***Lüfter mit einem GLei chstro:nmotor*** 5

Spannungteiler 2050,2051 ändert, was einer Drehzahländerung entspricht. Dadurch, dass der zweite Eingang des Komparators 205 nicht mit der Quellenspannung, sondern mit der Verbraucherseite eines vor dem Verbraucher liegenden Vorwiderstandes 2052 verbunden ist, wird das Ungleichgewicht am Eingang des Komparators 205 , damit die Regelverstärkung und somit auch die Quellenbelastung verringert. Die Gefahr der Selbstzerstörung der Elektronik durch zu hohe Stromaufnahme ist ebenfalls ausgeschlossen.

In Fig.2 ist der Widerstand 2051 durch einen PTC-Widerstand 20510 ersetzt, der an einem vom Luftstrom L beeinflussten Teil der gesamten Vorrichtung angeordnet ist. Das kann der Luftstrom selbst oder ein im Luftstrom angeordnetes Bauteil sein. Steigt die Temperatur, dann steigt die Spannung an Komparator 205 und die Leistung des Lüftermotors wird erhöht. Dadurch wird die Störung verringert. Die gesamte Anordnung ist also temperaturgeregelt. Diese Art der Regelung ist besonders auch deshalb vorteilhaft, weil sie leistungsgerecht erfolgt.

Anstelle der Temperatur kann jeder andere physikalische Parameter als Regelgrösse verwendet ■ werden, der in ein elektrisches Signal umwandelbar und durch den Luftstrom veränderbar ist.

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***Lüfter mit einem Gleichstrommotor*** 7

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ZUSAMMENFASSUNG

Um die Regelschaltung für die Strombegrenzung von Gleichstrommotoren besser auszunutzen ist beschaltbarer ein Eingang in der Schaltung für die strombegrenzende Regelung vorgesehen, der als Komparator ausgebildet ist, wobei ein aus einem physikalischen Paramter erzeugter, vom Lüftungsstrom anhängiger elektrischer Hesswert dem ersten Eingang des Komparators zugeführt und das den Laufzustand des Motors kennzeichnenede Signal dem zweiten Eingang des Komparators zugeführt ist.

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Claims

***Lüfter mit einem Gleichstrommotor*** PATENTANSPRÜCHE

1. ! Lüfter, der durch einen

.eichstrommotor angetrieben ist und eine Regelschaltung für die Strombegrenzung aufweist, dadurch

gekennzei chnet,

dass ein beschaltbarer Eingang (205) in der Schaltung für die ' strombegrenzenden .Regelung vorgesehen ist, der als Komparator ausgebildet ist, wobei ein aus einem physikalischen Parameter erzeugter, vom Lüftungsstrom abhängiger elektrischer Messwert (20510) dem ersten Eingang (2053) des Komparators (205) zugeführt und das den Laufzustand des Motors kennzeichnende Signal (2052) dem zweiten Eingang (2054) des Komparators zugeführt ist.

2. Anordnung nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Thermoregelung ein PTC-oder NTC-Widerstand (20510) einen der Widerstände (2051) eines dem Komparator vorgeschalteten Spannungteilers (2050,2051) ersetzt.

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ORIGINAL INSPECTED