DE10032762A1 - "Gargerät mit Spannungs-,Phasen-und /oder Frequenzumwandler" - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Garraum, einer Motoreinheit zum Antreiben eines Gebläses zwecks Zirkulation von Garraumatmosphäre in dem Garraum, einer Steuer- und/oder Regeleinheit in Wirkverbindung mit der Motoreinheit und einem Spannungs-, Phasen- und/oder Frequenzumformer, der einen Netzanschluß für Eingangswechselspannungssignale L1, zumindest einen Anschluß zur Steuer- und/oder Regeleinheit und einen Ausgangsanschluß zur Übertragung dreiphasiger Wechselspannungssignale U, V, W mit einstellbarer Amplitude, Frequenz und/oder Phasen an die Motoreinheit aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit einem Garraum, einer Motoreinheit zum Antreiben
eines Gebläses zwecks Zirkulation von Garraumatmosphäre in dem Garraum und einer Steu
er- und/oder Regeleinheit in Wirkverbindung mit der Motoreinheit.
Bei herkömmlichen Gargeräten unterscheidet man zwischen Ausführungsformen für unter
schiedliche Netzversorgungen. Mit anderen Worten, jedes Gargerät muß an den am jeweiligen
Aufstellungsort vorhandenen Netzanschluß angepaßt sein, so daß nicht nur unterschiedliche
Geräteausführungen für unterschiedliche Länder notwendig sind, sondern gleichzeitig eine
korrekte Betriebsweise bei Netzschwankungen nicht gewährleistet werden kann.
Beispielsweise aus der EP 0 585 703 A2 ist ein frequenzumformergesteuerter Elektromotor
bekannt. Dabei wird der Einsatz eines Frequenzumformers beschrieben, der einen Gleich
richterkreis, einen Zwischenkreis, einen Wechselkreis sowie einen Steuer- und Regelkreis
aufweist und dessen Funktionsweise unabhängig davon ist, ob als Netz ein einphasiges oder
aber ein dreiphasiges, also ein Drehstromnetz zur Verfügung steht, da lediglich der Gleich
richterkreis entsprechend anzupassen bzw. auszulegen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das gattungsgemäße Gargerät derart weiterzuent
wickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere ein
universeller Einsatz, im wesentlichen unabhängig vom jeweiligen Netzanschluß möglich
wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Spannungs-, Phasen- und/oder Fre
quenzumformer, der einen Netzanschluß für Eingangswechselspannungssignale L1, zumin
dest einen Anschluß zur Steuer- und/oder Regeleinheit und einen Ausgangsanschluß zur
Übertragung dreiphasiger Wechselspannungssignale U, V, W mit einstellbarer Amplitude,
Frequenz und/oder Phase an die Motoreinheit aufweist.
Dabei kann vorgesehen sein, daß der Spannungs-, Phasen- und/oder Frequenzumformer einen
Gleichrichterkreis, einen Zwischenkreis und einen Wechselrichterkreis umfaßt, wobei
die Eingangswechselspannungssignale L1 vom Netzanschluß im Gleichrichterkreis gleich
richtbar, die gleichgerichtete Spannung vom Gleichrichterkreis im Zwischenkreis glättbar und
die geglättete Spannung vom Zwischenkreis im Wechselrichterkreis in die dreiphasigen
Wechselspannungssignale U, V, W umwandelbar ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-
und/oder Regeleinheit mit dem Gleichrichterkreis über zumindest einen Spannungs- und/oder
Stromgrößenanschluß und/oder einen Korrekturanschluß zur Reduzierung einer Phasenver
schiebung zwischen Spannung und Strom und/oder mit dem Wechselrichterkreis über zumin
dest einen Dreiphasensteuerungsanschluß zur Einstellung der drei Phasen der dreiphasigen
Wechselspannungssignale U, V, W, mit vorzugsweise minierten Oberwellen, verbunden ist.
Ferner sind Weiterentwicklungen der Erfindung bevorzugt, die gekennzeichnet sind durch
eine Störungssensorik, insbesondere für eine Kurzschlußüberwachung und/oder Temperatur
überwachung, in Wirkverbindung mit dem Wechselrichterkreis und der Steuer- und/oder Re
geleinheit über zumindest einen Störungssensorikanschluß.
Auch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Zwischenkreis einen Kondensator um
faßt.
Weiterhin kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß der Wechselrichterkreis einen
Pulswechselrichter umfaßt.
Mit der Erfindung wird ebenso vorgeschlagen, daß die Einstellung des Spannungs-, Phasen-
und/oder Frequenzumformers über die Steuer- und/oder Regeleinheit instantan oder zumin
dest selektiv zeitverzögert abläuft.
Erfindungsgemäß wird ebenso vorgeschlagen, daß über die Steuer- und/oder Regeleinheit und
die Motoreinheit die Drehzahl, die Beschleunigungsrampe und/oder die Bremsrampe des Ge
bläses, vorzugsweise stufenlos, einstellbar und/oder modulierbar ist.
Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Motoreinheit einen Drehstrom-
Asynchronmotor oder -Synchronmotor umfaßt.
Schließlich wird erfindungsgemäß auch vorgeschlagen, daß die Motoreinheit eine über die
Steuer- und/oder Regeleinheit einstellbare und/oder modulierbare Motorbremse umfaßt.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, bei einem herkömmlichen
Gargerät beispielsweise einen Spannungsumformer in Wirkverbindung mit einer Steuer- und
Regeleinheit zum Ansteuern einer Motoreinheit für ein Gebläse zur Zirkulation von Garraum
atmosphäre in einem Garraum einzusetzen, also Leistungselektronik, bestehend aus moderner
Stromrichtertechnik und digitaler Signalverarbeitung, auszunutzen, um auf den weltweit vor
handenen elektrischen Netzen ein für Gargeräte optimiertes Strom- und Spannungsystem zu
erzeugen. Dabei sollen erfindungsgemäß über die Steuer- und Regeleinheit die mechanischen
und dynamischen Anforderungen auf die Motoreinheit optimal umgesetzt werden. Weiterhin
können erfindungsgemäß insbesondere folgende Vorteile erzielt werden:
Unabhängig von dem jeweiligen Netz, also der Eingangsspannung eines Gargerätes, ist ein
einziger Gargerätetyp einsetzbar. Dabei ist die Frequenz, die Phase und/oder die Amplitude
der an die Motoreinheit anlegbaren Versorgungssignale unabhängig von der Frequenz sowie
der Amplitude der zeitlich konstanten aber international variablen Netzspannung einstellbar.
Auch werden Spannungsschwankungen von beispielsweise +10%/-15% einer einphasigen
Netzspannung kompensiert. Es können Netzeingangsspannungen mit Phase-Null, Phase-
Phase oder dreiphasig eingespeist werden.
Die Volumenleistung des Gargerätes läßt sich erhöhen. Der Wirkungsgrad des Gargeräts läßt
sich ferner erhöhen durch Reduktion von Oberwellen.
Die Drehzahl des Gebläses kann stufenlos, beispielsweise von 1 bis 100 Hertz, eingestellt
werden. Die Gebläsedrehzahl kann zur Steigerung der Effizienz der Wärmeübetragung und
Vergleichmäßigung derselben über die Steuer- und/oder Regeleinheit moduliert werden.
Die Hochlaufphase eines Gebläses kann durch Vergrößerung der Steigung der Beschleuni
gungsrampe verkürzt werden, wodurch eine bessere Wärmeübertragung auf ein Gargut im
Garraum möglich ist.
Über den Einsatz einer Motorbremse lassen sich Garphasen innerhalb kürzester Zeit, insbe
sondere innerhalb von 4 Sekunden, programmiert stoppen, wodurch ein Dampfaustritt aus
einem Gargerät sowie eine Totzeit bei Richtungswechsel reduziert wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei
bung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung
im Einzelnen erläutert wird. Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt ein
Blockschaltbild einer Motorsteuerung für ein erfindungsgemäßes Gargerät.
Ein in der Figur nicht dargestelltes, erfindungsgemäßes Gargerät umfaßt eine Motorsteuerung,
die an ihrer Eingangsseite einerseits Steuersignale D0, D1, D2 sowie andererseits Netzwech
selspannungssignale, beispielsweise einphasige Netzwechselspannungssignale L1, zusätzlich
zu einem Nullsignal N empfängt, einen Erdanschluß PE aufweist und an ihrer Ausgangsseite
dreiphasige Wechselspannungssignale U, V, W ausgibt. Zu diesem Zweck umfaßt die Motor
steuerung einen Signaleingangsanschluß 10, 10', 10", 10"", einen Netzanschluß 11, 11', 11"
sowie einen Ausgangsanschluß 12, 12', 12". Der Signaleingangsanschluß 10, 10', 10", 10""
ist dabei Bestandteil einer Steuer- und Regeleinheit 13, während der Netzanschluß 11, 11',
11" sowie der Ausgangsanschluß 12, 12', 12" Bestandteil eines Spannungsumformers sind,
der seinerseits einen Gleichrichterkreis 14, mit dem Netzanschluß 11, 11', 11", einen Zwi
schenkreis 15 und einen Wechselrichterkreis 16 mit dem Ausgangsanschluß 12, 12', 12" für
die dreiphasigen Wechselspannungssignale U, V, W, die an einen Asynchronmotor 17 des
Gargerätes anlegbar sind, der auch mit der Erde 18 verbunden ist, aufweist. Die einphasigen
Netzwechselspannungssignale L1 werden im Gleichrichterkreis 14 gleichgerichtet, im Zwi
schenkreis 15 geglättet und im Wechselrichterkreis 16 in die dreiphasigen Wechselspannungssignale
U, V, W umgewandelt, um an den Asynchronmotor 17 in Abhängigkeit von den
Steuersignalen D0, D1, D2 abgegeben zu werden.
Die Steuer- und Regeleinheit 13 steht in Wechselwirkung mit dem Gleichrichterkreis 14 über
einen Korrekturanschluß 19 und einem Spannungs- und Stromgrößenschluß 20. Über den
Anschluß 20 gelangen dabei im Gleichrichterkreis 14 erfaßte Spannungs- und Stromgrößen
zur Steuer- und Regeleinheit 13, die in Abhängigkeit von denselben den Gleichrichterkreis 14
über den Korrekturanschluß 19 derart regelt, daß keine Phasenverschiebung zwischen der
Spannung und dem Strom auf der Netzanschlußseite des Spannungsumformers auftritt.
Zwischen dem Wechselrichterkreist 16 und der Steuer- und Regeleinheit 13 besteht eine
Wechselwirkung über einen Dreiphasensteueranschluß 21, 21', 21" und einen Störungssenso
rikanschluß 22, 22', so daß von der Steuer- und Regeleinheit 13 die drei Phasen der dreipha
sigen Wechselspannungssignale U, V, W einstellbar sind, insbesondere durch Einstellung der
Frequenz sowie der Amplitude der dreiphasigen Wechselspannungssignale U, V, W, mit oder
ohne Zeitverzögerung, und eventuell auftretenden Störungen, insbesondere erfaßt über eine
Kurzschlußüberwachung und/oder Temperaturüberwachung, entgegengewirkt werden kann.
Die Steuer- und Regeleinheit 13 sorgt insgesamt auch dafür, daß eine Stromaufnahme aus den
einphasigen Netzwechselspannungssignalen L1 unter gleichzeitiger Minimierung von Ober
wellen in dem Spannungsumformer erfolgt.
Der Gleichrichterkreis 14 kann an die tatsächliche Netzwechselspannung angepaßt werden
über die Steuer- und Regeleinheit 13 beispielsweise zur Kompensation von Spannungs
schwankungen im Netzanschluß.
Mit der mit Bezug auf die Figur beschriebenen, erfindungsgemäßen Motorsteuerung werden
Gargeräte erstmals universell einsetzbar, bei gleichzeitig erhöhter Leistungsfähigkeit, größere
Effizienz, höherer Umweltverträglichkeit sowie verbesserter Gargutqualität.
Die in der voranstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offen
barten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombi
nation für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen we
sentlich sein.
D0, D1, D2 Steuersignale
L1 Einphasige Netzwechselspannungssignale
N Nullsignal
PE Erdanschluß
U, V, W Dreiphasige Wechselspannungssignale
L1 Einphasige Netzwechselspannungssignale
N Nullsignal
PE Erdanschluß
U, V, W Dreiphasige Wechselspannungssignale
10
,
10
',
10
",
10
"" Signaleingangsanschluß
11
,
11
',
11
" Netzanschluß
12
,
12
',
12
" Ausgangsanschluß
13
Steuer- und Regeleinheit
14
Gleichrichterkreis
15
Zwischenkreis
16
Wechselrichterkreis
17
Asynchronmotor
18
Erde
19
Korrekturanschluß
20
Spannung- und Stromgrößenanschluß
21
,
21
',
21
" Dreiphasensteuerungsanschluß
22
,
22
' Störungssensorikanschluß
Claims (10)
1. Gargerät mit einem Garraum, einer Motoreinheit zum Antreiben eines Gebläses zwecks
Zirkulation von Garraumatmosphäre in dem Garraum und einer Steuer- und/oder Regel
einheit in Wirkverbindung mit der Motoreinheit, gekennzeichnet durch
einen Spannungs-, Phasen- und/oder Frequenzumformer, der einen Netzanschluß (11, 11'
11") eine Eingangswechselspannungssignale L1, zumindest einen Anschluß (19, 20, 21,
21', 21", 22, 22') zur Steuer- und/oder Regeleinheit (13) und einen Ausgangsanschluß (12,
12', 12") zur Übertragung dreiphasiger Wechselspannungssignale U, V, W mit einstellba
rer Amplitude, Frequenz und/oder Phase an die Motoreinheit (17) aufweist.
2. Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Spannungs-, Phasen- und/oder Frequenzumformer einen Gleichrichterkreis (14), einen
Zwischenkreis (15) und einen Wechselrichterkreis (16) umfaßt, wobei
die Eingangswechselspannungssignale L1 vom Netzanschluß (11, 11', 11") im Gleich
richterkreis (14) gleichrichtbar, die gleichgerichtete Spannung vom Gleichrichterkreis (14)
im Zwischenkreis (15) glättbar und die geglättete Spannung vom Zwischenkreis (15) im
Wechselrichterkreis (16) in die dreiphasigen Wechselspannungssignale U, V, W umwan
delbar ist.
3. Gargerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) mit dem Gleichrichterkreis (14) über zumindest ei
nen Spannungs- und/oder Stromgrößenanschluß (20) und/oder einen Korrekturanschluß
(19) zur Reduzierung einer Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom und/oder
mit dem Wechselrichterkreis (16) über zumindest einen Dreiphasensteuerungsanschluß
(21, 21', 21") zur Einstellung der drei Phasen der dreiphasigen Wechselspannungssignale
U, V, W, mit vorzugsweise minimierten Oberwellen, verbunden ist.
4. Gargerät nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch
eine Störungssensorik, insbesondere für eine Kurzschlußüberwachung und/oder Tempe
raturüberwachung, in Wirkverbindung mit dem Wechselrichterkreis (16) und der Steuer-
und/oder Regeleinheit (13) über zumindest einen Störungssensorikanschluß (22, 22').
5. Gargerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Zwischenkreis (15) einen Kondensator umfaßt.
6. Gargerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Wechselrichterkreis (16) einen Pulswechselrichter umfaßt.
7. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einstellung des Spannungs-, Phasen- und/oder Frequenzumformers über die Steuer-
und/oder Regeleinheit (13) instantan oder zumindest selektiv zeitverzögert abläuft.
8. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
über die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) und die Motoreinheit (17) die Drehzahl, die
Beschleunigungsrampe und/oder die Bremsrampe des Gebläses, vorzugsweise stufenlos,
einstellbar und/oder modulierbar ist.
9. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Motoreinheit einen Drehstrom-Asynchronmotor (17) oder -Synchronmotor umfaßt.
10. Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Motoreinheit (17) eine über die Steuer- und/oder Regeleinheit (13) einstellbare
und/oder modulierbare Motorbremse umfaßt.
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