DE102008007401A1 - Universal motor operating method for e.g. washing machine, involves executing field switching depending on operating condition of universal motor, and conducting field switching depending on power reserve of universal motor - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Universalmotors für ein Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken, bei welchem eine Feldumschaltung abhängig von einem Betriebszustand des Universalmotors durchgeführt wird. Die Erfindung betrifft überdies eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben eines Universalmotors eines Hausgeräts. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf ein Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken mit einer derartigen Vorrichtung. Unter dem Begriff Hausgerät wird hier insbesondere eine Waschmaschine, ein Trockner oder ein Waschtrockner verstanden.The The present invention relates to a method for operating a Universal motor for a household appliance for the care of laundry items, at which a field switching depends is performed by an operating state of the universal motor. The invention also relates a corresponding device for operating a universal motor a household appliance. About that In addition, the invention relates to a household appliance for care of laundry with such a device. The term home appliance is used here in particular a washing machine, a dryer or a washer-dryer Understood.
Bei Waschmaschinen werden üblicherweise Universalmotoren, sogenannte Reihenschlussmotoren eingesetzt. Um eine vorgegebene Schleuderdrehzahl beim Betrieb mit einem derartigen Universalmotor zu erreichen, ist eine Feldumschaltung bei einer geforderten Drehzahl vorzunehmen. Dabei wird ein Teil eines Motorfelds angezapft, so dass der Universalmotor in einen Teilfeldbetrieb übergeht. Dabei handelt es sich beispielsweise um ein Bestromen lediglich eines Teils einer an einem Stator des Universalmotors angeordneten Feldwicklung.at Washing machines are usually universal motors, so-called series-wound motors used. To a predetermined Spin speed during operation with such a universal motor to reach is a field switching at a required speed make. In this case, a part of a motor field is tapped, so that the universal motor merges into a subfield operation. This is, for example, a Bestromen only a part of a arranged on a stator of the universal motor Field winding.
Die üblichen Universalmotoren umfassen dabei im Allgemeinen ein Bürstensystem, über welches eine Rotorwicklung des Universalmotors bestromt werden kann. Wird eine Feldumschaltung vorgenommen, so ist eine höhere elektrische Leistung notwendig, um eine bestimmte Drehzahl des Universalmotors zu erreichen. Wird die an den Universalmotor abgegebene Leistung, und somit ein über den Universalmotor fließender Motorstrom, erhöht, so wird das Bürstensystem belastet und dadurch die Standzeit des Bürstensystems geringer. Darüber hinaus besteht dabei ein Nachteil darin, dass eine unnötige Leistung vom Versorgungsnetz verbraucht wird, was ein ineffizientes Betreiben des Hausgeräts im Hinblick auf die Leistungsaufnahme zur Folge hat. Allerdings ist eine Feldumschaltung des Universalmotors, insbesondere bei einer großen Beladung der Trommel, notwendig, um eine Schleuderdrehzahl zu erreichen und somit ein hohes Drehmoment der Trommel zu kompensieren.The usual Universal motors generally comprise a brush system, via which a rotor winding of the universal motor can be energized. Becomes a field switching made, so a higher electrical power is necessary to reach a certain speed of the universal motor. Becomes the power delivered to the universal motor, and thus one via the universal motor flowing Motor current, increased, this is how the brush system becomes loads and thereby reduces the service life of the brush system. Furthermore There is a disadvantage in that an unnecessary power from the supply network is consumed, resulting in an inefficient operation of the domestic appliance with regard to on the power consumption. However, a field switch the universal motor, in particular at a large loading of the drum, necessary to achieve a spin speed and thus a high torque to compensate for the drum.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Betreiben eines Universalmotors für ein Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken vorzuschlagen, bei welchen Maßnahmen getroffen sind, die eine im Hinblick auf ein energieeffizientes Betreiben des Universalmotors sowie im Hinblick auf eine niedrigere Belastung des Bürstensystems intelligente Feldumschaltung gewährleisten.The The object of the present invention is a method and a device for operating a universal motor for a household appliance for care to propose laundry items, in which measures the one with regard to an energy efficient Operating the universal motor as well as in terms of a lower Load on the brush system ensure intelligent field switching.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß entsprechendem unabhängigem Patentanspruch sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß entsprechendem unabhängigem Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.These The object is achieved by a Method with the features according to the corresponding independent Claim and by a device with the features according to the corresponding independent Claim solved. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Betreiben eines Universalmotors für ein Hausgerät zur Pflege von Wäschestücken ausgelegt. Bei dem Verfahren wird eine Feldumschaltung bzw. die Umschaltung des elektromagnetischen Feldes des Universalmotors abhängig von einem Betriebszustand des Universalmotors durchgeführt, wobei die Feldumschaltung in Abhängigkeit einer Leistungsreserve des Universalmotors vorgenommen wird.One inventive method is for operating a universal motor for a home appliance for care designed by laundry. In the method, a field switching or switching of the electromagnetic field of the universal motor depending on performed an operating condition of the universal motor, wherein the field switching depending on a power reserve of the universal motor is made.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht mit anderen Worten darin, dass die Feldumschaltung bzw. die Umschaltung des elektromagnetischen Feldes des Universalmotors nicht bei einer fest vorgegebenen Drehzahl des Universalmotors, sondern auf der Grundlage einer Leistungsreserve des Universalmotors vorgenommen wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die Feldumschaltung nicht wie bei herkömmlichen Hausgeräten aufgrund einer festen Parametrierung des Universalmotors vorgenommen wird, sondern sich automatisch den tatsächlichen Prozessgrößen anpassen kann. Insbesondere kann festgestellt werden, ob der Universalmotor über genügend Leistungsreserven, speziell bei einer leichten bis mittleren Beladung der Trommel, verfügt, so dass der Universalmotor noch höhere Drehzahlen in einem vollen Feld bewältigen könnte, was in vorteilhafter Weise die Standzeit des Bürstensystems erhöhen würde. Überdies ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, dass die Feldumschaltung des Universalmotors insbesondere je nach Bedarf der in dem Hausgerät herrschenden Zustände, wie beispielsweise eine Beladung der Trommel des Hausgeräts, mit welchen die Leistungsreserve des Universalmotors zusammenhängt, vorgenommen wird. Durch die intelligente Feldumschaltung wird gewährleistet, dass keine stoßartigen Übersprünge zwischen Drehzahlen, sondern ein weicher Drehzahlübergang erzielt wird. Hierdurch kann auch das Standverhalten des Hausgeräts verbessert werden. Da durch das erfindungsgemäße Verfahren der Universalmotor länger in einem vollen Feld betrieben wird, wird der über den Universalmotor fließende Motorstrom geringer, was eine Erhöhung der Lebensdauer des Bürstensystems zur Folge hat. Hierdurch wird darüber hinaus im Hinblick auf ein energieeffizientes Betreiben des Hausgeräts eine niedrigere Leistungsaufnahme von Seiten eines Versorgungsnetzes erzielt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der Universalmotor nicht mehr auf höchste Beanspruchung, also auf Grenzbedingungen („worst-case"-Betriebsbedingung) ausgelegt werden muss.In other words, an essential idea of the invention is that the field switching or the switching of the electromagnetic field of the universal motor is not performed at a fixed predetermined speed of the universal motor, but on the basis of a power reserve of the universal motor. The inventive method is achieved in an advantageous manner that the field switching is not made as in conventional home appliances due to a fixed parameterization of the universal motor, but can automatically adapt to the actual process variables. In particular, it can be determined whether the universal motor has sufficient power reserves, especially with a light to medium loading of the drum, so that the universal motor could handle even higher speeds in a full field, which would advantageously increase the life of the brush system. In addition, the method according to the invention makes it possible for the field switching of the universal motor to be carried out in particular as required by the conditions prevailing in the domestic appliance, such as, for example, loading the drum of the domestic appliance with which the power reserve of the universal motor is connected. The intelligent field switching ensures that no sudden jumps between speeds, but a smooth speed transition is achieved. As a result, the stance of the household appliance can be improved. Since the universal motor is operated for a longer time in a full field by the method according to the invention, the motor current flowing through the universal motor is reduced, which results in an increase in the service life of the brush system. In this way, in addition, with regard to an energy-efficient operation of the domestic appliance, a lower power consumption is achieved by a supply network. A further advantage of the method according to the invention is that the universal motor is no longer designed for the highest load, ie for boundary conditions ("worst-case" operating condition) got to.
In einer Ausführungsform wird der Universalmotor mit Wechselspannung betrieben, wobei die Feldumschaltung bevorzugt in Abhängigkeit einer von der Leistungsreserve abhängigen Stellgrößenreserve bei einer Phasenanschnittsteuerung des Universalmotors vorgenommen wird. Alternativ kann der Universalmotor mit Gleichspannung betrieben werden, wobei die Feldumschaltung vorzugsweise in Abhängigkeit einer von der Leistungsreserve abhängigen Stellgrößenreserve bei einer durch eine Pulsweitenmodulation erreichten Steuerung des Universalmotors vorgenommen wird. So wird die Feldumschaltung auf der Grundlage von Stellgrößenreserven vorgenommen, welche mit der Leistungsreserve des Universalmotors zusammenhängen, und auf deren Grundlage der Universalmotor angesteuert wird. Insbesondere handelt es sich bei den Stellgrößen um eine Pulsweite eines Gleichstroms bei einer Pulsweitenmodulation bzw. um eine Leistungsregelung des Universalmotors bei einer Phasenanschnittsteuerung. Insbesondere kann die Feldumschaltung bei Erreichen eines Drehzahlschwellwerts dann vorgenommen werden, wenn eine Stellgrößenreserve von etwa 20% unterschritten wird. Das heißt, die Feldumschaltung wird insbesondere dann vorgenommen, wenn alle zur Verfügung stehenden Stellgrößen etwa 80% ihres Maximalwerts erreicht haben.In an embodiment the universal motor is operated with AC voltage, the field switching preferably in dependence a power reserve dependent on the power reserve made in a phase control of the universal motor becomes. Alternatively, the universal motor can be operated with DC voltage be, with the field switching preferably in dependence a power reserve dependent on the power reserve at a achieved by a pulse width modulation control of Universal motor is made. So the field switching is on the basis of manipulated variable reserves made, which with the power reserve of the universal motor related, and based on which the universal motor is controlled. Especially If the manipulated variables are one Pulse width of a direct current in a pulse width modulation or To a power control of the universal motor in a phase control. In particular, the field switching on reaching a speed threshold be made when a manipulated variable reserve of about 20% falls below becomes. This means, the field switch is made especially if all to disposal standing control values about 80% have reached their maximum value.
Vorzugsweise wird in einer Steuereinheit des Hausgeräts mindestens eine Kennlinie des Universalmotors abgelegt. In einer Ausführungsform wird in der Steuereinheit eine Spannungs-Drehzahl-Charakteristik und/oder eine Strom-Drehzahl-Charakteristik und/oder eine Strom-Drehmoment-Charakteristik und/oder eine Drehmoment-Drehzahl- Charakteristik abgelegt. Vorzugsweise wird dann die Leistungsreserve und/oder die Stellgrößenreserve in Abhängigkeit der mindestens einen abgelegten Kennlinie des Universalmotors berechnet. Durch das geschickte Ablegen von Kennlinien des Universalmotors kann gewährleistet werden, dass die Feldumschaltung auch in Abhängigkeit der abgelegten Kennlinien vorgenommen werden kann. Hierdurch kann eine im Hinblick auf ein energieeffizientes Betreiben des Universalmotors intelligente Feldumschaltung erzielt werden.Preferably is in a control unit of the household appliance at least one characteristic filed the universal motor. In one embodiment, in the control unit a voltage-speed characteristic and / or a current-speed characteristic and / or a current-torque characteristic and / or a torque-speed characteristic stored. Preferably then the power reserve and / or the manipulated variable reserve dependent on calculated the at least one stored characteristic of the universal motor. By skillfully storing characteristics of the universal motor can be guaranteed be that the field switching also depending on the stored characteristics can be made. This can be one with regard to energy-efficient operation of the universal motor intelligent field switching be achieved.
Vorzugsweise wird eine Differenz eines Drehzahl-Istwerts und eines Drehzahl-Sollwerts in einer Anlaufphase des Universalmotors ermittelt, und die Leistungsreserve bzw. die Stellgrößenreserve des Universalmotors in Abhängigkeit der Differenz berechnet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass regelungstechnisch eine Rückkopplung des Drehzahl-Istwerts in einer Regelvorrichtung vorgenommen wird, wobei aufgrund des Drehzahl-Istwerts eine Reglerdifferenz des Drehzahl-Sollwerts und des Drehzahl-Istwerts berechnet wird, insbesondere in Abhängigkeit der abgelegten Motorkennlinien berechnet wird. Aufgrund dieser Differenz kann dann die Leistungsreserve des Universalmotors bzw. die Stellgrößenreserve berechnet werden.Preferably becomes a difference between a speed feedback and a speed reference determined in a start-up phase of the universal motor, and the power reserve or the manipulated variable reserve of the Universal motor depending the difference is calculated. In particular, it can be provided that control technology, a feedback the actual speed value is made in a control device, due to the actual speed value, a controller difference of the speed setpoint and the actual speed value is calculated, in particular depending the stored motor characteristics is calculated. Because of this difference can then the power reserve of the universal motor or the manipulated variable reserve be calculated.
Vorzugsweise wird eine an den Universalmotor abgegebene Leistung ermittelt, und die Leistungsreserve in Abhängigkeit der abgegebenen Leistung berechnet. In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein über den Universalmotor fließender Motorstrom gemessen wird, wobei die abgegebene Leistung in Abhängigkeit des gemessenen Motorstroms bestimmt wird. Insbesondere durch Ermittlung der abgegebenen Leistung und der abgelegten Motorkennlinien können mit ausreichender Genauigkeit die noch zur Verfügung stehenden Leistungsreserven bzw. die Stellgrößenreserven des Universalmotors berechnet werden.Preferably a power output to the universal motor is determined, and the power reserve depending on the delivered service. In one embodiment can be provided that an over the universal motor more fluid Motor current is measured, the output power depending on the measured motor current is determined. In particular by determination the output power and the stored motor characteristics can with sufficient accuracy the still available power reserves or the manipulated variable reserves of the universal motor.
In einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Beladungszustand einer Trommel des Hausgeräts ermittelt wird, und die Leistungsreserve in Abhängigkeit des Beladungszustands der Trommel bestimmt wird. Insbesondere deutet eine leichte Beladung der Trommel darauf hin, dass eine größere Drehzahl des Universalmotors im Betrieb mit vollem Feld erreicht werden kann. Durch die intelligente Ermittlung des Beladungszustands der Trommel wird somit im Hinblick auf die Feldumschaltung und das energieeffiziente Betreiben des Universalmotors ein Vorhersehen der Leistungsreserven des Universalmotors gewährleistet. So kann insbesondere die Stellgrößenreserve in Abhängigkeit des Beladungszustands der Trommel bestimmt werden. Insbesondere hängt das Drehmoment des Universalmotors stark von dem Beladungszustand der Trommel ab. Durch das Ermitteln des Beladungszustands wird somit erreicht, das im Hinblick auf die Feldumschaltung festgestellt werden kann, ob bei einem bestimmten Drehmoment eine gewünschte Drehzahl des Universalmotors mit den zur Verfügung stehenden Leistungsreserven bzw. Stellgrößenreserven erreicht werden kann.In an embodiment can be provided that determines a loading state of a drum of the household appliance and the power reserve depending on the load condition the drum is determined. In particular, indicates a slight load the drum indicates that a larger speed of the universal motor can be achieved in operation with full field. By the intelligent Determining the loading state of the drum is thus with regard to on the field switching and the energy efficient operation of the Universal engine anticipating the power reserves of the universal motor guaranteed. In particular, the manipulated variable reserve dependent on the loading state of the drum can be determined. Especially that depends Torque of the universal motor greatly from the loading condition of Drum off. By determining the loading state is thus achieved, which are determined in terms of field switching can, if at a certain torque, a desired speed of the universal motor with the available power reserves or manipulated variable reserves can be achieved.
Bevorzugt wird ein zu erreichender Drehzahl-Sollwert vorgegeben, wobei die Feldumschaltung dann vorgenommen wird, wenn die ermittelte Leistungsreserve und/oder eine daraus gewonnene Stellgrößenreserve des Universalmotors einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Insbesondere wird ein zu erreichender Drehzahl-Sollwert vorgegeben, wobei die Feldumschaltung dann unterlassen wird, wenn die ermittelte Leistungsreserve und/oder eine daraus gewonnene Stellgrößenreserve des Universalmotors über einem vorbestimmten Wert liegt. Insbesondere wird die Feldumschaltung dann vorgenommen, wenn mit den zur Verfügung stehenden Leistungsreserven bzw. Stellgrößenreserven die gewünschte Drehzahl nicht erreicht werden kann. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Feldumschaltung dann vorgenommen wird, wenn alle zur Verfügung stehenden Stellgrößen etwa 80% eines Maximalwerts erreicht haben. Sind keine Stellgrößenreserven mehr vorhanden bzw. fallen diese Stellgrößenreserven unter etwa 20% des Maximalwerts, so muss die Feldumschaltung im Hinblick auf das Erreichen der gewünschten Drehzahl vorgenommen werden.Preferably, a speed setpoint to be reached is predetermined, wherein the field switching is performed when the determined power reserve and / or a control variable reserve of the universal motor derived therefrom falls below a predetermined limit value. In particular, a speed setpoint to be reached is specified, wherein the field switching is then omitted if the determined power reserve and / or a control variable reserve of the universal motor derived therefrom are above a predetermined value. In particular, the field switching is performed when the desired speed can not be achieved with the available power reserves or manipulated variable reserves. It can be provided in particular that the field Switchover is made when all available control variables have reached about 80% of a maximum value. If no manipulated variable reserves are available or if these manipulated variable reserves fall below approximately 20% of the maximum value, then the field switching must be carried out with regard to the achievement of the desired rotational speed.
In einer Ausführungsform wird ein über den Universalmotor fließender Motorstrom gemessen, wobei ein Wert einer Motortemperatur in Abhängigkeit des Motorstroms bestimmt wird. Bevorzugt wird der Universalmotor in Abhängigkeit des ermittelten Werts der Motortemperatur angesteuert. So kann vorgesehen sein, dass die Feldumschaltung des Universalmotors auf der Basis des ermittelten Werts der Motortemperatur vorgenommen wird. Vorzugsweise kann der Wert der Motortemperatur mittels Approximationsgleichungen und/oder Tabellen bestimmt werden. Insbesondere kann die Motoransteuerung derart variiert werden, dass der Universalmotor immer unterhalb einer maximal zulässigen Arbeitstemperatur betrieben wird. Für unterschiedliche Motoren können bevorzugt unterschiedliche Approximationsgleichungen bzw. Tabellen und Kennlinien in Abhängigkeit einer Umgebungstemperatur hinterlegt werden. Es kann vorgesehen sein, dass bei einer Überschreitung einer maximal zulässigen Grenztemperatur bzw. Leistung, der Universalmotor hinsichtlich der Sicherheit abgeschaltet wird und erst dann wieder betrieben wird, wenn eine bestimmte Temperatur bzw. Leistung des Universalmotors unterschritten wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Universalmotor vorausschauend immer in seinen zulässigen Betriebstemperaturen angesteuert wird.In an embodiment will be over the universal motor more fluid Motor current measured, with a value of a motor temperature in dependence the motor current is determined. The universal motor is preferred dependent on the determined value of the engine temperature. So can be provided be that the field switching of the universal motor on the base the determined value of the engine temperature is made. Preferably the value of the engine temperature by means of approximation equations and / or Tables are determined. In particular, the motor drive can be so be varied, that the universal motor always below a maximum permissible Operating temperature is operated. For different engines may be preferred different approximation equations or tables and characteristics dependent on an ambient temperature are stored. It can be provided be that at an overrun a maximum allowable Limit temperature or power, the universal motor in terms of safety is switched off and only then operated again, if a certain temperature or power of the universal motor is exceeded. This will ensure that the universal motor always looks ahead in its permissible operating temperatures is controlled.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, und insbesondere durch die flexible Feldumschaltung des Universalmotors, wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass kein stoßartiges Verhalten des Hausgeräts bei einem Übergang von einer Waschdrehzahl in eine Schleuderdrehzahl auftritt, sondern ein weicher Übergang zwischen den Drehzahlen erzielt wird. Darüber hinaus wird im Hinblick auf die Leistungsaufnahme vonseiten des Versorgungsnetzes erreicht, dass der Motorstrom geringer wird, da der Universalmotor länger in einem vollen Feld betrieben wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der Universalmotor nicht mehr auf die Grenzbedingungen, also auf die schlechtesten Betriebsbedingungen ausgelegt werden muss. Mit anderen Worten sind Temperaturgrenzen vorgegeben, welche von dem Universalmotor nicht überschritten werden dürfen. Mit der geschickten Temperaturmessung und dem Betreiben des Universalmotors in Abhängigkeit der gemessenen Temperatur wird gewährleistet, dass der Universalmotor während des Betriebs nicht extrem aufgewärmt wird. Hierdurch wird ein stark reduzierter Mess- und Prüfaufwand des Universalmotors erreicht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird überdies ein vorausschauendes Steuerungskonzept erzielt, bei welchem das Hausgerät, und insbesondere der Universalmotor, in fest definierten sicheren Grenzen betrieben wird, so dass ein gewähltes Wasch- und Schleuderprogramm zu Ende gebracht werden kann, ohne die elektrische Leistung unnötig zu verbrauchen. Denn bei Universalmotoren wird die an den Universalmotor abgegebene Leistung nicht nur in eine mechanische Leistung, sondern auch in eine thermische Leistung umgewandelt, so dass Verluste entstehen. Durch die geschickte Temperaturmessung kann erzielt werden, dass die voraussichtlichen Leistungsreserven des Universalmotors bestimmt und die Feldumschaltungen intelligent vorgenommen werden können.By the inventive method, and in particular by the flexible field switching of the universal motor, is achieved in an advantageous manner that no jerky Behavior of the household appliance at a transition from a washing speed to a spin speed but a soft transition between the speeds is achieved. In addition, with regard to achieved on the power consumption from the supply network, that the motor current is lower because the universal motor longer in a full field is operated. Another advantage of the method according to the invention is that the universal motor is no longer limited to the boundary conditions, So be designed for the worst operating conditions got to. In other words, temperature limits are given which not exceeded by the universal motor be allowed to. With the clever temperature measurement and the operation of the universal motor dependent on the measured temperature ensures that the universal motor during the Operation not warmed up extremely becomes. This results in a greatly reduced measurement and testing costs reached the universal motor. By the method according to the invention will also achieved a forward-looking control concept, in which the Household appliance, and in particular the universal motor, in firmly defined safe Limits is operated, so that a selected washing and slinging program can be brought to an end without unnecessarily consuming the electrical power. Because with universal motors, the output to the universal motor Performance not only in a mechanical performance, but also in converted a thermal power, so that losses occur. Through the clever temperature measurement can be achieved that the estimated power reserves of the universal motor determined and the field switches can be made intelligently.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Betreiben eines Universalmotors eines Hausgeräts zur Pflege von Wäschestücken ausgebildet. Bei dieser Vorrichtung ist der Universalmotor zum Antreiben einer Trommel des Hausgeräts ausgebildet, wobei eine Steuereinheit vorgesehen ist, welche zur Feldumschaltung des Universalmotors ausgebildet ist. Ein Grundgedanke besteht darin, dass die Steuereinheit zur Feldumschaltung des Universalmotors in Abhängigkeit einer Leistungsreserve des Universalmotors ausgebildet ist.A inventive device is for operating a universal motor of a household appliance for care formed by laundry. In this device, the universal motor for driving a Drum of home appliance formed, wherein a control unit is provided, which for Field switching of the universal motor is formed. A basic idea is that the control unit for field switching of the universal motor dependent on a power reserve of the universal motor is formed.
Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anzusehen.advantageous versions the method according to the invention are as advantageous embodiments of the device according to the invention to watch.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnungen.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of an embodiment and with reference the drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Beispiels näher erläutert. Vorliegend ist eine Waschmaschine gegeben, in welcher sich eine Trommel befindet. Dabei wird die Trommel mittels eines Universalmotors angetrieben, welcher von einer Steuereinheit über einen Triac bzw. ein ähnliches elektronisches Schaltelement angesteuert wird. Mit der Waschmaschine werden vorliegend Wäschestücke gepflegt, wobei es sich dabei um ein Waschen und anschließend ein Schleudern der Wäschestücke handelt. Dabei wird angenommen, dass das Schleudern bei einer Drehzahl von etwa 1600 Umdrehungen pro Minute erfolgt.The method according to the invention will be explained in more detail below by means of an example. In the present case, a washing machine is provided in which a drum is located. The drum is driven by means of a universal motor, which is controlled by a control unit via a triac or a similar electronic switching element. In the present case, laundry items are maintained with the washing machine, this being a washing and then a spinning of the laundry items. It is assumed that the spinning takes place at a speed of about 1600 revolutions per minute.
Vorliegend sei erwähnt, dass im Beispiel ungefähr eine Drehzahl von 1200 Umdrehungen pro Minute ohne Feldumschaltung bei einer mittleren Beladung der Trommel erreicht werden kann. Wird der Universalmotor in Betrieb genommen, so ist sein Drehmoment in einer Anlaufphase sehr hoch und die Drehzahl stark von der Beladung der Trommel abhängig. In dieser Anlaufphase des Universalmotors wird der Drehzahl-Istwert mit einem Drehzahl-Sollwert in einem Regelkreis des Universalmotors verglichen und eine Differenz des Drehzahl-Sollwerts und des Drehzahl-Istwerts berechnet. Darüber hinaus sei an dieser Stelle angemerkt, dass mehrere Kennlinien des Universalmotors, wie eine Spannungs-Drehzahl-Charakteristik und/oder eine Strom-Drehzahl-Charakteristik und/oder eine Strom-Drehmoment-Charakteristik und/oder eine Drehmoment-Drehzahl-Charakteristik, in der Steuereinheit des Hausgeräts abgelegt sind.present be mentioned that in the example about a speed of 1200 revolutions per minute without field switching can be achieved at a medium load of the drum. Becomes the universal motor put into operation, so its torque is in a start-up phase very high and the speed of the load heavily dependent on the drum. In this start-up phase of the universal motor, the actual speed value becomes with a speed setpoint in a control circuit of the universal motor and a difference of the speed setpoint and the actual speed value calculated. About that addition, it should be noted at this point that several characteristics of the Universal motor, such as a voltage-speed characteristic and / or a current-speed characteristic and / or a current-torque characteristic and / or a torque-speed characteristic, in the control unit of household appliance are stored.
Ist eine Messung eines über den Universalmotor und über einen den Universalmotor ansteuernden Triac fließenden Motorstroms im Hausgerät vorhanden, so kann eine an den Universalmotor abgegebene Leistung ermittelt werden.is a measurement of an over the universal motor and over there is a motor current flowing in the domestic appliance for a triac which drives the universal motor, Thus, a given to the universal motor power is determined become.
Durch Ermittlung der Differenz des Drehzahl-Sollwerts und des Drehzahl-Istwerts in Abhängigkeit einer anfahrenden Sollwertrampe und der abgelegten Kennlinien des Universalmotors bzw. durch Ermittlung der an den Universalmotor abgegebenen Leistung bzw. durch Ermittlung einer Stellgrößenwertvorgabe in Abhängigkeit der anfahrenden Sollwertrampe und der abgelegten Kennlinien des Universalmotors kann eine Leistungsreserve des Universalmotors berechnet werden. Diese Leistungsreserve hängt mit einer Stellgrößenreserve zusammen. Insbesondere bei einer Phasenanschnittsteuerung des Universalmotors im Falle, dass der Universalmotor mit Wechselspannung betrieben wird, wird unter der Stellgrößenreserve insbesondere eine Leistung verstanden, welche an den Universalmotor noch abgegeben werden kann.By Determining the difference between the speed setpoint and the speed feedback dependent on an approaching Sollwertrampe and the stored characteristics of the Universal motor or by determining the universal motor delivered power or by determining a manipulated variable value specification dependent on the approaching Sollwertrampe and the stored characteristics of the Universal motor can calculate a power reserve of the universal motor become. This power reserve depends with a manipulated variable reserve together. In particular, in a phase control of the universal motor in the case that the universal motor is operated with AC voltage becomes, is under the manipulated variable reserve in particular a performance understood, which to the universal motor can still be delivered.
Wird nun ein Übergang in den Schleuderbetrieb vorgenommen, so wird die Stellgrößenreserve überwacht und in Abhängigkeit der Stellgrößenreserve bzw. der Leistungsreserve festgestellt, ob eine Feldumschaltung durchgeführt werden muss. Wie bereits erwähnt, wurde angenommen, dass eine Drehzahl von ungefähr 1200 Umdrehungen pro Minute bei einer mittleren Beladung der Trommel ohne Feldumschaltung erreicht werden kann. Wird allerdings erkannt, dass die zur Verfügung stehenden Stellgrößenreserven noch genügen, um eine Schleuderdrehzahl von 1500 Umdrehungen pro Minute ohne die Feldumschaltung zu erreichen, so wird vorliegend die Feldumschaltung unterlassen. Durch diese intelligente Feldumschaltung wird gewährleistet, dass der Universalmotor länger in einem vollen Feld betrieben wird, so dass eine unnötige Belastung von Bürstensystemen sowie eine höhere Leistungsaufnahme vermieden werden. So wird die Feldumschaltung nach der Ermittlung der Stellgrößenreserve bzw. der Leistungsreserve in Abhängigkeit des in dem Hausgerät herrschenden Leistungsbedarfs vorgenommen.Becomes now a transition in the centrifugal mode, the manipulated variable reserve is monitored and depending the manipulated variable reserve or the power reserve determined whether a field switch carried out must become. As already mentioned, It was assumed that a speed of about 1200 revolutions per minute achieved at a medium load of the drum without field switching can be. However, it is recognized that the available manipulated variable reserves still suffice at a spin speed of 1500 revolutions per minute without the To achieve field switching, so is the field switching refrain. This intelligent field switching ensures that the universal motor longer operated in a full field, leaving an unnecessary burden of brush systems and a higher power consumption be avoided. This is how the field switching after the determination the manipulated variable reserve or the power reserve depending on in the household appliance prevailing power requirements made.
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