DE102009055195A1 - Method for pumping out liquid from e.g. washing machine, involves controlling motor as function of ripple value and threshold value such that rotational speed of pump is reduced and/or increased when ripple value exceeds threshold value - Google Patents

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Abstract

The method involves deriving vibration behavior of a liquid column in a delivery line from an operating parameter of a drain pump (3) and/or an electric motor (2). A ripple value (W) rising with increasing vibration amplitude of delivery volume flow (V), is determined and compared with a preset threshold value. The electric motor is controlled as a function of the ripple value and the threshold value such that rotational speed (n) of the drain pump is reduced and/or increased when the ripple value exceeds the threshold value. The electric motor is designed as an electronically commutated motor. An independent claim is also included for a device for pumping out liquid from an appliance i.e. household appliance.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abpumpen von Flüssigkeiten aus einem Gerät, insbesondere aus einem Haushaltsgerät, wobei die Flüssigkeit mit einem vorgegebenen Fördervolumenstrom von einer mittels eines Elektromotors angetriebenen Entleerungspumpe über eine Abförderleitung zu einem Abfluss abgefördert wird.The invention relates to a method for pumping liquids from a device, in particular from a household appliance, wherein the liquid is conveyed away with a predetermined volume flow of a pump driven by an electric motor drainage pump via a discharge line to a drain.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method.

Entleerungspumpen für wasserführende Haushaltsgeräte, beispielsweise Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen, werden heute üblicherweise von netzgeführten Einphasensynchronmotoren angetrieben. Die Einphasensynchronmotoren werden unabhängig vom Fördervolumen der Entleerungspumpe mit einer konstanten Antriebsdrehzahl betrieben. Ein Fördervolumenstrom der Entleerungspumpe stellt sich in Abhängigkeit von dem Differenzdruck ein, gegen den die Flüssigkeit aus dem Haushaltsgerät gefördert werden muss. Der Differenzdruck hängt im Wesentlichen von der Einhänghöhe einer Abwasserleitung (Abwasserschlauch) in ein Waschbecken oder einen anderen Ablauf ab. Die Entleerungspumpe ist so dimensioniert, dass innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls, in dem die Entleerungspumpe von dem Elektromotor angetrieben wird, die entsprechende Flüssigkeitsmenge abgepumpt werden kann. Bei einer relativ niedrigen Einhänghöhe des Abwasserschlauchs kann es vorkommen, dass die Flüssigkeitsmenge bereits abgefördert ist, bevor die Entleerungspumpe abgeschaltet ist. Hierbei kann die in dem Abwasserschlauch befindliche Flüssigkeitsmenge (Flüssigkeitssäule) ins Schwingen geraten, was in der Regel zu einem störenden Schlürf- oder Schnorchelgeräusch führt. Dieses unerwünschte Schwingungsverhalten der Flüssigkeitssäule kann beispielsweise durch Verwendung einer Rückschlagklappe verhindert werden. Nachteilig hieran ist, dass zur Vermeidung des unerwünschten Schwingverhaltens zusätzliche Bauteile erforderlich sind.Drainage pumps for water-bearing household appliances, such as washing machines or dishwashers, are now usually powered by line-driven single-phase synchronous motors. The single-phase synchronous motors are operated at a constant drive speed regardless of the delivery volume of the drain pump. A delivery volume flow of the drain pump adjusts depending on the differential pressure against which the liquid must be conveyed from the household appliance. The differential pressure depends essentially on the height of the suspension of a sewer (sewage hose) in a sink or other drain. The drain pump is dimensioned so that within a predetermined time interval in which the drain pump is driven by the electric motor, the corresponding amount of liquid can be pumped. At a relatively low hanging height of the sewage hose, it may happen that the amount of liquid is already discharged before the drain pump is turned off. In this case, the amount of liquid in the sewage hose (liquid column) can start to oscillate, which usually leads to a disturbing snore or snorkel noise. This undesirable vibration behavior of the liquid column can be prevented for example by using a non-return valve. The disadvantage of this is that additional components are required to avoid the undesirable vibration behavior.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abpumpen von Flüssigkeiten aus einem Haushaltsgerät derart anzugeben, dass auf zuverlässige Weise eine langzeitstabile Schwingungsverringerung der durch eine Abförderleitung Flüssigkeit gewährleistet ist.Object of the present invention is to provide a method and apparatus for pumping liquids from a household appliance such that in a reliable way, a long-term stable vibration reduction is guaranteed by a discharge line liquid.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass aus mindestens einem Betriebsparameter der Entleerungspumpe und/oder des Elektromotors das Schwingungsverhalten einer sich in der Abförderleitung ausbildenden Flüssigkeitssäule abgeleitet wird, wobei ein Welligkeitswert bestimmt wird, der mit größer werdender Schwingungsamplitude des Fördervolumenstroms ansteigt, dass der Welligkeitswert mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen wird, und dass in Abhängigkeit von dem Welligkeitswert und dem Schwellwert der Elektromotor derart angesteuert wird, dass bei Überschreitung des Schwellwertes durch den Welligkeitswert die Drehzahl der Entleerungspumpe so verringert oder erhöht wird, dass die Schwingung des Fördervolumenstroms abklingt.To solve this problem, the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that from at least one operating parameter of the drain pump and / or the electric motor, the vibration behavior of a forming in the discharge line liquid column is derived, with a ripple value is determined with Increasing oscillation amplitude of the delivery volume flow increases, that the ripple value is compared with a predetermined threshold, and that is driven in response to the ripple value and the threshold value of the electric motor such that when exceeding the threshold by the ripple value, the speed of the drain pump is reduced or increased in that the oscillation of the delivery volume flow decays.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Verwendung von flusenempfindlichen Rückschlagklappen oder aufwendigen Rücklaufsicherungen zur Vermeidung eines störenden Schlürf- oder Schnorchelgeräusches in der Ablaufleitung eingespart werden kann. Nach der Erfindung sorgt ein Ansteuerungsverfahren des die Entleerungspumpe antreibenden Elektromotors für eine signifikante Schwingungsreduktion des Flüssigkeitsstromes bzw. eine signifikante Geräuschverringerung bzw. Geräuschvermeidung beim Abpumpen der Flüssigkeit. Grundgedanke der Erfindung ist es, bei der Ansteuerung des Elektromotors zu berücksichtigende Betriebsparameter, wie beispielsweise elektrische Stromstärke, deren Verlauf zu dem störenden Schwingungsverhalten der Flüssigkeitssäule korreliert, auszunutzen, um auf die einzustellende Drehzahl des Elektromotors bzw. der Pumpe derart einzuwirken, dass zum einen die Geräuschentwicklung in der Ablaufleitung verringert bzw. minimiert und zum anderen die vorgegebene Flüssigkeitsmenge in der gegebenenfalls vorgegebenen Abpumpzeit abgefördert wird. Nach der Erfindung wird aus mindestens einem Betriebsparameter ein Welligkeitswert abgeleitet, der das Vorhandensein bzw. die Größe des Schwingungsverhaltens der Flüssigkeitssäule wiedergibt. Durch Vergleich dieses Welligkeitswertes mit einem vorgegebenen Schwellwert kann dann auf die Drehzahlsteuerung bzw. Drehzahlregelung des Elektromotors eingewirkt werden, so dass bei Auftreten des Schwingungsverhaltens die Drehzahl der Pumpe langsam oder relativ schnell geändert wird, das heißt entsprechend verringert und/oder erhöht wird, bis die Schwingungsamplitude des Fördervolumenstromes auf ein vorgegebenen Grenzwert erreicht und/oder unterschreitet, damit sich eine ruhende Flüssigkeitssäule einstellt.The particular advantage of the invention is that the use of lint-sensitive non-return valves or elaborate return valves can be saved in the drain line to avoid a disturbing Schlürf- or snorkel noise. According to the invention, a drive method of the electric motor driving the drainage pump ensures a significant reduction in the oscillation of the liquid flow or a significant reduction in noise or noise when pumping out the liquid. The basic idea of the invention is to exploit operating parameters to be taken into account in the control of the electric motor, such as electric current whose course correlates to the disturbing oscillation behavior of the liquid column, in order to act on the rotational speed of the electric motor or of the pump to be adjusted in such a way that, on the one hand Noise development in the drain line is reduced or minimized and, on the other hand, the predetermined amount of liquid is carried away in the possibly predetermined pump-down time. According to the invention, a ripple value is derived from at least one operating parameter, which represents the presence or the size of the vibration behavior of the liquid column. By comparing this ripple value with a predetermined threshold value can then be acted upon by the speed control or speed control of the electric motor, so that when the vibration behavior of the speed of the pump is slowly or relatively quickly changed, that is reduced accordingly and / or increased until the Vibration amplitude of the delivery volume flow reaches a predetermined limit and / or falls below, so that adjusts a dormant liquid column.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt der ermittelte Welligkeitswert auf eine Drehzahlregelschaltung für den Elektromotor ein, wobei in Abhängigkeit von der Größe des Welligkeitswertes eine Führungsgröße der Regelungsschaltung, nämlich der Soll-Frequenzwert derart verändert wird, dass bei Auftreten der unerwünschten Fördervolumenstromschwingung die Drehzahl der Pumpe verringert und bei Nichtauftreten der unerwünschten Fördervolumenstromschwingung die Drehzahl der Pumpe bis maximal zur Soll-Drehzahl erhöht wird. In Abhängigkeit von dem aktuellen Welligkeitswert wird somit die Drehzahl der Pumpe geregelt. Es handelt sich um eine Art kaskadierte Regelung, bei der ein Drehzahlregler und ein die Führungsgröße beeinflussender Korrekturregler zum Einsatz kommen.According to a preferred embodiment of the invention, the determined ripple value acts on a speed control circuit for the electric motor, wherein depending on the size of the ripple value, a reference variable of the control circuit, namely the desired frequency value is changed such that when the unwanted volumetric flow occurs, the speed of the pump reduces the speed of the pump and, if the undesired delivery volumetric flow does not occur, Speed is increased. Depending on the current ripple value, the speed of the pump is thus regulated. It is a type of cascaded control in which a speed controller and a correction variable influencing the reference variable are used.

Zur Lösung der Aufgabe ist die erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine Regel-/Steuereinrichtung vorgesehen ist zur Bestimmung eines Korrekturwertes, mittels dessen die Drehzahl der Entleerungspumpe bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes durch einen das Maß einer Welligkeit der sich in einer Abförderleitung ausbildenden Flüssigkeitssäule kennzeichnenden Welligkeitswert so lange variiert wird, bis der Welligkeitswert den Schwellwert wieder erreicht hat.To solve the problem, the device according to the invention in conjunction with the preamble of claim 5 is characterized in that a control / control device is provided for determining a correction value, by means of which the speed of the drain pump when exceeding a predetermined threshold by a degree of ripple is varied in a discharge line forming liquid column characteristic ripple value until the ripple value has reached the threshold again.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass durch Erweiterung an sich bekannter Regel-/Steuereinrichtungen die Regelung bzw. Steuerung eines die Entleerungspumpe antreibenden Elektromotors modifiziert werden kann, damit eine Geräuschverringerung beim Abfördern der Flüssigkeit aus dem Haushaltsgerät gewährleistet ist. Durch Auswertung von vorhandenen Betriebsparametern des Elektromotors bzw. der Pumpe lässt sich ein Korrekturwert ermitteln, so dass die vorgegebene Drehzahl (Soll-Drehzahl) derart beeinflusst wird, dass das unerwünschte Schwingungsverhalten der Flüssigkeitssäule in einer Ablaufleitung der Entleerungspumpe soweit gedämpft wird bzw. zum Erliegen kommt, dass keine nennenswerte Geräuschentwicklung auftritt. Nach Abklingen der Fördervolumenstromschwingung wird der Motor derart angesteuert, dass eine relativ große Flüssigkeitsmenge abgefördert werden kann, ohne dass sich erneut eine das störende Geräusch erzeugende Fördervolumenstromschwingung ausbilden kann.The particular advantage of the device according to the invention is that the regulation or control of an electric motor driving the drainage pump can be modified by extension of known regulation / control devices, so that a noise reduction during the discharge of the liquid from the household appliance is ensured. By evaluating existing operating parameters of the electric motor or the pump, a correction value can be determined, so that the predetermined speed (target speed) is influenced in such a way that the undesired vibration behavior of the liquid column in a drain line of the drain pump is damped or comes to a standstill in that no appreciable noise occurs. After the volumetric flow of the volumetric flow has ceased, the motor is actuated in such a way that a relatively large amount of liquid can be carried away without again generating a volumetric flow which generates the disturbing noise.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Regel-/Steuereinrichtung einen Korrekturregler zur Erzeugung eines Korrekturwertes auf, mittels dessen eine Führungsgröße für die Drehzahlregelung des Motors beeinflusst wird. Durch Wahl des Reglers bzw. Wahl des Koeffizienten des Reglers kann der Grad der Schwingungsdämpfung sowie der Drehzahlanstieg nach Abklingen der Schwingung eingestellt werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass die das unerwünschte Geräusch erzeugende Fördervolumenstromschwingung in der Ablaufleitung möglichst schnell zum Abklingen gebracht wird einerseits und eine vorgegebene Flüssigkeitsmenge möglichst schnell bzw. in einem vorgegebenen Zeitintervall abgefördert wird andererseits.According to a preferred embodiment of the invention, the control / control device has a correction controller for generating a correction value, by means of which a command variable for the speed control of the motor is influenced. By selecting the controller or selecting the coefficient of the controller, the degree of vibration damping and the speed increase after the vibration has subsided can be adjusted. This ensures that the undesired noise generating volume flow oscillation in the drain line is brought to a close as quickly as possible on the one hand and a predetermined amount of liquid as quickly as possible or in a predetermined time interval is conveyed away.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Elektromotor als ein elektronisch kommutierter Motor, insbesondere als ein bürstenloser Drehstrommotor ausgebildet.According to a development of the invention, the electric motor is designed as an electronically commutated motor, in particular as a brushless three-phase motor.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 ein Blockschaltbild eines Regelkreises zur Ansteuerung des Elektromotors, 1 a block diagram of a control circuit for controlling the electric motor,

2 ein schematisches Zeitdiagramm von geräuschminderungsrelevanten Größen bei Vorliegen einer Fördervolumenstromschwingung in einer Ablaufleitung eines Haushaltsgeräts und 2 a schematic timing diagram of noise reduction relevant quantities in the presence of a delivery volume flow oscillation in a drain line of a household appliance and

3 einen Ablaufplan für die Ansteuerung eines Elektromotors, mittels dessen eine Entleerungspumpe angetrieben wird. 3 a flowchart for the control of an electric motor, by means of which a drain pump is driven.

Eine erfindungsgemäße Regel-/Steuereinrichtung 1 kann beispielsweise zur Ansteuerung eines Elektromotors 2 dienen, mittels dessen eine Entleerungspumpe 3 angetrieben wird zum Abpumpen bzw. Abfördern von Flüssigkeiten aus einem flüssigkeitsführenden Gerät bzw. Haushaltsgerät, wie zum Beispiel einer Waschmaschine oder einer Geschirrspülmaschine.A control / control device according to the invention 1 can, for example, for controlling an electric motor 2 serve, by means of which a drain pump 3 is driven for pumping or discharging liquids from a liquid-conducting device or household appliance, such as a washing machine or a dishwasher.

An der Entleerungspumpe 3 ist als Abförderleitung beispielsweise ein Abförderschlauch 15 angeschlossen, der mit einem der Entleerungspumpe 3 abgewandten Ende in einem Waschbecken oder in einem alternativen Ablauf angeordnet ist.At the drain pump 3 is as discharge line, for example, a discharge hose 15 connected with one of the drain pump 3 remote end is arranged in a sink or in an alternative drain.

Die Regel-/Steuereinrichtung 1 besteht zum einen aus einer Drehzahlregelanordnung 4 und einer Geräuschverringerungsanordnung 5.The control / control device 1 consists on the one hand of a speed control arrangement 4 and a noise reduction arrangement 5 ,

Die Drehzahlregelanordnung 4 dient zur Ansteuerung des Elektromotors 2, wobei entsprechend einer vorgegebenen Frequenzführungsgröße f*Soll eine Drehzahl n des Elektromotors 2 bzw. der Pumpe 3 geregelt wird. Hierzu weist die Drehzahlregelanordnung 4 einen Drehzahlregler 6 sowie eine Stelleinrichtung 7 auf, die eine Pulsweitenmodulationserzeugereinheit 8 sowie eine Umrichtereinheit 9 umfasst.The speed control arrangement 4 serves to control the electric motor 2 , In accordance with a predetermined frequency command f * Soll a speed n of the electric motor 2 or the pump 3 is regulated. For this purpose, the speed control arrangement 4 a speed controller 6 and an adjusting device 7 comprising a pulse width modulation generator unit 8th as well as a converter unit 9 includes.

Der Elektromotor 2 ist vorzugsweise als ein elektronisch kommutierter Motor bzw. bürstenloser Elektromotor (Drehstrommotor) ausgebildet. Von einem Ausgang der Umrichtereinheit 9 wird mindestens ein Betriebsparameter des Elektromotors 2 mittels eines Rücklaufzweiges an den Eingang des Drehzahlreglers 6 geführt. Betriebsparameter bei dem Elektromotor können beispielsweise sein: gemittelte Werte von Strom und/oder Spannung (Phasengrößen, Effektivwerte, Amplitude, drehmomentbildende Anteile, Gleichspannungszwischenkreisgrößen, elektrische Leistung (Wirk-, Schein- oder Blindleistung) sowie Phasenverschiebungen zwischen den Strömen und Spannungen. Gegebenenfalls kann auch die am Ausgang des Drehzahlreglers 6 anliegende Stellgröße zurückgeführt werden.The electric motor 2 is preferably designed as an electronically commutated motor or brushless electric motor (three-phase motor). From an output of the inverter unit 9 becomes at least one operating parameter of the electric motor 2 by means of a return branch to the input of the speed controller 6 guided. Operating parameters in the electric motor may be, for example: averaged values of current and / or voltage (phase quantities, rms values, amplitude, torque-generating components, DC link sizes, electrical power (active, apparent or reactive power) and phase shifts between the currents and voltages.) If necessary, the output of the speed controller can also be used 6 applied control variable can be traced back.

Alternativ kann auch eine Kombination aus den vorgenannten Größen bereitgestellt werden, und zwar zum einen für die Drehzahlregelanordnung 4 und zum anderen für eine Regelgrößenbestimmungseinheit 10 der Geräuschverringerungsanordnung 5. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in der Regelgrößenbestimmungseinheit 10 der Effektivwert der Stromstärke als Regelgröße Δx ermittelt, der in erster Nährung proportional ist zu einem Fördervolumenstrom V . der von der Entleerungspumpe 3 abgeförderten Flüssigkeit. Die Regelgröße Δx wird an den Eingang einer Welligkeitsermittlungseinheit 11 angelegt, in der aus der Regelgröße Δx ein aktueller Welligkeitswert w berechnet wird.Alternatively, a combination of the aforementioned sizes can be provided, on the one hand for the speed control arrangement 4 and for another controlled variable determining unit 10 the noise reduction arrangement 5 , In the present embodiment is in the controlled variable determining unit 10 the rms value of the current intensity is determined as a controlled variable Δx, which in the first approximation is proportional to a delivery volume flow V. that of the drain pump 3 discharged liquid. The controlled variable Δx is applied to the input of a ripple determination unit 11 is created, in which from the controlled variable .DELTA.x a current ripple value w is calculated.

Der Welligkeitswert w kann beispielsweise berechnet werden durch Subtraktion eines Mittelwertes der Regelgröße Δx von einem Effektivwert der Regelgröße Δx in einem vorgegebenen Zeitintervall. Der Welligkeitswert w kann beispielsweise durch eine Effektivwertberechnung oder eine Mittelwertberechnung über an dem Schwingverhalten der Flüssigkeitssäule angepasste Zeitintervalle bestimmt werden. Alternativ kann die Regelgröße Δx auch einer Filterung unterzogen werden, beispielsweise mittels eines Tiefpasses oder eines Bandpasses. Alternativ kann auch eine Fouriertranssformation FFT verwendet werden. Wesentlich ist, dass der Welligkeitswert w ein Maß für die Welligkeit der Flüssigkeitssäule darstellt. Je größer die Amplitude der Flüssigkeitsschwingung ist, desto größer ist der Welligkeitswert w und umgekehrt.The ripple value w can be calculated, for example, by subtracting an average value of the controlled variable Δx from an effective value of the controlled variable Δx in a predetermined time interval. The ripple value w can be determined, for example, by an RMS calculation or a mean value calculation via time intervals adapted to the vibration behavior of the liquid column. Alternatively, the controlled variable Δx may also be subjected to filtering, for example by means of a low-pass filter or a bandpass filter. Alternatively, a Fourier transform FFT can also be used. It is essential that the ripple value w is a measure of the waviness of the liquid column. The larger the amplitude of the liquid vibration, the larger the ripple value w and vice versa.

Der die Welligkeit des Fördervolumenstroms V . repräsentierende Welligkeitswert w liegt an dem Eingang eines Korrekturreglers 12, in dem ein Korrekturwert für die Drehzahlführungsgröße fsoll bestimmt wird. Der Korrekturwert entspricht einem Frequenz-Korrekturwert Δfsoll, der einer Vergleichseinrichtung 13 zugeführt wird, in der dieser von dem vorgegebenen Frequenz-Sollwert fsoll subtrahiert wird. Der so gebildete Differenzwert f*soll wird an den Eingang des Drehzahlreglers 6 gelegt.The ripple of the delivery volume flow V. representing ripple value w is located at the input of a correction controller 12 in which a correction value for the speed command variable f soll is determined. The correction value corresponds to a frequency correction value Δf soll , that of a comparison device 13 is fed, in which this is subtracted from the predetermined frequency setpoint f soll . The difference value f * soll thus formed is sent to the input of the speed controller 6 placed.

In dem Korrekturregler 12 erfolgt ein Vergleich des Welligkeitswerts w mit einem Schwellwert S. Steigt beispielsweise die Amplitude der Fördervolumenstromschwingung V . zum Zeitpunkt t1 so weit an, dass der Welligkeitswert w größer oder gleich dem Schwellwert S ist, wird mittels des Korrekturreglers 12 ein Ansteigen des Korrekturwerts Δfsoll erzeugt. Beispielsweise kann der Korrekturwert Δfsoll mittels eines Integriergliedes des Korrekturreglers 12 linear ansteigen, so dass der Differenzwert f*soll bzw. die Drehzahl n der Pumpe 3 linear abnimmt, siehe 2. Hierdurch nimmt die Welligkeit w bzw. der Schwingungsgrad des Fördervolumenstroms V . nach und nach ab, bis die Schwingung zum Zeitpunkt t2 zum Erliegen kommt. Die Drehzahlreduzierung wird dann eingestellt, wenn eine Schwingung des Fördervolumenstroms V . nicht mehr erkennbar ist oder die Schwingungsamplitude des Fördervolumenstroms V . einen vorgegebenen Grenzamplitudenwert unterschreitet. Dieser Zustand wird durch einen Umkehrwert U gekennzeichnet. Erreicht oder unterschreitet der Welligkeitswert w den Umkehrwert U, wird der Korrekturwert Δfsoll mittels des Korrekturreglers 12 vorzugsweise linear verringert, wobei die Drehzahl n nach und nach ansteigen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht der Umkehrwert U dem Schwellwert S, so dass nach Abklingen der Schwingung sofort eine Erhöhung der Drehzahl n eingeleitet wird, bis die Solldrehzahl nsoll erreicht ist.In the correction controller 12 the ripple value w is compared with a threshold value S. If, for example, the amplitude of the delivery volume flow V increases. at time t 1 so far that the ripple value w is greater than or equal to the threshold value S, is by means of the correction controller 12 an increase in the correction value Δf soll is generated. For example, the correction value .DELTA.f.sub.soll can be determined by means of an integrator of the correction controller 12 increase linearly, so that the difference value f * soll or the speed n of the pump 3 decreases linearly, see 2 , As a result, the waviness w or the degree of vibration of the delivery volume flow V increases. gradually until the vibration at time t 2 stops. The speed reduction is set when an oscillation of the delivery volume flow V. is no longer recognizable or the oscillation amplitude of the delivery volume flow V. falls below a predetermined limit amplitude value. This state is indicated by a reversal value U. If the ripple value w reaches or falls below the inverse value U, the correction value Δf soll is corrected by means of the correction controller 12 preferably reduced linearly, wherein the rotational speed n may gradually increase. In the present exemplary embodiment, the inversion value U corresponds to the threshold value S, so that an increase in the rotational speed n is initiated immediately after the oscillation has subsided until the nominal rotational speed n soll is reached.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Regelkonstante für das Integrierglied beim Verringern des Korrekturwerts Δfsoll gleich zu dem Integrierglied, das beim Vergrößern des Korrekturwerts Δfsoll wirksam ist. Wenn sich eine Schwingung des Fördervolumenstroms V . wieder aufgebaut hat, wird nach Erreichen des Schwellwertes S durch den Welligkeitswert w der zuvor zu Null gewordene Korrekturwert Δfsoll wieder erhöht, so dass zum Zeitpunkt t3 die Drehzahl n wieder verringert wird.In the present embodiment, the control constant for the integrator in decreasing the correction value Δf soll is equal to the integrator effective in increasing the correction value Δf soll . When an oscillation of the delivery volume flow V. has built up again is again increased after reaching the threshold value S by the ripple value w of the above become zero correction value .DELTA.f to, so that at time t 3, the rotation speed n is reduced again.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann bei Erreichen eines vorgegebenen Schwellwertes durch den Welligkeitswert w die Drehzahl n des Elektromotors erhöht werden statt diese zu reduzieren. Beispielsweise kann die Drehzahlsollgröße in Abhängigkeit von dem Schwingungsverlauf der Flüssigkeitssäule periodisch erhöht und verringert werden, so dass die Schwingung des Fördervolumenstroms V . gedämpft wird. Beispielsweise kann die Drehzahlführungsgröße f*soll somit nach einem vorgegebenen Zeitprofil verändert werden, wobei sich die Drehzahlführungsgröße f*soll synchron zur Schwingung des Volumenstroms V . verläuft.According to an alternative embodiment, not shown, upon reaching a predetermined threshold value by the ripple value w, the rotational speed n of the electric motor can be increased instead of reducing it. For example, the speed setpoint can be increased and decreased periodically as a function of the oscillation profile of the liquid column, so that the oscillation of the delivery volume flow V. is dampened. For example, the speed command variable f * soll can thus be changed according to a predetermined time profile, with the speed command variable f * soll being synchronous with the oscillation of the volume flow V. runs.

Die Änderung der Drehzahlführungsgröße fsoll* kann schlagartig bzw. nach und nach erfolgen.The change of the speed command variable f soll * can take place abruptly or gradually.

Es sei angemerkt, dass zum Zeitpunkt t1 die Pumpe lediglich Restwasser fördert, das heißt der Volumenstrom V . sehr viel kleiner ist als der Nennvolumenstrom. Bei einer Waschmaschine kann der mittlere Volumenstrom beispielsweise bei 8% des Nennvolumenstroms liegen. Dieser Volumenstrom ist auch der mittlere Volumenstrom, um den die Wassersäule im sogenannten Restwasserbetrieb schwingt.It should be noted that at time t 1, the pump promotes only residual water, that is, the flow rate V. much smaller than the nominal volume flow. For example, in a washing machine, the average volumetric flow may be 8% of the nominal volumetric flow. This volume flow is also the average volume flow around which the water column oscillates in the so-called residual water mode.

Nach einer alternativen Ausführungsform können die Betriebsparameter auch in einem Bereich zwischen der Umrichtereinheit 9 und dem Motor 2 abgegriffen und der Regelgrößenbestimmungseinheit 10 und/oder dem Drehzahlregler 6 zugeführt werden.According to an alternative embodiment, the operating parameters may also be in a range between the converter unit 9 and the engine 2 tapped and the controlled variable unit 10 and / or the speed controller 6 be supplied.

Die Umrichtereinheit 9 weist vorzugsweise einen Gleichrichter, einen Zwischenkreis sowie einen Wechselrichter auf, der vorzugsweise einen dreiphasigen Strom zur Verfügung stellt. Hierbei wird der Wechselrichter von dem Drehzahlregler 6 angesteuert.The inverter unit 9 preferably comprises a rectifier, an intermediate circuit and an inverter, which preferably provides a three-phase current available. In this case, the inverter of the speed controller 6 driven.

Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Korrektur des Drehzahl-Sollwertes nsoll bzw. des Frequenz-Sollwertes fsoll mittels eines Korrekturprogramms erfolgen, das in einem Mikrokontroller implementiert ist. Hierbei können die Funktionen der Regelgrößenbestimmungseinheit 10, der Welligkeitsermittlungseinheit 11 sowie des Korrekturreglers 12 programmtechnisch bereitgestellt werden. In einem ersten Schritt 20 wird die Welligkeit w ermittelt. In einem weiteren Vergleichsschritt 21 wird der Welligkeitswert w mit einem vorgegebenen Schwellwert S verglichen. Ist der Welligkeitswert w größer oder gleich dem Schwellwert S, wird in einem nächsten Schritt 22 der Korrekturwert Δfsoll nach und nach erhöht, so dass die Führungsgröße f*soll verringert und damit auch die Drehzahl n der Pumpe 3 verringert wird, wie oben dargestellt. Verbleibt der Welligkeitswert w unterhalb des Schwellwertes S, ist der Korrekturwert Δfsoll Null, so dass sich die Führungsgröße f*soll nicht ändert. Die Führungsgröße f*soll bleibt somit konstant. Nach Erreichen des Umkehrwertes U, der alternativ auch kleiner sein kann als der Schwellwert S, durch den Welligkeitswert w wird der Korrekturwert Δfsoll wieder verringert, so dass die Drehzahl n nach und nach ansteigt, bis sie die Solldrehzahl erreicht hat bzw. bis erneut der Welligkeitswert w den Schwellwert S erreicht hat, wie oben ausgeführt.According to an alternative embodiment, the correction of the speed setpoint n soll or the frequency setpoint f soll can be effected by means of a correction program which is implemented in a microcontroller. In this case, the functions of the controlled variable determining unit 10 , the undulation detection unit 11 as well as the correction controller 12 be provided programmatically. In a first step 20 the ripple w is determined. In a further comparison step 21 the ripple value w is compared with a predetermined threshold value S. If the ripple value w is greater than or equal to the threshold value S, in a next step 22 the correction value .DELTA.f is to be gradually increased, so that the reference variable f * soll is reduced and thus also the rotational speed n of the pump 3 is reduced as shown above. If the ripple value w remains below the threshold value S, the correction value Δf soll is zero, so that the reference variable f * soll does not change. The reference variable f * should therefore remain constant. After reaching the inversion value U, which may alternatively be smaller than the threshold value S, by the ripple value w, the correction value .DELTA.sub.f soll is reduced again, so that the rotational speed n gradually increases until it has reached the setpoint speed or until again Ripple value w has reached the threshold S, as stated above.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann statt der kontinuierlichen Verringerung und/oder Steigerung der Führungsgröße f*soll diese auch stufenförmig verringert werden bzw. ansteigen. Hierfür wird ein entsprechend anders ausgelegter Korrekturregler 12 eingesetzt.According to an alternative embodiment, not shown, instead of the continuous reduction and / or increase in the reference variable f * , this should also be reduced or increased stepwise. For this purpose, a correspondingly differently designed correction controller 12 used.

Claims (12)

Verfahren zum Abpumpen von Flüssigkeiten aus einem Gerät, insbesondere aus einem Haushaltsgerät, wobei die Flüssigkeit mit einem vorgegebenen Fördervolumenstrom von einer mittels eines Elektromotors angetriebenen Entleerungspumpe über eine Abförderleitung zu einem Abfluss abgefördert wird, dadurch gekennzeichnet, – dass aus mindestens einem Betriebsparameter der Entleerungspumpe (3) und/oder des Elektromotors (2) das Schwingungsverhalten einer sich in der Abförderleitung ausbildenden Flüssigkeitssäule abgeleitet wird, wobei ein Welligkeitswert (w) bestimmt wird, der mit größer werdender Schwingungsamplitude des Fördervolumenstroms (V .) ansteigt, – dass der Welligkeitswert (w) mit einem vorgegebenen Schwellwert (S) verglichen wird, – dass in Abhängigkeit von dem Welligkeitswert (w) und dem Schwellwert (S) der Elektromotor (2) derart angesteuert wird, dass bei Überschreitung des Schwellwertes (S) durch den Welligkeitswert (w) die Drehzahl (n) der Entleerungspumpe (3) so verringert und/oder erhöht wird, dass die Schwingung des Fördervolumenstroms (V .) abklingt.A method for pumping out liquids from a device, in particular from a domestic appliance, wherein the liquid is conveyed away from a driven by an electric motor drain pump via a discharge line to a drain with a predetermined volume flow, characterized in that - at least one operating parameter of the drain pump ( 3 ) and / or the electric motor ( 2 ), the vibration behavior of a forming in the discharge line liquid column is derived, wherein a ripple value (w) is determined, which increases with increasing oscillation amplitude of the delivery volume flow (V.) - that the ripple value (w) compared with a predetermined threshold value (S) is that - in dependence on the ripple value (w) and the threshold value (S) of the electric motor ( 2 ) is controlled such that when the threshold value (S) is exceeded by the ripple value (w) the speed (n) of the drain pump ( 3 ) is reduced and / or increased so that the oscillation of the delivery volume flow (V.) Decays. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von dem Vergleich des Welligkeitswerts (w) und dem Schwellwert (S) eine an einem Drehzahlregler (6) anliegende Führungsgröße (f*soll) verringert und/oder vergrößert wird, bis der Welligkeitswert (w) einen Umkehrwert (U) erreicht hat, der das Abklingen des Schwingungsvorgangs des Volumenstroms (V .) repräsentiert, und dass dann die anliegende Führungsgröße (f*soll) mit einer Soll-Führungsgröße (fsoll) gleichgesetzt wird, so dass die Drehzahl (n) der Entleerungspumpe (3) nach und nach bis zur vorgegebenen Solldrehzahl (nsoll) nachgeführt wird.Method according to Claim 1, characterized in that, as a function of the comparison of the ripple value (w) and the threshold value (S), one at a speed controller ( 6 ) is reduced and / or increased until the ripple value (w) has reached an inversion value (U) representing the decay of the oscillation process of the volumetric flow (V.), and then the applied reference variable (f * soll ) is equated with a desired reference variable (f soll ), so that the speed (n) of the drain pump ( 3 ) gradually to the specified target speed (n soll ) is tracked. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis des Vergleichs zwischen dem Welligkeitswert (w) und dem Schwellwert (S) einem Korrekturregler (12) zugeführt wird, der einen ansteigenden oder abfallenden Korrekturwert (Δf*soll) erzeugt und der dann von der vorgegebenen Führungsgröße (fsoll) subtrahiert wird zur Bildung der aktuellen Führungsgröße (f*soll).Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the result of the comparison between the ripple value (w) and the threshold value (S) is given to a correction controller ( 12 ) is supplied, which generates a rising or falling correction value (Δf * soll ) and which is then subtracted from the predetermined reference variable (f soll ) to form the current reference variable (f * soll ). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der von dem Korrekturregler (12) erzeugte Korrekturwert (Δfsoll) in Abhängigkeit von dem aktuellen Betriebszustand der Entleerungspumpe (3) und/oder dem Welligkeitswert (w) in einem Bereich zwischen Null und der Soll-Führungsgröße (fsoll) eingestellt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the of the correction controller ( 12 ) generated correction value (Δf soll ) depending on the current operating state of the drain pump ( 3 ) and / or the ripple value (w) is set in a range between zero and the desired command value (f soll ). Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Abpumpen von Flüssigkeiten aus einem Gerät, insbesondere aus einem Haushaltsgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Regel-/Steuereinrichtung (1) vorgesehen ist zur Bestimmung eines Korrekturwertes (Δfsoll), mittels dessen die Drehzahl (n) der Entleerungspumpe (3) bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes (S) durch einen das Maß einer Welligkeit der sich in einer Abförderleitung ausbildenden Flüssigkeitssäule kennzeichnenden Welligkeitswert (w) so lange variiert wird, bis der Welligkeitswert (w) den Schwellwert (S) wieder erreicht hat.Device for carrying out a method for pumping out liquids from a device, in particular from a domestic appliance, according to one of claims 1 to 4, characterized in that a control / control device ( 1 ) is provided for determining a correction value (Δf soll ), by means of which the speed (n) of the drain pump ( 3 ) when a predetermined threshold value (S) is exceeded by a waviness value (w) characterizing the degree of waviness of the liquid column forming in a discharge line is varied until the ripple value (w) has reached the threshold value (S) again. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Unterschreiten des vorgegebenen Schwellwertes (S) durch den Welligkeitswert (w) die Drehzahl (n) der Entleerungspumpe (3) erhöht wird, bis die Drehzahl (n) der Entleerungspumpe (3) die Soll-Drehzahl (nSoll) oder der Welligkeitswert (w) den Schwellwert (S) wieder erreicht hat.Apparatus according to claim 5, characterized in that when falling below the predetermined threshold value (S) by the ripple value (w), the speed (n) of the drain pump ( 3 ) is increased until the speed (s) of the drain pump ( 3 ) the setpoint speed (n setpoint ) or the ripple value (w) has again reached the threshold value (S). Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel-/Steuereinrichtung (1) einen Korrekturregler (12) zur Erzeugung des Korrekturwertes (Δfsoll) aufweist, wobei der Korrekturregler (12) ein Integrierglied aufweist.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the control / control device ( 1 ) a correction controller ( 12 ) for generating the correction value (Δf soll ), wherein the correction controller ( 12 ) has an integrator. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel-/Steuereinrichtung (1) eine Regelgrößenbestimmungseinheit (10) aufweist, in der aus mindestens einem Betriebsparameter des Elektromotors (2) und/oder der Entleerungspumpe (3) eine zu einem Fördervolumenstrom (V .) der Flüssigkeit proportionale Regelgröße (Δx) ermittelt wird.Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the control / control device ( 1 ) a controlled variable determining unit ( 10 ), in which at least one operating parameter of the electric motor ( 2 ) and / or the drain pump ( 3 ) is determined to a delivery volume flow (V.) Of the liquid controlled variable (.DELTA.x). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgrößenbestimmungseinheit (10) mit einer zur Ansteuerung der Entleerungspumpe (3) vorgesehenen Umrichtereinheit (9) vorgesehen ist, von der der mindestens Betriebsparameter zur Bestimmung der Regelgröße (Δx) erbgreifbar ist.Device according to one of claims 5 to 8, characterized in that the controlled variable determining unit ( 10 ) with a for controlling the drain pump ( 3 ) converter unit ( 9 ) is provided, of which the at least operating parameters for determining the controlled variable (Δx) can be taken. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Regel-/Steuereinrichtung (1) eine Welligkeitsermittelungseinheit (11) aufweist, in der aus der Regelgröße (Δx) der aktuelle Welligkeitswert (w) bestimmt wird.Device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the control / control device ( 1 ) a ripple detection unit ( 11 ), in which the current ripple value (w) is determined from the controlled variable (Δx). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturregler (12) ausgangsseitig an eine Vergleichseinrichtung (13) angeschlossen ist, in der ein Vergleich des Korrekturwertes (Δfsoll) mit einer Führungsgröße (fsoll) stattfindet, und dass der ermittelte Differenzwert als aktueller Sollwert (f*soll) an den Eingang eines Drehzahlreglers (6) der Regel-/Steuereinrichtung (1) anliegt.Device according to one of claims 5 to 10, characterized in that the correction controller ( 12 ) on the output side to a comparison device ( 13 ) in which a comparison of the correction value (Δf soll ) with a reference variable (f soll ) takes place, and that the determined difference value as the current reference value (f * soll ) to the input of a speed controller ( 6 ) of the control device ( 1 ) is present. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (2) als ein elektronisch kommutierender Motor ausgebildet ist.Device according to one of claims 5 to 11, characterized in that the electric motor ( 2 ) is designed as an electronically commutating motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021110202A1 (en) * 2019-12-03 2021-06-10 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Double-flow pump unit, and method for controlling same

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