DE3718263A1 - Verfahren zur ueberwindung von belastungsaenderungen u. -unregelmaessigkeiten an sauggeraeten wie z. b. staubsauger mit einer ueber frequenzumformung veraenderbaren antriebsdrehzahl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwindung von Belastungsänderung­ en und -unregelmäßigkeiten an Sauggeräten, insbesondere an frequenzumgerich­ teten Staubsaugern nach den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.

Bisher werden Staubsauger mit relativ hohen Drehzahlen betrieben, um bei Be­ lastungsspitzen durch große Staubhaufen oder feuchten Staub eine ausreichen­ de Saugleistung ohne Verstopfung des Ansaugrohres zu erreichen. Im überwie­ genden Teil der Betriebszeit sind jedoch die Saugleistungen für geringen und durchschnittlichen Staubanfall überhöht. Durch diese Überdimensionierung er­ geben sich durch das hohe Drehzahlniveau übermäßige Lärmbelastungen und un­ nötiger Energieverbrauch.

Auf der anderen Seite kann das Drehzahlniveau bei zweistufigen Sauggeräten durch eine Art Energiespartaste auf eine niedrigere Stufe abgesenkt werden oder auf niedrigere Saugleistung ausgelegt sein. Bei Belastungsspitzen wie z. B. durch ein angesaugtes Blatt oder Lappen treten dabei jedoch sehr häu­ fig Ansaugrohrverstopfungen auf, da die Ansaugleistung durch die niedrige Drehzahl zu gering ist.

Insbesondere bei frequenzumgerichteten Motoren, besteht das Problem, daß selbst bei Ansaugrohrverstopfungen durch die vorgegebene Frequenz die Antriebs­ drehzahl konstant bleibt und damit Rohrverstopfungen und größere Belastungs­ änderungen nicht beseitigt werden können.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für frequenzumgerichtete Sauggeräte anzugeben, das bei niedriger Lärmentwicklung und geringem Energieverbrauch Ansaugrohrverstopfungen ausschließt und Bela­ stungsänderungen überwinden hilft. Diese Aufgabe wird gelöst durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und der Vorrichtungsansprüche.

Durch die Drehzahlerhöhung um einen bestimmten Betrag in unmittelbarer Folge auf die Erfassung der Belastungsunregelmäßigkeit wird die Ansaugleistung stark erhöht, und somit die bereits entstandene oder sich anbahnende Ansaug­ rohrverstopfundg überwunden, indem z. B. ein sich verklemmtes Laubblatt durch die höhere Luftgeschwindigkeit losgerissen und in den Staubbehälter beför­ dert wird. Durch diese sehr schnelle Reaktion auf drohende Verstopfundgsur­ sache kann der Staubsauger über den Großteil der Betriebszeit mit niedrige­ ren Drehzahlen betrieben werden und erst in den einzelnen, meist kurzzeitigen Spitzenbelastungen wird die Ansaugleistung bedarfsgerecht erhöht. Außerdem läßt sich hiermit der Füllgrad der Staubfilter besser nutzen, wenn gegen En­ de der Filterstandzeit die Ansaugleistung durch eine gesteigerte Drehzahl erhöht wird. Dieser Zustand kann dabei durch die gleichen Mittel wie für die Erfassung von Belastungsänderungen ermittelt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Hierbei ergeben sich mehrere Arten der Erfassung der Belastungsänderung bzw. der Lastspitzen.

Nachfolgend wird das Verfahren und die Sauggerätvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, und zwar an der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 und 5.

Bei einem Staubsauger treibt der Antriebsmotor ein Gebläserad zur Erzeugung eines Ansaugluftstromes an. Der drehzahlveränderbare Antriebsmotor ist bei­ spielsweise als Drehfeldmotor, insbesondere als Asynchrondrehstrommotor aus­ gebildet, der über einen Frequenzumrichter in seiner Drehzahl gesteuert wird. Beim Auftreten einer Lastspitze oder gar einer Ansaugrohrverstopfung ändert sich z. B. die Stromaufnahme des Antriebsmotors. Aus der Messung der Strom­ aufnahme bzw. dessen Änderungen läßt sich z. B. über ein Differentierglied oder über ein Relais ein Signal ableiten, das den Befehl zur Drehzahlerhöhung unmittelbar an den Frequenzumrichter meldet. Somit kann innerhalb kürzester Zeit die Belastungsspitze ohne Verstopfung überwunden werden.

Andere Möglichkeiten der schnellen Erfassung der Belastungsunregelmäßigkeiten sind z. B. die Messung des Spannungsabfalls am Leistungsteil des Frequenzum­ richters oder die Spannungs- und/oder Strommessung am Gleichstrom-Zwischen­ kreis des Frequenzumrichters oder eine Schlupfmessung mittels Drehzahlsensor für die tatsächliche Motordrehzahl, wobei ab einer bestimmbaren Abweichung vom Soll-Drehzahlwert die Drehzahl schlagartig erhöht wird oder eine Durch­ flußmessung mittels eines Strömungssensor im Luftweg der Ansaug/Abströmluft.

Die Drehzahlerhöhung erfolgt dabei in bevorzugter Ausführung schlagartig um einem bestimmten Drehzahlbetrag, damit auch bereits festsitzende Ansaugteil­ chen losgerissen werden können, wobei dieses auch in Abhängigkeit von dem Betrag der Lastspitze in mehreren Stufen oder in pulsierender Form wieder­ holt erfolgen kann.

Claims (10)

1. Verfahren zur Überwindung von Belastungsänderungen und -unregelmäßigkei­ ten wie Ansaugrohrverstopfungen an Sauggeräten, insbesondere Staubsaugern, mit einer über Frequenzumformung veränderbaren Antriebsmotordrehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß als unmittelbare Folge der Erfassung von Belastungsänderungen die An­ triebsmotordrehzahl zumindest kurzzeitig um einen bestimmten Betrag er­ höht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer bestimm­ ten Zeitspanne auf die vorhergehende Drehzahl zurückgesteuert wird und dieses Verfahren gegebenenfalls mehrmals wiederholt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Überwindung der Belastungsunregelmäßigkeit unmittelbar auf die vorhergehende Drehzahl zurückgesteuert wird.

4. Sauggerät zur Durchführung des Verfahrens wenigstens nach Anspruch 1, mit einem über einen Umformer, insbesondere Frequenzumrichter, drehzahlverän­ derbaren Antriebsmotor, der als Drehfeldmotor ausgebildet ist und wenig­ stens ein Gebläserad zur Erzeugung eines Ansaugluftstromes direkt antreibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmotordrehzahl mittels des Umfor­ mers erhöht wird.

5. Sauggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlerhö­ hung aus der Änderung der Stromaufnahme des Antriebsmotors bestimmt ist.

6. Sauggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlerhö­ hung aus dem Spannungsabfall am Leistungsteil des Frequenzumrichters abge­ leitet ist.

7. Sauggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromaufnahme des Antriebsmotors über die Drehzahlsteuerung auf einen konstanten Wert eingeregelt wird.

8. Sauggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlerhö­ hung aus einer Spannungs- und/oder Strommessung am Zwischenkreis des Um­ richters bestimmt ist.

9. Sauggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahlgeber für eine Schlupfmessung vorgesehen ist.

10. Sauggerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchflußsen­ sor vorgesehen ist.