DE4208989A1 - Verfahren zur detektion und kompensation einer unwucht bei einem durch einen motor angetriebenen rotor - Google Patents
Verfahren zur detektion und kompensation einer unwucht bei einem durch einen motor angetriebenen rotorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detektion
und Kompensation einer Unwucht bei einem durch einen
Elektromotor angetriebenen Rotor, z. B. bei einer Wasch
trommel einer Waschmaschine, mit einer Einrichtung zur
Messung der Unwucht nach Lage und Größe und mit einer
Elektronik zur Steuerung des Motors aufgrund der
gemessenen Unwuchtwerte.
Durch die EP-OS 03 49 798 ist ein Verfahren zur Steuerung
des Schleudervorganges einer Trommelwaschmaschine bekannt
geworden, die einen Laugenbehälter mit einer darin drehbar
gelagerten Trommel, einen steuerbaren Elektromotor zum
Antrieb der Trommel und eine Einrichtung zur Messung der
Unwucht der Trommel aufweist. Bei dem bekannten Verfahren
wird die Trommel unmittelbar vor oder beim Hoch fahren auf
die Schleuderdrehzahl aus einer von der Unwuchtmeßein
richtung ermittelten Position der Unwucht heraus
beschleunigt, wobei diese Position der Unwucht sich durch
einen Drehzahlabfall, eine erhöhte Motorstromaufnahme und
ein erhöhtes Drehmoment auszeichnet. Dabei kann die
Position und die Größe der Unwucht während der
Beschleunigungs- bzw. Hochlaufphase zum Schleudern im
Wäscheverteil-Wäscheanlegedrehzahlbereich festgestellt
werden. Bei diesen bekannten Verfahren wird die durch
Unwucht bedingte Auslenkung des schwingenden Aggregates
verringert. Ein Versatz der Maschine soll dadurch auch bei
hohen Schleuderdrehzahlen nicht auftreten. Ebenso soll das
schwingungsfähig aufgehängte Innenaggregat nicht mehr am
Gehäuse anschlagen. Das bekannte Verfahren soll damit ein
Schleudern auch dann ermöglichen, wenn eine unzulässig
hohe Unwucht vorliegt. Als Indiz für eine eventuell
vorliegende Unwucht können dabei die Schwankungen der
Drehzahl, der Motorstromaufnahme und/oder des Drehmomentes
ausgewertet werden. Bei der bekannten Bauart erzeugt ein
mit der Motorwelle verbundener Tachogenerator eine der
jeweiligen Drehzahl der Wäschetrommel entsprechende Ist
spannung, die mit einer der gewünschten Drehzahl ent
sprechenden Sollspannung verglichen wird. Je nach Regel
abweichung erfolgt dabei eine entsprechende Steuerung des
Motors. Dabei ist die Größe der Drehzahländerung ein Maß
für die Größe der Unwucht, während die Drehzahl, die
Motorstromaufnahme bzw. das Drehmoment Aufschluß über die
Position der Unwucht der Trommel geben.
Die Beschleunigung der Wäschetrommel kann auch beim Durch
fahren der kritischen Drehzahlbereiche durch eine ent
sprechende Motor-Leistungsregelung im Verlauf einiger
Trommelumdrehungen erreicht werden. Auch dadurch kann die
Schwingungsamplitude des Innenaggregates verringert
werden. Dabei kann, je nach Bedarf, die Beschleunigung in
einem Winkelbereich von 60° bis 170° (in Drehrichtung
gemessen) größer als Null sein, während die Beschleunigung
im übrigen Winkelbereich gegen Null gehen kann, gleich
Null ist oder auch negativ werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen
Mitteln ein wirkungsvolles, zuverlässiges und einfaches
Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
- - daß das Drehmoment des Motors zunächst, nach Beschleunigung des Rotors auf eine Mindestdrehzahl, konstant gehalten wird, so daß beim Vorhandensein einer Unwucht eine Drehzahländerung erfolgt, die zur Ermittlung der Größe und Lage der Unwucht ausgewertet wird (Detektionsphase) und
- - daß sodann aufgrund dieser ermittelten Werte bei einer Erhöhung der Drehzahl eine Kompensation der Unwucht durch entsprechende Ansteuerung des Motors erfolgt (Kompensationsphase).
Der Mindestwert, auf den der Rotor in dieser Detektions
phase zunächst beschleunigt wird, ist der Wert, bei dem
sich eine rotoreigene Unwucht bemerkbar macht. Bei
Trommelwaschmaschinen wird die Trommel zunächst auf einen
Wert von etwa 70 U/min beschleunigt. Dies ist der Wert,
bei dem in der Trommel befindliche Wäsche sich an den
Innenwänden anlegt, so daß sich eine durch ungleichmäßige
Verteilung der Wäsche bedingte Unwucht nunmehr bemerkbar
macht. Wichtig ist somit die Ansteuerung des Motor
antriebes derart, daß sich ein konstantes Antriebsmoment
ergibt. Im Gegensatz zu der eingangs genannten bekannten
Bauart werden bei der erfindungsgemäßen Bauart somit weder
Ströme, noch die Differenz zwischen Solldrehzahl und Ist
drehzahl ausgewertet. Vielmehr werden, in Ausgestaltung
der Erfindung, mit Hilfe eines in der Elektronik abge
legten Motorzustandsmodelles Steuergrößen erzeugt, die ein
von der Drehzahl und von der Belastung (Unwucht
vorhanden/nicht vorhanden) unabhängiges Motordrehmoment
erzeugen. Damit ist es möglich, auf einfache Weise ein
konstantes Drehmoment für den Motorantrieb zu erzeugen, so
daß die durch eine auftretende Unwucht erzeugten Drehzahl
änderungen in exakter Weise zur Ermittlung der Größe und
der Lage der Unwucht ausgewertet werden können.
Die Ermittlung der Werte für die Größe und die Lage der
Unwucht erfolgt vorzugsweise dadurch, daß eine von einem
Drehgeber des Motors gelieferte Pulskette von der
Elektronik mit Hilfe eines Pulszählers derart ausgewertet
wird, daß im Steuerprogramm für den Motor sowohl die
jeweilige Drehzahl der Motorwelle als auch die jeweilige
Lage eines fiktiven Punktes auf der Motorwelle verfügbar
ist und daß damit die Drehzahl des Rotors und die Lage und
Größe einer möglichen Unwucht auf dem Rotor erfaßbar sind.
Dabei wird bei Drehung der Welle der Pulszähler durch jede
Flanke der Pulskette heraufgesetzt.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß nach
Erreichen eines zyklisch eingeschwungenen Betriebes mit
konstantem Antriebsmoment und mit einer Mindestrotordreh
zahl die Messung des Zählerstandes innerhalb von
bestimmten kurzen Zeitabschnitten erfolgt, deren Dauer
jeweils einem Bruchteil der Dauer eines Rotorumlaufes
entspricht. Dabei wird in weiterer Ausgestaltung der
Erfindung die Größe der Drehzahl vorzugsweise dadurch
bestimmt, daß die Änderung des Zählerstandes pro Zeitab
schnitt erfaßt und durch die zwischen den Zeitabschnitten
verstrichene Zeit dividiert wird, wodurch sich eine der
Drehzahl proportionale Meßgröße ergibt. Dabei wird die
Differenz von maximaler und minimaler Rotordrehzahl erfaßt
und zur Bemessung der Größe der Unwucht ausgewertet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Lage der
Unwucht dadurch bestimmt, daß die Änderung des Zähler
standes pro Zeitabschnitt erfaßt und durch die Anzahl der
möglichen Pulse pro Rotordrehung dividiert wird, wodurch
sich eine Meßgröße ergibt, die die Änderung der Lage eines
fiktiven Punktes auf dem Rotor, z. B. der Unwucht, pro
Zeitabschnitt beschreibt (relative Lage). Die absolute
Lage der Unwucht wird bei Auftreten der maximalen bzw. der
minimalen Rotordrehzahl erfaßt.
Die mit Hilfe des Drehzahlverlaufes ermittelte Position
einer Unwucht wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
stets so nachgeführt, daß sie jederzeit im Steuerprogramm
für den Motor verfügbar ist.
Damit ist die Detektionsphase abgeschlossen, in der bei
einem zyklisch eingeschwungenem Betrieb bei konstantem
Antriebsmoment und bei einer Mindestrotordrehzahl die
Größe und die Lage der Unwucht ermittelt wurde. Nach
Abschluß dieser Detektionsphase erfolgt nunmehr die
eigentliche Prozeßsteuerung in der sogenannten Kompensa
tionsphase, wobei eine aktive Unwuchtkompensation einge
setzt wird, wenn der Rotor auf eine höhere Drehzahl
beschleunigt werden soll. Bei einer Waschmaschine, bei der
die Trommel mit Wäsche gefüllt ist, setzt diese aktive
Unwuchtkompensation dann ein, wenn die Trommel in den
Schleuderbetrieb beschleunigt werden soll. Dabei werden,
in Ausgestaltung der Erfindung, zur Kompensation einer
nach Größe und Lage in der Detektionsphase ermittelten
Unwucht in der Elektronik Steuergrößen erzeugt, welche ein
Drehmoment an der Motorwelle entstehen lassen, das dem für
eine mittlere Beschleunigung notwendigen Moment plus einem
zur Kompensation erforderlichen Moment entspricht, wobei
das zur Kompensation erforderliche Moment von der Größe
und Lage der Unwucht abhängig ist. Diese Steuergrößen
werden in der Elektronik aufgrund der Werte ermittelt, die
in der Detektionsphase für die Lage und Größe der Unwucht
gefunden wurden. Je nach Lage der Unwucht muß daher ent
weder Energie zugeführt werden oder es muß Energie ver
nichtet werden, damit der Rotor die gewünschte
Beschleunigung erhält.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß die zur Erzeugung des Kompensationsmomentes erforder
lichen Steuergrößen in einem Kennlinienfeld als Rechen
größe in einem ROM abgespeichert sind. Dies bedeutet, daß
bei der Beschleunigung des Rotors auf höhere Drehzahlen in
jedem Moment der Elektronik angezeigt wird, wo die vorher
nach Größe bereits ermittelte Unwucht sich befindet, und
daß aufgrund dieser Werte anhand des gespeicherten Kenn
linienfeldes Steuergrößen geliefert werden, die zur
Erzeugung des Kompensationsmomentes erforderlich sind.
Vorzugsweise wird das oben genannte Verfahren angewendet
bei einem mit Wäsche beladenen Haushaltgerät, z. B. bei
einer Waschmaschine, wobei das Haushaltgerät vor Beginn
des Detektions- und Kompensationsverfahrens auf eine
Mindestumdrehung von etwa 70 U/min beschleunigt wird, so
daß die eine Unwucht erzeugende Wäsche an der Trommel
innenwand haften bleibt. Damit wird, wie bereits oben
erwähnt, erreicht, daß eine durch ungleichmäßige Ver
teilung der Wäsche erzeugte Unwucht wirksam wird und somit
nach Lage und Größe detektiert werden kann.
Eine einfache und zuverlässige Anordnung zur Durchführung
eines Verfahrens der oben genannten Art ist vorzugsweise
gekennzeichnet durch einen am Netz liegenden Umrichter zur
Erzeugung einer Speisespannung für den Motor und durch
einen Mikrokontroller zur Steuerung des Motors, der einen
Speicher (ROM) und Anzeige- und Bedienelemente enthält und
der mit einem Drehgeber und mit dem Umrichter verbunden
ist.
Dabei enthält der Umrichter
- a) eine Gleichrichterbrücke zur Gleichrichtung der Netz spannung,
- b) einen nachgeschalteten Glättungskondensator zum Glätten einer anstehenden Zwischenkreisspannung auf einen konstanten Wert,
- c) einen automatisch zuschaltbaren Bremswiderstand zur Umwandlung von aus kinetischer Bremsenergie des Motors gewonnener elektrischer Energie in thermische Energie und
- d) einen Wechselrichter mit durch den Mikrokontroller steuerbaren Leistungstransistoren zur Erzeugung einer blockförmigen Zwischenkreisspannung für den Motor.
Der Umrichter besitzt vorzugsweise eine Schaltfrequenz von
20 kHz. Der erfindungsgemäße Aufbau der Anordnung besitzt
den Vorteil, daß kurzzeitig ein Drehmoment in Höhe des
drei- bis vierfachen Nennmomentes erreichbar ist, ohne daß
der Antrieb Schaden nimmt. Ein möglichst hohes Drehmoment
aber ermöglichst erst ein zufriedenstellendes Resultat,
besonders im Bereich der mechanischen Resonanzdrehzahl.
Gerade in diesem Drehbereich soll die aktive Unwucht
kompensation angewendet werden. Da das Produkt aus Dreh
moment und Winkelgeschwindigkeit die Leistung ergibt und
da während der Kompensation ein hohes Drehmoment bei
relativ großer Drehzahl gefordert wird, ergibt sich ein
kurzzeitig großer Leistungsbedarf, welcher durch den über
lastbaren Antrieb gedeckt wird.
In der Zeichnung ist in den Fig. 1 bis 4 ein Ausführungs
beispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung schematisch
dargestellt. Fig. 1 und 2 zeigen eine schematische Vorder-
und Seitenansicht einer Waschmaschine, Fig. 3 zeigt ein
Schaltbild zur Steuerung eines Motors zum Antrieb der
Waschmaschine und Fig. 4 zeigt den Verlauf der Steuer
spannung für den Motor.
Die Waschmaschine enthält ein Gehäuse 10, in dem ein
schwingbeweglich gelagerter Laugenbehälter 11 angeordnet
ist, der einerseits über Stoßdämpfer 12 am Boden 13 abge
stützt und andererseits über Federn 14 an der Decke des
Gehäuses aufgehängt ist. Innerhalb des Laugenbehälters 11
ist eine einseitig drehbar gelagerte Trommel 15 ange
ordnet, die im weiteren Verlauf der Beschreibung auch als
Rotor bezeichnet wird und die von einem am
Laugenbehälter 11 befestigten Motor 16 angetrieben wird.
In Fig. 2 sind die Federn 14 als eine Feder und die Stoß
dämpfer 12 als ein Stoßdämpfer schematisch dargestellt.
Fig. 3 zeigt eine einen Umrichter 17 und einen Mikro
kontroller 18 enthaltende Elektronik zur Steuerung des
Antriebsmotors 16. Der Umrichter 17 liegt eingangsseitig
an einem Netz 19 und dient zur Erzeugung einer ausgangs
seitigen Speisespannung 20 für den Motor 16. Der Mikro
kontroller 18 enthält einen Speicher 21 und Anzeige- bzw.
Bedienelemente 22 und ist einerseits über Leitungen 23a, b
mit dem Umrichter 17 und andererseits über eine Leitung 24
mit einem Drehgeber 25 verbunden, der auf der Motor
welle 26 sitzt.
Der Umrichter 17 enthält eine Gleichrichterbrücke 27 zur
Gleichrichtung der Netzspannung 19, einen nachgeschalteten
Glättungskondensator 28 zum Glätten einer anstehenden
Zwischenkreisspannung 29 auf einen konstanten Wert, einen
automatisch zuschaltbaren Bremswiderstand 30 zum Umwandeln
von aus kinetischer Bremsenergie des Motors 16 gewonnener
elektrischer Energie in thermische Energie, einen Wechsel
richter 31 mit durch den Mikrokontroller 18 steuerbaren
Leistungstransistoren 32 zur Erzeugung einer blockförmigen
Speisespannung 20 bzw. 34 für den Motor 16. Der Brems
widerstand 30 wandelt im Bremsmodus des Motors 16 die
elektrische Energie, welche aus der Umwandlung der
kinetischen Energie aus der Trommelbewegung gewonnen
wurde, in thermische Energie um. Der Bremszweig wird auto
matisch, z. B. durch Detektieren einer Zwischenkreis
spannung 29 oberhalb einer vorgegebenen Grenze, solange
zugeschaltet, bis die Zwischenkreisspannung 29 wieder
unter die vorgegebene Grenze fällt.
Durch Ansteuerung der Leistungstransistoren 32 durch den
Mikrokontroller 18 wird die Zwischenkreisspannung 29
blockförmig auf die Klemmen des Motors 16 geschaltet, und
zwar derart, daß die Grundschwingungen 33 dieser block
förmigen Spannungssignale 34 an den Motorklemmen ein
symmetrisches, dreiphasiges Spannungssignal ergeben. Die
Form der Wechselrichterausgangssignale ist in Fig. 4
schematisch dargestellt. Der Umrichter besitzt eine
Schaltfrequenz von 20 kHz, d. h., daß der Zeitraum zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Flanken der Spannungsblöcke 34
50 µsec beträgt. Somit ist das Umrichtergeräusch unhörbar
und das Motorgeräusch sehr gering.
Der Ausgang des Pulsgebers 25 auf der Welle 26 des
Asynchronmotors 16 liefert bei Drehung der Welle eine
Pulskette 35, die von dem Mikrokontroller 18 derart ausge
wertet wird, daß im Steuerprogramm sowohl die mechanische
Drehzahl der Motorwelle 26 als auch die Position eines
fiktiven Punktes auf der Motorwelle 26 verfügbar sind, so
daß damit auch die Drehzahl der Trommel 15 und die Lage
und Größe einer möglichen Unwucht auf der Trommel 15
erfaßbar sind.
Der Mikrokontroller 18 hat folgende Aufgaben:
- a) Erzeugung der pulsweitenmodulierten (PWM)-Signale zur Ansteuerung der Leistungstransistoren 32,
- b) Auswertung der pulsförmigen Drehgebersignale 35 vom Drehgeber 25,
- c) Messen der Zwischenkreisspannung 29 oder des Zwischenkreisstromes 36 zur Aktivierung des Brems widerstandes 30 im Bremszweig mittels eines Schalters 29a und
- d) die eigentliche Prozeßsteuerung.
Bei der unter d) erwähnten Prozeßsteuerung wird die aktive
Unwuchtkompensation eingesetzt, wenn die durch den
Motor 16 angetriebene Trommel (Rotor) 15 in den Schleuder
betrieb beschleunigt werden soll. Hierbei unterscheidet
der Mikrokontroller 18 zwei unterschiedliche Phasen, und
zwar einmal die Detektionsphase und zum anderen die
Kompensationsphase.
In der Detektionsphase wird die Trommel 15 beschleunigt,
so daß bei Antrieb mit einem konstanten Drehmoment die
Mindestdrehzahl der Trommel etwa 70 U/min beträgt. Dabei
ist wichtig, daß die Ansteuerung des Antriebes so erfolgt,
daß sich ein konstantes Antriebsmoment ergibt. Dabei
werden mit Hilfe eines im Mikrokontroller 18 abgelegten
Motorzustandsmodelles zunächst Steuergrößen erzeugt, die
ein von der Drehzahl und von der Belastung unabhängiges
Motordrehmoment erzeugen. Des weiteren werden die von dem
Drehgeber 25 erzeugten Drehgebersignale 35 ausgewertet,
wobei jede Flanke der pulsförmigen Signale 35 einen Zähler
im Mikrokontroller 18 heraufsetzt. Die Auswertung der
Motordrehzahl dient zur Bestimmung der Größe und der Lage
der Unwucht. Nachdem ein zyklisch eingeschwungener
Betriebszustand bei konstantem Antriebsmoment und der
Mindestdrehzahl erreicht ist, wird die Differenz von
maximaler und minimaler Trommeldrehzahl zur Bemessung der
Größe der Unwucht herangezogen. Außerdem wird die Lage der
Unwucht mit Hilfe des Drehzahlverlaufs detektiert und
durch den Zähler stets so nachgeführt, daß die Lage der
Unwucht jederzeit im Steuerprogramm verfügbar ist. Zur
Bestimmung der Lage der Unwucht wird die Änderung des
Zählerstandes für einen bestimmten Auswertzyklus, d. h. für
einen bestimmten Zeitabschnitt, untersucht. Dabei ent
spricht die Änderung des Zählerstandes pro Zeitabschnitt
dividiert durch die Anzahl der möglichen Pulse pro
Rotordrehung der Änderung der Lage eines fiktiven Punktes
auf dem Rotor, z. B. der Unwucht.
Nach Abschluß der Detektionsphase folgt die Kompensations
phase. Hier werden ab einer gewissen Trommeldrehzahl im
Mikrokontroller 18 Steuergrößen erzeugt, die ein Dreh
moment an der Motorwelle entstehen lassen, das dem für
eine mittlere Beschleunigung notwendige Moment plus einem
zur Kompensation erforderlichen Moment entspricht. Das zur
Kompensation erforderliche Moment ist von der Unwuchtmasse
sowie der Unwuchtposition abhängig und die dazu not
wendigen Steuergrößen sind in einem Kennlinienfeld als
Rechengröße in dem ROM-Speicher 21 abgespeichert.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird also keine
Leistungs-, sondern eine Spannungsregelung durchgeführt.
Die dem System zugeführte Leistung stellt sich als
Funktion mehrer Parameter ein. Eine direkte Leistungs
regelung ist für das erfindungsgemäße Antriebskonzept
nicht einsetzbar.
Claims (16)
1. Verfahren zur Detektion und Kompensation einer Unwucht
bei einem durch einen Elektromotor (16) angetriebenen
Rotor, z. B. bei einer Waschtrommel (15) einer Wasch
maschine, mit einer Einrichtung zur Messung der Unwucht
nach Lage und Größe und mit einer Elektronik (17, 18) zur
Steuerung des Motors (16) aufgrund der gemessenen Werte,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Drehmoment des Motors (16) zunächst, nach Beschleunigung des Rotors (15) auf eine Mindestdreh zahl, konstant gehalten wird, so daß beim Vorhanden sein einer Unwucht eine Drehzahländerung erfolgt, die zur Ermittlung der Größe und Lage der Unwucht ausge wertet wird (Detektionsphase), und
- - daß danach aufgrund der ermittelten Werte bei einer Drehzahlerhöhung eine Kompensation der Unwucht durch entsprechende Ansteuerung des Motors (16) erfolgt (Kompensationsphase).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines in der
Elektronik (17, 18) abgelegten Motorzustandmodells Steuer
größen erzeugt werden, die das von der Drehzahl und von
der Belastung unabhängige Motordrehmoment erzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Drehgeber (25)
des Motors (16) gelieferte Pulskette (35) von der
Elektronik (17, 18) mit Hilfe eines Pulszählers derart
ausgewertet wird, daß im Steuerprogramm für den Motor (16)
sowohl die jeweilige Drehzahl der Motorwelle (26) als auch
die jeweilige Lage eines fiktiven Punktes auf der Motor
welle (26) verfügbar ist und daß damit die Drehzahl des
Rotors (15) und die Lage und Größe einer möglichen Unwucht
auf dem Rotor erfaßbar sind.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen eines zyklisch
eingeschwungenen Betriebes mit konstantem Antriebsmoment
und mit einer Mindestrotordrehzahl die Messung des Zähler
standes innerhalb von bestimmten Zeitabschnitten erfolgt,
deren Dauer jeweils einem Bruchteil der Dauer eines Rotor
umlaufes entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Zählerstandes
pro Zeitabschnitt erfaßt und durch die zwischen den Zeit
abschnitten verstrichene Zeit dividiert wird, wodurch sich
eine der Drehzahl proportionale Meßgröße ergibt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz von maximaler
und minimaler Rotordrehzahl erfaßt und zur Bemessung der
Größe der Unwucht ausgewertet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Zählerstandes
pro Zeitabschnitt erfaßt und durch die Anzahl der
möglichen Pulse (35) pro Rotordrehung dividiert wird,
wodurch sich eine Meßgröße ergibt, die die Änderung der
Lage eines fiktiven Punktes auf dem Rotor, z. B. der
Unwucht, pro Zeitabschnitt beschreibt (relative Lage).
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die absolute Lage der Unwucht
bei Auftreten der maximalen bzw. der minimalen Rotordreh
zahl erfaßt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Unwucht stets so
nachgeführt wird, daß sie jederzeit im Steuerprogramm
verfügbar ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation einer nach
Größe und Lage ermittelten Unwucht in der Elektronik (17,
18) Steuergrößen erzeugt werden, welche ein Drehmoment an
der Motorwelle (26) entstehen lassen, das dem für eine
mittlere Beschleunigung notwendigen Moment plus einem zur
Kompensation erforderlichen Moment entspricht, wobei das
zur Kompensation erforderliche Moment von der Größe und
Lage der Unwucht abhängig ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung des
Kompensationsmoments erforderlichen Steuergrößen in einem
Kennlinienfeld als Rechengröße in einem ROM (21) abge
speichert sind.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
gekennzeichnet durch die Anwendung bei einem mit Wäsche
beladenen Haushaltgerät, z. B. Waschmaschine, welches vor
Beginn der Detektions- und Kompensationsphase auf eine
Mindestumdrehung von etwa 70 U/min beschleunigt wird, so
daß die eine Unwucht erzeugende Wäsche an der Trommel
innenwand haften bleibt.
13. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 12, mit einer Elektronik (17, 18) zur
Steuerung des Motors (16), gekennzeichnet
- - durch einen am Netz (19) liegenden Umrichter (17) zur Erzeugung einer Speisespannung (20) für den als Asynchronmotor ausgebildeten Antriebsmotors (16), und
- - durch einen Mikrokontroller (18) zur Steuerung des Motors (16), welcher Mikrokontroller einen Speicher (ROM) (21) und Anzeige- und Bedienelemente (22) ent hält und mit einem Drehgeber (25) auf der Motor welle (26) und mit dem Umrichter (17) verbunden ist.
14. Anordnung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter (17) enthält:
- a) eine Gleichrichterbrücke (27) zur Gleichrichtung der Netzspannung (19),
- b) einen nachgeschalteten Glättungskondensator (28) zum Glätten einer anstehenden Zwischenkreisspannung (29) auf einen konstanten Wert,
- c) einen automatisch zuschaltbaren Bremswiderstand (30) zur Umwandlung von aus kinetischer Bremsenergie des Motors (16) gewonnener elektrischer Energie in thermische Energie und
- d) einen Wechselrichter (31) mit durch den Mikro controller (18) steuerbaren Leistungstransistoren (32) zur Erzeugung einer blockförmigen Speise spannung (34) für den Motor (16).
15. Anordnung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die automatische Zu- und
Abschaltung des Bremswiderstandes (30) durch den Micro
controller (18) erfolgt, und zwar beim Überschreiten eines
bestimmten, festlegbaren Grenzwertes der Zwischenkreis
spannung (29).
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die blockförmige Speise
spannung (34) derart auf den Asynchronmotor (16)
geschaltet ist, daß die Grundschwingung (33) dieser
Spannungssignale an den Motorklemmen ein symmetrisches,
drei-phasiges Spannungssystem ergibt (umlaufendes Dreh
feld).
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4208989A DE4208989A1 (de) | 1992-03-20 | 1992-03-20 | Verfahren zur detektion und kompensation einer unwucht bei einem durch einen motor angetriebenen rotor |
EP93200732A EP0565157A1 (de) | 1992-03-20 | 1993-03-12 | Verfahren zur Detektion und Kompensation einer Unwucht bei einem durch einen Motor angetriebenen Rotor |
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