EP2627814A2 - Verfahren zum steuern eines bremsvorgangs eines antriebsmotors einer waschmaschine sowie antriebsvorrichtung und waschmaschine - Google Patents

Verfahren zum steuern eines bremsvorgangs eines antriebsmotors einer waschmaschine sowie antriebsvorrichtung und waschmaschine

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EP2627814A2
EP2627814A2 EP11764213.2A EP11764213A EP2627814A2 EP 2627814 A2 EP2627814 A2 EP 2627814A2 EP 11764213 A EP11764213 A EP 11764213A EP 2627814 A2 EP2627814 A2 EP 2627814A2
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EP
European Patent Office
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drive motor
temperature
braking
control device
braking operation
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EP11764213.2A
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English (en)
French (fr)
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EP2627814B1 (de
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Hasan Gökcer ALBAYRAK
Torsten Böttger
Jörg SKRIPPEK
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BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
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    • D06F34/08—Control circuits or arrangements thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/304—Arrangements or adaptations of electric motors

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a braking operation of a drive motor, through which a laundry drum of a washing machine is driven. At least at times during the braking process, a brake current fed back on the basis of an electrical brake voltage induced by the drive motor is conducted to an ohmic heat resistance by closing an electrical switch.
  • the invention also relates to a drive device and a washing machine, which are each designed to carry out such a method.
  • the electrical energy recovered during braking of the laundry drum can either be stored directly in the DC link capacitor or converted into heat at an Ohmic braking resistor.
  • the braking resistor can be switched on as required parallel to the DC link capacitor. It is an object of the invention to provide a solution in a method of the type mentioned, as the drive motor can be protected against overloading during a braking operation.
  • a braking operation of a drive motor is controlled by which a laundry drum of a washing machine is driven. At least at times during the braking process, a brake current fed back on the basis of an electrical brake voltage induced by the drive motor is conducted to an ohmic heat resistance, namely by closing an electrical switch. A temperature of the drive motor is detected, and a threshold value for the temperature is set. The electrical switch is controlled during the braking process such that the temperature of the drive motor remains below the specified limit.
  • a current flow is thus controlled via the Ohms Wderstand during the braking process such that the temperature of the drive motor does not exceed a predetermined limit.
  • the control of the flow of current through the resistor or the control of the electrical switch preferably includes that the average current strength of the braking current and / or a time duration of the current flow and / or a time at which the electrical switch is closed during the braking process, depending on the determined temperature of the drive motor is / are set.
  • the limit value for the temperature of the drive motor can be set, for example, in a development process of the drive motor and stored in a control device.
  • the method according to the invention has the advantage that the drive motor can be braked rapidly by passing the braking current to the heat resistance without exceeding the limit value for the temperature.
  • the drive motor had to be designed for the most unfavorable operating conditions (worst case) in order to be able to withstand temperature peaks occurring during the braking process.
  • the drive motor had to be designed for the maximum ambient temperature of the washing machine, for maximum loading of the washing drum and for the longest washing program of the washing machine.
  • the method according to the invention makes it possible for the drive motor to be designed for operation at lower temperatures and thus produced more cost-effectively. Namely, the limit value for the temperature can be set so that the drive motor is operated at moderate temperatures and thus is not overheated.
  • the washing machine preferably has a belt drive, so that the laundry drum is driven by the drive motor via a belt.
  • the drive motor is subjected to little thermal load during deceleration, and it can be braked quickly at the predetermined limit for the temperature without being thermally overloaded.
  • the ohmic Wderstand is formed by a phase strand of a stator of the drive motor, so that the braking current is passed through the electrical switch back to the phase strand.
  • the electrical energy delivered by the drive motor during the braking process is converted directly into heat on the drive motor, so that it is unnecessary to use an additional braking resistor - as used in the object according to EP 1 512 785 A1 parallel to the DC link capacitor.
  • the drive motor also has a significantly higher heat capacity than a braking resistor and can thus absorb significantly more heat. It can thus be decelerated significantly faster.
  • the drive motor is a multi-phase permanent magnet excited motor, for example a permanent magnet synchronous motor or a brushless DC motor
  • the phase strands can be short-circuited in pairs or all at least temporarily during the braking process of the stator and the braking current can be passed to the phase strands. It is advantageous if electrical switches already present in an inverter or inverter are used to couple the phase strings together.
  • the ohmic resistance on which the braking current is conducted during the braking process, be formed by the phase strand of the stator or its ohmic resistance.
  • a resistance value of a stator winding may be, for example, in a value range of 0.5 ⁇ to 3 ⁇ ; it can be 1 ⁇ , for example.
  • the current temperature of the drive motor may be determined prior to the initiation of the braking operation, and a time course of a rotational speed of the drive motor for the braking operation may be predetermined before the initiation of the braking operation depending on the temperature.
  • Predetermining the course of the rotational speed may be, for example, setting a mean deceleration and / or a time profile of the deceleration of the drive motor.
  • the delay of the drive motor can be predetermined at least for the beginning of the braking process depending on the determined temperature.
  • the course of the rotational speed can also be controlled continuously during the braking process as a function of the instantaneous temperature of the drive motor. For example, with a relatively fast rising temperature approaching the limit, the drive motor's speed would be significantly reduced. In contrast, the delay can be increased according to the situation at a relatively moderately rising temperature of the drive motor.
  • the continuous control of the course of the speed as a function of the instantaneous temperature of the drive motor has the advantage that it is continuously monitored during the braking process, whether the temperature of the drive motor is below the specified limit. By appropriate control of the electrical switch and an associated control of the braking current thus also the respective instantaneous temperature of the drive motor can be controlled.
  • the temperature of the drive motor for the braking operation is estimated and the electrical switch is driven depending on the estimated temperature.
  • a maximum value of the temperature for the braking process can be estimated before initiating the braking process.
  • time course of the rotational speed of the drive motor for the braking operation prior to its initiation depending on the estimated temperature in particular depending on the estimated maximum value, predetermined.
  • such a temperature of the drive motor can be determined before the initiation of the braking process, which could presumably occur during the braking process.
  • the time profile of the rotational speed or deceleration of the drive motor can be reliably predetermined even before the initiation of the braking process, without the specified limit value for the temperature is exceeded.
  • Temperature values for different courses of the rotational speed or different deceleration values for the braking operation can also be predicted and compared with one another before the braking process is initiated. Then, such a course of the rotational speed or such a course of the deceleration for the braking operation can be predetermined, which ensures a maximum possible deceleration of the drive motor without its temperature exceeding the specified limit.
  • Such an approach has the advantage that the drive motor on the one hand slowed down quickly and on the other hand is not thermally overloaded.
  • the electrical switch is controlled during the braking process such that, taking into account the limit value for the temperature, the drive motor is braked with a maximum possible delay. In this way, the duration of the braking operation is reduced to a minimum, without the limit value for the temperature of the drive motor is exceeded.
  • the braking operation can be carried out between two consecutive spin cycles of the drive motor. Then, a period of time between the spin cycles can be set as a function of the ascertaining temperature of the drive motor-determined in particular during the braking process.
  • the time period between the spin cycles is set in particular in such a way that the temperature of the drive motor does not exceed the limit value during the subsequent spin cycle or during a braking process subsequent to the later spin cycle. So the time is set so that after the previous spin the temperature of the drive motor can recover enough.
  • the drive motor can be accelerated to a predetermined spin speed, for example, and then decelerated again, without the Limit for the temperature is exceeded.
  • the duration between the spin cycles can also be longer than the actual braking operation, that is, the drive motor can first be braked to a desired speed - in particular completely to zero rpm - and the later spin cycle can be initiated only after the drive motor has been decelerated.
  • the temperature of the drive motor is determined before initiating the braking process-for example, at a spin speed of the drive motor-a time of initiation of the braking operation can be determined as a function of this temperature.
  • the duration of a spin cycle can be varied depending on the instantaneous temperature of the drive motor, namely such that the limit value for the temperature of the drive motor is not exceeded during either the spin cycle or during the braking process.
  • the braking operation can be initiated when the temperature of the drive motor in spin operation exceeds a threshold value smaller than the limit value. This threshold value can be selected such that a maximum temperature occurring during the braking process is less than the specified limit value.
  • the temperature of the drive motor can be measured with a sensor.
  • the temperature of the drive motor is determined by means of a control device, by which the electrical switch and the drive motor are controlled by means of a map stored in the control device and / or by means of a stored in the control device mathematical formula is calculated.
  • the washing machine thus comes without an additional temperature sensor.
  • the temperature of the drive motor may be dependent on its known parameters, such as a resistance of the stator winding or the resistance of the phase strand at a fixed temperature and / or a pole pair number.
  • the determination of the temperature of the drive motor can also take place taking into account measured values for a phase current of the drive motor and / or measured values for an intermediate circuit voltage of the voltage intermediate circuit and / or values for a phase voltage.
  • a phase current of the drive motor in anyway usually measured, namely by a control device.
  • the strand voltage which is applied between the phase strands of the drive motor is also known in the control device as a rule. It can thus be determined without much effort during the braking of the drive motor supplied by this electric power and from the temperature of the drive motor.
  • the drive motor is a multi-phase drive motor, in particular a permanent magnet synchronous motor or brushless DC motor.
  • a drive motor can be braked quickly in a technically simple manner, namely by guiding the braking current to the ohmic resistance.
  • the invention also includes a drive device for a washing drum of a washing machine.
  • the drive device comprises a drive motor for driving the laundry drum and a control device for driving the drive motor, which is designed, at least temporarily during a braking operation of the drive motor due to an electric braking voltage fed back by the drive motor braking current to an ohmic resistance by closing an electrical Switch to lead.
  • a temperature of the drive motor can be determined, and a limit value for the temperature is set in the control device.
  • the control device is designed to control the electrical switch during the braking process in such a way that the temperature of the drive motor remains below the defined limit value.
  • the resistor on which the braking current is guided an ohmic Wderstand a phase strand of the drive motor.
  • the invention also includes a washing machine with such a drive device.
  • FIG. 1 in a schematic representation of a washing machine according to a
  • FIG. 2 shows exemplary time profiles of a temperature and a rotational speed of a
  • a washing machine 1 shown schematically in FIG. 1 comprises a drive device 2, which serves for mechanically driving a laundry drum 3 arranged in the washing machine 1.
  • the drive device 2 comprises a drive motor 5 and a circuit arrangement 6 for operating the drive motor 5.
  • the drive motor 5 is in the embodiment a brushless DC motor or a permanent magnet synchronous motor and comprises three phase phases 7, 8, 9.
  • the phase strand 7 is connected to a first terminal 10th the drive motor 5 is electrically connected; the phase strand 8 is connected to a second terminal 1 1 of the drive motor 5, and the phase strand 9 is connected to a third electrical terminal 12 of the drive motor 5.
  • the circuit arrangement 6 comprises a circuit input 13 with a first and a second input connection 14, 15, between which an electrical supply alternating voltage U v is applied.
  • the AC supply voltage U v is provided by an electrical supply network.
  • the circuit arrangement 6 also has three output terminals 16, 17, 18.
  • the first output terminal 16 is connected to the first terminal 10 of the drive motor 5 connected
  • the second output terminal 17 is connected to the second terminal 1 1 of the drive motor 5
  • the third output terminal 18 is connected to the third terminal 12 of the drive motor 5.
  • Fig. 1 With the input terminals 14, 15 a in Fig. 1 only schematically illustrated power supply 19 is coupled, that - as can be seen from Fig. 1 - may have a bridge rectifier.
  • the power supply 19 may also comprise other components, such as in particular a line filter and the like.
  • the power supply 19 provides between its output terminals 20, 21 an electrical DC link voltage U z .
  • a reference potential B is provided at the output terminal 21.
  • an intermediate circuit capacitor 22 is connected between the output terminals 20, 21 of the power supply 19, that is parallel to the power supply 19, an intermediate circuit capacitor 22 is connected.
  • the DC link voltage U z provided by the power supply unit 19 is applied to the DC link capacitor 22.
  • a voltage divider 23 is connected, which has two ohmic resistors 24 in the embodiment. Between the Wderemployedn 24 is a node 25, at which a voltage U s can be tapped, namely with respect to the reference potential B.
  • the amplitude of the voltage provided by the voltage divider 23 voltage U s is a measure of the amplitude of the DC link voltage U z .
  • the inverter 26 comprises a first circuit branch 27, a second circuit branch 28 and a third circuit branch 29.
  • the first, the second and the third circuit branch 27, 28, 29 are connected on the one hand to the output terminal 20 of the power supply 19 and on the other hand to the reference potential B or coupled to the output terminal 21 of the power supply 19.
  • the first circuit branch 27 comprises two electrical switches 30, 31; a node 32 located between the electrical switches 30, 31 is coupled to the first output terminal 16 of the circuit arrangement 6.
  • the second circuit branch 28 has correspondingly two electrical switches 33, 34; a node 35 located between the electrical switches 33, 34 is coupled to the second output terminal 17 of the circuit arrangement 6.
  • the third circuit branch 29 has two electrical switches 36, 37; one between the electrical switches 36, 37 lying node 38 is coupled to the third output terminal 18 of the circuit 6 and thus to the third terminal 12 of the drive motor 5.
  • the electrical switches 30, 31, 33, 34, 36, 37 are bipolar transistors with insulated gate electrodes (IGBT) in the exemplary embodiment.
  • the circuit arrangement 6 also comprises a control device 39, which may have a microprocessor and / or a microcontroller in the exemplary embodiment.
  • the control device 39 is used to drive the inverter 26, and more precisely the electrical switch 30, 31, 33, 34, 36, 37.
  • the control device 39 By appropriate control of the inverter 26, the control device 39, the rotational speed of the drive motor 5 and thus the rotational speed of the laundry drum. 3 control and / or regulate.
  • the controller 39 can also measure the intermediate circuit voltage Uz, namely depending on the provided by the voltage divider 23 electrical voltage U s.
  • the control device 39 is coupled to the node 25 of the voltage divider 23. Thus, the control device 39 detects the voltage U s and can thus infer the DC link voltage U z .
  • the respective amplitudes of these voltages Ui 2 , U 2 3, Ui 3 are known to the control device 39; namely, it detects the intermediate circuit DC voltage U z and controls the inverter 26.
  • the control device 39 also detects phase currents I 1, I 2 , U, which flow via the phase strands 7, 8, 9 of the drive motor 5.
  • the control device 39 is coupled to a node 41 of the first circuit branch 27 lying between the electrical switch 31 and an Ohmic resistance 40 connected in series therewith.
  • the control device 39 is also coupled to a node 42, which is arranged between the electrical switch 34 and an Ohmic Wderstand 43 connected in series in the second circuit branch 28.
  • the control device 39 is coupled to a node 44, which is arranged between the electrical switch 37 and an Ohmic Wderstand 45 connected in series in the third circuit branch 29.
  • the interest is a spin operation of the washing machine 1 in which the drive motor 5 is accelerated to high spin speeds.
  • the washing machine 1 comprises a belt drive, that is to say the drive motor 5 is connected to the laundry drum 3 via a belt with a predetermined ratio.
  • the translation may be about 10.
  • the rotational speed of the drive motor 5 is ten times as high as the rotational speed of the laundry drum 3. Wrd the laundry drum 3 is accelerated to a speed of 1000 rev / min, the speed of the drive motor 5 is about 10,000 rev / min.
  • a spinning operation is known to be divided into several spin cycles in which the drive motor 5 is accelerated to a predetermined spin speed and then again to a lower speed, in particular to zero rpm, is braked.
  • a method according to an embodiment relating to the control of a braking operation in the centrifugal operation will be described in more detail below.
  • the electrical switches 31, 34, 37 (the lower switches of the inverter 26) can be controlled during a braking operation, in pairs or all are closed. Then, due to a braking voltage induced by the drive motor 5 braking current l B is specifically guided back to the phase strands 7, 8, 9 of the drive motor 5 or he remains in the respective circuit of the phase strands 7, 8, 9. The drive motor 5 during The electrical energy supplied to the braking process is then converted into heat at an Ohmic heat resistance of the phase strands 7, 8, 9.
  • the electrical switches 31, 34, 37 can be switched at a frequency of 16 kHz, for example; the duty cycle (duty cycle), which indicates the ratio of the time duration during which the electrical switches 31, 34, 37 are closed, to period duration, can be arbitrarily set here by the control device 39.
  • the duty cycle which indicates the ratio of the time duration during which the electrical switches 31, 34, 37 are closed, to period duration
  • the phase strands 7, 8, 9 quasi each other or against the Reference potential B short-circuited. It is thus made use of the fact that, in contrast to universal or asynchronous motors, the magnetic field is generated in a permanent magnet synchronous motor by permanent magnets in the rotor and the magnetic field or field of excitement is not switched off, but permanently effective. If the Wcklept of the stator, so the phase conductors 7, 8, 9, short-circuited, it is further induced in this winding due to the rotational movement and the magnetic field of the rotor an electrical braking voltage, and it flows a braking current I B (short circuit current).
  • I B short circuit current
  • the temperature of the drive motor 5 can increase significantly during the braking process.
  • the respective instantaneous temperature of the drive motor 5 is therefore calculated by the control device 39. Namely, the control device 39, the temperature of the drive motor 5 depending on the measured values for the phase currents, l 2 , U or for the braking current l B , as well as dependent on the measured values for the DC link voltage U z and the values of the phase voltages U12, U23, U13 calculated.
  • the control device 39 can also take into account the loading of the laundry drum 3, that is to say the weight of the laundry items 4, as well as the ohmic heat resistance of the phase strands 7, 8, 9.
  • the calculation of the temperature can be carried out, for example, such that first of all the electrical power - be it a power absorbed by the drive motor 5 or delivered by the drive motor 5 - and from this electrical power the temperature is calculated.
  • a maximum limit value for the temperature is stored in the control device 39, and the control device 39 controls the switches 31, 34, 37 in such a way during the braking operation, that the temperature of the drive motor 5 does not exceed the set limit.
  • the limit value for the temperature can already be stored in the control unit 39 in the development process of the drive device 2, namely for example in a memory of the control device 39.
  • FIG. 2 a possible course of a spin operation of the washing machine 1 is described in more detail.
  • Fig. 2 shows in its upper part a time course of a temperature T of the drive motor 5 during the spin operation.
  • Fig. 2 shows a time course of a rotational speed n of the drive motor 5 during the spin operation.
  • the time t is plotted on the X-axes.
  • the specified limit value for the temperature T is denoted by T G.
  • the centrifugal operation begins.
  • the drive motor 5 is accelerated to a first speed value ni, it reaches the speed ni at a time ti.
  • the drive motor 5 is operated at a constant speed ni.
  • the drive motor 5 is accelerated to a second speed value n 2 and operated at this speed value n 2 until a time t 4 .
  • the temperature T of the drive motor 5 increases, namely first with a relatively large and then ever smaller slope.
  • the temperature T of the drive motor 5 is T 0 , which corresponds, for example, to an ambient temperature of the washing machine 1 or a reference value.
  • the temperature T reaches a value of Ti. During the time interval from t 0 to t 4 , therefore, the temperature T increases by ⁇ .
  • the control device 39 calculates the respective current temperature T of the drive motor 5. Before the time t 4 , the control device 39 also calculates the temperature T of the drive motor 5 for a subsequent braking operation after the time t 4 , This means that the control device 39 makes a prediction about the temperature T, which could occur during the braking process, before the braking process is initiated. As a rule, a maximum of the temperature T occurs immediately after initiation of the temperature Braking on what is apparent from the course of the temperature T shown in FIG. 2. The control device 39 calculates before the time t 4 a maximum value T max i of the temperature T.
  • the controller 39 calculates the maximum value T max i first for a maximum delay of the drive motor 5, that is for a duty cycle of 100% in the control of electrical switch 31, 34, 37. If this maximum value T max i exceeds the limit value T G , then the control device 39 calculates a maximum value T max i for a lower duty cycle and thus for a smaller delay of the drive motor 5. If this new estimated maximum value T max i now smaller than the limit value T G , so the course of the delay or the speed n associated with it is selected for the upcoming braking process. The control device 39 thus checks before the time t 4 for which course of the rotational speed n the respectively calculated maximum value T max i is still smaller than the specified limit value T G.
  • the limit value T G may, for example, be 110 K larger than the reference value T 0 . If the control device 39 determines that the predicted maximum value T max i is smaller than the limit value T G , then it determines the deceleration of the drive motor 5 for the subsequent braking process already before the time t 4 . Namely, the control device 39 determines a time course of the deceleration or the rotational speed n of the drive motor 5 before the time t 4 . The control device 39 determines a maximum possible delay at which the limit value T G is not exceeded.
  • the predetermining of the course of the rotational speed n or of the deceleration can also take place as a function of the instantaneous temperature T determined before the braking process is initiated. This may be such that an average deceleration of the drive motor 5 is then set to about 90 rpm when the current temperature T is less than T 0 + 100 K, that is, does not exceed the reference value T 0 by 100K.
  • the average deceleration can be set to about 70 rpm if, prior to the initiation of the braking process, the temperature T exceeds the value T 0 + 100 K.
  • the average deceleration can be further reduced to about 65 rpm if, prior to the initiation of braking, the temperature T exceeds T 0 + 105 K.
  • the drive motor 5 can be switched off.
  • the braking operation is initiated.
  • the temperature T reaches the maximum value T max i at a time t 5 and then drops again.
  • the drive motor 5 is stationary.
  • the actual braking operation of the drive motor 5 is completed.
  • another spin cycle or acceleration process of the drive motor 5 is not yet initiated at time t 6 .
  • the control device 39 waits until the temperature T of the drive motor 5 recovers and, for example, drops to a predetermined value Ti 0 .
  • the control device 39 determines the temperature T and calculates a maximum value T maX 2 for the subsequent braking operation of the drive motor 5 even before the time t 8.
  • the control device 39 determines a course of the deceleration or the rotational speed n of the drive motor 5 for the subsequent braking operation. namely such that the maximum value T maX 2 is smaller than the limit value T G.
  • the control unit 39 may set a maximum delay for the drive motor 5 taking into consideration the threshold value T G.
  • the braking operation is initiated, and the temperature T of the drive motor 5 reaches the maximum value T maX 2 and then decreases.
  • the drive motor 5 is braked, namely fully to the speed n of 0 rpm.
  • the drive motor 5 is stationary. At time t 9 , the braking operation is thus completed. However, the temperature T of the drive motor 5 can continue to recover, namely until a further time t 0 , at which a further spin cycle of the drive motor 5 is initiated.
  • a time period At 2 between the spin cycles of the drive motor 5 is detected by the control device 39 as a function of the At 2 during this period Temperature T of the drive motor 5 is set. Namely, the third spin cycle of the drive motor 5 can then be initiated as soon as the temperature T of the drive motor 5 drops to a value T 20 .
  • the third spin cycle of the drive motor 5 begins, in which it is first accelerated to the first speed value and then to the second speed value n 2 .
  • a time tu should be initiated braking.
  • the control device 39 determines the current temperature of the drive motor 5 and also calculates a maximum value T maX 3, to which the temperature T of the drive motor 5 could increase in a subsequent braking operation. The control device 39 notes that a rapid deceleration of the drive motor 5 would lead to exceeding the limit value T G.
  • the control device 39 determines a comparatively flat course of the rotational speed n or a relatively moderate deceleration of the drive motor 5 for the subsequent braking operation. Namely, the control device 39 determines such a course of the rotational speed n for the braking operation, in which the maximum value T m ax3 is smaller than the limit value T G. At the time tu begins the braking process in which the drive motor 5 is completely decelerated until a time t 12 . Again, the controller 39 can set a period of time At 3 between the third spin cycle and a further spin cycle of the drive motor 5.
  • the control device 39 can predict the temperature T of the drive motor 5 for the respective braking operation, even before the braking process is actually initiated.
  • the control device 39 takes into account the loading of the laundry drum 3 or the weight of the laundry items 4, as well as the instantaneous speed n of the drive motor 5. From this, the control device 39, namely the mechanical energy or the torque of the drive motor 5, from the mechanical Energy, the electrical energy and from the electrical energy, taking into account the Ohms Wderstands the phase strands 7, 8, 9 determines the temperature T of the drive motor 5.
  • the controller 39 controls the control device 39 in the braking operation of the drive motor 5, the electrical switches 31, 34, 37 at.
  • the controller 39 first charge the DC link capacitor 22 with the energy supplied by the drive motor 5.
  • the electrical switches 30, 33, 36 are activated, while the switches 31, 34, 37 remain open. If the DC link capacitor 22 charged, the switches 30, 33, 36 are opened and the switches 31, 34, 37 - as described above - driven.
  • the duty cycle of the control of the switches 31, 34, 37 and thus the course of the rotational speed n of the drive motor 5 can be continuously controlled during the respective braking operation, namely depending on the respective instantaneous temperature T of the drive motor 5.
  • Temperature T can be taken dependent on the situation that the temperature T does not exceed the threshold value T G.
  • the drive motor 5 is turned off; it is then waited that the temperature T falls below the threshold T G again. Then the drive motor 5 is put into operation again.
  • a separate braking resistor can be used in the circuit arrangement 6. Such a braking resistor can then be connected as needed depending on the DC link capacitor 22, namely via an electrical switch. Then the energy supplied by the drive motor 5 can first be stored in the DC link capacitor 22 and then converted into heat at the braking resistor. The electrical switch, via which the braking current I B is led to the separate braking resistor, is then activated according to the method described above, namely such that the temperature T of the drive motor 5 does not exceed the limit value T G. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • T T

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs eines Antriebsmotors 5 bereitgestellt. Durch den Antriebsmotor 5 wird eine Wäschetrommel 3 einer Waschmaschine 1 angetrieben. Zumindest zeitweise während des Bremsvorgangs wird ein auf Grund einer von dem Antriebsmotor 5 induzierten elektrischen Bremsspannung zurück gespeister Bremsstrom IB auf einen Ohmschen Widerstand durch Schließen eines elektrischen Schalters 31, 34, 37 geführt. Es wird eine Temperatur T des Antriebsmotors ermittelt, und ein Grenzwert TG für die Temperatur T wird festgelegt. Der elektrische Schalter 31, 34, 37 wird derart während des Bremsvorgangs angesteuert, dass die Temperatur T des Antriebsmotors 5 unterhalb des festgelegten Grenzwerts TG verbleibt. Vorzugsweise ist der Ohmsche Widerstand, auf welchen der Bremsstrom IB geführt wird, durch einen Ohmschen Widerstand eines Phasenstranges 7, 8, 9 eines Stators des Antriebsmotors 5 gebildet. Es werden erfindungsgemäß außerdem eine Antriebsvorrichtung 2 sowie eine Waschmaschine 1 bereitgestellt.

Description

Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs eines
Antriebsmotors einer Waschmaschine sowie Antriebsvorrichtung und Waschmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs eines Antriebsmotors, durch welchen eine Wäschetrommel einer Waschmaschine angetrieben wird. Zumindest zeitweise während des Bremsvorgangs wird ein auf Grund einer von dem Antriebsmotor induzierten elektrischen Bremsspannung zurück gespeister Bremsstrom auf einen Ohmschen Wderstand durch Schließen eines elektrischen Schalters geführt. Die Erfindung betrifft außerdem eine Antriebsvorrichtung und eine Waschmaschine, welche jeweils zum Durchführen eines solchen Verfahrens ausgebildet sind.
Es ist Stand der Technik, zum Abbremsen eines Antriebsmotors einer Waschmaschine einen Bremswiderstand in den Stromkreis der Ständerwicklungen einzukoppeln. Somit kann der Antriebsmotor aktiv abgebremst werden; die vom Antriebsmotor im Generatorbetrieb gelieferte elektrische Energie wird am Bremswiderstand in Wärme umgewandelt. Eine solche Vorgehensweise ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 99/10584 A1 bekannt.
Im Gegenstand gemäß Druckschrift EP 1 512 785 A1 kann die beim Abbremsen der Wäschetrommel zurück gewonnene elektrische Energie entweder direkt im Zwischenkreiskondensator gespeichert oder an einem Ohmschen Bremswiderstand in Wärme umgewandelt werden. Der Bremswiderstand kann bedarfsabhängig parallel zum Zwischenkreiskondensator zugeschaltet werden. Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung eine Lösung aufzuzeigen, wie der Antriebsmotor während eines Bremsvorgangs vor einer Überlastung geschützt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, eine Antriebsvorrichtung und durch eine Waschmaschine mit den Merkmalen gemäß jeweiligem unabhängigem Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche oder der nachfolgenden Beschreibung. Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Bremsvorgang eines Antriebsmotors gesteuert, durch welchen eine Wäschetrommel einer Waschmaschine angetrieben wird. Es wird zumindest zeitweise während des Bremsvorgangs ein auf Grund einer von dem Antriebsmotor induzierten elektrischen Bremsspannung zurück gespeister Bremsstrom auf einen Ohmschen Wderstand geführt, nämlich durch Schließen eines elektrischen Schalters. Es wird eine Temperatur des Antriebsmotors ermittelt, und ein Grenzwert für die Temperatur wird festgelegt. Der elektrische Schalter wird während des Bremsvorgangs derart angesteuert, dass die Temperatur des Antriebsmotors unterhalb des festgelegten Grenzwertes verbleibt.
Erfindungsgemäß wird somit während des Bremsvorgangs ein Stromfluss über den Ohmschen Wderstand derart gesteuert, dass die Temperatur des Antriebsmotors einen zuvor festgelegten Grenzwert nicht überschreitet. Die Steuerung des Stromflusses über den Widerstand bzw. die Ansteuerung des elektrischen Schalters beinhaltet bevorzugt, dass die mittlere Stromstärke des Bremsstromes und/oder eine Zeitdauer des Stromflusses und/oder ein Zeitpunkt, zu welchem der elektrische Schalter während des Bremsvorgangs geschlossen wird, abhängig von der ermittelten Temperatur des Antriebsmotors eingestellt wird/werden. Der Grenzwert für die Temperatur des Antriebsmotors kann zum Beispiel in einem Entwicklungsprozess des Antriebsmotors festgelegt und in einer Steuereinrichtung abgelegt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass der Antriebsmotor durch Führen des Bremsstromes auf den Wderstand rasch abgebremst werden kann, ohne dass der Grenzwert für die Temperatur überschritten wird. Im Stand der Technik musste der Antriebsmotor für ungünstigste Betriebsbedingungen (Worst Case) ausgelegt werden, um während des Bremsvorgangs auftretende Temperaturspitzen aushalten zu können. Insbesondere musste der Antriebsmotor für maximale Umgebungstemperatur der Waschmaschine, für maximale Beladung der Wäschetrommel und für das längste Waschprogramm der Waschmaschine ausgelegt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, dass der Antriebsmotor zum Betrieb bei geringeren Temperaturen ausgebildet und somit kostengünstiger hergestellt werden kann. Der Grenzwert für die Temperatur kann nämlich derart festgelegt werden, dass der Antriebsmotor bei moderaten Temperaturen betrieben und somit nicht überhitzt wird. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik besteht darin, dass der Antriebsmotor nicht auf Grund einer zu hohen Temperatur während des Bremsvorgangs abgeschaltet und ein Waschprozess somit unterbrochen werden muss. Im Stand der Technik musste der Antriebsmotor nämlich dann abgeschaltet werden, wenn seine Temperatur einen Schwellwert überschritten hat.
Die Waschmaschine weist bevorzugt einen Riemenantrieb auf, so dass die Wäschetrommel durch den Antriebsmotor über einen Riemen angetrieben wird. Hierdurch wird der Antriebsmotor beim Abbremsen thermisch wenig belastet, und er kann beim vorgegebenen Grenzwert für die Temperatur rasch abgebremst werden, ohne thermisch überlastet zu werden.
Vorzugsweise ist der Ohmsche Wderstand durch einen Phasenstrang eines Stators des Antriebsmotors gebildet, so dass der Bremsstrom über den elektrischen Schalter wieder auf den Phasenstrang geführt wird. Somit wird die während des Bremsvorgangs vom Antriebsmotor gelieferte elektrische Energie direkt am Antriebsmotor in Wärme umgewandelt, so dass es sich der Einsatz eines zusätzlichen Bremswiderstandes - wie er im Gegenstand gemäß Druckschrift EP 1 512 785 A1 parallel zum Zwischenkreiskondensator eingesetzt wird - erübrigt. Der Antriebsmotor besitzt außerdem eine deutlich höhere Wärmekapazität als ein Bremswiderstand und kann somit deutlich mehr Wärme aufnehmen. Er kann somit deutlich rascher abgebremst werden. Ist der Antriebsmotor ein mehrphasiger permanentmagneterregter Motor, zum Beispiel ein permanentmagneterregter Synchronmotor beziehungsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor, so können die Phasenstränge paarweise oder alle zumindest zeitweise während des Bremsvorgangs des Stators miteinander kurzgeschlossen werden und der Bremsstrom auf die Phasenstränge geführt werden. Es ist vorteilhaft, wenn zum Koppeln der Phasenstränge miteinander bereits in einem Wechselrichter beziehungsweise Inverter vorhandene elektrische Schalter verwendet werden.
Also kann der Ohmsche Widerstand, auf welchen der Bremsstrom während des Bremsvorgangs geführt wird, durch den Phasenstrang des Stators beziehungsweise seinen Ohmschen Widerstand gebildet sein. Ein Wderstandswert einer Statorwicklung kann zum Beispiel in einem Wertebereich von 0,5 Ω bis 3 Ω liegen; er kann zum Beispiel 1 Ω betragen. Die aktuelle Temperatur des Antriebsmotors kann vor dem Einleiten des Bremsvorgangs ermittelt werden, und ein zeitlicher Verlauf einer Drehzahl des Antriebsmotors für den Bremsvorgang kann vor dem Einleiten des Bremsvorgangs abhängig von der Temperatur vorbestimmt werden. Es wird somit auf einfache Weise - insbesondere ohne viel Steuer- oder Regelaufwand während des Bremsvorgangs - bereits vor dem Start des Bremsvorgangs dafür gesorgt, dass die Temperatur des Antriebsmotors den festgelegten Grenzwert während des Bremsvorgangs nicht überschreitet. Beim Vorbestimmen des Verlaufs der Drehzahl kann es sich zum Beispiel um Festlegen einer mittleren Verzögerung und/oder eines zeitlichen Verlaufs der Verzögerung des Antriebsmotors handeln. Insbesondere zu Beginn des Bremsvorgangs - das heißt unmittelbar nach Einleiten des Bremsvorgangs - können relativ hohe Temperaturwerte des Antriebsmotors auftreten, so dass die Verzögerung des Antriebsmotors zumindest für den Beginn des Bremsvorgangs abhängig von der ermittelten Temperatur vorbestimmt werden kann. Ergänzend oder alternativ kann der Verlauf der Drehzahl auch während des Bremsvorgangs abhängig von der jeweils augenblicklichen Temperatur des Antriebsmotors kontinuierlich geregelt werden. Man würde zum Beispiel bei einer relativ schnell ansteigenden - sich dem Grenzwert annähernden - Temperatur des Antriebsmotors seine Verzögerung deutlich erniedrigen. Demgegenüber kann bei einer relativ moderat ansteigenden Temperatur des Antriebsmotors die Verzögerung situationsgerecht erhöht werden. Die kontinuierliche Regelung des Verlaufs der Drehzahl abhängig von der jeweils augenblicklichen Temperatur des Antriebsmotors hat den Vorteil, dass während des Bremsvorgangs kontinuierlich überwacht wird, ob die Temperatur des Antriebsmotors unterhalb des festgelegten Grenzwertes liegt. Durch entsprechende Ansteuerung des elektrischen Schalters und eine damit verbundene Steuerung des Bremsstromes kann somit auch die jeweils augenblickliche Temperatur des Antriebsmotors geregelt werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor dem Einleiten des Bremsvorgangs die Temperatur des Antriebsmotors für den Bremsvorgang geschätzt wird und der elektrische Schalter abhängig von der geschätzten Temperatur angesteuert wird. Insbesondere kann vor dem Einleiten des Bremsvorgangs ein Maximalwert der Temperatur für den Bremsvorgang geschätzt werden. Bei dieser Ausführungsform wird bevorzugt ein zeitlicher Verlauf der Drehzahl des Antriebsmotors für den Bremsvorgang vor dessen Einleiten abhängig von der geschätzten Temperatur, insbesondere abhängig von dem geschätzten Maximalwert, vorbestimmt. Mit anderen Worten kann eine solche Temperatur des Antriebsmotors noch vor dem Einleiten des Bremsvorgangs ermittelt werden, die sich voraussichtlich während des Bremsvorgangs einstellen könnte. Durch eine solche Vorhersage der Temperatur kann der zeitliche Verlauf der Drehzahl bzw. Verzögerung des Antriebsmotors bereits vor dem Einleiten des Bremsvorgangs zuverlässig vorbestimmt werden, ohne das der festgelegte Grenzwert für die Temperatur überschritten wird. Es können auch Temperaturwerte für unterschiedliche Verläufe der Drehzahl bzw. unterschiedliche Verzögerungswerte für den Bremsvorgang vorhergesagt und vor dem Einleiten des Bremsvorgangs miteinander verglichen werden. Dann kann ein solcher Verlauf der Drehzahl bzw. ein solcher Verlauf der Verzögerung für den Bremsvorgang vorbestimmt werden, welcher für eine maximal mögliche Verzögerung des Antriebsmotors sorgt, ohne dass seine Temperatur den festgelegten Grenzwert überschreitet. Eine solche Vorgehensweise hat den Vorteil, dass der Antriebsmotor einerseits rasch abgebremst und andererseits thermisch nicht überlastet wird.
Also wird in einer Ausführungsform der elektrische Schalter derart während des Bremsvorgangs angesteuert, dass unter Berücksichtigung des Grenzwertes für die Temperatur der Antriebsmotor mit einer maximal möglichen Verzögerung abgebremst wird. Auf diesem Wege wird die Zeitdauer des Bremsvorgangs auf ein Minimum reduziert, ohne dass der Grenzwert für die Temperatur des Antriebsmotors überschritten wird.
Der Bremsvorgang kann zwischen zwei nacheinander folgenden Schleudergängen des Antriebsmotors durchgeführt werden. Dann kann eine Zeitdauer zwischen den Schleudergängen in Abhängigkeit von der ermittelnden - insbesondere während des Bremsvorgangs ermittelten - Temperatur des Antriebsmotors eingestellt werden. Die Zeitdauer zwischen den Schleudergängen wird insbesondere derart eingestellt, dass die Temperatur des Antriebsmotors weder während des späteren Schleudergangs noch während eines dem späteren Schleudergang folgenden Bremsvorgangs den Grenzwert überschreitet. Also wird die Zeitdauer so eingestellt, dass sich nach dem früheren Schleudergang die Temperatur des Antriebsmotors genug erholen kann. Somit kann im späteren Schleudergang der Antriebsmotor zum Beispiel auf eine vorbestimmte Schleuderdrehzahl beschleunigt und dann wieder abgebremst werden, ohne dass der Grenzwert für die Temperatur überschritten wird. Die Zeitdauer zwischen den Schleudergängen kann auch länger als der tatsächliche Bremsvorgang sein, das heißt der Antriebsmotor kann zunächst auf eine gewünschte Drehzahl - insbesondere vollständig auf Null U/min - abgebremst werden, und der spätere Schleudergang kann erst nach dem Abbremsen des Antriebsmotors eingeleitet werden.
Wird die Temperatur des Antriebsmotors vor dem Einleiten des Bremsvorgangs - zum Beispiel bei einer Schleuderdrehzahl des Antriebsmotors - ermittelt, so kann ein Zeitpunkt des Einleitens des Bremsvorgangs abhängig von dieser Temperatur festgelegt werden. Somit kann zum Beispiel die Zeitdauer eines Schleudergangs abhängig von der jeweils augenblicklichen Temperatur des Antriebsmotors variiert werden, nämlich derart, dass der Grenzwert für die Temperatur des Antriebsmotors weder während des Schleudergangs noch während des Bremsvorgangs überschritten wird. Insbesondere kann der Bremsvorgang dann eingeleitet werden, wenn die Temperatur des Antriebsmotors im Schleuderbetrieb einen Schwellwert kleiner als der Grenzwert überschreitet. Dieser Schwellwert kann so gewählt werden, dass ein während des Bremsvorgangs auftretendes Maximum der Temperatur kleiner als der festgelegte Grenzwert ist.
Prinzipiell kann die Temperatur des Antriebsmotors mit einem Sensor gemessen werden. Es hat sich jedoch als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Temperatur des Antriebsmotors mittels einer Steuereinrichtung, durch welche der elektrische Schalter und der Antriebsmotor angesteuert werden, mit Hilfe eines in der Steuereinrichtung abgelegten Kennfeldes ermittelt und/oder mit Hilfe einer in der Steuereinrichtung abgelegten mathematischen Formel berechnet wird. Die Waschmaschine kommt somit ohne einen zusätzlichen Temperatursensor aus. Zum Beispiel kann die Temperatur des Antriebsmotors abhängig von seinen bekannten Parametern, wie zum Beispiel einem Wcklungswiderstand der Statorwicklung beziehungsweise dem Widerstand des Phasenstranges bei einer festen Temperatur und/oder einer Polpaarzahl. Die Ermittlung der Temperatur des Antriebsmotors kann auch unter Berücksichtigung von Messwerten für einen Strangstrom des Antriebsmotors und/oder von Messwerten für eine Zwischenkreisspannung des Spannungszwischenkreises und/oder von Werten für eine Strangspannung erfolgen. Insbesondere bei einem mehrphasigen Antriebsmotor, wie vorzugsweise einem permanentmagneterregten Synchronmotor bzw. bürstenlosen Gleichstrommotor, werden der Strangstrom und die Zwischenkreisspannung ohnehin in der Regel gemessen, nämlich durch eine Steuereinrichtung. Auch die Strangspannung, die zwischen den Phasensträngen des Antriebsmotors angelegt wird, ist in der Regel in der Steuereinrichtung bekannt. Es kann somit ohne viel Aufwand eine beim Abbremsen des Antriebsmotors von diesem gelieferte elektrische Leistung und daraus die Temperatur des Antriebsmotors ermittelt werden. Also ist in einer Ausführungsform der Antriebsmotor ein mehrphasiger Antriebsmotor, insbesondere ein permanentmagneterregter Synchronmotor bzw. bürstenloser Gleichstrommotor. Ein solcher Antriebsmotor kann auf technisch einfach Weise rasch abgebremst werden, nämlich durch Führen des Bremsstromes auf den Ohmschen Widerstand. Zur Erfindung gehört auch eine Antriebsvorrichtung für eine Wäschetrommel einer Waschmaschine. Die Antriebsvorrichtung umfasst einen Antriebsmotor zum Antreiben der Wäschetrommel sowie eine Steuereinrichtung zum Ansteuern des Antriebsmotors, die dazu ausgelegt ist, zumindest zeitweise während eines Bremsvorgangs des Antriebsmotors einen auf Grund einer von dem Antriebsmotor induzierten elektrischen Bremsspannung zurück gespeisten Bremsstrom auf einen Ohmschen Widerstand durch Schließen eines elektrischen Schalters zu führen. In der Antriebsvorrichtung ist eine Temperatur des Antriebsmotors ermittelbar, und ein Grenzwert für die Temperatur ist in der Steuereinrichtung festgelegt. Die Steuereinrichtung ist dazu ausgelegt, den elektrischen Schalter derart während des Bremsvorgangs anzusteuern, dass die Temperatur des Antriebsmotors unterhalb des festgelegten Grenzwertes verbleibt. Vorzugsweise ist der Widerstand, auf welchen der Bremsstrom geführt wird, ein Ohmscher Wderstand eines Phasenstranges des Antriebsmotors.
Die Erfindung umfasst auch eine Waschmaschine mit einer solchen Antriebsvorrichtung.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung sowie die erfindungsgemäße Waschmaschine und umgekehrt. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren der Zeichnung und der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wie auch unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Waschmaschine gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 2 beispielhafte zeitliche Verläufe einer Temperatur und einer Drehzahl eines
Antriebsmotors der Waschmaschine in einem Schleuderbetrieb, wobei anhand der Verläufe ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform näher erläutert wird. Eine in Fig. 1 in schematischer Darstellung gezeigte Waschmaschine 1 umfasst eine Antriebsvorrichtung 2, die zum mechanischen Antreiben einer in der Waschmaschine 1 angeordneten Wäschetrommel 3 dient. In der Wäschetrommel 3 befinden sich Wäschestücke 4, die durch die Waschmaschine 1 gewaschen werden. Die Antriebsvorrichtung 2 umfasst einen Antriebsmotor 5 sowie eine Schaltungsanordnung 6 zum Betreiben des Antriebsmotors 5. Der Antriebsmotor 5 ist im Ausführungsbeispiel ein bürstenloser Gleichstrommotor bzw. ein permanentmagneterregter Synchronmotor und umfasst drei Phasenstränge 7, 8, 9. Der Phasenstrang 7 ist mit einem ersten Anschluss 10 des Antriebsmotors 5 elektrisch verbunden; der Phasenstrang 8 ist mit einem zweiten Anschluss 1 1 des Antriebsmotors 5 verbunden, und der Phasenstrang 9 ist mit einem dritten elektrischen Anschluss 12 des Antriebsmotors 5 verbunden.
Die Schaltungsanordnung 6 umfasst einen Schaltungseingang 13 mit einem ersten und einem zweiten Eingangsanschluss 14, 15, zwischen denen eine elektrische Versorgungswechselspannung Uv anliegt. Die Versorgungswechselspannung Uv ist von einem elektrischen Versorgungsnetz bereitgestellt.
Die Schaltungsanordnung 6 weist außerdem drei Ausgangsanschlüsse 16, 17, 18 auf. Der erste Ausgangsanschluss 16 ist mit dem ersten Anschluss 10 des Antriebsmotors 5 verbunden, der zweite Ausgangsanschluss 17 ist mit dem zweiten Anschluss 1 1 des Antriebsmotors 5 verbunden, und der dritte Ausgangsanschluss 18 ist mit dem dritten Anschluss 12 des Antriebsmotors 5 verbunden.
Mit den Eingangsanschlüssen 14, 15 ist ein in Fig. 1 lediglich schematisch dargestelltes Netzteil 19 gekoppelt, dass - wie aus Fig. 1 hervorgeht - einen Brückengleichrichter aufweisen kann. Das Netzteil 19 kann aber auch andere Komponenten umfassen, wie insbesondere ein Netzfilter und dergleichen. Das Netzteil 19 stellt zwischen seinen Ausgangsanschlüssen 20, 21 eine elektrische Zwischenkreisgleichspannung Uz bereit. Dabei ist an dem Ausgangsanschluss 21 ein Bezugspotential B bereitgestellt. Zwischen den Ausgangsanschlüssen 20, 21 des Netzteils 19, also parallel zum Netzteil 19, ist ein Zwischenkreiskondensator 22 geschaltet. Also liegt die vom Netzteil 19 bereitgestellte Zwischenkreisgleichspannung Uz an dem Zwischenkreiskondensator 22 an.
Parallel zum Zwischenkreiskondensator 22 ist ein Spannungsteiler 23 geschaltet, der im Ausführungsbeispiel zwei Ohmsche Widerstände 24 aufweist. Zwischen den Wderständen 24 liegt ein Knotenpunkt 25, an welchem eine Spannung Us abgegriffen werden kann, nämlich bezüglich des Bezugspotentials B. Die Amplitude der durch den Spannungsteiler 23 bereitgestellten Spannung Us stellt ein Maß für die Amplitude der Zwischenkreisgleichspannung Uz dar.
Parallel zu dem Netzteil 19, dem Zwischenkreiskondensator 22 und dem Spannungsteiler 23 ist ein Wechselrichter bzw. ein Inverter 26 geschaltet. Der Wechselrichter 26 umfasst einen ersten Schaltungszweig 27, einen zweiten Schaltungszweig 28 und einen dritten Schaltungszweig 29. Der erste, der zweite und der dritten Schaltungszweig 27, 28, 29 sind einerseits mit dem Ausgangsanschluss 20 des Netzteils 19 und andererseits mit dem Bezugspotential B bzw. dem Ausgangsanschluss 21 des Netzteils 19 gekoppelt. Der erste Schaltungszweig 27 umfasst zwei elektrische Schalter 30, 31 ; ein zwischen den elektrischen Schaltern 30, 31 liegender Knotenpunkt 32 ist mit dem ersten Ausgangsanschluss 16 der Schaltungsanordnung 6 gekoppelt. Der zweite Schaltungszweig 28 weist entsprechend zwei elektrische Schalter 33, 34 auf; ein zwischen den elektrischen Schaltern 33, 34 liegender Knotenpunkt 35 ist mit dem zweiten Ausgangsanschluss 17 der Schaltungsanordnung 6 gekoppelt. Entsprechend weist der dritte Schaltungszweig 29 zwei elektrische Schalter 36, 37 auf; ein zwischen den elektrischen Schaltern 36, 37 liegender Knotenpunkt 38 ist mit dem dritten Ausgangsanschluss 18 der Schaltungsanordnung 6 und somit mit dem dritten Anschluss 12 des Antriebsmotors 5 gekoppelt. Die elektrischen Schalter 30, 31 , 33, 34, 36, 37 sind im Ausführungsbeispiel Bipolartransistoren mit isolierten Gate-Elektroden (IGBT). Die Schaltungsanordnung 6 umfasst außerdem eine Steuereinrichtung 39, die im Ausführungsbeispiel einen Mikroprozessor und/oder einen Mikrokontroller aufweisen kann. Die Steuereinrichtung 39 dient zum Ansteuern des Wechselrichters 26, und genauer gesagt der elektrischen Schalter 30, 31 , 33, 34, 36, 37. Durch entsprechende Ansteuerung des Wechselrichters 26 kann die Steuereinrichtung 39 die Drehzahl des Antriebsmotors 5 und somit die Drehzahl der Wäschetrommel 3 steuern und/oder regeln. Die Steuereinrichtung 39 kann auch die Zwischenkreisgleichspannung Uz messen, nämlich abhängig von der durch den Spannungsteiler 23 bereitgestellten elektrischen Spannung Us. Die Steuereinrichtung 39 ist mit dem Knotenpunkt 25 des Spannungsteilers 23 gekoppelt. Also erfasst die Steuereinrichtung 39 die Spannung Us und kann somit auf die Zwischenkreisgleichspannung Uz rückschließen.
Um den Antriebsmotor anzusteuern, werden jeweils eine elektrische Wechselspannung U12, U23, U13 zwischen den Anschlüssen 10 und 1 1 bzw. 11 und 12 bzw. 10 und 12, also an die Phasenstränge 7, 8, 9 des Antriebsmotors 5 angelegt. Die jeweiligen Amplituden dieser Spannungen Ui2, U23, Ui3 sind der Steuereinrichtung 39 bekannt; sie erfasst nämlich die Zwischenkreisgleichspannung Uz und steuert den Wechselrichter 26 an.
Die Steuereinrichtung 39 erfasst auch Strangströme \^ , l2, U, die über die Phasenstränge 7, 8, 9 des Antriebsmotors 5 fließen. Dazu ist die Steuereinrichtung 39 mit einem zwischen dem elektrischen Schalter 31 und einem in Serie dazu geschalteten Ohmschen Wderstand 40 liegenden Knotenpunkt 41 des ersten Schaltungszweiges 27 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 39 ist auch mit einem Knotenpunkt 42 gekoppelt, der zwischen dem elektrischen Schalter 34 und einem in Serie dazu geschalteten Ohmschen Wderstand 43 im zweiten Schaltungszweig 28 angeordnet ist. Des Weiteren ist die Steuereinrichtung 39 mit einem Knotenpunkt 44 gekoppelt, der zwischen dem elektrischen Schalter 37 und einem in Serie dazu geschalteten Ohmschen Wderstand 45 im dritten Schaltungszweig 29 angeordnet ist. Also kann die Steuereinrichtung 39 die an den Wderständen 40, 43, 45 abfallenden jeweiligen Spannungen abgreifen und somit die jeweilige Stromstärke der Strangströme \^ , l2, U erfassen, die über die Phasenstränge 7, 8, 9 des Antriebsmotors 5 fließen.
Vorliegend gilt das Interesse einem Schleuderbetrieb der Waschmaschine 1 in welchem der Antriebsmotor 5 auf hohe Schleuderdrehzahlen beschleunigt wird. Die Waschmaschine 1 umfasst einen Riemenantrieb, das heißt der Antriebsmotor 5 ist über einen Riemen mit einer vorbestimmten Übersetzung mit der Wäschetrommel 3 verbunden. Zum Beispiel kann die Übersetzung etwa 10 betragen. Dies bedeutet, dass die Drehzahl des Antriebsmotors 5 Zehn mal so hoch wie die Drehzahl der Wäschetrommel 3 ist. Wrd die Wäschetrommel 3 auf eine Drehzahl von 1000 U/min beschleunigt, so beträgt die Drehzahl des Antriebsmotors 5 etwa 10.000 U/min. Ein Schleuderbetrieb ist bekanntlich in mehrere Schleudergänge unterteilt, in denen der Antriebsmotor 5 jeweils auf eine vorbestimmte Schleuderdrehzahl beschleunigt und dann wieder auf eine geringere Drehzahl, insbesondere auf Null U/min, abgebremst wird. Ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform betreffend die Steuerung eines Bremsvorgangs im Schleuderbetrieb wird nachfolgend näher beschrieben.
Um den Antriebsmotor 5 rasch abzubremsen, können während eines Bremsvorgang die elektrischen Schalter 31 , 34, 37 (die unteren Schalter des Wechselrichters 26) angesteuert werden, und zwar paarweise oder alle geschlossen werden. Dann wird ein auf Grund einer vom Antriebsmotor 5 induzierten Bremsspannung fließender Bremsstrom lB gezielt auf die Phasenstränge 7, 8, 9 des Antriebsmotors 5 zurück geführt bzw. er verbleibt in dem jeweiligen Stromkreis der Phasenstränge 7, 8, 9. Die vom Antriebsmotor 5 während des Bremsvorgangs gelieferte elektrische Energie wird dann an einem Ohmschen Wderstand der Phasenstränge 7, 8, 9 in Wärme umgewandelt. Die elektrischen Schalter 31 , 34, 37 können dabei mit einer Frequenz von zum Beispiel 16 kHz geschaltet werden; der Tastgrad (Duty Cycle), welcher das Verhältnis der Zeitdauer, während welcher die elektrischen Schalter 31 , 34, 37 geschlossen sind, zu Periodendauer angibt, kann hier durch die Steuereinrichtung 39 beliebig eingestellt werden.
Durch die Ansteuerung der elektrischen Schalter 31 , 34, 37 während des Bremsvorgangs werden die Phasenstränge 7, 8, 9 quasi miteinander beziehungsweise gegen das Bezugspotential B kurzgeschlossen. Es wird somit die Tatsache zu Nutze gemacht, dass im Gegensatz zu Universal- oder Asynchronmotoren das Magnetfeld bei einem permanentmagneterregten Synchronmotor durch Permanentmagnete im Rotor erzeugt wird und das Magnetfeld bzw. das Erregerfeld damit nicht abschaltbar, sondern permanent wirksam ist. Werden die Wcklungen des Stators, also die Phasensträngen 7, 8, 9, kurzgeschlossen, wird in dieser Wicklung durch die rotatorische Bewegung und das Magnetfeld des Rotors weiterhin eine elektrische Bremsspannung induziert, und es fließt ein Bremsstrom lB (Kurzschlussstrom). Da dem Antriebsmotor 5 beim Kurzschließen der Phasenstränge 7, 8, 9 des Stators keine elektrische Energie mehr zu oder von diesem abgeführt wird - die elektrischen Schalter 30, 33, 36 bleiben geöffnet - muss nach dem Energieerhaltungssatz die gesamte kinetische Energie des rotierenden Antriebsmotors 5 und der Wäschetrommel 3 sowie der Wäschestücke 4 in Ohmsche Verlustenergie, das heißt in Wärme in den Phasensträngen 7, 8, 9, umgewandelt werden. Durch eine solche Vorgehensweise wird der Vorteil erzielt, dass die Wäschetrommel 3 mit deutlich größerer Verzögerung als bei einem natürlichen Auslauf, das heißt beim Leerlauf, abgebremst werden kann.
Da die Energie an dem Ohmschen Widerstand der Phasenstränge 7, 8, 9 in Wärme umgewandelt wird, kann sich die Temperatur des Antriebsmotors 5, und genauer gesagt seines Stators, während des Bremsvorgangs deutlich erhöhen. Im Ausführungsbeispiel wird die jeweils augenblickliche Temperatur des Antriebsmotors 5 deshalb durch die Steuereinrichtung 39 berechnet. Und zwar kann die Steuereinrichtung 39 die Temperatur des Antriebsmotors 5 abhängig von den Messwerten für die Strangströme , l2, U bzw. für den Bremsstrom lB, wie auch abhängig von den Messwerten für die Zwischenkreisgleichspannung Uz sowie von den Werten der Strangspannungen U12, U23, U13 berechnet. Dabei kann die Steuereinrichtung 39 auch die Beladung der Wäschetrommel 3, das heißt das Gewicht der Wäschestücke 4, wie auch den Ohmschen Wderstand der Phasenstränge 7, 8, 9 berücksichtigen. Die Berechnung der Temperatur kann zum Beispiel derart erfolgen, dass zunächst die elektrische Leistung - sei diese eine durch den Antriebsmotor 5 aufgenommene oder vom Antriebsmotor 5 gelieferte Leistung - und aus dieser elektrischen Leistung die Temperatur berechnet wird.
In der Steuereinrichtung 39 ist darüber hinaus ein maximaler Grenzwert für die Temperatur abgelegt, und die Steuereinrichtung 39 steuert die Schalter 31 , 34, 37 derart während des Bremsvorgangs an, dass die Temperatur des Antriebsmotors 5 den festgelegten Grenzwert nicht überschreitet. Der Grenzwert für die Temperatur kann in der Steuereinrichtung 39 bereits im Entwicklungsprozess der Antriebsvorrichtung 2 abgelegt werden, nämlich beispielsweise in einem Speicher der Steuereinrichtung 39. Bezug nehmend nunmehr auf Fig. 2 wird ein möglicher Verlauf eines Schleuderbetriebs der Waschmaschine 1 näher beschrieben. Fig. 2 zeigt in ihrem oberen Teil einen zeitlichen Verlauf einer Temperatur T des Antriebsmotors 5 während des Schleuderbetriebs. In ihrem unteren Teil zeigt Fig. 2 einen zeitlichen Verlauf einer Drehzahl n des Antriebsmotors 5 während des Schleuderbetriebs. Auf den X-Achsen ist jeweils die Zeit t aufgetragen. Der festgelegte Grenzwert für die Temperatur T ist mit TG bezeichnet.
Zu einem Zeitpunkt t0 beginnt der Schleuderbetrieb. Der Antriebsmotor 5 wird auf einen ersten Drehzahlwert ni beschleunigt, er erreicht die Drehzahl ni zu einem Zeitpunkt ti. Zwischen dem Zeitpunkt ti und einem weiteren Zeitpunkt t2 wird der Antriebsmotor 5 mit konstanter Drehzahl ni betrieben. Zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem weiteren Zeitpunkt t3 wird der Antriebsmotor 5 auf einen zweiten Drehzahlwert n2 beschleunigt und bei diesem Drehzahlwert n2 bis zu einem Zeitpunkt t4 betrieben. Während eines Zeitintervalls zwischen t0 und t4 steigt die Temperatur T des Antriebsmotors 5 an, nämlich zunächst mit einer relativ großen und dann immer kleiner werdenden Steigung. Zum Zeitpunkt t0 beträgt die Temperatur T des Antriebsmotors 5 T0, was zum Beispiel einer Umgebungstemperatur der Waschmaschine 1 oder einem Referenzwert entspricht. Zum Zeitpunkt t4 erreicht die Temperatur T einen Wert von Ti. Während des Zeitintervalls von t0 bis t4 steigt also die Temperatur T um ΔΤι an.
Während des Schleudergangs des Antriebsmotors 5 von t0 bis t4 berechnet die Steuereinrichtung 39 die jeweils momentane Temperatur T des Antriebsmotors 5. Vor dem Zeitpunkt t4 berechnet die Steuereinrichtung 39 auch die Temperatur T des Antriebsmotors 5 für einen nachfolgenden Bremsvorgang nach dem Zeitpunkt t4. Dies bedeutet, dass die Steuereinrichtung 39 noch vor Einleiten des Bremsvorgangs eine Vorhersage über die Temperatur T trifft, die sich während des Bremsvorgangs einstellen könnte. In der Regel tritt ein Maximum der Temperatur T unmittelbar nach Einleiten des Bremsvorgangs auf, was aus dem Verlauf der Temperatur T gemäß Fig. 2 hervorgeht. Die Steuereinrichtung 39 berechnet vor dem Zeitpunkt t4 einen Maximalwert Tmaxi der Temperatur T. Und zwar berechnet die Steuereinrichtung 39 den Maximalwert Tmaxi zunächst für eine maximale Verzögerung des Antriebsmotors 5, das heißt für einen Tastgrad von 100% bei der Ansteuerung der elektrischen Schalter 31 , 34, 37. Überschreitet dieser Maximalwert Tmaxi den Grenzwert TG, so berechnet die Steuereinrichtung 39 einen Maximalwert Tmaxi für einen geringeren Tastgrad und somit für eine geringere Verzögerung des Antriebsmotors 5. Ist dieser neue geschätzte Maximalwert Tmaxi nun kleiner als der Grenzwert TG, so wird der ihm zugeordnete Verlauf der Verzögerung bzw. der Drehzahl n für den bevorstehenden Bremsvorgang gewählt. Die Steuereinrichtung 39 überprüft also noch vor dem Zeitpunkt t4, für welchen Verlauf der Drehzahl n der jeweils berechnete Maximalwert Tmaxi noch kleiner als der festgelegte Grenzwert TG ist. Der Grenzwert TG kann zum Beispiel um 110 K größer als der Referenzwert T0 sein. Stellt die Steuereinrichtung 39 fest, dass der vorausgesagte Maximalwert Tmaxi kleiner als der Grenzwert TG ist, so legt sie bereits vor dem Zeitpunkt t4 die Verzögerung des Antriebsmotors 5 für den nachfolgenden Bremsvorgang fest. Und zwar bestimmt die Steuereinrichtung 39 vor dem Zeitpunkt t4 einen zeitlichen Verlauf der Verzögerung bzw. der Drehzahl n des Antriebsmotors 5 vor. Die Steuereinrichtung 39 legt dabei eine maximal mögliche Verzögerung fest, bei welcher der Grenzwert TG nicht überschritten wird.
Das Vorbestimmen des Verlaufs der Drehzahl n bzw. der Verzögerung kann auch abhängig von der momentanen - vor dem Einleiten des Bremsvorgangs ermittelten - Temperatur T erfolgen. Dies kann so aussehen, dass eine mittlere Verzögerung des Antriebsmotors 5 dann auf etwa 90 U/min/s gesetzt wird, wenn die momentane Temperatur T kleiner als T0 + 100 K ist, das heißt den Referenzwert T0 nicht um 100 K überschreitet. Die mittlere Verzögerung kann auf etwa 70 U/min/s gesetzt werden, wenn vor dem Einleiten des Bremsvorgangs die Temperatur T den Wert T0 + 100 K überschreitet. Die mittlere Verzögerung kann weiterhin auf etwa 65 U/min/s reduziert werden, wenn vor dem Einleiten des Bremsvorgangs die Temperatur T den Wert T0 + 105 K überschreitet. Überschreitet die Temperatur T den Wert T0 + 1 10 K, so kann der Antriebsmotor 5 abgeschaltet werden. Zum Zeitpunkt t4 wird der Bremsvorgang eingeleitet. Die Temperatur T erreicht zu einem Zeitpunkt t5 den Maximalwert Tmaxi , um dann wieder zu sinken. Zwischen dem Zeitpunkt t4 und einem Zeitpunkt t6 wird der Antriebsmotor 5 abgebremst, nämlich vollständig auf Drehzahl n = 0 U/min. Zum Zeitpunkt t6 steht somit der Antriebsmotor 5 still. Der eigentliche Bremsvorgang des Antriebsmotors 5 ist beendet. Ein weiterer Schleudergang bzw. Beschleunigungsvorgang des Antriebsmotors 5 wird jedoch zum Zeitpunkt t6 noch nicht eingeleitet. Die Steuereinrichtung 39 wartet, bis sich die Temperatur T des Antriebsmotors 5 erholt und beispielsweise auf einen vorgegebenen Wert Ti0 sinkt. Die Steuereinrichtung 39 kann somit eine Zeitdauer AU zwischen zwei nacheinander folgenden Schleudergängen des Antriebsmotors 5 einstellen, nämlich abhängig von der während dieser Zeit berechneten Temperatur T des Antriebsmotors 5. Nach Ablauf der Zeitdauer AU nach dem Zeitpunkt t4 leitet die Steuereinrichtung 39 einen weiteren Schleudergang des Antriebsmotors 5 ein, nämlich zu einem Zeitpunkt t7. Wie beim ersten Schleudergang wird der Antriebsmotor 5 auch im zweiten Schleudergang zunächst auf den ersten Drehzahlwert und dann auf den zweiten Drehzahlwert n2 beschleunigt, um dann zu einem Zeitpunkt t8 wieder abgebremst zu werden. Während eines Zeitintervalls von t7 bis t8 steigt die Temperatur T des Antriebsmotors 5 an, nämlich von dem Wert T 0 auf einen Wert T2 = T0 + ΔΤ2. Die Steuereinrichtung 39 ermittelt die Temperatur T und berechnet noch vor dem Zeitpunkt t8 einen Maximalwert TmaX2 für den nachfolgenden Bremsvorgang des Antriebsmotors 5. Die Steuereinrichtung 39 legt einen Verlauf der Verzögerung bzw. der Drehzahl n des Antriebsmotors 5 für den nachfolgenden Bremsvorgang fest, nämlich so, dass der Maximalwert TmaX2 kleiner als der Grenzwert TG ist. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 39 unter Berücksichtigung des Grenzwertes TG eine maximale Verzögerung für den Antriebsmotor 5 festlegen. Zum Zeitpunkt t8 wird der Bremsvorgang eingeleitet, und die Temperatur T des Antriebsmotors 5 erreicht den Maximalwert TmaX2 und dann sinkt. Der Antriebsmotor 5 wird abgebremst, nämlich vollständig auf die Drehzahl n von 0 U/min. Zu einem Zeitpunkt t9 steht der Antriebsmotor 5 still. Zum Zeitpunkt t9 ist somit der Bremsvorgang beendet. Die Temperatur T des Antriebsmotors 5 kann sich jedoch weiter erholen, nämlich bis zu einem weiteren Zeitpunkt t 0, zu welchem ein weiterer Schleudergang des Antriebsmotors 5 eingeleitet wird. Eine Zeitdauer At2 zwischen den Schleudergängen des Antriebsmotors 5 wird durch die Steuereinrichtung 39 abhängig von der während dieser Zeitdauer At2 erfassten Temperatur T des Antriebsmotors 5 eingestellt. Und zwar kann der dritte Schleudergang des Antriebsmotors 5 dann eingeleitet werden, sobald die Temperatur T des Antriebsmotors 5 auf einen Wert T20 sinkt.
Zum Zeitpunkt t10 beginnt der dritte Schleudergang des Antriebsmotors 5, in welchem er zunächst auf den ersten Drehzahlwert und dann auf den zweiten Drehzahlwert n2 beschleunigt wird. Zu einem Zeitpunkt tu soll ein Bremsvorgang eingeleitet werden. Während eines Zeitintervalls von t10 bis tu steigt die Temperatur T des Antriebsmotors 5 an, nämlich von T20 auf T3 = T0 + ΔΤ3. Vor dem Zeitpunkt tu ermittelt die Steuereinrichtung 39 die aktuelle Temperatur des Antriebsmotors 5 und berechnet auch einen Maximalwert TmaX3, auf welchen die Temperatur T des Antriebsmotors 5 in einem nachfolgenden Bremsvorgang ansteigen könnte. Die Steuereinrichtung 39 stellt fest, dass eine rasche Abbremsung des Antriebsmotors 5 zum Überschreiten des Grenzwertes TG führen würde. Aus diesem Grund legt die Steuereinrichtung 39 einen vergleichsweise flachen Verlauf der Drehzahl n bzw. eine relativ moderate Verzögerung des Antriebsmotors 5 für den nachfolgenden Bremsvorgang fest. Und zwar bestimmt die Steuereinrichtung 39 einen solchen Verlauf der Drehzahl n für den Bremsvorgang vor, bei welchem der Maximalwert Tmax3 kleiner als der Grenzwert TG ist. Zum Zeitpunkt tu beginnt der Bremsvorgang, in welchem der Antriebsmotor 5 bis zu einem Zeitpunkt t12 vollständig abgebremst wird. Auch hier kann die Steuereinrichtung 39 eine Zeitdauer At3 zwischen dem dritten Schleudergang und einem weiteren Schleudergang des Antriebsmotors 5 einstellen.
Also kann die Steuereinrichtung 39 die Temperatur T des Antriebsmotors 5 für den jeweiligen Bremsvorgang vorhersagen, noch bevor der Bremsvorgang tatsächlich eingeleitet wird. Bei dieser Vorhersage berücksichtigt die Steuereinrichtung 39 die Beladung der Wäschetrommel 3 bzw. das Gewicht der Wäschestücke 4, wie auch die momentane Drehzahl n des Antriebsmotors 5. Daraus kann die Steuereinrichtung 39 nämlich die mechanische Energie bzw. das Drehmoment des Antriebsmotors 5, aus der mechanischen Energie die elektrische Energie und aus der elektrischen Energie unter Berücksichtigung des Ohmschen Wderstands der Phasenstränge 7, 8, 9 die Temperatur T des Antriebsmotors 5 ermittelt.
We bereits ausgeführt, steuert die Steuereinrichtung 39 im Bremsvorgang des Antriebsmotors 5 die elektrischen Schalter 31 , 34, 37 an. Zu Beginn eines jeden Bremsvorgangs kann die Steuereinrichtung 39 jedoch zunächst den Zwischenkreiskondensator 22 mit der vom Antriebsmotor 5 gelieferten Energie aufladen. In diesem Falle werden zunächst die elektrischen Schalter 30, 33, 36 angesteuert, während die Schalter 31 , 34, 37 geöffnet bleiben. Ist der Zwischenkreiskondensator 22 aufgeladen, so werden die Schalter 30, 33, 36 geöffnet und die Schalter 31 , 34, 37 - wie oben beschrieben - angesteuert.
Der Tastgrad der Ansteuerung der Schalter 31 , 34, 37 und somit der Verlauf der Drehzahl n des Antriebsmotors 5 können auch während des jeweiligen Bremsvorgangs kontinuierlich geregelt werden, nämlich abhängig von der jeweils augenblicklichen Temperatur T des Antriebsmotors 5. Somit kann eine noch bedarfsgerechtere Variation der Temperatur T erreicht werden, es kann situationsabhängig dafür gesorgt werden, dass die Temperatur T den Grenzwert TG nicht überschreitet. In einem Fall, dass die Temperatur T den Grenzwert TG überschreiten soll, wird der Antriebsmotor 5 abgeschaltet; es wird dann darauf gewartet, dass die Temperatur T den Grenzwert TG wieder unterschreitet. Dann wird der Antriebsmotor 5 wieder in Betrieb genommen.
Anstatt die vom Antriebsmotor 5 während des Bremsvorgangs gelieferte Energie an dem Ohmschen Widerstand der Phasensträngen 7, 8, 9 in Wärme umzuwandeln, kann ein separater Bremswiderstand in der Schaltungsanordnung 6 eingesetzt werden. Ein solcher Bremswiderstand kann dann parallel zum Zwischenkreiskondensator 22 bedarfsabhängig zugeschaltet werden, nämlich über einen elektrischen Schalter. Dann kann die vom Antriebsmotor 5 gelieferte Energie zunächst im Zwischenkreiskondensator 22 gespeichert und dann am Bremswiderstand in Wärme umgewandelt werden. Der elektrische Schalter, über welchen der Bremsstrom lB auf den separaten Bremswiderstand geführt wird, wird dann gemäß dem oben beschriebenen Verfahren angesteuert, nämlich so dass die Temperatur T des Antriebsmotors 5 den Grenzwert TG nicht überschreitet. Bezugszeichenliste
1 Waschmaschine
2 Antriebsvorrichtung
3 Wäschetrommel
4 Wäschestücke
5 Antriebsmotor
6 Schaltungsanordnung
7 Phasenstrang
8 Phasenstrang
9 Phasenstrang
10 erster Anschluss des Antriebsmotors
11 zweiter Anschluss des Antriebsmotors
12 dritter Anschluss des Antriebsmotors
13 Schaltungseingang
14 erster Eingangsanschluss
15 zweiter Eingangsanschluss
16 erster Ausgangsanschluss
17 zweiter Ausgangsanschluss
18 dritter Ausgangsanschluss
19 Netzteil
20 Ausgangsanschluss
21 Ausgangsanschluss
22 Zwischenkreiskondensator
23 Spannungsteiler
24 Ohmsche Wderstände
25 Knotenpunkt
26 Wechselrichter
27 Schaltungszweig
28 Schaltungszweig
29 Schaltungszweig
30 elektrischer Schalter
31 elektrischer Schalter 32 Knotenpunkt
33 elektrischer Schalter
34 elektrischer Schalter
35 Knotenpunkt
36 elektrischer Schalter
37 elektrischer Schalter
38 Knotenpunkt
39 Steuereinrichtung
40 Ohmscher Widerstand
41 Knotenpunkt
42 Knotenpunkt
43 Ohmscher Widerstand
44 Knotenpunkt
45 Ohmscher Wderstand U Versorgungswechselspannung
Us Spannung
Uz Zwischenkreisgleichspannung
U12 Wechselspannung
U23 Wechselspannung
U13 Wechselspannung
I·, , l2, l3 Strangströme
|B Bremsstrom
t Zeit
n Drehzahl
T Temperatur
TG Grenzwert
T-| , T-io, T2, T20, T3, Tmaxi , Tmax2,Tmax3 Temperaturwerte
ni , n2 Drehzahlwerte
t0 bis ti2 Zeitpunkte
AU , At2, At3 Zeitdauer
ΔΤ! , ΔΤ2, ΔΤ3 Temperaturdifferenzen

Claims

Patentansprüche
Verfahren zum Steuern eines Bremsvorgangs eines Antriebsmotors (5), durch welchen eine Wäschetrommel (3) einer Waschmaschine (1) angetrieben wird, wobei zumindest zeitweise während des Bremsvorgangs ein aufgrund einer von dem Antriebsmotor (5) induzierten elektrischen Bremsspannung (U12, U23, Ui3) zurück gespeister Bremsstrom (lB) auf einen Ohmschen Widerstand (7, 8, 9) durch Schließen eines elektrischen Schalters (31 , 34, 37) geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) ermittelt wird, ein Grenzwert (TG) für die Temperatur (T) festgelegt wird und der elektrische Schalter (31 , 34, 37) derart während des Bremsvorgangs angesteuert wird, dass die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) unterhalb des festgelegten Grenzwertes (TG) verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ohmsche Wderstand (7, 8, 9) durch einen Phasenstrang (7, 8, 9) eines Stators des Antriebsmotors (5) gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einleiten des Bremsvorgangs die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) ermittelt wird und ein zeitlicher Verlauf einer Drehzahl (n) des Antriebsmotors (5) für den Bremsvorgang vor dem Einleiten des Bremsvorgangs abhängig von der Temperatur (T) vorbestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einleiten des Bremsvorgangs die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5), insbesondere ein Maximalwert (Tmaxi, Tmax2, Tmax3) der Temperatur (T), für den Bremsvorgang geschätzt wird und der elektrische Schalter (31 , 34, 37) abhängig von der geschätzten Temperatur (T) angesteuert wird, insbesondere ein zeitlicher Verlauf einer Drehzahl (n) des Antriebsmotors (5) für den Bremsvorgang vor dem Einleiten des Bremsvorgangs abhängig von der geschätzten Temperatur (T) vorbestimmt wird. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schalter (31 , 34, 37) derart während des Bremsvorgangs angesteuert wird, dass unter Berücksichtigung des Grenzwertes (TG) für die Temperatur (T) der Antriebsmotor (5) mit einer maximal möglichen Verzögerung abgebremst wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsvorgang zwischen zwei nacheinander folgenden Schleudergängen des Antriebsmotors (5) durchgeführt wird und eine Zeitdauer (Ati, At2, At3) zwischen den Schleudergängen in Abhängigkeit von der ermittelten Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einleiten des Bremsvorgangs die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) ermittelt wird und ein Zeitpunkt (t4, t8, tu) des Einleitens des Bremsvorgangs abhängig von dieser Temperatur (T) festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) mittels einer Steuereinrichtung (39), durch welche der elektrische Schalter (31 , 34, 37) angesteuert wird, mithilfe eines in der Steuereinrichtung (39) abgelegten Kennfeldes und/oder einer in der Steuereinrichtung (39) abgelegten mathematischen Formel ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) in Abhängigkeit von Messwerten für einen Strangstrom (\^ , l2, b) des Antriebmotors (5) und/oder von Messwerten für eine Zwischenkreisgleichspannung (Uz), mit welcher der Antriebsmotor (5) versorgt wird, und/oder von Messwerten für den Bremsstrom (lB) berechnet wird.
10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (5) ein mehrphasiger Antriebsmotor, insbesondere ein permanentmagneterregter Synchronmotor, ist.
11. Antriebsvorrichtung (2) für eine Wäschetrommel (3) einer Waschmaschine (1), mit: einem Antriebsmotor (5) zum Antreiben der Wäschetrommel (3) und einer Steuereinrichtung (39) zum Ansteuern des Antriebsmotors (5), die dazu ausgelegt ist, zumindest zeitweise während eines Bremsvorgangs des Antriebsmotors (5) einen aufgrund einer von dem Antriebsmotor (5) induzierten elektrischen Bremsspannung (Ui2, U23, Ui3) zurück gespeisten
Bremsstrom (lB) auf einen Ohmschen Wderstand (7, 8, 9) durch Schließen eines elektrischen Schalters (31 , 34, 37) der Antriebsvorrichtung (2) zu führen,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) in der Antriebsvorrichtung (2) ermittelbar ist, ein Grenzwert (TG) für die Temperatur (T) in der Steuereinrichtung (39) abgelegt ist und die Steuereinrichtung (39) dazu ausgelegt ist, den elektrischen Schalter (31 , 34, 37) derart während des Bremsvorgangs anzusteuern, dass die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) unterhalb des festgelegten Grenzwertes (TG) verbleibt.
12. Waschmaschine mit einer Wäschetrommel (3) und einer Antriebsvorrichtung (2) für die Wäschetrommel (3), wobei die Antriebsvorrichtung (2) aufweist:
einen Antriebsmotor (5) zum Antreiben der Wäschetrommel (3) und - eine Steuereinrichtung (39) zum Ansteuern des Antriebsmotors (5), die dazu ausgelegt ist, zumindest zeitweise während eines Bremsvorgangs des Antriebsmotors (5) einen aufgrund einer von dem Antriebsmotor (5) induzierten elektrischen Bremsspannung (U12, U23, Ui3) zurück gespeisten Bremsstrom (lB) auf einen Ohmschen Wderstand (7, 8, 9) durch Schließen eines elektrischen Schalters (31 , 34, 37) der Antriebsvorrichtung (2) zu führen,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) in der Antriebsvorrichtung (2) ermittelbar ist, ein Grenzwert (TG) für die Temperatur (T) in der Steuereinrichtung (39) abgelegt ist und die Steuereinrichtung (39) dazu ausgelegt ist, den elektrischen Schalter (31 , 34, 37) derart während des Bremsvorgangs anzusteuern, dass die Temperatur (T) des Antriebsmotors (5) unterhalb des festgelegten Grenzwertes (TG) verbleibt.
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