ITTO20090146U1 - Elettrodomestico, particolarmente per il trattamento di capi tessili - Google Patents

Description

Descrizione del Modello Industriale di utilità dal titolo:

“Elettrodomestico, particolarmente per il trattamento di capi tessili”,

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo del trovato

Il presente trovato si riferisce ad un elettrodomestico.

Più particolarmente il trovato è relativo ad un elettrodomestico avente un involucro o un mobile, un organo rotante montato girevole all’interno dell’involucro o mobile, una macchina dinamoelettrica reversibile, operativamente accoppiata all’organo rotante per causarne la rotazione, e mezzi di controllo per pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile nel corso di un ciclo di funzionamento eseguibile dall’elettrodomestico, in cui i mezzi di controllo sono atti a pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile per produrre una coppia motrice, al fine di portare l’organo rotante ad assumere e/o mantenere una o più velocità di rotazione sostanzialmente determinate, i mezzi di controllo essendo inoltre configurati per pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile ai fini dell’effettuazione, nel corso del ciclo di funzionamento, di una o più fasi di frenatura controllata della rotazione dell’organo rotante, dove nel corso di una fase di frenatura controllata la macchina dinamoelettrica reversibile genera energia elettrica. Il trovato ha un’applicazione preferita nel campo delle macchine per il trattamento di capi tessili, quali le lavatrici, le asciugatrici, le lavaasciugatrici, le centrifughe ad uso domestico.

Sfondo del trovato

Gli elettrodomestici per trattamento di capi tessili comprendono un cesto girevole all’interno di un mobile, atto a contenere i capi da trattare. Il cesto è azionato in rotazione da una macchina elettrica, tipicamente un motore elettrico. Il motore utilizzato è spesso un motore a velocità variabile poiché, soprattutto nel caso di elettrodomestici quali lavabiancheria e lavaasciugatrici, si ha l’esigenza di ruotare il cesto a differenti velocità nel corso di differenti fasi del ciclo di trattamento. Ad esempio, con riferimento ad una lavabiancheria, nel corso delle fasi di lavaggio in senso stretto e di talune fasi di bilanciamento del carico il cesto deve ruotare a velocità relativamente ridotte (ad esempio 40-60 g/m); durante talune fasi di distribuzione del carico, che precedono le fasi di centrifuga, la velocità di rotazione del cesto deve essere sufficiente (ad esempio 90-120 g/m) a far sì che i capi aderiscano per forza centrifuga alla parete periferica del cesto; durante le fasi di centrifuga, che seguono le fasi di distribuzione, il cesto deve invece assumere velocità di rotazione molto elevate (ad esempio 1000 g/m e più).

Nel corso dello svolgimento di un ciclo di trattamento, ad esempio al termine di un passo di centrifugazione, si presenta l’esigenza di ridurre la velocità di rotazione del cesto, eventualmente sino ad arrestarlo.

Onde rallentare o arrestare la rotazione del cesto può essere sufficiente togliere al motore l’alimentazione elettrica, di modo che l’energia cinetica del cesto venga dissipata per semplice attrito meccanico. Un tale approccio ha come conseguenza che il rallentamento o l’arresto del cesto non sono controllabili ed implicano tempi di attesa relativamente lunghi, dovuti all’inerzia di rotazione, che incidono sulla durata complessiva del ciclo di trattamento.

Un’altra tecnica utilizzabile per rallentare e/o fermare il cesto è quella di provveder un sistema meccanico di frenatura, comandato dall’unità di controllo dell’elettrodomestico per intervenire quando al motore stesso viene tolta alimentazione. L’intervento ed il funzionamento di tali sistemi meccanici hanno però l’effetto di generare rumore e/o vibrazioni.

Una tecnica che consente di rallentare e/o arrestare il cesto in modo affidabile e senza produrre rumore o vibrazioni è costituita dalla cosiddetta frenatura elettrica o dinamica, consistente nel pilotare il motore in modo da ridurne progressivamente la velocità. Questa soluzione è impiegata ad esempio nel caso di macchine per il trattamento di capi tessili provviste di un motore ad induzione, solitamente trifase, comandato tramite un circuito invertitore o inverter. In queste macchine l’unità di controllo comanda l’inverter in modo che questo piloti il motore in modo dinamico, al fine di raggiungere e mantenere la desiderata velocità operativa. L’inverter può inoltre essere pilotato al fine di rallentare progressivamente la velocità di rotazione del motore, anche sino ad ottenerne l’arresto. Una soluzione di questo tipo è nota ad esempio da JP-A-2001-046777. Nel corso delle fasi di frenatura elettrica controllate dall’inverter, tuttavia, il motore diventa un generatore di energia elettrica. Questa energia viene fatta dissipare per effetto Joule tramite la resistenza del motore. Questa tecnica di frenatura, per quanto efficace, implica sollecitazioni termiche sul motore, che sarebbe desiderabile evitare, così come l’installazione di specifici sistemi di dissipazione del calore.

Sommario e scopo del trovato

Uno scopo del trovato è essenzialmente quello di realizzare un elettrodomestico, particolarmente per il trattamento di capi tessili, del tipo indicato nella parte introduttiva della presente descrizione, in cui l’energia generata durante fasi di frenatura elettrica della macchina dinamoelettrica reversibile non causi significative sollecitazioni termiche sul motore stesso e su altri componenti dell’elettrodomestico, quale l’inverter.

Un altro scopo del trovato è essenzialmente quello di realizzare un elettrodomestico, particolarmente per il trattamento di capi tessili, del tipo indicato nella parte introduttiva della presente descrizione, che consenta di contenere i consumi di energia elettrica in ambito domestico.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un tale elettrodomestico di costruzione semplice ed economica, ma di funzionamento sicuro ed affidabile.

Uno o più di questi viene raggiunto, secondo il presente trovato, da un elettrodomestico, particolarmente per il trattamento di capi tessili, avente le caratteristiche indicate nelle rivendicazioni allegate. Caratteristiche preferite del trovato sono indicate nelle sotto-rivendicazioni. Le rivendicazioni costituiscono parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito in relazione al trovato.

In sintesi, secondo il trovato, un elettrodomestico del tipo precedentemente indicato si caratterizza per il fatto di essere provvisto di mezzi circuitali predisposti per recuperare e rendere fruibile l’energia elettrica generata dalla macchina dinamoelettrica reversibile nel corso delle fasi di frenatura controllata.

In questo modo, l’energia elettrica generata dalla macchina dinamoelettrica durante le fasi di frenatura controllata non deve essere dissipata per effetto Joule ma, al contrario, può essere recuperata e diventare una risorsa aggiuntiva, che può contribuire alla riduzione complessiva dei consumi domestici di energia elettrica.

Preferibilmente i mezzi di controllo comprendono un’unità di controllo a microprocessore ed i mezzi circuitali comprendono almeno un dispositivo elettrico commutabile, pilotato dall’unità di controllo ai fini dell’effettuazione delle fasi di frenatura controllata.

In una forma di attuazione, i suddetti mezzi circuitali comprendono inoltre un accumulatore ricaricabile. In questa forma di attuazione il dispositivo elettrico commutabile viene pilotato dall’unità di controllo, sostanzialmente all’avvio di una fase di frenatura controllata, per assumere una prima posizione di commutazione, nella quale la macchina dinamoelettrica viene esclusa dal relativo circuito di alimentazione e l’accumulatore può essere caricato dall’energia elettrica prodotta dalla macchina dinamoelettrica. Al termine della fase di frenatura controllata l’unità di controllo pilota il dispositivo elettrico commutabile per portarlo ad assumere una seconda posizione di commutazione, nella quale la macchina dinamoelettrica è nuovamente collegata al relativo circuito di alimentazione, dal quale è invece escluso l’accumulatore.

In una forma di attuazione, l’energia elettrica immagazzinata nell’accumulatore è resa fruibile per fornire una tensione di alimentazione ad uno o più carichi elettrici dell’elettrodomestico, particolarmente carichi a contenuto assorbimento elettrico, quali ad esempio l’unità di controllo, una sua interfaccia utente o componenti di questa, o ancora un dispositivo interno per la trasmissione e/o la ricezione di dati. In questo modo i consumi complessivi di energia elettrica da parte dell’elettrodomestico risultano diminuiti. Molto vantaggiosamente l’accumulatore è impiegabile per fornire alimentazione al sistema di controllo dell’elettrodomestico, o a sue parti, quando esso è in una condizione di stand-by. Come è noto, lo stand-by - o pre-accensione - è quella modalità di utilizzo degli elettrodomestici a metà tra quella di spegnimento completo e quella di accensione effettiva, che permette di accendere ed utilizzare più rapidamente l’apparecchiatura stessa rispetto alla modalità OFF. Secondo il trovato, l’energia immagazzinata nell’accumulatore può essere quindi vantaggiosamente utilizzata per diminuire il consumo dell’elettrodomestico collegato alla relativa presa di alimentazione elettrica, fornendo al sistema di controllo energia necessaria al mantenimento dello stand-by stesso (alimentazione della scheda elettronica, del microprocessore, dell’orologio o di un display, quando presente). Con tale soluzione è quindi possibile coprire, in modo parziale o totale, la quota di energia assorbita dalla presa di alimentazione elettrica in modalità stand-by, e così mantenere il consumo dell’elettrodomestico al di sotto di un determinato valore, indicativamente compreso tra circa 0,5 e 2 W. In tale ottica, altro vantaggio di tale applicazione del trovato è che l’energia immagazzinata nell’accumulatore contribuisce anche al miglioramento della classe di efficienza energetica dell’elettrodomestico.

In una forma di attuazione, l’elettrodomestico ha un connettore di uscita di tensione, particolarmente di tensione continua, accessibile da un utilizzatore, che è elettricamente collegata all’accumulatore ricaricabile. In questo modo l’energia elettrica immagazzinata nell’accumulatore può essere vantaggiosamente prelevata ed impiegata, per il tramite del suddetto connettore di uscita, al fine di fornire una tensione di alimentazione a dispositivi elettrici esterni all’elettrodomestico, particolarmente dispositivi a contenuto assorbimento elettrico. Ad esempio, il connettore suddetto può essere impiegata per fornire tensione alla batteria di un telefono cellulare, o di un lettore mp3, o di un computer portatile o palmare, e così via. Anche in questo modo si ottengono evidentemente benefici in termini di risparmio energetico nell’ambito dell’ambiente domestico.

In una diversa forma di attuazione, nella quale non è previsto l’accumulatore, i suddetti mezzi circuitali comprendono una pluralità di dispositivi elettrici commutabili appartenenti ad un circuito invertitore, particolarmente un circuito invertitore bifase. Nel corso di una fase di frenatura controllata, l’unità di controllo pilota i dispositivi elettrici commutabili del circuito invertitore in modo che questo produca, a partire dalla tensione generata dalla macchina dinamoelettrica, una tensione sinusoidale avente caratteristiche compatibili con quella della rete elettrica in corrente alternata che alimenta l’elettrodomestico, e che può quindi essere reimmessa su tale rete. In questa forma di attuazione è preferibilmente previsto anche uno stadio di filtro, configurato per trattare la tensione alternata generata dal circuito invertitore prima di re-immetterla sulla rete. Preferibilmente, inoltre, almeno quando la macchina dinamoelettrica deve operare da motore, ovvero generare una coppia motrice, il suddetto circuito invertitore viene pilotato dall’unità di controllo per fungere da circuito raddrizzatore, al fine di fornire alla macchina dinamoelettrica una tensione di alimentazione sostanzialmente continua. Anche in questa forma di attuazione, quindi, l’energia elettrica prodotta dalla macchina dinamoelettrica nel corso delle fasi di frenatura controllata, oltre a non causare sollecitazioni termiche sulla macchina stessa, diventa una risorsa fruibile.

In una forma di attuazione al momento ritenuta preferenziale la macchina dinamoelettrica reversibile è un motore trifase, particolarmente un motore a induzione o a magneti permanenti, ed i mezzi di controllo comprendono un rispettivo circuito invertitore, particolarmente un inverter trifase.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato risulteranno chiari dalla descrizione che segue, effettuata con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, in cui:

- le figure 1 e 2 sono una vista frontale schematica ed una sezione parziale schematica, rispettivamente, di un elettrodomestico per il trattamento di capi tessili secondo un’implementazione del trovato;

- le figure 3 e 4 sono rappresentazioni semplificate di un circuito di controllo di una macchina dinamoelettrica reversibile dell’elettrodomestico delle figure 1 e 2, in due diverse condizioni operative;

- la figura 5 è una rappresentazione semplificata di un circuito di controllo di una macchina dinamoelettrica reversibile di un elettrodomestico per il trattamento di capi tessili secondo un’ulteriore implementazione del trovato.

Descrizione di forme di attuazione preferite del trovato

Il riferimento ad “una forma di attuazione” all’interno di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, i termini “in una forma di attuazione” e simili, presenti in diverse parti all’interno di questa descrizione, non sono necessariamente tutti riferiti alla stessa forma di attuazione. Inoltre, le particolari configurazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o più forme di attuazione. I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodità e non definiscono l’ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.

Nelle figure 1 e 2 è rappresentato schematicamente un elettrodomestico, secondo una forma di attuazione del presente trovato. Nel caso esemplificato l’elettrodomestico è una macchina per il trattamento di capi tessili, e segnatamente una lavabiancheria a caricamento frontale, indicata nel complesso con 1. Come detto, il trovato è comunque suscettibile di applicazione anche in altre tipologie di elettrodomestici per il trattamento di capi tessili, contraddistinti dalla presenza di un cesto per il contenimento dei capi tessili che viene azionato in rotazione da una macchina dinamoelettrica reversibile, quali ad esempio lava-asciugatrici, asciugatrici e centrifughe, anche del tipo a caricamento dall’alto. In termini generali, inoltre, il trovato trova applicazione in qualunque elettrodomestico avente un involucro in cui è montato un organo rotante che, nel corso del funzionamento dell’elettrodomestico, è suscettibile di essere azionato da almeno un motore elettrico, ed in cui, nel corso di una o più fasi del funzionamento dell’elettrodomestico stesso, l’organo rotante viene frenato tramite un opportuno controllo del motore, in tali fasi di frenatura il motore generando energia elettrica.

La lavabiancheria 1 comprende una struttura portante o mobile 2, all’interno del quale è montato un organo rotante, costituito da un cesto portabiancheria 3, azionabile tramite una macchina dinamoelettrica reversibile per ruotare attorno ad rispettivo asse. Nel caso esemplificato, essendo l’elettrodomestico una lavabiancheria, il cesto 3 è traforato ed il medesimo è montato per ruotare all’interno di una vasca 4, supportata all’interno del mobile 2. Nel caso di un’asciugatrice di biancheria la vasca 4 non è necessaria, il cesto 3 non è traforato ed è previsto un idoneo circuito per la circolazione di aria di asciugatura, il tutto secondo tecnica di per sé nota. Il cesto 3 e la vasca 4 hanno rispettive aperture frontali ed il cesto è accessibile all’utilizzatore per mezzo di un’apertura, in corrispondenza della quale è previsto uno sportello 5.

Nell’esempio qui considerato la suddetta macchina dinamoelettrica reversibile è costituita da motore elettrico 5 che è operativamente accoppiato ad un albero 3a di azionamento del cesto 3. In una forma di attuazione il motore 5 è un motore a induzione o a magneti permanenti che include una pluralità di avvolgimenti di fase (phase windings), non rappresentati. In una forma di attuazione preferita, il motore 5 è un motore trifase, che include uno statore ed un rotore, con gli avvolgimenti di fase distribuiti attorno allo statore.

Nell’esempio raffigurato la lavabiancheria 1 ha un sistema di azionamento del cesto 3 di tipo denominato “direct drive” secondo una terminologia corrente, ovverosia con un motore 5 il cui statore è fissato direttamente all’esterno del fondo vasca, in posizione centrale, e con il rotore direttamente associato all’albero 3a del cesto 3. Questo tipo di azionamento non deve intendersi come limitativo poiché, in alternativa, può essere previsto un motore elettrico in posizione più tradizionale, ad esempio associato alla parte inferiore della vasca 4 e connesso all’albero 3a tramite idonea trasmissione, ad esempio un sistema a cinghia e puleggia.

L’elettrodomestico 1 ha un sistema di controllo comprendente un’unità di controllo 7 che gestisce, tra le altre cose, il funzionamento del motore 5, in modo da porre in rotazione il cesto 3 nei tempi e con le modalità opportune (velocità, periodi di rotazione, periodi di pausa, eventuali inversioni della rotazione, eccetera), a seconda delle caratteristiche del ciclo di trattamento selezionato da un utilizzatore. L’unità di controllo 7 comprende preferibilmente almeno un microcontrollore che include, o al quale sono operativamente collegati, mezzi di memoria non volatile, ad esempio comprendenti una o più memorie ROM e/o EPROM e/o EEPROM e/o Flash. Nei mezzi di memoria sono memorizzati i programmi di funzionamento o gestione, che sovrintendono all’esecuzione dei cicli di trattamento eseguibili dalla lavabiancheria, e le istruzioni relative alle sue funzionalità generali.

Con particolare riferimento alla figura 1, con 8 è indicato un dispensatore di agenti di lavaggio, di tipo in sé noto, ad esempio avente un cassetto definente più scomparti per il contenimento di rispettivi agenti di lavaggio. Con 9 è indicato un pannello di controllo o interfaccia utente della lavabiancheria, che è parte del suo sistema di controllo. Nel caso esemplificato, l’interfaccia utente 9 comprende un tasto 9a di ON/OFF, un selettore rotativo 9b per la selezione dei cicli di trattamento eseguibili dalla lavabiancheria 1, un tasto 9c di avvio programma, alcuni tasti 9d per la selezione di eventuali opzioni associabili ad un ciclo selezionato (tipo di biancheria, esclusione centrifuga, mezzo carico, eccetera) e mezzi di visualizzazione 9e, ad esempio un display di tipo LCD.

Secondo una forma di attuazione del trovato, inoltre, l’elettrodomestico 1 è provvista di almeno un connettore di uscita, particolarmente in tensione continua, la cui funzione verrà chiarita in seguito; nell’esempio raffigurato tale connettore, indicato con 10, si trova sull’interfaccia utente 9, ma tale posizionamento non deve essere inteso come limitativo.

Ancora in figura 1, infine, con 11 è indicato un cavo di alimentazione elettrica, collegato ad una sorgente di tensione alternata o AC, indicata con Vac, che qui si supponga essere a 230 Volt; nell’esempio, la sorgente Vac è rappresentata da una presa di corrente presente nell’ambiente domestico in cui è installata la lavabiancheria 1.

Naturalmente la lavabiancheria 1 comprende anche tutti gli ulteriori componenti necessari per il suo normale funzionamento (sensori di livello, resistenza di riscaldamento dell’acqua, filtri, sicurezze, sospensioni, eccetera), che non vengono qui rappresentati e descritti in quanto di per sé noti e di non immediato interesse ai fini del presente trovato.

In figura 3 è illustrata in forma schematica la parte del sistema di controllo della lavabiancheria 1 che sovraintende al funzionamento del motore 5.

Con Vac è indicata la suddetta sorgente di alimentazione AC. Con 20 è indicata una sorgente di tensione sostanzialmente continua o DC della lavabiancheria 1, comprendente un circuito rettificatore da AC a DC, che riceve una tensione di ingresso da Vac, per esempio a 230 V. Nella forma di attuazione esemplificata la sorgente DC 20 include diodi rettificatori, in una configurazione a ponte.

La sorgente DC 20 è accoppiata ad un inverter DC-AC indicato con 21, per il tramite di una linea 22 costituente, secondo una terminologia corrente, un cosiddetto bus in continua o bus DC. A valle della sorgente DC 20 sul bus DC 22 è previsto un condensatore di bulk 23, connesso in modo tale per cui l’inverter 21 riceva una tensione costante DC, per esempio di approssimativamente 320 V DC (per una tensione di ingresso al ponte di diodi 20 di 230 V AC). In sostanza, la sorgente 20 rettifica la tensione alternata e pre-carica il condensatore 23, che migliora il fattore di forma della tensione continua applicata all’inverter 21, quest’ultimo invertendo poi la tensione continua in alternata alla frequenza opportuna.

L’inverter 21 include più rami (inverter legs), dove ciascun ramo include rispettivi dispositivi interruttori controllabili, connessi in una configurazione a ponte tra le linee positiva e negativa del bus DC 22. Nella forma di attuazione rappresentata, di inverter trifase, sono previsti tre rami, ciascuno composto da due interruttori bipolari 21a, 21b collegati in serie, alimentati in parallelo dalla sorgente 20 tramite il bus DC 22. A ciascun ramo fa capo un morsetto del carico trifase, ovverosia del motore 5, alimentato dal centrale tra i due interruttori 21a, 21b.

Come è noto, dal punto di vista funzionale, l’inverter è un convertitore DC/AC, in grado di trasformare, con opportuno comando degli interruttori di ramo 21a, 21b, la tensione continua in ingresso in un sistema trifase di tensioni alternate in uscita. Per evitare il corto circuito della sorgente continua in ingresso, il comando dei due interruttori di ramo 21a, 21b è tipo complementare. Gli interruttori 21a, 21b possono comprendere qualsiasi dispositivo interruttore elettronico controllabile, quale dispositivi bipolari, triac, transistori (FET, MOSFET, IGBT, eccetera).

Ciascun ramo di inverter è collegato all’unità di controllo 7, che è programmata per pilotare i dispositivi interruttori 21a, 21b in modo da collegare la potenza sulle linee del bus DC 22 alle fasi del motore 5, secondo un andamento (pattern) desiderato. In pratica l’inverter 21 provvede ad alimentare gli avvolgimenti di fase del motore 5 con una desiderata tensione e frequenza, in modo da generare nel motore 5 le correnti necessarie per la rotazione del rotore. La frequenza e l’ampiezza della tensione d’uscita dell’inverter 21 sono regolate dall’unità di controllo 7 secondo una qualsiasi tecnica di per sé nota nel settore: le modalità specifiche di pilotaggio dell’inverter, ai fini del controllo del motore, prescindono dalle finalità del presente trovato.

I componenti di figura 3 sinora indicati sono tipicamente previsti, in soluzioni note, per il controllo tramite inverter di un motore trifase ad induzione o a magneti permanenti.

Nel caso si debba ridurre la velocità di rotazione del motore 5, ad esempio al termine di una fase di centrifuga, durante la fase di decelerazione il motore stesso funge da generatore e, di conseguenza, il verso del flusso energetico si inverte, come evidenziato dalla freccia F in figura 4. Secondo la tecnica nota, le soluzioni impiegabili per ridurre la velocità del motore sono essenzialmente le seguenti:

a) scollegare il motore 5 dalla rete, non pilotando l’inverter 21 e quindi lasciando gli interruttori 21a, 21b aperti; in questo modo l’energia prodotta dal motore 5 viene dissipata per attrito meccanico; in pratica si ha una frenata in caduta libera e sugli avvolgimenti del motore non scorre corrente; come spiegato, tale soluzione comporta tempi relativamente lunghi per ottenere una decelerazione significativa o l’arresto del cesto;

b) non collegare il motore 5 al condensatore di bulk 23, chiudendo i tre interruttori 21b dell’inverter 21: in questo caso l’energia prodotta dal motore 5 viene dissipata, oltre che per attrito meccanico, anche per effetto Joule sugli interruttori 21b dell’inverter 21 e sugli avvolgimenti del motore; questa soluzione comporta sollecitazioni termiche sul motore e sull’inverter;

c) imporre una decelerazione del motore 5 agendo mediante un’opportuna sequenza di pilotaggio dell’inverter 21, a differenza dei casi precedenti, ove in pratica il motore 5 non viene controllato durante il rallentamento, in quanto completamente scollegato dalla rete (caso a) oppure cortocircuitato verso massa (caso b); con questa soluzione l’energia proveniente dal motore 5 va in parte a caricare il condensatore di bulk 23, producendo un innalzamento della tensione ai suoi capi, ed in parte viene dissipata per effetto Joule tramite le resistenze del motore e dell’inverter; si noti che con tale soluzione nota l’innalzamento di tensione ai capi del condensatore 23 deve comunque essere in qualche modo controllato, poiché può determinarne la distruzione del condensatore stesso se eccede un valore massimo (tipicamente di circa 400 V).

Secondo la forma di attuazione illustrata del presente trovato, la decelerazione controllata del motore 5 è realizzata pilotando l’inverter 21, similmente al caso c) sopra indicato, e dotando l’elettrodomestico di mezzi circuitali, aggiuntivi rispetto a quelli tradizionalmente impiegati, predisposti per recuperare e rendere fruibile l’energia elettrica generata dal motore stesso nel corso delle fasi di frenatura controllata.

In una forma di attuazione, rappresentata nelle figure 3 e 4, i suddetti mezzi circuitali comprendono mezzi accumulatori di energia elettrica, selettivamente collegabili al bus DC 22 tra la sorgente DC 20 ed il condensatore di bulk 23. I suddetti mezzi accumulatori comprendono un accumulatore 24, di tipo ricaricabile, che può essere costituito da un banco di condensatori o di super-capacitori. L’accumulatore 24 è selettivamente collegabile all’inverter 21 in alternativa alla sorgente DC 20 e a tale scopo è previsto un dispositivo di commutazione elettrica, indicato con 25, pilotato dall’unità di controllo 7. Nell’esempio raffigurato, il dispositivo di commutazione 25 è costituito da un deviatore a due vie (two way switch), ad esempio un relè. In una sua posizione operativa, rappresentata in figura 3, il dispositivo 25 chiude il circuito tra la sorgente 20 e l’inverter 21, escludendo l’accumulatore 24; nella seconda posizione, visibile in figura 4, il dispositivo 25 chiude il circuito tra l’accumulatore 24 e l’inverter 21, escludendo la sorgente 20, con il conseguente scollegamento del motore dalla rete di alimentazione.

La figura 3 si riferisce ad una condizione del circuito tipica di una fase di un ciclo di trattamento eseguito dalla lavabiancheria 1, quando il cesto deve essere portato a ruotare ad una determinata velocità, con il motore 5 che deve produrre una coppia motrice.

Il ponte di diodi che costituisce la sorgente 20 DC sostanzialmente converte la tensione alternata proveniente dalle sorgente Vac in tensione continua, con il condensatore 23 che ne migliora il fattore di forma e la mantiene costante. L’inverter 21, alimentato in corrente continua tramite il bus DC 22, inverte la stessa in corrente alternata attraverso una modulazione sequenziale degli interruttori 21a, 21b, fino ad ottenere una corrente sinusoidale in grado di porre in rotazione il motore 5, secondo la velocità e la coppia richiesta. In sostanza, l’unità di controllo 7 - ad esempio a partire dalla misura delle correnti e dalla misura o stima della velocità/posizione del rotore rilevate con mezzi e modalità note, ed in base alla velocità desiderata ed alla coppia di carico necessaria per l’esecuzione della fase del ciclo di trattamento - impone una terna di tensione trifase sinusoidale di ampiezza e frequenza variabile, agendo in maniera opportuna sui segnali di comando dei sei interruttori 21a, 21b dell’inverter 21. In questa condizione, la rete eroga la potenza necessaria a mantenere il motore 5 in rotazione e quindi l’energia fluisce dalla rete verso il motore, come indicato dalla freccia F. Nella posizione di figura 3, il dispositivo commutatore 25 evita che l’accumulatore 24 venga caricato dalla rete.

Nel caso in cui il ciclo di trattamento preveda una fase di decelerazione del motore, l’unità di controllo 7 comanda la commutazione del dispositivo 25, alla posizione di figura 4. L’energia elettrica prodotta dal motore 5 nella fase di decelerazione controllata dall’inverter 21 può in tal modo essere immagazzinata nell’accumulatore 24. In questo modo, oltre ad evitare il riscaldamento per effetto Joule della resistenza del motore e degli interruttori 21b, si evita anche qualsiasi rischio di sovraccarico del condensatore 23, dato che l’energia proveniente dal motore 5 viene utilizzata appunto per caricare l’accumulatore ausiliario 24. Nella posizione di figura 4 il dispositivo commutatore 25 evita che l’accumulatore 24 venga caricato anche dalla rete.

Terminata la fase di frenatura l’unità di controllo 7 comanda una nuova commutazione del dispositivo 25, ovvero il suo ritorno alla condizione di figura 3; in tal modo l’accumulatore ausiliario 24 viene scollegato dall’inverter 21 e la rete viene ricollegata all’inverter stesso, per un controllo del motore 5 al fine di una eventuale nuova rampa di salita in velocità.

L’energia immagazzinata nell’accumulatore 24 può essere utilizzata per fornire una tensione di alimentazione ad uno o più carichi elettrici dell’elettrodomestico, preferibilmente carichi ad assorbimento contenuto, nell’ordine di decine di W; a tale scopo sono previsti idonei mezzi di alimentazione, rappresentati schematicamente dalla linea indicata con 26, per collegare l’accumulatore al carico o ai carichi di interesse. La tensione resa disponibile dall’accumulatore può essere eventualmente trasformata tramite i mezzi 26, a seconda del tipo di carico da disponibile, con modalità e dispositivi in sé noti.

In una forma di attuazione l’energia immagazzinata nell’accumulatore 24 può essere impiegata per alimentare il display 9e o altri componenti elettrici (ad esempio spie o led o un orologio) dell’interfaccia utente 9. In aggiunta o in alternativa, l’energia dell’accumulatore può essere impiegata per alimentare in tutto o in parte l’unità di controllo 7, particolarmente quando questa è in una rispettiva condizione di stand-by, ad esempio al termine di un ciclo di trattamento completato. A tale scopo, come precedentemente accennato, l’energia immagazzinata nell’accumulatore 24 può essere impiegata per diminuire il consumo dell’elettrodomestico 1 collegato alla sorgente o presa Vac, fornendo al sistema di controllo o a sue parti (scheda elettronica, microcontrollore, orologio o display se presenti), l’energia necessaria al mantenimento della condizione di stand-by. La quota di energia assorbita dalla presa Vac in modalità stand-by risulta quindi coperta in modo parziale o totale, ed il consumo dell’elettrodomestico può essere mantenuto al di sotto di un determinato valore, indicativamente compreso tra 0,5 e 2 W, con evidenti benefici anche per quello che riguarda il miglioramento della classe di efficienza energetica dell’elettrodomestico.

In una forma di attuazione non rappresentata, l’elettrodomestico è provvisto di un dispositivo di comunicazione, ad esempio un ricetrasmettitore wireless, al fine di consentire la trasmissione e/o ricezione di informazioni e/o comandi su di un bus domestico: un tale dispositivo di comunicazione può esser alimentato tramite l’accumulatore ricaricabile 24. Ovviamente l’accumulatore 24 è utilizzabile anche per alimentare carichi elettrici della macchina 1 diversi da quelli indicati a titolo di esempio.

In una forma di attuazione, quale quella esemplificata in figura 1, l’energia elettrica accumulata, eventualmente trasformata dai mezzi 26, può essere prelevata mediante il connettore di uscita in tensione continua 10 presente sull’interfaccia utente 9. Il connettore 10, di qualsiasi tipologia nota, può essere ad esempio impiegata per alimentare piccoli carichi elettrici esterni all’elettrodomestico, quali ad esempio la batteria di un telefono cellulare, di un lettore di file musicali (quale un lettore mp3), o ancora di una macchina fotografica, un computer palmare e, in generale di qualsiasi carico elettrico o dispositivo ad assorbimento contenuto.

Dalla descrizione effettuata risultano chiare le caratteristiche ed i vantaggi del trovato. Il trovato consente di ottenere importanti benefici, sia per quanto riguarda la salvaguardia e l’integrità, nel lungo periodo, di dispositivi elettrici attivi dell’elettrodomestico (quali il motore, l’inverter, il condensatore di bulk). A ciò si aggiunge l’indubbio il vantaggio di poter sfruttare positivamente l’energia generata dalla macchina dinamoelettrica reversibile nel corso delle fasi di frenatura controllata, con ciò ottenendo risparmi nei consumi elettrici domestici.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito definito dalle rivendicazioni allegate.

In figura 5 è illustrata una seconda forma di attuazione dell’invenzione, in accordo alla quale l’energia elettrica prodotta dal motore 5 durante le fasi di frenatura controllata viene riversata sulla rete di alimentazione domestica Vac. In tale figura sono usati i numeri di riferimento delle figure3 e 4, per indicare elementi tecnicamente equivalenti a quelli già sopra descritti.

In tale attuazione i mezzi circuitali per il recupero e la fruizione dell’energia prodotta dal motore 5 comprendono un ulteriore inverter 30, controllato dall’unità 7, che sostituisce il ponte di diodi (20) della forma di attuazione delle figure 3 e 4. In tale attuazione non sono previsti l’accumulatore ricaricabile 24 ed il dispositivo di commutazione 25.

Nell’esempio illustrato l’inverter 30 è un inverter bifase, includente due rami, ciascuno dei quali include rispettivi dispositivi interruttori controllabili 30a, 30b, connessi in una configurazione a ponte tra le linee positiva e negativa del bus DC 22.

Quando il cesto 3 deve essere portato a ruotare ad una determinata velocità, ovvero il motore deve generare una coppia motrice, l’unità 7 controlla i dispositivi interruttori 30a, 30b dell’inverter bifase 30 in modo da svolgere essenzialmente le stesse funzioni del ponte di diodi (20) della forma di attuazione delle figure 3-4, al fine di trasformare la tensione alternata proveniente dalla sorgente Vac in tensione continua sul bus DC 22.

Nel corso delle fasi di frenatura controllata, realizzate tramite l’inverter 21 similmente alla precedente forma di attuazione, l’unità 7 pilota anche gli interruttori 30a, 30b dell’inverter 30 in modo che questo, a partire dalla tensione ai capi del condensatore 23, generi una tensione sinusoidale avente caratteristiche compatibili con quella disponibile sulla rete Vac. In tale forma di attuazione, inoltre, la tensione sinusoidale verso la rete Vac generata dall’inverter bifase 30 è opportunamente trattata mediante uno stadio di filtro 31, con modalità di per sé note, prima di essere re-immessa sulla rete.

Come si intuisce, anche in questa forma di attuazione l’energia elettrica generata dal motore 5 nelle fasi di frenatura controllata non determina sollecitazioni termiche sul motore stesso o sui dispositivi interruttori dell’inverter 21. Grazie alla presenza dell’inverter bifase 30, tale energia può essere recuperata e re-immessa in rete, onde essere fruibile per altri impieghi, con evidente vantaggio in termini di risparmi energetici complessivi dell’ambiente domestico.

Il trovato è stato precedentemente descritto con riferimento ad un motore trifase, in particolare un motore ad induzione o a magneti permanenti trifase controllato tramite inverter. E’ tuttavia chiaro alla persona esperta del ramo che il trovato è applicabile anche nel caso di altri tipi di macchine dinamoelettriche reversibili utilizzabili per l’azionamento del cesto di macchine per il trattamento di capi tessili o elettrodomestici in genere.

In una possibile variante circuitale della forma di attuazione delle figure 3 e 4, il condensatore di bulk 23 è collegato al bus in continua 22 a monte del dispositivo commutabile 25, ovvero tra la sorgente 20 e tale dispositivo.

Claims (18)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un elettrodomestico comprendente un involucro o un mobile (2), un organo rotante (3) montato girevole all’interno dell’involucro o mobile (2), una macchina dinamoelettrica reversibile (5), operativamente accoppiata all’organo rotante (3) per causarne la rotazione, e mezzi di controllo (7, 21) per pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5) nel corso del funzionamento dell’elettrodomestico (1), in cui i mezzi di controllo (7, 21) sono atti a pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5) per produrre una coppia motrice, al fine di portare l’organo rotante (3) ad assumere e/o mantenere una o più velocità di rotazione sostanzialmente determinate, i mezzi di controllo (7, 21) essendo inoltre configurati per pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5) ai fini dell’effettuazione, nel corso del funzionamento dell’elettrodomestico, di almeno una fase di frenatura controllata della rotazione dell’organo rotante (3), dove nel corso della almeno una fase di frenatura controllata la macchina dinamoelettrica reversibile (5) genera energia elettrica, l’elettrodomestico (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi circuitali (10, 24-26; 30) per recuperare e rendere fruibile l’energia elettrica generata dalla macchina dinamoelettrica reversibile (5) nel corso della almeno una fase di frenatura controllata.
2. 2. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 1, in cui l’elettrodomestico è un elettrodomestico per il trattamento di capi tessili (1), particolarmente una lavabiancheria, suscettibile di eseguire almeno un ciclo di trattamento, l’organo rotante comprende un cesto per contenere i capi tessili (3) ed i mezzi di controllo (7, 21) sono configurati per - pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5), nel corso di un ciclo di trattamento eseguibile dall’elettrodomestico (1), per produrre una coppia motrice al fine di portare il cesto (3) ad assumere e/o mantenere una o più velocità di rotazione sostanzialmente determinate; - pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5) ai fini dell’effettuazione, nel corso del ciclo di trattamento, di almeno una fase di frenatura controllata della rotazione del cesto (3).
3. 3. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i mezzi di controllo (7, 21) comprendono un’unità di controllo includente almeno un microcontrollore (7) ed i mezzi circuitali (10, 24-26; 30) comprendono almeno un dispositivo elettrico commutabile (25; 30a, 30b), pilotato dall’unità di controllo (7).
4. 4. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 3, in cui i mezzi circuitali (10, 24-26; 30) comprendono mezzi accumulatori ricaricabili di energia elettrica (24).
5. 5. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 4, in cui in cui l’unità di controllo (7) è predisposta per pilotare il dispositivo elettrico commutabile (25) in modo tale per cui: - sostanzialmente all’avvio della fase di frenatura controllata, il dispositivo elettrico commutabile (25) assuma una prima posizione di commutazione, nella quale la macchina dinamoelettrica reversibile (5) non è connessa ad un relativo circuito di alimentazione (Vac, 20, 22) ed è connessa ai mezzi accumulatori (24), affinché questi ultimi vengano caricati dall’energia elettrica prodotta dalla macchina dinamoelettrica reversibile (5); - sostanzialmente al termine della fase di frenatura controllata, il dispositivo elettrico commutabile (25) assuma una seconda posizione di commutazione, nella quale la macchina dinamoelettrica (5) è connessa al relativo circuito di alimentazione (Vac, 20, 22) e non è connessa ai mezzi accumulatori (24).
6. 6. L’elettrodomestico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 e 5, in cui i mezzi circuitali (10, 24-26; 30) comprendono mezzi di alimentazione (26) configurati per fornire, a partire dall’energia accumulata nei mezzi accumulatori (24), una tensione di alimentazione ad almeno un carico elettrico dell’elettrodomestico (1).
7. 7. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 6, in cui l’almeno un carico è selezionato fra l’unità di controllo (7), uno o più componenti (9e) di una interfaccia utente (9) dell’elettrodomestico (1), un dispositivo per la trasmissione e/o la ricezione di dati.
8. 8. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 7, in cui detti mezzi di alimentazione (26) sono configurati per alimentare almeno parte di un sistema di controllo dell’elettrodomestico (1), quale l’unità di controllo (7), quando questo è in una condizione di stand-by, particolarmente al fine di mantenere il consumo dell’elettrodomestico (1) nella condizione di stand-by al di sotto di un determinato valore, preferibilmente compreso tra circa 0,5 W e circa 2 W.
9. 9. L’elettrodomestico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 e 5, in cui i mezzi circuitali (10, 24-26; 30) comprendono mezzi di alimentazione (26) configurati per fornire, a partire dall’energia accumulata nei mezzi accumulatori (24), una tensione di alimentazione ad almeno un carico o dispositivo elettrico esterno all’elettrodomestico (1).
10. 10. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 9, in cui detti mezzi di alimentazione (10, 26) comprendono una presa di corrente (10) elettricamente collegata ai mezzi accumulatori (24), la presa di corrente (10) essendo preferibilmente posizionata in corrispondenza di un’interfaccia utente (9) dell’elettrodomestico (1).
11. 11. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i mezzi circuitali (10, 24-26; 30) sono configurati per immettere su una rete elettrica in corrente alternata (Vac) che alimenta l’elettrodomestico (1) l’energia elettrica generata dalla macchina dinamoelettrica reversibile (5).
12. 12. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 3, in cui i mezzi circuitali (10, 24-26; 30) comprendono una pluralità di dispositivi elettrici commutabili (30a, 30b) pilotati dall’unità di controllo (7) ed appartenenti ad un circuito invertitore (30).
13. 13. L’elettrodomestico secondo le rivendicazioni 11 e 12, in cui l’unità di controllo (7) è configurata per pilotare i dispositivi elettrici commutabili (30a, 30b) del circuito invertitore (30) in modo tale per cui, nel corso dell’almeno una fase di frenatura controllata, il circuito invertitore (30) produca, a partire da una tensione generata dalla macchina dinamoelettrica reversibile (5), una tensione sinusoidale avente caratteristiche compatibili con quella di detta rete elettrica (Vac), ai fini della sua immissione su detta rete (Vac).
14. 14. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 13, in cui l’unità di controllo (7) è configurata per pilotare i dispositivi elettrici commutabili (30a, 30b) del circuito invertitore (30) in modo tale per cui, quando la macchina dinamoelettrica reversibile (5) deve generare una coppia motrice, il circuito invertitore (30) funga da circuito raddrizzatore, per fornire alla macchina dinamoelettrica reversibile (5) una tensione di alimentazione sostanzialmente continua.
15. 15. L’elettrodomestico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la macchina dinamoelettrica reversibile è un motore trifase, particolarmente un motore a induzione o un motore a magneti permanenti (5), includente tre avvolgimenti di fase.
16. 16. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 15, comprendente mezzi per generare una tensione sostanzialmente continua (20, 22, 23), includenti un bus DC (22), ed in cui i mezzi di controllo (7, 21) comprendono un circuito invertitore (21) di controllo del motore (5), includente una pluralità di dispositivi interruttori (21a, 21b) accoppiati al bus DC (22), i dispositivi interruttori (21a, 21b) essendo pilotati dall’unità di controllo (7) per accoppiare selettivamente gli avvolgimenti di fase del motore (5) al bus DC (22), in modo da generare detta coppia motrice oppure eseguire della almeno una fase di frenatura controllata.
17. 17. Un elettrodomestico per il trattamento di capi tessili, comprendente un mobile (2), un cesto per contenere i capi tessili (3) montato girevole all’interno del mobile (2), una macchina dinamoelettrica reversibile (5), operativamente accoppiata al cesto (3) per causarne la rotazione, e mezzi di controllo (7, 21) per pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5) nel corso di un ciclo di trattamento eseguibile dall’elettrodomestico (1), in cui i mezzi di controllo (7, 21) sono atti a pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5) per produrre una coppia motrice, al fine di portare il cesto (3) ad assumere e/o mantenere una o più velocità di rotazione sostanzialmente determinate, i mezzi di controllo (7, 21) essendo inoltre configurati per pilotare la macchina dinamoelettrica reversibile (5) ai fini dell’effettuazione, nel corso del ciclo di trattamento, di almeno una fase di frenatura controllata della rotazione del cesto (3), dove nel corso della almeno una fase di frenatura controllata la macchina dinamoelettrica reversibile (5) genera energia elettrica, l’elettrodomestico (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi circuitali (10, 24-26; 30) per recuperare e rendere fruibile l’energia elettrica generata dalla macchina dinamoelettrica reversibile (5) nel corso della almeno una fase di frenatura controllata.
18. 18. L’elettrodomestico secondo la rivendicazione 17, avente una o più delle caratteristiche di cui ad una o più delle rivendicazioni da 3 a 16. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati