Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern von Hochlaufvorgängen eines fre
quenzumrichtergespeisten Motors zur Bewegung einer unbekannten Last, insbeson
dere zum Reversieren der Trommel einer Trommelwaschmaschine, mit einer gere
gelten Betriebsphase, in der Amplitude und Frequenz der Speisespannung unter
Auswertung eines von einem Tachogenerator erzeugten Ist-Drehzahlsignals einge
stellt werden.The invention relates to a method for controlling startup processes of a fre
motor powered by a frequency converter for moving an unknown load, in particular
to reverse the drum of a drum washing machine, with one
apply operating phase, in the amplitude and frequency of the supply voltage below
Evaluation of an actual speed signal generated by a tachometer generator
be put.
Beim Reversieren der Trommel einer Trommelwaschmaschine erfolgt eine häufige
Drehzahländerung vom Drehzahlwert Null in der Reversierpause bis zur Waschdreh
zahl, die in der Regel zwischen 30 und 60 Umdrehungen pro Minute liegt. In der An
fangsphase eines solchen Hochlaufs ist aufgrund der niedrigen Drehzahl die vom
Tachogenerator erzeugte drehzahlproportionale Spannung nur sehr schwach. Dies
führt zu Schwierigkeiten bei der Ausführung eines geregelten Betriebs.When reversing the drum of a drum washing machine, there is a frequent
Speed change from zero speed value in the reversing pause to the wash spin
number, which is usually between 30 and 60 revolutions per minute. In the An
The starting phase of such a ramp-up is due to the low speed
Tachogenerator generated voltage proportional voltage only very weak. This
leads to difficulties in performing a regulated operation.
Der Erfindung stellt sich somit das Problem, ein Verfahren zum Steuern eines Hoch
laufvorgangs bei einem eingangs erwähnten Motor zu offenbaren, bei dem Schwie
rigkeiten aufgrund eines fehlenden Tachogeneratorsignals vermieden werden. Erfin
dungsgemäß wird dies durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1
erreicht.The invention thus faces the problem of a method for controlling a high
Reveal running process in an engine mentioned in the beginning, in which Schwie
due to a missing tachometer generator signal. Erfin
According to the invention, this is achieved by a method having the features of claim 1
reached.
Dabei ergibt sich die Schwierigkeit, daß das Lastmoment der zu bewegenden Last in
der Regel unbekannt ist, da eine Stromsensierung aus Kostengründen nicht vorge
nommen wird. Bei großen Lasten kann es daher zu Anlaufproblemen kommen; bei
kleinen Lasten ist durch den zu hohen Anfangsstrom eine erhöhte Motorerwärmung
und ein zu schneller Anlauf die Folge.The difficulty arises that the load moment of the load to be moved in
the rule is unknown, because a current sensor is not featured for cost reasons
is taken. Starting loads can therefore arise with large loads; at
Small loads mean increased engine warming due to the excessive initial current
and a too fast start-up the result.
Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher dadurch
gekennzeichnet, daß in der gestellten Betriebsphase eine treppen- oder rampenför
mige Erhöhung von Amplitude und/oder Frequenz der Speisespannung erfolgt. Hier
bei wird ein zu hoher Anlaufstrom durch einen sanften Anstieg der Spannung ver
mieden.
This is an advantageous embodiment of the method according to the invention
characterized in that in the operating phase provided a stair or ramp
The amplitude and / or frequency of the supply voltage increases. Here
at is too high a starting current due to a gentle increase in voltage
avoided.
Alternativ hierzu ist eine andere vorteilhafte Ausführung dadurch gekennzeichnet,
daß ab einem vorherbestimmbaren Hochlauf während der gestellten Betriebsphase
der Sollwert in Abhängigkeit vom gemessenen Schlupf während der geregelten Be
triebsphase eines vorhergehenden Hochlaufs eingestellt wird. Auch durch dieses
Verfahren werden zu hohe Sprünge der Speisespannung vermieden, was zu einer
Strombegrenzung führen würde.Alternatively, another advantageous embodiment is characterized in that
that from a predetermined start-up during the operating phase
the setpoint depending on the measured slip during the controlled loading
drive phase of a previous startup is set. Also through this
Too high jumps in the supply voltage are avoided, which leads to a
Current limit would result.
Die Durchführung der vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens ist im folgenden
bei einem Asynchronmotor beschrieben, der über einen Frequenzumrichter eine in
der Frequenz und der Amplitude veränderliche Spannung erhält. Die Änderung die
ser beiden Stellgrößen erfolgt mit Hilfe eines Steuerrechners, der auch eine Regler
einheit beinhaltet. Zum Abgriff der Motordrehzahl dient ein Tachogenerator, der ein
von der Ist-Drehzahl abhängiges Spannungssignal an den Steuerrechner weitergibt.The implementation of the aforementioned method according to the invention is as follows
described with an asynchronous motor, the one in via a frequency converter
the frequency and the amplitude receives variable voltage. The change the
These two manipulated variables take place with the help of a control computer, which is also a controller
unit includes. A tachometer generator is used to tap the engine speed
forwards the voltage signal dependent on the actual speed to the control computer.
Der Hochlauf des Motors erfolgt zuerst in einer gestellten Betriebsphase. In dieser
Phase liegt noch kein für den Steuerrechner auswertbares Signal des Tachogene
rators vor. Der Übergang von der gestellten in eine geregelte Betriebsphase ereignet
sich beim Überschreiten eines Mindestwertes des vom Tachogenerator abgegriffenen
Ist-Drehzahl-Signals. Im geregelten Betrieb erfolgt eine Regelung auf die gewünsch
ten Waschdrehzahl durch Vorgabe der hierzu notwendigen Spannung in Amplitude
und Frequenz gemäß der Lastkennlinie des Motors. Die erfindungsgemäßen Verfah
ren zur Durchführung des gestellten Betriebs arbeiten folgendermaßen:The engine starts up in a set operating phase. In this
Phase is still no signal of the tachogen that can be evaluated by the control computer
rators before. The transition from the posed to a regulated operating phase occurs
if a minimum value of what is tapped by the tachometer generator is exceeded
Actual speed signal. In regulated operation, regulation takes place to the desired
th washing speed by specifying the necessary voltage in amplitude
and frequency according to the load characteristic of the engine. The method according to the invention
to carry out the operations provided work as follows:
Alternative IAlternative I.
Im gestellten Betrieb wird die Frequenz der Spannung von einem Startwert fmin
rampen- oder treppenförmig ansteigend erhöht. Der Startwert sollte dabei niedriger
als der maximale Schlupf beim größten Drehmoment des Motors sein, damit dieser
ein ausreichendes Drehmoment beim Anlauf erreicht. Der Anstieg der Frequenz Δf ist
derart gewählt, daß einerseits die Anlaufzeit nicht unnötig verlängert wird und an
dererseits der Rotor dem Ständerfeld ohne Schlupffehler folgen kann. Die Amplitude
der Spannung setzt mit einem Startwert Umin ein und folgt der Frequenz ebenfalls
rampen- oder treppenförmig. Umin wird so groß gewählt, daß einerseits ein sicheres
Anlaufen des Motors gewährleistet ist und andererseits ein zu hoher An
fangsmotorstrom vermieden wird. Der Anstieg der Amplitude ΔU muß derart be
messen sein, daß das Drehmoment während des Hochlaufs nicht absinkt (=< Rotor
stillstand) und daß der Strom-Grenzwert des Frequenzumrichters nicht erreicht wird.
In the set operation, the frequency of the voltage is increased from a starting value f min in a ramp or step-like manner. The starting value should be lower than the maximum slip at the greatest torque of the motor so that it achieves sufficient torque when starting. The increase in the frequency .DELTA.f is chosen such that on the one hand the starting time is not unnecessarily extended and on the other hand the rotor can follow the stator field without slip error. The amplitude of the voltage sets in with a starting value U min and also follows the frequency in the form of ramps or steps. U min is chosen so large that on the one hand a safe starting of the motor is guaranteed and on the other hand a too high starting motor current is avoided. The increase in the amplitude ΔU must be measured in such a way that the torque does not drop during startup (= <rotor standstill) and that the current limit value of the frequency converter is not reached.
Sowohl der Anstieg der Frequenz als auch der Anstieg der Amplitude wird auf einen
Maximalwert fmax bzw Umax begrenzt, um eine Überlastung der Motorwicklungen zu
verhindern, wenn der Rotor blockiert.Both the increase in frequency and the increase in amplitude are limited to a maximum value f max or U max in order to prevent overloading the motor windings when the rotor is blocked.
Alternative IIAlternative II
Im gestellten Betrieb wird eine Spannung mit einer gestellten Speisefrequenz und
einer variablen Spannungamplitude UST eingestellt. Die Spannungsamplitude ist
zunächst auf einen Mittelwert UStmittel festgesetzt. Während des geregelten Be
triebs erfolgt eine Überwachung des Schlupfs, d. h. der Differenz zwischen der Soll-
Drehzahl und der lst-Drehzahl. Wird hierbei ein Maximalwert überschritten, so ist dies
ein Indiz für ein hohes Lastenmoment. In diesem Fall wird im nächsten Drehzahl
hochlauf die Spannungsamplitude USt um einen vorgegebenen Betrag dU erhöht.
Wird der Maximalwert für den Schlupf nicht überschritten, so wird die Stellspannung
beim nächsten Drehzahlhochlauf um den vorgenannten Betrag dU vermindert. In bei
den Fällen erfolgt eine zusätzliche Kontrolle, ob der neu berechnete Wert innerhalb
einer durch einen Mindestwert USTmin und einen Maximalwert USTmax charakteri
sierten Grenze liegt. Sollte diese Grenze durch den neu berechneten Wert über
schritten werden, so wird der jeweilige Spannungswert auf den Mindestwert bzw.
Maximalwert festgesetzt. Hierdurch werden Fehlberechnungen bei leerer Trommel,
abgesprungenen Antriebsriemen oder blockierter Trommel verhindert.In operation, a voltage is set with a set supply frequency and a variable voltage amplitude U ST . The voltage amplitude is initially set at an average U Stmittel . During the controlled operation, the slip is monitored, ie the difference between the target speed and the actual speed. If a maximum value is exceeded, this is an indication of a high load moment. In this case, the voltage amplitude U St is increased by a predetermined amount dU in the next speed ramp-up. If the maximum value for the slip is not exceeded, the actuating voltage is reduced by the aforementioned amount dU the next time the speed is ramped up. In the cases, there is an additional check as to whether the newly calculated value is within a limit characterized by a minimum value U STmin and a maximum value U STmax . If this limit is exceeded by the newly calculated value, the respective voltage value is set to the minimum or maximum value. This prevents incorrect calculations when the drum is empty, the drive belt has broken off or the drum is blocked.
Die vorbeschriebenen Verfahren sind sowohl bei periodischen Drehzahlhochläufen
als auch bei nichtperiodischen, aber wiederholten Drehzahlhochläufen einsetzbar.
Außerdem kann das Verfahren auch beim Schleuderanlauf genutzt werden.The methods described above are used for periodic speed ramp-ups
can also be used for non-periodic, but repeated speed ramp-ups.
In addition, the process can also be used when starting the spinner.