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DE69105656T2 - Regelverfahren für die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel einer Zentrifugiermaschine als Funktion der Unwucht und Maschine zur Verwendung dieses Verfahrens. - Google Patents

Regelverfahren für die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel einer Zentrifugiermaschine als Funktion der Unwucht und Maschine zur Verwendung dieses Verfahrens.

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DE69105656T2
DE69105656T2 DE69105656T DE69105656T DE69105656T2 DE 69105656 T2 DE69105656 T2 DE 69105656T2 DE 69105656 T DE69105656 T DE 69105656T DE 69105656 T DE69105656 T DE 69105656T DE 69105656 T2 DE69105656 T2 DE 69105656T2
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DE
Germany
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drum
speed
amplitude
spin
flow angle
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DE69105656T
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DE69105656D1 (de
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Franck Berthelot
Alain Blanc
Didier Dejoux
Olivier Derbey
Jean Fioretti
Denis Girardin
Valerie Suchet
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Noalia Solutions SA
Original Assignee
Crouzet Appliance Controls SA
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Publication date
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    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F33/00Control of operations performed in washing machines or washer-dryers 
    • D06F33/30Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control 
    • D06F33/48Preventing or reducing imbalance or noise
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/26Imbalance; Noise level
    • DTEXTILES; PAPER
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    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
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    • D06F34/14Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/16Imbalance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft zunächst ein Steuerverfahren für die Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel einer Schleudertrocknungsvorrichtung in Abhängigkeit der Unwucht der Wäsche in der Trommel, wobei die Vorrichtung mit einem Wechselstrommotor zum Antrieb der Trommel und einer Regelungseinrichtung für die Drehzahl des Motors durch Regelung des Durchflußwinkels des durchfließenden Stroms versehen ist.
  • Eine solche Vorrichtung erlaubt es, die Unwucht zu berücksichtigen, insbesondere um im Falle einer erheblichen Unwucht keine Schleuderphase bei zu hoher Umdrehungsgeschwindigkeit einzuleiten. Bei einem solchen Schleudern besteht nämlich das Risiko, Schäden hervorzurufen, wenn die Umdrehungsfrequenz der Trommel der mechanischen Resonanzfrequenz der Vorrichtung nahe ist.
  • Bekanntermaßen wird, wenn eine erhebliche Unwucht festgestellt wurde, mit dem Versuch begonnen, diese zu reduzieren, sei es durch Anhalten der Trommel, sei es durch ausreichendes Verlangsamen derselben, damit sich die Wäsche im Inneren der Trommel anders verteilt. Wenn sich nach mehreren Versuchen dieser Art die Unwucht nicht verringert hat, wird das Schleudern dennoch fortgeführt, jedoch bei geringerer Geschwindigkeit, schwach genug, um mit dem Wert der Unwucht vereinbar zu sein. Wenn die Unwucht jedoch viel zu groß ist, um mit einem Schleudervorgang vereinbar zu sein, läßt man die Vorrichtung ruhen, gegebenenfalls unter Auslösung eines Alarms, damit der Benutzer die Wäsche manuell in korrekter Weise aufteilt.
  • Verfahren der oben bezeichnete Art sind bereits bekannt, insbesondere aus den Anmeldungen GB-A-2 102 985, FR-A-2 524 020, GB-A-2 124 662 und FR-A-2 629 484. In den in den obigen Anmeldungen beschriebenen Verfahren veranlaßt die Feststellung einer Unwucht eine Betätigung entweder eines Belastungsmessers, um die mechanischen Belastungen zu messen, die im Falle einer Unwucht auf bestimmte Organe der Vorrichtung einwirken, oder einen Vergleich der tatsächlichen Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel mit der Soll-Umdrehungsgeschwindigkeit. Nachteilig bei der ersten Lösung ist der Bedarf an zusätzlichen Sensoren, durch die sich die Kosten der Vorrichtung empfindlich erhöhen. Die zweite Lösung impliziert, daß die Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel nicht von sehr guter Qualität ist, so daß der Unterschied zwischen der Soll-Umdrehungsgeschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit zu groß bleibt, um verwertbar zu sein. Daraus resultiert eine weniger genaue Präzision bei der Regulierung der Umdrehungsgeschwindigkeit. Außerdem geht aus der Anmeldung FR-A-2 629 484 hervor, daß der Wert dieser Differenz zugleich von der Unwucht und der gesamten Massenträgheit der Wäsche abhängt und sich verringert, wenn diese sich erhöht. In der Anmeldung FR-A-2 629 484 wird daher ein Verfahren vorgeschlagen, um die Massenträgheit unabhängig von der Unwucht zu messen, um diese zu berücksichtigen. Nichtsdestoweniger verkompliziert es das Verfahren.
  • In dem Dokument EP-A-0 313 339 wird eine Vorrichtung zur Kontrolle der Unwucht einer Waschmaschine vorgeschlagen, wobei das Kontrollsignal ein Motorstromsignal ist.
  • Erfindungsgemäß soll den vorgenannten Nachteilen dadurch begegnet werden, daß ein Verfahren vorgeschlagen wird, das nicht der Einfügung zusätzlicher Komponenten bedarf, das einfach ist, mit einer qualitativ guten Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit vereinbar ist und das nicht der Messung der Massenträgheit der Wäsche bedarf.
  • Zu diesem Zweck ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren der oben definierten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als repräsentative Größe für die Unwucht die Amplitude der Veränderung des Durchflußwinkels des Stroms über wenigstens einer Umdrehung der Trommel bestimmt wird.
  • In dem erfindungsgemäßen Verfahren hat die Anmelderin sich die Tatsache zunutze gemacht, daß, selbst wenn die Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit von sehr guter Qualität ist, der Durchflußwinkel des Stroms in einer Umdrehung so variiert, daß er mit der Unwucht in einem Zusammenhang steht, da ja dem Motor mehr Strom zugeführt werden muß, um die Menge der schlecht verteilten Wäsche nach oben zu bringen, als um sie nach unten zu bringen. Die Amplitude der Veränderung des Durchflußwinkels bei einer Umdrehung ist daher auch repräsentativ für die Unwucht. Das Verfahren, das Gegenstand der Erfindung ist, benötigt keine zusätzlichen Komponenten, wobei der Mikroprozessor, der für die Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit dient und der den Wert des Durchflußwinkels steuert, leicht zu programmieren ist, um die Amplitude der Veränderungen des Durchflußwinkels zu bestimmen.
  • In der bevorzugten Ausführung des Verfahrens der Erfindung wird, bevor ein Schleudern durch Zentrifugieren durchgeführt Durchflußwinkels bei niedriger Geschwindigkeit des Schleuderns bestimmt, die so bestimmte Amplitude mit einer Folge von Schwellenwerte verglichen, durch Bereiche separiert, und ein Wert der Schleudergeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem Bereich, in dem sich die Amplitude befindet, gewählt.
  • Dieses Verfahren ist besonders präzise, ohne der Bestimmung der gesamten Massenträgheit der Wäsche in der Trommel zu bedürfen. Wie man nämlich im folgenden sehen wird, hat die Anmelderin, experimentell eine gute Korrelation zwischen der Amplitude der Veränderungen des Durchflußwinkels bei niedriger Geschwindigkeit und der Amplitude der Verlagerungen des Bottichs unter Einwirkung der Unwucht bei hoher Geschwindigkeit aufzeigen können, Verlagerungen, deren Ausmaß in tolerablen Grenzen gehalten werden kann, indem ein genügend geringer Wert der Schleudergeschwindigkeit gewählt wird.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist gleichermaßen eine Vorrichtung zur Schleudertrocknung von Wäsche durch Zentrifugieren zum Ausführen des zuvor beschriebenen Verfahrens, wobei die Vorrichtung einen Wechselstrommotor zum Antrieb der Trommel, eine Regelungseinrichtung für die Drehzahl des Motors durch Regelung des Durchflußwinkels des durchfließenden Stroms und Mittel zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit der Trommel in Abhängigkeit von der Unwucht der Wäsche in der Trommel, beinhaltet, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Mittel zum Bestimmen der Amplitude der Veränderung des Durchflußwinkels des Stroms über wenigstens eine Umdrehung der Trommel, als repräsentative Größe für die Unwucht, aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich durch Lektüre der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbesispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei:
  • - Figur 1 ein Blockdiagramm darstellt der Steuerkreisläufe des Motors einer Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Waschen und Trocknen der Wäsche, und
  • - Figuren 2a und 2b Zeitdiagramme des den Motor durchfließenden Stroms darstellen, jeweils bei einer Ausbildung der Unwucht.
  • Eine Vorrichtung zum Waschen und Trocknen der Wäsche, bei der es darum geht, die Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Unwucht der Wäsche in der Trommel zu steuern, beinhaltet zunächst, in bezug auf Figur 1, einen Wechselstrommotor 2, hier mit einem Triac 5 in Reihe geschaltet, wobei die Gesamtheit an eine Wechselspannungsversorgung 6 angeschlossen ist.
  • Die Welle 21 am Ausgang des Motors treibt zum einen über ein Reduktionsgetriebe 22 die Trommel 1 und zum anderen einen Tacho-Generator 3 an.
  • Ein Mikroprozessorschaltkreis 4 erhält die Spannungsversorgung von der Quelle 6 mittels eines Schnittstellenschaltkreises 64 und die Ausgangsspannung von dem Generator 3, mittels eines Schnittstellenkreises 34.
  • Der Schaltkreis 4 steuert mittels eines Schnittstellenschaltkreises 45 die Steuerelektrode des Triacs 5. Der Schaltkreis 4 erhält weiter ein Befehlssignal PR, stammend von dem Programmierer der Anlage, das ihm angibt, in welchem Programmschritt die Vorrichtung sich befindet.
  • Die gerade beschriebene Vorrichtung funktioniert wie folgt. In normaler Funktion ohne Unwucht bilden der Tacho-Generator 3, der Schaltkreis 4 und das Triac 5, eine Regelungsschleife, die das Triac steuert, damit die tatsächliche Geschwindigkeit der Trommel 1 einem Soll-Wert gleich bleibt. Die Ist-Geschwindigkeit der Trommel 1 wird mit Hilfe des Tacho-Generators gemessen, der, zum Beispiel versehen mit acht Paar Polen, liefert eine Sinuskurve, dessen Frequenz acht mal der Umdrehungsfrequenz des Motors entspricht. Diese Sinuswelle wird in Schaltkreis 34 in einen Impulszug transformiert, der an Schaltkreis 4 übermittelt wird. Dieser vergleicht den Wert der Frequenz dieses Impulszuges mit einem vorgeschriebenen Wert und paßt in bekannter Weise den Wert des Durchflußwinkels des Stroms I in dem Motor 2 an, indem er das Leiten des Triacs 5 im richtigen Moment auslöst.
  • Wenn eine Unwucht nicht vorliegt, das heißt, wenn die Wäschelast in der Trommel gleichmäßig verteilt ist, und wenn die vorgeschriebene Geschwindigkeit konstant ist, bleibt der Durchflußwinkel des Stroms konstant, unabhängig von der Position der Trommel.
  • Bei Vorhandensein ein Unwucht jedoch, ist das nicht so. Beispielhaft hat man in den Figuren 2a und 2b den Fall berücksichtigt, daß, wobei die Geschwindigkeit der Trommel 1 hoch genug ist, damit die Wäsche 11 gegen die Wand der Trommel gedrückt wird, die Wäsche schlecht verteilt ist, was die Ursache für eine Unwucht ist.
  • In Figur 2a ist der Stromfluß I während eines Streckenabschnitts der Trommel 1 dargestellt, im Laufe dessen das Wäschepaket 11 nach oben gebracht werden muß. Es wird deutlich, daß der Durchflußwinkel des Stroms, bezeichnet TM, einen relativ großen Wert annimmt, in Zusammenhang mit der Tatsache, daß der Motor 2 eine große Kraft aufbringen muß, um die Wäsche nach oben zu bringen.
  • In Figur 2b ist der Stromfluß I dargestellt, wenn die Trommel in bezug auf die Position der Figur 2a um eine halbe Umdrehung gedreht hat, das heißt, wenn das Wäschepaket 11 nach unten geht. In diesem Fall ist die von dem Motor aufzubringende Kraft erheblich geringer, was sich in einer meßbaren Verringerung des Durchflußwinkels des Stroms niederschlägt, der einen Wert Tm annimmt, geringer als der vorhergehende Wert TM.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, als repräsentative Größe der Unwucht, die Amplitude A nach der Formel:
  • A = TM - Tm
  • Die Größe A repräsentiert die Amplitude der Veränderung, bei einer Umdrehung der Trommel, des Durchflußwinkels des Stroms.
  • Es ist besonders vorteilhaft, die Unwucht festzustellen, wenn man eine Schleudertrocknung durch Zentrifugieren durchführen möchte. Zu diesem Zweck, eigentlich vor dem Schleudern, treibt der Schaltkreis 4 den Motor 2 an, damit die Geschwindigkeit der Trommel einen Mittelwert zwischen der Geschwindigkeit des Waschens und den Geschwindigkeiten, die ein effizientes Schleudern bewirken, annimmt. Zum Beispiel beträgt der Mittelwert der Geschwindigkeit bei einer Wasch- oder Spülgeschwindigkeit einige zehn Umdrehungen pro Minute und die Schleudergeschwindigkeiten betragen ungefähr mehrere 100 Umdrehungen pro Minute. Diese Geschwindigkeit ist ausreichend, um ein Pressen der Wäsche durch Zentrifugieren zu bewirken und um so eine eventuelle Unwucht festzustellen, wobei sie immer noch schwach genug ist, um keinen Schaden hervorzurufen, selbst nicht im Falle einer erheblichen Unwucht. Im Laufe dieser Phase bei mittlerer Geschwindigkeit mißt der Schaltkreis 4 also die Amplitude A. Im Laufe der folgenden Phase vergleicht der Schaltkreis 4 den gemessenen Wert mit einer Folge von Schwellenwerten, die Bereiche von Werten definiert, und wählt einen Schleudergeschwindigkeitswert aus in Abhängigkeit von dem Bereich, in dem sich der Wert befindet.
  • Zum Beispiel läßt der Schaltkreis 4 für einen besonderen Typ einer Waschmaschine mit einer Speisung von 50 Hz, wenn die Amplitude A, hier in Mikrosekunden und nicht in Grad ausgedrückt, größer als 300 Mikrosekunden ist, das Schleudern nicht zu; wenn die Amplitude A zwischen 270 und 300 Mikrosekunden liegt, wählt der Schaltkreis 4 eine Schleudergeschwindigkeit gleich 300 Umdrehungen pro Minute aus, und wenn die Amplitude A geringer als 270 Mikrosekunden ist, wählt der Schaltkreis 4 eine Schleudergeschwindigkeit gleich 900 Umdrehungen pro Minute aus.
  • Für diesen Typ Maschine sind die Werte aus der folgenden Tabelle erstellt worden, die aus einem Experiment an einem Prototyp resultiert. verteilte Last (kg) Last Unwucht (kg) A (Mikrosekunden) Verlagerung des Bottichs bei 500 Umdrehungen/min mm ausgewählte Schleudergeschwindigkeit (Umdr./min) keine Schleuderung
  • Die vorhergehende Tabelle zeigt besonders die gute Übereinstimmung zwischen dem Wert der Amplitude A und dem der Verlagerung des Bottichs, die an dem Prototyp gemessen wurde, um ein Entscheidungskriterium zu haben. Diese Übereinstimmung bleibt richtig, selbst wenn die verteilte Last, das heißt die gesamte Massenträgheit der Wäsche, variiert, was in der Praxis erlaubt, den Wert dieser gesamten Trägheit unberücksichtigt zu lassen. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Waschmaschine beschränkt, die gerade teilweise beschrieben wurde. Sie kann gleichermaßen bei Wäscheschleudern oder Wäschetrocknern angewendet werden.

Claims (4)

1. Steuerverfahren für die Drehzahl einer Trommel (1) einer Schleudertrocknungsvorrichtung in Abhängigkeit der Unwucht der Wäsche (11) in der Trommel (1), wobei die Vorrichtung mit einem Wechselstrommotor (2) zum Antreiben der Trommel (1) und mit einer Regelungseinrichtung (3, 4, 5) für die Drehzahl des Motors (2) durch Regelung des Durchflußwirikels des durch ihn hindurchgehenden Stroms (I) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als repräsentative Größe für die Unwucht die Amplitude der Veränderung (Tm, TM) des Durchflußwinkels des Stroms auf wenigstens einer Umdrehung der Trommel (1) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor einer Schleudertrocknung die Amplitude der Veränderung des Durchflußwinkels bei einer geringeren Drehzahl als der Schleuderdrehzahl bestimmt wird, die so bestimmte Amplitude mit einer Reihe von durch Bereiche getrennten Schwellenwerten verglichen wird und ein Schleuderdrehzahlwert in Abhängigkeit des Bereichs, in dem sich die Amplitude befindet, ausgewählt wird.
3. Vorrichtung zur Schleudertrocknung von Wäsche durch Zentrifugieren zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Wechselstrommotor (2) zum Antreiben der Trommel (1), einer Regelungseinrichtung (3, 4, 5) für die Drehzahl des Motors (2) durch Regelung des Durchflußwinkels des durch ihn hindurchgehenden Stroms (I), und einer Einrichtung (4) zum Steuern der Drehzahl der Trommel (1) in Abhängigkeit der Unwucht der Wäsche (11) in der Trommel (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Einrichtung (4) zur Bestimmung der Amplitude der Veränderung (Tm, TM) des Durchflußwinkels des Stroms auf wenigstens einer Umdrehung der Trommel (1) als für die Umwucht repräsentative Größe aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinrichtung (4) vor einer Schleudertrocknung die Amplitude der Veränderung des Durchflußwinkels bei einer geringeren Drehzahl als der Trocknungsdrehzahl bestimmen, und daß eine Vergleichseinrichtung (4) zum Vergleichen der auf diese Weise bestimmten Amplitude mit einer Reihe von durch Bereiche getrennten Schwellenwerten sowie eine Auswahleinrichtung (4) zum Auswählen eines Trocknungsdrehzahlwertes in Abhängigkeit des Bereichs, in dem sich die Amplitude befindet, vorhanden ist.
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Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: CROUZET APPLIANCE CONTROLS, MONTELIER CHABEUIL, FR

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