DE102015221881A1 - Haushaltskältegerät mit einem Kältemittelkreislauf und Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegeräts mit einem Kältemittelkreislauf - Google Patents
Haushaltskältegerät mit einem Kältemittelkreislauf und Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegeräts mit einem Kältemittelkreislauf Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät (1) und ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegeräts (1). Das Haushaltskältegerät (1) umfasst einen wärmeisolierten Korpus (10) mit einem kühlbaren Innenbehälter (2), der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum (3) begrenzt, ein Stellglied (41), und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraums (3) vorgesehenen Kältemittelkreislauf (20) mit einem Verdichter (21), der einen Drehstrommotor (36) umfasst, der für den Betrieb des Drehstrommotors (36) mittels des Stellglieds (41) mit elektrischer Leistung beaufschlagbare Motorwicklungen (42) aufweist. Das Haushaltkältegerät (1) ist eingerichtet ist, das Stellglied (41) zumindest indirekt derart anzusteuern, dass bei eingeschaltetem Verdichter (21) die Drehzahl des Drehstrommotors (36) aufgrund eines Ansteuerns durch das Stellglied (41) zumindest in etwa gleich einer vorgegebenen Drehzahl ist, das Stellglied (41) zumindest indirekt derart anzusteuern um den eingeschalteten Verdichter (21) abzuschalten, dass sich die Drehzahl des Drehstrommotors (36) gesteuert durch das Stellglied (41) verringert, bis die Drehzahl eine vorgegebene Minimaldrehzahl (nmin) erreicht, und danach das Stellglied (41) zumindest indirekt derart anzusteuern dass der Drehstrommotor (36) für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer (Δt) abgeschaltet ist, indem die Motorwicklungen (42) stromlos geschaltet sind, wobei die vorgegebene Zeitdauer (Δt) lang genug gewählt ist, dass die Drehzahl des Drehstrommotors (36) beginnend von der Minimaldrehzahl (nmin) die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Haushaltskältegerät mit einem Kältemittelkreislauf und ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegeräts mit einem Kältemittelkreislauf.
- Haushaltskältegeräte umfassen einen kühlbaren Innenraum zum Lagern von Lebensmitteln und einen Kältemittelkreislauf zum Kühlen des kühlbaren Innenraums. Der Kältemittelkreislauf umfasst einen Verdichter, einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger, eine dem Verflüssiger nachgeschaltete Drosselvorrichtung und einen Verdampfer, der zwischen der Drosselvorrichtung und dem Verdichter angeordnet ist.
- Die
EP 2 669 519 A1 offenbart einen Hubkolben-Verdichter und eine elektronische Steuervorrichtung, welche den Hubkolben-Verdichter für dessen Ausschalten derart ansteuert, dass während des Anhaltens des Hubkolben-Verdichters dessen Elektromotor beim Unterschreiten einer vorbestimmten Geschwindigkeit ein Bremsmoment bis zum vollständigen Anhalten des Verdichters erzeugt. - Aufgabe der Erfindung ist es, eine weitere Möglichkeit zum Anhalten eines Verdichters, der Teil eines Haushaltskältegerätes ist, anzugeben. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes Haushaltskältegerät anzugeben.
- Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegeräts, das einen wärmeisolierten Korpus mit einem kühlbaren Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, ein Stellglied, und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraums vorgesehenen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter aufweist, wobei der Verdichter einen Drehstrommotor umfasst, der für den Betrieb des Drehstrommotors mittels des Stellglieds mit elektrischer Leistung beaufschlagbare Motorwicklungen aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte zum Anhalten des Verdichters:
- – Betreiben des eingeschalteten Verdichters, indem der Drehstrommotor angesteuert durch das Stellglied zumindest in etwa gemäß einer vorgegebenen Drehzahl betrieben wird,
- – um den eingeschalteten Verdichter abzuschalten, Verringern der Drehzahl des Drehstrommotors gesteuert durch das Stellglied bis die Drehzahl eine vorgegebene Minimaldrehzahl erreicht, und danach
- – Abschalten des Drehstrommotors für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer, indem die Motorwicklungen stromlos geschaltet werden, wobei die vorgegebene Zeitdauer lang genug gewählt ist, dass die Drehzahl des Drehstrommotors beginnend von der Minimaldrehzahl die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht.
- Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushaltskältegeräts, aufweisend einen wärmeisolierten Korpus mit einem kühlbaren Innenbehälter, der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum begrenzt, ein Stellglied, und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraums vorgesehenen Kältemittelkreislauf mit einem Verdichter, der einen Drehstrommotor umfasst, der für den Betrieb des Drehstrommotors mittels des Stellglieds mit elektrischer Leistung beaufschlagbare Motorwicklungen aufweist, wobei das Haushaltkältegerät eingerichtet ist,
- – das Stellglied zumindest indirekt derart anzusteuern, dass bei eingeschaltetem Verdichter die Drehzahl des Drehstrommotors aufgrund eines Ansteuerns durch das Stellglied zumindest in etwa gleich einer vorgegebenen Drehzahl ist,
- – das Stellglied zumindest indirekt derart anzusteuern, um den eingeschalteten Verdichter abzuschalten, dass sich die Drehzahl des Drehstrommotors gesteuert durch das Stellglied verringert, bis die Drehzahl eine vorgegebene Minimaldrehzahl erreicht, und danach
- – das Stellglied zumindest indirekt derart ansteuert, dass der Drehstrommotor für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer abgeschaltet ist, indem die Motorwicklungen stromlos geschaltet sind, wobei die vorgegebene Zeitdauer lang genug gewählt ist, dass die Drehzahl des Drehstrommotors beginnend von der Minimaldrehzahl die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht.
- Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät ist demnach eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren automatisch durchzuführen.
- Das erfindungsgemäße Haushaltskältegerät umfasst den wärmeisolierten Korpus mit dem Innenbehälter, der den kühlbaren Innenraum begrenzt. Der kühlbare Innenraum ist zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehen und wird mittels des Kältemittelkreislaufs gekühlt.
- Der kühlbare Innenraum kann vorzugsweise mittels eines Türblatts verschlossen werden. Das Türblatt ist vorzugsweise bezüglich einer Achse, die vorzugsweise vertikal verläuft, schwenkbar gelagert. Im geöffneten Zustand ist der kühlbare Innenraum zugänglich.
- Der Kältemittelkreislauf als solcher ist dem Fachmann im Prinzip bekannt und umfasst den Verdichter und insbesondere einen dem Verdichter nachgeschalteten Verflüssiger, eine dem Verflüssiger nachgeschaltete Drosselvorrichtung und einen Verdampfer, der zwischen der Drosselvorrichtung und dem Verdichter angeordnet ist.
- Der Drehstrommotor ist vorzugsweise ein Drehstromsynchronmotor, insbesondere ein permanenterregter Drehstromsynchronmotor, wie z.B. ein bürstenloser Gleichstrommotor.
- Der Drehstrommotor umfasst insbesondere einen Stator mit den Motorwicklungen und einen bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotor.
- Der Verdichter ist vorzugsweise ein Hubkolbenverdichter, der insbesondere eine Verdichterkammer mit einem Einlass und mit einem Auslass, einen innerhalb der Verdichterkammer verschieblich gelagerten Kolben, und eine Kurbelwelle aufweist. Der Rotor ist insbesondere über die Kurbelwelle mit dem Kolben gekoppelt, sodass im eingeschalteten Zustand des Verdichters der Kolben mittels des Drehstrommotors ein von der Verdichterkammer und dem Kolben eingeschlossenes Volumen zum Verdichten eines Kältemittels des Kältemittelkreislaufs zu verkleinern vermag.
- Im Betrieb des Verdichters, d.h. in seinem eingeschalteten Zustand, wird der Drehstrommotor insbesondere mit einer von der elektronischen Steuervorrichtung oder einer Temperaturregelung ermittelten bzw. vorgegebenen Drehzahl betrieben.
- Wenn der Verdichter eingeschaltet ist, damit der Kältekreislauf den kühlbaren Innenraum kühlt, dann wird der Drehstrommotor angesteuert durch das Stellglied derart betrieben, dass die Drehzahl des Drehstrommotors aufgrund des Ansteuerns durch das Stellglied zumindest in etwa gleich einer vorgegebenen Drehzahl ist, d.h. der Rotor des Drehstrommotors dreht sich relativ zum Stator mit dieser Drehzahl.
- Der Drehstrommotor und das Stellglied bilden einen elektrischen Antrieb. Das Haushaltskältegerät kann vorzugsweise einen das Stellglied und den Drehstrommotor umfassenden geregelten elektrischen Antrieb aufweisen, der zusätzlich noch eine Regelung umfasst. In diesem Fall wird bei eingeschaltetem Verdichter vorzugsweise der Drehstrommotor angesteuert durch das Stellglied drehzahlgeregelt betrieben. Für ein verbessertes Regelverhalten umfasst der drehzahlgeregelte elektrische Antrieb vorzugsweise eine feldorientierte Regelung.
- Das Stellglied ist vorzugsweise als ein Wechselrichter bzw. Umrichter ausgebildet. Umrichter sind dem Fachmann im Prinzip bekannt und sind eingerichtet, aus einer Gleichspannung eine dreiphasige elektrische Spannung mit einer der Drehzahl des Drehstrommotors zugeordneten Frequenz zu erzeugen. In diesem Fall liegt die dreiphasige elektrische Spannung für das Beaufschlagen der Motorwicklungen mit der elektrischen Leistung an den Motorwicklungen an.
- Um den eingeschalteten Verdichter beim Ausschalten zuverlässig anzuhalten, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Stellglied zumindest indirekt derart anzusteuern, dass sich die Drehzahl des Drehstrommotors gesteuert durch das Stellglied verringert, bis die Drehzahl die vorgegebene Minimaldrehzahl erreicht.
- Hierzu kann es vorgesehen sein, dass eine Steuerung des Verdichters während seines Betriebs bei einer insbesondere beliebigen Drehzahl des Drehstrommotors von der elektronischen Steuervorrichtung ein Signal zum Stoppen bzw. Anhalten des Verdichters erhält.
- Die Verringerung der Drehzahl des Drehstrommotors kann hierbei mit einem konstanten Gradienten, beispielsweise 400 (Umdrehungen pro Sekunde) / (Sekunde) oder auch mit einem variablen Gradienten erfolgen. Die Minimaldrehzahl beträgt z.B. 800 Umdrehungen pro Minute. Die Minimaldrehzahl kann gleich der minimalen Betriebsdrehzahl des Drehstrommotors sein. Sie kann aber auch höher oder niedriger als die minimale Betriebsdrehzahl des Drehstrommotors sein.
- Weist das Haushaltskältegerät den geregelten elektrischen Antrieb auf, dann kann das Verringern der Drehzahl drehzahlgeregelt durch Herunterregeln der Drehzahl erfolgen.
- Das Verringern der Drehzahl kann auch mittels eines Bremsverfahrens erfolgen. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Frequenz der dreiphasigen elektrischen Spannung insbesondere gesteuert durch die elektronische Steuervorrichtung verringert wird, damit sich die Drehzahl des Drehstrommotors bis zur vorgegebenen Minimaldrehzahl verringert.
- Somit wird der Drehstrommotor nicht bis zum Stillstand aktiv abgebremst, sondern nur bis er die Minimaldrehzahl erreicht hat.
- Anschließend wird erfindungsgemäß das Stellglied zumindest indirekt derart angesteuert, dass der Drehstrommotor für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer abgeschaltet ist. Dies wird insbesondere durch ein Abschalten der Ansteuerung, d.h. des Stellglieds für die vorgegebene Zeitdauer (Ausschaltzeit) von z.B. 2 Sekunden erreicht. Das Abschalten der Ansteuerung erfolgt mit Erreichen der Minimaldrehzahl und kann optional mit dem Erreichen einer bestimmten Position des Rotors relativ zum Stator synchronisiert werden. Dadurch kann das Anhalten des Verdichters leiser ausfallen. Durch das Abschalten der Ansteuerung sind die Motorwicklungen stromlos geschaltet, wodurch der Drehstrommotor nicht mehr aktiv gebremst bzw. dessen Drehzahl nicht mehr aktiv verringert wird. Die vorgegebene Zeitdauer ist dabei derart lang genug gewählt, dass die Drehzahl des Drehstrommotors beginnend von der Minimaldrehzahl die Drehzahl bzw. die Ist-Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht. Dadurch wird vorzugsweise erreicht, dass der Drehstrommotor und somit der Verdichter beginnend von der Minimaldrehzahl zu einem völligen Stillstad gelangt, d.h. die vorgegebene Zeitdauer bzw. die Ausschaltzeit ist so bemessen, dass der Verdichter durch seine innere Reibung während dieser Ausschaltzeit möglichst unter allen Druckverhältnissen zum Stillstand kommt, d.h. dass die Ist-Drehzahl des Drehstrommotors gleich Null wird. In der Praxis kann es jedoch vorkommen, dass der Verdichter und somit der Drehstrommotor nach dem Stillstand, d.h. nachdem er die Drehzahl gleich Null erreicht hat, ein Stück Rückwärts dreht. Eine solche Rückwärtsdrehung kann dann gegebenenfalls durch eine aktive Bremsung z.B. durch eine entsprechende Bestromung oder durch ein Kurzschließen der Motorwicklungen vorzugsweise angesteuert durch das Stellglied verhindert oder zumindest verringert werden, damit der Drehstrommotor und somit der Verdichter danach zu einem völligen Stillstand gelangt.
- Danach kann es noch vorgesehen sein, dass nachdem der Drehstrommotor und somit der Vedichter zu einem völligen Stillstad gelangt sind bzw. der Drehstrommotor die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht hat, der Drehstrommotor gesteuert durch das Stellglied derart bewegt wird, dass der Kolbens eine vorgegebene Position relativ zur Verdichterkammer einnimmt.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist exemplarisch in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
-
1 ein Haushaltskältegerät in einer perspektivischen Darstellung, -
2 einen, einen Verdichter aufweisenden Kältemittelkreislauf des Haushaltskältegerätes, -
3 den Verdichter, der einen Drehstromsynchronmotor umfasst, -
4 den Drehstromsynchronmotor und ein den Drehstromsynchronmotor ansteuerndes Stellglied, und -
5 einen Verlauf einer Drehzahl des Drehstromsynchronmotors. - Die
1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Haushaltskältegerät1 , das einen wärmeisolierten Korpus10 mit einem Innenbehälter2 umfasst, der einen kühlbaren Innenraum3 begrenzt. Der kühlbare Innenraum3 ist zum Lagern von nicht näher dargestellten Lebensmitteln vorgesehen. - Das Haushaltskältegerät
1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein schwenkbares Türblatt4 zum Verschließen des kühlbaren Innenraums3 auf. Das Türblatt4 ist insbesondere bezüglich einer vertikal verlaufenden Achse schwenkbar gelagert. Bei geöffnetem Türblatt4 , wie in der1 dargestellt, ist der kühlbare Innenraum3 zugänglich. - An der in Richtung kühlbaren Innenraum
3 gerichteten Seite des Türblatts4 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere Türabsteller5 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet. Im kühlbaren Innenraum3 sind insbesondere mehrere Fachböden6 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet und im unteren Bereich des kühlbaren Innenraums3 ist insbesondere eine Schublade7 angeordnet, in der ebenfalls Lebensmittel gelagert werden können. - Das Haushaltskühlgerät
1 umfasst einen in der2 gezeigten Kältemittelkreislauf20 zum Kühlen des kühlbaren Innenraums3 . Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Kältemittelkreislauf20 ein nicht näher dargestelltes, dem Fachmann im Prinzip jedoch bekanntes Kältemittel, einen Verdichter21 , einen dem Verdichter21 nachgeschalteten Verflüssiger22 , eine dem Verflüssiger22 nachgeschaltete Drosselvorrichtung23 , die insbesondere als ein Drossel- oder Kapillarrohr ausgeführt ist, und einen Verdampfer24 , der zwischen der Drosselvorrichtung23 und dem Verdichter21 angeordnet ist. Der Verdichter21 ist vorzugsweise innerhalb eines Maschineraums des Haushaltkältegerätes1 angeordnet, der sich insbesondere hinter der Schublade7 befindet. - Der Verdichter
21 ist vorzugsweise als ein Hubkolbenverdichter ausgeführt und in der3 näher dargestellt. - Der Verdichter
21 umfasst eine Verdichterkammer31 mit einem Einlass32 und mit einem Auslass33 für das Kältemittel, und einen innerhalb der Verdichterkammer31 verschieblich gelagerten Kolben34 . Der Einlass32 und der Auslass33 sind jeweils mit entsprechenden Ventilen versehen, wie dies dem Fachmann im Prinzip bekannt ist. - Der Verdichter
21 umfasst eine Kurbelwelle35 und einen vorzugsweise als Drehstromsynchronmotor36 ausgeführten Drehstrommotor. - Der Drehstromsynchronmotor
36 ist insbesondere ein permanenterregter Drehstromsynchronmotor, vorzugsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor, und umfasst einen Stator37 und einen relativ zum Stator37 drehbar gelagerten Rotor38 . Eines der Enden der Kurbelwelle35 ist mit dem Kolben34 und das andere Ende der Kurbelwelle35 ist mit dem Rotor38 des Drehstromsynchronmotors36 gekoppelt, sodass im bestimmungsgemäßen Betrieb des Haushalskältegerätes1 bzw. wenn der Verdichter21 eingeschaltet ist, der Kolben34 mittels des Drehstromsynchronmotors36 ein von der Verdichterkammer31 und dem Kolben34 eingeschlossenes Volumen39 zum Verdichten des Kältemittels zu verkleinern vermag. - Das Haushaltskältegerät
1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine elektronische Steuervorrichtung8 , die eingerichtet ist, den Kältemittelkreislauf20 , insbesondere den Verdichter21 des Kältemittelkreislaufs20 derart anzusteuern, dass der kühlbare Innenraum3 zumindest in etwa eine vorgegebene oder vorgebbare Soll-Temperatur aufweist. Die elektronische Steuervorrichtung8 ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass sie die Temperatur des kühlbaren Innenraums3 regelt. Um gegebenenfalls die Ist-Temperatur des kühlbaren Innenraums3 zu erhalten, kann das Haushaltskältegerät1 wenigstens einen nicht näher dargestellten und mit der elektronischen Steuervorrichtung8 verbundenen Temperatursensor aufweisen. - Um den Kältemittelkreislauf
20 anzusteuern bzw. zu regeln, umfasst das Haushaltskältegerät1 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen in der4 gezeigten elektrischen Antrieb40 , welcher den Drehstromsynchronmotor36 des Verdichters21 aufweist. Der elektrische Antrieb40 umfasst neben dem Drehstromsynchronmotor36 ein den Drehstromsynchronmotor36 ansteuerndes Stellglied vorzugsweise in Form eines Wechselrichters bzw. Umrichters41 . - Der elektrische Antrieb
40 ist vorzugsweise ein geregelter elektrischer Antrieb, der vorzugsweise auf der dem Fachmann im Prinzip bekannten feldorientierten Regelung basiert und eine nicht dargestellte Regelung umfasst. Eine feldorientierte Regelung bildet eine Kaskadenstruktur mit innenliegenden Stromregelkreisen, denen ein äußerer Drehzahlregelkreis überlagert ist. - Vorzugsweise wird die Ist-Drehzahl nist des Drehstromsynchronmotor
36 sensorlos ermittelt. - Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird bei Bedarf der Drehstromsynchronmotor
36 entsprechend einer von der elektronischen Steuervorrichtung8 vorgegebenen Soll-Drehzahl nsoll angetrieben. In diesem Zustand ist der Verdichter21 eingeschaltet. Die Soll-Drehzahl nsoll wird insbesondere von der elektronischen Steuervorrichtung8 aufgrund einer beabsichtigten Kühlung des kühlbaren Innenraums3 berechnet bzw. vorgegeben, beispielsweise aufgrund der aktuellen Temperatur und der Soll-Temperatur des kühlbaren Innenraums3 . - Das Stellglied bzw. der Umrichter
41 erzeugt im Betrieb des elektrischen Antriebs40 in allgemein bekannter Weise aus einer Gleichspannung Udc eine dreiphasige elektrische Spannung, deren Grundschwingung eine Amplitude und eine Grundfrequenz f aufweist, die indirekt abhängig von der Soll-Drehzahl nsoll und der Ist-Drehzahl nist des Drehstromsynchronmotors36 ist. Insbesondere vermag der Umrichter41 in allgemein bekannter Weise aus der Gleichspannung Udc die dreiphasige elektrische Spannung für den Drehstromsynchronmotor36 derart zu erzeugen, dass im Betrieb des Verdichters21 durch Motorwicklungen41 des Drehstromsynchronmotor36 bzw. dessen Stators37 elektrische Ströme zu fließen vermögen, um den Drehstromsynchronmotor36 mit der gewünschten Drehzahl zu betreiben, d.h. dass sich der Rotor38 relativ zum Stator37 mit der Ist-Drehzahl nist dreht. - Der Umrichter
41 umfasst insbesondere, wie es dem Fachmann im Prinzip bekannt ist, mehrere ansteuerbare Halbleiterschalter T1 bis T6, welche z.B. jeweils Transistoren, beispielsweise IGBTs, umfassen. Insbesondere umfasst der Umrichter41 , wie es allgemein bekannt ist, eine obere Halbbrücke mit einer ersten Gruppe von Halbleiterschaltern T1 bis T3 und eine untere Halbbrücke mit einer zweiten Gruppe von Halbleiterschaltern T4 bis T6. - Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist das Haushaltskältegeräts
1 eingerichtet, aufgrund des nachfolgend beschriebenen Verfahrens den laufenden, d.h. eingeschalteten Verdichter21 auszuschalten. Die4 zeigt während dieses Ausschaltens die Ist-Drehzahl nist des Drehstromsynchronmotors36 als Funktion der Zeit t. - Zunächst ist der Verdichter
21 eingeschaltet, sodass im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Drehstromsynchronmotor36 drehzahlgeregelt betrieben wird und die Ist-Drehzahl nist zumindest in etwa gleich der vorgegebenen Soll-Drehzahl nsoll ist. - Zu einem ersten Zeitpunkt t1 soll der Verdichter
21 ausgeschaltet werden. Daraufhin steuert insbesondere die elektronische Steuervorrichtung8 den Umrichter41 zumindest indirekt derart an, dass sich die Ist-Drehzahl nist des Drehstromsynchronmotors36 verringert, bis die Ist-Drehzahl nist eine vorgegebene Minimaldrehzahl nmin erreicht hat. Die Verringerung der Drehzahl des Drehstromsynchronmotors36 kann mit einem konstanten Gradienten, beispielsweise 400 (Umdrehungen pro Sekunde) / (Sekunde) oder auch mit einem variablen Gradienten erfolgen. Die Minimaldrehzahl nmin beträgt z.B. 800 Umdrehungen pro Minute. Die Minimaldrehzahl nmin kann gleich der minimalen Betriebsdrehzahl des Drehstromsynchronmotors36 sein. Sie kann aber auch höher oder niedriger als die minimale Betriebsdrehzahl des Drehstromsynchronmotors36 sein. - Das Verringern der Drehzahl des Drehstromsynchronmotors
36 muss nicht notwendigerweise drehzahlgeregelt erfolgen. Es ist auch möglich, z.B. mittels der elektronischen Steuervorrichtung8 die Halbleiterschalter T1–T6 direkt derart anzusteuern, dass sich die Frequenz der dreiphasigen elektrischen Spannung verringern, wodurch sich die Drehzahl des Drehstrommotors36 ebenfalls verringert. Die Frequenz der dreiphasigen elektrischen Spannung ist zumindest ein ungefähres Maß für die Ist-Drehzahl nist. Der Umrichter41 bzw. dessen Halbleiterschalter T1–T6 werden insbesondere derart angesteuert, dass sie ein wesentliches Bremsmoment auf den Drehstromsynchronmotor bewirken. - Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels erreicht zu einem zweiten Zeitpunkt t2 die Drehzahl des Dreiphasensynchronmotos
36 die Minimaldrehzahl nmin. Daraufhin steuert insbesondere die elektronische Steuervorrichtung8 den Umrichter41 zumindest derart indirekt an, dass der Drehstromsynchronmotor36 für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer Δt abgeschaltet ist, Dies wird erreicht, indem die Motorwicklungen42 stromlos geschaltet sind, indem im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zumindest die Halbleiterschalter T4–T6 der unteren Halbbrücke des Umrichters41 geöffnet sind. - Das Abschalten des Drehstromsynchronmotors
36 kann optional mit dem Erreichen einer bestimmten Position des Rotors38 relativ zum Stator37 synchronisiert werden. - Die vorgegebene Zeitdauer Δt ist derart lang genug gewählt, dass die Drehzahl, d.h. die Ist-Drehzahl nist des Drehstromsynchronmotors
36 beginnend von der Minimaldrehzahl nmin zu einem dritten Zeitpunkt t3 die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht. Die vorgegebene Zeitdauer Δt kann empirisch ermittelt werden. - In der Praxis kann es jedoch vorkommen, dass der Verdichter
21 und somit der Drehstromsynchronmotor36 nach dem Stillstand, d.h. nachdem er die Drehzahl gleich 0 Umdrehungen pro Minute erreicht hat, ein Stück Rückwärts dreht. Eine solche Rückwärtsdrehung kann dann gegebenenfalls durch eine aktive Bremsung z.B. durch eine entsprechende Bestromung oder durch ein Kurzschließen der Motorwicklungen42 vorzugsweise angesteuert durch den Umrichter41 verhindert oder zumindest verringert werden, damit der Drehstromsynchronmotor36 und somit der Verdichter21 zu einem völligen Stillstand gelangt. - Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann es noch vorgesehen sein, dass das Haushaltskältegerät
1 eingerichtet ist, nachdem der Drehstromsynchronmotor36 und somit der Vedichter21 zu einem völligen Stillstad gelangt sind, den Drehstromsynchronmotor36 gesteuert durch den Umrichter41 derart zu bewegen, dass der Kolben34 eine vorgegebene Position relativ zur Verdichterkammer31 einnimmt. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Haushaltskältegerät
- 2
- Innenbehälter
- 3
- kühlbarer Innenraum
- 4
- Türblatt
- 5
- Türabsteller
- 6
- Fachböden
- 7
- Schublade
- 8
- elektronische Steuervorrichtung
- 10
- Korpus
- 20
- Kältemittelkreislauf
- 21
- Verdichter
- 22
- Verflüssiger
- 23
- Drosselvorrichtung
- 24
- Verdampfer
- 31
- Verdichterkammer
- 32
- Einlass
- 33
- Auslass
- 34
- Kolben
- 35
- Kurbelwelle
- 36
- Drehstromsynchronmotor
- 37
- Stator
- 38
- Rotor
- 39
- Volumen
- 40
- elektrischer Antrieb
- 41
- Umrichter
- 42
- Motorwicklungen
- C
- Kondensator
- nist
- Ist-Drehzahl
- t
- Zeit
- t1–t3
- Zeitpunkt
- T1–T6
- Halbleiterschalter
- Udc
- Gleichspannung
- Δt
- Zeitdauer
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2669519 A1 [0003]
Claims (10)
- Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegeräts (
1 ), das einen wärmeisolierten Korpus (10 ) mit einem kühlbaren Innenbehälter (2 ), der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum (3 ) begrenzt, ein Stellglied (41 ), und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraums (3 ) vorgesehenen Kältemittelkreislauf (20 ) mit einem Verdichter (21 ) aufweist, wobei der Verdichter (21 ) einen Drehstrommotor (36 ) umfasst, der für den Betrieb des Drehstrommotors (36 ) mittels des Stellglieds (41 ) mit elektrischer Leistung beaufschlagbare Motorwicklungen (42 ) aufweist, aufweisend folgende Verfahrensschritte zum Anhalten des Verdichters (21 ): – Betreiben des eingeschalteten Verdichters (21 ), indem der Drehstrommotor (36 ) angesteuert durch das Stellglied (41 ) zumindest in etwa gemäß einer vorgegebenen Drehzahl betrieben wird, – um den eingeschalteten Verdichter (21 ) abzuschalten, Verringern der Drehzahl des Drehstrommotors (36 ) gesteuert durch das Stellglied (41 ) bis die Drehzahl eine vorgegebene Minimaldrehzahl (nmin) erreicht, und danach – Abschalten des Drehstrommotors (36 ) für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer (Δt), indem die Motorwicklungen (42 ) stromlos geschaltet werden, wobei die vorgegebene Zeitdauer (Δt) lang genug gewählt ist, dass die Drehzahl des Drehstrommotors (36 ) beginnend von der Minimaldrehzahl (nmin) die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht. - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – der Drehstrommotor ein Drehstromsynchronmotor (
36 ) ist, und/oder – der Verdichter (21 ) ein Hubkolbenverdichter ist, – bei dem das Haushaltskältegerät (1 ) einen das Stellglied (41 ) und den Drehstrommotor (36 ) umfassenden geregelten elektrischen Antrieb aufweist, und aufweisend drehzahlgeregeltes Betreiben des eingeschalteten Verdichters (21 ), sodass der Drehstrommotor (36 ) angesteuert durch das Stellglied (41 ) zumindest in etwa gemäß der vorgegebenen Drehzahl betrieben wird, und/oder – das Stellglied als ein Umrichter (41 ) ausgebildet ist, der aus einer Gleichspannung (Udc) eine dreiphasige elektrische Spannung mit einer der Drehzahl des Drehstrommotors (36 ) zugeordneten Frequenz erzeugt, und die dreiphasige elektrische Spannung für das Beaufschlagen der Motorwicklungen (36 ) mit der elektrischen Leistung an den Motorwicklungen (42 ) anliegt. - Verfahren nach Anspruch 2, aufweisend Verringern der Frequenz der dreiphasigen elektrischen Spannung, damit sich die Drehzahl des Drehstrommotors (
36 ) bis zur vorgegebenen Minimaldrehzahl (nmin) verringert. - Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, aufweisend drehzahlgeregeltes Verringern der Drehzahl des Drehstrommotors (
36 ) gesteuert durch das Stellglied (41 ) bis die Drehzahl die vorgegebene Minimaldrehzahl (nmin) erreicht. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Verdichter (
21 ) eine Verdichterkammer (31 ) mit einem Einlass (32 ) und mit einem Auslass (33 ), einen innerhalb der Verdichterkammer (31 ) verschieblich gelagerten Kolben (34 ), und eine Kurbelwelle (35 ) aufweist, und der Drehstrommotor (36 ) einen Stator (37 ) mit den Motorwicklungen (42 ) und einen bezüglich des Stators (37 ) drehbar gelagerten, über die Kurbelwelle (35 ) mit dem Kolben (34 ) gekoppelten Rotor (38 ) umfasst, sodass im eingeschalteten Zustand des Verdichters (21 ) der Kolben (34 ) mittels des Drehstrommotors (36 ) ein von der Verdichterkammer (31 ) und dem Kolben (34 ) eingeschlossenes Volumen (39 ) zum Verdichten eines Kältemittels des Kältemittelkreislaufs zu verkleinern vermag, zusätzlich aufweisend, nachdem der Drehstrommotor (36 ) die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht hat, Bewegen des Drehstrommotors (36 ) gesteuert durch das Stellglied (41 ), sodass der Kolbens (34 ) eine vorgegebene Position relativ zur Verdichterkammer (31 ) einnimmt. - Haushaltskältegerät, aufweisend einen wärmeisolierten Korpus (
10 ) mit einem kühlbaren Innenbehälter (2 ), der einen zum Lagern von Lebensmitteln vorgesehenen kühlbaren Innenraum (3 ) begrenzt, ein Stellglied (41 ), und einen zum Kühlen des kühlbaren Innenraums (3 ) vorgesehenen Kältemittelkreislauf (20 ) mit einem Verdichter (21 ), der einen Drehstrommotor (36 ) umfasst, der für den Betrieb des Drehstrommotors (36 ) mittels des Stellglieds (41 ) mit elektrischer Leistung beaufschlagbare Motorwicklungen (42 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Haushaltkältegerät (1 ) eingerichtet ist, – das Stellglied (41 ) zumindest indirekt derart anzusteuern, dass bei eingeschaltetem Verdichter (21 ) die Drehzahl des Drehstrommotors (36 ) aufgrund eines Ansteuerns durch das Stellglied (41 ) zumindest in etwa gleich einer vorgegebenen Drehzahl ist, – das Stellglied (41 ) zumindest indirekt derart anzusteuern um den eingeschalteten Verdichter (21 ) abzuschalten, dass sich die Drehzahl des Drehstrommotors (36 ) gesteuert durch das Stellglied (41 ) verringert, bis die Drehzahl eine vorgegebene Minimaldrehzahl (nmin) erreicht, und danach – das Stellglied (41 ) zumindest indirekt derart anzusteuern dass der Drehstrommotor (36 ) für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer (Δt) abgeschaltet ist, indem die Motorwicklungen (42 ) stromlos geschaltet sind, wobei die vorgegebene Zeitdauer (Δt) lang genug gewählt ist, dass die Drehzahl des Drehstrommotors (36 ) beginnend von der Minimaldrehzahl (nmin) die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht. - Haushaltskältegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, – dass der Drehstrommotor ein Drehstromsynchronmotor (
36 ) ist, und/oder – der Verdichter (21 ) ein Hubkolbenverdichter ist, und/oder – dass das Haushaltskältegerät (1 ) einen das Stellglied (41 ) und den Drehstrommotor (36 ) umfassenden geregelten elektrischen Antrieb aufweist und eingerichtet ist, den eingeschalteten Verdichter (21 ) mittels des geregelten elektrischen Antriebs drehzahlgeregelt zu betreiben, sodass die Drehzahl des Drehstrommotor (36 ) zumindest in etwa gleich der vorgegebenen Drehzahl ist, und/oder – dass das Stellglied als ein Umrichter (41 ) ausgebildet ist, der aus einer Gleichspannung (Udc) eine dreiphasige elektrische Spannung mit einer der Drehzahl des Drehstrommotors (36 ) zugeordneten Frequenz erzeugt, welche für das Beaufschlagen der Motorwicklungen (36 ) mit der elektrischen Leistung an den Motorwicklungen (42 ) anliegt. - Haushaltskältegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eingerichtet ist, die Frequenz der dreiphasigen elektrischen Spannung zu verringern, damit sich die Drehzahl des Drehstrommotors (
36 ) bis zur vorgegebenen Minimaldrehzahl (nmin) verringert. - Haushaltskältegerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eingerichtet ist, die Drehzahl des Drehstrommotors (
36 ) drehzahlgeregelt gesteuert durch das Stellglied (41 ) zu verringern, bis die Drehzahl die vorgegebene Minimaldrehzahl (nmin) erreicht. - Haushaltskältegerät nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (
21 ) eine Verdichterkammer (31 ) mit einem Einlass (32 ) und mit einem Auslass (33 ), einen innerhalb der Verdichterkammer (31 ) verschieblich gelagerten Kolben (34 ), und eine Kurbelwelle (35 ) aufweist, und der Drehstrommotor (36 ) einen Stator (37 ) mit den Motorwicklungen (42 ) und einen bezüglich des Stators (37 ) drehbar gelagerten, über die Kurbelwelle (35 ) mit dem Kolben (34 ) gekoppelten Rotor (38 ) umfasst, sodass im Betrieb des Verdichters (21 ) der Kolben (34 ) mittels des Drehstrommotors (36 ) ein von der Verdichterkammer (31 ) und dem Kolben (34 ) eingeschlossenes Volumen (39 ) zum Verdichten eines Kältemittels des Kältemittelkreislaufs zu verkleinern vermag, wobei das Haushaltskältegerät (1 ) eingerichtet ist, nachdem der Drehstrommotor (36 ) die Drehzahl 0 Umdrehungen pro Minute erreicht hat, den Drehstrommotor (36 ) gesteuert durch das Stellglied (41 ) derart zu bewegen, sodass der Kolben (34 ) eine vorgegebene Position relativ zur Verdichterkammer (31 ) einnimmt.
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