DE102015221881A1

DE102015221881A1 - Haushaltskältegerät mit einem Kältemittelkreislauf und Verfahren zum Betreiben eines Haushaltskältegeräts mit einem Kältemittelkreislauf

Info

Publication number: DE102015221881A1
Application number: DE102015221881.3A
Authority: DE
Inventors: Moritz Klein; Achim Paulduro; Christoph Spiegel; Tommy Beckmann
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2015-11-06
Filing date: 2015-11-06
Publication date: 2017-05-11
Also published as: EP3371525A1; CN108351132B; CN108351132A; US20190072301A1; WO2017076588A1; US10801759B2

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 Haushaltskältegerät 1, das einen wärmeisolierten Korpus 10 mit einem Innenbehälter 2 umfasst, der einen kühlbaren Innenraum 3 begrenzt. Der kühlbare Innenraum 3 ist zum Lagern von nicht näher dargestellten Lebensmitteln vorgesehen.
Das Haushaltskältegerät 1 weist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ein schwenkbares Türblatt 4 zum Verschließen des kühlbaren Innenraums 3 auf. Das Türblatt 4 ist insbesondere bezüglich einer vertikal verlaufenden Achse schwenkbar gelagert. Bei geöffnetem Türblatt 4, wie in der 1 dargestellt, ist der kühlbare Innenraum 3 zugänglich.
An der in Richtung kühlbaren Innenraum 3 gerichteten Seite des Türblatts 4 sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels mehrere Türabsteller 5 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet. Im kühlbaren Innenraum 3 sind insbesondere mehrere Fachböden 6 zum Lagern von Lebensmitteln angeordnet und im unteren Bereich des kühlbaren Innenraums 3 ist insbesondere eine Schublade 7 angeordnet, in der ebenfalls Lebensmittel gelagert werden können.
Das Haushaltskühlgerät 1 umfasst einen in der 2 gezeigten Kältemittelkreislauf 20 zum Kühlen des kühlbaren Innenraums 3. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst der Kältemittelkreislauf 20 ein nicht näher dargestelltes, dem Fachmann im Prinzip jedoch bekanntes Kältemittel, einen Verdichter 21, einen dem Verdichter 21 nachgeschalteten Verflüssiger 22, eine dem Verflüssiger 22 nachgeschaltete Drosselvorrichtung 23, die insbesondere als ein Drossel- oder Kapillarrohr ausgeführt ist, und einen Verdampfer 24, der zwischen der Drosselvorrichtung 23 und dem Verdichter 21 angeordnet ist. Der Verdichter 21 ist vorzugsweise innerhalb eines Maschineraums des Haushaltkältegerätes 1 angeordnet, der sich insbesondere hinter der Schublade 7 befindet.
Der Verdichter 21 ist vorzugsweise als ein Hubkolbenverdichter ausgeführt und in der 3 näher dargestellt.
Der Verdichter 21 umfasst eine Verdichterkammer 31 mit einem Einlass 32 und mit einem Auslass 33 für das Kältemittel, und einen innerhalb der Verdichterkammer 31 verschieblich gelagerten Kolben 34. Der Einlass 32 und der Auslass 33 sind jeweils mit entsprechenden Ventilen versehen, wie dies dem Fachmann im Prinzip bekannt ist.
Der Verdichter 21 umfasst eine Kurbelwelle 35 und einen vorzugsweise als Drehstromsynchronmotor 36 ausgeführten Drehstrommotor.
Der Drehstromsynchronmotor 36 ist insbesondere ein permanenterregter Drehstromsynchronmotor, vorzugsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor, und umfasst einen Stator 37 und einen relativ zum Stator 37 drehbar gelagerten Rotor 38. Eines der Enden der Kurbelwelle 35 ist mit dem Kolben 34 und das andere Ende der Kurbelwelle 35 ist mit dem Rotor 38 des Drehstromsynchronmotors 36 gekoppelt, sodass im bestimmungsgemäßen Betrieb des Haushalskältegerätes 1 bzw. wenn der Verdichter 21 eingeschaltet ist, der Kolben 34 mittels des Drehstromsynchronmotors 36 ein von der Verdichterkammer 31 und dem Kolben 34 eingeschlossenes Volumen 39 zum Verdichten des Kältemittels zu verkleinern vermag.
Das Haushaltskältegerät 1 umfasst im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels eine elektronische Steuervorrichtung 8, die eingerichtet ist, den Kältemittelkreislauf 20, insbesondere den Verdichter 21 des Kältemittelkreislaufs 20 derart anzusteuern, dass der kühlbare Innenraum 3 zumindest in etwa eine vorgegebene oder vorgebbare Soll-Temperatur aufweist. Die elektronische Steuervorrichtung 8 ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass sie die Temperatur des kühlbaren Innenraums 3 regelt. Um gegebenenfalls die Ist-Temperatur des kühlbaren Innenraums 3 zu erhalten, kann das Haushaltskältegerät 1 wenigstens einen nicht näher dargestellten und mit der elektronischen Steuervorrichtung 8 verbundenen Temperatursensor aufweisen.
Um den Kältemittelkreislauf 20 anzusteuern bzw. zu regeln, umfasst das Haushaltskältegerät 1 im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels einen in der 4 gezeigten elektrischen Antrieb 40, welcher den Drehstromsynchronmotor 36 des Verdichters 21 aufweist. Der elektrische Antrieb 40 umfasst neben dem Drehstromsynchronmotor 36 ein den Drehstromsynchronmotor 36 ansteuerndes Stellglied vorzugsweise in Form eines Wechselrichters bzw. Umrichters 41.
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 n_ist des Drehstromsynchronmotor 36 sensorlos ermittelt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird bei Bedarf der Drehstromsynchronmotor 36 entsprechend einer von der elektronischen Steuervorrichtung 8 vorgegebenen Soll-Drehzahl n_soll angetrieben. In diesem Zustand ist der Verdichter 21 eingeschaltet. Die Soll-Drehzahl n_soll wird insbesondere von der elektronischen Steuervorrichtung 8 aufgrund einer beabsichtigten Kühlung des kühlbaren Innenraums 3 berechnet bzw. vorgegeben, beispielsweise aufgrund der aktuellen Temperatur und der Soll-Temperatur des kühlbaren Innenraums 3.
Das Stellglied bzw. der Umrichter 41 erzeugt im Betrieb des elektrischen Antriebs 40 in allgemein bekannter Weise aus einer Gleichspannung U_dc eine dreiphasige elektrische Spannung, deren Grundschwingung eine Amplitude und eine Grundfrequenz f aufweist, die indirekt abhängig von der Soll-Drehzahl n_soll und der Ist-Drehzahl n_ist des Drehstromsynchronmotors 36 ist. Insbesondere vermag der Umrichter 41 in allgemein bekannter Weise aus der Gleichspannung U_dc die dreiphasige elektrische Spannung für den Drehstromsynchronmotor 36 derart zu erzeugen, dass im Betrieb des Verdichters 21 durch Motorwicklungen 41 des Drehstromsynchronmotor 36 bzw. dessen Stators 37 elektrische Ströme zu fließen vermögen, um den Drehstromsynchronmotor 36 mit der gewünschten Drehzahl zu betreiben, d.h. dass sich der Rotor 38 relativ zum Stator 37 mit der Ist-Drehzahl n_ist 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 Umrichter 41, 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 Verdichter 21 auszuschalten. Die 4 zeigt während dieses Ausschaltens die Ist-Drehzahl n_ist des Drehstromsynchronmotors 36 als Funktion der Zeit t.
Zunächst ist der Verdichter 21 eingeschaltet, sodass im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Drehstromsynchronmotor 36 drehzahlgeregelt betrieben wird und die Ist-Drehzahl n_ist zumindest in etwa gleich der vorgegebenen Soll-Drehzahl n_soll ist.
Zu einem ersten Zeitpunkt t₁ soll der Verdichter 21 ausgeschaltet werden. Daraufhin steuert insbesondere die elektronische Steuervorrichtung 8 den Umrichter 41 zumindest indirekt derart an, dass sich die Ist-Drehzahl n_ist des Drehstromsynchronmotors 36 verringert, bis die Ist-Drehzahl n_ist eine vorgegebene Minimaldrehzahl n_min erreicht hat. Die Verringerung der Drehzahl des Drehstromsynchronmotors 36 kann mit einem konstanten Gradienten, beispielsweise 400 (Umdrehungen pro Sekunde) / (Sekunde) oder auch mit einem variablen Gradienten erfolgen. Die Minimaldrehzahl n_min beträgt z.B. 800 Umdrehungen pro Minute. Die Minimaldrehzahl n_min kann gleich der minimalen Betriebsdrehzahl des Drehstromsynchronmotors 36 sein. Sie kann aber auch höher oder niedriger als die minimale Betriebsdrehzahl des Drehstromsynchronmotors 36 sein.
Das Verringern der Drehzahl des Drehstromsynchronmotors 36 muss nicht notwendigerweise drehzahlgeregelt erfolgen. Es ist auch möglich, z.B. mittels der elektronischen Steuervorrichtung 8 die Halbleiterschalter T1–T6 direkt derart anzusteuern, dass sich die Frequenz der dreiphasigen elektrischen Spannung verringern, wodurch sich die Drehzahl des Drehstrommotors 36 ebenfalls verringert. Die Frequenz der dreiphasigen elektrischen Spannung ist zumindest ein ungefähres Maß für die Ist-Drehzahl n_ist. Der Umrichter 41 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 n_min. Daraufhin steuert insbesondere die elektronische Steuervorrichtung 8 den Umrichter 41 zumindest derart indirekt an, dass der Drehstromsynchronmotor 36 für wenigstens eine vorgegebene Zeitdauer Δt abgeschaltet ist, Dies wird erreicht, indem die Motorwicklungen 42 stromlos geschaltet sind, indem im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels zumindest die Halbleiterschalter T4–T6 der unteren Halbbrücke des Umrichters 41 geöffnet sind.
Das Abschalten des Drehstromsynchronmotors 36 kann optional mit dem Erreichen einer bestimmten Position des Rotors 38 relativ zum Stator 37 synchronisiert werden.
Die vorgegebene Zeitdauer Δt ist derart lang genug gewählt, dass die Drehzahl, d.h. die Ist-Drehzahl n_ist des Drehstromsynchronmotors 36 beginnend von der Minimaldrehzahl n_min 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 Drehstromsynchronmotor 36 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 Motorwicklungen 42 vorzugsweise angesteuert durch den Umrichter 41 verhindert oder zumindest verringert werden, damit der Drehstromsynchronmotor 36 und somit der Verdichter 21 zu einem völligen Stillstand gelangt.
Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann es noch vorgesehen sein, dass das Haushaltskältegerät 1 eingerichtet ist, nachdem der Drehstromsynchronmotor 36 und somit der Vedichter 21 zu einem völligen Stillstad gelangt sind, den Drehstromsynchronmotor 36 gesteuert durch den Umrichter 41 derart zu bewegen, dass der Kolben 34 eine vorgegebene Position relativ zur Verdichterkammer 31 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
n_ist: Ist-Drehzahl
t: Zeit
t₁–t₃: Zeitpunkt
T1–T6: Halbleiterschalter
U_dc: Gleichspannung
Δt: Zeitdauer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2669519 A1 [0003]

Claims

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 (n_min) 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 (n_min) 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 (U_dc) 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 (n_min) 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 (n_min) 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 (n_min) 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 (n_min) 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 (U_dc) 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 (n_min) 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 (n_min) 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.