DE4131048A1

DE4131048A1 - Antriebseinheit fuer waeschebehandlungsmaschinen

Info

Publication number: DE4131048A1
Application number: DE4131048A
Authority: DE
Inventors: Heinz Schaeffersmann
Original assignee: ELEKTRONIK REGELAUTOMATIK
Current assignee: ELEKTRONIK REGELAUTOMATIK
Priority date: 1991-06-17
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-03-25

Description

Das Hauptpatent ist gekennzeichnet durch die Kombination von Konstruktionsmerkmalen für den Aufbau der Antriebseinheit, die aus einem Asynchronmotor mit vorgeschaltetem Frequenz umrichter besteht.

Die nachstehende Erfindung betrifft Grundlagen für die Be rechnung des Motors und seinen Betrieb in Verbindung mit einem Frequenzumrichter.

Der Stand der Technik geht davon aus, daß das den Motor be lastende Gegendrehmoment über den Regelbereich konstant ist. Im nicht zutreffenden Fall wird das höchste Drehmoment als konstant für den ganzen Arbeitsbereich angenommen.

Außerdem ist bekannt, Motoren für Netzfrequenz mit Frequenzen oberhalb der Netzfrequenz zu betreiben, wobei mit sogenannter Feldschwächung gearbeitet wird, weil es an der Möglichkeit fehlt, die Spannung der Frequenz proportional weiter zu steigern.

Eine weitere Möglichkeit ist, für die Motorberechnung die gewünschte Maximalfrequenz zugrunde zu legen.

Die entsprechend den vorstehenden Ausführungen verwandten Motoren haben beim Einsatz als Antriebseinheiten für Wäsche behandlungsmaschinen einen zu hohen Materialeinsatz und einen ungünstigen Energieverbrauch und bedürfen daher einer tech nischen Verbesserung.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bereits bei der Motorbe rechnung Antriebseinheiten für Wäschebehandlungsmaschinen entsprechend ihren besonderen Arbeitsbedingungen zu optimieren und die Kombination Frequenzumrichter : Antrieb vorteilhaft aufeinander abzustimmen.

Die Erfindung geht entsprechend dem Merkmal des Schutzan spruches einen neuen Weg.

Der Vorteil dieser Motorenberechnung und ihr Betrieb ergibt eine günstigere Ausnutzung des Motors bzw. ermöglicht es, kleinere Motoren zu verwenden, die gleichzeitig durch einen besseren Wirkungsgrad in dem zeitanteilig überwiegenden Arbeitsbereich gekennzeichnet sind. Werden die Motoren kleiner, verkleinern sich auch die Frequenzumrichter entsprechend, was sich doppelt kostenmindernd auswirkt. Antriebe bis zum äußersten zu optimieren, ist bei den erforderlichen großen Stückzahlen für Hersteller und Anwender gleichermaßen not wendig (kosten- und energiesparend).

Grundsätzlich ist für die Leistung eines Motors das Produkt aus Spannung "U" und Strom "I" maßgebend

P = U × I = U/2 × 2I = 2 U × I/2

Dementsprechend könnte es gleich sein, mit welcher Spannung der Motor betrieben wird.

Diese Überlegungen gelten jedoch nicht für Energieübertragungs verluste in den Frequenzumrichtern, die dem Wert von I²×R entsprechen. Steigt der Strom an, vergrößern sich mit I² die Verluste. Eine Änderung von 2I auf I/2 hat eine Reduzierung der Verluste von 16 : 1 zur Folge.

Daraus ergibt sich, daß es beim Antrieb mit niedrigen Dreh zahlen und niedriger Frequenz sehr vorteilhaft ist, wenn die Spannung hoch und der Strom niedrig gewählt wird, weil der Strom für die Baugröße des Frequenzumrichters entscheidend ist.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Diagrammen er läutert.

Fig. 1 zeigt den Verlauf der Leistung P in Abhängigkeit von der Drehzahl n, die durch die Frequenz bestimmt wird.

Fig. 2 zeigt den weiteren Verlauf der Leistung P, wenn mit steigender Frequenz auch die Spannung gesteigert werden kann.

Fig. 3 gibt den Kurvenverlauf der Leistung P wieder, wenn nur die Drehzahl gesteigert wird bei konstant gebliebener Leistung P, bedingt durch das Absinken des Drehmomentes wegen fehlendem Spannungsanstieg.

Fig. 4 zeigt den Kurvenverlauf der Motorberechnung und -ausführung A und den davon abweichenden Arbeits- und Betriebs verlauf infolge der Energieversorgung durch einen entsprechend programmierten Frequenzumrichter B.

Das Dreieck innerhalb der Punkte b, c und d wird für den Arbeitseinsatz des Motors nicht genutzt. Der Vorteil liegt in der Steigerung der Leistung zwischen a und a′ und in der Reduzierung des Stromes für Motor und Frequenzumrichter.

Die Leistungssteigerung wird genutzt, um Motoren mit geringerem Bauvolumen zu verwenden, wodurch sich beim Reversierbetrieb (Waschen) die Eigenschwungmassen des Motors verringern, wodurch eine doppelte Reduzierung des Energiebedarfs eintritt:
1. durch den besseren Wirkungsgrad des Motors und
2. durch die geringere zu beschleunigende Eigenschwungmasse des Motors.

Da entsprechend den bekannten Konstruktionsrichtlinien bei verringertem Kraftbedarf Motore mit kleinerem Rotordurchmesser gebaut werden, sind die sich insgesamt ergebenden Energieeinspar vorteile sehr beachtlich bei gleichzeitig verringerten Her stellkosten für die Motoren.

Claims

Antriebseinheit für eine Wäschebehandlungsmaschine Zusatz zu Patent (Aktenzeichen P 41 19 902.2-32) dadurch gekennzeichnet, daß der für die Motorberechnung (bzw. -ausführung) zugrunde liegende Eckwert "c" mit dem der Frequenzumrichter-Einstellung für die Eckfrequenz "d" in ihren Werten bezüglich Spannung und Frequenz mehr als die übliche Nennspannungstoleranz voneinan der abweichen, wobei unter Eckwert bzw. Eckfrequenz der Arbeits punkt verstanden wird, an dem bei weiter steigender Frequenz kein weiterer Spannungsanstieg möglich ist.