EP1333231A2 - Steuerung eines elektrischen Lüftermotors einer Dunstabzugshaube - Google Patents

Steuerung eines elektrischen Lüftermotors einer Dunstabzugshaube Download PDF

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EP1333231A2
EP1333231A2 EP03001852A EP03001852A EP1333231A2 EP 1333231 A2 EP1333231 A2 EP 1333231A2 EP 03001852 A EP03001852 A EP 03001852A EP 03001852 A EP03001852 A EP 03001852A EP 1333231 A2 EP1333231 A2 EP 1333231A2
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EP
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control
speed
control module
motor
fan motor
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EP03001852A
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EP1333231A3 (de
Inventor
Wolfgang Werner
Jürgen Zimmermann
Alfred Kotouczek-Zeise
Karlheinz Hammelsbacher
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Diehl AKO Stiftung and Co KG
Original Assignee
Diehl AKO Stiftung and Co KG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/20—Removing cooking fumes
    • F24C15/2021—Arrangement or mounting of control or safety systems

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling an electric fan motor an extractor hood according to the preamble of claim 1 and an extractor hood to perform this procedure.
  • Fan motors of extractor hoods for kitchen stoves are at their speed gradually adjustable so that the suction generated by them over the hob is easy and be quickly adapted to the prevailing cooking situation can. This gradual control can be done manually by the user be made. With extractor hoods with a sensor unit for detection the respective cooking situation (e.g. ultrasonic sensor section or thermal sensor) the speed control of the fan motor can also take place automatically.
  • a sensor unit for detection the respective cooking situation e.g. ultrasonic sensor section or thermal sensor
  • the speed of the fan motor is switched in stages by means of several Relay, which each have different winding connections of the fan motor to the Connect motor operating voltage.
  • stepwise speed control it is disadvantageous that between fan levels switched with relatively large speed and power differences , which allows a sensitive adjustment to a changed cooking situation not possible.
  • the gradual manual speed control takes place in two to ten, preferably in three to five stages.
  • the continuous automatic speed control takes place stepless, the quasi-continuous automatic speed control takes place in more than ten, preferably in more than fifty, in particular in 128 to 256 stages.
  • With a quasi-continuous speed control with over one hundred and twenty-eight Steps is a difference to continuous speed control no longer perceptible.
  • the speed of the fan motor can be controlled analog or digital, the digital speed control preferably using a phase control method or pulse packet control. All of these methods have the advantage that no more winding connections are required on the fan motor, but a single winding is sufficient, which means manufacturing effort and costs saves.
  • the control module which is located on the control panel of the extractor hood between manual and automatic operation is switchable, has a motor control module on which is used for both gradual and continuous or quasi-continuous control of the speed of the fan motor is suitable and can be analog or digital.
  • Motor control module preferably a variable resistor as a speed controller on.
  • it preferably has a triac switch on. In both cases there are no relays to control the fan motor more necessary, so that the control circuit simpler and therefore cheaper is to be produced. Relay switching noises by the user are also eliminated can be perceived as annoying, especially at lower fan speeds.
  • An extractor hood 1 has an electric cooker (not shown) mounted hood 2 with fan wheel 3 located therein and from ultrasonic transmitter 4 and receiver 5 existing sensor section 6. Ultrasonic transmitter 4 and Receivers 5 are connected to sensor electronics 7 and thus form a sensor unit 4, 5, 7, which in turn is connected to a control module 8.
  • This Control module 8 has a motor control module 9, to which the fan wheel 3 driving electric fan motor 10 is connected.
  • a control panel 11 is also connected, via which the extractor hood can be switched on and off (1/0), on automatic or manual Operation can be set (A / M) and in manual operation the Fan performance can be regulated via four levels (+/-). In automatic mode the control module 8 takes over the control of the speed of the fan motor. ever according to the prevailing cooking situation detected by the sensor electronics 7 will the. Speed of the fan motor 10 via the motor control module 9 quasi-continuously, d. that is, regulated in many (here 128) stages.
  • the fan power increasing in four stages is dependent from the increasing amount to the right of that detected in the sensor section 6 Steam applied.
  • the solid line 12 shows the course with increasing amount of steam, while the dashed line 13 the course represented with decreasing amount of steam.
  • the differences in the course The two lines that generate hysteresis windows in FIG. 2 serve to avoid them of switching oscillations in the threshold, i.e. H. Switching areas.
  • stepwise regulation of the fan power shown in FIG. 2 gives way significantly from a dotted ideal, linear course 14 and is therefore not advantageous for automatic operation. In manual operation, however
  • the step-by-step control has the advantage that the fan performance is limited Push button from minimal (i.e. off) to maximum (level 4) can.
  • the fan power is dependent on the top in many small stages the amount of steam increasing to the right. Also shows here the continuous line 12, the course with increasing amount of steam, while the dashed line 13 the course with decreasing amount of steam - and the dotted line 14 the ideal stepless, d. H. represents continuous progression. Due to the large number of power levels (128), one is continuous Very close and therefore extremely sensitive control of the process Fan power given. This control of the fan motor 10 is for automatic operation advantageous for the reasons mentioned above, while for the Manual operation unusable due to the many power levels that can be switched through would.
  • the time course of the motor current shown in FIG. 4 with pulse packet control for different power levels shows that in the case where full engine power is desired to apply all half-waves of the AC voltage to the motor become, while with a desired performance of 75% on average each fourth half-wave is blocked and at a desired output of 50% only half of the incoming half-waves are still applied to the motor.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Lüftermotors 10 einer Dunstabzugshaube 1 mit Sensoreinheit 4, 5, 7, Steuermodul 8 und Bedienfeld 11, bei welchem das Steuermodul 8 die Drehzahl des Motors 10 entsprechend einer von der Sensoreinheit 4, 5, 7 festgestellten Kochsituation einstellen kann, kann die Drehzahlsteuerung sowohl automatisch als auch manuell erfolgen, wobei die Schaltung zwischen automatischer und manueller Steuerung über das Bedienfeld 11 erfolgt und bei manueller Regelung die Drehzahl stufenweise eingestellt wird, während sie bei automatischer Regelung kontinuierlich oder quasikontinuierlich eingestellt wird. Eine Dunstabzugshaube 1 zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen elektrischen Lüftermotor 10, eine Sensoreinheit 4, 5, 7, ein Steuermodul 8 und ein Bedienfeld 11 auf, wobei das Steuermodul 8 über das Bedienfeld 11 zwischen manuellem und automatischem Betrieb umschaltbar ist und ein Motorregelungsmodul 9 aufweist, dass sowohl zur stufenweisen als auch zur kontinuierlichen bzw. quasikontinuierlichen Regelung der Drehzahl des Lüftermotors 10 geeignet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Lüftermotors einer Dunstabzugshaube nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Dunstabzugshaube zur Durchführung dieses Verfahrens.
Lüftermotoren von Dunstabzugshauben für Küchenherde sind in ihrer Drehzahl stufenweise einstellbar, damit der durch sie erzeugte Sog über der Herdplatte einfach und schnell der jeweils vorherrschenden Kochsituation angepasst werden kann. Diese stufenweise Steuerung kann manuell durch die benutzende Person vorgenommen werden. Bei Dunstabzugshauben mit einer Sensoreinheit zur Erfassung der jeweiligen Kochsituation (z. B. Ultraschall-Sensorstrecke oder Thermofühler) kann die Drehzahlsteuerung des Lüftermotors auch automatisch erfolgen.
Die stufenweise Schaltung der Drehzahl des Lüftermotors erfolgt mittels mehrerer Relais, welche jeweils verschiedene Wicklungsanschlüsse des Lüftermotors an die Motorbetriebsspannung anschließen.
Bei einer stufenweisen Drehzahlregelung ist nachteilig, dass zwischen Lüfterstufen mit verhältnismäßig großen Drehzahl- und Leistungsunterschieden umgeschaltet wird, wodurch eine feinfühlige Anpassung an eine geänderte Kochsituation nicht möglich ist.
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine Dunstabzugshaube zur Durchführung dieses Verfahrens vorzuschlagen, bei welchen die genannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Dunstabzugshaube mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Tatsache, dass die Steuerung der Motorendrehzahl sowohl automatisch als auch manuell erfolgen kann, wobei bei manueller Steuerung eine stufenweise Drehzahlregelung und bei automatischer Steuerung eine kontinuierliche bzw. quasikontinuierliche Drehzahlregelung erfolgt, hat den Vorteil, dass im Automatikbetrieb eine feinfühlige Nachführung und Anpassung der Lüfterleistung bei einer Änderung der vorherrschenden Kochsituation ohne störendes Schalten zwischen Lüfterstufen mit verhältnismäßig großen Leistungsunterschieden erfolgt, bei manuellem Betrieb dagegen eine einfache und unkomplizierte Bedienung der Dunstabzugshaube möglich ist, mit welcher trotzdem der gesamte Leistungsbereich des Lüftermotors einfach und schnell angesteuert werden kann.
Die stufenweise manuelle Drehzahlregelung erfolgt in zwei bis zehn, vorzugsweise in drei bis fünf Stufen. Die kontinuierliche automatische Drehzahlregelung erfolgt stufenlos, die quasikontinuierliche automatische Drehzahlregelung erfolgt in mehr als zehn, vorzugsweise in mehr als fünfzig, insbesondere in 128 bis 256 Stufen. Bei einer quasikontinuierlichen Drehzahlregelung mit über einhundertachtundzwanzig Stufen ist ein Unterschied zu einer kontinuierlichen Drehzahlregelung nicht mehr wahrnehmbar.
Die Drehzahl des Lüftermotors kann analog oder auch digital geregelt werden, wobei die digitale Drehzahlregelung vorzugsweise mittels Phasenanschnittsverfahren oder Pulspaketsteuerung erfolgt. Alle diese Verfahren haben den Vorteil, dass am Lüftermotor nicht mehr mehrere Wicklungsanschlüsse erforderlich sind, sondern eine einzige Wicklung ausreicht, was Herstellungsaufwand und Kosten spart.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem den Lüftermotor ansteuernden Steuermodul eine Software implementiert ist, mittels welcher einem bestimmten Signal der die jeweils vorherrschende Kochsituation detektierenden Sensoreinheit eine bestimmte Leistung des Lüftermotors zugeordnet wird, so dass diese Leistung den Anforderungen an die Dunstabzugshaube angepasst werden kann. Dies gilt auch für den Einsatz mit verschiedenen Küchenherdtypen oder in unterschiedlichen Einbausituationen. Auf diese Art und Weise kann ein und dieselbe Dunstabzugshaubensteuerung in verschiedenen Dunstabzugshaubentypen, mit unterschiedlichen Küchenherden und in verschiedenen Einbausituationen verwendet werden, indem die im Steuermodul implementierte Software entsprechend geändert wird.
Das Steuermodul, welches über das Bedienfeld der Dunstabzugshaube zwischen manuellem und automatischen Betrieb umschaltbar ist, weist ein Motorregelungsmodul auf, welches sowohl zur stufenweisen als auch zur kontinuierlichen bzw. quasikontinuierlichen Regelung der Drehzahl des Lüftermotors geeignet ist und analog oder digital ausgeführt sein kann. In analoger Ausführung weist das Motorregelungsmodul vorzugsweise einen veränderlichen Widerstand als Drehzahlregler auf. In digitaler Ausführungsform weist es bevorzugt einen Triac-Schalter auf. In beiden Fällen sind zur Ansteuerung des Lüftermotors keine Relais mehr notwendig, so dass die Ansteuerschaltung einfacher und damit kostengünstiger herzustellen ist. Auch entfallen Relaisschaltgeräusche, die vom Benutzer gerade in niedrigeren Lüfterstufen als störend empfunden werden können.
Anhand der Zeichnungen wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen
  • Figur 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Ansteuerung des Lüftermotors einer Dunstabzugshaube,
  • Figur 2 die Funktion zwischen eingestellter Lüfterleistung und gemessener Kochsituation bei stufenweiser Drehzahlregelung des Lüftermotors,
  • Figur 3 die Funktion zwischen eingestellter Lüfterleistung und gemessener Kochsituation bei quasikontinuierlicher Drehzahlregelung des Lüftermotors und
  • Figur 4 den zeitlichen Verlauf des Motorstroms bei Regelung der Lüfterleistung mittels Pulspaketsteuerung.
    • Eine Dunstabzugshaube 1 weist eine über einem (nicht gezeigten) Elektroherd montierte Haube 2 mit darin befindlichem Lüfterrad 3 und aus Ultraschallsender 4 und -empfänger 5 bestehender Sensorstrecke 6 auf. Ultraschallsender 4 und -empfänger 5 sind mit einer Sensorelektronik 7 verbunden und bilden so eine Sensoreinheit 4, 5, 7, welche wiederum mit einem Steuermodul 8 verbunden ist. Dieses Steuermodul 8 weist ein Motorregelungsmodul 9 auf, an welches ein das Lüfterrad 3 antreibender elektrischer Lüftermotor 10 angeschlossen ist. An das Steuermodul 8 ist weiterhin ein Bedienfeld 11 angeschlossen, über welches die Dunstabzugshaube ein- und ausgeschaltet werden kann (1/0), auf Automatik- oder manuellen Betrieb eingestellt werden kann (A/M) und im manuellem Betrieb die Lüfterleistung über vier Stufen geregelt werden kann (+/-). Im Automatikbetrieb übernimmt das Steuermodul 8 die Steuerung der Drehzahl des Lüftermotors. Je nach der von der Sensorelektronik 7 detektierten vorherrschenden Kochsituation wird die. Drehzahl des Lüftermotors 10 über das Motorregelungsmodul 9 quasikontinuierlich, d. h., in vielen (hier 128) Stufen geregelt.
    In Figur 2 ist die nach oben in vier Stufen zunehmende Lüfterleistung in Abhängigkeit von der nach rechts zunehmenden Menge von in der Sensorstrecke 6 detektiertem Dampf aufgetragen. Dabei zeigt die durchgezogene Linie 12 den Verlauf bei zunehmender Dampfmenge, während die gestrichelte Linie 13 den Verlauf bei abnehmender Dampfmenge repräsentiert. Die Unterschiede im Verlauf der beiden Linien, die in Figur 2 Hysteresefenster erzeugen, dienen der Vermeidung von Schaltoszillationen in den Schwellenwert-, d. h. Umschaltbereichen.
    Die in Figur 2 gezeigte stufenweise Regelung der Lüfterleistung weicht signifikant von einem punktiert gezeichneten idealen, linearen Verlauf 14 ab und ist daher für einen Automatikbetrieb nicht vorteilhaft. Im manuellen Betrieb allerdings weist die stufenweise Steuerung den Vorteil auf, dass die Lüfterleistung mit wenigen Knopfdrücken von minimal (d. h. aus) auf maximal (Stufe 4) eingestellt werden kann.
    In Figur 3 ist nach oben in vielen kleinen Stufen die Lüfterleistung in Abhängigkeit der nach rechts zunehmenden Menge an Dampf aufgetragen. Auch hier zeigt die durchgehende Linie 12 den Verlauf bei zunehmender Dampfmenge, während die gestrichelte Linie 13 den Verlauf bei abnehmender Dampfmenge-und die punktierte Linie 14 den idealen stufenlosen, d. h. kontinuierlichen Verlauf repräsentiert. Durch die Vielzahl an Leistungsstufen (128) ist eine dem kontinuierlichen Verlauf sehr nahe kommende und damit äußerst feinfühlige Regelung der Lüfterleistung gegeben. Diese Ansteuerung des Lüftermotors 10 ist für den Automatikbetrieb aus den oben erwähnten Gründen vorteilhaft, während sie für den manuellen Betrieb aufgrund der vielen durchzuschaltenden Leistungsstufen unbrauchbar wäre.
    Der in Figur 4 gezeigte zeitliche Verlauf des Motorstroms bei Pulspaketsteuerung für verschiedene Leistungsstufen zeigt, dass in dem Fall, in dem volle Motorleistung gewünscht ist, alle Halbwellen der Wechselspannung an den Motor angelegt werden, während bei einer gewünschten Leistung von 75 % durchschnittlich jede vierte Halbwelle geblockt wird und bei einer gewünschten Leistung von 50 % nur noch die Hälfte der ankommenden Halbwellen an den Motor angelegt werden.

    Claims (10)

    1. Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Lüftermotors (10) einer Dunstabzugshaube (1) mit Sensoreinheit (4, 5, 7), Steuermodul (8) und Bedienfeld (11), bei welchem das Steuermodul (8) die Drehzahl des Motors (10) entsprechend einer von der Sensoreinheit (4, 5, 7) festgestellten Kochsituation einstellen kann,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlsteuerung sowohl automatisch als auch manuell erfolgen kann, wobei die Umschaltung zwischen automatischer und manueller Steuerung über das Bedienfeld (11) erfolgt und bei manueller Regelung die Drehzahl stufenweise eingestellt wird, während sie bei automatischer Regelung kontinuierlich oder quasikontinuierlich eingestellt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass die stufenweise manuelle Drehzahlregelung in zwei bis zehn, vorzugsweise in drei bis fünf Stufen erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass die quasikontinuierliche automatische Drehzahlregelung in mehr als 10, vorzugsweise in mehr als 50, insbesondere in 128 bis 256 Stufen erfolgt.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl des Lüftermotors (10) analog oder digital geregelt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Drehzahlregelung mittels Phasenanschnittsverfahren oder Pulspaketsteuerung (PPS) erfolgt.
    6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Lüftermotors (10) vorzugsweise mittels im Steuermodul (8) implementierter Software an die Anforderungen an die Dunstabzugshaube (1) angepasst wird.
    7. Dunstabzugshaube (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, dass sie einen elektrischen Lüftermotor (10), eine Sensoreinheit (4, 5, 7), ein Steuermodul (8) und ein Bedienfeld (11) aufweist, wobei das Steuermodul (8) über das Bedienfeld (11) zwischen manuellem und automatischem Betrieb umschaltbar ist und ein Motorregelungsmodul (9) aufweist, das sowohl zur stufenweisen als auch zur kontinuierlichen bzw. quasikontinuierlichen Regelung der Drehzahl des Lüftermotors (10) geeignet ist.
    8. Dunstabzugshaube nach Anspruch 7,
      dadurch gekennzeichnet, dass das Motorregelungsmodul (9) analog oder digital ausgeführt ist.
    9. Dunstabzugshaube nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass das analog ausgeführte Motorregelungsmodul (9) einen veränderlichen Widerstand als Regler aufweist.
    10. Dunstabzugshaube nach Anspruch 8,
      dadurch gekennzeichnet, dass das digital ausgeführte Motorregelungsmodul (9) einen Triac-Schalter aufweist.
    EP03001852A 2002-01-31 2003-01-29 Steuerung eines elektrischen Lüftermotors einer Dunstabzugshaube Withdrawn EP1333231A3 (de)

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    DE2002103679 DE10203679A1 (de) 2002-01-31 2002-01-31 Steuerung eines elektrischen Lüftermotors einer Dunstabzugshaube
    DE10203679 2002-01-31

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    EP1333231A2 true EP1333231A2 (de) 2003-08-06
    EP1333231A3 EP1333231A3 (de) 2005-06-01

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