(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 16/4 EP B1 (13) (1) T3 Int.Cl. D06F 37/ (06.01) D06F 33/02 (06.01) H02P 6/ (16.01) H02P 6/24 (06.01) H02P 27/06 (06.01) D06F 8/28 (06.01) D06F 8/08 (06.01) (4) Tytuł wynalazku: Urządzenie gospodarstwa domowego, w szczególności suszarka do prania, z bezszczotkowym silnikiem prądu stałego, i sposób eksploatacji bezszczotkowego silnika prądu stałego w urządzeniu gospodarstwa domowego () Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono:.12.1 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 1/3 (4) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 17/03 (73) Uprawniony z patentu: BSH Hausgeräte GmbH, München, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 SEBASTIAN BAUER, Berlin, DE HEIKO JAHNKE, Panketal, DE UWE-JENS KRAUSCH, Brieselang, DE ULRICH NEHRING, Berlin, DE GUIDO SATTLER, Falkensee, DE MARCUS SIMON, Falkensee, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Ewa Balińska POLSERVICE KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH SP. Z O.O. ul. Bluszczańska Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 83P3926PL00 EP B1 Opis 1 2 [0001] Wynalazek dotyczy sprzętu gospodarstwa domowego, zwłaszcza suszarki do prania, z wykonanym jako silnik bezszczotkowy prądu stałego, silnikiem napędowym do napędzania ruchomych części urządzenia gospodarstwa domowego. Silnik napędowy jest zasilany za pośrednictwem inwertera, który zawiera układ sterowania silnika napędowego, który jest przystosowany do sterowania prędkością obrotową silnika, przy czym inwerter jest używany w co najmniej dwóch trybach pracy, które różnią się wzajemnie w odniesieniu do regulacji prędkości obrotowej. Urządzenie gospodarstwa domowego zawiera również elektryczny obwód pośredni z co najmniej jednym zasobnikiem energii elektrycznej do zapewniania elektrycznego napięcia zasilania dla jednostki sterującej silnika. Centralny sterownik bądź zespół sterowania służy do kontrolowania procesów roboczych urządzenia gospodarstwa domowego, i może dołączać co najmniej jeden zasobnik energii do źródła napięcia oraz na powrót go odłączać od źródła napięcia zasilania. Wynalazek dotyczy również odpowiedniego sposobu. [0002] W niniejszym przypadku przedmiotem zainteresowania jest w szczególności suszarka do bielizny bądź sztuk prania, w której do napędzania bębna, jako silnik napędowy jest wykorzystywany bezszczotkowy silnik prądu stałego (BLDC) bądź maszyna synchroniczna. Stosowanie takiego urządzenia w suszarce do bielizny jest w stanie techniki znane. Prędkość obrotowa bezszczotkowego silnika prądu stałego może być sterowana znanym sposobem za pomocą inwertera, który zawiera z jednej strony falownik, a z drugiej strony, jednostkę sterującą silnika. Falownik wytwarza przemienne napięcie elektryczne z napięcia obwodu pośredniego napięcia

3 stałego i jest sterowany przez jednostkę sterującą silnika. Sterowanie prędkością obrotową silnika napędowego odbywa się przez ustawianie odpowiedniej częstotliwości przełączania falownika. [0003] W przypadku suszarek do bielizny, dodatkowo poza jednostką sterującą silnika zwykle stosowane jest także centralne elektroniczne urządzenie sterujące, które steruje procesem suszenia. To centralne urządzenie sterujące może aktywować i na powrót dezaktywować inwerter, przy czym elektryczny obwód pośredni jest łączony za pomocą odpowiedniego przełącznika z prostownikiem (źródłem napięcia), bądź odłączany od niego. Kiedy obwód pośredni jest połączony z prostownikiem, do kondensatora elektrycznego dołączone jest napięcie prądu stałego, które służy do zasilania energią elektryczną inwertera, i w szczególności jednostki sterującej silnika. Kiedy połączenie z prostownikiem zostaje na powrót przerwane, spada napięcie w obwodzie pośrednim i inwerter zostaje pozbawiony napięcia. Zatem centralne urządzenie sterujące decyduje o momencie, określa moment czasowy, w którym jest aktywowany inwerter, a więc i silnik napędowy. [0004] Stosowanie bezszczotkowego silnika prądu stałego w połączeniu z inwerterem daje możliwość w zasadzie dowolnej regulacji prędkości obrotowej silnika napędowego. W celu zrealizowania tej możliwości sterowania przez centralne urządzenie sterujące, według stanu techniki, niezbędna jest szyna komunikacyjna pomiędzy z jednej strony centralnym urządzeniem sterującym i z drugiej strony jednostką sterującą silnika. Jednakże taka szyna komunikacyjna nie jest dostępna we wszystkich urządzeniach gospodarstwa domowego oraz wymaga dodatkowych nakładów związanych ze

4 stosowanymi elementami konstrukcyjnymi i implementacją, a zatem wiąże się z pewnymi wadami w zakresie kosztów. [000] Dokument DE A1 zawiera opis suszarki do bielizny z, wykonanym jako bezszczotkowy silnik prądu stałego, silnikiem napędowym, który może być obsługiwany przez jednostkę sterującą silnika w różnych trybach pracy z różnymi prędkościami obrotowymi. Silnik napędowy jest napędzany przez inwerter z kondensatorem obwodu pośredniego. [0006] Dokument DE C1 dotyczy układu elektronicznego do odpowiedniego selektywnego uruchamiania bądź sterowania odbiorników prądu przemiennego 2V przez wyłącznik oświetleniowy w sterowanym przewodzie rozdzielczym. [0007] W dokumencie DE opisany jest pilot zdalnego sterowania na przykład przełączników lub urządzeń wielotaryfowych, w którym, przez oddziaływanie na napięcie w służącej do przenoszenia poleceń sieci trójfazowej, przez krótkotrwałe dołączanie obciążeń jednofazowych, zwłaszcza o charakterze czysto indukcyjnym, na których w sieciach zasilających wysokiego lub niskiego napięcia, jest generowana asymetria napięcia trójfazowego doprowadzanego do dołączonych zasilanych odbiorników. [0008] Zadaniem niniejszego wynalazku jest opracowanie rozwiązania, które podobnie, jak w przypadku urządzeń gospodarstwa domowego wspomnianego na wstępie rodzaju, umożliwiają eksploatację inwerterów bądź falowników w co najmniej dwóch trybach pracy, różniących się od siebie wzajemnie w odniesieniu do sterowania prędkości obrotowej, a także mogą być używane, kiedy nie ma szyny komunikacjnej między centralnym urządzeniem sterującym a jednostką sterującą silnika.

5 [0009] Zadanie to według niniejszego wynalazku jest rozwiązane za pomocą urządzenia gospodarstwa domowego oraz sposobu, o cechach odpowiednich niezależnych zastrzeżeń patentowych. Korzystne przykłady wykonania wynalazku są przedmiotem zastrzeżeń zależnych, opisu i figur rysunków. [00] Urządzenie gospodarstwa domowego według wynalazku, w szczególności suszarka do prania bądź pranej bielizny, zawiera silnik napędowy do napędzania ruchomych części urządzenia gospodarstwa domowego, ukształtowany jako silnik bezszczotkowy prądu stałego. Urządzenie gospodarstwa domowego zawiera również inwertor do sterowania silnikiem napędowym, przy czym inwertor zawiera jednostkę sterującą silnika (na przykład mikrokontroler lub mikrosterownik) do regulacji prędkości obrotowej silnika napędowego, dostosowaną do pracy w co najmniej dwóch trybach pracy, które różnią się wzajemnie w odniesieniu do sterownia prędkością obrotową siebie. Urządzenie gospodarstwa domowego zawiera również pośredni obwód elektryczny z co najmniej jednym zasobnikiem (magazynem) energii elektrycznej (na przykład, kondensatorem obwodu pośredniego) dostarczającym elektrycznego napięcia zasilania dla jednostki sterującej silnika. Ponadto, urządzenie gospodarstwa domowego zawiera elektroniczny centralny zespół sterujący (na przykład cyfrowy procesor sygnałowy i/lub mikrokontroler/mikrosterownik) do sterowania procesów operacyjnych urządzenia gospodarstwa domowego. Zespół sterujący przystosowany jest do dołączania co najmniej jednego urządzenia magazynującego energię (zasobnika energii) do źródła napięcia i odłączania go z powrotem od tego źródła napięcia. Według wynalazku przewidziano, że jednostka sterująca silnika wykrywa odłączenie zasobnika energii od źródła napięcia, i dołączenie zasobnika

6 energii czyli urządzenia magazynującego energię do źródła napięcia, i po wykryciu dołączenia do wybierania jednego z co najmniej dwóch trybów pracy dla następnego działania inwertera w zależności od tego, czy dołączenie następuje w czasie trwania, czy po upływie z góry określonego odstępu czasu od odłączenia. [0011] Podczas gdy według stan techniki, transmisja poleceń sterujących z centralnego urządzenia sterującego (sterownika) do jednostki sterowania silnikiem odbywa się za pomocą specjalnie dla tego celu przeznaczonej magistrali komunikacyjnej bądź szyny komunikacyjnej, w urządzeniu gospodarstwa domowego według niniejszego wynalazku można zrezygnować z tego rodzaju magistrali komunikacyjnej, a przełączanie inwertera pomiędzy różnymi trybami pracy jest możliwe z wykorzystaniem już istniejących elementów składowych. Wynalazek wykorzystuje korzystny fakt, że po odłączeniu pośredniego obwodu elektrycznego od źródła napięcia, urządzenie magazynujące energię elektryczną nie ulega rozładowaniu natychmiast, a zatem inwerter nie zostaje natychmiast pozbawiony napięcia, bądź prądu, ponieważ energia elektryczna jest przechowywana w urządzeniu do magazynowania energii tj. zasobniku energii, i również po odłączeniu obwodu pośredniego od źródła napięcia, jest dostępny pewien okres czasu dla zasilania jednostki sterowania silnika. W tym czasie, funkcja jednostki sterującej silnika jest jeszcze dalej zachowana, a dopiero po rozładowaniu zasobnika energii w obwodzie pośrednim, jednostka sterowania silnikiem traci przechowywane w niej informacje. Centralna jednostka sterująca może zatem przekazywać informacje o prędkości obrotowej, bądź prędkości obrotowej zadanej, przy czym w sposób celowy jest wybierany moment czasowy, w którym obwód pośredni jest ponownie dołączany do źródła napięcia, i ponownie

7 zasilany jest zasobnik energii napięciem elektrycznym. Może to wykrywać jednostka sterująca silnika, i w zależności od tego momentu czasowego wybierać jeden z trybów pracy. Nie jest więc konieczne stosowanie dodatkowej magistrali komunikacyjnej bądź szyny komunikacyjnej między centralnym urządzeniem sterującym z jednej strony, a jednostką sterowania silnikiem z drugiej strony, ze związanymi z tym wadami z punktu widzenia kosztów i dodatkowych elementów konstrukcyjnych. [0012] Przy tym, w szczególności, występuje rozróżnienie między gorącym ruchem (startem), a rozruchem zimnym jednostki sterującej silnika: jak wspomniano powyżej, jednostka sterująca silnika po odłączeniu urządzenia do magazynowania energii tj. zasobnika energii od źródła napięcia nie jest natychmiast pozbawiana napięcia, ponieważ energia elektryczna jest przechowywana w urządzeniu do magazynowania energii, tak że w tym czasie jednostka sterowania silnika jest jeszcze aktywna, i dopiero po rozładowania zasobnika energii traci przechowywane informacje. Jeżeli zasobnik energii zostaje ponownie połączony ze źródłem napięcia zanim się rozładuje, to następuje gorący rozruch lub start ; natomiast przez "zimny rozruch lub start", rozumie się nowe uruchomienie po całkowitej utracie informacji, przy czym w takim przypadku jednostka sterująca silnika w szczególności wykonuje reset. Te dwa stany jednostki sterującej silnika mogą być teraz wykorzystywane do rozróżnienia między różnymi trybami pracy w późniejszej eksploatacji silnika napędowego. Z góry zadawany przedział czasu może zatem w zasadzie odpowiadać okresowi czasu, w którym po odłączeniu zasobnika energii od źródła napięcia, jednostka sterowania silnika może być zasilana napięciem zasilającym zasobnika energii. Tak więc, pierwszy tryb działania dla silnika napędowego może być

8 wybrany na przykład wtedy, kiedy jednostka sterująca silnika była całkowicie pozbawiona napięcia, i tym samym przeszła zimny rozruch lub start. Natomiast drugi tryb pracy może być wybrany, gdy inwerter nie został całkowicie odłączony od zasilania, i jednostka sterująca silnika w ten sposób przeszła gorący rozruch lub start. W ten sposób, centralne urządzenie sterujące może wybrać tryb pracy inwertera bez większej komplikacji, przez odpowiednią realizację startu rozruchu zimnego lub gorącego jednostki sterującej silnika. [0013] W zasadzie można zapewnić, że jednostka sterująca silnika w prosty sposób sprawdza, czy reset został wykonany czy nie. Jeżeli reset został wykonany, to można wybrać pierwszy tryb pracy. Jeżeli natomiast reset nie został wykonany, to można wybrać drugi tryb pracy. [0014] Jednak czas rozładowania zasobnika energii może zmieniać się w trakcie pracy urządzenia gospodarstwa domowego, mianowicie w zależności od ilości energii zużywanej podczas wyłączania silnika napędowego. To z kolei zależy od różnych parametrów, w szczególności od obciążenia bębna na pranie i prędkości, przy której jest hamowany silnik napędowy. Na czas rozładowywania zasobnika energii mogą mieć również wpływ tolerancje elementów konstrukcyjnych. Dla umożliwienia jasnego określenia trybu pracy przez centralne urządzenie sterujące, bądź wyraźnego rozróżnienia między gorącym i zimnym rozruchem/startem, w jednym z przykładów wykonania stosowane jest rozwiązanie polegające na tym, że jeśli włączenie odbywa się po upływie określonego z góry przedziału czasu od odłączenia, w którym jednostka sterowania silnikiem pozostawała w stanie bezprądowym, to jest wybierany pierwszy tryb pracy, a jeśli włączenie odbywa się podczas tego określonego z góry przedziału czasu od odłączenia, a zatem, kiedy nie nastąpił reset,

9 to jest wybierany jeden z trybów pracy, w zależności od wartości licznika, która jest implementowana w jednostce sterującej silnika. [001] Ogólnie rzecz biorąc, w jednostce sterującej silnika może być implementowana wartość licznika, za pomocą której jest wykrywany czas od odłączenia urządzenia magazynującego energię od źródła napięcia. Następnie jednostka sterowania silnika może wybrać jeden z co najmniej dwóch trybów pracy do późniejszego działania inwertera, w zależności od tego, czy wartość licznika przy łączeniu urządzenia do magazynowania energii ze źródłem napięcia jest mniejsza, czy większa, niż ustalona z góry bądź zadana wartość graniczna. Jeżeli po odłączeniu zasobnika energii od źródła napięcia, ten zasobnik energii nie jest jeszcze rozładowany całkowicie, a zatem jednostka sterująca silnikiem jest w dalszym ciągu zasilana energią elektryczną, to wybór trybu pracy odbywa się w zależności od wartości licznika, przy czym decydujące znaczenie ma wartość licznika w chwili ponownego dołączenia zasobnika energii bądź urządzenia magazynującego energię do źródła napięcia. Jeżeli wartość licznika jest większa niż wspomniana wartość progowa, to może być wybrany pierwszy tryb pracy, który jest przyporządkowany do zimnego startu. Jeżeli wartość licznika jest niższa od wartości granicznej, to może być wybrany drugi tryb pracy, przyporządkowany do startu bądź rozruchu ciepłego. Za pomocą wspomnianej wartości progowej jest więc praktycznie, innymi słowy, zdefiniowany czas, w którym zasobnik energii może być rozładowany najwcześniej, a więc najwcześniej jednostka sterująca silnika pozostaje bez prądu. Wartość graniczna jest, korzystnie, ustawiona tak, że odpowiada minimalnej możliwej prędkości rozładowania lub jest nieco mniejsza niż minimalny czas rozładowania, który jest wymagany w

10 najgorszym przypadku do rozładowania zasobnika energii. Zapewnia to, że wartość graniczna oznacza zawsze moment przed czasem, w którym zasobnik energii jest rzeczywiście rozładowany, i układ sterowania silnikiem nie jest zasilany. Możliwe jest zatem wyraźne rozróżnienie między co najmniej dwoma trybami pracy. [0016] Implementacja wspomnianej wartości licznika umożliwia również na przykład następujące rozwiązanie: stosowanie w sumie co najmniej trzech trybów pracy, które różnią się między sobą w odniesieniu do sterowania prędkością obrotową. Poniżej wspomnianej wartości granicznej można zdefiniować wtedy co najmniej dwa przedziały czasowe. Jeśli podczas dołączania zasobnika energii do źródła napięcia, wartość licznika jest mniejsza od wartości granicznej, to może być wybrany jeden z trybów działania inwertera, w zależności od tego, w którym z tych co najmniej dwóch przedziałów czasowych, znajduje się wartość licznika odpowiadająca dołączaniu zasobnika energii do źródła napięcia. Cały przedział czasu poniżej wartości granicznej można w zasadzie podzielić na dowolną liczbę przedziałów czasowych, tak że może być implementowana w zasadzie dowolna liczba najróżniejszych trybów działania. Ma to szczególne zalety z punktu widzenia techniki procesów i pielęgnacji pranej bielizny, ponieważ mogą być udostępniane różne programy operacyjne, w szczególności różne programy suszenia, opracowywane z przeznaczeniem specjalnie dla różnych rodzajów pranej bielizny bądź pranych rzeczy, i różniących się przebiegiem prędkości obrotowej silnika napędowego. Jest również możliwe stosowanie różnych wartości prędkości obrotowej w pojedynczym programie operacyjnym. [0017] W jednym z przykładów wykonania, może być stosowane rozwiązanie polegające na tym, że co najmniej

11 dwa tryby pracy obejmują co najmniej pierwszy tryb pracy, w którym silnik napędowy pracuje z pierwszą prędkością obrotową, oraz drugi tryb pracy, w którym silnik napędowy pracuje z wyższą, drugą prędkością obrotową. Tak więc, prędkość silnika podczas pracy urządzenia gospodarstwa domowego może być regulowana na dwie różniące się wzajemnie wartości prędkości obrotowej. Jeżeli jest aktywowany tylko jeden z trybów pracy, to prędkość obrotowa w tym trybie pracy jest regulowana, korzystnie, na wartość stałą. [0018] Okazuje się korzystne, jeśli jako pierwszy wybiera się tryb pracy o niższej prędkości obrotowej, jeśli łączenie zasobnika energii ze źródłem napięcia odbywa się po upływie określonego z góry okresu czasu po odłączeniu (to znaczy jako zimny start bądź rozruch). Zatem przy uruchamianiu urządzenia gospodarstwa domowego, a tym samym przy pierwszej aktywacji jednostki sterującej silnika, zawsze następuje wybranie pierwszego trybu działania i ustawienie w ten sposób mniejszej prędkości obrotowej. W przypadku suszarki jest to korzystne, zwłaszcza w odniesieniu do techniki procesów, ponieważ w tym czasie wilgotność pranej bielizny jest maksymalna i przy małej prędkości obrotowej może być zapewnione szybkie ogrzewanie sztuk prania. Prędkość obrotowa silnika napędowego może być w trakcie trwania procesu suszenia dopasowywana do aktualnego stopnia wysuszenia sztuk prania, bądź może się odbywać przełączanie między różnymi trybami pracy inwertera w zależności od aktualnego stopnia wysuszenia sztuk prania (pranej bielizny). [0019] Tak więc, w jednym z przykładów wykonania można stosować rozwiązanie polegające na tym, że centralne urządzenie sterujące mierzy rzeczywisty stopień wysuszenia sztuk prania, oraz dokonuje przełączania z

12 pierwszego trybu pracy na drugi tryb pracy, w zależności od stopnia wysuszenia, zwłaszcza mianowicie, kiedy stopień wysuszenia osiąga wcześniej ustaloną, zadaną wartość progową. Pozwala to na oszczędne traktowanie sztuk prania. [00] Te co najmniej dwa tryby pracy, mogą się różnić od siebie, korzystnie, stromością, bądź nachyleniem charakterystyki zwiększania/zmniejszania prędkości silnika napędowego. Przy tym uzyskuje się również zalety w zakresie technologii procesowej. [0021] Korzystne jest, jeśli silnik napędowy jest sprzężony - na przykład za pomocą paska - z bębnem na pranie i jest przystosowany do napędzania bębna piorącego. [0022] Sposób według wynalazku służy do sterowania ukształtowanego jako bezszczotkowy silnik prądu stałego silnika napędowego, za pomocą którego jest napędzany ruchomy element urządzenia gospodarstwa domowego, w szczególności suszarki do pranej bielizny, przy czym silnik napędowy jest sterowany za pośrednictwem inwertera, i prędkość obrotowa silnika napędowego jest sterowana przez jednostkę sterującą silnika należącą do inwertera, przy czym jednostka sterująca silnika pracuje w co najmniej dwóch trybach pracy, które różnią się od siebie nawzajem w odniesieniu do sterowania prędkością obrotową, przy czym za pomocą co najmniej jednego elektrycznego zasobnika energii, jest zapewniane elektryczne napięcie zasilające dla jednostki sterującej silnika, i za pośrednictwem centralnego urządzenia sterującego co najmniej jeden zasobnik energii jest łączony ze źródłem napięcia i ponownie jest od niego odłączany. Jednostka sterująca silnika wykrywa odłączenie zasobnika energii oraz dołączenie zasobnika energii do źródła napięcia, i po wykryciu dołączenia wybiera jeden

13 ze wspomnianych co najmniej dwóch trybów pracy dla późniejszego działania inwertera w zależności od tego, czy dołączenie następuje w trakcie określonego przedziału czasu (interwału) po odłączeniu, czy po upływie tego okresu lub przedziału czasu. [0023] Rozwiązania proponowane w odniesieniu do korzystnych przykładów wykonania urządzenia gospodarstwa domowego według wynalazku i ich zalety, odnoszą się odpowiednio do sposobu według wynalazku. [0024] Dalsze cechy wynalazku wynikają z zastrzeżeń, rysunków oraz opisu figur rysunków. Wszystkie wymienione powyżej w opisie cechy i kombinacje tych cech oraz cechy i kombinacje cech wymienione poniżej w opisie figur rysunków i/lub pokazane na samych rysunkach mogą być wykorzystywane nie tylko w danej przedstawionej kombinacji, ale również w innych kombinacjach, lub samodzielnie. [002] Wynalazek poniżej jest opisany bardziej szczegółowo na podstawie korzystnego przykładu wykonania i z odniesieniem do załączonych rysunków. [0026] Na rysunkach: Fig. 1 przedstawia schematycznie schemat blokowy urządzenia gospodarstwa domowego według pierwszego przykładu wykonania wynalazku. 2 Fig. 2 przedstawia schematycznie schemat blokowy urządzenia gospodarstwa domowego według drugiego przykładu wykonania wynalazku. Fig. 3 przedstawia przebiegi czasowe, na podstawie których objaśniono dokładniej sposób według przykładu wykonania wynalazku. [0027] Przedstawionym schematycznie na fig. 1 urządzeniem 1 gospodarstwa domowego jest w przykładzie

14 wykonania suszarka do bielizny. Ruchomym elementem usytuowanym wewnątrz urządzenia 1 gospodarstwa domowego jest bęben 2 na pranie, który służy do pomieszczenia sztuk prania 3. Bęben 2 na pranie jest napędzany przez silnik napędowy 4, który jest wykonany jako bezszczotkowy silnik prądu stałego BLDC. Silnik napędowy 4 jest z kolei sterowany przez inwerter, który zawiera falownik 6 i jednostkę sterującą 7 silnika. Jednostka sterująca 7 silnika steruje przy tym przełącznikami elektrycznymi falownika 6, i w ten sposób może sterować prędkością obrotową silnika napędowego 4. [0028] Falownik 6 generuje elektryczne napięcia przemienne dla przewodów fazowych silnika napędowego 4. Silnik napędowy 4 może zawierać, na przykład, trzy przewody fazowe, a zatem być wykonany jako trójfazowy. Napięcia prądu przemiennego są wyprowadzane ze stałego napięcia UZ obwodu pośredniego, które występuje na kondensatorze 8 obwodu pośredniego, jako zasobniku energii, mianowicie pomiędzy węzłem 9 układu z jednej strony i elektrycznym potencjałem odniesienia (masą) z drugiej strony. Energią elektryczną z kondensatora 8 obwodu pośredniego jest zasilana również jednostka sterująca 7 silnika, która w tym celu jest dołączona do kondensatora 8 obwodu pośredniego, na przykład, poprzez dzielnik napięcia, który jest utworzony z dwóch lub większej liczby rezystorów 11, 12. Jednostka sterująca 7 silnika jest zasilana napięciem zasilającym UV z obwodu pośredniego, którego wartość jest niższa niż napięcie stałe UZ obwodu pośredniego. [0029] Kondensator 8 obwodu pośredniego stanowi część elektrycznego obwodu pośredniego 13, który może być łączony za pomocą zespołu przełączającego 14, w postaci co najmniej jednego przełącznika elektrycznego, ze źródłem napięcia 1, które z kolei jest podłączone do

15 zacisków sieciowych 16, 17. Między zaciskami sieciowymi 16, 17 występuje napięcie UN sieci, na przykład napięcie przemienne 2 V. Źródło napięciowe 1 może zawierać na przykład filtr sieciowy, prostownik i/lub blok sieciowy który z napięcia sieciowego UN generuje napięcie wyprostowane. [00] W celu kontroli procesu suszenia, urządzenie 1 gospodarstwa domowego jest wyposażone w centralne elektroniczne urządzenie sterujące 18, które steruje między innymi urządzeniem przełączającym 14. Oznacza to, że za pomocą centralnego urządzenia sterującego 18 obwód pośredni 13 może być łączony ze źródłem 1 napięcia, i na powrót od niego odłączany. Jednostka sterująca 7 silnika wykonuje przy tym tylko zadanie regulacji prędkości obrotowej silnika napędowego 4 na zadaną wartość. O tym, czy silnik napędowy 4 ma być w ogóle obsługiwany w określonym momencie procesu suszenia, decyduje centralne urządzenie sterujące 18: kiedy urządzenie przełączające 14 jest zamknięte, bęben 2 na pranie jest napędzany; kiedy urządzenie przełączające 14 jest otwarte, bęben 2 na pranie zatrzymuje się. [0031] Typowo, jednostka sterująca 7 silnika jest w urządzeniach 1 gospodarstwa domowego zaprojektowana tak, że na podstawie aktualnej wartości UV napięcia zasilania mogą być wykrywane również awarie napięcia sieciowego UN. W przypadku wykrycia takiej awarii, silnik napędowy 4 może być zatrzymywany jeszcze w sposób regulowany. Jednostka sterująca 7 silnika wykrywa zatem w odpowiedni sposób wartość chwilową napięcia zasilającego UV, i tym samym może dokonać ponownego włączenia przełącznika 14 począwszy od stanu aktualnego. [0032] Jednostka sterująca 7 silnika może być obsługiwana w co najmniej dwóch trybach pracy, które różnią się od siebie z jednej strony wartością, na którą

16 jest regulowana prędkość obrotowa silnika napędowego 4, a z drugiej strony, opcjonalnie również nachyleniem charakterystyki rozpędzania i/lub zwalniania, bądź charakterystyką opóźnienia. [0033] W alternatywnym przykładzie wykonania wynalazku, który jest przedstawiony na fig. 2, prostowanie w celu wytworzenia napięcia obwodu pośredniego może się odbywać za elementem przełączającym 14, przed kondensatorem 8 obwodu pośredniego. Może do tego służyć jednostka przetwarzająca 19, która zawiera prostownik i jest włączona między urządzeniem przełączającym 14, a węzłem 9 układu, oraz między źródłem 1 napięcia, a węzłem układu. Jednostka przetwarzająca 19 może zawierać dodatkowe elementy filtrujące sieci, które nie są wyraźnie przedstawione na fig. 2. W tej konfiguracji, element przełączający 14 jest w celu włączenia inwertera obciążany napięciem przemiennym. Jednostka przetwarzająca 19 może również zawierać przetwornik napięcia. [0034] Poniżej, w odniesieniu do fig 3, opisano bardziej szczegółowo sposób według jednego z przykładów wykonania wynalazku: Na fig. 3 pokazano różne przebiegi sygnałów w funkcji czasu t, obrazujące wyniki procesu suszenia. W górnej części fig. 2 pokazano przebieg czasowy prędkości obrotowej n silnika napędowego 4. W przypadku inwertera występuje tutaj rozróżnienie między pierwszym trybem działania M1 i drugim trybem działania M2, w których prędkość obrotowa n jest ustawiona na różne wartości zadane, a mianowicie z jednej strony na pierwszą wartość n1 prędkości obrotowej oraz z drugiej strony na wyższą drugą wartość n2 prędkości obrotowej. Wybór jednego z trybów pracy M1, M2

17 jest zadawany przez centralne urządzenie sterujące 18. [003] Przy zadawaniu aktualnego trybu pracy M1, M2 przez centralne urządzenie sterujące 18 wykorzystuje się fakt, że jednostka sterująca 7 silnika po otwarciu urządzenia przełączającego 14 nie jest odłączana od zasilania natychmiast, ponieważ energia elektryczna jest przechowywana w kondensatorze 8 obwodu pośredniego i ewentualnie w innych, mniejszych kondensatorach. W tym czasie, jednostka sterująca 7 silnika jeszcze w pełni funkcjonuje, jednak rozpoznaje, że urządzenie przełączające 14 zostało otwarte. Dopiero po rozładowaniu kondensatora 8 obwodu pośredniego i ewentualnie, po rozładowaniu innych kondensatorów w łańcuchu zasilania jednostki sterującej 7 silnika, traci ona wszystkie zapisane informacje. Ponowne zamknięcie urządzenia przełączającego 14 przed tym momentem jest traktowane jak rozruch na ciepło tj. "hot start"; zamknięcie urządzenia przełączającego 14 po utracie informacji jest określane jako "rozruch na zimno" (Kaltstart). [0036] Na fig. 3 dodatkowo przedstawiono przebieg 19 ilustrujący aktualny stan przełączenia urządzenia przełączającego 14. Stan "0" oznacza, że urządzenie przełączające 14 jest otwarte, natomiast stan "1" symbolizuje zamknięte urządzenie przełączające 14. W dolnej części fig. 3 przedstawiono ponadto przebieg, który symbolicznie określa, czy kondensator 8 obwodu pośredniego jest całkowicie rozładowany, czy nie, a więc czy jednostka sterująca 7 silnika jest pozbawiona zasilania, czy jest jeszcze aktywna. Stan "1" oznacza, że jednostka sterująca 7 silnika jest zasilana energią elektryczną. Stan "0" z kolei oznacza, że jednostka sterująca 7 silnika jest pozbawiona zasilania.

18 [0037] W momencie czasowym T0 następuje uruchomienie urządzenia 1 gospodarstwa domowego, i zostaje zamknięte urządzenie przełączające 14. Jednostka sterująca 7 silnika stwierdza, że nie ma dostępnych informacji, bądź że wszystkie rejestry są skasowane. W przypadku wykrycia tego zimnego rozruchu/startu, jednostka sterująca 7 silnika włącza pierwszy tryb M1 pracy, tak że silnik napędowy 4 zgodnie z pierwszą charakterystyką K1 przyspieszania jest rozpędzany do pierwszej wartości n1 prędkości obrotowej, i prędkość obrotowa n jest regulowana na pierwszą wartość n1 prędkości obrotowej. [0038] W momencie czasowym T1 centralne urządzenie sterujące 18 otwiera urządzenie przełączające 14, co jest wykrywane przez jednostkę sterującą 7 silnika na podstawie napięcia zasilającego UV. W odpowiedzi, silnik napędowy 4, przy regulacji przez jednostkę sterującą 7 silnika zwalnia bieg, a więc jest wyhamowywany zgodnie z pierwszą charakterystyką H1 redukcji prędkości, mianowicie aż do wartości zerowej. W momencie czasowym T2 zostaje osiągnięty stan zatrzymania silnika napędowego 4. [0039] W momencie czasowym T1 jednostka sterująca 7 silnika zaczyna również wykrywać czas, który upłynął od momentu czasowego T1. W tym celu jest implementowana wartość ZW licznika, która jest z czasem zwiększana (inkrementowana), począwszy od momentu czasowego T1. [0040] Po momencie czasowym T1, jednostka sterująca 7 silnika może pozostawać aktywna tylko do momentu rozładowania kondensatora 8 obwodu pośredniego. Czas rozładowania kondensatora 8 obwodu pośredniego jest określany jako "czas buforowania", który jest na fig. 3 oznaczony jako PZ. [0041] Kiedy urządzenie przełączające 14 po upływie czasu pierwszej pauzy P1 od momentu czasowego T1 do dalszego momentu T3, zostaje ponownie zamknięte,

19 jednostka sterująca 7 silnika sprawdza, czy wartość licznika jest mniejsza, czy większa, niż założona wartość graniczna TG. Ta kontrola odbywa się oczywiście tylko przy założeniu, że czas buforowania PZ jeszcze nie upłynął i jednostka sterująca 7 silnika jest nadal aktywna. Wartość graniczna TG jest dobierana tak, aby była ona nieco mniejsza od minimalnej możliwej wartości PZ czasu buforowania lub odpowiadała temu możliwie najkrótszemu czasowi PZ buforowania. Jeżeli sprawdzenie w momencie czasowym T3 wykazuje, że wartość licznika ZW jest mniejsza niż wartość progowa TG, to jest aktywowany drugi tryb pracy M2, tak że silnik napędowy 4 zwiększa prędkość zgodnie z drugą charakterystyką K2 rozpędzania i prędkość obrotowa n jest regulowana do drugiej wartości n2 prędkości obrotowej. Dzięki implementacji wartości licznika ZW, jednostka sterująca 7 silnika może zatem określać, bez większej komplikacji, że urządzenie przełączające 14 zostaje zamknięte jeszcze przed upływem czasu PZ buforowania, a zatem ma nastąpić ciepły rozruch/start. [0042] W dalszym momencie czasowym T4, przełącznik 14 zostaje ponownie otwarty, co widać na fig. 3, na przebiegu 19. Wykrywa to jednostka sterująca 7 silnika, i równocześnie zaczyna się zwiększać wartość ZW licznika i ponadto następuje zwalnianie biegu silnika napędowego 4, zgodnie z drugą charakterystyką zwalniania H2, która może odpowiadać pierwszej charakterystyce H1. W momencie czasowym T prędkość obrotowa n silnika napędowego 4 osiąga wartość zerową. Jak wynika z fig. 3, czas buforowania PZ kończy się w momencie czasowym T6, przed ponownym zamknięciom urządzenia przełączającego 14. Oznacza to, że kondensator 8 obwodu pośredniego do momentu czasowego T6 zostaje rozładowany, a więc jednostka sterująca 7 silnika jest pozbawiona zasilania.

20 W momencie czasowym T6 jednostka sterująca 7 silnika traci zatem wszystkie zapisane informacje, włącznie z wartością licznika ZW, która w międzyczasie również przekroczyła wartość graniczną TG. Jeżeli teraz po upływie drugiego czasu P2 pauzy urządzenie przełączające 14 w kolejnym momencie czasowym T7 po momencie T6 zostanie zamknięte ponownie, to jednostka sterująca 7 silnika zostanie uruchomiona w ramach rozruchu na zimno tj. zimnego startu, co oznacza, że jednostka sterująca 7 silnika jest aktywowana w pierwszym trybie pracy M1. [0043] Jeżeli wartość graniczna TG jest równa lub nieco mniejsza niż minimalny możliwy czas buforowy PZ, to w zasadzie może się zdarzyć - choć rzadko że urządzenie przełączające 14 zostaje zamknięte w momencie, w którym wartość ZW licznika już przekroczyła wartość graniczną TG, a czas buforowania PZ jeszcze nie upłynął. W takim przypadku jednostka sterująca 7 silnika nie została jeszcze poddana resetowi, tak że informacje, w tym wartość ZW licznika nie zostają utracone. W takim przypadku, jednostka sterująca 7 silnika może być przystosowana do interpretowania tego jako zimnego startu i aktywowania pierwszego trybu pracy M1. [0044] Wykorzystywanie wartości ZW licznika umożliwia również przygotowanie do wielu trybów pracy. Tak więc, w ramach czasu buforowania PZ, bądź poniżej wartości granicznej TG, może być wyznaczonych kilka mniejszych przedziałów czasowych, i jednostka sterująca 7 silnika, w momencie zamykania urządzenia przełączającego 14 może sprawdzać, w którym z przedziałów czasowych spada aktualna wartość ZW licznika. Do każdego przedziału czasowego może być przyporządkowany inny tryb pracy, i tryby pracy mogą różnić się od siebie co najmniej wartością zadaną prędkości obrotowej, na którą ma być regulowana prędkość obrotowa n.

21 [004] Jak ponadto wynika z fig. 3, po rozruchu na zimno jest aktywowany tryb pracy M1, w którym prędkość obrotowa n jest regulowana na mniejszą wartość n1 prędkości obrotowej. Ta mniejsza prędkość obrotowa okazuje się szczególnie korzystna na początku procesu suszenia, ponieważ w tym momencie czasowym, T0, wilgotność sztuk prania 3 (bielizny) jest maksymalna, a więc sztuki prania 3 mogą być stosunkowo szybko ogrzewane do wysokiej temperatury. Kiedy stopień wysuszenia sztuk prania 3 osiąga z góry określoną, zadaną wartość, to centralne urządzenie sterujące 18 powoduje przejście z pierwszego trybu pracy M1 do drugiego trybu pracy M2, przez otwarcie i ponowne zamknięcie przełącznika 14 tj. urządzenia przełączającego, zanim wartość ZW licznika osiągnie wartość graniczną TG. [0046] Podsumowując, opisany sposób umożliwia regulację prędkości obrotowej n silnika napędowego 4 na różne wartości zadane, bez konieczności specjalnej transmisji danych między centralnym urządzeniem sterującym 18, a jednostką sterującą 7 silnika. Przesyłanie rozkazów sterujących do jednostki sterującej 7 silnika odbywa się poprzez odpowiednie przestawianie urządzenia przełączającego 14, a zatem przez wybieranie zimnego lub gorącego (ciepłego) rozruchu jednostki sterującej 7 silnika. Wykaz odnośników [0047] 1 urządzenie gospodarstwa domowego 2 bęben na pranie 3 sztuki prania bądź bielizny 4 silnik napędowy inwerter 6 falownik

22 jednostka sterująca silnika 8 kondensator obwodu pośredniego 9 węzły układu potencjał odniesienia 11 rezystor 12 rezystor 13 obwód pośredni 14 urządzenie przełączające, przełącznik 1 źródło napięcia 16 zacisk sieciowy 17 zacisk sieciowy 18 urządzenie sterujące 19 przebieg przebieg 21 przetwornik n prędkość obrotowa n1 pierwsza wartość prędkości obrotowej n2 druga wartość prędkości obrotowej t czas H1 charakterystyka zwalniania H2 charakterystyka zwalniania K1 charakterystyka przyspieszania K2 charakterystyka przyspieszania M1 pierwszy tryb pracy M2 drugi tryb pracy T0 moment czasowy T1 moment czasowy T2 moment czasowy T3 moment czasowy T4 moment czasowy T moment czasowy T6 moment czasowy T7 moment czasowy BLDC bezszczotkowy silnik prądu stałego

23 P1 P2 PZ TG UN UZ UV ZW pierwszy czas pauzy bądź przerwy drugi czas pauzy bądź przerwy czas buforowania wartość graniczna napięcie sieci napięcie stałe obwodu pośredniego napięcie zasilające wartość licznika BSH Hausgeräte GmbH Pełnomocnik:

24 P3926PL00 EP B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego, w szczególności suszarka do prania, z wykonanym jako silnik bezszczotkowy prądu stałego, silnikiem napędowym (4) do napędzania ruchomego elementu składowego (2) urządzenia gospodarstwa domowego (1), z inwerterem () do sterowania silnikiem napędowym (4), przy czym inwerter () zawiera jednostkę sterującą (7) silnika do sterowania prędkością obrotową (n) silnika napędowego (4), oraz jest dostosowany do co najmniej dwóch trybów pracy (M1, M2) różniących się od siebie wzajemnie w odniesieniu do sterowania prędkością obrotową (n), z pośrednim obwodem elektrycznym (13) zawierającym co najmniej jeden zasobnik (8) energii zapewniający elektryczne napięcie zasilające (UV) dla jednostki sterującej (7) silnika, oraz z centralnym urządzeniem sterującym (18) do sterowania procesów operacyjnych urządzenia (1) gospodarstwa domowego, znamienne tym, że centralne urządzenie sterujące (18) przystosowane jest do dołączania co najmniej jednego zasobnika (8) energii do źródła (1) napięcia oraz do ponownego odłączania go od źródła (1) napięcia, przy czym jednostka sterująca (7) silnika jest przystosowana do wykrywania odłączenia zasobnika (8) energii od oraz dołączenia zasobnika (8) energii do źródła (1) napięcia, i po wykryciu dołączenia, wybierania jednego z co najmniej dwóch trybów pracy (M1, M2) dla późniejszego działania inwertera (), w zależności od tego, czy dołączenie odbywa się w ramach

25 określonego przedziału czasowego (PZ) od odłączenia, czy po upływie tego przedziału czasowego. 2. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według zastrz. 1, znamienne tym, że zadawany przedział czasowy (PZ) odpowiada czasowi, w którym po odłączeniu zasobnika (8) energii od źródła (1) napięcia, jednostka sterująca (7) silnika może być jeszcze nasilana napięciem zasilającym (UV) zasobnika (8) energii. 3. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według zastrz. 2, znamienne tym, że co najmniej dwa tryby pracy (M1, M2) obejmują co najmniej jeden pierwszy tryb pracy (M1) i jeden drugi tryb pracy (M2), i że jednostka sterująca (7) silnika jest przystosowana do tego, że jeżeli dołączenie następuje po upływie określonego z góry, zadanego przedziału czasowego (PZ) po odłączeniu, to wybrany zostaje pierwszy tryb pracy (M1), a jeżeli dołączenie następuje w ramach z góry określonego, zadanego przedziału czasowego (PZ) po odłączeniu, to wybierany jest jeden z trybów pracy (M1, M2), w zależności od wartości (ZW) licznika. 4. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według jednego z zastrz. poprzednich, znamienne tym, że jednostka sterująca (7) silnika jest przystosowana do wyznaczania, za pomocą wartości (ZW) licznika, upływu czasu po odłączeniu zasobnika (8) energii od źródła (1) napięcia, i do wybierania jednego z co najmniej dwóch trybów pracy (M1, M2) dla dalszego działania inwertera (), zależnie od tego, czy przy łączeniu zasobnika (8) energii ze źródłem (1) napięcia wartość (ZW) licznika jest mniejsza, czy większa od zadanej wartości granicznej (TG).

26 Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według zastrz. 4, znamienne tym, że inwerter () jest dostosowany do pracy co najmniej w trzech trybach pracy (M1, M2), różniących się od siebie nawzajem w odniesieniu do sterowania prędkością obrotową (n), i tym, że poniżej wartości granicznej (TG) są określone co najmniej dwa przedziały czasowe, przy czym jednostka sterowania (7) silnikiem jest przystosowana tak, że jeżeli podczas dołączania bądź sprzęgania zasobnika (8) energii ze źródłem (1) napięcia, wartość (ZW) licznika jest mniejsza od wartości granicznej (TG), to do działania inwertera () wybiera jeden z trybów pracy (M1, M2), w zależności od tego, w którym z co najmniej dwóch przedziałów czasowych znajduje się wartość (ZW) licznika przy dołączaniu bądź sprzęganiu zasobnika (8) energii ze źródłem (1) napięcia. 6. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według jednego z zastrz. poprzednich, znamienne tym, że co najmniej dwa tryby pracy (M1, M2) obejmują co najmniej pierwszy tryb pracy (M1) i drugi tryb pracy (M2), a jednostka sterująca (7) silnika jest przystosowana do napędzania silnika napędowego (4) w pierwszym trybie pracy (M1) z prędkością obrotową o pierwszej wartości (n1) oraz w drugim trybie pracy (M2) do napędzania silnika napędowego (4) z prędkością obrotową o drugiej wartości (n2), wyższą w stosunku do pierwszej wartości (n1) prędkości obrotowej. 7. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według zastrz. 6, znamienne tym, że jednostka sterująca (7) silnika jest przystosowana do wybierania do kolejnego dalszego działania bądź operacji pierwszego trybu pracy (M1), jeżeli dołączenie zasobnika (8) energii do źródła (1) napięcia następuje po upływie określonego z góry, zadanego przedziału czasowego (PZ) po odłączeniu.

27 Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że centralne urządzenie sterujące (18) jest przystosowane do przechodzenia od pierwszego trybu pracy (M1) do drugiego trybu pracy (M2) w zależności od stopnia wysuszenia sztuk prania (3). 9. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według jednego z zastrz. poprzednich, znamienne tym, że co najmniej dwa tryby pracy (M1, M2) różnią się wzajemnie stromością charakterystyki (K1, K2, H1, H2) rozpędzania i/lub zwalniania silnika napędowego (4).. Urządzenie (1) gospodarstwa domowego według jednego z zastrz. poprzednich, znamienne tym, że silnik napędowy (4) jest sprzężony z bębnem na pranie, stanowiącym ruchomy element składowy (2), i jest ukształtowany odpowiednio do napędzania bębna na pranie. 11. Sposób eksploatacji, wykonanego jako silnik bezszczotkowy prądu stałego, silnika napędowego (4), za pośrednictwem którego jest napędzany ruchomy element składowy (2) urządzenia (1) gospodarstwa domowego, w szczególności suszarki do bielizny, przy czym silnik napędowy (4) jest sterowany za pomocą inwertera (), a prędkość obrotowa (n) silnika napędowego (4) jest sterowana za pomocą jednostki sterującej (7) silnika inwertera (), przy czym inwerter () pracuje w co najmniej dwóch trybach pracy (M1, M2), które różnią się od siebie nawzajem w odniesieniu do sterowania prędkością obrotową (n), i przy czym za pomocą co najmniej jednego elektrycznego zasobnika (8) energii jest zapewniane elektryczne napięcie zasilające (UV) dla jednostki sterującej (7) silnika, znamienny tym, że za pomocą centralnego urządzenia sterującego (18), co najmniej jeden zasobnik (8) energii jest dołączony bądź sprzęgany

28 ze źródłem (1) napięcia, oraz jest od tego źródła (1) napięcia na powrót odłączany, przy czym to odłączanie zasobnika (8) energii od i dołączanie zasobnika (8) energii do źródła (1) napięcia jest wykrywane za pomocą jednostki sterującej (7) silnika, i po wykryciu dołączenia bądź sprzężenia następuje wybranie jednego z co najmniej dwóch trybów pracy (M1, M2) do późniejszego działania inwertera (), w zależności od tego, czy dołączenie odbywa się w obrębie określonego, zadanego przedziału czasowego (PZ) od odłączenia, czy po upływie tego przedziału czasowego. BSH Hausgeräte GmbH Pełnomocnik:

29

30

31