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Title:
CONTROLLING A DRIVE MOTOR OR A HOUSEHOLD APPLIANCE AND HOUSEHOLD APPLIANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/003094
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for controlling a drive motor (6) of a household appliance (1), wherein a first control torque portion (Msoll,bas) is calculated from an actual rotational speed (nist) of a drive shaft (6a) of the drive motor (6) and a target rotational speed (nsoll) by means of a speed controller (8), a second control torque portion (Msoll,add), taking harmonics of the actual rotational speed (nist) into consideration, is calculated (14-k) by means of a total load controller (10) from the actual rotational speed (nist) and an actual rotational angle (φist) of the drive shaft (6a), the first control torque portion (Msoll,bas) and the second control torque portion (Msoll,add) are combined (15-k) to form a total control torque (Msoll,ges), and a drive current for the drive motor (6) is adjusted from the total control torque (Msoll,ges) by means of a current controller (9). The invention also relates to a household appliance (1) comprising a drive motor (6), wherein the household appliance (1) is designed to carry out the method. The household appliance (1) can be a household refrigeration appliance and the drive motor (6) can be a drive motor (6) of a compressor (7) of a refrigeration circuit.

Inventors:
MAYER ROMAN (DE)
HOSER MARKUS (DE)
SCHUSTER JOHANNES (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/067551
Publication Date:
January 04, 2024
Filing Date:
June 28, 2023
Export Citation:
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Assignee:
BSH HAUSGERAETE GMBH (DE)
International Classes:
H02P21/04; H02P21/05; H02P29/50
Foreign References:
US10273948B12019-04-30
US20130193898A12013-08-01
US20110234144A12011-09-29
US20130287602A12013-10-31
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Claims:
202200134 15 / 19 Patentansprüche 1. Verfahren zum Regeln eines Antriebsmotors (6) eines Haushaltsgeräts (1), bei dem ^ aus einer Istdrehzahl (nist) einer Antriebswelle (6a) des Antriebsmotors (6) und ei- ner Solldrehzahl (nsoll) mittels eines Drehzahlreglers (8) ein erster Stellmomentan- teil (Msoll,bas) berechnet wird, ^ mittels einer Gesamtlastregelung (10) aus der Istdrehzahl (nist) und einem Ist- Drehwinkel (φist) der Antriebswelle (6a) ein zweiter Stellmomentanteil (Msoll,add), der die betrachteten Harmonischen der Istdrehzahl (nist) berücksichtigt, berechnet wird (14-k), ^ der erste Stellmomentanteil (Msoll,bas) und der zweite Stellmomentanteil (Msoll,add) zu einem Gesamtstellmoment (Msoll,ges) kombiniert werden (15-k) und ^ aus dem Gesamtstellmoment (Msoll,ges) mittels eines Stromreglers (9) ein Antriebs- strom in den Antriebsmotor (6) eingeprägt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mittels der Gesamtlastregelung (10) ^ die Istdrehzahl (nist) für jede betrachtete Ordnung (k) von Harmonischen in einen Sinusanteil (nist · sin (k·φist)) und einen Kosinusanteil (nist · cos (k·φist)) zerlegt wird (13-k), ^ der Sinusanteil (nist · sin (k·φist)) und der Kosinusanteil (nist · cos (k·φist)) als Ist- Werte einem jeweiligen ordnungsabhängigen Lastregler (16) zugeführt werden, welcher daraus und aus einem jeweiligen Sollwert von null eine jeweilige Vorsteu- er-Stellgröße (Madd,sin | k, Madd,cos | k) ausgibt (14-k), ^ jede der betrachteten ordnungsabhängigen Vorsteuer-Stellgrößen (Madd,sin | k, Madd,cos | k) mit einem der Zerlegung entsprechenden Sinusterm (sin (k·φist)) oder Kosinusterm (cos (k·φist)) multipliziert wird (15-k) und ^ die multiplizierten Vorsteuer-Stellgrößen (Madd,sin | k · sin (k·φist), Madd,cos | k · cos (k·φist)) zu dem zweiten Stellmomentanteil (Msoll,add) addiert werden. 3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Istdrehzahl (nist) für jede betrachtete Ord- nung (k) dadurch in einen Sinusanteil (nist · sin (k·φist)) und einen Kosinusanteil (nist · cos (k·φist)) zerlegt wird, dass 202200134 16 / 19 ^ der Sinusanteil (nist · sin (k·φist)) ein Produkt der Istdrehzahl (nist) mit einem Sinus- term (sin (k·φist)) aufweist, wobei der Sinusterm (sin (k·φist)) eine Sinusfunktion (sin(x)) mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung (k) und dem Ist- Drehwinkel (φist) der Antriebswelle (6a) als dem Argument umfasst und ^ der Kosinusanteil (nist · cos (k·φist)) ein Produkt der Istdrehzahl (nist) mit einem Ko- sinusterm (cos (k·φist)) aufweist, wobei der Kosinusterm (cos (k·φist)) eine Kosinus- funktion (cos (x)) mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung (k) und dem Ist-Drehwinkel (φist) als dem Argument umfasst. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, bei dem für jede der Ordnungen (k) ^ der zugehörige Sinusanteil (nist · sin (k·φist)) einem ordnungsabhängigen Einzel- lastregler (16) zugeführt wird, welcher daraus und aus einem zugehörigen Sollwert (nist · sin (k·φist) | soll) von null eine sinusbezogene Vorsteuer-Stellgröße (Madd,sin | k) ausgibt, und ^ der zugehörige Kosinusanteil (nist · cos (k·φist)) einem ordnungsabhängigen Einzel- lastregler (16) zugeführt wird, welcher daraus und aus einem zugehörigen Sollwert (nist · cos (k·φist) | soll) von null eine kosinusbezogene Vorsteuer-Stellgröße (Madd,cos | k) ausgibt. 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Vorsteuer-Stellgrößen (Madd,sin | k, Madd,cos | k) größenlimitiert werden. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 5, bei dem der ordnungsabhängige Ein- zellastregler (16), dem der zugehörige Sinusanteil (nist · sin (k·φist)) zugeführt wird, und der ordnungsabhängigen Einzellastregler (16), dem der zugehörige Kosinusanteil (nist · cos (k·φist)) zugeführt wird, eine Regelungslogik aufweisen, welche dem Dreh- zahlregler (8), dem die Istdrehzahl (nist) zur Berechnung des ersten Stellmomentan- teils (Msoll,bas) zugeführt wird, entspricht. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem ^ jede der sinusbezogenen Vorsteuer-Stellgrößen (Madd,sin | k) mit einem Sinusterm (sin (k·φist)) multipliziert wird, der eine Sinusfunktion, sin (x), mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung k und dem Ist-Drehwinkel φist als dem Argument um- fasst, und 202200134 17 / 19 ^ jede der kosinusbezogenen Vorsteuer-Stellgrößen (Madd,cos | k) mit einem Kosinus- term (cos (k·φist)) multipliziert wird, der eine Kosinusfunktion, cos (x), mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung (k) und dem Ist-Drehwinkel (φist) als dem Argument umfasst. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die multiplizierten Vorsteuer- Stellgrößen (Madd,sin | k · (sin (k·φist), Madd,cos | k · (cos (k·φist)) jeder der Ordnungen (k) miteinander addiert werden und dann diese ordnungsabhängig addierten Vorsteuer- Stellgrößen (Msoll,add | k) miteinander zu dem zweiten Stellmomentanteil (Msoll,add) ad- diert werden. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eine Ordnung (k) aus einer Menge von Ordnungen bis zur Höchstzahl (p) der Ordnungen betrachtet wird. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die ersten drei Ord- nungen (k) betrachtet werden. 11. Motorsteuerung (5) zum Antreiben eines Antriebsmotors (6) eines Haushaltsgeräts (1), wobei die Motorsteuerung (5) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. 12. Haushaltsgerät (1) mit einem Antriebsmotor (6), wobei das Haushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen. 13. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 12, wobei das Haushaltsgerät (1) dazu eingerich- tet ist, mittels einer Motorsteuerung (5) nach Anspruch 10 angetrieben zu werden. 14. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 13, bei dem die Motorsteuerung (5) des An- triebsmotors (6) eine Umrichterschaltung (12) enthält, die einen Controller (13) enthält und auf dem Controller (13) das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Softwarekomponente implementiert ist. 202200134 18 / 19 15. Haushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Haushaltsgerät (1) ein Haushalts-Kältegerät und der Antriebsmotor (6) ein Antriebsmotor (6) eines Verdichters (7) eines Kältekreislaufs ist.
Description:
202200134 1 / 19 Regeln eines Antriebsmotors eines Haushaltsgeräts sowie Haus- haltsgerät Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Antriebsmotors eines Haushaltsge- räts, bei dem aus einer Istdrehzahl einer Antriebswelle des Antriebsmotors und einer Soll- drehzahl mittels eines Drehzahlreglers ein Stellmoment berechnet wird und aus dem Stellmoment mittels eines Stromreglers ein Antriebsstrom für den Antriebsmotor einge- stellt wird. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf ein Regeln eines An- triebsmotors eines Verdichters eines Kältekreislaufs eines Haushalts-Kältegeräts. US 2011/0234144 A1 offenbart eine Motorsteuervorrichtung. Diese umfasst eine Stromer- fassungseinheit, die einen Strom erfasst, der in eine Motorwicklung fließt, eine erste Schätzeinheit, die eine Drehzahl und einen elektrischen Winkel des Motors basierend auf dem Strom abschätzt, eine zweite Schätzeinheit, die ein Lastdrehmoment aus einem auf der Grundlage des Stroms und des elektrischen Winkels erhaltenen Drehmomentstrom, einer Motorkonstante und eines Trägheitsmoments des Motors einschließlich der Last abschätzt, eine Berechnungseinheit, die eine durch die Last angezeigte Phase einer peri- odischen Schwankung des Drehmoment berechnet, eine Bestimmungseinheit, die einen sinusförmigen Drehmomentkompensationsstrom basierend auf der Lastdrehmomentpha- se bestimmt, und eine Einstelleinheit, welche Drehzahlschwankungen des Motors erfasst, um Amplitude und Phase des Drehmomentkompensationsstroms durch Erhöhen oder Verringern der Amplitude und der Phase einzustellen, so dass die Drehzahlschwankun- gen verringert wird. US 2013/0287602 A1 offenbart eine Motorsteuervorrichtung. Diese umfasst eine elektri- sche Leistungsumwandlungsschaltung, eine elektrische Stromerfassungseinheit, eine Lastschwankungs-Erfassungseinheit und eine Anpassungseinheit. Die Umwandlungs- schaltung liefert Wechselstrom an einen Motor, der konfiguriert ist, um eine Mechanis- museinheit anzutreiben, indem er Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt. Die Stromer- fassungseinheit erfasst den durch die Umwandlungsschaltung oder den Motor fließenden elektrischen Strom. Die Lastschwankungs-Erfassungseinheit erfasst die periodische Schwankung der Motorlast basierend auf dem elektrischen Strom. Die Anpassungseinheit passt eine Phase der Wechselspannung des Wechselstroms an, indem sie die Umwand- 202200134 2 / 19 lungsschaltung basierend auf der Schwankung steuert. Die Phase der Wechselspannung hat eine erste Komponente, die in Bezug auf eine Magnetpolposition des Motors zunimmt, und eine zweite Komponente, die sich synchron mit der Schwankung ändert. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit bereit- zustellen, Schwingungen eines Antriebsmotors zu reduzieren, insbesondere eines Ver- dichters eines Kältegeräts. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevor- zugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Regeln eines Antriebsmotors eines Haushaltsgeräts, bei dem ^ aus einer Istdrehzahl einer Antriebswelle des Antriebsmotors und einer Solldrehzahl mittels eines Drehzahlreglers ein erster Stellmomentanteil berechnet wird, ^ mittels einer zusätzlichen Regelung ("Gesamtlastregelung") aus der Istdrehzahl und einem Ist-Drehwinkel der Antriebswelle ein zweiter Stellmomentanteil, der nur die Har- monischen der Istdrehzahl berücksichtigt, berechnet wird, ^ der erste Stellmomentanteil und der zweite Stellmomentanteil zu einem Gesamtstell- moment kombiniert werden und ^ aus dem Gesamtstellmoment mittels eines Stromreglers ein Antriebsstrom für den An- triebsmotor eingestellt wird. Dieses Verfahren ergibt den Vorteil, dass aufgrund des darin verwendeten adaptiven An- satzes die genauen auf den Antriebsmotor wirkenden Lasten nicht bekannt zu sein brau- chen. Die Gesamtlastregelung wird vielmehr lastabhängig entsprechend der Schwingun- gen bzw. Harmonischen auf dem Istdrehzahlsignal nachgeführt. Ein weiterer Vorteil be- steht darin, dass eine Verringerung der Geräuschemission und/oder Vibration des An- triebsmotors und/oder damit verbundener Komponenten bei unterschiedlichen Drehzahlen und Lastpunkten erreicht wird. Durch die erreichte Schwingungsreduzierung tritt wiederum eine geringere mechanische Belastung der an den Antriebsmotor angeschlossenen Bau- teile auf. Außerdem lässt sich vorteilhafterweise der zulässige Drehzahlbereich erweitern. Aktuell ist die Minimaldrehzahl in der Praxis häufig auch dadurch beschränkt, dass die 202200134 3 / 19 unsymmetrische Anregung bei niedrigen Drehzahlen das Gesamtsystem zu stark zum Schwingen anregt, wobei die verursachte schwankende Last nicht ausreichend durch mechanische Trägheit gedämpft wird. Das Verfahren kann auch als ein Verfahren zum Antreiben eines Antriebsmotors eines Haushaltsgeräts bezeichnet werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass das Haushaltsgerät ein Kältegerät wie ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank oder eine Kombination davon ist. Der Antriebsmotor ist dann insbe- sondere der Motor eines Verdichters eines Kältekreislaufs. Dies ist besonders vorteilhaft, da durch die Schwingungsreduzierung eine geringere mechanische Belastung der An- schlüsse der Druckrohre erreicht wird. Auch kann bei geringerer Minimaldrehzahl die Zahl von Start- und Stoppzyklen reduziert werden. Abhängig vom Aufbau des Kältekreislaufes und der Verdichterdrehzahl ergeben sich Betriebspunkte mit besonders hoher Schwin- gungsneigung. Vielfach besteht daher die Notwendigkeit, bestimmte Drehzahlbereiche, die nach zeitintensiven Tests während einer Prototypenphase bestimmt worden sind, auszublenden. Durch das vorliegende Verfahren lässt sich vorteilhafterweise eine Redu- zierung der Zahl dieser Arbeitspunkte erreichen, indem die Anregung dieser Schwingun- gen durch den Verdichter reduziert wird. Dadurch können niedrigere Drehzahlen als bis- her angefahren werden, und zwar auch bei ungünstigen Lastverhältnissen, da die Schwingungen entsprechend gedämpft werden. Ein weiterer Vorteil besteht in einer mög- lichen Reduzierung der Minimaldrehzahl bis zu dem Punkt, an dem keine ausreichende Schmierung durch die Ölförderschnecke des Verdichters mehr gewährleistet wird. Es ist eine Weiterbildung, dass das Haushaltsgerät ein Wäschepflegegerät wie eine Waschmaschine, ein Wäschetrockner oder eine Kombination davon ist. Der Antriebsmo- tor kann beispielsweise dazu verwendet werden, eine Wäschetrommel anzutreiben. Die Istdrehzahl der Antriebswelle kann gemessen werden oder kann aus anderen Mess- größen und/oder Steuergrößen (z.B. einem Motorstrom) abgeleitet oder abgeschätzt wer- den. Auch kann der Ist-Drehwinkel der Antriebswelle gemessen werden oder kann aus anderen Messgrößen und/oder Steuergrößen (z.B. einem Motorstrom) abgeleitet oder abgeschätzt werden. 202200134 4 / 19 Unter dem ersten Stellmomentanteil wird insbesondere ein Anteil des einzustellenden Drehmoments (Stellmoments) bzw. des zugehörigen Signals verstanden, der von dem Drehzahlregler ohne Berücksichtigung der Gesamtlastregelung bzw. der Harmonischen ausgegeben wird. Der erste Stellmomentanteil bildet in Summe mit dem zweiten Stellmo- mentanteil das Gesamtstellmoment. Unter Harmonischen können insbesondere Schwin- gungsanteile wie eine Grundschwingung und Oberschwingungen verstanden werden. Die Gesamtlastregelung bzw. ein Gesamtlastregler besteht insbesondere aus einem oder mehreren ordnungsabhängigen (Einzel-)Lastreglern, deren Zahl abhängig von einer Ord- nung der betrachteten Harmonischen ist. Dies kann auch so gesehen werden, dass die Gesamtlastregelung Regelzweige aufweist, die die Anteile des zweiten Stellmomentanteil für die jeweils betrachteten Ordnungen gesondert berechnen. Die Gesamtlastregelung kann eine eigenständige Einrichtung, z.B. Datenverarbeitungs- einrichtung sein oder kann als eigenständiges Softwaremodul in eine vorhandene Reg- lerstruktur integriert werden. Der Drehzahlregler und ggf. die Gesamtlastregelung können auf einem Controller einer Umrichterschaltung des Antriebsmotors integriert sein, insbe- sondere softwaretechnisch. Dass der zweite Stellmomentanteil nur Harmonische der Istdrehzahl berücksichtigt, be- deutet insbesondere, dass nicht die Istdrehzahl als Ganzes bei der Berechnung des zwei- ten Stellmomentanteils betrachtet wird, sondern Harmonischen entsprechende sinusartige (d.h., sinusförmige und/oder kosinusförmige) Anteile mit der betrachteten Ordnung ent- sprechenden vielfachen Argumenten getrennt voneinander betrachtet werden. Dies ergibt den Vorteil, dass im Signal der Istdrehzahl auftretenden, von der Grundschwingung ab- weichenden Laststörungen ("Lastrippel") gezielter entgegengewirkt werden kann als bei Betrachtung mittels nur eines Drehzahlreglers, der die Tendenz hat, die höherfrequenten Lastrippel bei der Berechnung des Ausgangssignals nicht oder nur in geringem Maße zu berücksichtigen, weil die beobachtete Istdrehzahl stark gefiltert wird und im Stromverlauf die Lastrippel gedämpft sind. Dies gilt insbesondere, falls der Regler ein I q / I d -Regler ist. Diese verbesserte Berücksichtigung der Lastrippel durch den zweiten Stellmomentanteil wiederum bewirkt deren Reduzierung im Drehzahlverlauf und damit merklich verringerte Schwingungsneigung, speziell bei niedrigen Drehzahlen. 202200134 5 / 19 Die Ordnung, k, ist eine ganze natürliche Zahl mit k = 1, ..., p und p der höchsten betrach- teten bzw. genutzten Ordnung. Es gilt, dass p ≥ 1 ist und also im einfachsten Fall p = 1 nur eine Ordnung k = 1 betrachtet wird, im nächstkomplexeren Fall p = 2 die Ordnungen k = 1 und k = 2, usw. Die Höchstzahl p der betrachteten Ordnungen ist grundsätzlich nicht beschränkt. Dies umfasst, dass gezielt auch nur einzelne Ordnungen k gewählt werden. Ist die Höchstzahl beispielsweise p = 6, so ist es auch möglich, nur k = 3 und k = 6 als Ordnungen auszuwählen, usw. Dies kann auch so ausgedrückt werden, dass mindestens eine Ordnung k aus einer Menge von Ordnungen bis zur Höchstzahl p der Ordnungen betrachtet wird. Der Stromregler ist dazu eingerichtet, aus dem Gesamtstellmoment einen Antriebsstrom für den Antriebsmotor zu berechnen, der in den Antriebsmotor eingeprägt wird. Es ist eine Ausgestaltung, das mittels des Gesamtlastreglers die Istdrehzahl für jede be- trachtete Ordnung der Harmonischen in einen Sinusanteil und einen Kosinusanteil zerlegt oder aufgespalten wird, der Sinusanteil und der Kosinusanteil als Ist-Werte einem jeweili- gen Regler zugeführt werden, welcher daraus und aus einem Sollwert von null eine jewei- lige, sinus- bzw. kosinusbezogene Stellgröße (im Folgenden ohne Beschränkung der All- gemeinheit als "Vorsteuer-Stellgröße" bezeichnet) ausgibt, jede der Vorsteuer-Stellgrößen mit einer der Zerlegung entsprechenden Sinusfunktion oder Kosinusfunktion multipliziert wird und der zweite Stellmomentanteil durch Addition der multiplizierten Vorsteuer- Stellgrößen gebildet wird. Dies ergibt den Vorteil, dass für die sinusartigen Anteile (d.h., die Sinus- und oder Kosinusanteile) jeder betrachteten Ordnung zunächst getrennt ein jeweiliger Stellmomentanteil berechnet wird, insbesondere durch die jeweiligen ordnungs- abhängigen Lastregler. Der Rechenaufwand kann abhängig von der Zahl der betrachteten Ordnungen gering gehalten werden. Zudem kann durch die Wahl der höchsten betrachte- ten Ordnung p eine praktisch beliebig genaue Kompensation der Lastrippel erreicht wer- den. Dabei brauchen, wie bereits oben angedeutet, nicht zwingend alle Ordnung 1…p betrachtet zu werden. Es können z.B. auch nur eine Ordnung oder einige der Ordnungen betrachtet werden. Der Gesamtlastregler und die ordnungsabhängigen Einzellastregler sind insbesondere Drehzahlregler. Der Gesamtlastregler und die ordnungsabhängigen Einzellastregler kön- 202200134 6 / 19 nen insbesondere funktional analog zu dem zur Berechnung des ersten Stellmomentan- teils verwendeten Drehzahlreglers ausgestaltet sein. Es ist eine Ausgestaltung, dass die Istdrehzahl für jede betrachtete Ordnung dadurch in einen Sinusanteil und einen Kosinusanteil zerlegt wird, dass der Sinusanteil ein Produkt der Istdrehzahl nist mit einem Sinusterm aufweist, wobei der Sinusterm eine Sinusfunktion sin (x) mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung k und dem Ist-Drehwinkel φist der Antriebswelle als dem Argument, also x = k · φist, umfasst, und analog der Kosinusanteil ein Produkt der Istdrehzahl nist mit einem Kosinusterm aufweist, wobei der Kosinusterm eine Kosinusfunktion cos (x) mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung k und dem Ist-Drehwinkel φist der Antriebswelle als dem Argument umfasst. Diese Zerlegung ist vor- teilhafterweise besonders einfach durchführbar und ermöglicht eine hochgradig genaue Anpassung des Vorsteuermoments bzw. des zweiten Drehmomentanteils. Der Sinusanteil entspricht in einer Weiterbildung dem Ausdruck nist · sin (k·φist) oder ist in einer anderen Weiterbildung proportional dazu. Analog kann der Kosinusanteil als nist · cos (k·φist) ge- schrieben werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass für jede der Ordnungen k der zugehörige Sinusanteil nist · sin (k·φist) einem ordnungsabhängigen Einzellastregler als Ist- oder Rückführungsgröße zugeführt wird, welcher daraus und aus einem zugehörigen Sollwert von null, d.h., nist · sin (k·φist) | soll = 0, eine "sinusbezogene" Vorsteuer-Stellgröße Madd,sin | k ausgibt und analog der zugehörige Kosinusanteil n ist · cos (k·φ ist ) einem ordnungsabhängigen Einzellastreg- ler, insbesondere gleicher Funktion, zugeführt wird, welcher daraus und aus einem zuge- hörigen Sollwert von null, d.h., n ist · cos (k·φ ist ) | soll = 0, eine "kosinusbezogene" Vorsteu- er-Stellgröße M add,cos | k ausgibt. Es ergibt sich der Vorteil, dass für jede Ordnung und je- den Sinus- und Kosinusanteil eine jeweilige Vorsteuer-Stellgröße berechenbar ist, die sich mit hoher Genauigkeit auf den Sollwert null einstellen lässt. Dies ermöglicht eine effektive dynamische Unterdrückung oder Auslöschung der zu dieser Harmonischen gehörigen Frequenzanteils der Lastrippel. Die Lastrippel lassen sich dadurch Harmonische für Har- monische reduzieren. Es ist eine Weiterbildung, dass der Sinus- bzw. Kosinusanteil einem Eingang eines Sub- trahierers zugeführt wird, während der Sollwert null dem anderen Eingang zugeführt wird. Das Differenzsignal wird nach Art einer Regelabweichung in den ordnungsabhängigen 202200134 7 / 19 Einzellastregler eingespeist. Alternativ kann, da der Sollwert null beträgt, der Sinus- bzw. Kosinusanteil direkt unter Berücksichtigung des entsprechenden Vorzeichens an den Ein- gang des Reglers angelegt werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass die jeweilige Vorsteuer-Stellgröße größenlimitiert ist bzw. die Vorsteuer-Stellgröße größenlimitiert werden, d.h., dass das Ausgangssignal des ord- nungsabhängigen Einzellastreglers einen vorgegebenen Minimalwert nicht unterschreitet und/oder einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreitet. Dies kann beispielsweise so umgesetzt werden, dass der Reglerausgang durch eine Limitierungsabfrage nach oben und unten (ins Negative) begrenzt wird. Es ist eine Ausgestaltung, dass der ordnungsabhängige Einzellastregler, dem der zuge- hörige Sinusanteil zugeführt wird, und der ordnungsabhängige Einzellastregler, dem der zugehörige Kosinusanteil zugeführt wird, eine Regelungslogik bzw. eine Regelungstopo- logie aufweisen, welche dem Drehzahlregler, dem die Istdrehzahl zur Berechnung des ersten Stellmomentanteils zugeführt wird, entspricht. Dadurch wird vorteilhafterweise eine besonders effektive und einfach umsetzbare Möglichkeit bereitgestellt, einen schwin- gungsreduzierenden zweiten Stellmomentanteil zu erzeugen. Insbesondere können also zur Erzeugung des ersten Stellmomentanteils und der Vorsteuer-Stellgrößen gleiche Reg- ler oder ein gleicher Regler verwendet werden, wobei zur Erzeugung der Vorsteuer- Stellgrößen lediglich der Sollwert auf null gesetzt wird. Es ist eine Weiterbildung, dass die Regler, insbesondere die ordnungsabhängigen Last- regler, P-Regler, I-Regler und /oder D-Regler oder eine Kombination davon, z.B. PI- Regler, sind. Es ist eine Ausgestaltung, dass jede der sinusbezogenen Vorsteuer-Stellgrößen M add,sin | k mit einem Sinusterm multipliziert wird, der eine Sinusfunktion, sin (x), mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung k und dem Ist-Drehwinkel φ ist als dem Argument umfasst, und analog jede der kosinusbezogenen Vorsteuer-Stellgrößen M add,cos | k mit einem Kosi- nusterm multipliziert wird, der eine Kosinusfunktion, cos (x), mit einem Produkt aus der betrachteten Ordnung k und dem Ist-Drehwinkel φ ist als dem Argument umfasst. Diese "Aufmodulierung" der Vorsteuer-Stellgrößen Madd,sin | k und Madd,cos | k mit dem jeweiligen sinusartigen Term ermöglicht vorteilhafterweise die Kombination dieser vergleichsweise 202200134 8 / 19 einfach sinusartig "modulierten" bzw. multiplizierten Vorsteuer-Stellgrößen zu dem zwei- ten Stellmomentanteil, das die Lastrippel sehr präzise eliminieren kann. Der zweite Stellmomentanteil Msoll,add lässt sich durch Summation über einige oder alle multiplizierten Vorsteuer-Stellgrößen berechnen, insbesondere gemäß mit p der höchsten gewählten bzw. betrachteten Ordnung. Es ist eine Ausgestaltung, dass zunächst die multiplizierten Vorsteuer-Stellgrößen jeder der Ordnungen k miteinander addiert werden, z.B. gemäß ^ ^^^^,^^^ | ^ = ^ ^^^,^^^ | ^ · sin(^ · ^ ^^^ ) + ^ ^^^,^^^ | ^ · cos(^ · ^ ^^^ )] und dann diese noch ordnungsabhängigen Stellmomente Msoll,add | k gemäß ^ ^ ^ ^^^^,^^^ | ^ ^^^ zum endgültigen zweiten Stellmomentanteil addiert werden. Es ist eine Ausgestaltung, dass die ersten drei Ordnungen der Harmonischen betrachtet werden, also p = 3 gilt. Dies hat sich als ein besonders vorteilhafter Kompromiss zwischen der Effektivität, Lastrippel zu vermeiden, und einer geringen Anforderung an eine Rechen- leistung erwiesen. Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Motorsteuerung zum Antreiben eines An- triebsmotors eines Haushaltsgeräts, wobei die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Motorsteuerung kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf. 202200134 9 / 19 Es ist eine Ausgestaltung, dass die Motorsteuerung eine Umrichterschaltung enthält, die wiederum einen Controller enthält und auf dem Controller das oben beschriebene Verfah- ren als Softwarekomponente implementiert ist. Die Umrichterschaltung kann als ein eige- nes Modul realisiert sein oder in eine Steuereinrichtung des Geräts integriert sein. Insbe- sondere kann die Umrichterschaltung dazu programmiert sein, das oben beschriebene Verfahren umzusetzen. Die Aufgabe wird auch gelöst durch einen Antriebsmotor, der mittels einer Motorsteue- rung wie oben beschrieben angetrieben wird. Der Antriebsmotor kann analog zu dem Ver- fahren ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf. Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Haushaltsgerät mit einem Antriebsmotor, der mit- tels einer Motorsteuerung angetrieben wird, wobei die Motorsteuerung dazu eingerichtet ist, das Verfahren wie oben beschrieben auszuführen. Das Haushaltsgerät kann analog zu dem Verfahren ausgebildet werden, und umgekehrt, und weist die gleichen Vorteile auf. So ist es eine Weiterbildung, dass das Haushaltsgerät ein Haushalts-Kältegerät und der Antriebsmotor ein Antriebsmotor eines Verdichters ist. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbei- spiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Haushaltsge- räts in Form eines Kühlschranks; Fig.2 zeigt einen Funktionsaufbau einer Motorsteuerung zum Antrieb eines An- triebsmotors des Haushaltsgeräts aus Fig.1; Fig.3 zeigt einen Funktionsaufbau der Gesamtlastregelung der Motorsteuerung aus Fig.2; Fig.4 zeigt eine Funktion eines ersten Funktionsblocks der Gesamtlastregelung aus Fig.3; 202200134 10 / 19 Fig.5 zeigt eine Funktion eines zweiten Funktionsblocks der Gesamtlastregelung aus Fig.3; Fig.6 zeigt eine Funktion eines dritten Funktionsblocks der Gesamtlastregelung aus Fig.3; und Fig.7 zeigt eine Logik zum Summieren von multiplizierten Gesamtlastregelung. Fig.1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze eines Haushaltsgeräts in Form eines Kühlschranks 1. Der Kühlschrank 1 weist einen Kühlraum 2 auf, dessen front- seitige Beschickungsöffnung mittels einer Tür 3 verschließbar ist. Der Kühlschrank 1 wird mittels einer Steuereinrichtung 4 gesteuert. Die Steuereinrichtung 4 kann in einer Weiter- bildung einen Antriebsmotor 6 eines Verdichters oder Kompressors 7 eines Kältekreis- laufs ansteuern. Der Antriebsmotor 6 weist eine Antriebswelle 6a auf, dessen Stellmo- ment Mges mittels einer Motorsteuerung 5 regelbar ist. Die Motorsteuerung 5 kann eine Komponente des Antriebsmotors 6 sein, z.B. in eine Umrichterschaltung 12 des An- triebsmotors 6 hardwaremäßig und/oder softwaremäßig integriert sein, insbesondere in einem Controller 13 der Umrichterschaltung 12. Alternativ kann die Umrichterschaltung 12 oder die die gesamte Motorsteuerung 5 auch in einer zentralen Steuereinrichtung des Kühlschranks 1 integriert sein. Fig.2 zeigt einen möglichen Funktionsaufbau der Motorsteuerung 5. In einen Drehzahl- regler 8 werden eingangsseitig als Führungsgröße eine Solldrehzahl nsoll des Antriebsmo- tors 6 sowie als Regelgröße eine abgeschätzte oder gemessene Istdrehzahl n ist z.B. in U/min eingegeben. Der Drehzahlregler 8 erzeugt daraus eine Stellgröße in Form eines ersten Stellmomentanteils ("Stellmoments") M soll,bas . Die Solldrehzahl n soll kann beispiels- weise von der Steuereinrichtung 4 vorgegeben werden. In einem nicht erfindungsgemäßen Funktionsaufbau wird nur dieses Stellmoment M soll,bas an einen Stromregler 9 übertragen, der aus dem Stellmoment M soll,bas die an den An- triebsmotor 6 angelegte(n) entsprechenden Motorspannung(en) erzeugt. Der Stromregler 9 kann beispielsweise ein I d / I q -Regler sein. Beispielsweise kann anhand der Einstellun- gen und/oder Messwerte des Stromreglers 9 die Istdrehzahl n ist der Antriebswelle 6a ab- geschätzt werden, als auch der zeitgleich dazu vorliegende Istdrehwinkel φ ist der An- triebswelle 6a. Ohne weitere Maßnahmen wird, insbesondere bei Verwendung eines Id / I q -Reglers, das Stellmoment M soll,bas nicht so eingestellt, dass kleine hochfrequente 202200134 11 / 19 Schwankungen in der Istdrehzahl n ist ("Lastrippel") ausgeglichen werden, und es wird also keine aktive Schwingungsdämpfung durchgeführt. Die Lastrippel können zu merklich stö- renden Schwingungen des Verdichters 7 führen, insbesondere in einem niedrigen Dreh- zahlbereich. Die störenden Schwingungen des Verdichters 7 können beispielsweise zu Störgeräuschen wie Rumpeln, Knattern, Quietschen usw. führen und eine Dauer bis zum einem Wartungsfall verkürzen, insbesondere auch aufgrund einer Verbindung des Ver- dichters 7 mit Druckrohren des Kältekreislaufs. Erfindungsgemäß wird daher mittels einer "Gesamtlastregelung" 10 anhand der Istdreh- zahl nist und eines Istdrehwinkels φist in rad ein zweiter Drehmomentanteil Msoll,add berech- net, welcher das als ersten Drehmomentanteil dienenden Stellmoment Msoll,bas so modifi- ziert, dass gezielt die Lastrippel unterdrückt bzw. verringert werden. Der zweite Drehmo- mentanteil Msoll,add wird dazu hier – z.B. mittels eines Addierers 11 – dem ersten Drehmo- mentanteil Msoll,bas zu einem Gesamtdrehmoment Msoll,ges aufaddiert, das in den Stromreg- ler 9 eingespeist wird. Insbesondere können die Funktionsblöcke 8 bis 11 in eine Um- richtersoftware der Umrichterschaltung 12 des Antriebsmotors 6 regelungstechnisch im- plementiert sein. Fig.3 zeigt einen möglichen Funktionsaufbau der Gesamtlastregelung 10. Die Gesamt- lastregelung 10 weist k Berechnungspfade zum Berechnen eines jeweiligen von k abhän- gigen Anteils Msoll,add | k des zweiten Drehmomentanteils Msoll,add auf, die am Schluss zu dem zweiten Drehmomentanteil M soll,add zusammengeführt werden, insbesondere sum- miert werden, z.B. mittels eines Summierers 11. Dabei entspricht k der betrachteten Ord- nung einer Harmonischen der Istdrehzahl n ist . Allgemein gilt k ≥ 1, wobei hier als ein be- sonders vorteilhafter Kompromiss zwischen der Effektivität der aktiven Schwingungs- dämpfung und einem geringen Rechenaufwand k = 3 angesetzt ist. Jeder der k Berechnungspfade weist in sequentieller Anordnung die Funktionsblöcke 13- k, 14-k und 15-k auf, die im Folgenden genauer beschrieben werden. Fig.4 zeigt eine Funktion des Funktionsblocks 13-k der Gesamtlastregelung aus Fig.3. In dem Funktionsblock 13-k wird entsprechend der darin betrachteten Ordnung k mittels eines Sinusberechners Gsin der Term sin (k·φist) berechnet und dieser Term dann mittels eines Multiplizierers 17 mit der Istdrehzahl nist multipliziert. Dieses Produkt nist · sin (k·φist) 202200134 12 / 19 kann auch als Sinusanteil der Istdrehzahl bezeichnet werden. Analog wird mittels eines Kosinusberechners Gcos der Term cos (k·φist) berechnet und dieser Term dann mittels eines Multiplizierers 17 mit der Istdrehzahl nist multipliziert. Dieses Produkt nist · cos (k·φist) kann auch als Kosinusanteil der Istdrehzahl bezeichnet werden. Von dem Funktionsblock 13-k werden also der Sinusanteil nist · sin (k·φist) und der Kosinusanteil nist · cos (k·φist) ausgegeben. Fig.5 zeigt eine Funktion des Funktionsblocks 14-k. Hier wird der von dem Funktionsblock 13-k ausgegebene Sinusanteil nist · sin (k·φist) einem ordnungsabhängigen Einzellastreg- ler 16 als Ist-Wert zugeführt, welcher daraus und aus einem fest vorgegebenen Sollwert nist · sin (k·φist) | soll = 0 eine Vorsteuer-Stellgröße Madd,sin | k ausgibt. Diese Vorsteuer- Stellgröße Madd,sin | k weist die physikalische Bedeutung eines Stellmoments auf. Analog wird der von dem Funktionsblock 13-k ausgegebene Kosinusanteil nist · cos (k·φist) einem ordnungsabhängigen Einzellastregler 16 zugeführt, welcher daraus und aus einem fest vorgegebenen Sollwert nist · cos (k·φist) | soll = 0 eine Vorsteuer-Stellgröße Madd,cos | k aus- gibt. Die Eingangswerte nist · sin (k·φist) und nist · cos (k·φist) werden also auf gleiche Wei- se in ein Stellmoment umgewandelt wie die Istdrehzahl nist, jedoch nun mit einem Sollwert gleich null, da die durch die Harmonischen dargestellten Lastrippel gezielt verringert bzw. eliminiert werden sollen. Fig.6 zeigt eine Funktion des Funktionsblocks 15-k. Hier wird die Vorsteuer-Stellgröße Madd,sin | k mit einem Sinusterm multipliziert, der analog zum Funktionsblock 13-k anhand eines Sinusberechners Gsin gemäß sin (k·φist) erzeugt wird. In gleicher Weise wird die Vorsteuer-Stellgröße Madd,cos | k mit einem Kosinusterm multipliziert, der analog zum Funk- tionsblock 13-k anhand des Kosinusberechners Gcos gemäß cos (k·φist) erzeugt wird. Fig.7 zeigt eine Weiterbildung, bei der für jede der Ordnungen k die Summe der multipli- zierten Vorsteuer-Stellgrößen M add,sin | k · sin (k·φ ist ) und M add,cos | k · cos (k·φ ist ) mit ^ ^^^^,^^^ | ^ = ^ ^^^,^^^ | ^ · sin(^ · ^ ^^^ ) + ^ ^^^,^^^ | ^ · cos(^ · ^ ^^^ )] gebildet wird, welche einen noch von der Ordnung k abhängigen Stellmomentanteil M soll,add | k ergibt. Diese Addition kann in einer Weiterbildung innerhalb des Funktionsblocks 15-k durchgeführt werden. 202200134 13 / 19 Anschließend werden, wie in Fig.3 gezeigt, die Stellmomentanteile Msoll,add | k über alle k = 1, ..., 3 aufaddiert, um den zweiten Stellmomentanteil Msoll,add gemäß zu erlangen. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbei- spiel beschränkt. Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden wer- den, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw. Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Tole- ranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.

202200134 14 / 19 Bezugszeichenliste 1 Kühlschrank 2 Kühlraum 3 Tür 4 Steuereinrichtung 5 Motorsteuerung 6 Antriebsmotor 6a Antriebswelle 7 Verdichter 8 Drehzahlregler 9 Stromregler 10 Gesamtlastregelung 11 Summierer 12 Umrichterschaltung 13 Controller 13-i Erster Funktionsblock des Berechnungspfads für die i-te Ordnung 14-i Zweiter Funktionsblock des Berechnungspfads für die i-te Ordnung 15-i Dritter Funktionsblock des Berechnungspfads für die i-te Ordnung 16 Ordnungsabhängiger Lastregler 17 Multiplizierer Gcos Kosinusgenerator Gsin Sinusgenerator k Ordnung Madd,sin | k Vorsteuer-Stellgröße der k-ten Ordnung Madd,cos | k Vorsteuer-Stellgröße der k-ten Ordnung Msoll,add Stellmomentanteil durch Gesamtlastregelung Msoll,add | k Stellmomentanteil durch Gesamtlastregelung für die k-te Ordnung M soll,bas Stellmomentanteil ohne Gesamtlastregelung M soll,ges Gesamtstellmoment n ist Istdrehzahl n soll Solldrehzahl φ ist Istdrehwinkel