CN112969825B - 排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。本发明的实施例的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备包括：逆变器，通过开关动作将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的交流电源输出到排水马达；输出电流检测部，用于检测流过排水马达的输出电流；控制部，使排水马达在第一期间沿第一方向旋转且在第二期间沿与第一方向相反的第二方向旋转，在沿第一方向旋转时的输出电流的电平高于沿第二方向旋转时的输出电流的电平的情况下，控制排水马达沿第一方向继续旋转。由此，能够确保排水泵的扬水性能。

Description

排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备
技术领域
本发明涉及排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备，更详细而言，涉及能够确保排水泵的扬水性能的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
另外，本发明涉及能够平稳地执行排水的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
另外，本发明涉及能够减小排水泵动作时的噪声或振动的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
另外，本发明涉及能够通过无传感器方式来驱动排水泵马达的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
另外，本发明涉及能够提高转换器的稳定性的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
另外，本发明涉及能够缩短排水完成时间的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
背景技术
排水泵驱动装置在进行排水时驱动马达，以将流入到进水部的水排出到外部。
通常，在为了驱动排水泵而使用AC泵马达的情况下，通过基于输入的交流电源的恒速运行来驱动马达。
例如，在输入交流电源的频率为50Hz的情况下，排水泵马达以3000rpm旋转，在输入交流电源的频率为60Hz的情况下，排水泵马达将以3600rpm旋转。
根据这种AC泵马达，由于在进行排水时不控制马达的速度，因而具有在进行排水时排水时间延长等缺点。
为了解决这种缺点，正在进行将直流无刷马达用作排水泵马达的研究。
在日本公开专利公报特开2001-276485号和特开2002-166090号中例示了基于直流无刷马达的排水泵马达。
在这些专利文献中，由于在控制排水泵马达时执行速度控制，因此具有在进行排水时排水完成时间延长的缺点。
另外，在这些专利文献中，仅公开了在控制排水泵马达时执行速度控制，而没有公开针对在进行脱水时排水泵的涡流室的压力升高的情况下产生的噪声或振动的解决方案。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的目的在于，提供一种能够确保排水泵的扬水性能的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
本发明的另一目的在于，提供一种能够平稳地执行排水的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
本发明的又一目的在于，提供一种能够减小排水泵动作时的噪声或振动的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
本发明的又一目的在于，提供一种能够通过无传感器方式来驱动排水泵马达的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
本发明的又一目的在于，提供一种能够提高转换器的稳定性的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
本发明的又一目的在于，提供一种能够缩短排水完成时间的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备。
解决问题的技术方案
用于达成上述目的的本发明的实施例的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备包括：逆变器，通过开关动作将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的交流电源输出到排水马达；输出电流检测部，用于检测流过排水马达的输出电流；以及控制部，使排水马达在第一期间沿第一方向旋转且在第二期间沿与第一方向相反的第二方向旋转，在沿第一方向旋转时的输出电流的电平高于沿第二方向旋转时的输出电流的电平的情况下，控制排水马达沿第一方向继续旋转。
此外，在沿第二方向旋转时的输出电流的电平高于沿第一方向旋转时的输出电流的电平的情况下，本发明的实施例的控制部控制排水马达沿第二方向继续旋转。
此外，本发明的实施例的排水泵包括：进水部，形成为中空的管；涡流室，形成在进水部的内部；叶轮，配置在涡流室，在排水马达的旋转力的作用下进行旋转；以及出水部，配置在涡流室的法线方向上。
为了达成上述目的的本发明的另一实施例的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备包括：逆变器，通过开关动作将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的交流电源输出到排水马达；输出电流检测部，用于检测流过排水马达的输出电流；以及控制部，在排水马达沿第一方向旋转的期间，流过排水马达的输出电流的电平低于设定值的情况下，控制排水马达沿与第一方向相反的第二方向旋转。
此外，在排水马达沿第一方向旋转的期间，流过排水马达的输出电流的电平为设定值以上的情况下，本发明的实施例的控制部可以控制排水马达沿第一方向继续旋转。
为了达成上述目的的本发明的又一实施例的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备包括：排水马达，用于使排水泵动作；逆变器，通过开关动作将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的交流电源输出到排水马达；以及控制部，使排水马达沿第一方向旋转，然后使排水马达沿与第一方向相反的第二方向旋转，在以相同功率执行排水马达的第一方向的旋转和第二方向的旋转的情况下，沿第二方向旋转时的速度大于沿第一方向旋转时的速度。
此外，在沿第二方向旋转时的输出电流的电平高于沿第一方向旋转时的输出电流的电平的情况下，本发明的实施例的控制部可以控制排水马达沿第二方向旋转。
此外，在排水马达沿第一方向旋转的期间，流过排水马达的输出电流的电平低于设定值的情况下，本发明的实施例的控制部可以控制排水马达沿与第一方向相反的第二方向旋转。
发明效果
本发明的实施例的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备包括：逆变器，通过开关动作将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的交流电源输出到排水马达；输出电流检测部，用于检测流过排水马达的输出电流；以及控制部，使排水马达在第一期间沿第一方向旋转且在第二期间沿与第一方向相反的第二方向旋转，在沿第一方向旋转时的输出电流的电平高于沿第二方向旋转时的输出电流的电平的情况下，控制排水马达沿第一方向继续旋转。由此，能够确保排水泵的扬水性能。尤其，在蜗壳型排水泵中，能够通过检测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。另外，能够减少由排水泵动作引起的噪声或振动。
此外，在沿第二方向旋转时的输出电流的电平高于沿第一方向旋转时的输出电流的电平的情况下，本发明的实施例的控制部控制排水马达沿第二方向继续旋转。由此，能够通过检测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。
此外，本发明的实施例的排水泵包括：进水部，形成为中空的管；涡流室，形成在进水部的内部；叶轮，配置在涡流室，在排水马达的旋转力作用下进行旋转；以及出水部，配置在涡流室的法线方向上。由此，在蜗壳型排水泵中，能够通过检测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。另外，能够减少由排水泵动作引起的噪声或振动。
此外，本发明的另一实施例的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备包括：逆变器，通过开关动作将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的交流电源输出到排水马达；输出电流检测部，用于检测流过排水马达的输出电流；控制部，在排水马达沿第一方向旋转的期间，流过排水马达的输出电流的电平低于设定值的情况下，控制排水马达沿与第一方向相反的第二方向旋转。由此，能够确保排水泵的扬水性能。尤其，在蜗壳型排水泵中，能够通过检测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。另外，能够减少由排水泵动作引起的噪声或振动。
此外，在排水马达沿第一方向旋转的期间，流过排水马达的输出电流的电平为设定值以上的情况下，则本发明的实施例的控制部可以控制排水马达沿第一方向继续旋转。由此，能够确保排水泵的扬水性能。
此外，本发明的又一实施例的排水泵驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备包括：排水马达，用于使排水泵动作；逆变器，通过开关动作将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的交流电源输出到排水马达；以及控制部，使排水马达沿第一方向旋转，然后使排水马达沿与第一方向相反的第二方向旋转，在以相同功率执行排水马达的第一方向的旋转和第二方向的旋转的情况下，沿第二方向旋转时的速度大于沿第一方向旋转时的速度。由此，能够确保排水泵的扬水性能。尤其，在蜗壳型排水泵中，能够通过检测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。另外，能够减少由排水泵动作引起的噪声或振动。
此外，在沿第二方向旋转时的输出电流的电平高于沿第一方向旋转时的输出电流的电平的情况下，本发明的实施例的控制部可以控制排水马达沿第二方向旋转。由此，能够通过检测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。
此外，在排水马达沿第一方向旋转的期间，流过排水马达的输出电流的电平低于设定值的情况下，本发明的实施例的控制部可以控制排水马达沿与第一方向相反的第二方向旋转。由此，能够通过检测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。
附图说明
图1是示出本发明一实施例的洗涤物处理设备的立体图。
图2是图1的洗涤物处理设备的侧剖视图。
图3是图1的洗涤物处理设备的内部框图。
图4示出了图1的排水泵驱动装置的内部框图的一例。
图5是图4的排水泵驱动装置的内部电路图的一例。
图6是图5的主控制部的内部框图。
图7是示出根据功率控制和速度控制供应到马达的功率的图。
图8a是普通型排水泵驱动装置的说明中参照的图。
图8b是蜗壳型排水泵驱动装置的说明中参照的图。
图8c是图8a和图8b的说明中参照的图。
图9a和图9b是示出本发明一实施例的排水泵驱动装置的外观的图。
图10a和图10b是示出流入到排水泵的涡流室的洗涤水的量的图。
图11是示出本发明的实施例的洗涤物处理设备的动作方法的顺序图。
图12是图11的动作方法说明中参照的图。
图13是示出本发明的实施例的洗涤物处理设备的动作方法的顺序图。
图14a至图14b是图13的动作方法说明中参照的图。
具体实施方式
以下，将参照附图对本发明进行更详细的说明。
在以下的说明中使用的构成要素的后缀“模块”和“部”是仅考虑本说明书的易于编写而赋予的，并没有赋予其本身特别重要的意义或作用。因此，“模块”和“部”也可以彼此互换使用。
图1是示出本发明一实施例的洗涤物处理设备的立体图，图2是图1的洗涤物处理设备的侧剖视图。
参照图1至图2，本发明一实施例的洗涤物处理设备100是包括放入衣物执行洗涤、漂洗、脱水等的洗衣机或放入湿衣物执行烘干的烘干机等的概念，以下，将以洗衣机为中心进行说明。
洗衣机100包括：外壳110，形成外观；控制面板115，具有用于接收来自用户的各种控制命令的操作键和显示关于洗衣机100的工作状态的信息的显示器等，以提供用户界面；以及门113，可旋转地设置在外壳110，用于开闭供洗涤物出入的出入孔。
外壳110可以包括：本体111，在内部形成能够容纳洗衣机100的各种组成部件的空间；以及顶盖112，设置在本体111的上侧，形成衣物出入孔，以能够将洗涤物放入到内槽122中。
虽然以外壳110包括本体111和顶盖112进行说明，但是并不限于此，只要外壳110形成洗衣机100的外观即可。
此外，需要明确的是，虽然以支撑杆135与作为形成外壳110的构成之一的顶盖112结合进行说明，但是并不限于此，其可以与外壳110的被固定的任意部位相结合。
控制面板115包括：操作键117，用于操作洗涤物处理设备100的运行状态；以及显示器118，配置在操作键117的一侧，用于显示洗涤物处理设备100的运行状态。
门113用于开闭形成在顶盖112的衣物出入孔(未标记)，其可以包括钢化玻璃等透明构件，以使本体111的内部能够被看到。
洗衣机100可以包括洗涤槽120。洗涤槽120可以包括：外槽124，用于装洗涤水；以及内槽122，可旋转地设置在外槽124内，用于容纳洗涤物。在洗涤槽120的上部可以设置有平衡器134，用于补偿洗涤槽120旋转时产生的偏心。
此外，洗衣机100可以包括可旋转地设置在洗涤槽120的下部的波轮133。
驱动装置138提供用于使内槽122和/或波轮133旋转的驱动力。可以设置有离合器(未图示)，其选择性地传递驱动装置138的驱动力，以仅使内槽122旋转，或仅使波轮133旋转，或使内槽122和波轮133同时旋转。
此外，驱动装置138通过图3的驱动部220、即驱动电路来动作。对此将参照图3在后述中进行说明。
此外，在顶盖112可拉出地设置有用于容纳洗衣用洗涤剂、纤维柔软剂和/或漂白剂等各种添加剂的洗涤剂盒114，通过供水流路123供应的洗涤水经由洗涤剂盒114之后被供应到内槽122中。
在内槽122形成有复数个孔(未图示)，从而使供应到内槽122的洗涤水通过复数个孔流动到外槽124。可以设置用于限制供水流路123的供水阀125。
可以通过排水流路143排出外槽124中的洗涤水，且可以设置用于限制排水流路143的排水阀139和用于泵送洗涤水的排水泵141。
另外，在排水流路143的端部可以设置有用于泵送洗涤水的循环泵171。由循环泵171泵送的洗涤水可以通过循环流路144被再次投入到洗涤槽120中。
支撑杆135用于将外槽124悬挂到外壳110内，其一端与外壳110连接，而支撑杆135的另一端通过悬架150与外槽124连接。
悬架150在洗衣机100的工作期间缓冲外槽124的振动。例如，外槽124可能在随着内槽122旋转而产生的振动的作用下振动，在内槽122的旋转期间，所述悬架150可以缓冲由容纳在内槽122中的洗涤物的偏心、内槽122的旋转速度或共振特性等各种因素引起的振动。
图3是图1的洗涤物处理设备的内部框图。
参照附图，洗涤物处理设备100借助主控制部210的控制动作来控制驱动部220，且驱动部220驱动马达230。由此，通过马达230来旋转洗涤槽120。
此外，洗涤物处理设备100可以包括：用于驱动排水泵141的排水马达630；以及驱动排水马达630的排水泵驱动装置620。排水泵驱动装置620可以由主控制部210控制。
此外，洗涤物处理设备100可以包括：用于驱动循环泵171的马达730；以及驱动马达730的循环泵驱动装置720。循环泵驱动装置720可以由主控制部210控制。
此外，在本说明书中，也可以将排水泵驱动装置620命名为排水泵驱动部。
主控制部210通过从操作键1017接收的动作信号来执行动作。由此，可以执行洗涤、漂洗、脱水程序。
另外，主控制部210可以控制显示器118，以显示洗涤过程、洗涤时间、脱水时间、漂洗时间等或当前动作状态等。
此外，主控制部210控制驱动部220，以控制为使马达230动作。例如，可以控制驱动部220以基于检测流过马达230的输出电流的电流检测部225和感测马达230的位置的位置感测部220来旋转马达230。虽然在附图中例示了将检测到的电流和感测到的位置信号输入到驱动部220，但是并不限于此，可以输入到主控制部210，或者同时输入到主控制部210和驱动部220。
驱动部220用于驱动马达230，其可以包括逆变器(未图示)和逆变器控制部(未图示)。另外，驱动部220可以是还包括供应输入到逆变器(未图示)的直流电源的转换器等的概念。
例如，如果逆变器控制部(未图示)将脉宽调制(PWM)方式的开关控制信号输出到逆变器(未图示)，则逆变器(未图示)可以执行高速开关动作，以向马达230供应规定频率的交流电源。
此外，主控制部210可以基于由电流检测部220检测到的电流io或由位置感测部235感测到的位置信号H来感测衣物量。例如，在洗涤槽120旋转期间，可以基于马达230的电流值io来感测衣物量。
此外，主控制部210还可以感测洗涤槽120的偏心量、即洗涤槽120的不平衡(unbalance；UB)。这种偏心量感测可以基于由电流检测部225检测到的电流io的纹波成分或洗涤槽120的旋转速度变化量来执行。
此外，水位传感器121可以测量洗涤槽120中的水位。
例如，洗涤槽120中没有水的零水位的水位频率可以是28KHz，洗涤槽120中的水达到容许水位的满水位的频率可以是23KHz。
即，由水位传感器121感测到的水位频率可以与洗涤槽中的水位成反比。
此外，从水位传感器121输出的洗涤槽水位Shg可以是水位频率或与水位频率成反比的水位水平。
此外，主控制部210可以基于由水位传感器121感测到的洗涤槽水位Shg来判断洗涤槽120处于满水位、零水位还是重置水位等。
图4示出了图1的排水泵驱动装置的内部框图的一例，图5是图4的排水泵驱动装置的内部电路图的一例。
参照附图，本发明的实施例的排水泵驱动装置620用于以无传感器(sensorless)方式驱动排水马达630，其可以包括逆变器420、逆变器控制部430以及主控制部210等。
主控制部210和逆变器控制部430可以分别与本说明书中记载的控制部和第二控制部相对应。
另外，本发明的实施例的排水泵驱动装置620可以包括转换器410、dc端电压检测部B、dc端电容器C以及输出电流检测部E等。另外，排水泵驱动装置620还可以包括输入电流检测部A、电抗器L等。
以下，将对图4和图5的排水泵驱动装置620中的每个构成单元的动作进行说明。
电抗器L配置在商用交流电源405(vs)和转换器410之间，执行功率因数补偿或升压动作。另外，电抗器L还可以执行限制由转换器410的高速开关导致的高次谐波电流的功能。
输入电流检测部A可以检测从商用交流电源405输入的输入电流is。为此，可以使用变流器(CT,current transformer)、分流电阻等作为输入电流检测部A。检测到的输入电流is是脉冲形式的离散信号(discrete signal)，可以将其输入到逆变器控制部430或主控制部210。在附图中例示了输入到主控制部210。
转换器410将经由电抗器L的商用交流电源405转换为直流电源并将其输出。虽然在附图中将商用交流电源405示为单相交流电源，但是也可以是三相交流电源。转换器410的内部结构根据商用交流电源405的类型而改变。
此外，转换器410可以由二极管等构成而没有开关元件，从而可以在没有单独的开关动作的情况下执行整流动作。
例如，在单相交流电源的情况下，可以以桥的形式使用四个二极管，在三相交流电源的情况下，可以以桥的形式使用六个二极管。
此外，例如，作为转换器410可以使用连接两个开关元件和四个二极管的半桥型转换器，在三相交流电源的情况下，还可以使用六个开关元件和六个二极管。
在转换器410具有开关元件的情况下，可以通过该开关元件的开关动作来执行升压动作、功率因数校正以及直流电源转换。
此外，转换器410可以包括具有开关元件和变压器的开关电源(Switched ModePower Supply；SMPS)。
此外，转换器410还可以转换输入的直流电源的电平，以输出转换后的直流电源。
dc端电容器C平滑输入的电源并将其存储。在附图中作为dc端电容器C示出了一个元件，但是也可以设置复数个，从而确保元件稳定性。
此外，虽然在附图中以与转换器410的输出端连接示出，但是并不限于此，也可以直接输入直流电源。
例如，来自太阳能电池的直流电源可以直接输入到dc端电容器C，或者可以直流/直流转换后输入。以下，将主要描述附图中示出的部分。
此外，由于dc端电容器C的两端存储有直流电源，因此也可以将其称为dc端或dc链路端。
dc端电压检测部B可以检测作为dc端电容器C的两端的dc端电压Vdc。为此，dc端电压检测部B可以包括电阻元件、放大器等。检测到的dc端电压Vdc是脉冲形式的离散信号(discrete signal)，可以输入到逆变器控制部430或主控制部210。在附图中以输入到主控制部210示出。
逆变器420可以包括复数个逆变器开关元件，将通过开关元件的开/关动作来平滑的直流电源Vdc转换为交流电源，并将其输出到同步马达630。
例如，在同步马达630为三相的情况下，如图所示，逆变器420可以将直流电源Vdc转换为三相交流电源va、vb、vc，并将其输出到三相同步马达630。
作为另一例，在同步马达630为单相的情况下，逆变器420可以将直流电源Vdc转换为单相交流电源，并将其输出到单相同步马达630。
在逆变器420中，分别彼此串联连接的上开关元件Sa、Sb、Sc和下开关元件S’a、S’b、S’c形成一对，且共三对上、下开关元件Sa和S’a、Sb和S’b、Sc和S’c彼此并联连接。在每个开关元件Sa、S’a、Sb、S’b、Sc、S’c均反并联连接有二极管。
逆变器420中的开关元件基于来自逆变器控制部430的逆变器开关控制信号Sic来使每个开关元件执行开/关动作。由此，将具有规定频率的交流电源输出到同步马达630。
逆变器控制部430可以将开关控制信号Sic输出到逆变器420。
尤其，逆变器控制部430可以基于从主控制部210输入的电压指令值Sn来将开关控制信号Sic输出到逆变器420。
此外，逆变器控制部430可以基于电压指令值Sn或开关控制信号Sic来将排水马达630的电压信息Sm输出到主控制部210。
如图4或图5所示，逆变器420和逆变器控制部430可以构成为一个逆变器模块IM。
主控制部210可以以无传感器方式控制逆变器420的开关动作。
为此，主控制部210可以接收由输出电流检测部E检测到的输出电流io和由dc端电压检测部B检测到的dc端电压Vdc。
主控制部210可以基于输出电流io和dc端电压Vdc来计算功率，并且基于所计算的功率来输出电压指令值Sn。
尤其，主控制部210可以执行功率控制，以使排水马达630稳定地动作，并且可以输出基于功率控制的电压指令值Sn。由此，逆变器控制部430可以根据与基于功率控制的电压指令值Sn来输出对应的开关控制信号Sic。
输出电流检测部E可以检测流过三相排水马达630之间的输出电流io。
输出电流检测部E可以配置在三相排水马达630和逆变器420之间，检测流过马达的输出电流io。在附图中例示了检测作为流过排水马达630的输出电流io的相电流(phasecurrent)ia、ib、ic中的a相电流。
此外，与附图不同，也可以配置在dc端电容器C和逆变器420之间，依次检测流过马达的输出电流。此时，可以使用一个分流电阻元件Rs，并且可以以时分方式检测流过排水马达630的相电流(phase current)ia、ib、ic。
检测到的输出电流io是脉冲形式的离散信号(discrete signal)，可以将其输入到逆变器控制部430或主控制部210。在附图中例示了输入到主控制部210。
此外，三相排水马达630包括定子(stator)和转子(rotar)，通过将规定频率的每相的交流电源施加到每相(a、b、c相)的定子的线圈来旋转转子。
这种排水马达630可以包括无刷(BrushLess,BLDC)DC马达。
例如，排水马达630可以包括表面贴装式永磁同步电动机(Surface-MountedPermanent-Magnet Synchronous Motor；SMPMSM)、内置式永磁同步电动机(InteriorPermanent Magnet Synchronous Motor；IPMSM)以及同步磁阻电动机(SynchronousReluctance Motor；Synrm)等。其中，SMPMSM和IPMSM是应用永磁体的同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor；PMSM)，而Synrm的特征是没有永磁体。
图6是图5的主控制部的内部框图。
参照图6，主控制部210可以包括速度计算部520、功率计算部521、功率控制器523、速度控制器540。
速度计算部520可以基于从逆变器控制部430接收的排水马达630的电压信息Sm来计算排水马达630的速度。
具体而言，速度计算部520可以计算从逆变器控制部430接收的排水马达630的电压信息Sm的过零点(zero crossing)，并基于过零点来计算排水马达630的速度。
功率计算部521可以基于由输出电流检测部E检测到的输出电流io和由dc端电压检测部B检测到的dc端电压Vdc来计算供应到排水马达630的功率P。
功率控制器523可以基于由功率计算部521计算出的功率P和设定的功率指令值P* r来生成速度指令值ω* r。
例如，功率控制器523可以基于计算出的功率P与功率指令值P* r之间的差来在PI控制器525执行PI控制，并生成速度指令值ω* r。
此外，速度控制器540可以基于由速度计算部520计算出的速度和由功率控制器523生成的速度指令值ω* r来生成电压指令值Sn。
具体而言，速度控制器540可以基于计算出的速度与速度指令值ω* r之间的差来在PI控制器544执行PI控制，并基于此来生成电压指令值Sn。
此外，所生成的电压指令值Sn可以被输出到逆变器控制部430。
逆变器控制部430可以通过接收来自主控制部210的电压指令值Sn来生成并输出基于脉宽调制PWM方式的逆变器用开关控制信号Sic。
输出的逆变器开关控制信号Sic可以在栅极驱动部(未图示)被转换为栅极驱动信号，输入到逆变器420中的每个开关元件的栅极。由此，逆变器420中的每个开关元件Sa、S’a、Sb、S’b、Sc、S’c执行开关动作。因此，能够实现稳定的功率控制。
此外，在进行排水时，本发明的实施例的主控制部210可以将供应到排水马达630的功率控制为恒定，而不随时间减小。由此，能够缩短排水时间。
此外，本发明的实施例的主控制部210可以控制为在排水开始时对排水马达630执行功率控制，而如果达到残留水，则结束功率控制。由此，能够有效地执行排水动作。
此外，本发明的实施例的主控制部210可以控制为随着输出电流io的电平(level)减小，增大电压指令值Sn，且控制为增大开关控制信号Sic的占空比。由此，能够以恒定的功率来驱动排水马达630。
此外，在本发明的实施例的排水马达630中，可以用无刷(BrushLess)DC马达630来实现排水马达630。由此，能够简单地实现不是恒速控制的功率控制。
此外，如果在进行排水时供应到排水马达630的功率未达到第一功率，则本发明的实施例的主控制部210可以控制为增加排水马达630的速度，如果供应到排水马达630的功率超过第一功率，则可以控制为降低排水马达630的速度。
此外，如果供应到排水马达630的功率达到第一功率，则本发明的实施例的主控制部210可以控制为排水马达630的速度恒定。
如上所述，由于执行了功率控制以恒定功率驱动，所以转换器410只要供应恒定功率即可，因此能够提高转换器410的稳定性。另外，由于执行了功率控制，因此能够根据安装条件使排水性能降低最小化。
另外，能够稳定地驱动排水马达630，进而能够缩短排水时间。
图7是示出根据功率控制和速度控制而供应到马达的功率的图。
首先，在如本发明的实施例执行了功率控制的情况下，可以将根据时间供应到排水马达630的功率的波形示例为Pwa。
在附图中例示了，通过执行功率控制来将功率大致恒定地保持至Tm1时间点，并在Tm1时间点结束功率控制。
在进行排水时，即使洗涤槽120的水位降低，主控制部210也可以通过执行功率控制来将供应到排水马达630的功率控制为恒定，而不随时间减小。
主控制部210可以在进行排水时通过执行功率控制来将供应到排水马达630的功率控制为第一功率P1。
尤其，即使扬程改变，主控制部210也可以在进行排水时通过执行功率控制来将供应到排水马达630的功率控制为第一功率P1。
此时，恒定的第一功率P1可以是指排水马达630以基于第一功率P1的第一允许范围Prag以内的功率被驱动。例如，第一允许范围Prag以内可以与在基于第一功率P1的大致10％以内波动的情况相对应。
在图7中例示了，在执行功率控制时，除了过冲(overshooting)的Pov期间以外，排水马达630从Tseta时间点至排水完成时间点Tm1以基于第一功率P1的第一允许范围Prag以内的功率被驱动。由此，即使在进行排水时扬程改变，也能够顺畅地执行扬水。另外，能够提高转换器410的稳定性。
在此，第一允许范围Prag可以随着第一功率P1的电平(level)增加而变大。另外，第一允许范围Prag可以随着排水完成时间Pbs变长而变大。
即，如果扬程为参考等级Iref，则主控制部210可以控制排水马达630在排水开始后从第一时间点Tseta到排水完成时Tm1为止以基于第一功率P1的第一允许范围Prag以内的功率被驱动，而不随时间减小，如果扬程为第二等级，则主控制部210可以控制排水马达630从第一时间点Tseta到排水完成时Tm1为止以基于第一功率P1的第一允许范围Prag以内的功率被驱动，而不随时间减小。
为此，如果在进行排水时执行功率控制，则主控制部210可以基于输出电流io和dc端电压Vdc来计算功率，并基于计算出的功率来输出电压指令值Sn，逆变器控制部430可以基于电压指令值Sn来将开关控制信号Sic输出到排水马达630。
此外，主控制部210可以控制为随着输出电流io的电平减小，增大电压指令值Sn，且控制为增大开关控制信号Sic的占空比。由此，能够以恒定的功率来驱动排水马达630。
此外，主控制部210可以控制为使供应到排水马达630的功率在Pov期间急剧升高，以执行功率控制。
此外，主控制部210可以控制为在功率控制结束时使供应到排水马达630的功率从Tm1时间点急剧下降。
然后，与本发明的实施例不同，如果执行速度控制，即控制为使排水马达630的速度保持恒定，则可以将根据时间供应到排水马达630的功率的波形示例为Pwb。
在附图中例示了，将速度控制执行到Tm2时间点，并在Tm2时间点结束速度控制。
根据基于速度控制的功率波形Pwb，在进行排水时，随着洗涤槽的水位降低，虽然排水马达630的速度恒定，但是供应到排水马达630的功率可能逐渐减小。
在图7中例示了，在速度控制区间Pbsx，供应到排水马达630的功率逐渐减小，在作为排水完成时间点的Tm2大致减小至Px。
由此，在进行速度控制时的排水马达630的动作结束时间点为Tm2，与执行功率控制时相比，其大致延迟了Tx时间。
结果，根据本发明的实施例，与执行速度控制相比，通过执行功率控制在进行排水时将排水时间大致缩短了Tx时间。另外，从转换器410供应的功率可以保持恒定，从而能够提高转换器410的动作稳定性。
图8a是普通型排水泵驱动装置的说明中参照的图。
参照附图，在普通(normal)型排水泵141x中，在从涡流室的中心MRC延伸的轴Axisx方向上配置有出水部OTax。
根据这种结构，在排水泵141x中，不论排水马达沿第一方向DRx旋转或沿与第一方向相反的第二方向旋转，其排水性能没有差异。
图8b是蜗壳型排水泵驱动装置的说明中参照的图。
参照附图，在蜗壳(volute)型排水泵141中，在从与涡流室的中心MRC隔开的点MRD延伸的轴Axisy方向上配置有出水部OTa。即，出水部OTa可以配置在涡流室ROOM的法线方向上。
根据这种结构，在排水泵141中，在排水马达沿第一方向DRa旋转的情况下，与图8a的情况相比，提高了排水性能。然而，在沿与第一方向Dra相反的第二方向DRb旋转的情况下，与图8a的情况相比，排水性能变差。
图8c是图8a和图8b的说明中参照的图。
参照附图，第一曲线Grphb1示出了图8b的蜗壳型排水泵141沿作为正方向的第一方向DRa旋转的情况下的旋转速度与扬水量之间的关系。
第二曲线Grphba示出了图8a的普通型排水泵141x沿作为正方向的第一方向DRx旋转的情况下的旋转速度与扬水量之间的关系。
第三曲线Grphb2示出了图8b的蜗壳型排水泵141沿逆方向DRb旋转的情况下的旋转速度与扬水量之间的关系。
参照附图，可以看出第一曲线Grphb1的排水性能最优异，而第三曲线Grphb2的排水性能最差。
此外，使用排水泵时，由于马达连接故障或配线结合故障等，可能改变正旋转方向和逆旋转方向。
由此，在使用现有的AC泵马达的情况下，不能改变旋转方向，因此不得不使用了图8a的普通型排水泵141x。
然而，在本发明中，将无刷(BrushLess,BLDC)DC马达用作排水马达630，因此能够改变旋转方向。
因此，在本发明中，采用了使用无刷(BrushLess,BLDC)DC马达的蜗壳型排水泵。
此外，使用蜗壳型排水泵时，由于马达连接故障或配线结合故障等，可能改变正旋转方向和逆旋转方向。
由此，在本发明中，为了确保排水性能，提出了一种如第一曲线Grphb1的感测正旋转方向的方案。对此的说明将参照以下图11进行。
图9a和图9b是示出本发明一实施例的排水泵驱动装置的外观的图。
参照图9a和图9b，通过与外槽124连接的排水流路143排出洗涤水，排水流路143与排水泵141的进水部ITa连接。
进水部ITa由中空的管形成，在进水部ITa的内部形成有具有比进水部ITa的直径大的面积的涡流室ROOM。
在涡流室ROOM配置有在排水马达630的旋转力作用下旋转的叶轮IPR。
此外，在进水部ITa的相对于叶轮IPR的相对面可以配置有排水马达630和向排水马达630施加电信号的电路基板PCB。上述的排水泵驱动装置220可以安装在电路基板PCB上。
此外，在与进水部ITa交叉的方向上的涡流室ROOM的一侧可以配置有用于排出水的出水部OTa。此时，出水部OTa可以与排水管199连接。
尤其，出水部OTa可以形成在涡流室ROOM的法线方向上，以实现顺畅的排水。可以将这种排水泵141结构称为蜗壳(volute)型排水泵结构。
这种蜗壳(volute)型排水泵结构的情况下，由于出水部OTa形成在涡流室ROOM的一侧，因此，排水马达630的旋转方向优选沿以图9b为基准的逆时针方向CCW旋转。
此外，如上所述，排水管199配置在高于排水泵141的位置，因此出水部OTa可以形成为向排水管199方向倾斜。
与此相似地，进水部ITa也可以形成为倾斜，此时的相对于地面的倾斜角可以小于出水部OTa相对于地面的倾斜角。由此，水能更顺畅地流入到进水部ITa，并且涡流室ROOM中的水将借助在排水马达630的旋转力作用下旋转的叶轮IPR而通过出水部OTa排出到外部。
图10a和图10b是示出流入到排水泵的涡流室的洗涤水的量的图。
图10a例示了洗涤水WAT仅流入到涡流室ROOM的一部分的情况，图10b例示了流入到涡流室ROOM的洗涤水WAT为满水的情况，即洗涤水WAT装满涡流室ROOM的情况。
如图10b所示，在流入到涡流室ROOM的洗涤水WAT为满水的情况下，涡流室ROOM的内部的压力不明显上升，叶轮IPR在排水马达630的旋转力作用下沿顺时针方向CW旋转，从而可以通过出水部OTa顺畅地执行排水。
图11是示出本发明的实施例的洗涤物处理设备的动作方法的顺序图，图12是图11的动作方法说明中参照的图。
参照附图，主控制部210控制排水马达630沿第一方向旋转(S1310)。
接下来，在经过了第一期间的情况下(S1315)，主控制部210接收由输出电流检测部E检测到的输出电流io(S1318)。
在此，第一期间可以是与排水马达630的第一方向旋转开始后的输出电流io的稳定期间相对应的期间。
接下来，主控制部210控制排水马达630沿第二方向旋转(S1320)。
接下来，在经过了第二期间的情况下(S1325)，主控制部210接收由输出电流检测部E检测到的输出电流io(S1328)。
接下来，主控制部210判断沿第一方向旋转时的输出电流是否为沿第二方向旋转时的输出电流以上(S1330)，如果是，则控制排水马达630沿第一方向继续旋转(S1345)。
此外，如果沿第一方向旋转时的输出电流小于沿第二方向旋转时的输出电流，则主控制部210判断第一方向为逆方向，并控制排水马达630沿与第一方向相反的第二方向旋转(S1350)。
图12是排水马达630的输出电流波形imc的一例。
在Pmc1期间，主控制部210控制排水马达630沿第一方向旋转。在附图中例示了Pmc1期间的输出电流波形imc的电平(level)为LVma。
在Pmc2期间，主控制部210控制排水马达630沿第二方向旋转。在附图中例示了Pmc2期间的输出电流波形imc的电平为低于LVma的LVmb。
由此，由于Pmc1期间的输出电流的电平更大，因此主控制部210控制为沿作为Pmc1期间的旋转方向的第一方向旋转。
此外，在Pmc3期间，主控制部210可以控制排水马达630沿第一方向继续旋转。
即，主控制部210可以感测第一方向为正方向，控制排水马达630沿第一方向继续旋转。由此，能够确保排水泵的扬水性能。尤其，在蜗壳型排水泵中，能够通过感测排水顺畅的方向来确保顺畅的扬水性能。另外，能够减少由排水泵动作引起的噪声或振动。
此外，与图12不同，如果排水马达630的沿第二方向旋转时的输出电流的电平(level)高于排水马达630的沿第一方向旋转时的输出电流的电平，则主控制部210可以控制为沿第二方向继续旋转。
即，主控制部210可以感测第二方向为正方向，控制排水马达630沿第二方向继续旋转。由此，能够通过感测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。
图13是示出本发明的实施例的洗涤物处理设备的动作方法的顺序图，图14a至图14b是图13的动作方法说明中参照的图。
参照附图，主控制部210控制排水马达630沿第一方向旋转(S1110)。
接下来，在经过了第一期间的情况下(S1115)，主控制部210接收由输出电流检测部E检测到的输出电流io(S1118)。
在此，第一期间可以是与排水马达630的第一方向旋转开始后的输出电流io的稳定期间相对应的期间。
接下来，主控制部210判断检测到的输出电流io的电平是否为设定值以上(S1140)，如果是，则判断第一方向为正方向，控制排水马达630沿第一方向继续旋转(S1145)。
此外，如果检测到的输出电流io的电平低于设定值，则主控制部210判断第一方向为逆方向，控制排水马达630沿与第一方向相反的第二方向旋转(S1150)。
图14a是排水马达630的沿第一方向旋转时的输出电流波形ima的一例。
在Pma1期间，主控制部210可以控制排水马达630沿第一方向旋转，如果在Pma1期间的输出电流波形ima的电平为LVma且为设定值以上，则主控制部210在后续的Pma2期间也可以控制排水马达630沿第一方向旋转。
此时，主控制部210感测第一方向为正方向，在Pma2期间也可以控制排水马达630沿第一方向旋转。由此，能够通过感测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。
图14b是排水马达630的输出电流波形imb的另一例。
在Pmb1期间，主控制部210可以控制排水马达630沿第一方向旋转，如果在Pmb1期间的输出电流波形ima的电平为LVmb且低于设定值，则主控制部210在后续的Pma2期间可以控制排水马达630沿与第一方向相反方向的第二方向旋转。
此时，主控制部210感测第二方向为正方向，在Pma2时间也可以控制排水马达630沿第二方向旋转。由此，能够通过感测排水顺畅的方向来确保稳定的扬水性能。
根据图14b，在Pmb1期间排水马达630沿逆方向DRb旋转，然后在Pmb2期间排水马达630沿正方向DRa旋转。
此外，根据图8b的蜗壳型排水泵，如果以相同功率执行排水马达630的第一方向旋转和第二方向旋转，则沿第一方向旋转时的速度与沿第二方向旋转时的速度不同，尤其，在第二方向为正方向的情况下，沿第二方向旋转时的速度更快。由此，能够确保排水泵的扬水性能。尤其，在蜗壳型排水泵中，能够通过感测排水顺畅的方向来确保顺畅的扬水性能。另外，能够减少由排水泵动作引起的噪声或振动。
此外，在图1中作为洗涤物处理设备例示了顶装(top load)式，但是本发明的实施例的排水泵的驱动装置620也可以应用于前装(front load)式，即滚筒式。
此外，除了洗涤物处理设备100以外，本发明的实施例的排水泵的驱动装置620还可以应用于洗碗机、空调等各种设备。
本发明的实施例的排水泵的驱动装置及包括该装置的洗涤物处理设备不限于如上所述的实施例的构成和方法，还可以通过选择性地组合每个实施例的全部或一部分来构成，以对实施例进行各种变形。
此外，本发明的排水泵的驱动装置和洗涤物处理设备的动作方法可以在分别设置在排水泵的驱动装置和洗涤物处理设备的处理器可读取的记录介质中实现为处理器可读代码。处理器可读取的记录介质包括用于存储处理器可读数据的所有类型的记录装置。
另外，以上图示并说明了本发明的优选实施例，但是本发明不限于上述特定的实施例，在不脱离权利要求中所要求保护的本发明的主旨的情况下，本发明所属技术领域的普通技术人员可以进行各种变形，并且这些变形不应脱离本发明的技术思想或前景而单独理解。

Claims (9)

1.一种排水泵驱动装置，其特征在于，包括：
排水马达，用于使排水泵动作；
逆变器，通过开关动作来将输入的直流电源转换为交流电源，并将转换后的所述交流电源输出到所述排水马达；
输出电流检测部，用于检测流过所述排水马达的输出电流；以及
控制部，使所述排水马达在第一期间沿第一方向旋转且在第二期间沿与所述第一方向相反的第二方向旋转，在沿所述第一方向旋转时的输出电流的电平高于沿所述第二方向旋转时的输出电流的电平的情况下，控制所述排水马达沿所述第一方向继续旋转，
所述控制部构成为，在沿所述第一方向继续旋转期间，即使洗涤槽的水位降低，也以第一允许范围以内的第一功率驱动所述排水马达，
在所述排水泵中，沿所述第一方向旋转时的旋转速度下的扬水量和沿所述第二方向旋转时的旋转速度下的扬水量彼此不同，
在供应到所述排水马达的功率未达到所述第一功率时，所述控制部构成为增加所述排水马达的速度，在供应到所述排水马达的功率超过所述第一功率时，所述控制部构成为降低所述排水马达的速度，
在供应到所述排水马达的功率达到所述第一功率时，所述控制部构成为以基于所述第一功率的所述第一允许范围以内的功率驱动所述排水马达。
2.根据权利要求1所述的排水泵驱动装置，其特征在于，
在沿所述第二方向旋转时的输出电流的电平高于沿所述第一方向旋转时的输出电流的电平的情况下，所述控制部控制所述排水马达沿所述第二方向继续旋转。
3.根据权利要求1所述的排水泵驱动装置，其特征在于，
所述排水泵包括：
进水部，形成为中空的管；
涡流室，形成在所述进水部的内部；
叶轮，配置在所述涡流室，在所述排水马达的旋转力的作用下旋转；以及
出水部，在从与所述涡流室的中心隔开的点延伸的轴向上延伸，且具有相对于轴对称的形状。
4.根据权利要求3所述的排水泵驱动装置，其特征在于，
所述进水部相对于地面的倾斜角小于所述出水部相对于地面的倾斜角。
5.根据权利要求3所述的排水泵驱动装置，其特征在于，
还包括排水管，与所述出水部连接，
所述排水管形成在高于所述排水泵的位置。
6.根据权利要求1所述的排水泵驱动装置，其特征在于，
在所述排水马达沿第一方向旋转的期间，流过所述排水马达的输出电流的电平低于设定值的情况下，所述控制部控制所述排水马达沿与所述第一方向相反的所述第二方向旋转。
7.根据权利要求6所述的排水泵驱动装置，其特征在于，
在所述排水马达沿第一方向旋转的期间，流过所述排水马达的输出电流的电平为设定值以上的情况下，所述控制部控制所述排水马达沿所述第一方向继续旋转。
8.根据权利要求1所述的排水泵驱动装置，其特征在于，
在通过所述排水泵排出洗涤水的所述洗涤槽的水位降低的情况下，所述控制部控制所述排水马达接收恒定功率。
9.一种洗涤物处理设备，其特征在于，包括：
洗涤槽；
驱动所述洗涤槽的驱动部；
排水泵；以及
权利要求1至8中的任一项所述的排水泵驱动装置。
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