JP2001054292A - 洗濯機の制動装置及び方法 - Google Patents
洗濯機の制動装置及び方法Info
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Abstract
くて制動できる制動装置及び方法並びに急制動によりシ
ステムに与えられる過電圧を効果的に処理する制動装置
及び制動方法並びにモータの回転速度によって制動能力
が異なる複数の制動モードを設定して洗濯機の制動をス
ムーズに進める方法を提供する。 【解決手段】 本発明の洗濯機の制動方法は、(a)モ
ータの速度及び回転位置を感知してその速度及び回転位
置に対応するデューティー比を設定する初期データ設定
段階と、(b)前記段階で設定されたデューティー比に
よってデューティーオン区間中の平滑部の電圧を放出す
る段階と、(c)前記(b)段階のデューティーオン区
間が完了されるとデューティーオフ区間中の平滑部に充
電する段階とを含んで構成する。
Description
び方法に係り、特に制動時制動抵抗を使用せずにモータ
を制動させることができる洗濯機の制動装置及び方法に
関する。
図1に示したように、システムに供給されるAC電源を
直流電圧に変換出力する整流部101、前記整流された
直流電圧を平滑化する平滑部102、前記平滑化された
直流電圧を入力してモータMを駆動するモータ駆動部1
03、洗濯機の急停止時にシステムに与えられる電圧を
感知する電圧感知部104、前記電圧感知部104の感
知電圧とシステムで設定した基準電圧Vrefとを比較
する電圧比較部105、前記電圧比較部105の比較結
果によって制動抵抗R1のオン/オフを決定するスイッ
チング部106、前記モータMの回転位置及び速度のよ
うな動作状態を感知するセンサ107、前記センサ10
7の出力信号を入力してモータMの動作を制御すると同
時に、制動時システムの過電圧放出に関連した全てのロ
ジックを制御するマイコン108及び前記マイコン10
8の制御による制御信号を生成して出力する信号出力部
109、で構成される。
モータM及び負荷の慣性エネルギーが電気エネルギーに
変換されてモータ駆動部103側に回生され、平滑部1
02に蓄積される回生電圧が上昇する時に、システム保
護のために前記回生電圧を熱として消費させることがで
きるようにした抵抗器である。前記のように構成された
従来の洗濯機の制動装置について図1を参照して以下に
説明する。
と、整流部101でこれを直流電圧に変換し、その直流
電圧を平滑部102で平滑化し、次にモータ駆動部10
3に供給する。これにより、モータ駆動部103では平
滑部102から平滑化された直流電圧を変換してモータ
Mを駆動することによって洗濯機のあらゆる行程を実行
することができる。
程中に洗濯機のふたが開いたり洗濯槽のアンバランス状
態が感知された場合、洗濯槽を急激に停止させるために
高速で回転するモータMを急停止させることになる。前
記モータMは、無整流子直流モータ(Brushles
s DC Motor)であり、正常な洗濯運転時、シ
ステム全体から見て運転時負荷になるので、平滑部10
2からモータMに電流が放出される方向に流れるように
なる。
Mを急停止させると、モータ自体が発電機になってモー
タMから発生される逆起電力により充電される方向、す
なわち電流がモータMから平滑部102側に流れるよう
になって平滑部102の電圧レベルが上昇する。この
際、平滑部102に充電された回生電圧を放出させない
と、電圧レベルが無制限に上昇して設計された回路の耐
圧を超えるので周辺回路及び部品が損傷する恐れがあ
る。
に、システムに与えられる過電圧を放出させるために電
圧感知部104、電圧比較部105、スイッチング部1
06、制動抵抗R1のような制動回路を備える必要があ
る。洗濯や脱水時運転中のモータMを制動させると、電
圧感知部104では平滑部102とモータMとの間の電
圧を感知し、同時にその感知電圧を電圧比較部105に
伝達する。
ムで設定した基準電圧Vrefと電圧感知部104で感
知した電圧Vdcとを相互に比較し、その比較結果をス
イッチング部106に伝達するようになり、前記スイッ
チング部106は電圧比較部105の比較結果に従って
オン、オフスイッチング動作をする。前記スイッチング
部106は、感知電圧Vdcが基準電圧Vrefを超え
る場合、電圧比較部105の出力によりオン動作して制
動抵抗R1に作用するようになる。
間に与えられる過電圧が平滑部102に与えられなくな
り制動抵抗R1を経て与えられるようになるので、シス
テムに与えられる必要以上の電圧が熱エネルギーの形態
で消耗されることによってシステムが一定電圧レベルに
維持されるようになる。そして、スイッチング部106
は、制動抵抗R1の過電圧放出の過程中に電圧感知部1
04及び電圧比較部105を通して平滑部102とモー
タMとの間の感知電圧Vdcが基準電圧Vref以下に
なるとオフして制動抵抗R1をオフ動作するようにな
る。
電流が流れなくなり、平滑部102にのみ電流が流れる
順序でモータMを制動する。このように、モータMを短
時間内に減速させたり、モータMの負荷慣性が大きい場
合、モータMから発電される回生エネルギーはさらに大
きくなる。この際の回生エネルギーがモータ駆動部10
3に回生されて平滑部102に蓄積された電圧を高める
が、この直流電圧が380V以上になった場合、外部制
動抵抗R1をオンさせて回生エネルギーを熱として消耗
させる。
ステム外部に設けられた制動抵抗R1の大きさ及び容量
が大きいために、システムが複雑になって製品のコスト
が上昇する問題点がある。
な従来の問題点を解決するために提案されたものであ
り、本発明の第1の目的は、洗濯機のモータ制動時に制
動抵抗を使用せずに制動できる制動装置及び方法を提供
することにある。第2の目的は、洗濯機の停電、または
急制動時にモータの制動によりシステムに与えられる過
電圧を効果的に処理するための洗濯機の制動装置及び制
動方法を提供することにある。
制動能力が異なる複数の制動モードを設定して洗濯機の
制動をスムーズに進めることができる方法を提供するこ
とにある。
するために、本発明の洗濯機の制動装置の第1実施形態
は、外部から供給される電源をシステムに適合する電圧
に変換するための整流部と、前記整流部で変換された電
圧を安定的に平滑化する平滑部と、前記平滑部の出力電
圧を入力してモータを駆動するための電圧を発生させる
ためのモータ駆動部と、前記モータ駆動部と前記平滑部
との間に位置してシステムに与えられる電圧を感知する
ための電圧感知部と、前記モータの回転位置及び速度を
感知するためのセンサと、前記電圧感知部の出力信号と
前記センサの出力信号とを入力してシステムで定めた基
準電圧と比較し、その比較結果によって前記平滑部とモ
ータとの間で電圧の充放電動作が行なわれるように制御
信号を出力するマイコンとを含んで構成することを特徴
とする。
は、外部から供給される電源をシステムで必要な電圧に
変換し、制御信号によりスイッチング動作をするコンバ
ーターと、前記コンバーターで変換された電圧を安定的
に平滑化する平滑部と、前記平滑部の出力電圧を入力し
てモータを駆動するための電圧を発生するモータ駆動部
と、前記モータ駆動部と前記平滑部との間に位置してシ
ステムに与えられる電圧を感知するための電圧感知部
と、モータの回転位置及び速度を感知するセンサと、前
記電圧感知部と前記センサとから信号を入力して前記コ
ンバーターと前記モータ駆動部とを制御する信号を出力
するマイコンとを含んで構成することを特徴とする。
機の制動方法の第1実施形態は、(a)モータの速度及
び回転位置を感知してその速度及び回転位置に対応する
デューティー比を設定する初期データ設定段階と、
(b)前記段階で設定されたデューティー比によってデ
ューティーオン区間中の平滑部の電圧を放出する段階
と、(c)前記(b)段階のデューティーオン区間が完
了するとデューティーオフ区間中の平滑部に充電する段
階とを含んで構成することを特徴とする。
は、(a)モータ駆動部の電流方向がモータに向くよう
にシステムを初期化する段階と、(b)洗濯機の制動時
にシステムに与えられる電圧を持続的に感知してシステ
ムで設定した基準電圧と比較する段階と、(c)前記段
階の比較結果、感知電圧が基準電圧より大きいと判断す
ると前記段階(a)で設定された電流方向を反対方向に
設定する段階とを含んで構成することを特徴とする。
は、(a)制動の開始と共に第1制動モードが設定され
て制動を実行する段階と、(b)前記段階(a)が実行
される間モータの速度を感知してシステムで設定した基
準速度と比較する段階と、(c)前記段階(b)の比較
結果、モータの速度が前記基準速度より遅い場合、第2
制動モードが設定されてモータが停止する時まで制動を
実行する段階とを含んで構成することを特徴とする。
は、(a)制動の開始と共に第1制動モードが設定され
て制動を実行する段階と、(b)前記段階(a)が実行
される間、モータの速度を感知してシステムで設定した
第1基準速度と比較する段階と、(c)前記段階(b)
の比較結果、モータの速度が前記第1基準速度より遅い
場合、第2制動モードに設定して制動を実行する段階
と、(d)前記段階(c)が実行される間、モータの速
度を感知してシステムで設定した第2基準速度と比較す
る段階と、(d)前記段階(d)の比較結果、前記モー
タの速度が前記第2基準速度より遅い場合、第3制動モ
ードが設定されてモータが停止する時まで制動を実行す
る段階と、を含んで構成することを特徴とする。
は、(a)正常な工程完了による一般制動モードか、緊
急制動モードかを判断する段階と、(b)前記段階
(a)判断結果、該当される制動モードに対応する初期
位相及びデューティー比を各々設定した後に、制御信号
を出力してシステムに与えられる電圧を感知してシステ
ムで設定した基準電圧と比較する段階と、(c)前記段
階(c)の比較結果によって位相及びデューティー比を
再設定または維持して制動を実行する段階とを含んで構
成することを特徴とする。
は、(a)システムの停電か否かを感知する段階と、
(b)前記段階(a)の感知結果、停電と判断される
と、モータ制動のために初期位相及びデューティー比を
設定した後、制御信号を出力する初期データ設定段階
と、(c)前記段階(b)の初期データ設定後、システ
ムに与えられる電圧を感知して、システムで設定した基
準電圧と比較する段階と、(d)前記段階(c)の比較
結果に従って位相及びデューティー比を再設定または維
持して制動を実行する段階とを含んで構成することを特
徴とする。
を添付した図面を参照して説明する。図2は、本発明の
洗濯機の制動装置の第1実施形態を示したブロック構成
図であり、図3は、停電感知部を備えた本発明のインバ
ータ洗濯機の制動装置を示すブロック構成図である。ま
た図4は、図2及び図3の洗濯機の制動装置を構成して
いるモータ駆動部の構成を詳細に示す詳細回路図であ
る。
機の制動装置は、商用AC電源を直流電圧に整流する整
流部201と、前記整流された直流電圧を平滑化する平
滑部202と、前記平滑化された直流電圧を3相交流の
電圧と周波数とに変換してモータMを駆動させるモータ
駆動部(インバータ)203と、前記平滑化された直流
電圧をリアルタイムに感知する電圧感知部204と、前
記モータMの位相差及び回転速度をリアルタイムに感知
するセンサ205と、モータMの速度及び電圧感知部2
04で感知された電圧に対応する位相及びデューティー
比を設定してモータ駆動部203に制御信号を出力する
マイコン206とで構成される。
ように、多数個の高速スイッチング素子Q1〜Q6と、
前記スイッチング素子Q1〜Q6と逆並列で連結されて
いる循環(Free Wheeling)ダイオードD
1〜D6とで構成され、高電位に接続されたスイッチン
グ素子Q1、Q2、Q3と低電位に接続されたスイッチ
ング素子Q4、Q5、Q6とが各々一つずつ対をなして
モータMの各相U、V、Wに一定交流電圧を供給する。
制動装置の好ましい実施形態を添付した図面を参照して
詳細に説明する。まず、図2及び図4を参照して本発明
の洗濯機の制動装置の第1実施形態の動作を詳細に説明
する。一定な周波数と振幅を有して家庭、商業地域及び
工場等に供給する各種商用AC電源が入力されると、整
流部201はAC電源を直流(DC)電圧に整流し、前
記整流された直流電圧を平滑部202で安定的に平滑化
した後、モータ駆動部203に供給する。
部202から供給された直流電圧を利用してモータに印
加される電圧または電流の大きさと周波数とを任意に制
御するために多数個のスイッチング素子Q1〜Q6で高
速スイッチングして、3相交流の電圧U、V、Wと周波
数とでモータMを駆動させることによって、洗濯機の洗
濯行程、濯ぎ行程、脱水行程を実行する。
高速スイッチング素子(IGBT;Insulated
Gate Bipolar Transistor)
として高電位部分と低電位部分とに一つずつ対にQ1と
Q4、Q2とQ5、Q3とQ6を形成してモータMの各
相U、V、Wに一定交流電圧を供給し、各スイッチング
素子Q1〜Q6に逆並列で連結されたダイオードD1〜
D6を通してスイッチング素子Q1〜Q6がオフ時に回
生電流(I+)が流れるようになっている。
た直流電圧をリアルタイムで感知し、その感知電圧をマ
イコン206に出力し、前記センサ205は、モータM
の各相U、V、Wに対する回転子の位置と位相差とに対
する情報から回転速度を感知し、その感知された回転速
度をマイコン206に出力する。これにより、マイコン
206は、電圧感知部204から感知された電圧Vdc
とセンサ205から感知されたモータMの回転速度とを
入力し、既にプログラムされた目標速度と比較した後、
その比較結果に従ってモータMの回転速度が所定の目標
速度に到達できるようにモータ駆動部203の各スイッ
チング素子Q1〜Q6をオン/オフスイッチング制御す
る。
タ駆動部203に出力される信号は、パルス幅変調(P
WM)された信号であり、この信号によりモータ駆動部
203の各スイッチング素子Q1〜Q6とこれに逆並列
結合されたダイオードD1〜D6とを選択的にオン、オ
フさせ、モータMに流れる電流が正弦波に近づくように
出力パルスの幅を変化させる。
ふたが開いたり、洗濯槽のアンバランス状態によって脱
水行程を急激に停止させる場合が生じるときに、マイコ
ン206はモータMを急制動(braking)させ
る。この際、モータMが急制動されるとモータ駆動部2
03でモータMを減速する時に、モータMが誘導発電機
の役割をしてモータ駆動部203側に必要以上の回生電
圧を与えるようになってその回生された電圧は、平滑部
202に蓄積されて電圧レベルを上昇させるようにな
る。
部204を通して平滑部202とモータ駆動部203と
の間の電圧Vdcを感知した後に、初期位相及びデュー
ティー比を設定してパルス幅変調された制御信号をモー
タ駆動部203に出力することによって、モータMと平
滑部202との間で論理的な充放電ループを形成し、制
御信号の位相及びデューティー比を可変させる。
動部203は、3相交流電圧と周波数とを可変して3相
誘導電動機の速度を制御するインバータで構成され、モ
ータM駆動時にはマイコン206から制御信号を出力
し、前記モータ駆動部203を構成している複数個のト
ランジスタQ1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6のベー
スに印加し、電流が平滑部202からモータM側に流れ
るように(I−方向)、前記トランジスタを選択的にオ
ンまたは、オフさせて電流パスを作る。
タMに供給されモータMを駆動する。しかし洗濯機を急
制動する場合、前記モータMの急停止によってモータM
から逆起電力が生じ、平滑部202から前記モータM側
(I−方向)に電流が流れるようにオンまたはオフされ
たトランジスタが、反対にオフまたはオンされ、各トラ
ンジスタに逆並列で連結されたダイオードD1、D2、
D3、D4、D5、D6を通して回生エネルギーが前記
平滑部202に伝えられ、電流の方向がモータMから平
滑部202に変わり、モータMの逆起電力により発生さ
れた電圧が前記平滑部202に充電される。
で感知された電圧と、モータMの回転速度及び位置を感
知するセンサ205から出力される信号とを持続的に入
力してパルス幅変調(PWM)方式のデューティーを発
生させ、モータ駆動部203に供給する。前記モータ駆
動部203は、マイコン206から印加されるPWM信
号によってモータ駆動部203の複数個のトランジスタ
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6が選択的にオンま
たはオフされ、電流が流れる通路を形成することによっ
て、電流の方向をモータMから平滑部202に(I+方
向)、または平滑部202からモータMに(I−方向)
変えるようになる。
滑部202を基準にして充電または放電されるようにす
ることによって、制動抵抗なくても平滑部202の電圧
が常に一定水準を維持するようになる。また充放電され
る電圧の値は、マイコン206から印加されるPWM信
号のデューティー比によってモータ駆動部203により
決定されるが、デューティー比の調整と電圧の充放電関
係は、次のような数学式を根拠とする。
イッチング素子Q1〜Q6のオン(on)区間の時間で
あり、Toff は、スイッチング素子Q1〜Q6のオフ
(off)区間時間を示す。前記式から明らかなように
デューティー比は、分母の値が一定なので分子の値であ
るTon値により決定される。
ということは、Ton値を大きくするという意味になり、
これは、モータM側に回生電圧を放出する量を大きく
し、平滑部202に充電される量を少なくするというこ
とを意味する。反対にデューティー比を小さくするとい
うことは、Ton値を小さくするということを意味して、
これは平滑部202からモータMに放電する量を少なく
して、平滑部202に充電される量を大きくするという
ことを意味する。
実施形態を示したブロック構成図である。図3の本発明
の洗濯機の制動装置の第2実施形態は、前記で説明した
本発明の第1実施形態の構成に商用AC電源の停電か否
かを感知して信号をマイコンに出力する停電感知部を追
加したものである。
動装置の第2実施形態について動作を説明する。停電に
より洗濯機に入力される商用AC電源の供給が遮断され
ると、商用AC電源に連結された停電感知部307は、
内部のフォトカプラーPC1がオフされるので、フォト
カプラーPC1を構成しているトランジスタのコレクタ
に供給される電源電圧のハイ信号がマイコン306に出
力される。
入力したマイコン306は、入力した信号に対する初期
位相及びデューティー比を設定し、モータ駆動部303
にパルス幅変調された制御信号を出力してモータMを減
速する。この際、マイコン306の制御信号を受けてモ
ータMと平滑部202との間の論理的な充放電ループを
形成し、その位相及びデューティー比を可変させること
は、前記第1実施形態の動作と同一なので説明を省略す
る。
実施形態を示した図面であり、図6は、図5のコンバー
ターの回路構成を詳細に示す図面である。また図7は、
図6のコンバーターに印加される制御信号を示すタイミ
ング図である。以下図5、6、7を参照して本発明の洗
濯機の制動装置の第3実施形態の動作を詳細に説明す
る。
給される交流AC電圧を直流DC電圧に変換して外部制
御信号の入力時にスイッチング動作をするために複数個
のトランジスタQ1、Q2、Q3、Q4と、前記複数個
のトランジスタに各々逆並列で連結された複数個のダイ
オードD1、D2、D3、D4とで構成されるコンバー
ター501、コンバーター501で変換された電圧を安
定的に平滑化する平滑部502、平滑部502の出力電
圧を入力してモータMを駆動するための電圧を発生させ
るために、複数個のトランジスタQ5、Q6、Q7、Q
8、Q9、Q10と、前記複数個のトランジスタに各々
逆並列で連結された複数個のダイオードD5、D6、D
7、D8、D9、D10とで構成されたモータ駆動部5
04、前記平滑部502と前記モータ駆動部504との
間に連結されて既に設定されている基準電圧Vrefと
システムに与えられる電圧とを比較して比較結果をマイ
コン506に出力するための電圧感知部503、前記電
圧感知部503と前記モータMとの速度及び位置を感知
するセンサ505から出力される信号を入力して前記コ
ンバーター501と前記モータ駆動部504とを制御す
る信号を出力するマイコン506とを含んで構成され
る。
制動装置の第3実施形態による動作は、次のようにな
る。外部から商用電源ACがコンバーター501に入力
されると、前記コンバーター501では外部から入力さ
れた商用AC電源を直流DC電圧に変換し、変換された
直流電圧は、平滑部502で安定化される。その後、安
定化された直流電圧は、モータ駆動部504に印加さ
れ、前記モータ駆動部504は、マイコン506の制御
を受けて平滑部502から印加された直流電圧をモータ
駆動のための駆動電圧に変え、変わった駆動電圧により
モータMは駆動される。
平滑部502側からモータM側に流れる(図面にI−で
表示)。脱水途中に洗濯機のふたが開いたり、洗濯槽の
不均衡(Unbalence)が感知されると脱水行程
を中断してモータMを急停止させるが、この際モータM
側から逆起電力が生じて、前記モータMで誘起された電
圧が前記平滑部502側に越えてきて平滑部502の電
圧が高まる。この際電流の流れは、前記モータM側から
前記平滑部502側になる(図面ではI+で表示)。
基準電圧Vrefとシステムに与えられる電圧とを比較
し、比較結果をマイコン506に印加し、前記マイコン
506では電圧感知部503から感知された電圧が基準
電圧Vrefより大きいと判断すると、前記コンバータ
ー501を構成している複数個のトランジスタのベース
端に制御信号を出力する。
前記コンバーター501を制御する方法を図6と図7と
を参照して以下に詳細に説明する。まず、前記コンバー
ター501は、4個のトランジスタQ1、Q2、Q3、
Q4とこのトランジスタに各々逆並列で接続された4個
のダイオードD1、D2、D3、D4とで構成される
が、前記電圧感知部503から過電圧が与えられるとき
の感知信号が前記マイコン506に入力されると、マイ
コン506では図7のような制御信号を出力して前記コ
ンバーター501の各トランジスタのベースに入力して
コンバーター501を制御する。
よりコンバーター501のトランジスタQ1とQ2とそ
してQ3とQ4とは相互に相補的に動作するようになっ
ている。またトランジスタQ1とQ4とそしてQ2とQ
3とは同時に動作するように制御される。電圧感知部5
03でシステム(DCリンク端)に過電圧がかかること
が感知されると、マイコン506の制御信号を入力して
コンバーター501を構成しているトランジスタが選択
的にオン/オフ動作することによってシステムの過電圧
を商用電源側に送ることができるようになっている。
抗なしでも平滑部502の電圧が常に一定水準を維持す
るようになることである。以下、前記実施形態と同じ構
成を有した本発明の洗濯機の制動装置を利用した洗濯機
の制動方法を説明する。図8は、本発明による洗濯機の
制動方法の第1実施形態が示された流れ図である。
制動方法の第1実施形態を詳細に説明する。まず、制動
が始まると、モータMの回転速度及び位置を感知してそ
の感知された速度及び位置に対応して初期PWMデュー
ティー比を設定するが、一般にインバータ洗濯機の制御
は速度または電圧を可変させることによって可能であ
る。本発明ではPWMを通して電圧を可変させる(段階
101)。すなわち、デューティー比を適切に設定し
て、その設定されたデューティー比によって平滑部20
2への電流流入量と放電量とを決定する。
ー比のデューティーオン区間によって平滑部202とモ
ータMとの間の放電動作が進められ(段階102)、デ
ューティーオン区間が完了されたか否かを判断する(段
階103)。前記段階103の判断結果、デューティー
オン区間が完了されなければ前記段階102を反復実行
するようになり、完了されると、デューティーオフ区間
と判断して前記段階101のデューティー比によって充
電動作を進める(段階104)。また、デューティーオ
フ区間が完了されたか否かを判断して(段階105)、
デューティーオフ区間が完了されなかったとすれば、前
記段階104を反復実行する。デューティーオフ区間が
完了されたとすれば、段階101で定まったデューティ
ー比によって周期的に充電及び放電動作を反復実行する
ことによって(段階106)システムに与えられる過電
圧を放出するようになる。
第2実施形態が示された流れ図である。図2及び図9を
参照して本発明の洗濯機の制動方法の第2実施形態を詳
細に説明する。まず、洗濯機の急停止時にシステムに与
えられる過電圧を放出させるために、モータ駆動部20
3内の複数個のトランジスタQ1〜Q6及びこれに逆並
列連結された複数個のダイオードD1〜D6をモータ駆
動部203内の電流方向が平滑部202からモータM側
((−)方向)になるように初期化させる(段階20
1)。
部202との間の電圧を持続的に感知し(段階20
2)、感知された電圧がシステムで設定した基準電圧V
refを超える場合、モータ駆動部203の電流方向が
平滑部202からモータMに向くようにしてシステムに
与えられる過電圧をモータMを通して放出する(段階2
04)。
出しながら、電圧感知部204を通して平滑部202と
モータ駆動部203との間の電圧を持続的に感知し、感
知された電圧が基準電圧を超えているかを判断する(段
階205)。段階205の判断結果、基準電圧より高け
れば前記段階204にフィードバックして放電する段階
を反復実行するようになり、基準電圧より低ければ段階
204の放電動作を中止してモータ駆動部203の電流
方向をモータMから平滑部202に向くようにして平滑
部202に電圧が充出される(段階206)。
以上だと感知された場合、前記段階202ないし段階2
06を繰り返して実行することによって、別途の制動抵
抗なしでソフトウェアー的にシステムの過電圧発生を防
止して常に一定電圧レベルを維持することができる。図
10は、本発明による洗濯機の制動方法の第3実施形態
が示された流れ図である。
は、モータの回転速度によって制動能力を異なるように
してスムーズな制動をできるようにしたことであり、以
下、図2及び図10を参照して本発明の洗濯機の制動方
法の第3実施形態について詳細に説明する。制動の開始
と同時に第1制動モードを設定して制動を始める(段階
301)。初期制動時にはモータMの速度が速いために
回生エネルギーも大きくなるので、最も制動能力が優れ
た制動モードを用いるようになる。すなわち、モータ駆
動部203のトランジスタQ1〜Q6をマイコンから出
力するデューティー比によってトランジスタQ1〜Q6
を選択的にオンまたはオフさせ過電圧が平滑部202に
充電または放電されるようにする方法を通して過電圧を
放出して制動を実行する。
段階として、前記第1制動モードで制動を実行する中に
持続的にモータの速度を感知してシステムで設定した基
準速度と比較する(段階303)。段階303で駆動さ
れているモータMの速度が基準速度より遅いと判断され
ると、第2制動モードを設定して制動を実行するが(段
階304)、第2制動モードは、モータ駆動部203の
トランジスタQ1〜Q6をすべてオフさせてモータMか
ら生じる逆起電力を平滑部202側に充電させて過電圧
を放出する方法をいう。第2制動モードは、前記第1制
動モードより制動能力が落ちるモードであり、第1制動
モードによりモータMの制動が一部実行されてモータM
から生じる逆起電力が所定値以下に減少した状態で実行
することができる。
の速度を感知して(段階305)、モータが停止する時
まで段階305を実行する(段階306)。図11は、
本発明による洗濯機の制動方法の第4実施形態が示され
た流れ図である。本発明の制動制御方法の第4実施形態
の段階401〜404は、第3実施形態の段階301か
ら段階304と同一なので説明を省略する。
モータMの速度を感知する段階であり、段階405で感
知されたモータMの速度とシステムで既に設定した第2
基準速度とを比較して(第段階406)、モータの速度
が第2基準速度より遅い場合、第3制動モードを設定し
て制動を実行する(段階407)。ここで第3制動モー
ドを設定する方法は、モータ駆動部203を構成してい
る低電位部のトランジスタQ4〜Q6をオンさせてモー
タMから生じた逆起電力をモータM側に与えて放出して
制動する方法をいう。
タM側に過電圧を放出する方法であって、過電圧放出に
限界があるので第2制動モードよりさらにモータMの速
度が減速された状態で実行することができる。以後、段
階407が実行される間、モータの速度を感知して(段
階408)、モータが停止する時まで段階407を実行
する(段階409)。
挙げて説明しているが、マイコン206のプログラムに
よりさらに多様な制動能力を有する制動モードを具現で
きることである。図12は、前記第3及び第4実施形態
による制動方法を適用した場合、脱水速度と時間との関
係を示したものであり、従来の一種の制動モードで制動
することに比べてスムーズな制動が行われることがわか
る。
の第5実施形態が示された流れ図である。本発明の洗濯
機の制動方法の第5実施形態は、一般制動と緊急制動と
を区分して複数の制動方式を用いるものである。図2か
ら図13を通して本発明の洗濯機の制動方法の第5実施
形態を説明する。
洗濯槽のふたが開いたり、洗濯槽の不均衡が感知されれ
ば制動される緊急制動なのか、脱水完了による一般制動
なのかを判断する(段階501)。前記段階501の判
断結果、緊急制動と判断されると、これに対応する第1
初期位相及びデューティー比を設定して(段階50
2)、制御信号を出力して急制動で生じる過電圧をモー
タ駆動部203を構成しているトランジスタQ1〜Q6
とダイオードD1〜D6とのオン/オフを通してモータ
Mと平滑部202との間の充電及び放電ループを作る
(段階503)。
204を通して持続的に感知した後に、マイコン206
に信号を出力すれば(段階504)、マイコン206
は、システムで設定した第1基準電圧Vth1と感知電
圧Vdcとを比較する(段階505)。前記段階505
の比較結果、感知電圧Vdcが第1基準電圧Vth1よ
り大きければ感知電圧に対応して制御位相及びデューテ
ィー比を再設定し(S507)、反対に感知電圧が第1
基準電圧より小さければ、段階503にフィードバック
して初期位相及びデューティー比で制動を実行する。
ータが回転していればモータMが停止する時まで前記段
階503ないし段階507を反復実行する。以上のよう
な緊急制動モードの場合には、第1基準電圧Vth1と
システムに与えられる電圧とを感知するが、モータMの
制動から生じる過電圧を所定の基準電圧を超えないよう
に制御位相及びデューティー比を再設定して制動を実行
する。
完了による一般制動モードの場合、マイコン206は、
第2初期位相及びデューティー比を設定した後に(段階
509)、モータ駆動部203に制御信号を出力する
(段階510)。以後、電圧感知部204でシステムに
与えられる電圧Vdcを感知してマイコン206に信号
を出力し(段階511)、マイコン206は、システム
で設定した第2基準電圧Vth2と感知された電圧とを
比較する(段階512)。
dcが第2基準電圧Vth2より大きければ感知電圧に
対応して制御位相及びデューティー比を再設定し(段階
513)、反対に感知電圧が第2基準電圧より小さけれ
ば段階510にフィードバックして初期位相及びデュー
ティー比で制動を実行する。以後、モータMの回転速度
を感知して、モータMが回転していればモータMが停止
する時まで前記段階510ないし段階514を反復実行
するようになる。
第5実施形態は、モータ制動時に、緊急制動モードと一
般制動モードとに区分するが、各々のモードに対する初
期位相及びデューティー比を異なるように設定して制御
することにより、システムが設定された基準電圧を超え
ないようにすると同時に振動騷音を防止してモータの寿
命を延長できる。
の制動方法の第6実施形態が示された流れ図である。本
発明の制動方法の第6実施形態は、洗濯途中の停電を感
知して制動を実行する方法に係り、図3及び図14を参
照して制動方法を詳細に説明する。まず、商用AC電源
を感知する停電感知部307から出力される信号により
停電か否かを判断する(段階601)。判断結果で停電
と判断されると、モータM制動のために初期位相及びデ
ューティー比を設定して(段階602)、モータ駆動部
303に制御信号を出力する(段階603)。
えられる電圧とモータMの回転速度とを感知した後に
(段階604、605)、感知された電圧Vdcとシス
テム内部に設定された基準電圧Vthとを比較して(段
階606)、比較結果、感知電圧Vdcが基準電圧Vt
hより大きければ、モータMの回転速度に対応する制御
信号の位相及びデューティー比を再設定し(段階60
7)、感知電圧Vdcが基準電圧Vthより小さけれ
ば、前記段階603にフィードバックして初期設定した
位相及びデューティー比により制動を実行する。
階608)、モータMが停止しなかったならば段階60
3ないし段階608を反復実行してモータMを制動す
る。
のモータ制動時に、制動抵抗を使用せずに制動させるこ
とができ、停電または急制動時に、モータの制動により
システムに与えられる過電圧を効果的に処理することに
より制動をスムーズに進めることができ、システムのサ
イズ及びコストを節減できる効果がある。
図である。
したブロック構成図である。
したブロック構成図である。
成しているモータ駆動部の構成を示すための詳細回路図
である。
した図面である。
態を構成しているコンバーターの詳細回路図である。
すためのタイミング図である。
を示す流れ図である。
を示す流れ図である。
態を示す流れ図である。
態を示す流れ図である。
法の第3及び4実施形態による脱水時間とモータの相関
関係を示したグラフである。
態を示す流れ図である。
態を示す流れ図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 外部から供給される電源をシステムに適
合する電圧に変換するための整流部と、 前記整流部で変換された電圧を安定的に平滑化する平滑
部と、 前記平滑部の出力電圧を入力してモータを駆動するため
の電圧を発生するためのモータ駆動部と、 前記モータ駆動部と前記平滑部との間に位置してシステ
ムに流れる電圧を感知するための電圧感知部と、 前記モータの回転位置及び速度を感知するためのセンサ
と、 前記電圧感知部の出力信号と前記センサの出力信号とを
入力してシステムで定めた基準電圧と比較し、その比較
結果に基づいて前記平滑部とモータとの間で電圧の充放
電動作が行なわれるように制御信号を出力するマイコン
と、を含んで構成することを特徴とする洗濯機の制動装
置。 - 【請求項2】 商用電源が停電か否かを感知する停電監
視部をさらに含み、感知された信号を前記マイコンに出
力し、前記マイコンから停電に対応する制御信号を出力
することを特徴とする請求項1に記載の洗濯機の制動装
置。 - 【請求項3】 外部から供給される電源をシステムで必
要な電圧に変換し、制御信号によりスイッチング動作を
するコンバーターと、 前記コンバーターで変換された電圧を安定的に平滑化す
る平滑部と、 前記平滑部の出力電圧を入力してモータを駆動するため
の電圧を発生するためのモータ駆動部と、 前記モータ駆動部と前記平滑部との間に位置し、システ
ムに与えられる電圧を感知するための電圧感知部と、 モータの回転位置及び速度を感知するセンサと、 前記電圧感知部と前記センサとから信号を入力して、前
記コンバーターと前記モータ駆動部とを制御する信号を
出力するマイコンと、を含んで構成することを特徴とす
る洗濯機の制動装置。 - 【請求項4】 前記コンバーターは、直列及び並列で連
結された複数個のトランジスタと、前記複数個のトラン
ジスタに各々逆並列で連結された複数個のダイオードと
で構成されることを特徴とする請求項3に記載の洗濯機
の制動装置。 - 【請求項5】 前記コンバーターは、前記電圧感知部か
ら入力される感知電圧がシステムで設定した基準電圧以
上のとき、システムに与えられる過電圧を前記モータ側
から前記商用電源の方へ与えることができるようにする
ために、前記マイコン信号を入力して前記コンバーター
を構成している複数個のトランジスタを選択的にオン及
びオフさせることを特徴とする請求項3に記載の洗濯機
の制動装置。 - 【請求項6】 (a)モータの速度及び回転位置を感知
しその速度及び回転位置に対応するデューティー比を設
定する初期データ設定段階と、 (b)前記段階で設定されたデューティー比に従ってデ
ューティーオン区間中の平滑部の電圧を放出する段階
と、 (c)前記(b)段階のデューティーオン区間が完了す
るとデューティーオフ区間中の平滑部に電圧を充出する
段階とを含んで構成することを特徴とする洗濯機の制動
方法。 - 【請求項7】 (a)モータ駆動部の電流方向がモータ
に向くようにシステムを初期化する段階と、 (b)洗濯機の制動時にシステムに与えられる電圧を継
続的に感知し、システムで設定した基準電圧と比較する
段階と、 (c)前記比較段階の比較結果、感知電圧が基準電圧よ
り小さいと判断されたとき、前記初期化段階(a)で設
定された電流方向を、現在の基準方向から反対方向にさ
らに流れるように設定する段階とを含んで構成すること
を特徴とする洗濯機の制動方法。 - 【請求項8】 (a)制動の開始と共に第1制動モード
を設定して制動を実行する段階と、 (b)前記段階(a)が実行される間、モータの速度を
感知し、システムで設定した基準速度と比較する段階
と、 (c)前記段階(b)での比較結果、モータの速度が前
記基準速度より遅い場合、第2制動モードを設定してモ
ータが停止する時まで制動を実行する段階と、を含んで
構成することを特徴とする洗濯機の制動方法。 - 【請求項9】 前記第1制動モードの制動能力が、前記
第2制動モードの制動能力より大きいことを特徴とする
請求項8に記載の洗濯機の制動方法。 - 【請求項10】 (a)制動の開始と共に第1制動モー
ドを設定して制動を実行する段階と、 (b)前記段階(a)を実行する間、モータの速度を感
知しシステムで設定した第1基準速度と比較する段階
と、 (c)前記段階(b)の比較結果、モータの速度が前記
第1基準速度より遅い場合、第2制動モードに設定して
制動を実行する段階と、 (d)前記段階(c)が実行される間、モータの速度を
感知してシステムで設定した第2基準速度と比較する段
階と、 (d)前記段階(d)の比較結果、前記モータの速度が
前記第2基準速度より遅い場合、第3制動モードが設定
され、モータが停止するまで制動を実行する段階とを含
む洗濯機の制動方法。 - 【請求項11】 前記第1、第2及び第3制動モードの
制動能力の大きさは、第1制動モード>第2制動モード
>第3制動モードであることを特徴とする請求項10に
記載の洗濯機の制動制御方法。 - 【請求項12】 (a)正常な工程完了による一般制動
モードか、緊急制動モードかを判断する段階と、 (b)前記段階(a)判断結果、該当する制動モードに
対応する初期位相及びデューティー比を各々設定した後
に、制御信号を出力してシステムに与えられる電圧を感
知し、感知された電圧をシステムで設定した基準電圧と
比較する段階と、 (c)前記段階(c)の比較結果によって位相及びデュ
ーティー比を再設定または維持して制動を実行する段階
とを含んで構成することを特徴とする洗濯機の制動方
法。 - 【請求項13】 (a)システムの停電か否かを感知す
る段階と、 (b)前記段階(a)の感知の結果、停電と判断する
と、モータ制動のために初期位相及びデューティー比を
設定した後、制御信号を出力する初期データ設定段階
と、 (c)前記段階(b)の初期データ設定後、システムに
与えられる電圧を感知してシステムで定めた基準電圧と
比較する段階と、 (d)前記段階(c)の比較結果に従って位相及びデュ
ーティー比を再設定または維持して制動を実行する段階
とを含んで構成することを特徴とする洗濯機の制動方
法。
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