KR0141769B1 - Variable speed control apparatus and method of a motor for washing machine - Google Patents
Variable speed control apparatus and method of a motor for washing machineInfo
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Abstract
본 발명은 세탁기 모타의 가변속제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 세탁기 모타의 가변속제어장 는 세탁기 모타의 속도를 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터와, 세탁기 모타의 회전속도를 검출하기 위한 속도검출기와, 입력전원을 제어하기 위한 입력전원제어부와, 세탁기 모타에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류검출기와, 전류를 검출하여 직류를 발생하는 전파정류부를 포함하여 구성되며. 상기 전압변동에 따른 속도변동이 감소하여 일정속도를 유지할 수 있기때문에 위상제어로 보다 정밀한 속도제어를 할 수 있으며, 세탁기 뿐만 아니라 냉장고나 에어콘등에도 적용함으로써 가전제품의 정밀한 속도제어에 따른 품질의 향상 및 신뢰성을 향상시킬수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a variable speed control apparatus for a washing machine motor and a control method thereof. The variable speed control mechanism of the washing machine motor includes a microcomputer for controlling the speed of the washing machine motor, a speed detector for detecting the rotational speed of the washing machine motor, and an input. An input power control unit for controlling the power, a current detector for detecting the current flowing in the washing machine motor, and a full-wave rectifier for detecting the current to generate a direct current. Since the speed fluctuation due to the voltage fluctuation is reduced to maintain a constant speed, more precise speed control is possible by phase control, and the quality is improved by precise speed control of home appliances by applying to not only a washing machine but also a refrigerator or an air conditioner. And it is effective to improve the reliability.
Description
제1도는 종래의 기술에 의한 세탁기 모타의 가변속 제어장치의 회로도.1 is a circuit diagram of a variable speed control apparatus for a washing machine motor according to the related art.
제2도는 제1도 세탁기 모타의 가변속 제어장치의 전압에 따른 속도특성 을 도시한 그래프,2 is a graph showing the speed characteristics according to the voltage of the variable speed control device of the washing machine motor of FIG.
제3도는 본 발명에 의한 세탁기 모타의 가변속 제어장치의 구성 블록 도.3 is a block diagram of a variable speed control apparatus for a washing machine motor according to the present invention.
제4도는 제3도의 전파정류부의 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of the full wave rectifier of FIG.
제5도는 제4도의 전파정류 파형도.5 is a full wave rectification waveform diagram of FIG.
제6도는 제3도 세탁기 모타의 가변속 제어장치의 전압에 따른 속도특성 을 도시한 그래프.6 is a graph showing the speed characteristics according to the voltage of the variable speed control device of the washing machine motor of FIG.
제7도는 본 발명에 의한 세탁기 모타의 전압 및 전류파형도.7 is a voltage and current waveform diagram of a washing machine motor according to the present invention.
제8도는 본 발명에 의한 세탁기 모타의 가변속 제어방법을 도시한 흐 름도.8 is a flowchart illustrating a variable speed control method of a washing machine motor according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1:정류회로부 2:삼각파 발생회로부1: Rectification circuit part 2: Triangle wave generating circuit part
3:제1비교부 4:제2비교부3: first comparative 4: second comparative
5:트리거 회로부 11:마이크로 컴퓨터5: trigger circuit section 11: microcomputer
12:세탁기 모타 13:속도검출기12: washing machine motor 13: speed detector
14:입력전원제어부 15:전류검출기14: input power control unit 15: current detector
16:전파정류부16: full wave rectifier
본 발명은 세탁기 모타의 가변속 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 위상제어를 통해 세탁기 모타의 가변속시에 발생하는 입력전압의 변동에 따른 세탁기 모타의 속도변동을 보정하여 일정속도를 유지하도록 하기 위한 세탁기 모타의 가변속 제어장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a variable speed control device for a washing machine motor and a control method thereof, and in particular, to maintain a constant speed by correcting a speed variation of a washing machine motor according to a change in an input voltage generated at a variable speed of a washing machine motor through phase control. It relates to a variable speed control device for a washing machine motor and a control method thereof.
종래의 유도모타 가변속 제어장치는 제1도에 도시한 바와 같이, 유도모타(M1)의 회전수를 감지하여 이에 상응하는 전압으로 출력하는 타코발생기(Tacho Generator)(TG)와, 상기 타고발생기(TG)의 출력시호를 정류 및 평활하여 직류전원으로 출력하는 정류회로부(1)와, 회전속도를 결정하는 가변저항(VR)과, 상기 정류회로부(1)의 출력신호와 상기 가변저항(VR)에 의해 가변된 속도설정신호를 비교하는 제1비교부(3)와, 삼각파형의 신호를 발생하는 삼각파 발생회로부(2)와, 상기 삼각파 발생회로부(2)의 출력과 상기 제 1비교부(3)의 출력을 비교하는 제2비교부(4)과 상기 제2비교부(4)의 출력신호를 트리거(trigger)시켜 유도모타(M1)의 구동을 제어하는 트리거 회로부(5)와, 상기 트리거 회로부(5)에서 출력된 제어 신호에 의해 유도모타(M1)의 구동전원을 제어하는 트라이악(triac)(TC1)을 포함하여 구성되며, 동작은 다음과 같다.As shown in FIG. 1, the conventional induction motor variable speed control apparatus includes a tacho generator TG that detects the number of revolutions of the induction motor M1 and outputs a voltage corresponding thereto, and the ride generator Rectifying and smoothing the output signal of TG) and outputting it to a DC power source, a variable resistor (VR) for determining a rotation speed, an output signal of the rectifying circuit part (1), and the variable resistor (VR). The first comparison unit 3 for comparing the speed setting signal varied by the first, the triangular wave generator circuit unit 2 for generating a triangular waveform signal, the output of the triangular wave generator circuit unit 2 and the first comparison unit ( A trigger circuit unit 5 for controlling the driving of the induction motor M1 by triggering the second comparator 4 comparing the outputs of 3) and the output signal of the second comparator 4; Triac to control the driving power of the induction motor (M1) by the control signal output from the trigger circuit unit 5 ( triac) (TC1), and the operation is as follows.
상기 타고발생기(TG)에서 유도모타(M1)의 회전수에 비례하는 정현파전압이 출력되면 상기 정류회로부(1)에서는 이 상기 타고발생기(TG)의 출력전압을 직류전압으로 변환시키고, 상기 제1비교부(3)에서는 회전속도를 설정하는 가변저항(VR)에 의한 전압과 상기 정류회로부(1)에서 출력된 전압을 비교하여 그 비교결과를 제2비교부(4)로 전송하며, 상기 제2비교부(4)에서는 상기 제1비교부((3)의 출력과 상기 삼각파발생회로부(2)의 출력을 비교하여 상기 트리거 회로부(5)로 전송한다.When the sinusoidal wave voltage proportional to the rotational speed of the induction motor M1 is output from the ride generator TG, the rectifier circuit unit 1 converts the output voltage of the ride generator TG into a DC voltage and the first voltage. The comparing unit 3 compares the voltage of the variable resistor VR, which sets the rotational speed, with the voltage output from the rectifying circuit unit 1, and transmits the comparison result to the second comparing unit 4. In the second comparison unit 4, the output of the first comparison unit 3 is compared with the output of the triangular wave generating circuit unit 2 and transmitted to the trigger circuit unit 5.
그리고 상기 트리거 회로부(5)에서는 상기 트라이악(TC1)의 게이트를 트리거 시켜 교류전압의 위상을 제어함에 의해 유도모타(M1)의 회전속도를 제어한다.The trigger circuit unit 5 controls the rotational speed of the induction motor M1 by controlling the phase of the AC voltage by triggering the gate of the triac TC1.
상기 세탁기 등에 사용되는 유도모타의 가변속 제어장치의 전압에 따른 속도는 제2도에 도시한 바와 같은데, 이러한 종래의 세탁기 모타의 가변속 제어장치의 경우 교류전원의 변동에 따라 모타의 회전속도가 변동하게됨으로써 정확한 제어가 어려운 문제점이 있다.The speed according to the voltage of the variable speed control device of the induction motor used in the washing machine, etc. is shown in FIG. 2. In the case of the variable speed control device of the conventional washing machine motor, the rotational speed of the motor varies according to the change of AC power. As a result, accurate control is difficult.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전압변동분에 따른 속도변동분의 차이를 보상하여 모타의 회전속도를 정확하게 제어할수 있는 세탁기 모타의 가변속 제어장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable speed control apparatus for a washing machine motor capable of precisely controlling the rotation speed of the motor by compensating for the difference in speed variation according to the voltage variation.
본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 세탁기 모타의 가변속 제어장치를 효과적으로 제어하기 위한 제어방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention to provide a control method for effectively controlling the variable speed control device of the washing machine motor as described above.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세탁기 모타의 가변속 제어장치는 세탁기 모타의 회전속도를 검출하는 속도검출기와, 상기 세탁기 모타에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출기와, 상기 전류검출기의 전류검출신호를 정류하는 전파 정류부와, 상기 속도검출기의 출력신호 및 상기 전파정류부의 출력신호를 입력받아 속도 변동분 및 전류변동분에 따른 속도제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터와, 상기 마이크로 컴퓨터의 속도 제어신호에 따라 상기 세탁기 모타의 입력전원 공급을 제어하는 입력전원 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.The variable speed control apparatus of the washing machine motor of the present invention for achieving the above object is a speed detector for detecting the rotational speed of the washing machine motor, a current detector for detecting the current flowing in the washing machine motor, and the current detection signal of the current detector rectified A microcomputer for receiving a full-wave rectifying unit, an output signal of the speed detector and an output signal of the full-wave rectifying unit, and outputting a speed control signal corresponding to a speed variation and a current variation, and the washing machine motor according to the speed control signal of the microcomputer. Characterized in that the input power control unit for controlling the input power supply of.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어방법은 세탁기 모타의 속도를 설정한 후 실제 세탁기 모타의 속도와 세탁기 모타에 흐르는 전류를 검출하는 과정과, 상기 검출된 전류를 전파장류부를 통해 검출하여 오차분을 산출하는 과정과 상기 오차분의 절대값과 설정값을 비교하여 그 결과에 따라 속도오차를 산출한 후 이를 보정하여 점호각을 산출하고 트라이액 구동펄스를 출력시키는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The control method of the present invention for achieving the above another object is a process of detecting the actual speed of the washing machine motor and the current flowing in the washing machine motor after setting the speed of the washing machine motor, and the error detected by detecting the detected current through the electric wave storage unit And calculating the speed error according to the result by comparing the absolute value and the set value of the error and calculating the firing angle by outputting the triac driving pulse. It is done.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 세탁기 모타의 가변속 제어장치는 제3도에 도시한 바와 같이 세탁기 모타(12)와, 각 구성부를 제어하여 상기 세탁기 모타(12)의 속도를 제어하는 마이크로 컴퓨터(11)와, 세탁기 모타(12)의 속도를 검출하여 상기 마이크로 컴퓨터(11)에 입력하는 속도검출기(13)와, 상기 마이크로 컴퓨터(11)의 제어를 받아 입력전원을 상기 세탁기 모터(12)에 공급 제어하여 그의 구동을 제어하는 입력전원 제어부(14)와, 상기 세탁기 모타(12)에 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류검출기(15)와, 상기 전류검출기(15)에서 검출된 전류를 검출하기 위한 전류검출기(15)와, 상기 전류검출기(15)에서 검출된 전류를 직류로 변환하여 상기 마이크로 컴퓨터(11)에 인가하는 전파정류부(16)로 구성된다.As shown in FIG. 3, the variable speed control device of the washing machine motor of the present invention includes a washing machine motor 12, a microcomputer 11 that controls each component to control the speed of the washing machine motor 12, and a washing machine motor. The speed detector 13 detects the speed of 12 and inputs it to the microcomputer 11, and under the control of the microcomputer 11, the input power is supplied to the washing machine motor 12 to control the driving thereof. An input power control unit 14 for controlling, a current detector 15 for detecting a current flowing through the washing machine motor 12, a current detector 15 for detecting a current detected by the current detector 15, and And a full-wave rectifier 16 for converting the current detected by the current detector 15 into direct current and applying it to the microcomputer 11.
그리고 상기 전파정류부(16)는 제 4도에 도시한 바와 같이, 저항(R6)을 통해 상기 전류검출기(15)에 입력되는 신호(CT1)를 반전입력으로하고 일측이 접지된 저항(R5)과 연결된 저항(R4)을 통해 전류검출기(15)로부터 출력되는 신호(CT2)를 비반전입력으로 하는 제1차동증폭기(17)와, 역방향연결된 다이오드(D2)와 저항(R9)를 통해 상기 제1차동증폭기(17)의 출력을 반전입력으로 하고 일측이 접지된 저항(R11)이 비반전입력으로 연결된 제2차동증폭기(18)와, 상기 제1차동증폭기(17)의 반전입력단(-)과 출력단 사이에 연결된 다이오드(D1)와, 상기 제1차동증폭기(17)의 반전입력단(-)과 상기 다이오드(D2) 사이에 연결된 저항(R7)과, 상기 전류검출기(15)의 입력단과 상기 제2차동증폭기(18)의 반전입력단(-)사이에 연결된 저항(R8)과, 상기 제2차동증폭기(18)의 반전입력단(-)과 출력단 사이에 각각 병렬 연결된 평활콘덴서(C3) 및 저항(R9)으로 구성되며. 이 평활콘덴서(C3)는 VCT의 절대값이 맥동하는 것을 평활시켜 준다.As shown in FIG. 4, the full-wave rectifying unit 16 uses the signal CT1 input to the current detector 15 through the resistor R6 as an inverting input and has a resistor R5 grounded at one side thereof. The first differential amplifier 17 uses a non-inverting input signal CT2 output from the current detector 15 through a connected resistor R4, and the first through a reversely connected diode D2 and a resistor R9. A second differential amplifier 18 having an output of the differential amplifier 17 as an inverting input and having a resistor R11 grounded at one side thereof as a non-inverting input; and an inverting input terminal (−) of the first differential amplifier 17; A diode D1 connected between an output terminal, a resistor R7 connected between the inverting input terminal (-) of the first differential amplifier 17 and the diode D2, an input terminal of the current detector 15 and the first terminal; A resistor R8 connected between the inverting input terminal (-) of the secondary amplifier 18 and the inverting input terminal (-) of the second differential amplifier 18 and an output. It is composed of a smoothing capacitor (C3) and a resistor (R9) connected in parallel between each. This smoothing capacitor C3 smoothes the pulsation of the absolute value of the VCT.
이러한 전파정류부(16)의 동작을 살펴보면 다음과 같은데, 상기 전류검출기(15)의 양단에 흐르는 전류에 의해 전압으로 변화시킨 VCT를 전파정류시켜 직류전압으로 변환시키며. -VCT인 경우에는 다이오드(D1)가 동작하고, +VCT인 경우에는 다이오드(D2)가 동작하며 출력IDC의 파형은 제5도의 (c)도에 도시한 바와 같이 평활화 된다.The operation of the full-wave rectifying unit 16 is as follows. The VCT, which is converted into voltage by the current flowing at both ends of the current detector 15, is full-wave rectified and converted into DC voltage. In the case of -VCT, the diode D1 operates, in the case of + VCT, the diode D2 operates, and the waveform of the output IDC is smoothed as shown in (c) of FIG.
그리고 세탁기 모타의 가변속 제어장치의 전체적인 동작의 경우, 부하가 제6도에 도시한 바와 같은 부하곡선을 가지면 세탁기 모타(12)의 입력전원이 V2에서 V3로 변화되었을때 속도 또한 N2에서 N3로 변동되고, 이러한 전압변동에 의해 발생되는 속도의 변동은 세탁기 모타의 특성곡선에서 전류I2에서 전류I3로 변동하는 특성을 이용한 것이며, 상기 전파정류부(16)를 통해 마이크로 컴퓨터(11)에서 검출된 전류변동분에 따라 점호각θ를 계산함으로써 일정속도를 유지하게 되며, 이에따라 세탁기 모타는 제7도에 도시한 바와 같은 전압파형과 전류파형을 얻게 되는 것이다.In the overall operation of the variable speed control device of the washing machine motor, if the load has a load curve as shown in FIG. 6, the speed also changes from N 2 when the input power of the washing machine motor 12 is changed from V 2 to V 3 . The variation in speed caused by the voltage variation, which is changed to N 3 , is based on the characteristic of changing from the current I 2 to the current I 3 in the characteristic curve of the washing machine motor, and the microcomputer 11 through the full wave rectifying unit 16. The constant speed is maintained by calculating the firing angle θ according to the current fluctuation detected in the). Accordingly, the washing machine motor obtains the voltage waveform and the current waveform as shown in FIG.
이때 마이크로 컴퓨터(11)를 통해 점호각θ를 산출하는 과정은 제8도에 도시한 바와 같이. 세탁기 모타의 속도(Wr)를 설정하는 과정과, 실제 세탁기 모타의 속도(Wp)를 검출하는 과정과, 상기 세탁기 모타에 흐르는 전류변동값(IDC)을 검출하는 과정과, 오차분(eIDC: IDC(K)-IDC(K-1))을 산출하는 과정과, 상기 오차분의 절대값과 설정값(ε)을 비교하여 설정값보다 크면 KVT를 계산하고, 설정값보다 작으면 KVT를 1호하여 속도오차를 계산하는 과정과, 상기 속도오차를 비례적분하는 과정과, 점호각θ를 산출하고 트라이액 구동펄스(GCW, GCCW)를 출력시키는 과정을 포함하여 구성된다.At this time, the process of calculating the firing angle θ through the microcomputer 11 is as shown in FIG. The process of setting the speed of the washing machine motor (Wr), the process of detecting the actual speed of the washing machine motor (Wp), the process of detecting the current fluctuation value (IDC) flowing through the washing machine motor, and the error (eIDC: I DC (K) -I DC (K-1)) is calculated, and the absolute value of the error is compared with the set value (ε) to calculate K VT if greater than the set value, and if smaller than the set value, K It includes a process of calculating the speed error by the VT No. 1, a process of proportionally integrating the speed error, and calculating a firing angle θ and outputting a triac driving pulse (G CW , G CCW ).
이상에서와 같이 본 발명에 의하면 전압변동에 따른 속도변동이 감소하여 일정속도를 유지할 수 있기 때문에 위상제어로 보다 정밀한 속도제어를 할 수 있으며, 세탁기 뿐만 아니라 냉장고나 에어콘등에도 적용함으로써 가전제품의 정밀한 속도제어에 따른 품질의 향상 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to maintain a constant speed by reducing the speed fluctuation caused by the voltage fluctuation, so that more precise speed control can be performed by phase control, and applied to not only a washing machine but also a refrigerator or an air conditioner. There is an effect of improving the quality and reliability according to the speed control.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110221 Year of fee payment: 14 |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |