KR0142769B1 - 저주파 진동 세탁기의 스트록크 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저주파 진동 세탁기에 있어서, 세탁시 모터의 특성에 맞도록 스트록크(Stroke)를 제어하는 스트록크 제어 장치에 관한 것이다.

이에 따라 본 발명은 모터(13)의 기준 스트록크를 스위칭하여 전달하는 스위칭 수단(10), 상기 스위칭 수단(10)으로 부터 출력되는 기준 스트록크를 이용하여 모터 (13)의 스트록크를 안정화시키기 위한 스트록크 안정화 수단(11), 상기 스위칭 수단 (10)으로 부터 출력되는 기준 스트록크와 스트록크 안정화 수단(11)으로 부터 출력되는 신호를 이용하여 모터(13)를 구동시키는 모터 구동수단(12), 상기 모터(13)의 스트록크를 감지하여 상기스트록크 안정화 수단(11)으로 공급하는 스트록크 감지 수단 (14), 및 상기 스트록크 감지 수단(14)으로 부터 출력되는 신호를 이용하여 상기 스위칭 수단(10)을 제어하는 스위칭 제어 수단(15)으로 구성된다.

따라서 본 발명은 세탁시 모터의 특성에 맞도록 스트록크를 제어하므로 모터의 특성을 살리는 것이 용이하고, 모터의 최대 스트록크 발생 시점이 공진점이 되므로 소비 전력이 감소하는 효과가 있다.

Description

저주파 진동세탁기의 스트록크 제어 장치

제1도는 일반적인 저주파 진동 세탁기의 구조도.

제2도는 본 발명에 의한 스트록크 제어 장치의 구성도.

제3도 (a),(b)는 선형 모터의 스트록크, 주파수, 및 시간 관계도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 세탁조 2,18 : 디스크

3,13 : 선형 모터 4 : 구동축

5 : 저주파 발생기 6 : 증폭부

7 : 압력 센서 10 : 스위치

11 : 스트록크 안정화부 12 : 모터 구동부

14 : 스트록크 감지부 15 : 스위치 제어부

16 : 비교기 17 : 제어부

본 발명은 저주파 진동 세탁기에 있어서, 세탁시 모터의 특성에 맞도록 스트록크 (Stroke)를 제어하는 스트록크 제어 장치에 관한 것이다.

제1도는 일반적인 저주파 진동 세탁기의 구조도이다.

일반적인 저주파 진동세탁기는 제1도에 도시한 바와 같이 물과 세제 및 세탁물이 담겨지는 세탁조(1), 세탁조(1) 내에 설치되어 세액과 공기층으로 구성된 다상매질에 공진 현상을 일으키게 하는 저주파 발진용 디스크(2), 저주파 발진용 디스크(2)를 구동시키기 위한 선형 모터(3), 저주파 발진용 디스크(2)와 선형 모터(3)를 연결하는 구동축(4), 주파수 대역이 20Hz에서 250Hz, 진폭이 2㎜에서 25㎜ 또는 회전 방향각 진폭이 2°에서 10°의 범위 내에 존재하는 파형을 발생시키는 저주파 발생기(5), 저주파 발생기(5)의 출력을 증폭시켜 선형 모터(3)를 구동시키는 증폭부(6), 및 세탁조(1) 내의 수위 압력으로 세탁조(1)내에 급수된 물의 수위를 측정하는 압력 센서(7)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 일반적인 저주파 진동 세탁기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 저주파 발생기(5)에서 20Hz에서 250Hz의 저주파 대역과 2mm에서 25mm의 진폭, 또는 2°에서 10°의 범위 내의 회전 방향각을 갖는 파형을 발생시키면 증폭부(6)에서 이를 증폭시켜 선형 모터(3)의 구동을 제어한다.

선형 모터(3)를 구동시키면 구동축(4)에 연결된 저주파 발진용 디스크(2)가 발진을 하여 세탁조(1)의 내의 물과 세제와 공기층으로 구성된 다상매질에 공진 현상을 일으키게 하고, 이때 발생되는 미소 공기 방울들의 공동화 현상(Cavitatotion Phenomena)과 비선형 진동에 의해 기계적 에너지와 세제의 화학적 작용이 결합되어 세탁 또는 세척작용이 수행된다.

이때, 선형 모터(3)는 구동축(4)을 상,하로 직선 왕복 운동시켜 저주파 발진용 디스크(2)가 다상매질의 공진 주파수와 동일한 주파수로 진동하도록 하고, 구동축(4)의 직선 왕복 운동 범위는 선형 모터(3)에 인가되는 구동 파형의 진폭에 의해 결정된다. 또한 세탁조(1) 내에 급수를 실행하면 수위가 상숭하여 수위 압력이 높아지므로 압력센서(7)에서 수위 압력을 전기적 신호로 변환하여 제어부(도면에 도시하지 않았음)에 전송하므로써 세탁조(1)내의 수위를 제어하였다.

그러나, 선형 모터(3)가 공진 주파수에서 발진하지 않으면 선형 모터(3)의 특성인 기준 스트록크가 발생하지 않고 소비 전력이 증가되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 개선하기 위해 본 발명은 세탁시 모터의 특성에 맞는 스트록크를 발생 시키도록 하는 스트록크 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 모터의 기준 스트록크를 스위칭하여 전달하는 스위칭 수단, 상기 스위칭 수단으로 부터 출력되는 기준 스트록크를 이용하여 모터의 스트록크를 안정화시키기 위한 스트록크 안정화 수단, 상기 스위칭 수단으로 부터 출력되는 기준 스트록크와 스트록크 안정화 수단으로 부터 출력되는 신호를 이용하여 모터를 구동시키는 모터 구동 수단, 상기 모터의 스트록크를 감지하여 상기스트록크 안정화 수단으로 공급하는 스트록크 감지 수단, 및 상기스트록크 감지 수단으로 부터 출력되는 신호를 이용하여 상기 스위칭 수단을 제어하는 스위칭 제어 수단으로 구성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 의한 스트록크 제어 장치의 구성도이고, 제3도 (a),(b)는 선형모터의 스트록크, 주파수, 및 시간 관계도이다.

본 발명에 의한 스트록크 제어 장치는 제2도에 도시한 바와 같이 스위치(10). 스트록크 안정화부(11), 모터 구동부(12), 스트록크 감지부(14) 및 스위치 제어부(15)로 구성된다.

스위치(10)는 스위치 제어부(15)의 제어에 따라 스위칭 되어 선형 모터(13)의 초대 스트록크인 기준 스트록크를 모터 구동부(12)또는 스트록크 안정화부(11)로 공급한다.

스트록크 안정화부(11)는 비교기 (16)와 제어부(17)로 구성되어 스트록크 감지부(14)로 부터 출력되는 신호와 기준 스트록크를 이용하여 스트록크를 안정화 시키기 위해 모터 구동부(12)를 제어하기 위한 신호를 모터 구동부(12)로 출력한다.

비교기(16)는 모터의 현재 스트록크를 나타내는 스트록크 감지부(14)로 부터 출력되는 신호와 기준 스트록크를 비교하고, 제어부(17)는 비례적분을 수행하는 PI 제어기로 구성되어 비교기(16)로 부터 출력되는 신호에 따라 모터 구동부(12)를 제어하는 신호를 출력한다.

모터 구동부(12)는 선형 모터(13)를 구동시키는 기능을 하고, 스트록크 감지부(14)는 선형 모터(13)가 작동하는 상태에서 스트록크를 감지하고, 스위치 제어부(15)는 스트록크 감지부(14)로 부터 출력되는 신호에 따라 스위치(10)를 제어한다.

선형 모터(13)가 구동되어 저주파 발진용 디스크(18)가 상, 하로 진동하면서 나타나는 진폭인 스트록크는 제3도 (a), (b)에 도시한 바와 같이 나타난다.

즉, 선형 모터(13)에 최대 전압을 인가한 상태에서 공진점보다 높은 주파수에서 시작하여 일정 시간 동안 주파수를 감소시키면서 발진하도록 하면 (A), 선형 모터 (13)의 최대 스트록크가 발생하게 된다.(B).

다시말새서 선형 모터(13)에 최대 전압을 인가한 상태에서 선형모터(13)의 공진점이 20Hz인 경우, 공진점보다 높은25Hz의 주파수에서 시작하여 공진 주파수인 20Hz로 5초간 감소시키면서 발진하도록 하면 선형 모터(13)의 특성인 최대 스트록크가 발생하게 된다.

구간(A)에서은 모터에 최대 전압을 인가해도 모터 특성상 최대 스트록크인 기준 스트록크가 발생하지 않는다.

따라서, 선형 모터(13)에서 최대 스트록크가 발생하는 공진점이 되는 기간(A)동안에는 스위치(10)를 제어하여 기준 스트록크 신호가 모터 구동부(12)로 출력되어 선형 모터 구동을 제어하도록 하고 공진점이 되어 기준 스트록크가 발생하는 시점(B)부터는 스위치(10)를 제어하여 기준 스트록크 신호가 스트록크 안정화부(11)의 비교기(16)로 입력되도록 한다.

상기와 같이 구성된 스트록크 제어 장치의 동작을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 초기 상태에서는 공진점이 되는 주파수가 될 때까지, 즉 최대 스트록크가 발생 할 때까지 스위치 제어부(15)가 스위치를 제어하여 스위치(10)를 통해 기준 스트록크신호가 모터 구동부(12)로 입력되도록 한다.

입력되는 기준 스트록크 신호에 따라 모터 구동부(12)가 선형 모터(13)를 구동시키면 스트록크 감지부(14)세서 이를 감지하여 스위치 제어부(15)로 출력한다.

스위치 제어부(15)에서는 스트록크 감지부(14)의 출력 신호를 이용하여 일정 시간 동안, 즉 선형 모터(13)의 최대 스트록크인 기준 스트록크가 발생할 때까지 기준 스트록크 신호가 모터 구동부(12)로 인가되도록 스위치(10)를 제어한다.

선형 모터(13)의 스트록크가 최대 스트록크로 나타나면 스트록크 감지부(14)에서 이를 감지하여 스위치 제어부(15)를 출력하고, 스위치 제어부(15)는 수위치(10)를 제어하여 입력되는 기준 스트록크 신호가 스트록크 안정화부(11)의 비교기(16)로 입력되도록 한다.

비교기(16)에서는 스트록크 감지부(14)로 부터 출력되는 선형 모터(13)의 스트록크와 입력되는 기준 스트록크를 비교하여 그 차이를 제어부(17)로 출력하고, 제어부(17)에서는 그 차이 만큼을 보상할 수 있도록 비례적분 하여 모터 구동부(12)를 제어하게 된다.

최대 스트록크인 기준 스트록크가 발생하여 진행하는 구간 (B)에서 제어하지 않으면 과변위가 발생하여 모터와 세탁기에 무리가 갈수 있다.

상기와 같이 구성되어 동작하는 본 발명은 세탁시 모터의 특성에 맞도록 스트록크를 제어하므로 모터의 특성을 살리는 것이 용이하고, 모터의 최대 스트록크 발생 시점이 공진점이 되므로 소비 전력이 감소하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 모터의 기준 스트록크를 스위칭하여 모터 구동부로 전달하는 스위칭부와 ; 상기 스위칭부의 스위칭동작에 의해 출력되는 기준 스트록크를 이용하여 모터의 스트록크를 안정화시키기 윈한 스트록크 안정화부와 ; 상기 스위칭부의 스위칭동작에 따라 출력되는 기준 스트록크와 스트록크 안정화로 부터 출력되는 스트록크 안정화 신호를 이용하여 모터를 구동시키는 모토 구동부와 ; 상기 모터의 스트록크를 감지하여 상기 스트록크 안정화부의 비교기로 공급하는 스트록크 감지부 ; 그리고 상기 스트록크 감지부로 부터 출력되는 신호를 이용하여 상기 스위칭부로 제어신호를 공급하는 스위칭 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 저주파 진동 세탁기의 스트록크 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스트록크 안정화부는 상기 스위칭부로 부터 출력되는 기준 스트록크와 상기 스트록크 감지부로 부터 출력되는 스트록크를 비교하는 비교부, 그리고, 상기 비교부로 부터 출력되는 신호를 이용하여 상기 모터 구동부를 제어하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 하는 저주파 진동 세탁기의 스트록크 제어장치.