KR100234059B1 - 모터의 정속 회전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터의 회전 속도를 기초로 하여 전원전압을 검출한 후 이에 상응하는 일정제어값을 모터구동부에 인가하여 전원전압의 변동에 관계없이 모터가 일정속도로 회전되도록 한 모터의 정속 회전 제어방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 모터의 회전속도가 소정 분당회전수(RPM)에 도달될 때까지 모터 구동트라이액에 일정 스텝으로 위상각을 증가시키는 위상각 조절단계(ST100∼ST150)와, 상기 모터의 RPM이 소정 RPM에 도달되면 상기 모터 구동트라이액에 미리 설정된 초기 제어값을 일정시간동안 인가하여 RPM 변화량을 검출하는 RPM 초기 제어단계(ST200∼ST250)와, 검출된 RPM 변화량에 상응하는 입력전압을 메모리에 미리 저장된 전압판단 및 제어값 산출 테이블을 기초로 하여 판단함과 동시에 이에 상응하는 조절 제어값을 산출하는 조절 레벨 판단단계(ST300∼ST351, ST352,ST353)와, 산출된 조절 제어값을 상기 모터 구동트라이액에 인가하여 RPM을 조절하는 RPM 조절단계(ST401,ST402,ST403)로 이루어진다.

Description

모터의 정속 회전 제어방법{A method for controlling constant velocity rotation of motor}

본 발명은 세탁기 등의 모터에 있어서, 특히 모터의 회전 속도를 기초로 하여 전원전압을 검출한 후 이에 상응하는 일정제어값을 모터구동부에 인가하여 전원전압의 변동에 관계없이 모터가 일정속도로 회전되도록 한 모터의 정속 회전 제어방법에 관한 것이다.

종래 모터의 정속 회전 제어장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 전원부(1)에 의하여 공급되는 전원전압을 감지·판정하여 이에 상응하는 신호를 출력하는 입력전압 감지부(2)와, 모터(3)의 회전수를 감지하여 이에 상응하는 신호를 출력하는 속도 감지부(4)와, 상기 입력전압 감지부(2)와 속도 감지부(4)로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 일정제어값을 모터구동부(도면 미도시)에 인가하여 모터(3)의 회전속도를 제어하는 연산/제어부(5)로 구성되어져 있다.

이와 같이 구성된 종래 모터의 정속 회전 제어장치의 동작을 첨부한 도 1 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 입력전압 감지부(2)는 전원부(1)에 의하여 공급되는 전원전압을 감지·판정하여 이에 상응하는 신호를 연산/제어부(5)의 마이컴(도면 미도시)으로 출력하게 된다.

그리고, 속도 감지부(4)의 홀 센서(도면 미도시)에 의하여 모터(3)의 회전수가 감지되어 이에 상응하는 신호가 연산/제어부(5)의 마이컴으로 입력되게 된다.

그러면, 연산/제어부(5)의 마이컴은 상기 입력전압 감지부(2)와 속도 감지부(4)로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 일정제어값을 모터구동부로 인가하게 된다.

즉, 모터 구동트라이액(도면 미도시)의 도통 시간을 변화시켜 모터(3)의 회전속도를 조절하게 된다.

그러나, 이러한 종래 모터의 정속 회전 제어장치는 모터의 회전속도를 정밀 제어하기 위해서는 여러 세부 구성품을 첨가하여 회로를 복잡하게 구성하여야 함으로써 장치의 코스트가 증가되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, 모터의 회전 속도를 기초로 하여 전원전압을 검출한 후 이에 상응하는 일정제어값을 모터구동부에 인가하여 전원전압의 변동에 관계없이 모터가 일정속도로 회전되도록 한 모터의 정속 회전 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 모터의 회전속도가 소정 분당회전수(RPM)에 도달될 때까지 모터 구동부에 일정 스텝으로 위상각을 증가시키는 위상각 조절단계와, 상기 모터의 RPM이 소정 RPM에 도달되면 상기 모터 구동부에 미리 설정된 초기 제어값을 일정시간동안 인가하여 RPM 변화량을 검출하는 RPM 초기 제어단계와, 검출된 RPM 변화량에 상응하는 입력전압을 메모리에 미리 저장된 전압판단 및 제어값 산출 테이블을 기초로 하여 판단함과 동시에 이에 상응하는 조절 제어값을 산출하는 조절 레벨 판단단계와, 산출된 조절 제어값을 상기 모터 구동부에 인가하여 RPM을 조절하는 RPM 조절단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1 은 종래 모터의 정속 회전 제어장치 블록 구성도.

도 2 는 본 발명에 의한 모터의 정속 회전 제어장치 블록 구성도.

도 3 은 본 발명에 의한 모터의 정속 회전 제어방법을 설명하는 플로우차트.

도 4 와 도 6 은 본 발명에 의한 연산/제어부의 제어에 따른 RPM의 변화 특성을 보인 그래프.

도 5 와 도 7 은 본 발명에 의한 메모리에 저장된 제어값 산출 테이블도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

1 : 전원부 2 : 입력전압 감지부

3 : 모터 4 : 속도 감지부

5,101 : 연산/제어부

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 의한 모터의 정속 회전 제어장치 블록 구성도를 나타낸 것으로서, 모터(3)의 회전을 홀 센서(도면 미도시)로 감지하여 이에 상응하는 신호를 출력하는 속도 감지부(4)와, 상기 속도 감지부(4)로부터 입력되는 신호를 기초로 하여 모터(3)의 RPM을 검출한 후 메모리(도면 미도시)에 미리 저장된 데이터와 비교하여 전원전압과 이에 상응하는 제어값이 판단되면 제어신호를 모터구동부(도면 미도시)에 인가시켜 모터(3)의 회전속도를 제어하는 연산/제어부(101)로 구성되어져 있다.

도 3 은 본 발명에 의한 모터의 정속 회전 제어방법을 설명하는 플로우차트로서, 모터의 회전속도가 소정 분당회전수(RPM)에 도달될 때까지 모터 구동트라이액에 일정 스텝으로 위상각을 증가시키는 위상각 조절단계(ST100∼ST150)와, 상기 모터의 RPM이 소정 RPM에 도달되면 상기 모터 구동트라이액에 미리 설정된 초기 제어값을 일정시간동안 인가하여 RPM 변화량을 검출하는 RPM 초기 제어단계(ST200∼ST250)와, 검출된 RPM 변화량에 상응하는 입력전압을 메모리에 미리 저장된 전압판단 및 제어값 산출 테이블을 기초로 하여 판단함과 동시에 이에 상응하는 조절 제어값을 산출하는 조절 레벨 판단단계(ST300∼ST351,ST352,ST353)와, 산출된 조절 제어값을 상기 모터 구동트라이액에 인가하여 RPM을 조절하는 RPM 조절단계(ST401,ST402,ST403)와, 상기 조절 제어값을 상기 모터 구동트라이액에 인가한 후 상기 모터의 RPM이 설정 RPM과 일치될 경우에는 인가 중인 제어값을 유지하고 일치되지 않을 경우에는 메모리에 미리 저장된 RPM 차이와 전압판단에 따른 정밀 제어 테이블을 기초로 하여 정밀 제어값을 산출하여 인가 중인 제어값을 상향 또는 하향 보정하여 상기 모터의 RPM이 설정 RPM으로 유지되게 정밀 제어하는 RPM 정밀 제어단계(ST500∼ST600,ST702, ST651∼ST701,ST652∼ST703)로 이루어진다.

한편, 다른 실시예에 따른 정속 회전 제어방법은, 상기 초기 제어값과 조절 제어값의 차이에 따른 RPM 변화량을 검출하여 일정 제어값 차이에 따른 RPM 변화량을 산출하는 RPM 변화특성 검출단계와, 상기 모터 구동트라이액에 인가 중인 제어값을 산출된 RPM 변화특성에 따라 감지 RPM과 설정 RPM의 차이에 해당되는 만큼 보정하여 RPM을 제어하는 RPM 제어단계로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 2 내지 도 7 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연산/제어부(101)의 마이컴(도면 미도시)은 속도 감지부(4)로부터 출력되는 감지신호를 기초로 하여 검출되는 모터(3)의 회전속도가 소정 RPM 즉, 도 4의(C) RPM에 도달될 때까지 모터 구동트라이액(도면 미도시)에 일정 스텝으로 위상각을 증가시키게 된다.(ST100 ∼ ST150)

이때, (C) 지점을 어떻게 설정하느냐에 따라 입력전압에 따른 RPM의 차이가 존재하게 되므로 실험을 통하여 적절한 (C) 지점을 설정하여야만 한다.

이후, 연산/제어부(101)의 마이컴은 모터(3)의 RPM이 (C) RPM에 도달되면 모터 구동트라이액에 미리 설정된 초기 제어값을 일정시간동안 인가한 후 RPM 변화량을 검출하게 된다.(ST200 ∼ ST250)

그러면, 도 4 에 나타낸 바와같이 tA 지점에서 초기 제어값을 인가할 때 입력전원전압에 따라 RPM은 변화되게 된다. 초기에는 RPM이 급격하게 변하지만 일정시간 후에는 안정한 RPM으로 포화되게 된다.

다음으로, 연산/제어부(101)의 마이컴은 검출된 RPM 변화량 즉, 도 4 의 tB 지점에서의 RPM 차이 (T1), (T2), (T3), (T4)에 상응하는 입력전압을 메모리에 미리 저장된 도 5 의 전압판단 및 제어값 산출 테이블을 기초로 하여 판단함과 동시에 이에 상응하는 조절 제어값을 산출하게 된다. (ST300 ∼ ST351, ST352, ST353)(단, 도면에 도시된 RPM 변화량 기준값인 A와 B는 실험을 통하여 기 설정됨)

이때, 입력 전압에 따른 기울기는 많은 차이를 보이게 되고 전압이 낮을수록 RPM은 낮아진다. 예를 들면 220Ｖ 상에서는 모터 구동드라이액에 어느 정도의 위상각 제어를 행할 경우 설정 RPM에 도달하는가의 문제는 실험에 의해 쉽게 결정되어 질 수 있다.

이후, 연산/제어부(101)의 마이컴은 산출된 조절 제어값을 모터 구동트라이액에 인가하여 RPM을 조절하게 된다.(ST401,ST402,ST403)

그리고, 연산/제어부(101)의 마이컴은 정확히 설정 RPM을 맞추기 위해 일정 시간 후 즉, 도 6 (도 6 은 도 4 의 연속선상에서 보면 됨)의 (C) 지점에서 설정 RPM과 현재 RPM을 비교하게 된다.(ST500∼ST600)

다음으로, 비교 결과가 서로 일치되지 않으면 메모리에 미리 저장된 도 7 의 RPM 차이와 전압판단에 따른 정밀 제어 테이블을 기초로 하여 정밀 제어값을 산출하게 된다.(도 7 은 각 전압별로 제어값에 의한 RPM을 구한 테이블로서, 실험을 통하여 일정 위상각 인가시의 RPM으로부터 RPM 차이에 대한 보상 제어값을 설정하여 테이블로 작성한다.)(ST651,ST652)

이때, 연산/제어부(101)의 마이컴은 도 6 의 T5가 도 7 의 TT1보다 작을 경우에는 TT1로 판단하고, TT1〈T5〈TT2 일 경우에는 TT2로 판단하며, TT3, TT4, TT5도 마찬가지 방법으로 판단한다.

이후, 연산/제어부(101)의 마이컴은 정밀 제어값이 산출되면 인가 중인 제어값을 상향 또는 하향 보정하여 모터(3)의 RPM이 설정 RPM으로 유지되게 정밀 제어하게 된다.(ST701,ST703)

그러나, 상기 단계 ST600에서 설정 RPM과 현재 RPM을 비교한 결과 서로 일치됨이 판단될 경우에는 인가 중인 제어값을 계속 유지하여 모터(3)의 RPM이 설정 RPM으로 유지되게 된다.(ST702)

한편, 다른 실시예에 따른 모터의 정속 회전 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

연산/제어부(101)의 마이컴은 상기 단계 ST200에서 수행한 초기 제어값 인가 후와 단계 ST401,ST402,ST403에서 수행한 조절 제어값 인가 후의 RPM 변화량을 검출하여 일정 제어값 차이에 따른 RPM 변화량을 산출하여 RPM의 변화특성를 검출하게 된다. 즉, 초기 제어값에 의한 RPM이 AA이고 조절 제어값에 의한 RPM이 BB라고 하면, (AA-BB)/(｜초기 제어값 - 조절 제어값｜)에서 제어값 1 스텝에 대한 RPM을 파악하게 된다.

그러면, 연산/제어부(101)의 마이컴은 모터 구동트라이액에 인가 중인 제어값을 산출된 RPM 변화특성에 따라 감지 RPM과 설정 RPM의 차이에 해당되는 만큼 보정하여 모터(3)의 RPM이 설정 RPM으로 유지되게 제어하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 모터의 회전 속도를 기초로 하여 전원전압을 검출한 후 이에 상응하는 일정제어값을 모터 구동부에 인가하여 전원전압의 변동에 관계없이 모터가 일정속도로 회전되도록 함으로써, 드럼세탁기의 전압변동에 따른 동작기능에서 세탁,탈수,건조 기능이 안정하게 유지될 뿐만 아니라 모터의 과부하 동작이 방지되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 모터의 회전속도가 소정 분당회전수(RPM)에 도달될 때까지 모터 구동부에 일정 스텝으로 위상각을 증가시키는 위상각 조절단계와,

   상기 모터의 RPM이 소정 RPM에 도달되면 상기 모터 구동부에 미리 설정된 초기 제어값을 일정시간동안 인가하여 RPM 변화량을 검출하는 RPM 초기 제어단계와,

   검출된 RPM 변화량에 상응하는 입력전압을 메모리에 미리 저장된 전압판단 및 제어값 산출 테이블을 기초로 하여 판단함과 동시에 이에 상응하는 조절 제어값을 산출하는 조절 레벨 판단단계와,

   산출된 조절 제어값을 상기 모터 구동부에 인가하여 RPM을 조절하는 RPM 조절단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 정속 회전 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 산출된 조절 제어값을 상기 모터 구동부에 인가한 후 상기 모터의 RPM이 설정 RPM과 일치될 경우에는 인가 중인 제어값을 유지하고 일치되지 않을 경우에는 메모리에 미리 저장된 RPM 차이와 전압판단에 따른 정밀 제어 테이블을 기초로 하여 정밀 제어값을 산출하여 인가 중인 제어값을 상향 또는 하향 보정하여 상기 모터의 RPM이 설정 RPM으로 유지되게 정밀 제어하는 RPM 정밀 제어단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 정속 회전 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 초기 제어값과 조절 제어값의 차이에 따른 RPM 변화량을 검출하여 일정 제어값 차이에 따른 RPM 변화량을 산출하는 RPM 변화특성 검출단계와, 상기 모터 구동부에 인가 중인 제어값을 산출된 RPM 변화특성에 따라 감지 RPM과 설정 RPM의 차이에 해당되는 만큼 보정하여 RPM을 제어하는 RPM 제어단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모터의 정속 회전 제어방법.

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