KR100241463B1 - 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의포량 감지방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법에 관한 것으로, 종래에는 센서리스 비엘디씨 모터를 사용할 경우에는 홀센서가 없어서 회전수를 감지하기 어려워 포량을 감지할 수 없었다. 따라서 본 발명은 스위칭 트랜지스터를 주기적으로 온 또는 오프시켜 센서리스 비엘디씨 모터를 구동시키는 제1단계와, 상기에서 구동된 모터가 정상속도에 도달했는지를 체크하는 제2단계와, 상기에서 정상속도에 도달하면 모터를 오프시키고 도달하지 않았으면 계속해서 구동시키는 제3단계와, 상기에서 모터 오프시 센싱저항에 의한 역기전력의 파형을 감지하는 제4단계와, 상기에서 감지한 파형의 최대값에서 제로값이 될 때까지의 시간을 감지하는 제5단계와, 상기에서 감지한 시간에 따라 포량을 산출하는 제6단계와, 상기에서 산출한 포량에 따라 급수 및 세탁시간을 설정한 후 세탁을 진행하는 제7단계를 수행하도록 함으로써 센서리스 비엘디씨 모터를 이용한 인버터 세탁기의 제작이 간단해지고, 이에 따라 가격을 낮추도록 한 것이다.

Description

센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법

본 발명은 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기에서 모터 오프시 발생하는 역기전력을 이용하여 정확한 포량을 감지하여 그 포량에 따른 적절한 급수 및 세탁시간을 설정하여 에너지 절약 및 과다세탁으로 인한 세탁물의 손상을 방지하기 위한 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법에 관한 것으로, 특히 센서리스 비엘디씨 모터를 사용하여 포량을 감지함으로써 인버터 세탁기의 제작이 간단해지고 이에따라 가격을 상당히 낮출 수 있도록 한 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법에 관한 것이다.

종래의 비엘디씨(BLDC) 모터를 사용한 인버터 세탁기는 비엘디씨 모터의 내부에 회전수 감지용 홀센서를 설치하여 세탁 진행 초기에 모터를 온 또는 오프시킨 후 이때 관성에 의해 발생하는 역기전력의 회전수를 홀센서를 이용하여 감지한다.

이렇게 감지한 역기전력의 회전수에 의해 포량을 결정한다.

포량이 많을 경우에는 마찰이 크게 작용하여 회전수가 작고, 포량이 적을 경우에는 마찰이 작아 회전수가 많아진다.

상기에서와 같이 역기전력의 회전수에 의해 포량이 결정되면, 그 포량에 따른 급수 및 세탁시간을 결정하여 세탁을 진행한다.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서 비엘디씨(BLDC) 모터를 사용한 인버터 세탁기는 홀센서를 이용하여 역기전력의 포량을 감지할 수 있으나 센서리스 비엘디씨 모터를 사용할 경우에는 홀센서가 없기 때문에 회전수를 감지하기 어려운 문제점이 있다.

따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 모터 오프시 역기전력의 감쇠시간을 이용하여 포량을 감지하고, 그 감지한 포량에 따른 적절한 급수 및 세탁시간을 설정하여 에너지 절약 및 과다세탁으로 인한 세탁물의 손상을 방지하도록 한 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 비엘디씨 모터에 의한 홀센서 및 그 주변회로의 이상으로 인한 위험이 감소되고, 제작이 간단하게 이루어지도록 한 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 홀센서와 그 주변회로를 필요로 하지 않으므로 가격을 낮추도록 한 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명을 수행하기 위한 인버터 세탁기의 센서리스 비엘디씨 모터의 제어장치 구성도.

도 2는 도 1에서, S1, S6 스위칭 트랜지스터 구동시 인버터 세탁기의 센서리스 비엘디씨 모터의 제어장치 구성도.

도 3은 도 1에서, 모터 오프시 인버터 세탁기의 센서리스 비엘디씨 모터의 제어장치 구성도.

도 4는 도 3에서, 모터 오프시의 역기전력 파형도.

도 5는 포량에 따른 시간변화를 보여주는 그래프.

도 6은 본 발명 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법에 대한 동작 과정도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 평활 콘덴서 20 : 인버터

30 : 센서리스 비엘디씨 모터

40 : 마이크로컴퓨터 S1~S6 : 스위칭 트랜지스터

R1,R2 : 센싱저항

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스위칭 트랜지스터를 주기적으로 온 또는 오프시켜 센서리스 비엘디씨 모터를 구동시키는 제1단계와, 상기에서 구동된 모터가 정상속도에 도달했는지를 체크하는 제2단계와, 상기에서 정상속도에 도달하면 모터를 오프시키고 도달하지 않았으면 계속해서 구동시키는 제3단계와, 상기에서 모터 오프시 센싱저항에 의한 역기전력의 파형을 감지하는 제4단계와, 상기에서 감지한 파형의 최대값에서 제로값이 될 때까지의 시간을 감지하는 제5단계와, 상기에서 감지한 시간에 따라 포량을 산출하는 제6단계와, 상기에서 산출한 포량에 따라 급수 및 세탁시간을 설정한 후 세탁을 진행하는 제7단계를 수행하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 본 발명 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법에 대한 동작 과정도로서, 이에 도시한 바와 같이, 스위칭 트랜지스터를 주기적으로 온 또는 오프시켜 센서리스 비엘디씨 모터를 구동시키는 제1단계와, 상기에서 구동된 모터가 정상속도에 도달했는지를 체크하는 제2단계와, 상기에서 정상속도에 도달하면 모터를 오프시키고 도달하지 않았으면 계속해서 구동시키는 제3단계와, 상기에서 모터 오프시 센싱저항에 의한 역기전력의 파형을 감지하는 제4단계와, 상기에서 감지한 파형의 최대값에서 제로값이 될 때까지의 시간을 감지하는 제5단계와, 상기에서 감지한 시간에 따라 포량을 산출하는 제6단계와, 상기에서 산출한 포량에 따라 급수 및 세탁시간을 설정한 후 세탁을 진행하는 제7단계로 이루어진다.

상기 각 단계로 이루어진 방법을 수행하기 위한 인버터 세탁기의 센서리스 비엘디씨 모터의 제어장치 구성은, 도 1에 도시한 바와같이, 입력되는 직류전압에 대하여 평활시켜 출력하는 평활 콘덴서(10)와, 상기 평활 콘덴서(10)를 거쳐 입력되는 직류전압을 다시 3상 교류전압으로 변환시켜 센서리스 비엘디씨 모터(30)를 구동하기 위한 스위칭 트랜지스터(S1~S6)와 프리휠링 다이오드(D1~D6)로 이루어진 인버터(20)와, 상기 평활 콘덴서(10)와 인버터(20) 사이에 위치하여 상기 센서리스 비엘디씨 모터(30)의 역기전력을 감지하는 센싱저항(R1,R2)과, 상기 센싱저항(R1,R2)에서 감지한 역기전력을 이용하여 포량을 산출하고 그에따른 급수 및 세탁시간을 설정하는 마이크로컴퓨터(40)로 이루어진다.

이와같이 각 단계로 이루어진 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 인버터 세탁기의 세탁조에 세탁물을 투입한 후 세탁을 위한 버튼을 누르면, 이를 마이크로컴퓨터(40)가 인식하여 세탁조에 소정의 물을 투입한 후 포량를 감지하기 위하여 도 2에서와 같이 제1스위칭 트랜지스터(S1)와 제6스위칭 트랜지스터(S6)를 온시켜 센서리스 비엘디씨 모터(30)를 회전시키기 시작한다.

상기 센서리스 비엘디씨 모터(30)가 회전하기 시작하면 나머지 스위칭 트랜지스터들(S2,S3,S4,S5)을 주기적으로 온 또는 오프 동작을 상기 모터(30)가 정상속도 즉, 지령치까지 도달할 때 까지 반복하여 준다.

상기 모터(30)의 회전속도가 정상속도에 도달하게 되면 상기 마이크로컴퓨터(40)는 모든 스위칭 트랜지스터를 오프시킨다.

그러면 인버터 세탁기의 세탁조는 관성에 의하여 어느 정도의 시간을 여력 회전하게 된다.

이때 도 3에서와 같은 회전방향으로 동작하여 역기전력이 발생한다.

그 역기전력은 도 3의 센싱저항(R1,R2)에 도 4에서와 같이 나타난다.

상기 역기전력은 세탁조내의 세탁물의 양에 따른 마찰과 회전관성의 상호작용에 의하여 발생하는데, 세탁물이 많을 경우에는 마찰이 크기 때문에 회전속도가 급격히 감소하여 도 4에서 점선으로 나타난 A와 같은 파형이 나타나고, 세탁물이 적을 경우에는 회전속도가 서서히 감소하므로 도 4에서 실선으로 나타난 B와 같은 파형이 센싱저항(R1,R2)에 나타나게 된다.

그러면 마이크로컴퓨터(40)는 센싱저항(R1,R2)의 파형을 읽어들인다음 그 읽어들인 파형의 최대값에서 제로 크로싱될 때 까지의 시간을 감지한다.

즉, 도 4에서 A의 경우에는 c점에서 e점까지의 시간을, B의 경우에는 d점에서 f점까지의 시간을 감지한다.

이 경우 포량이 많을 경우에는 도 4에서 T1을, 포량이 적을 경우에는 T2와 같이 나타나게 되는데, 이와같이 포량에 따른 시간의 변화를 살펴보면 도 5에서와 같다.

상기에서와 같이 감지한 시간을 이용하여 마이크로컴퓨터(40)는 포량을 인식하고, 그 인식한 포량에 적절한 급수 및 세탁시간을 설정한다.

이렇게 설정이 끝나면, 상기에서 설정한 만큼 물을 세탁조에 급수한 후 세탁시간동안 세탁하도록 한다.

이와같은 방법으로 정확한 포량을 검출하고, 이 검출한 포량에 따라 급수 및 세탁시간을 설정하게 되면 에너지 절약 및 과다세탁으로 인한 세탁물의 손상을 막을 수 있다.

지금까지 설명한 과정에 대하여 도 6에 의거하여 간단히 다시한번 살펴보면 다음과 같다.

먼저 인버터 세탁기의 세탁조에 세탁물과 소정의 물이 급수된 상태에서 마이크로컴퓨터(40)는 도 6의 인버터(20)를 구성하는 스위칭 트랜지스터(S1~S6)를 번갈아 가며 주기적으로 온 또는 오프시켜 센서리스 비엘디씨 모터(30)를 회전시킨다.(S10)

상기 모터(30)가 회전하여 정상속도에 도달했는지 체크하여(S20), 정상속도에 도달하지 않으면 계속해서 모터(30)를 회전시키고, 정상속도에 도달하면 상기 모터(30)를 오프시킨다.(S30)

상기 모터(30)가 정지하면 인버터 세탁기의 세탁조는 관성에 의하여 어느 정도의 시간동안 여력 회전하게 되고, 이때 센싱저항을 통하여 역기전력의 파형을 감지한다.(S40)

이렇게 감지한 역기전력의 파형의 최대값에서 제로값까지의 시간을 계산한다.(S50)

상기에서 계산한 시간에 의거하여 포량을 감지하고(S60), 이 감지한 포량에 맞는 급수 및 세탁시간을 설정한다.(S70)

상기에서 설정한 포량에 맞는 급수량 만큼 세탁조에 물을 급수한 후 설정한 세탁시간 동안 세탁을 행하도록 한다.(S80)

이러한 방법에 의하여 포량에 따른 정확한 급수량과 세탁시간을 설정하여 세탁을 행함으로써 과세탁하는 일이 없도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 센서리스 비엘디씨 모터를 이용하여 인버터 세탁기의 포량을 감지하도록 함으로써 비엘디씨 모터를 이용한 인버터 세탁기에서와 같은 홀센서 및 그의 주변회로를 구비하지 않아도 되므로 구성이 간단하고, 이에 따라 가격이 상당히 낮아지는 효과가 있고, 또한 상기 홀센서 및 그의 주변회로의 이상으로 인한 위험을 없애도록 한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 다수개의 스위칭 트랜지스터를 주기적으로 온 또는 오프시켜 센서리스 비엘디씨 모터를 구동시키는 제1단계와, 상기에서 구동된 모터가 정상속도에 도달했는지를 체크하는 제2단계와, 상기에서 정상속도에 도달하면 모터를 오프시키고 도달하지 않았으면 계속해서 구동시키는 제3단계와, 상기에서 모터 오프시 센싱저항에 의한 역기전력의 파형을 감지하는 제4단계와, 상기에서 감지한 파형의 최대값에서 제로값이 될 때까지의 시간을 감지하는 제5단계와, 상기에서 감지한 시간에 따라 포량을 산출하는 제6단계와, 상기에서 산출한 포량에 따라 급수 및 세탁시간을 설정한 후 세탁을 진행하는 제7단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 센서리스 비엘디씨 모터를 사용한 인버터 세탁기의 포량 감지방법.

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