KR100315555B1 - 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러쉬리스 모터에 의해 교반체 및 회전조를 다이렉트 드라이브식으로 회전구동하는 세탁기에 있어서, 전자 브레이크시에 진동 및 소음을 감소시킨 것으로, 외부조의 내부에 회전 가능하게 설치된 회전조와, 이 회전조의 내부에 회전 가능하게 설치된 교반체를 구비하고, 이 교반체 또는 이 교반체 및 회전조를 다이렉트 드라이브 방식으로 회전 구동하는 3상 브러쉬리스 모터(20)를 구비하고, 이 브러쉬리스 모터(20)에 대한 전자 브레이크수단으로서 회생 브레이크수단, 방전 브레이크수단, 단락 브레이크수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 발명은 교반체 및 회전조를 회전 구동하는 브러쉬리스 모터를 구비하여 이루어지는 세탁기에 관한 것이다.

세탁기에 있어서는 주지된 바와 같이, 외부조 내에 세탁조겸 탈수 바스켓으로서의 회전조가 회전 가능하게 설치되어 있고, 또한 이 회전조의 내부 바닥부에 교반체가 회전 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 교반체 및 회전조는 브러쉬리스 모터에 의해 회전 구동되도록 구성되어 있다. 이 구성의 경우, 세탁 운전을 실행할 때에는 회전조를 제동 정지시킨 상태에서 브러쉬리스 모터의 회전을 감속하여 교반체에 전달하고 이것을 정역(正逆)회전 구동한다. 또, 탈수 운전을 실행할 때에는 회전조의 제동을 해제하고 브러쉬리스 모터의 회전을 감속하지 않으면서 회전조 및 교반체에 전달하여 양자를 고속 회전 구동하도록 구성되어 있다.

그런데, 브러쉬리스 모터의 회전을 정지시키는 경우에는 기계적 브레이크로서는 구성의 간단화를 도모할 수 없기 때문에, 전기적인 전자(電磁) 브레이크를 이용하는 것이 고려되고 있다. 그런데, 상기 브러쉬리스 모터의 운전 상태는 세탁 운전이나 탈수운전에서 다르고, 또 브레이크의 필요 시기도 각 운전의 종료 시기나운전 도중이다. 따라서, 단일 모터의 전자 브레이크로는 제동 효과가 낮아 제동 시간이 과도하게 길어지거나 진동이나 소음이 발생하는 일이 있다.

특히, 교반체 및 회전조를 브러쉬리스 모터에 의해 다이렉트 드라이브 방식으로 회전 구동하여 진동이나 소음의 저감을 도모하도록 하는 것도 고려되고 있지만, 이것이라도 기계적 브레이크를 채용하면, 이에 의한 진동·소음이 발생하여 애써 다이렉트 드라이브 방식으로 진동·소음의 저감을 도모하여도 브레이크에서의 진동·소음의 감소가 도모되지 않아 전체 진동·소음 저하에 기여할 수 없다는 문제가 있다.

또한, 다이렉트 드라이브 방식을 고려하는 이유는 다음과 같은 것이다.

세탁기에 있어서는 교반체 및 회전조의 회전 구동을 실시하기 위해서 브러쉬리스 모터에서 회전조 및 교반체까지의 회전력 전달 경로 중에서 벨트 전달 기구, 클러치 기구, 유성 기어를 내장한 기어 감속 기구 등이 설치되어 있다. 이 구성에 있어서는 세탁기 전체 중량이 무거워지고, 또한 상·하 방향의 크기가 커지고, 또 기어 감속 기구의 동작 시에 상당히 큰 소음이 발생한다. 그 대책으로서 브러쉬리스 모터에 의해 교반체 및 회전조를 다이렉트 드라이브 방식으로 회전 구동하도록 하면, 벨트 전달 기구나 기어 감속 기구 등을 이용하지 않을 수 있고, 세탁기 전체 중량을 경감할 수 있으며, 또한 상·하 방향의 크기를 작게 할 수 있으며, 또 기어의 동작 소음을 없앨 수 있다.

본 발명은 상술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로 그 목적은 브러쉬리스 모터의 회전에 제동을 거는 데에 있어서 전자 브레이크를 채용함으로써 기계적 제동수단을 이용하는 경우에 비해 구성의 간단화에 기여할 수 있고, 또한 항상 양호한 제동 효과를 기대할 수 있고, 또 제동시의 진동이나 소음의 저감도 기대할 수 있는 세탁기를 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 전자동 세탁기의 전기적 구성도,

도 2는 전자동 세탁기의 종단 측면도,

도 3은 교반체 및 회전조의 구동 기구부의 종단 측면도,

도 4는 브러쉬리스 모터의 스테이터의 분해 투시도,

도 5는 브러쉬리스 모터 및 클러치의 분해 투시도,

도 6은 클러치 및 제어 레버의 투시도,

도 7은 클러치의 다른 전환상태를 나타내는 도 3의 상당도,

도 8은 브러쉬리스 모터의 정현파 통전시의 타임 챠트,

도 9는 브레이크 모드의 내용을 나타내는 도면,

도 10은 브레이크 모드의 사용 내용을 나타내는 도면,

도 11은 세탁 운전시의 모터의 회전 속도의 변화 상황을 나타내는 도면,

도 12는 각 브레이크 모드에서의 탈수 운전시의 모터의 회전 속도의 변화 상황을 나타내는 도면,

도 13은 다른 브레이크 모드에서의 탈수 운전시의 모터의 회전 속도의 변화 상황을 나타내는 도면,

도 14는 U상, V상의 통전 신호를 부분적으로 나타내는 도면,

도 15는 통전 신호의 특정 부분을 나타내는 도면,

도 16은 스위칭소자의 온 오프 상황과 DC라인 전류의 변화를 나타내는 도면,

도 17은 참고예를 나타내는 U상, V상의 통전 신호를 부분적으로 나타내는 도면,

도 18은 도 15의 상당도,

도 19는 도 16의 상당도, 및

도 20은 스위칭 소자의 온 오프에 따른 전류의 상황을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 외부 케이스 2: 물받음조(외부조)

4: 회전조 5: 교반체

12: 회전조 축 14: 교반축

20: 브러쉬리스 모터 21: 스테이터

26: 권선 27: 로터

30: 로터 마그네트 32: 클러치

33: 전환 레버 38: 제어 레버

47: 인버터 주 회로 48: 방전 회로

49: 방전 저항(방전 소자) 50: 방전용 스위칭 소자

51: 콘덴서 53: 충전 저항

54: 다이오드 55: 회생용 다이오드

57a∼57f: 스위칭 소자 60: 구동 회로

61: PWM 회로 62: 구동 수단

63: 마이크로 컴퓨터

청구항 1의 발명은, 회전조 및 교반체를 회전 구동하기 위한 브러쉬리스 모터,

직류 전원회로를 갖고, 또한 복수상(相) 브릿지 접속된 스위칭 소자를 구비한 인버터 주회로를 갖고 구성되어, 상기 브러쉬리스 모터를 구동하는 구동 수단,

상기 브러쉬리스 모터의 기전력을 상기 직류 전원회로로 회생시키는 회생 브레이크 수단,

상기 인버터 주회로의 입력측의 양단 사이에 접속되는 방전 소자에 의해 상기 기전력을 소비시키는 방전 브레이크 수단, 및

상기 브러쉬리스 모터 권선을 단락하는 단락 브레이크 수단을 구비하여 구성된다.

이 구성에 있어서는 전자 브레이크 수단으로서 회생 브레이크 수단, 방전 브레이크 수단 및 단락 브레이크 수단을 구비하고 있어, 기계적 제동 수단을 이용하는 경우에 비해 구성의 간단화를 도모할 수 있게 된다. 이들 각 브레이크 수단은브레이크를 걸고자 하는 때의 모터의 회전 속도에 따라 제동 효과나 진동·소음발생 정도가 다르다. 세탁기에 있어서 브레이크를 필요로 하는 시기는 운전 종료시나 운전 도중이지만, 이들 복수 전자 브레이크 수단을 구비하고 있음으로써 단일 전자 브레이크 수단을 이용하는 경우에 비해 제동 효과의 향상을 기대할 수 있고, 또한 제동시의 진동이나 소음의 저감도 기대할 수 있게 된다.

청구항 2의 발명은, 회전조 및 교반체를 다이렉트 드라이브 방식으로 회전 구동하기 위한 브러쉬리스 모터,

직류 전원 회로를 갖고, 또한 복수상(相) 브릿지 접속된 스위칭 소자를 구비한 인버터 주회로를 갖고 구성되어 상기 브러쉬리스 모터를 구동하는 구동 수단,

상기 브러쉬리스 모터의 기전력을 상기 직류 전원 회로로 회생시키는 회생 브레이크 수단,

상기 직류 전원 회로와 상기 인버터 주회로를 분리한 상태에서 인버터 주회로의 입력측의 양단 사이에 접속되는 방전 소자에 의해 상기 기전력을 소비시키는 방전 브레이크 수단, 및

상기 브러쉬리스 모터 권선을 단락하는 단락 브레이크 수단을 구비하여 구성된다.

이 구성에 있어서는 회전조 및 교반체를 다이렉트 드라이브 방식으로 회전 구동하기 때문에 진동·소음의 저감을 도모할 수 있다. 그리고, 전자 브레이크 수단으로서 회생 브레이크 수단, 방전 브레이크 수단 및 단락 브레이크 수단을 구비하고 있어, 기계적 제동 수단을 이용하는 경우에 비해 구성의 간단화가 도모되게된다. 이들 각 브레이크 수단은 브레이크를 걸고자 하는 때의 모터의 회전 속도에 따라 제동 효과나 진동·소음 발생의 정도가 다르다. 세탁기에 있어서 브레이크를 필요로 하는 시기는 운전 종료시나 운전 도중이지만, 이들 복수의 전자 브레이크 수단을 구비하고 있음으로써 단일 전자 브레이크 수단을 이용하는 경우에 비해 제동 효과의 향상을 기대할 수 있고, 또한 제동시의 진동이나 소음의 저감도 기대할 수 있게 되어 세탁기 전체의 진동·소음의 저감이 유효하게 도모된다.

청구항 3의 발명은 브러쉬리스 모터에 브레이크를 걸 때에는 브레이크 수단을 1개 또는 2개 이상 조합하도록 한 점에 특징을 갖는다.

회생 브레이크 수단은 브러쉬리스 모터의 기전력을 상기 직류 전원 회로로 회생시키는 것이며, 이것은 모터 회전속도가 비교적 높은 때에 있어서 뛰어난 제동효과를 나타내고, 제동 긴급성에 대응할 수 있지만, 반면 저회전 속도 상태에서의 제동에는 적합하지 않으며, 또 모터 기전력이 지나치게 과대하게 되면 인버터 주회로나 직류 전원 회로의 회로 소자가 파손되는 일도 있다.

방전 브레이크 수단은 직류 전원 회로와 상기 인버터 주회로를 분리한 상태에서 인버터 주회로의 입력측 양단 사이에 접속된 방전 소자에 의해 모터의 기전력을 소비시키는 것으로, 모터 회전 속도가 높은 때에 뛰어난 제동효과를 나타내고, 특히 회생 브레이크 수단의 실행시, 회생 전류가 과대한 경우에 이 방전 브레이크로 전환되는 일이 많다. 그러나, 이 경우에는 온도 상승을 동반한다.

단락 브레이크 수단은 모터 회전 속도가 고회전 속도 상태에서 이것을 연속적으로 이용하면 저회전 속도 상태까지 제동 효과를 기대할 수 있고, 제동 효과는작지는 않지만, 크지도 않다. 그러나, 모터 회전 속도가 저회전 속도 상태에서 갑자기 이 단락 브레이크 수단을 이용하면, 급히 제동이 걸려 진동이나 진동에 의한 소음이 발생하는 일이 있다.

그러나, 청구항 3의 발명에 있어서는 브러쉬리스 모터에 브레이크를 걸 때에 브레이크 수단을 1개 또는 2개 이상 조합하도록 하고 있기 때문에 제동 효과를 우선하거나 또는 양호한 제동 효과를 얻으면서 브레이크를 걸 때의 온도 상승 방지나 회로 소자의 파손 방지, 진동·소음 저감 등을 도모하는 것이 가능해진다.

청구항 4의 발명은 세탁의 운전 내용에 따라서 브레이크 수단을 1개 또는 2개 이상 조합한 점을 특징으로 갖는다.

이 구성에 있어서는 세탁의 운전 내용에 따라서 양호한 제동 효과를 얻거나 제동을 걸 때의 온도 상승 방지나 회로 소자의 파손 방지, 진동·소음 저감 등을 도모하는 것이 가능해진다.

청구항 5의 발명은 회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단을 먼저 실행시키도록 한 점에 특징을 갖는다.

회생 브레이크 수단을 실행시키면, 모터 회전 속도가 높은 경우에는 제동 효과가 높은 이점이 있지만, 회생 전류가 과대하게 커지고 직류 전원 회로나 인버터 주회로의 회로 소자가 파손될 우려가 있다. 그러나, 회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단을 앞서 실행시키기 때문에 회생 브레이크 수단 실행 전에 모터 권선 단락에 의해 모터의 기전력을 소비시킬 수 있고, 회생 브레이크 수단의 실행시에 회생 전류가 과대하게 커지는 것을 미연에 방지할 있게 되고,직류 전원 회로나 인버터 주회로의 회로 소자의 파손을 방지할 수 있게 된다.

청구항 6의 발명은 인버터 주회로를 직류 전원 회로에 접속하고 동시에 방전 소자에 대하여 회로를 연 상태와, 인버터 주회로를 직류 전원 회로로부터 회로를 열고 동시에 방전 소자에 대하여 접속하는 상태를 전환하는 전환 수단을 설치하고, 회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단 및 방전 브레이크 수단을 차례로 앞서 실행시키고, 또한 단락 브레이크 수단 실행시에 상기 전환 수단에 의해 직류 전원 회로와 인버터 주회로를 개로(開路)하여 인버터 주회로를 방전 소자와 접속하도록 한 점에 특징을 갖는다.

회생 브레이크 수단을 실행시키면, 모터 회전 속도가 높은 경우에 제동 효과가 높은 이점이 있지만, 회생 전류가 과대하게 커져 인버터 주회로나 직류 전원 회로의 회로 소자가 파손될 우려가 있다. 그러나, 이 회생 브레이크의 실행 전에 단락 브레이크 수단 및 방전 브레이크 수단을 차례로 앞서 실행시킴으로써 회로 소자의 파손을 방지할 수 있게 된다. 그런데, 방전 브레이크 수단을 실행시키고 있는 때에는 모터 기전력에 의해 인버터 주회로와 직류 전원 회로의 사이에 전위차가 발생하는 일이 있고, 이 상태에서 전환 수단에 의해 인버터 주회로를 직류 전원에 접속하고 동시에 방전 소자에 대하여 회로를 연 상태와, 인버터 주회로를 직류 전원회로로부터 회로를 열고 동시에 방전 소자에 접속하는 상태를 전환하면, 전환 수단이 전환 동작한 때에 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생한다. 이 경우, 상기 구성에 있어서는 직류 전원 회로와 인버터 주회로의 사이에 전위차가 발생하지 않는 단락 브레이크 수단 실행시에 전환 동작을 실시하기 때문에 이 전환 동작시의 스파크발생이나 접점 용착을 방지할 수 있게 된다.

청구항 7의 발명은 세탁 운전과 탈수 운전에서 브레이크 수단의 조합이 다른 점에 특징을 갖는다.

이 구성에 있어서는 세탁 운전 및 탈수 운전의 각각에 대하여 양호한 제동 효과를 얻거나, 제동을 건 때의 온도 상승 방지나 회로 소자의 파손 방지, 진동·소음 저감 등을 도모하는 것이 가능해진다.

청구항 8의 발명은 브러쉬리스 모터에 브레이크를 걸 때에 긴급성의 유무에 의해 브레이크 수단의 조합이 다른 점에 특징을 갖는다.

브레이크를 걸 필요가 있을 때에는 긴급성을 요하는 경우와 그다지 요하지 않는 경우가 있다. 긴급성을 요하는 경우에는 온도 상승이나 진동 발생이 있어도 제동 효과가 높은 브레이크 수단의 조합이 바람직하고, 긴급성을 요하지 않는 경우에는 완만한 제동 효과라도 좋기 때문에 온도 상승 방지나 진동 발생 방지를 우선한 브레이크 수단의 조합이 바람직하다. 그러나, 상기 구성에 있어서는 브러쉬리스 모터에 브레이크를 걸 때에 긴급성의 유무에 의해 브레이크 수단의 조합을 다르게 했기 때문에, 그 긴급성이 있는 때에는 단시간에 제동을 걸게 할 수 있고, 또한 긴급성이 없는 때에는 온도 상승 방지나 진동 발생 방지를 유효하게 도모하면서 비교적 완만한 제동을 걸 수 있게 된다.

청구항 9의 발명은 방전 소자와 인버터 주회로에 나타나는 모터 유기(誘起) 전압에 따라서 동작하는 방전용 스위칭 소자를 직렬로 접속하고, 또 이 직렬 회로와 병렬로 콘덴서를 접속하여 이루어지고, 일단(一端)이 상기 직류 전원 회로의 마이너스측 출력 단자에 접속된 방전 회로와,

직류 전원 회로의 플러스측 출력 단자와 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자의 사이를 폐로(閉路)하고 동시에 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자와 상기 방전 회로의 타단(他端)과의 사이를 개로(皆勞)하는 제 1 상태와, 직류 전원 회로의 플러스측 단자와 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자의 사이를 개로(開路)하고 동시에 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자와 상기 방전 회로의 타단과의 사이를 폐로(閉路)하는 제 2 상태를 전환하는 전환 수단을 설치하고,

방전 브레이크 수단의 실행 시에는 상기 전환 수단을 제 2 상태로 하도록 한 점에 특징을 갖는다.

모터가 고속 회전하고 있는 상태에서 브레이크를 걸 경우에는 진동 발생 방지의 점에서라면 최초에는 모터를 단전하여 회전을 자유롭게 하는 것이 바람직하다. 이 경우 모터에 유기 전압이 발생한다. 이 모터 유기 전압이 크면, 인버터 주회로나 직류 전원 회로에 악영향을 미치는 일이 있다. 이 때에는 방전 브레이크 수단을 실행하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 구성에 있어서 방전 브레이크 수단의 실행 시에 있어서는 상기 전환 수단을 제 2 상태로 한다. 그러면, 방전용 스위칭 소자가 모터 유기 전압에 따라서 온·오프되고, 방전 소자를 통해서 모터 기전력이 소비되고, 브레이크가 걸린다.

이 방전 스위칭 소자의 온·오프 동작은 비교적 높은 주파수에서 이루어지기 때문에 잡음이 발생할 우려가 있지만, 상기 구성에 있어서는 방전 소자와 방전용 스위칭 소자와의 직렬 회로에 병렬로 콘덴서를 접속하고 있기 때문에 상기 잡음의발생을 억제할 수 있게 된다. 또, 가령 콘덴서를 인버터 주회로의 입력 양(兩)단자 사이에 고정적으로 접속하여도 잡음 발생 억제에 기여할 수 있지만, 이 경우, 이 콘덴서에 항상 큰 충·방전 전류가 흐르기 때문에 잡음 필터로서 필요한 콘덴서 용량 이상으로 큰 용량의 콘덴서가 필요하게 된다. 이 점에 대해, 상기 구성에서는 전환 수단이 제 2 상태가 되는 때에만 사용되기 때문에 결국 방전 소자가 이용되는 때에만 이 콘덴서가 노이즈 필터로서 이용됨으로써 큰 용량을 필요로 하지 않는다.

청구항 10의 발명은 전환 수단이 제 1 상태에 있을 때에 콘덴서에 충전하는 충전 저항을 상기 콘덴서에 직렬로 접속한 점을 특징으로 갖는다.

전환 수단이 제 1 상태에 있을 때에는 직류 전원 회로에서 인버터 주회로에 직류 전원이 부여되고, 모터가 운전 상황에 따라서 회전하고 있다. 그 운전이 종료하고 브레이크가 걸린 때에는 전환 수단이 제 2 상태로 전환 동작한다. 이 경우, 전환 수단이 제 1 상태에 있는 때에 충전 저항을 통해서 콘덴서가 충전되어 있고, 직류 전원 회로의 플러스측 출력 단자와 방전 회로는 동(同)전위가 되어 있으며, 따라서 전환 수단이 제 2 상태로 전환 동작을 한 때에 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생하거나 하는 일이 없다.

청구항 11의 발명은 콘덴서의 전하를 직류 전원 회로측으로 방전시키기 위한 다이오드를 충전 저항과 병렬로 접속한 점에 특징을 갖는다.

전환 수단이 제 1 상태에 있어 모터가 회전하고 있는 상황에서, 예를 들면, 정전이 되거나 전원 플러그가 빠지거나 하면, 직류 전원 회로의 출력 전압이 차츰 저하된다. 이 때, 콘덴서에는 전하가 충전되어 있기 때문에 상대적으로 콘덴서 단자 전압이 직류 전원 회로의 출력 전압을 상회하고, 다이오드가 온되며, 이 다이오드를 통해서 콘덴서의 전하가 직류 전원 회로로 방전하게 된다.

이 때에 직류 전원 회로측과 방전 회로측은 거의 동전위이다. 이 상태에서 전환 수단이 제 2 상태로 전환되었다고 해도 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생하거나 하는 일이 없다. 이 경우, 전환 수단이 소정 동작 전압에서 제 1 상태로 전환되고 유지되어 소정 동작 전압 이하(단전도 포함함)에서 제 2 상태가 되는 릴레이 스위치로 구성되는 경우에 적합하고, 정전시나 전원 플러그가 빠진 때에 있어서 그 릴레이 스위치에서의 스파크나 접점 용착의 발생 방지에 기여할 수 있게 된다.

청구항 12의 발명은 브러쉬리스 모터의 상(相)전류 진폭이 일치하는 타이밍에서의 스위칭 소자의 온(on) 시간대가 어긋나도록 한 점에 특징을 갖는다.

브러쉬리스 모터의 상전류 진폭이 일치하는 타이밍에서는 인버터 주회로의 각 상(相)에 대응하는 스위칭 소자의 온 시간 타이밍이 동일하게 되는 일이 있다. 이 때, 인버터 주회로에 큰 스파이크 전류가 흘러 잡음이 발생한다. 그러나, 상기 구성에서는 브러쉬리스 모터의 상전류 진폭이 일치하는 타이밍에서의 스위칭 소자의 온 시간대가 어긋나도록 하고 있기 때문에 큰 스파이크 전류의 발생을 줄일 수 있고 잡음 발생 방지에 기여할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 전자동 세탁기에 적용한 한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 우선, 전자동 세탁기의 전체 구성을 나타내는 도 2에 있어서, 외부 케이스(1) 내에는 탈수되는 물을 받는 외부조인 물받음조(槽)(2)가 탄성 매달기 기구(3)를 통해서 탄성적으로 지지되어 있다. 이 물받음조(2)의 내부에는 세탁조 및탈수 바스켓을 겸용하는 회전조(4)가 회전 가능하게 배치 및 설치되어 있다. 이 회전조(4) 내부의 바닥부에는 교반체(5)가 회전 가능하게 배치 및 설치되어 있다.

상기 회전조(4)는 거의 원통형상을 이루는 회전조 본체(4a)와 이 회전조 본체(4a)의 안쪽에 통수용 틈을 형성하기 위해서 설치된 내부통(4b)과 회전조 본체(4a)의 상단부에 설치된 밸런스링(4c)으로 구성되어 있다. 이 회전조(4)가 회전 구동되면, 내부의 물은 원심력에 의해 회전조 본체(4a)의 내부 둘레면을 따라서 상승하고 회전조 본체(4a)의 상부에 형성된 탈수 구멍부(도시하지 않음)를 통해서 물받음조(2)속으로 방출되는 구성으로 되어 있다.

또, 물받음조(2)의 바닥부의 도 2 중 우단부(右端部)에는 배수구(6)가 형성되고, 이 배수구(6)에는 배수밸브(7)가 설치되어 있고, 또한 배수 호스(8)가 접속되어 있다. 상기 배수 밸브(7)는 후술하는 배수 밸브 구동 수단으로서의 배수 밸브 모터(9)(도 1참조)에 의해 개폐 구동되는 밸브이고, 다시 말해서, 모터식 배수 밸브이다. 상기 배수 밸브 모터(9)는, 예를 들면 치차 부착형 모터(geared motor)로 구성되어 있다. 또한 물받음조(2)의 바닥부의 도 2 중 좌단부(左端部)에는 보조 배수구(6a)가 형성되어 있으며, 이 보조 배수구(6a)는 도시하지 않은 연결 호스를 통해서 배수 호스(8)에 접속되어 있다. 상기 보조 배수구(6a)는 회전조(4)가 탈수 회전된 때에 그 상부에서 탈수되어 물받음조(2)내로 방출된 물을 배수하기 위한 것이다.

또, 도 3에도 나타난 바와 같이 물받음조(2)의 외부 바닥부에는 기구부 베이스(10)가 설치되어 있다. 이 기구부 베이스(10)의 중앙부에는 축지지 통부(11)가상하 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 이 축지지 통부(11)의 내부에는 중공(中空)형상의 회전조 축(12)이 베어링(13)을 통해서 자유롭게 회전하도록 삽입통과되고 지지되어 있다. 이 회전조 축(12)의 내부에는 교반축(14)이 베어링(15)을 통해서 자유롭게 회전하도록 삽입통과되고 지지되어 있다. 이 교반축(14)의 상·하 단부는 회전조 축(12)으로부터 돌출하여 있다.

또한, 기구부 베이스(10)의 축지지 통부(11)의 상단부는 물받음조(2)의 바닥부의 중심부에 형성된 관통구(2a) 속으로 시일(16)을 통해서 끼워 맞추어져 있다. 이 시일(16)에 의해 축지지 통부(11)의 상단부와 물받음조(2)의 관통구(2a)의 사이가 수밀하게 시일되어 있다. 또한, 시일(16)은 회전조 축(12)의 외부 둘레면과 축지지 통부(11)의 상단부와의 사이에도 설치되어 있고, 양자 사이가 수밀하게 시일되어 있다. 또, 회전조 축(12)의 상단부에는 플랜지부(12a)가 일체로 형성되어 있다. 이 플랜지부(12a)에는 회전조(4)가 회전조 받침판(17)을 통해서 연결되고 고정되어 있다. 이에 의해, 회전조 축(12)에 회전조(4)가 일체로 회전하도록 설치되어 있다. 또, 교반축(14)의 상단부에는 도 2에도 나타난 바와 같이 교반체(5)가 끼워 맞추어져 나사로 고정되어 있고, 또 교반축(14)에 교반체(5)가 일체로 회전하도록 설치되어 있다.

또한, 물받음조(2) 내부의 바닥부에 있어서, 중심부와 배수구(6)의 사이의 부분에는 도 2에도 나타낸 바와 같이 배수 커버(18)가 장착되어 있다. 이 배수 커버(18)에 의해 회전조(4)의 바닥부에 설치된 관통 구멍(4d)에서 배수구(6)까지 연통(連通)하는 배수 통로(19)가 형성되어 있다. 이 구성의 경우, 배수 밸브(7)를폐쇄한 상태에서 회전조(4) 내로 급수하면, 회전조(4) 안과 상기 배수 통로(19) 속에 물이 고이게 된다. 그리고, 배수 밸브(7)를 개방하면 회전조(4) 속의 물이 관통 구멍(4d), 배수 통로(19), 배수구(6), 배수 밸브(7), 배수 호스(8)를 통해서 배수되도록 구성되어 있다.

또한, 물받음조(2)의 외부 바닥부의 기구부 베이스(10)에는, 예를 들면, 아우터 로터(outer rotor)형의 브러쉬리스 모터(20)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 도 3에 나타난 바와 같이 기구부 베이스(10)에 브러쉬리스 모터(20)의 스테이터(21)가 교반축(14)과 동심(同心) 상태가 되도록 단부착 나사(22)에 의해 조여지고 고정되어 있다. 상기 스테이터(21)는 도 4에도 나타난 바와 같이 적층 철심(23), 상(上)보빈(24), 하(下)보빈(25) 및 권선(26)(도 3 참조)으로 구성되어 있다. 상기 적층 철심(23)은 도 4에 나타난 바와 같이 거의 원호형상을 이루는 3개의 단위 철심(23a)을 둥근 고리 형상으로 연결하여 구성되어 있다. 또, 상·하의 보빈(24, 25)은 플라스틱에 의해 형성되어 있고, 적층 철심(23)의 각 티스(teeth)부분에 상하로 끼워 맞추어져 있다. 그리고, 끼워 맞추어진 보빈(24, 25)의 바깥 둘레에 권선(26)이 감겨 있다. 상기 권선(26)은 도 1에 나타난 바와 같이 3상의 권선(26u, 26v, 26w)으로 구성되어 있다.

한편, 브러쉬리스 모터(20)의 로터(27)는 도 3에 나타난 바와 같이 교반축(14)의 하단부에 이것과 일체로 회전하도록 설치되어 있다. 상기 로터(27)는 로터 하우징(28), 로터 요크(29) 및 로터 마그네트(30)로 구성되어 있다. 여기에서, 로터 하우징(28)은, 예를 들면, 알루미늄 다이캐스트에 의해 형성되어 있고,중심부에 보스부(28a)가 형성되어 있고, 또한 외부 둘레부에 마그네트 배치부(28b)가 형성되어 있다. 상기 보스부(28a) 속에 교반축(14)의 하단부가 끼워 맞추어져 고정되어 있다.

또, 상기 마그네트 배치부(28b)는 수평부 및 수직부를 갖고 있고, 수직부의 내면에 상기 로터 요크(29)를 맞닿게 하고, 또한 수평부에 상기 로터 요크(27)를 나사에 의해 고정하고 있다. 그리고, 이 로터 요크(27)의 내면에 여러 개의 로터 마그네트(30)가, 예를 들면 접착에 의해 장착되어 있다. 또, 도 3 및 도 5에도 나타난 바와 같이, 로터 하우징(28)의 둘레 가장 자리 부분의 윗면에 있어서 스테이터(21)의 권선(26)과 대향하는 부분에는 다수의 리브(28c)가 방사형상으로 돌출되어 설치되어 있다. 또한, 로터 하우징(28)의 중앙 부분의 윗면에는 복수의 볼록부(28d)가 축심 주변에 방사형상으로 돌출되어 설치되어 있다. 이들 복수의 볼록부(28d)가 걸어 맞춤부를 구성하고 있다.

한편, 도 3에 나타난 바와 같이 기구부 하우징(10)의 외부 둘레부에는 로터(27)의 로터 마그네트(30)의 회전 위치를 검출하는 로터 위치 검지 수단으로서, 예를 들면 3개의 홀 IC(31a, 31b, 31c)(이 도면에서는 "31a"만을 나타내고, 도 1에는 "31a, 31b, 31c"를 나타내고 있다)가 설치 기구(32)를 통해서 설치되어 있다. 상기 홀 IC(31a, 31b, 31c)는 도 8의 (b)에 나타난 바와 같이 위치 센서 신호(Ha, Hb, Hc)가 120도 어긋나도록 배치되어 설치되어 있다. 또한, 각 홀 IC(31a, 31b, 31c)는 각 상의 유기 전압의 어떤 위상에 동기하여 하이 레벨, 로우 레벨의 디지털 신호를 출력하도록 로터(27)와의 위치 관계가 설정되어 있다.

또, 회전조 축(12)의 하단부에는 클러치(32)가 설치되어 있다. 이 클러치(32)는 탈수 운전시에 로터(27), 교반축(14) 및 회전조 축(12)이 일체로 회전하도록 연속하는 상태와 세탁 운전시에 회전조 축(12)만이 로터(27) 및 교반축(14)과 일체로 회전하지 않도록 연속 해제하는 상태를 전환하는 기능을 갖고 있다. 이하, 이 클러치(32)에 대하여 구체적으로 설명한다. 우선, 도 6에 나타난 바와 같이 클러치(32)는 장방형 틀형상을 이루는 전환 레버(33)와 이 전환 레버(33)의 내부에 배치 설치된 홀더(34)로 구성되어 있다.

상기 홀더(34)는 회전조 축(12)의 하단부에 이것과 일체 회전하도록 설치되어 있다. 구체적으로는, 도 5에 나타난 바와 같이 회전조 축(12)의 하단부의 외부 둘레면에 한 쌍의 평탄면부(12b)가 형성되어 있다. 그리고, 홀더(34)의 중앙 부분에는 상기 회전조 축(12)의 하단부가 끼워 맞추어진 끼워 맞춤 구멍(34a)이 형성되어 있다. 이 끼워 맞춤 구멍(34a)의 내면에는 회전조 축(12)의 평탄면(12b)이 맞닿는 평탄면부가 형성되어 있다. 또, 홀더(34)의 도 5 중 좌단부 외면에는 단면이 거의 반원형인, 피벗(pivot) 지지 오목부(34b)가 형성되어 있다. 상기 구성의 경우, 홀더(34)의 끼워 맞춤 구멍(34a)에 회전조 축(12)의 하단부를 삽입하여 끼워 맞춘 상태에서 나사로 고정함으로써 홀더(34)를 회전조 축(12)에 고정하고 있다. 또한, 홀더(34)와 하부의 베어링(13)과의 사이에는, 예를 들면, 파(波)형 와셔(35)가 배치 설치되어 있다. 이 파(波)형 와셔(35)에 의해 하부의 베어링(13)이 윗쪽으로 압력이 부여되고 있다.

한편, 전환 레버(33)는 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 내부에 홀더(34)를끼워 맞추어서 홀더(34) 및 상(相)축(12)과 일체로 회전하도록 구성되어 있다. 상기 전환 레버(33)의 기단부(基端部)(33a)(도 5 중 좌단부)의 내면측에는 홀더(34)의 피벗(pivot) 지지 오목부(34b)와 끼워 맞추어지는 단면이 거의 반원형상인 피벗(pivot) 지지 볼록부(33b)(도 3 참조)가 형성되어 있다. 이 경우, 피벗(pivot) 지지 볼록부(33b)와 피벗(pivot) 지지 오목부(34b)가 끼워 맞추어지는 부분을 회동(回動) 지점으로 하여 전환 레버(33)는 상하 방향으로 회동 동작하도록 구성되어 있다.

또, 전환 레버(33)와 홀더(34)와의 사이에는 도 5 및 도 6에 나타난 바와 같이 토글 용수철(36)이 설치되어 있다. 이 토글 용수철(36)의 탄성력에 의해 전환 레버(33)는 위쪽의 회동 위치로 동작한 상태(도 2 참조)로 유지되도록 또는 아래쪽의 회동 위치로 동작한 상태(도 7 참조)로 유지되도록 구성되어 있다. 그리고, 전환 레버(33)의 선단부(先端部)(33c)의 상·하부에는 볼록부(33d, 33e)가 돌출 설치되어 있다. 또, 전환 레버(33)의 선단부(33c)의 외면에는 피조작부(33f)가 돌출 설치되어 있다.

한편, 정지 부위인 기구부 베이스(10)의 중심측 부분의 하면에는 도 3 및 도 5에 나타난 바와 같이 오목부(37)가 전환 레버(33)의 상부의 볼록부(33d)와 대응하도록 형성되어 있다. 이 구성의 경우, 전환 레버(33)가 위쪽으로 회동 동작하면(도 2 참조, 이 경우는 세탁 운전시), 전환 레버(33)의 볼록부(33d)가 기구부 베이스(10)의 볼록부(37)에 끼워 맞추어진다. 이에 의해, 회전조 축(12), 더 나아가서 회전조(4)가 정지 부위인 기구부 베이스(10)에 고정된다. 그리고, 상기오목부(37)와 볼록부(33d)가 끼워 맞추어진 상태에서 회전조 축(12)만이 로터(27) 및 교반축(14)과 일체로 회전하지 않도록 연계하여 해제된 상태로 되어 있다. 이 상태의 경우, 교반축(14) 및 교반체(5)는 브러쉬리스 모터(20)에 의해 다이렉트로 회전 구동된다. 또한 로터(27)와 교반축(14)은 원래 일체로 회전하도록 연결되어 있다.

이에 대하여, 전환 레버(33)가 아래쪽으로 회동 동작하면(도 7 참조, 이 경우는 탈수 운전시), 전환 레버(33)의 하부의 볼록부(33e)가 로터 하우징(28)의 윗면의 복수의 볼록부(28d) 사이에 걸어 맞추어진다. 이에 의해, 회전조 축(12)과 로터(27)(및 교반축(14))가 일체로 회전하도록 연계된 상태가 된다. 이 상태의 경우, 회전조 축(12), 회전조(4), 교반축(14) 및 교반체(5)는 브러쉬리스 모터(20)에 의해 다이렉트로 회전 구동된다. 이 결과, 브러쉬리스 모터(20)는 교반체(5) 또는 교반체(5) 및 회전조(4)를 다이렉트 드라이브 방식으로 회전 구동하는 구성으로 되어 있다.

또, 기구부 베이스(10)의 도 3 중 우단부에는 제어 레버(38)가 회동 가능하게 축에 지지되어 있다. 이 제어 레버(38)의 선단부측은 도 6에 나타난 바와 같이 두 갈래 형상으로 나누어져 있어, 그 중 한쪽(도 6 중 오른쪽)의 선단부에 아래쪽 경사면(38a)이 형성되어 있고, 또 다른 쪽(도 6 중 왼쪽)의 선단부에 위쪽 경사면(38b)이 형성되어 있다. 이 경우, 배수 밸브(7)를 구동하는 배수 밸브 모터(9)에 의해 제어 레버(38)가 한 방향으로 회동되면, 제어 레버(38)의 아래쪽 경사면(38a)에 의해 클러치(32)의 전환 레버(33)의 피조작부(33f)가 아래쪽으로 눌려지고, 상기 전환 레버(33)가 아래쪽으로 회동 동작되어 도 7에 나타낸 상태가 된다. 이 도 7의 상태는 탈수 운전에 대응하고 있고, 배수 밸브(7)가 개방되어 있다.

한편, 이 도 7의 상태에서 배수 밸브 모터(9)가 단전되면, 배수 밸브(7)의 복귀 용수철의 탄성력에 의해 제어 레버(38)가 반전 방향으로 회동되고, 제어 레버(38)의 위쪽 경사면(38b)에 의해 상기 전환 레버(33)의 피조작부(33f)가 위쪽으로 눌려지고, 상기 전환 레버(33)가 위쪽으로 회동 동작되어 도 2에 나타난 상태로 된다. 이 도 2의 상태는 세탁 운전에 대응하고 있고, 배수 밸브(7)가 폐쇄되어 있다.

다음에, 상기 전자동 세탁기의 전기적 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다. 이 도 1에 있어서, 교류 전원(39)의 양(兩) 단자는 한쪽에 리액터(40)를 통해서 정류 회로(41)의 입력 단자에 접속되어 있다. 정류 회로(41)의 출력 단자 사이에는 평활 콘덴서(42a, 42b)가 접속되어 있고, 이 평활 콘덴서(42a, 42b)와 정류 회로(41)로부터 배전압 정류 회로인 직류 전원 회로(43)가 구성되어 있다. 이 직류 전원 회로(43)는, 예를 들면 280V의 직류 전압을 출력한다.

이 직류 전원 회로(43)의 출력 라인인 플러스측 전원 라인(44a)과 마이너스측 전원 라인(44b) 사이에는 후술하는 마이크로 컴퓨터(63) 등에 직류 정전압을 부여하는 정전압 회로(45)가 접속되어 있다. 그리고, 직류 전원 회로(43)의 플러스측 전원 라인(44a)의 출력 단자(44A)는 전환 수단인 릴레이 스위치(46)의 NO 단자(노멀 오픈 단자)와 COM 단자(공통 단자)를 통해서 인버터 주회로(47)의 한쪽의 DC라인(47a)의 입력 단자(47A)에 접속되고, 타단(他端)은 인버터 주회로(47)의 다른 쪽의 DC 라인(47b)의 입력 단자(47B)에 접속되어 있다.

상술한 릴레이 스위치(46)는 상술의 NO 단자 및 COM 단자와 NC 단자(노멀 클로즈 단자)를 갖고 이루어지고, 릴레이 구동 회로(46a)에 의해 전환 동작하도록 되어 있고, 릴레이 구동 회로(46a)가 도시하지 않은 릴레이 코일을 통전하면 COM 단자와 NO 단자와의 사이를 폐쇄하고(제 1 상태로 하고), 단전하면 COM 단자와 NC 단자와 사이를 자동적으로 폐쇄하도록(제 2 상태로 한다) 구성되어 있다. 또한, 릴레이 구동 회로(46a)는 제 1 상태를 유지하고 있는 상태에서는 직류 전원 회로(43)의 출력 전압이 50V 이하가 될 때까지는 제 1 상태를 유지하도록 되어 있다. 상기 제 1 상태에서는 직류 전원 회로(43)의 플러스측 출력 단자(44A)와 인버터 주회로(47)의 플러스측 입력 단자(47A)와의 사이를 폐로(閉路)하고 동시에 인버터 주회로(47)의 플러스측 입력 단자(47A)와 후술하는 방전 회로(48)의 타단(他端)과의 사이를 개로(開路)하고, 제 2 상태에서는 직류 전원 회로(43)의 플러스측 출력 단자(44A)와 인버터 주회로(47)의 플러스측 입력 단자(47A)의 사이를 개로(開路)하고 동시에 인버터 주회로(47)의 플러스측 입력 단자(47A)와 방전 회로(48)의 타단과의 사이를 폐로(閉路) 하도록 되어 있다.

상기 릴레이 스위치(46)의 NC 단자와 인버터 주회로(47)의 마이너스측 입력 단자(47B)의 사이에는 방전 수단으로서의 방전 회로(48)가 접속되어 있다. 이 방전 회로(48)는 방전 소자인 방전 저항(49)과 방전용 스위칭 소자(50)를 직렬로 접속하여 구성되어 있다. 그리고, 이 방전 저항(49) 및 방전용 스위칭 소자(50)의직렬 회로와 병렬로 콘덴서(51)(청구항 8에서 말하는 콘덴서에 상당)가 접속되어 있다. 상기 스위칭 소자(50)의 제어 단자(게이트)는, 예를 들면 포토커플러로 이루어지는 구동 회로(52)에 접속되어 있다.

또한, 인버터 주회로(47)의 플러스측 입력 단자(47A)와 방전 회로(48)의 사이에는 콘덴서(51)와 직렬 접속 관계가 되는 충전 저항(53)이 접속되고, 또한 이 충전 저항(53)과 병렬로 다이오드(54)(청구항 10에서 말하는 다이오드에 상당)가 접속되어 있다. 또, 직류 전원 회로(43)의 출력 단자(44A)와 인버터 주회로(47)의 입력단자(47A)의 사이에는 상기 릴레이 스위치(46)의 COM 단자 및 NO 단자 사이와 병렬로 회생용 다이오드(55)가 접속되어 있다. 또, 인버터 주회로(47)의 한쪽 DC 라인(47a)의 전압을 검출하는 전압 검출 수단인 분압(分壓) 회로(56)가 설치되어 있다. 이 분압 검출 회로(56)에 의해 검출된 전압은 후술하는 마이크로 컴퓨터(63)에 부여되도록 되어 있다.

또, 인버터 주회로(47)는 3상 브릿지 접속된, 예를 들면 IGBT로 이루어지는 스위칭 소자(57a∼57f)와 이들 스위칭 소자(57a∼57f)에 각각 병렬 접속된 플라이휠 다이오드(58a∼58f)로 구성되어 있다. 그리고, 상기 인버터 주회로(47)의 출력 단자(59u, 59v, 59w)는 브러쉬리스 모터(20)의 3상 권선(26u, 26v, 26w)에 접속되어 있다. 또, 인버터 주회로(47)의 각 스위칭 소자(57a∼57f)의 제어 소자(게이트)는, 예를 들면, 포토커플러로 이루어지는 구동 회로(60)에 접속되어 있다. 이 구동 회로(60)는 PWM 회로(61)로부터의 신호에 의해 제어되고 상기 각 스위칭 소자(57a∼57f)를 온 오프 제어하도록 되어 있다. 이들 직류 전원 회로(43), 인버터 주회로(47), 구동 회로(60) 및 PWM 회로(61)로 구동 수단(62)이 구성되어 있다.

상기 PWM 회로(61)는 내부에 소정 주파수의 삼각파형 신호를 발생하는 수단을 구비하고 있고, 다음의 상술하는 마이크로 컴퓨터(63)에서 부여되는 통전 신호(Du, Dv, Dw)에 기초하여 정현파의 권선 전류를 형성해야 하며, 구동신호(Vup, Vun, Vvp, Vvn, Vwp, Vwn)을 형성하여 구동 회로(60)에 출력하도록 되어 있다. 또한, 구동 신호(Vup, Vun)를 도 8의 (d)에 나타내고 있다.

한편, 브러쉬리스 모터(20)의 홀 IC(31a, 31b, 31c)에서 출력된 위치 센서 신호(Ha, Hb, Hc)는 상기 마이크로 컴퓨터(63)로 부여되도록 구성되어 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(63)는 상기 배수 밸브(7)를 개폐 구동하는 배수 밸브 모터(9) 및 회전조(4) 내로 급수하는 급수 밸브(64)를 통전하여 제어하도록 구성되어 있다.

또, 마이크로 컴퓨터(63)는 교류 전원(39)의 전압에 기초하여 정전을 검지하는 정전 검출 회로(65)에서의 정전 검출 신호, 회전조(4) 내의 수위를 검지하는 수위 센서(66)로부터의 수위 검지 신호, 외부 케이스(1)의 상부에 설치된 덮개(67)(도 2 참조)의 개폐 상태를 검지하는 덮개 스위치(68)로부터의 개폐 검지 신호 및 도시하지 않은 조작 패널에 설치된 각종 조작 스위치(69)로부터의 스위치 신호를 수신하도록 구성되어 있다.

이 마이크로 컴퓨터(63)는 브러쉬리스 모터(20)를 통전하여 제어하는 구동 제어 수단으로서의 기능, 전자동 세탁기의 운전 전반을 제어하는 기능 및 모터(20)에 대한 전자 브레이크를 발생시키는 기능을 갖고 있고, 이를 위해서 제어 프로그램 및 이 프로그램의 실행에 필요한 데이터를 내부에 설치된 ROM에 기억하고 있다.그리고, 이 경우, 마이크로 컴퓨터(63)는 회생 브레이크, 방전 브레이크, 단락 브레이크를 발생시키는 것 외에 소프트 브레이크를 발생시킬 수 있도록 인버터 주회로(47)의 스위칭 소자(57a∼57f), 방전용 스위칭 소자(50), 릴레이 스위치(46)를 제어하는 구성으로 되어 있다. 다음에 각 브레이크의 동작에 대하여 설명한다.

회생 브레이크: 모터(20)의 권선(26u, 26v, 26w)에 발생하는 유기 전압의 위상에 대하여 각 상에 흐르는 전류 위상이 지연 위상으로 되는 통전 패턴에서 스위칭 소자(57a∼57f)를 온 오프 제어함으로써, 직류 전원 회로(43)측으로 모터 에너지가 회생용 다이오드(55)를 통해서 회생되는 회생 제동이 발생하는 브레이크이다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(63)에 의한 스위칭 소자의 온 오프 제어기능과 회생용 다이오드(55)로 회생 브레이크 수단이 구성되어 있다.

이 회생 브레이크의 특징은 모터(20)의 회전속도가 비교적 높은 때에 있어서 뛰어난 제동효과를 나타내고 제동의 긴급성에 대응할 수 있지만, 반면 저회전 속도 상태에서의 제동에는 회생 전력이 낮아지기 때문에 적합하지 않으며, 또 모터 기전력이 지나치게 과대하게 되면, 인버터 주회로(47)나 직류 전원 회로(43)의 회로 소자가 파손되는 문제점이 있다.

방전 브레이크: 모터(20)의 권선(26u, 26v, 26w)에 발생하는 유기 전압의 위상에 대하여 각 상에 흐르는 전류 위상이 지연 위상으로 되는 통전 패턴에서 스위칭 소자(57a∼57f)를 온 오프 제어하고, 또 릴레이 스위치(46)를 COM 단자 및 NC 단자 사이를 폐쇄로 전환하고, 분압 회로(56)에 의한 검출 전압이 상한의 소정 전압(DC 라인(47a)이 400V가 된 것을 나타내는 전압) 이상이 된 때에 방전용 스위칭소자(50)를 온하여 모터 에너지를 방전 저항(49)에서 소비시킴으로써 발생하는 브레이크이다. 이 경우, 상기 검출 전압이 하한 소정 전압(DC 라인(47a)이 350V가 된 것을 나타내는 전압)이하가 되면, 방전용 스위칭 소자(50)를 오프한다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(63)에 의한 스위칭 소자(57a∼57f) 및 방전용 스위칭 소자(50)의 온 오프 제어기능과, 릴레이 스위치(46), 분압 회로(56), 방전 회로(48)에 의해 방전 브레이크 수단이 구성되어 있다. 즉, 이 방전 브레이크 수단은 회생 브레이크 수단의 실행시에 모터(20)의 유기 전압에 따라서 동작하도록 되어 있다.

이 방전 브레이크의 특징은 모터(20)의 회전속도가 높은 때에 있어서 뛰어난 제동효과를 나타내고, 특히 회생 브레이크 수단의 실행시에 있어서 회생 전류가 과대한 때에 이 방전 브레이크로 전환되는 일이 많다. 그러나, 이 경우에는 온도 상승을 동반한다.

단락 브레이크: 인버터 주회로(47)의 스위칭 소자(57a∼57f) 중 아래쪽의 3개의 스위칭 소자(57b, 57d, 57f)를 동시에 온 제어하고, 모터(20)의 권선(26u, 26v, 26w)을 모두 단락 상태로 하여 브레이크를 거는 것이다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(63)에 의한 스위칭 소자(57a∼57f)의 온 오프 제어기능에 의해 단락 브레이크 수단이 구성되어 있다.

이 단락 브레이크의 특징은 모터(20)의 회전 속도가 고회전 속도 상태에서 이것을 연속적으로 이용하면 저회전 속도 상태까지 제동 효과를 기대할 수 있고, 제동 효과로서는 작지는 않지만, 크지도 않다. 그러나, 모터(20)의 회전 속도가저회전 속도인 상태에서 갑자기 이 단락 브레이크를 걸면, 급히 제동이 걸리고 진동이나 진동에 의한 소음이 발생하는 일이 있다.

소프트 브레이크: 모터(20)에 인가하는 직류 전원 회로(43)의 출력 전압에 대한 입력 듀티(duty)비를 서서히 제로까지 저하시켜 제동을 거는 브레이크이다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(63)에 의한 스위칭 소자(57a∼57f)의 온 오프 제어기능에 의해 소프트 브레이크 수단이 구성되어 있다. 이 소프트 브레이크의 특징은 제동효과는 완만하지만, 진동이나 소음이 적고, 특히 모터(20)의 회전 속도가 낮은 때에 브레이크를 걸 경우에 가장 바람직하다.

또, 상술한 브레이크 수단 외에 브레이크에 관련하는 제어 수단으로서 초기 공주(空走)수단, 통상 공주 수단 및 위치 결정 수단이 있다.

초기 공주 수단은 마이크로 컴퓨터(63)에 의해 스위칭 소자(57a∼57f)를 모두 오프하여 모터(20)를 공주시키는 것으로, 이 때에 홀 IC(31a, 31b, 31c)로부터의 위치 센서 신호(Ha, Hb, Hc)에 의해 모터(20)의 회전 속도를 검출하도록 되어 있다.

통상 공주 수단은 마이크로 컴퓨터(63)에 의해 스위칭 소자(57a∼57f)를 모두 오프하여 모터(20)를 공주시키는 것으로, 이 때 회전속도의 검출은 하지 않는다.

위치 결정 수단은 모터(20)를 매우 느린 속도로 회전시키도록 스위칭 소자(57a∼57f)를 온 오프 제어하는 것으로, 이 위치 결정 수단은 도 11에 나타난 바와 같이 극히 단시간(0.5초)에 실행되기 때문에, 모터(20)는 정지 상태에서 위치결정되는 것으로 간주할 수 있다.

그리고, 마이크로 컴퓨터(63)는 브레이크를 걸 때에는 상술한 브레이크 수단을 조합하여 브레이크를 걸도록 되어 있고, 이 브레이크 조합 모드로서는 도 9에 나타난 바와 같이 「약 브레이크」모드, 「보통 브레이크」모드, 「강 브레이크,」모드, 「긴급 브레이크」모드 및 「세탁 브레이크」모드가 있다.

「세탁 브레이크」모드는 운전이 세탁 운전인 때에 이용되고, 도 11에 나타난 바와 같이 정회전 및 역회전 후에 실행되는 것으로, 이것은 도 9에 나타난 바와 같이 소프트 브레이크 수단이 최초 소정 시간(소정의 듀티비에서 제로까지) 실행되고, 다음에 단락 브레이크 수단이 회전 정지시까지 실행되며, 그리고, 위치 결정 수단이 소정 시간(0.5초)에 실행된다. 이 「세탁 브레이크」모드는 세탁 운전시에 이용되도록 되어 있다.

「약 브레이크」모드는 탈수 운전이 설정된 탈수 시간을 만료하여 정규에 종료한 때, 조작 스위치(69) 중 전원 오프 스위치 또는 일시 정지 스위치가 조작된 때, 또는 덮개(67)가 개방된 때(이것은 덮개 스위치(68)에 의해 검출된다)의 어느 조건에 해당하고, 동시에 초기 공주 수단(회전 속도 검출이 포함된다)을 40ms(밀리초) 실행할 때 모터(20)의 회전속도가 300r.p.m미만인 때에 이용되는 것이다.

이 「약 브레이크」모드는 상기 초기 공주 수단의 실행에 이어서 통상 공주수단을 400ms 경과하기까지 실행하고, 그 후, 소프트 브레이크 수단을 소정 시간(소정 듀티비에서 제로까지)실행하고, 그리고 단락 브레이크 수단을 회전이 정지할 때까지 실행한다.

「보통 브레이크」모드는 탈수 운전이 설정된 탈수 시간을 만료하여 정규에 종료한 때에, 초기 공주 수단 실행시에 모터(20)의 회전 속도가 300r.p.m이상인 때에 이용되고,

또, 조작 스위치(69) 중 전원 오프 스위치 또는 일시 정시 스위치가 조작된 때 또는 덮개(67)가 개방된 때(이것은 덮개 스위치(68)에 의해 검출된다)의 어느 조건에 해당하고, 또한 초기 공주 수단 실행시의 모터(20)의 회전 속도가 300r.p.m이상∼600r.p.m미만인 때에 이용되는 것이다.

이 「보통 브레이크」모드는 초기 공주 수단(회전 속도 검출이 포함된다)을 40ms실행하고, 다음에 단락 브레이크 수단을 모터(20)가 정지할 때까지 실행하도록 되어 있다.

「강 브레이크」모드는 조작 스위치(69) 중 전원 오프 스위치 또는 일시 정지 스위치가 조작된 때, 또는 덮개(67)가 개방된 때(이것은 덮개 스위치(68)에 의해 검출된다)의 어느 조건에 해당하고, 동시에 초기 공주 수단 실행시의 모터(20)의 회전 속도가 600r.p.m이상∼1000r.p.m미만인 때에 이용되는 것이다. 또한, 탈수 운전시의 모터(20)의 회전 속도는 최대로 900r.p.m이 되도록 제어되는 것으로 통상적으로는 900r.p.m을 크게 상회하는 일은 없다.

「강 브레이크」모드는 초기 공주 수단의 실행에 이어서 단락 브레이크 수단을 400ms 실행하고, 다음에 방전 브레이크 수단의 실행을 포함하는 회생 브레이크 수단을 회전속도가 480r.p.m으로 저하할 때까지 실행하고, 그리고 단락 브레이크 수단을 회전 속도가 제로(회전 정지)가 될 때까지 실행한다.

「긴급 브레이크」모드는 탈수 운전시에 있어서 정전이 발생한 때에 그 시점에서 모터 회전 속도에 관계없이 이용되도록 되어 있고, 「긴급 브레이크」모드는 초기 공주 수단의 실행에 이어서 단락 브레이크 수단을 400ms실행하고 이어서 방전 브레이크 수단의 실행을 포함하는 회생 브레이크 수단을 회전 속도가 100r.p.m으로 저하할 때까지 실행하고, 그리고 단락 브레이크 수단을 회전 속도가 제로(회전 정지)가 될 때까지 실행한다.

상기 구성의 작용에 대해서 마이크로 컴퓨터(63)의 동작과 함께 설명한다. 우선, 세탁 운전이나 탈수 운전시에 있어서는 모터(20)가 교반체(5)의 회전 구동을 위해서 또는 회전조(4)의 회전 구동을 위해서 회전 구동된다. 마이크로 컴퓨터(63)는 모터(20)를 회전시키는 것에 대하여, 위치 센서 신호(Ha, Hb, Hc)에 기초하여 소정의 회전 속도를 얻기 위해서 8비트의 데이터 값으로 나타내는 통전 신호(Du, Dv, Dw)를 형성한다(도 8의 (c) 참조). PWM 회로(61)는 이 통전 신호(Du, Dv, Dw)에 기초하여 구동 신호(Vup, Vun, Vvp, Vvn, Vwp, Vwn)(그 중 Vup, Vun을 도 8의 (d)에 나타낸다)를 형성하여 출력한다.

이에 의해, 예를 들면, U상(相)의 출력 전압이 동일 도 8의 (e)에 나타난 바와 같이 되며, U상 권선의 전류가 동일 도 8의 (f)에 나타난 바와 같이 정현파가 된다. 다른 V상, W상에 대해서도 동일하게 정현파 전류가 통전된다. 다만, 각 통전 신호(Du, Dv, Dw)는 전기각으로 121도 어긋나서 형성되도록 되어 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(63)는 상술한 통전 신호(Du, Dv, Dw)를 출력하는 것 외에 출력의 허가·정지를 위해 신호(Do)를 PWM 회로(61)에 부여하도록 되어 있고, 이 신호(Po)가 「0」인 때에는 구동신호(Vup, Vun, Vvp, Vvn, Vwp, Vwn)를 로우 레벨로 하여 스위칭 소자(57a∼57f)를 모두 오프하여 모터(20)를 단전하도록 되어 있다.

그러나, 세제 세탁 운전이나 헹굼 세탁 운전 등의 세탁 운전시에는 교반체(5)를 정역 회전시켜야 하므로 마이크로 컴퓨터(63)는 도 11에 나타난 바와 같이 모터(20)를 정방향으로 회전시킨 후 세탁 브레이크 모드에서 브레이크를 걸고, 역방향으로 회전시킨 후 세탁 브레이크 모드에서 브레이크를 거는 것을 반복한다. 이 경우, 기술한 바와 같이 세탁 브레이크 모드에서는 소프트 브레이크 수단이 최초 소정 시간(소정의 듀티비에서 제로까지) 실행되고, 다음에 단락 브레이크 수단이 회전 정지시까지 실행되며, 그리고, 위치 결정 수단이 소정 시간(0.5초) 실행된다. 이 「세탁 브레이크」모드는 세탁 운전시에 이용되도록 되어 있다. 교반체(5)에 브레이크를 걸 경우에 갑자기 단락 브레이크 수단을 이용하면, 급격하게 브레이크가 걸려 물이 튀는 소리가 커지기 때문에, 본 실시예와 같이 소프트 브레이크 수단을 실행하고 나서 단락 브레이크 수단을 실행하면 크게 물이 튀는 소리의 발생을 방지할 수 있게 된다.

다음에, 탈수 운전시에 있어서는, 마이크로 컴퓨터(63)가 회전조(4)를 회전시켜야 하는 모터(20)를 회전시키는 것이지만, 이 탈수 운전이 설정된 탈수 시간을 만료하여 정규에 종료한 경우 브레이크를 걸지만, 이 운전 종료시에 모터(20)의 회전 속도가 300r.p.m 미만인 때에는 이것이 초기 공주수단의 실행시에 검출되어, 이 초기 공주 수단도 포함된 「약 브레이크」모드가 이용된다. 이 「약 브레이크」모드에서 브레이크를 걸 경우, 스위칭 소자(57a∼57f)를 모두 오프하는 초기 공주 수단이 실행된 후, 계속 스위칭 소자(57a∼57f)를 모두 오프하는 통상 공주 수단이 실행되지만, 마이크로 컴퓨터(63)는 이 통상 공주 수단의 실행 중에 릴레이 구동 회로(46a)가 릴레이 코일을 단전하고 릴레이 스위치(46)의 COM 단자 및 NC 단자 간을 폐쇄로 전환하여 인버터 주회로(47)로의 직류 전원 공급을 정지한다.

그리고, 스위칭 소자(57a∼57f)의 온 듀티비를 서서히 제로로 하는 소프트 브레이크 수단을 실행한다. 이 경우, 이 소프트 브레이크 수단이 실행되기 직전의 모터 회전 속도는 어떤 회전 속도가 되는 것이 실험적으로 예측되어 있어서, 이 소프트 브레이크 수단에서는 온 듀티비를 실험적으로 결정된 온 듀티비로부터 서서히 제로로 하는 것이다. 그리고, 온 듀티비가 제로가 되는 점에서 이 소프트 브레이크 수단의 실행이 정지되고, 스위칭 소자(57a∼57f) 중 "57b, 57d, 57f"를 온하는 단락 브레이크 수단을 실행한다. 이 때, 모터(20)의 회전 속도가 거의 100r.p.m 정도까지 떨어지게 된다. 따라서, 단락 브레이크가 실행되어도 갑자기 회전 속도가 떨어지지 않고, 브레이크가 원활하게 이루어져 진동·소음의 발생이 없어진다.

또한, 이 「약 브레이크」모드는 전술한 바와 같이 탈수 운전에 있어서 전원오프 스위치 또는 일시 정지 스위치가 조작된 때 또는 덮개(67)가 개방된 때의 어느 조건에 해당하고, 동시에 초기 공주 수단 실행시 모터(20)의 회전 속도가 300r.p.m 미만인 때에 이용되는 것이며, 이 경우도 동일하게 진동·소음의 발생이 없다. 도 13에는 이 「약 브레이크」모드에서 브레이크를 건 때의 회전 속도의 변화 모습을 나타내고 있다.

또, 탈수 운전이 모터 회전 속도가 300r.p.m 이상인 상태에서 정규에 종료한때에는 전술한 「보통 브레이크」모드가 이용되어 브레이크가 걸린다. 이 경우, 40ms의 초기 공주 수단에 계속하여 단락 브레이크 수단이 실행된다. 이 실행시 400ms가 경과할 때까지 릴레이 구동 회로(46a)가 릴레이 코일을 단전하여 릴레이 스위치(46)의 COM 단자 및 NC 단자간을 폐쇄로 전환하고, 인버터 주회로(47)로의 직류 전원 공급을 정지한다. 이 단락 브레이크 수단이 회전 정지시까지 실행되고 약 20초에서 정지한다. 이 경우, 모터(20)의 회전 속도가 고회전 속도인 상태에서 이 단락 브레이크 수단을 실행하기 때문에 제동 효과가 높다고는 말할 수 없지만, 진동·소음의 발생이 적다.

이렇게 탈수 운전이 정규에 종료한 경우에는 제동의 긴급성도 없기 때문에 진동·소음의 발생방지를 우선하여 브레이크를 걸 수 있다.

또한, 이 「보통 브레이크」모드는 탈수 운전에 있어서 전원 오프 스위치 또는 일시 정지 스위치가 조작된 때, 또는 덮개(67)가 개방된 때의 어느 조건에 해당하고, 동시에 회전 속도가 300r.p.m이상∼600r.p.m미만인 때에도 이용된다. 이 경우, 비교적 긴급성을 갖지만, 회전속도가 상한에서 600r.p.m미만이기 때문에 이 「보통 브레이크」모드라도 모터(20)의 회전 정지시까지 그다지 시간이 걸리지 않고, 이 경우 긴급성에 충분한 대응을 할 수 있는 것이다. 따라서, 이 경우도 진동·소음의 발생이 저감되는 것이다.

다음에, 탈수 운전에 있어서 전원 오프 스위치 또는 일시 정지 스위치가 조작된 때, 또는 덮개(67)가 개방된 때의 어느 조건에 해당하고, 또한 회전속도가 600r.p.m이상∼1000r.p.m미만인 때에는 「강 브레이크」모드가 이용된다. 이 경우, 비교적 긴급성을 갖는 것이다. 여기에서, 가령, 상술한 「보통 브레이크」모드에서 브레이크를 걸면, 회전속도가 높아서 회전 정지시까지 시간이 걸리기 때문에 이 「강 브레이크」모드가 이용되는 것이다. 이 「강 브레이크」모드는 초기 공주 수단이 실행된 후, 단락 브레이크 수단을 400ms로 실행하고, 이 실행 중에 릴레이 구동 회로(46a)가 릴레이 코일을 단전하여 릴레이 스위치(46)의 COM 단자 및 NC 단자간을 폐쇄로 전환하도록 되어 있다. 결국, 회생 브레이크 수단의 실행에 앞서서 직류 전원 회로(43)를 인버터 주회로(47)에서 회로를 열고 방전 회로(48)를 접속하고(결국 방전 저항(49)을 접속하고), 이 후 회생 브레이크 수단이 실행된다.

이 회생 브레이크 수단은 기술한 바와 같이 모터(20)의 권선(26u, 26v, 26w)에 발생하는 유기 전압의 위상에 대하여 각 상에 흐르는 전류 위상이 지연 위상이 되는 통전 패턴에서 스위칭 소자(57a∼57f)를 온 오프 제어하고, 직류 전원 회로(43)측으로 모터 에너지가 회생용 다이오드(55)를 통해서 회생시키도록 하고 있다. 이 경우, 모터(20)의 회전 속도가 높으면 모터(20)의 기전력이 높아지고, 600V정도의 유기 전압이 발생한다. DC 라인(47a)에 나타나는 모터 유기 전압이 400V를 넘으면, 이것이 분압 회로(56)에 의해 검출됨에 따라 마이크로 컴퓨터(63)는 구동 회로(52)를 통해서 방전용 스위칭 소자(50)를 온시킨다. 이에 의해, 모터 에너지가 방전 저항(49)에 의해 소비되고, DC라인(47a)의 전압이 내려가서 350V이하가 되면, 방전용 스위칭 소자(50)는 오프되지만, 모터(20)는 아직 회전하고 있기 때문에 모터 유기 전압이 400V를 넘는 상황이 계속되고 있는 동안은 방전용 스위칭 소자(50)가 온 오프를 반복하게 된다.

그러나, 모터 유기 전압이 400V를 넘지 않는 상황이 되면, 모터 에너지가 회생용 다이오드(55)를 통해서 직류 전원 회로(43)측으로 회생되게 된다. 즉, 회생 브레이크 수단이 실행되게 된다. 이 회생 브레이크 수단은 모터 회전 속도가 480r.p.m으로 저하할 때까지 실행된다. 결국, 480r.p.m으로 저하되면, 이 방전 브레이크 수단 및 회생 브레이크 수단에서의 스위칭 소자(57a∼57f)의 온 오프 패턴이 스위칭 소자(57a∼57f) 중 아래쪽의 3개의 스위칭 소자(57b, 57d, 57f)를 동시에 온하는 패턴으로 전환되어 단락 브레이크 수단이 실행된다. 이 단락 브레이크 수단을 회전이 정지될 때까지 실행한다.

이러한 「강 브레이크」모드에 있어서는, 모터(20)의 회전 속도가 높은 경우로 비교적 긴급성이 있는 때에 「보통 브레이크」모드에 비하여 높은 제동 효과를 얻을 수 있고, 제동시간의 단축이 도모된다.

다음에, 탈수 운전 중에 정전이 발생한 경우, 그 시점에서 모터(20)의 회전속도에 관계없이 「긴급 브레이크」모드가 이용된다. 이것은 기술한 바와 같이 방전 브레이크 수단의 실행을 포함하는 회생 브레이크 수단을 회전 속도가 100r.p.m으로 저하할 때까지 실행하는 점이 상술한 「강 브레이크」모드와 다르다. 이 경우, 회생 브레이크 수단이 회전속도 100r.p.m까지 실행됨으로써 제동력이 강해져 제동시간도 짧고, 제동의 긴급성에 대응하고 있다. 도 12에는 탈수 운전이, 예를 들면 모터 회전속도가 600이상∼1000r.p.m미만의 상태에서 브레이크가 걸린 경우의 각 브레이크 모드에서 회전 속도 변화 상황(브레이크가 걸린 정도 상황)을 나타내고 있고, 이 도면에서 알 수 있듯이 「긴급 브레이크」모드, 「강 브레이크」모드,「보통 브레이크」모드의 순서로 제동 시간이 짧아지는 것을 알 수 있다.

한편, 상술한 「강 브레이크」모드 및 「긴급 브레이크」모드에 있어서는 회생 브레이크 수단의 실행에 앞서서 단락 브레이크 수단을 실행하도록 하고 있고, 이에 의해 직류 전원 회로(43)나 인버터 주회로(47)의 회로 소자의 파손을 방지할 수 있게 된다. 즉, 회전 브레이크 수단을 실행시키면, 모터 회전 속도가 높은 경우에 제동 효과가 높은 이점이 있지만, 회생 전류가 과도하게 커져 직류 전원 회로(43)나 인버터 주회로(47)의 회로 소자가 파손될 우려가 있다. 그러나, 본 실시예에서는 회생 브레이크 수단의 실행에 앞서 단락 브레이크 수단을 실행시키기 때문에 회전 브레이크 수단 실행 전에 모터 권선의 단락에 의해 모터 에너지를 소비시킬 수 있어서, 회생 브레이크 수단의 실행시에 회생 전류가 과도하게 커지는 것을 미연에 방지할 수 있게 되어 회로 소자의 파손을 방지할 수 있게 된다.

또, 방전 브레이크 수단은 모터 기전력이 발생하여 인버터 주회로(47)측이 직류 전원 회로(43)에 대하여 높은 전위가 된 때에 실행되지만, 이 방전 브레이크의 실행 시기에 릴레이 스위치(46)를, 인버터 주회로(47)를 직류 전원 회로(43)에 접속하여 방전 저항(49)에 대하여 회로를 연 제 1 상태에서, 인버터 주회로(47)를 직류 전원 회로(43)에 대하여 회로를 열고 방전 저항(49)에 접속하는 제 2 상태로 전환하면, 릴레이 스위치(46)부분에서 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생한다. 이 경우, 상기 실시예에 있어서는 직류 전원 회로(43)와 인버터 주회로(47)의 사이에 전위차가 발생하지 않는 단락 브레이크 수단 실행시에 전환 동작을 실시하기 때문에 이 전환 동작시의 스파크 발생이나 접점 용착의 발생을 방지할 수 있게 된다.

또, 이 「강 브레이크」모드 및 「긴급 브레이크」모드에 있어서는 방전용 스위칭 소자(50)가 온 동작하여 방전 브레이크 수단이 실행되지만, 이 스위칭 소자(50)는 모터 유기 전압이 400V미만이 되기까지 비교적 높은 주파수에서 온 오프 동작한다. 이 스위칭에 의해 잡음이 발생할 우려가 있지만, 본 실시예에 있어서는 방전 저항(49)과 방전용 스위칭 소자(50)의 직렬 회로에 병렬로 콘덴서(51)를 접속하고 있기 때문에 상기 잡음의 발생을 억제할 수 있게 된다.

또한, 가령 콘덴서(50)를 인버터 주회로(47)의 입력단자(47A, 47B)사이에 고정적으로 접속하여도 잡음 발생 억제에 기여할 수 있지만, 이 경우, 이 콘덴서(50)에 항상 큰 충·방전 전류가 흐르기 때문에 잡음 필터로서 필요한 콘덴서 용량 이상으로 큰 용량의 콘덴서가 필요하게 된다. 이 점에 대하여, 본 실시예에서는 전환 스위치(46)가 제 2 상태가 된 때에만, 즉, 방전 저항(49)이 이용되는 때에만 이 콘덴서(51)가 잡음 필터로서 이용됨으로써 큰 용량을 필요로 하지 않는다.

또, 세탁 운전이나 탈수 운전에 있어서는 릴레이 스위치(46)가 상술한 제 1 상태(COM 단자 및 NO 단자간의 폐쇄 상태)에 있는 때에는 직류 전원 회로(43)로부터 인버터 주회로(47)에 직류 전원이 부여되고, 모터(20)가 운전 상황에 따라서 회전하고 있다. 그 운전이 종료하여 브레이크가 걸리는 때에는 릴레이 스위치(46)가 제 2 상태(COM 단자 및 NC 단자간의 폐쇄 상태)로 전환 동작한다. 이 경우, 릴레이 스위치(46)가 제 1 상태에 있을 때에 충전 저항(53)을 통해서 콘덴서(51)가 충전되어 있고, 직류 전원 회로(43)의 플러스측 출력 단자(44A)와 방전 회로(48)는 동전위가 되어 있으며, 따라서 릴레이 스위치(46)가 제 2 상태로 전환된 때에 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생하는 일이 없다.

릴레이 스위치(46)가 상술한 제 1 상태에 있고, 모터(20)가 회전하고 있는 상황에서, 예를 들면, 정전이 있거나 전원 플러그가 빠지거나 하면, 「긴급 브레이크」모드로 브레이크가 걸린다. 그리고, 이 경우 직류 전원 회로(43)의 출력 전압이 차츰 낮아진다. 이 때, 콘덴서(51)에는 전하가 충전되어 있기 때문에 상대적으로 콘덴서(51)의 단자 전압이 직류 전원 회로(43)의 출력 전압을 상회하여 다이오드(54)가 온되고, 이 다이오드(54)를 통해서 콘덴서(51)의 전하가 직류 전원 회로(43)로 방전하게 된다. 이 때에, 직류 전원 회로(43)측과 방전 회로(48)측은 거의 동전위이다. 이 상태에서, 「긴급 브레이크」모드의 브레이킹 중에 릴레이 스위치(46)가 제 2 상태로 전환되었다고 해도 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생하거나 하는 일이 없다.

이 경우, 릴레이 스위치(46)가 본 실시예와 같이 소정 동작 전압(전술한 50V)이하에서 자동적으로 제 2 상태가 되도록 구성되어 있다면, 브레이킹시 이외라도 정전시나 전원 플러그가 빠진 때에 있어서 그 전환이 이루어지는 경우에 그 릴레이 스위치(46)에서의 스파크나 접점 용착의 발생 방지에 기여할 수 있게 된다.

여기에서 통전 신호(Du, Dv, Dw)에 있어서, 각 상의 통전 신호의 진폭이 동일한 때(동일 데이터 값인 때)에 그 전기각이, 예를 들어 1도 어긋나도록 형성되어 있다. 결국, 통전 신호(Du)에 대하여 통전 신호(Dv)의 위상은 전기각 121도 어긋나 발생하고, 통전 신호(Dv)에 대하여 통전 신호(Dw)의 위상은 전기각 121도 어긋나 발생하도록 되어 있다. 이에 대하여, U상, W상을 예로 들어 설명한다. 도 14에는 U상, V상의 통전 신호(Du, Dv)를 상세하게 나타내고 있고, 이들은 그 1 전기각 분을 360 분할한 전기각 데이터와 「256」단계의 수치 데이터로 나타내는 정현파 데이터로 나타내고 있고, 그 중 수치 데이터의 크기에 의해 대응하는 상(相)의 정현파형의 권선 전류의 진폭이 결정되는 것이며, 이 권선 전류의 진폭(전류값)은 그 상의 권선에 통전하는 스위칭 소자(57a∼57f의 어느 하나)에 통전하는 시간폭으로 결정된다. 또, 전기각 데이터로 통전 타이밍이 결정된다.

U상, V상의 통전 신호 파형은 통상 전기각 120도 어긋나도록 한다. 이 경우의 파형이 참조예로서 나타내는 도 17과 같이 된다. U상, W상의 권선 전류의 진폭이 동일(전류 파형이 교차)하게 되는 부분(도 8의 (f)의 P부분)은 도 17에 나타난 바와 같이 U상, V상의 통전 신호(Du, Dv)가 교차하는 부분(Pk)에서 발생한다. 이 때, 통전 신호(Du, Dv)가 도 18에 나타난 바와 같이 하나의 전기각(K)에서 동일한 수치 데이터가 되어 겹쳐지면, 큰 스파이크 전류가 발생하여 잡음이 발생하는 일이 있다.

즉, 지금 U상에 주목하면, 스위칭 소자(57a)와 스위칭 소자(57f)가 온되어 있고, U상 권선(26u)에 흐르는 전류 진폭이 2A(암페어)인 때의 인버터 주회로(47)의 DC 라인(47a)에 흐르는 전류는 도 20의 부호 "i1"로 나타낸 바와 같이 된다. 이 상태에서 스위칭 소자(57a)가 온에서 오프로 변화하면, 전류가 동일 도면의 부호 "i2"로 나타낸 바와 같이 모터 권선(26u, 26w)→스위칭 소자(57f)의 콜렉터·이미터 사이→플라이휠 다이오드(58b)→모터 권선(26u, 26w)의 경로로 권선 전류가 흐른다. 다시 스위칭 소자(57a)를 온하면, 플라이휠 다이오드(58b)는 직전까지 흐르고 있던 전류에 의한 축적 전하 때문에 역회복 시간 동안 스위칭 소자(57a)를 흐르는 전류를 저지할 수 없어, 도 19에 나타난 바와 같이 약 7A의 단락 전류가 DC 라인(47a)에 흐른다. 동일하게, 스위칭 소자(57c)의 온 변화가 겹치면 9A의 단락 전류가 흐른다.

그러나, 권선(26u, 26v, 26w)에 정현파 전류를 흐르게 하는 경우에는 각 상의 스위칭 소자는 그때 그때의 전기각에 있어서 통전 기간이 미묘하게 상이하게 스위칭하고 있다. U상과 V상에 전류가 흐르는 경우를 생각하면, 스위칭 소자(57a, 57c, 57f)가 온되어 있고, 상술한 바와 같이 스위칭 소자(57a)가 오프에서 온하는 타이밍, 스위칭 소자(57c)가 오프에서 온하는 타이밍에서 DC 라인(47a)에 단락 전류가 흐른다. 여기에서, U상과 V상과의 전류 진폭이 일치하는 경우(전류 파형이 교차하는 경우)에는 도 18에 나타난 바와 같이 그 시점에서의 전기각의 통전 신호(Du, Dv)가 일치하면, PWM 처리된 구동신호(Vup, Vvp)가 완전하게 일치하고 스위칭 소자(57a)와 스위칭 소자(57c)의 온 타이밍이 완전히 동일하게 된다(도 19의 부호 "x", "y"참조). 그러면, 플라이휠 다이오드(58b, 58d)의 양쪽을 동시에 단락하는 전류가 흐르는 상태가 생겨서, 통상의 약 2배인 15A 정도의 큰 스파이크 전류가 흐른다. 이 스파이크 전류는 제어 회로 전체의 동작에 악영향을 미칠 뿐만 아니라, 세탁기 이외의 가전기기의 동작에도 영향을 미치는 것이다. 특히, 모터(20)의 회전 속도를 저속으로 한 상태, 특히 세탁 운전에 있어서 위치 결정 수단의 실행시에서는 전기각 1도의 주기도 길고, 단락 전류가 서로 겹쳐지는 시간도 길어져 한층 잡음 장해가 심하게 된다.

그러나, 본 실시예에서는 각 통전 신호(Du, Dv, Dw)를 도 14 및 도 15에 나타난 바와 같이 전기각에서 121도 어긋나도록 형성하고 있고, 동일한 전기각에서 동일한 수치 데이터가 되는 일이 없어, 결국 도 16에 나타난 바와 같이 모터(20)의 상(相)전류 진폭이 일치하는 타이밍에서의 스위칭 소자의 온 시간대가 어긋나도록 하고 있기 때문에 단락 전류가 겹치지 않고, 또 큰 스파이크 전류의 발생을 저감할 수 있어 잡음의 발생 방지에 기여할 수 있게 된다. 특히, 위치 결정 수단의 실행시에 있어서 잡음의 발생 방지를 유효하게 도모할 수 있다. 또한, 브러쉬리스 모터에서 회전조 및 교반체로의 회전 구동은 다이렉트 방식이 아니어도 좋고, 예를 들면, 벨트 전달 기구 등의 회전 전달 수단에 의해 회전 전달하도록 하여도 좋다.

본 발명은 이상의 설명에서 알 수 있듯이, 다음의 효과를 얻을 수 있다.

청구항 1의 발명에 의하면, 전자 브레이크 수단으로서 회생 브레이크 수단, 방전 브레이크 수단 및 단락 브레이크 수단을 구비하고 있어서 기계적 제동 수단을 이용하는 경우에 비해 구성의 간단화를 도모할 수 있고, 또한 단일 전자 브레이크 수단을 이용하는 경우에 비해 제동 효과의 향상을 기대할 수 있고, 또 제동시의 진동이나 소음의 저감도 기대할 수 있다.

청구항 2의 발명에 의하면, 전자 브레이크 수단으로서 회생 브레이크 수단, 방전 브레이크 수단 및 단락 브레이크 수단을 구비하고 있어서 기계적 제동 수단을 이용하는 경우에 비해 구성의 간단화를 도모할 수 있으며, 또한 단일 전자 브레이크 수단을 이용하는 경우에 비해 제동 효과의 향상을 기대할 수 있고, 또 제동시의 진동이나 소음의 저감도 기대할 수 있으며, 또한 회전조 및 교반체를 다이렉트 드라이브하는 것과 더불어 진동·소음의 저감에 크게 기여할 수 있다.

청구항 3의 발명에 의하면, 브러쉬리스 모터에 브레이크를 걸 때에는 브레이크 수단을 1개 또는 2개 이상 조합하도록 했기 때문에 제동 효과를 우선하거나, 양호한 제동 효과를 얻으면서 제동을 걸 때의 온도 상승 방지나 회로 소자의 파손 방지, 진동·소음 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

청구항 4의 발명에 의하면, 세탁 운전 내용에 따라서 브레이크 수단을 1개 또는 2개 이상 조합했기 때문에 세탁 운전 내용에 따라서 양호한 제동 효과를 얻거나 제동을 걸 때의 온도 상승 방지나, 회로 소자의 파손 방지, 진동·소음 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

청구항 5의 발명에 의하면, 회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단을 먼저 실행시키도록 했기 때문에, 회전 브레이크 수단 실행 전에 모터 권선 단락에 의해 모터 에너지를 소비시킬 수 있고, 회생 브레이크 수단의 실행시에 회생 전류가 과대하게 커지는 것을 미연에 방지할 수 있어서 직류 전원 회로나 인버터 주회로의 회로 소자의 파손을 방지할 수 있다.

청구항 6의 발명에 의하면, 인버터 주회로를 직류 전원 회로에 접속하고 동시에 방전 소자에 대하여 회로를 연 상태와, 인버터 주회로를 직류 전원회로로부터 회로를 열고 동시에 방전 소자에 대하여 접속하는 상태를 전환하는 전환 수단을 설치하고, 회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단 및 방전브레이크 수단을 차례로 먼저 실행시키고, 또한 단락 브레이크 수단 실행시에 상기 전환 수단에 의해 직류 전원 회로와 인버터 주회로를 개로(開路)하고 인버터 주회로를 방전 소자에 접속하도록 했기 때문에 회로 소자의 파손을 방지할 수 있고, 또한 직류 전원 회로와 인버터 주회로의 사이에 전위차가 발생하지 않고 단락 브레이크 수단 실행시에 전환 동작을 실시하면서, 이 전환 동작시의 스파크 발생이나 접점 용착의 발생을 방지할 수 있다.

청구항 7의 발명에 의하면, 세탁 운전과 탈수 운전에서 브레이크 수단의 조합이 다르기 때문에 세탁 운전 및 탈수 운전의 각각에 따라서 제동 효과를 우선하거나, 양호한 제동 효과를 얻으면서 제동을 걸 때의 온도 상승 방지나 회로 소자 파손 방지, 진동·소음 저감을 도모하는 일이 가능해진다.

청구항 8의 발명에 의하면, 브러쉬리스 모터에 브레이크를 건 때에 긴급성의 유무에 의해 브레이크 수단의 조합이 다르기 때문에 브레이크의 긴급성이 있을 때에는 단시간에 제동을 걸 수 있고, 또 긴급성이 없을 때에는 온도 상승 방지나 진동 발생 방지를 유효하게 도모하면서 비교적 완만한 제동을 걸 수 있다.

청구항 9의 발명에 의하면, 방전 브레이크 수단의 실행 시에 있어서는 방전 회로의 방전용 스위칭 소자의 동작시에 있어서 잡음 발생을 억제할 수 있고, 또한 잡음 방지용의 콘덴서의 용량도 크게 하지 않고서 해결된다.

청구항 10의 발명에 의하면, 콘덴서에 충전하는 충전 저항을 상기 콘덴서에 직렬로 접속했기 때문에 전환 수단이 전환 동작한 때에 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생하는 일이 없다.

청구항 11의 발명에 의하면, 콘덴서의 전하를 직류 전원 회로측으로 방전시키기 위해서 다이오드를 충전 저항과 병렬로 접속했기 때문에 모터가 회전하고 있는 상황에서, 예를 들면, 정전이 있거나, 전원 플러그가 빠지거나 하여 전환 수단이 전환 동작을 일으켜도 스파크가 튀거나 접점 용착이 발생하거나 하는 일이 없다.

청구항 12의 발명에 의하면, 브러쉬리스 모터의 상전류 진폭이 일치하는 타이밍에서 스위칭 소자의 온 시간대가 어긋나도록 했기 때문에 큰 스파이크 전류의 발생을 저감할 수 있고, 잡음 발생 방지에 기여할 수 있다.

Claims (13)

1. 회전조 및 교반체를 회전 구동하기 위한 브러쉬리스 모터,

   직류 전원 회로를 갖고, 또한 복수상(相) 브릿지 접속된 스위칭 소자를 구비한 인버터 주회로를 갖고 구성되어 상기 브러쉬리스 모터를 구동하는 구동 수단,

   상기 브러쉬리스 모터의 기전력을 상기 직류 전원 회로로 회생시키는 회생 브레이크 수단,

   상기 인버터 주회로의 입력측의 양단(兩端) 사이에 접속되는 방전 소자에 의해 상기 기전력을 소비시키는 방전 브레이크 수단, 및

   상기 브러쉬리스 모터 권선을 단락하는 단락 브레이크 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
2. 회전조 및 교반체를 다이렉트 드라이브 방식으로 회전 구동하기 위한 브러쉬리스 모터,

   직류 전원 회로를 갖고, 또 복수상 브릿지 접속된 스위칭 소자를 구비한 인버터 주회로를 갖고 구성되어 상기 브러쉬리스 모터를 구동하는 구동 수단,

   상기 브러쉬리스 모터의 기전력을 상기 직류 전원 회로로 회생시키는 회생 브레이크 수단,

   상기 인버터 주회로의 입력측의 양단 사이에 접속되는 방전 소자에 의해 상기 기전력을 소비시키는 방전 브레이크 수단, 및

   상기 브러쉬리스 모터 권선을 단락하는 단락 브레이크 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   브러쉬리스 모터에 브레이크를 걸 때에는 브레이크 수단을 1개 또는 2개 이상 조합하도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
4. 제 3 항에 있어서,

   세탁 운전 내용에 따라서 브레이크 수단을 1개 또는 2개 이상 조합한 것을 특징으로 하는 세탁기.
5. 제 3 항에 있어서,

   회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단을 먼저 실행시키도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   인버터 주회로를 직류 전원 회로에 접속하고 동시에 방전 소자에 대하여 개로(開路)한 상태와, 인버터 주회로를 직류 전원 회로로부터 개로(開路)하고 동시에 방전 소자에 대하여 접속하는 상태를 전환하는 전환 수단을 설치하고,

   회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단 및 방전 브레이크 수단을 차례로 앞서 실행시키고, 또한 단락 브레이크 수단 실행시에 상기 전환 수단에 의해 직류 전원 회로와 인버터 주회로를 개로(開路)하여 인버터 주회로를 방전 소자와 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
7. 제 4 항에 있어서,

   세탁 운전과 탈수 운전에서 브레이크 수단의 조합이 다른 것을 특징으로 하는 세탁기.
8. 제 3 항에 있어서,

   브러쉬리스 모터에 브레이크를 걸 때에 긴급성의 유무에 의해 브레이크 수단의 조합이 다른 것을 특징으로 하는 세탁기.
9. 제 1 또는 제 2 항에 있어서,

   방전 소자와 인버터 주회로에 나타나는 모터 유기 전압에 따라서 동작하는 방전용 스위칭 소자를 직렬로 접속하고, 또 이 직렬 회로와 병렬로 콘덴서를 접속하여 이루어지고, 일단(一端)이 상기 직류 전원 회로의 마이너스측 출력 단자에 접속된 방전 회로와,

   직류 전원 회로의 플러스측 출력 단자와 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자와의 사이를 폐로(閉路)하고 동시에 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자와 상기 방전 회로의 타단(他端)과의 사이를 개로(開路)한 제 1 상태와, 직류 전원 회로의플러스측 출력 단자와 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자와의 사이를 개로(開路)하고 동시에 인버터 주회로의 플러스측 입력 단자와 상기 방전 회로의 타단과의 사이를 폐로(閉路)하는 제 2 상태를 전환하는 전환 수단을 설치하고,

   방전 브레이크 수단의 실행 시에는 상기 전환 수단을 제 2 상태로 하도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
10. 제 9 항에 있어서,

    전환 수단이 제 1 상태에 있을 때에 콘덴서에 충전하는 충전 저항을 상기 콘덴서에 직렬로 접속한 것을 특징으로 하는 세탁기.
11. 제 10 항에 있어서,

    콘덴서의 전하를 직류 전원 회로측으로 방전시키기 위한 다이오드를 충전 저항과 병렬로 접속한 것을 특징으로 하는 세탁기.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    브러쉬리스 모터의 상전류 진폭이 일치하는 타이밍에서의 스위칭 소자의 온 시간대가 어긋나도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.
13. 제 3 항에 있어서,

    인버터 주회로를 직류 전원 회로에 접속하고 동시에 방전 소자에 대하여 개로(開路)한 상태와, 인버터 주회로를 직류 전원 회로로부터 개로(開路)하고 동시에 방전 소자에 대하여 접속하는 상태를 전환하는 전환 수단을 설치하고,

    회생 브레이크 수단을 실행시키는 경우에는 단락 브레이크 수단 및 방전 브레이크 수단을 차례로 앞서 실행시키고, 또한 단락 브레이크 수단 실행시에 상기 전환 수단에 의해 직류 전원 회로와 인버터 주회로를 개로(開路)하여 인버터 주회로를 방전 소자와 접속하도록 한 것을 특징으로 하는 세탁기.