KR100348768B1 - Automatic Control Washing Machine - Google Patents
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Abstract
세탁통 내에 제동작용을 하는 거품이 존재하는 동안에는 탈수과정을 피할 수 있도록, 탈수 과정중 예를 들면, 거품의 생성과 같이, 세탁드럼에 가하여지는 바람직하지 아니한 제동작용에 대한 척도가 되고, 구동모터 조작의 매개변수, 즉 (1) 표준회전수, (2) 실제 rpm, (3) 하중에 따른 전기적 변수 등의 비율에 의하여 결정된 신호가 세탁기의 제어회로에 공급될 수 있게 되어있다. 이에 의하여 확실한 거품식별이 보장되고, 거품을 제거할 수 있다.During the dehydration process, it is a measure of the undesirable braking action applied to the washing drum, for example, the generation of bubbles, so that the dehydration process can be avoided while the braking foam is present in the washing tub. The signal determined by the ratio of (1) standard speed, (2) actual rpm, and (3) electrical variable according to the load can be supplied to the control circuit of the washing machine. This ensures a robust foam identification and can remove the foam.
Description
본 발명은 세탁, 헹굼 및 탈수를 위해 다양한 다른 속도를 가진 세탁드럼을 구동하는 구동모터를 가진 자동제어 세탁기에 관한 것으로, 구동모터의 각속도(rpm)는 위상 각도제어를 기반으로 하는 rpm 조절회로로 조절가능하며 표준회전수(set-point) 및 실제 rpm 값에 따라 결정할 수 있다.The present invention relates to an automatic control washing machine having a drive motor for driving a washing drum having various different speeds for washing, rinsing and dehydration, wherein the angular velocity (rpm) of the drive motor is based on an rpm control circuit based on phase angle control. It is adjustable and can be determined according to the set-point and actual rpm values.
이러한 종류의 공지된 세탁기(DE 36 28 498 A1)에 있어서는 거품의 유무를 측정하기 위하여, 레벨측정용으로 공지된 압릭센서를 이용하여 세탁기의 이른바 팬(pan)내의 압력을 측정하고, 그 측정값에서 거품의 유무를 추론한다. 그러나, 이것은 세제펌프에 의하여 팬 내에 남아있는 물에 압력이 작용하면, 세탁통(tub) 내의 세제와 물의 레벨이 어떠한 경우에도 탈수기를 작동시켜서는 안될 정도로 높게 나타나기 때문에 탈수가 중단되게 된다. 따라서, 이와 같은 방법으로 거품의 유무를 알아보는 것은 불확실하다. 그 외에도 물의 레벨과 거품의 유무를 알아보기 위하여 압력공급장치를 동시에 사용하여야 하기 때문에 적어도 하나의 스위치가 추가로 필요하며, 이로 인하여 구성부품의 비용이 높아진다.In this type of known washing machine (DE 36 28 498 A1), in order to measure the presence of foam, the pressure in the so-called pan of the washing machine is measured using a pressure sensor known for level measurement. Infers the presence of bubbles. However, when pressure is applied to the water remaining in the pan by the detergent pump, dehydration is stopped because the level of detergent and water in the tub appears to be high enough that in no case should the dehydrator be operated. Therefore, it is uncertain to see the presence of bubbles in this way. In addition, at least one switch is required because the pressure supply device must be used at the same time to check the water level and the presence of foam, thereby increasing the cost of the component.
그러므로, 본 발명의 과제는 추가구성부품을 삽입함이 없이 거품의 유무를 확실하게 알아볼 수 있는 가능성을 찾는 것이다.Therefore, the object of the present invention is to find the possibility of recognizing the presence or absence of bubbles without inserting additional components.
이러한 과제는 본 발명에 의하여 세탁기의 제어회로에 탈수 과정중 신호를 공급하여 예를 들면 거품이 생겼을 때, 부득이 세탁드럼의 회전에 제동을 가하는 정도를 구동모터의 조작변수, 즉 (1) 표준회전수, (2) 실제 rpm 및 (3) 하중에 따른 전기적 변수 등에 의하여 측정하게 함으로써 해결될 수 있다.This problem is to supply a signal during the dehydration process to the control circuit of the washing machine according to the present invention, for example, when the foam is generated, the degree of braking to the rotation of the washing drum inevitably controls the operating variable of the drive motor, that is (1) standard rotation It can be solved by measuring by number, (2) actual rpm, and (3) electrical parameters according to load.
또한, rpm 제어회로가 초퍼제어 회로(chopper control circuit)이고, 하중에 따른 전기적 변수는 구동모터의 전류수용량인 것으로 할 수 있다.The rpm control circuit may be a chopper control circuit, and the electrical variable according to the load may be the current capacity of the drive motor.
회전수의 값은 현대식 세탁기의 rpm 조절회로 내에서는 전기량으로서 존재하며, 하중에 따른 전기적 변수도 rpm 조절회로 내에 있는 모터의 전류 또는 모터전류의 위상각도의 값으로 할 수 있기 때문에, 본 발명에 의하여 거품의 유무를 식별하려면 추가구성부품이 필요 없다.The rotational speed value is present as an electric quantity in the rpm control circuit of a modern washing machine, and the electrical variable according to the load can also be set as the value of the motor current or the phase angle of the motor current in the rpm control circuit. No additional components are needed to identify the presence of bubbles.
본 발명에 의한 세탁기는 신호가 드럼의 회전에 제동을 가하는 거품량의 존재를 판단할 수 있는 크기에 접근하면 드럼의 탈수 구동장치가 적어도 제한된 시간동안 차단되도록 함으로써 매우 유리한 방법으로 형성되어 있다. 이와 같이 탈수기 구동장치가 차단되어 있는 동안에 거품이 세탁통의 바닥에 내려앉아 꺼져버릴 수 있다.The washing machine according to the present invention is formed in a very advantageous way by allowing the drum's dehydration drive to be shut off for at least a limited time when the signal approaches a size that can determine the presence of the amount of foam that brakes the drum's rotation. As such, while the dehydrator drive is blocked, the foam may settle on the bottom of the laundry tub and be turned off.
본 발명에 의한 세탁기의 또 다른 유리한 구성에 의하면, 남아 있는 세제의잔류물도 탈수기 구동장치가 차단되어 있는 동안에 세제 펌프에 의하여 제거할 수 있다.According to another advantageous configuration of the washing machine according to the present invention, residual detergent residues can be removed by a detergent pump while the dehydrator drive is shut off.
본 발명에 의한 또 다른 구성의 세탁기에 있어서는 거품의 제거를 촉진하기 위하여 탈수기의 구동장치가 차단되어 있는 동안에 드럼을 증속구동으로 역회전시킬 수 있다. 이러한 증속구동은 드럼운동으로 인하여 더 이상 거품이 발생하지 아니하고, 오히려 있는 기포들도 없어질 수 있을 정도의 낮은 회전수로 일정하게 실시한다.In the washing machine according to still another aspect of the present invention, the drum can be rotated counterclockwise while the driving device of the dehydrator is blocked in order to promote the removal of bubbles. This speed drive is performed at a constant low speed so that no more bubbles are generated due to the drum motion, but rather the bubbles are eliminated.
본 발명에 의한 또 다른 유리한 구성의 세탁기는 다량의 거품이 있는 때에는 거품으로 인하여 제동이 걸리는 것이 확인되면, 헹굼 과정을 또 한번 시작함으로써 이를 효과적으로 제거할 수 있다. 드럼 속에 세탁물이 너무 촘촘히 들어차 있거나, 거품 량이 너무 많은 때에는 드럼에 강한 제동회전력이 유발되는데, 이는 전술한 3가지 매개변수에 의하여 확실하게 드럼 주위에서도 측정할 수 있다. 이와 같은 방법으로 확인된 거품의 양에 따라 여러 가지의 조치를 취할 수 있다. 이러한 조치를 취함에 있어서, 또 다른 헹굼 과정을 시작하는 때에도, 상당히 높은 레벨의 세제로 또 다른 헹굼 과정을 매우 유리하게 실시할 수 있다.The washing machine of another advantageous configuration according to the present invention can be effectively removed by starting the rinsing process once again when it is confirmed that braking is caused by the foam when there is a large amount of foam. When the laundry is too densely packed in the drum or when the amount of foam is too large, a strong braking rotational force is caused in the drum, which can be measured reliably around the drum by the three parameters described above. In this way, different measures can be taken depending on the amount of foam identified. In taking these measures, even when starting another rinse procedure, it is very advantageous to carry out another rinse procedure with a fairly high level of detergent.
도면에 도시된, 일정시간에 걸친 모터회전수와 모터전류의 도표에 의하여 탈수과정과 거품발생의 의존관계를 잘 알 수 있다.The dependence of dehydration process and foaming can be well understood by the diagram of the motor speed and the motor current over a period of time shown in the figure.
제1도 및 제2도의 도표는 시간(t)에 걸친 모터전류(i)의 경과와 시간(t)에 걸친 해당드럼의 회전수(n)를 도시한 것이다. 드럼의 구동모터용 조절회로에서 제 어량으로서 직접으로 추측할 수 있는 위상 각도는 드럼구동모터를 통과하는 도시된전류에 비례한다.The diagrams of FIGS. 1 and 2 show the elapse of the motor current i over time t and the number of revolutions n of the corresponding drum over time t. The phase angle, which can be estimated directly from the control circuit for the drum's drive motor, is proportional to the shown current passing through the drum drive motor.
도시된 도표를 얻기 위하여 단일세탁기내에 동일한 일 회분 세탁물을 넣고 조사 연구하였다. 제1도의 도표에서는 탈수 과정이 시작될 때, 세탁물은 이미 잘 헹구어져 있었고, 거품은 생기지 아니하였다. 즉 세탁물 속에 아직도 남아있는 물에 잔류물 함유량이 없었다. 구동모터에 전류가 접속되고, 모터의 회전속도가 약 100rpm정도로 가속되자, 모터의 전류가 4.5A 까지 바늘모양으로 급상승한 다음에 대략 1.2A 로 조정되었다. 구동모터를 100rpm내지 약 240rpm로 더 가속시키면, 모터전류(i)의 바늘같은 상승이 대폭적으로 작아진다(약 2.4A 까지) 여기에서는 이미 시작된 세탁운동이 관성을 감소시키는 효과를 발휘한다. 약 240rpm의 휴지 회전수에서는 모터전류가 1.4A 이하로 다시 떨어진다. 모터의 회전수가 약 800rpm까지 경사지게 평탄하게 상승하는 동안, 모터전류는 서서히 1.5A 이상으로 상승한다. 드럼의 회전수가 약 800rpm에 머물러 있으면, 모터전류는 다시 약 1.5A 로 내려간다. 짧은 시간의 차단-전류피크가 있은 후에는 모터전류(i)는 다시 0 으로 되돌아가고, 회전수도 급속히 0rpm까지 떨어진다.The same batch of laundry was put into a single washing machine to obtain the plot shown and investigated. In the diagram of FIG. 1, when the dehydration process began, the laundry was already rinsed well and no foaming occurred. There was no residue content in the water still in the laundry. When the current was connected to the drive motor and the rotation speed of the motor was accelerated to about 100 rpm, the current of the motor rose to a needle shape up to 4.5 A and then adjusted to approximately 1.2 A. As the drive motor is further accelerated from 100 rpm to about 240 rpm, the needle-like rise of the motor current i is significantly smaller (up to about 2.4 A). Here, the already initiated washing motion has the effect of reducing the inertia. At 240 rpm, the motor current falls back below 1.4A. The motor current gradually rises to 1.5 A or more while the rotation speed of the motor rises flat and inclined to about 800 rpm. When the drum speed remains at about 800 rpm, the motor current drops back to about 1.5 A. After a short interruption-current peak, the motor current i returns to zero again, and the revolution speed rapidly drops to 0 rpm.
휴지전류를 측정한 결과 0A 이상이 되는 때에는 전류도표를 그리면 세탁기의 총전류 수용량의 측정값도 그와 비슷하다. 그러나, 모터가 접속되지 아니하면 전류수용량은 약 500A 에 지나지 아니하기 때문에, 구동모터의 높은 전류 수용량에 비하여 무시할 정도이다.When the idle current is measured as 0A or more, the current diagram shows a similar value of the total current capacity of the washing machine. However, if the motor is not connected, the current capacity is only about 500 A, which is negligible compared to the high current capacity of the drive motor.
제2도의 도표를 그리기 위하여 관찰하는 1회분의 세탁물 속에는 거품이 생기는 세제도 들어있다. 도표상의 전류곡선은 원칙적으로 탈수기가 작동하는 동안 제1도에 도시된 도표 상에서와 거의 마찬가지로, 약 220rpm에 도달할 때까지 계속하여 진행된다. 그러나, 세탁통과 회전하고 있는 세탁드럼 사이에는 이미 약간의 거품이 존재할 것이 틀림없기 때문에, 회전수가 100rpm 정도의 수준을 유지하는 동안의 전류 수용량의 수준과 바늘모양의 피크후, 약 220rpm 으로 가속하였을 때 전류의 감소는 제2도의 해당분절 내에서보다도 현저히 높다. 바로 이어서, 제2도의 의한 조사연구에 있어서도, 세탁드럼을 220rpm의 고지로부터 경사진 램프를 따라 약 t=2min까지 가속시키며, 여기에서는 회전에 제동을 가하는 거품이 명백히 저지된 다.There is also a foaming detergent in the laundry that we observe to plot in Figure 2. The current curve on the diagram continues in principle until it reaches about 220 rpm, almost as in the diagram shown in FIG. 1 while the dehydrator is in operation. However, since there must already be some foam between the laundry tub and the spinning drum, after the peak of the current capacity and the needle-shaped peak while the rotational speed is about 100rpm, it accelerates to about 220rpm. The decrease in current is significantly higher than in the corresponding segment of FIG. Subsequently, even in the investigation study in FIG. 2, the washing drum is accelerated from the 220 rpm highland along the inclined ramp to about t = 2 min, where the foam that brakes rotation is clearly prevented.
이는 모터전류가 약 4.5A 이상으로 급상승하는 것으로 나타나며, 이러한 전류는 그 출력한계점에 달하여 드럼은 거품으로 인하여 생기는 제동회전력에 걸려 더 이상 가속시킬 수 없게 된다. 따라서, 드럼의 회전수는 약 400rpm에서 유지된다. 이러한 사실은 2가지 중대한 결점을 초래한다. 즉, 한편으로는 드럼모터에 자주 과도한 하중이 걸리게 한다(예를 들면, 평가출력은 300W 정도인데 비하여 실제 수용되는 전력은 750W 정도이다). 이로 인하여 모터가 과열되고, 조기 마모된다.This appears to cause the motor current to soar above about 4.5 A. This current reaches its output limit and the drum can no longer accelerate due to the braking rotational force generated by the foam. Thus, the rotational speed of the drum is maintained at about 400 rpm. This fact leads to two major drawbacks. That is, on the one hand, the drum motor is frequently subjected to excessive loads (for example, the rated power is about 300W while the actual power is about 750W). This causes the motor to overheat and prematurely wear out.
다른 한편으로는 탈수기의 회전수가 감소되면 세탁물의 탈수가 불충분하게 된다. 그외에도, 탈수되어 튕겨나가는 세제와 물이 탈수작용을 하는 드럼을 통하여 기계적으로 강하게 유입됨으로써 거품이 더 많이 발생하게 되며, 이로 인하여 거품을 제거하는 일이 더욱 어렵게 된다. 구동장치가 차단된 후에는 모터의 전류뿐 아니라, 세탁드럼의 회전수는 다시 0으로 되돌아간다.On the other hand, if the number of revolutions of the dehydrator is reduced, the dehydration of the laundry becomes insufficient. In addition, detergent and water that is dewatered and bounced out are strongly introduced mechanically through the dehydrating drum, resulting in more bubbles, which makes it more difficult to remove the bubbles. After the drive is shut off, as well as the motor current, the rotation speed of the washing drum is returned to zero again.
제 3도 및 제 4도에 도시된 도표는 구동모터를 제어하기 위하여 본 발명에의한 제어회로를 사용하는 경우를 보여주는 것으로서, 이러한 제어회로에는 예를 들면, 거품의 발생으로 인하여 세탁물 드럼에 가하여지는 바람직하지 아니한 제동작용에 대한 척도가 되는 신호가 공급될 수 있다. 제3도에 도시된 도표를 살펴보면, 세탁물의 양이 같고, 기타의 조건도 동일하다고 전제하면, 모터전류의 필요량에 대한 회전수의 비도 거의 동일하다는 결과를 얻게 됨을 알 수 있다. 제1도의 예에서 4분 이상이었던 것과는 달리, 약 3과 2/3분 정도에서 회전수를 700 내지 800rpm 사이에서 조기 감소시키면, 프로그램이 변경되고, 이로 인하여 거품이 생겨서 아무 것도 하지 못하게 된다.The diagrams shown in FIGS. 3 and 4 show the use of the control circuit according to the invention to control the drive motor, which, for example, is applied to the laundry drum due to the generation of foam. Loss may be supplied with a signal that is a measure of undesirable braking action. Referring to the diagram shown in FIG. 3, it can be seen that assuming that the amount of laundry is the same and other conditions are the same, the ratio of the rotation speed to the required amount of the motor current is also almost the same. Unlike in the example of FIG. 1 that was more than 4 minutes, prematurely reducing the speed between about 3 and 2/3 minutes between 700 and 800 rpm changes the program, resulting in foaming and doing nothing.
이에 대하여, 제4도는 본 발명에 의하여 구성된 제어회로는 상승램프가 400rpm을 초과하면, 모터전류는 4.5A 이상으로 상승되고, 조정된 회전수는 제3도에서 볼 수 있는 표준경과를 더 이상 따라갈 수 없기 때문에, 그 동안 개시된 탈수과정을 정지시키는 것을 보여준다. 이에 의하여 예를 들면, 거품의 제동작용과 같은 외부적 영향으로 인하여 세탁드럼에 걸리는 과도한 하중도 알아낼 수 있다. 도표에서 도시된 바와 같이, 모터전류 자체의 상승이나, 모터전류공급의 위상각도와 실제 rpm 대 표준회전수의 비율 등을 관찰하면, 이러한 바람직하지 아니한 조작조건을 감시할 수 있다.On the other hand, in FIG. 4, the control circuit constructed by the present invention shows that when the rising ramp exceeds 400 rpm, the motor current rises to 4.5 A or more, and the adjusted rotation speed no longer follows the standard passage seen in FIG. Because it cannot be, it shows stopping the dehydration process started. By this, it is also possible to find out the excessive load on the washing drum due to external influences, for example, braking action of the foam. As shown in the diagram, by monitoring the rise of the motor current itself, the phase angle of the motor current supply and the ratio of the actual rpm to the standard rotation speed, such undesirable operating conditions can be monitored.
또한 상기 종류의 제어 대신 구동모터가 초퍼제어(chopper control)를 기반으로 조절될 수 있다.Also, instead of the above kind of control, the drive motor can be adjusted based on the chopper control.
본 발명의 또 다른 유리한 구성에 의하면, 이와 같은 탈수과정의 차단으로부터 또 다른 결과를 선행하는 프로그램 과정에 접속시킬 수 있다. 먼저, 드럼의 탈수기 구동장치를 적어도 제한된 시간동안 차단하는 것이 중요하다. 이와 같이 탈수기의 구동장치가 정지되어 있는 시간중, 없어지는 거품에서 모이는 세제를 즉시 세탁통으로부터 배출할 수 있도록 세탁기의 세제 펌프를 작동시키는 것이 유리하다. 세제용기 내에 더 이상 머물러 있지 아니하고 세제를 계속하여 거품을 생성시키는데 더 이상 참여하지 못한다.According to another advantageous configuration of the invention, it is possible to connect another result from the interruption of this dehydration process to the preceding program process. First, it is important to shut off the drum dehydrator drive for at least a limited time. As such, it is advantageous to operate the detergent pump of the washing machine so that the detergent collected in the disappearing foam can be immediately discharged from the washing container during the time when the driving device of the dehydrator is stopped. It no longer stays in the detergent container and no longer participates in continuing detergent production.
이어서 접속되는 탈수과정에서 거품이 생기는 것을 방지하려면, 세탁통에 들어있는 제동작용을 하는 거품을 양을 확인한 후, 적어도 1회의 추가헹굼과정을 실시하여야 한다. 이러한 추가헹굼과정은 세제의 잔류물 함유량을 더 저하시키고, 이에 의하여 거품이 다시 생길 위험도 그만큼 감소된다. 추가헹굼과정이 종료된 후, 탈수의 경과에 대한 시험을 다시 실시할 수 있다. 필요한 경우에는 이와 같은 추가헹굼과정을 높은 물 레벨에서 실시할 수도 있다.Subsequently, in order to prevent bubbles from forming during the dehydration process, the amount of braking foam contained in the washing container should be checked, and at least one additional rinsing process should be performed. This additional rinse process further lowers the residue content of the detergent, thereby reducing the risk of foaming again. After the additional rinse cycle is complete, the test for dehydration can be repeated. If necessary, this additional rinsing procedure may be carried out at high water levels.
세제의 거품으로 인하여 생기는 제동작용 등을 미리 고려하여, 세탁기를 편리하게 사용하려면, 거품이 발생하였을 때 탈수 과정이 중지된 회수를 기억하고, 장래의 처리과정을 위하여 이와 같은 회수의 일정한 빈도로부터 경험에 의하여 습득한 수치에 상응하는 헹굼회수를 세탁기제작자가 미리 설정한 행굼회수에 미리 부가시키는 장치를 제어회로 내에 제공하는 것이 매우 바람직하다.To use the washing machine conveniently, considering the braking action caused by the foam of the detergent in advance, remember the number of times the dehydration process is stopped when the foam is generated, and experience from the constant frequency of such recovery for future treatment. It is highly desirable to provide a device in the control circuit that adds a rinse recovery number corresponding to the numerical value acquired by the washing machine to a predetermined rinse recovery number in advance by the washing machine manufacturer.
따라서, 여기에서는 정하여진 처리과정의 회수가 종료된 후, 제작자 측에서 설정한 회수치 헹굼 과정에 대한 시험을 다시 실시하여, 세탁기운용자가 예를 들면, 세제를 바꾸는 등, 그 조작방식을 변경하였는지에 요부를 시험하는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 대한 대안으로서, 원칙적으로는 제작자 측에서 미리 설정한헹굼회수외의 탈수과정시험을 실시한 다음에, 이러한 최초의 경과시험에, 습득한 경험수치에 상응하는 헹굼 회수를 그 다음의 탈수과정시험 전에 접속시킬 수 있도록 제어회로를 형성할 수 있다.Therefore, in this case, after the recovery of the predetermined treatment process is completed, the test on the recovery value rinsing process set by the manufacturer is performed again, and the washing machine operator changes the operation method such as changing the detergent, for example. It is desirable to test the main part. As an alternative to this, however, in principle, after the dehydration process test other than the rinse recovery time set in advance by the manufacturer, the initial dehydration test is followed by a rinse count corresponding to the acquired experience value. The control circuit can be formed so as to be connected before.
제 1도 내지 제 4도는 일정한 시간에 걸친 모터의 회전수와 전류가 탈수기와 거품발생에 따라 달라진다는 것을 도시한 도표.1 through 4 are diagrams showing that the number of revolutions and the current of a motor over a period of time depends on dehydrator and foaming.
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