KR100425724B1 - 센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출방법에 관한 것으로, 세탁기에서 모터의 위치를 일정 속도 및 시간에서 제어하여 편심부하를 측정할 수 있도록 한 센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 센서리스의 비엘디씨 모터 세탁기가 편심부하 검출 모드인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 편심부하 검출 모드이면 상기 모터를 일정속도까지 가속시키고 제1 일정시간이 경과되었는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 상기 제1 일정시간이 경과했으면 최대, 최소 속도를 측정하고 모터의 회전자의 위치가 일정각도를 회전했는지를 판단하는 제3단계와; 상기 일정각도가 경과되면 최대 속도와 최소 속도의 차이를 계산하여 그 차이 만큼을 합연산하거나 상기 일정각도가 경과되지 않으면 제2 일정 시간이 경과되었는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제2 일정 시간이 경과되면 상기 최대, 최소 속도 차이만큼을 편심부하로 판정하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 센서리스 비엘디씨 모터 세탁기의 구동에 있어서, 특히 낮은 속도에서 전류 및 전압 신호의 오차등과 계산의 오차가 상대적으로 커져 위치 오차가 발생하게 되는 것을 일정 시간 및 일정 속도 제어를 한후에 상기 비엘디씨 모터의 회전자의 정확한 속도 제어를 할 수 있도록 한 편심부하를 검출하는 효과가 있다.

Description

센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출방법{METHOD OF DETECTING ECCENTRICITY LOAD IN WASHING MACHINE OF SNESORLESS BLDC MOTOR}

본 발명은 센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출방법에 관한 것으로, 특히 세탁기에서 모터의 위치를 일정 속도 및 시간에서 제어하여 편심부하를 측정할 수 있도록 한 센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출방법에 관한 것이다.

종래 세탁기의 편심부하 검출방법은 마이크로 컴퓨터가 구현할 수 있도록 720도 감지방식으로 하여 세탁조의 1회전시 12개의 센서신호를 기준으로 하여 최대값과 최소값의 차이를 구하여 상기 세탁조안의 세탁포의 위치를 조건에 맞게 판단하여 동작하는 것으로, 이와 같은 종래 기술을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래의 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출이 적용되는 장치의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 교류 전원(AC)을 정류 및 평활시키는 정류 및 평활부(11)와; 상기 정류 및 평활된 직류전원을 가변 주파수, 가변 진폭을 갖는 3상 전원으로 변환한 후 비엘디씨 모터(13)에 인가하여 회전자의 속도를 제어하는 인버터부(12)와; 상기 비엘디씨 모터(13)에 인가되는 전류를 검출하여 회전자의 위치를 검출함과 아울러 회전속도를 제어하는 마이크로 컴퓨터(14)와; 상기 마이크로 컴퓨터(14)의 제어신호의 출력 펄스폭을 변조시켜 상기 인버터부(12)를 온/오프시키는 펄스폭 변조부(15)로 구성되고, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.

정류 및 평활부(11)는 입력 교류 전원(AC)을 정류 및 평활시켜 인버터부(12)로 전달하고, 그 인버터부(12)는 펄스폭 변조부(15)의 구동신호인 게이트 신호에 의해 도통되어 변환된 3상전원을 비엘디씨 모터(13)에 인가한다.

이에 따라 상기 비엘디씨모터(13)가 회전하고 홀센서 또는 엔코더 등으로 이루어지는 위치검출부(14a)에서 상기 비엘디씨 모터(13)의 위치를 검출하여 그에 따른 전압값을 출력하며, 마이크로 컴퓨터(14)는 상기 전압값으로 그 비엘디씨 모터(13)의 속도를 산출하여 기 설정된 기준속도와 비교함으로써 원하는 속도로 상기 비엘디씨 모터(13)가 회전될 수 있게 하는 제어신호를 출력하고, 상기 펄스폭 변조부(15)는 상기 마이크로 컴퓨터(14)의 출력 제어신호의 레벨을 변환하여 상기 인버터부(12)로 공급한다.

상기 마이크로 컴퓨터(14)는 상기 비엘디씨모터(13)의 홀 센서 측정신호를 기준으로 720도를 감지하는 방식으로하여 세탁조의 1회전시 12개의 센서 신호를 기준으로 하여 최대값과 최소값의 차이를 구하여 편심부하를 검출하게 된다.

도 2는 종래 세탁조안의 세탁포의 편심부하에 따른 속도 파형을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 상기 세탁포가 세탁조의 한쪽으로 취우치게 되는 편심부하가 크면 클수록 헹굼과 세탁 및 특히 탈수시 상기 세탁조는 회전하면서 일정한 속도를 유지하지 못하게 되며 결국 외조와 부딪치게 되며 소음을 발생시킨다.

상기와 같이 동작하는 종래 기술에 있어서 편심부하 검출방법은 센서를 통해 세탁조의 속도 및 위치를 검출하고 그에 의해 비엘디씨 모터의 구동 전압을 일정 전압으로 제어하여 세탁포가 세탁조의 한쪽으로 취우치게 되는 것을 방지하였다.

그러나, 최근 센서를 사용하지 않는 센서리스 세탁기에 있어서, 편심부하를 검출하여 세탁조의 속도를 조절하지 못함으로 인해 발생되는 탈조 현상을 갖는 세탁기는 세탁조가 세탁기의 외조를 치게되고 소음을 발생시키며, 정상 동작을 하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 초기에 일정 시간동안 일정 속도로 가속한뒤 회전자의 위치를 검출하지 않고, 구동 초기의 낮은 속도에서 전류 및 전압 신호의 오차등과 계산의 오차가 상대적으로 커져 위치 오차가 발생하여 정확한 속도 제어를 할수 없던 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 센서리스 세탁기의 구동에 있어서 회전자의 위치를 추정하는데 다소 걸리게 되는 일정 시간, 일정 속도제어를 한 후에 편심 부하를 측정할 수 있도록 한 센서리스 비엘디씨 모터의 편심부하 검출방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 비엘디씨 모터 세탁기의 편심부하 검출이 적용되는 장치의 구성을 보인 회로도.

도 2는 종래 세탁조안의 세탁포의 편심부하에 따른 속도 파형을 보인 예시도.

도 3은 본 발명 센서리스 비엘디씨 모터 세탁기의 시간에 따른 속도 변화를 보인 예시도.

도 4는 본 발명에 따른 회전자의 최대 속도 및 최소 속도를 보인 예시도.

도 5는 본 발명 본 발명 센서리스 비엘디씨 모터 세탁기의 편심부하 검출 방법을 보인 흐름도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 센서리스의 비엘디씨 모터 세탁기가 편심부하 검출 모드인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 편심부하 검출 모드이면 상기 모터를 일정속도까지 가속시키고 제1 일정시간이 경과되었는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 상기 제1 일정시간이 경과했으면 상기 모터의 최대, 최소 속도를 측정하고 모터의 회전자의 위치가 일정각도를 회전했는지를 판단하는 제3단계와; 상기 일정각도가 경과되면 최대 속도와 최소 속도의 차이를 계산하여 그 차이 만큼을 합연산하거나 상기 일정각도가 경과되지 않으면 제2 일정 시간이 경과되었는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제2 일정 시간이 경과되면 상기 최대, 최소 속도 차이만큼을 편심부하로 판정하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명 센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 편심부하 검출 방법을 보인 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 센서리스의 비엘디씨 모터 세탁기가 편심부하 검출 모드인가를 판단하는 제1 단계(S51)와; 상기 편심부하 검출 모드이면 상기 모터를 일정속도까지 가속(S52)시키고 제1 일정시간이 경과되었는지를 판단하는 제2 단계(S53)와; 상기 제2 단계(S53)의 판단결과 상기 제1 일정시간이 경과했으면 상기 모터의 최대, 최소 속도를 측정(S54)하고 모터의 회전자의 위치가 일정각도를 회전했는지를 판단하는 제3단계(S55)와; 상기 일정각도가 경과되면 상기 최대 속도와 최소 속도의 차이를 계산(S56)하여 그 차이 만큼을 합연산(S57)하거나 상기 일정각도가 경과되지 않으면 제2 일정 시간이 경과되었는지를 판단하는 제4 단계(S58)와; 상기 제2 일정 시간이 경과되면 상기 최대, 최소 속도 차이만큼을 편심부하로 판정하는 제5 단계(S59)로 이루어진 것으로, 이와 같은 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 종래의 세탁기의 편심부하 장치와 구조는 거의 동일하나,센서를 제거하여 모터의 회전자의 위치를 추정하는 것이 다르다.

즉, 센서리스로 구동되는 세탁기는 그 세탁기의 편심부하를 검출하는데 있어서 초기에 가속하여 일정속도(V1 RPM)로 제1 일정시간(T1)동안 구동시켜 소정 연산의 결과로 편심부하를 검출한다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명 센서리스 비엘디씨모터 세탁기의 시간에 따른 속도 변화를 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 센서리스 비엘디씨 모터의 회전자 위치를 추정할 수 있도록 상기 제1 일정 시간(T1)을 확보하여 특히 낮은 속도에서 전류 및 전압 신호의 오차등과 계산의 오차가 상대적으로 커지는 시간을 확보한다.

이에 의해 상기 비엘디씨 모터의 회전자가 180도(기계각) 회전시 마다 속도 변동을 측정후 속도 변동값으로 상기 편심부하를 검출한다.

여기서, 상기 제1 일정 시간(T1) 및 일정 속도는 실험을 통해서 5~6초, 70~75rpm임을 얻을 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 회전자의 최대 속도 및 최소 속도를 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 비엘디씨 모터의 회전자 속도를 180도 회전시마다 15회 테스트하여 편심부하의 대,소에 따른 최대 속도(n2) 및 최소 속도(n1)를 얻게 된다.

그러면 상기 최대 속도(n2)와 최소 속도(n1)의 차를 계산한 후 상기 15회 정도 테스트하여 그 차를 합하여 제2 일정 시간(T2)(실험 결과 1~2초)이 경과된후 상기 최대 속도(n2) 및 최소 속도(n1)의 차를 계산한 합산값으로 상기 편심부하를 판정하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 센서리스 비엘디씨 모터 세탁기의 구동에 있어서, 센서리스 구동 초기에 위치 신호의 오차를 가지게 되는데, 특히 낮은 속도에서는 전류 및 전압 신호의 오차등과 계산의 오차가 상대적으로 커져 위치 오차가 발생하게 되는 것을 일정 시간 및 일정 속도 제어를 한후에 상기 비엘디씨 모터의 회전자의 정확한 속도 제어를 할 수 있도록 한 편심부하를 검출하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 센서리스의 비엘디씨 모터 세탁기가 편심부하 검출 모드인가를 판단하는 제1 단계와; 상기 편심부하 검출 모드이면 상기 모터를 일정속도까지 가속시키고 제1 일정시간이 경과되었는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 상기 제1 일정시간이 경과했으면 상기 모터의 최대, 최소 속도를 측정하고 모터의 회전자의 위치가 일정각도를 회전했는지를 판단하는 제3단계와; 상기 일정각도가 경과되면 상기 최대 속도와 최소 속도의 차이를 계산하여 그 차이 만큼을 합연산하거나 상기 일정각도가 경과되지 않으면 제2 일정 시간이 경과되었는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 판단결과 일정 시간이 경과하면 상기 최대, 최소 속도 차이만큼을 편심부하로 판정하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 센서리스 비엘디씨 모터 세탁기의 편심부하 검출방법.