KR100624784B1 - 회전공진형 모터 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전공진형 모터 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서 청소기 브러쉬에 장착되어 브러쉬 주변의 먼지를 감지하는 먼지센서와, 상기 청소기 브러쉬를 구동시키는 회전공진형 모터로 전원을 인가하는 전원입력부와, 상기 먼지센서에서 감지된 먼지의 양에 따라 상기 전원입력부에서 회전공진형 모터로 인가되는 전압의 크기를 조정하는 제어부로 구성되어 청소기에 장착되는 회전공진형 모터의 공진주파수를 변화시키지 않고도 먼지량에 따라 파워만 조절함으로서 브러쉬가 회전하는 진폭을 제어할 수 있는 동시에 저소음 운전이 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.

회전공진형 모터, 트라이액, 공진주파수

Description

회전공진형 모터 제어시스템 및 그 제어방법 {Swing Motor Controlling System and Controlling Method therefor}

도 1은 일반적인 회전공진형 모터가 도시된 도,

도 2는 종래 회전공진형 모터 제어시스템이 도시된 도,

도 3은 본 발명에 의한 회전공진형 모터 제어시스템이 도시된 도,

도 4는 본 발명에 의한 회전공진형 모터 제어시스템에서 모터로 인가되는 전압의 크기가 도시된 도,

도 5는 본 발명에 의한 회전공진형 모터 제어방법의 흐름이 도시된 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 먼지센서 20 : 제어부

30 : 전원입력부 Ta, Tb : 트라이액

본 발명은 회전공진형 모터 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 회전공진형 모터가 청소기에 내장되는 경우 그 먼지량에 따라 회전공진형 모터로 인가되는 전압의 크기를 변경함으로서 청소기가 먼지량이나 부하에 관계없이 저소음 운전할 수 있도록 하는 회전공진형 모터 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

회전공진형 모터는 회전운동을 기계적인 장치를 사용해서 왕복운동으로 바꾸는 것이 아니라 별도로 사용되는 스프링의 공진 시스템을 이용하여 리니어 모터처럼 일정 구간을 왕복운동 하도록 하는 것을 목적으로 하는 모터이다.

따라서, 통상 회전하는 모터와 달리 회전공진형 모터는 일정 구간을 왕복 운동한다.

도 1은 회전공진형 모터의 일반적인 구조가 도시된 사시도이다.

도시된 바와 같이 종래 회전공진형 모터는 고정자(1)와, 상기 고정자의 내부에 이격되도록 내재되어 고정자(1)로 전류 인가 시 왕복 운동하는 회전자(2)와, 상기 회전자(2)가 왕복 운동하도록 상기 회전자(2)와 연결되는 스프링(3)으로 구성된다.

이 때, 상기 고정자(1)는 상기 회전자(2)를 향하여 돌출된 돌극이 형성되는 스테이터 코어와, 상기 돌극에 권선된 코일로 구성되며 상기 코일로 전류가 인가됨에 따라 상기 고정자(1) 내부에 이격되어 내재되는 회전자(2)는 좌우로 왕복운동을 하게 된다.

도 2는 상기한 회전공진형 모터의 제어시스템이 간략하게 도시된 도이다. 즉, 회전공진형 모터의 제어시스템은 상기 고정자(1)의 스테이터 코어에 형성된 돌극에 권선된 코일(La,Lb)과 상기 코일(La,Lb)로 상용 교류전원을 공급하는 다이오드(Da,Db)로 구성된다.

그러나, 상기와 같이 다이오드를 사용하게 될 경우 모터로 입력되는 전압이 입력 주파수에 동기화되어 가변이 불가능하다. 따라서, 청소 중 먼지가 많은 구역을 청소하게 되는 경우에도 그 청소기의 성능이 변함이 없어 청소 효율이 감소하는 한편, 청소기에 부하가 증가하게 되는 경우 그 소음이 증대되어 사용자에게 불편을 야기 시킨다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 청소기의 회전공진형 모터로 인가되는 전원의 크기가 청소하고자 하는 구역의 먼지량에 따라 가변되도록 함으로서 먼지가 많이 발생한 경우에만 최고파워 운전을 할 수 있어 저소음 운전모드 제공이 가능한 회전공진형 모터 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 회전공진형 모터 제어시스템은,청소하고자 하는 영역의 먼지량을 감지하는 먼지센서, 상기 감지된 먼지량에 따라 청소기 브러쉬를 구동시키는 회전공진형 모터로 인가되는 구동전압의 크기가 조절되도록 제어하는 제어부, 및 상기 제어부의 제어에 따라 상기 구동전압의 크기를 조절하여 상기 회전공진형 모터에 공급하는 전원입력부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 회전공진형 모터 제어방법은, 청소기 브러쉬 주변의 먼지량을 감지하는 단계, 및 상기 감지된 먼지량에 따라 상기 브러쉬를 구동시키는 회전 공진형 모터로 인가되는 구동전원의 크기를 조절하는 단계를 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 회전공진형 모터 제어시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 회전공진형 모터가 구동시키는 브러쉬 주변에 장착되어 청소하고자 하는 영역의 먼지량을 감지하는 먼지센서(10)와, 상기 회전공진형 모터의 스테이터 코어에 형성된 돌극에 권선된 코일(La, Lb)로 상용 교류전원을 전원으로 공급하는 전원입력부(20)와, 상기 먼지센서(10)에서 감지된 먼지량에 따라 상기 전원입력부(20)에서 모터로 공급되는 구동전압의 크기를 제어하는 제어부(30)로 구성된다.

이 때, 상기 전원입력부(20)는 상기 제어부(30)의 제어에 따라 상기 코일로 상용 교류전원을 인가하게 되는데, 이를 본 실시예에서는 회전공진형 모터로 입력전압 또는 구동전압을 입력하였다고 표현하기로 한다.

상기 먼지센서(10)는 수광부 및 발광부로 이루어진 광센서로 구성되는데 상기 발광부에서 조사된 광이 상기 수광부로 입력되는지 혹은 차단되는지 여부에 따라 상기 먼지센서(10)는 먼지의 양을 가늠하게 되며, 그 가늠된 바에 따라 상기 먼지센서(10)는 상기 제어부(30)로 먼지 감지신호를 출력한다.

상기 전원입력부(20)는 상기 권선된 코일에(La, Lb)로 전원을 인가하는 트라이액(Ta, Tb)으로 구성되는데, 이 때 상기 트라이액(Ta, Tb)은 상기 제어부(30)의 제어에 따라 상용 교류전원의 일정부분만을 상기 회전공진력 모터의 구동전압으로 인가한다.

즉, 상기 제어부(30)는 상기 먼지센서(10)에서 많은 양의 먼지가 감지될 경우 기준보다 많은 양의 구동전압이 상기 회전공진형 모터로 인가되도록 상기 전원입력부(20)를 제어하며, 적은 양의 먼지가 감지될 경우 기존보다 적은 양의 구동전압이 상기 회전공진형 모터로 인가되도록 한다.

도 4는 본 발명의 회전공진형 모터 제어시스템에 의해 인가되는 구동전압이 도시된 도이다.

즉, 상기 제어부(30)는 먼지가 많은 경우(A) 트라이액의 도통각(α)을 기준보다 작게 함으로서 큰 구동전압(빗금친 부분)이 상기 회전공진형 모터로 인가되도록 한다. 반대로 먼지가 작은 경우(B) 트라이액의 도통각(α)을 기준보다 크게 함으로서 적은 구동전압(빗금친 부분)이 상기 회전공진형 모터로 인가되도록 한다.

따라서, 본 발명에 의한 회전공진형 제어시스템은 공진주파수는 변화시키지 않고 모터의 파워만을 조절할 수 있어 브러쉬가 회전하는 진폭을 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명에 의한 회전공진형 모터 제어방법의 흐름이 도시된 도이다.

먼저, 제1 단계에서 상기 먼지센서는 청소기가 청소하고자 하는 구역의 먼지량을 감지한다. (S1)

제2 단계에서 상기 제어부는 상기 제1 단계에서 감지된 먼지량이 기준량보다 큰지 혹은 적은지를 확인한다. (S2)

만일, 제2 단계에서 감지된 먼지량이 기준량보다 큰 경우 제3 단계에서 상기 제어부는 상기 도통각을 작게 함으로서 보다 큰 크기의 구동전압이 전원입력부를 통해 상기 회전공진형 모터로 인가되도록 한다. (S3)

한편, 제2 단계에서 감지된 먼지량이 기준량보다 작은 경우 제4 단계에서 상기 제어부는 상기 도통각을 크게 함으로서 보다 작은 크기의 구동전압이 전원입력부를 통해 상기 회전공진형 모터로 인가되도록 한다. (S4)

상기와 같이 구성되는 본 발명의 회전공진형 모터 제어시스템 및 그 제어방법은 청소기 브러쉬에 장착되어 브러쉬 주변의 먼지를 감지하는 먼지센서와, 상기 청소기 브러쉬를 구동시키는 회전공진형 모터로 전원을 인가하는 전원입력부와, 상기 먼지센서에서 감지된 먼지의 양에 따라 상기 전원입력부에서 회전공진형 모터로 인가되는 전압의 크기를 조정하는 제어부로 구성되어 청소기에 장착되는 회전공진 형 모터의 공진주파수를 변화시키지 않고도 먼지량에 따라 파워만 조절함으로서 브러쉬가 회전하는 진폭을 제어할 수 있는 동시에 저소음 운전이 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 청소하고자 하는 영역의 먼지량을 감지하는 먼지센서;

   상기 감지된 먼지량에 따라, 청소기 브러쉬를 구동시키는 회전공진형 모터로 인가되는 구동전압의 크기가 조절되도록 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부의 제어에 따라, 상기 구동전압의 크기를 조절하여 상기 회전공진형 모터에 공급하는 전원입력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전공진형 모터 제어시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전원입력부는, 상기 제어부의 제어에 따라 도통각이 조절되면서, 상용 교류전원을 상기 구동전압으로 제공하는 트라이액을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전공진형 모터 제어시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 먼지센서는, 광센서의 수광부와 발광부로 구성되어, 청소기 흡입구 부분에 먼지가 통과함에 따라 빛이 차단되는 정도에 따라 상기 먼지량을 감지하는 것을 특징으로 하는 회전공진형 모터 제어시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 감지된 먼지량에 대응하여, 상기 트라이액의 도통각이 조절되도록 상기 전원입력부를 제어하는 것을 특징으로 하는 회전공진형 모터 제어시스템.
5. 청소기 브러쉬 주변의 먼지량을 감지하는 단계; 및

   상기 감지된 먼지량에 따라 상기 브러쉬를 구동시키는 회전 공진형 모터로 인가되는 구동전원의 크기를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전공진형 모터 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 구동전원의 크기를 조절하는 단계는,

   상기 감지된 먼지량에 따라 상기 회전공진형 모터로 상용 교류전원을 상기 구동전압으로 인가하는 트라이액의 도통각을 조절하는 단계; 및

   상기 도통각이 조절됨에 따라 상기 회전공진형 모터로 크기가 조절된 구동전압이 인가되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전공진형 모터의 제어방법.

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