KR100634801B1 - 세탁기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기 제어방법에 관한 것으로서, 구비된 다수 주권선의 연결상태에 따라 회전속도를 가변시키는 유도 모터로 구동되는 세탁기의 제어방법에 있어서, 상기 세탁기의 탈수행정 시, 상기 모터를 저속으로 회전시켜 초기저속탈수행정을 수행하는 단계와, 상기 저속탈수행정 수행 후 일정시간 경과 시, 상기 모터를 고속으로 회전시켜 고속탈수행정을 수행하는 단계와, 상기 고속탈수행정 수행 후 일정시간 경과 시, 상기 모터의 회전속도를 강하시켜 저속탈수행정을 수행하는 단계를 포함하며, 모터의 효율이 높은 영역에서 탈수행정을 수행함으로써 모터의 회전시 발생하는 진동 및 소음을 개선하고 소비 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.

유도 모터, 릴레이, 탈수행정

Description

세탁기 제어방법{Washing machine controlling method}

도 1은 일반적인 펄세이터 세탁기의 내부가 도시된 단면도이다.

도 2는 일반적인 2극-4극 변환 단상 유도 모터의 구조도이다.

도 3은 본 발명에 의한 탈수행정의 순서도이다.

도 4는 본 발명에 따른 세탁기 모터에 권선이 장착된 회로를 나타내는 회로도이다.

도 5는 본 발명에 따른 모터 권선의 직,병렬 연결상태를 나타내는 회로도이다.

도 6은 본 발명에 따른 정,역회전용 권선이 장착된 모터를 나타내는 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100 : 제1 주권선 200 : 제2 주권선 110 : 제1 보조권선

210 : 제2 보조권선 300 : 릴레이

본 발명은 세탁기 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유도 모터로 구동되는 세탁기에 있어서, 상기 세탁기의 탈수행정시 저속탈수행정을 시작하고 일정시간 경과 후 고속탈수행정으로 전환하고, 그로부터 일정시간 경과 후 다시 저속탈수행정으로 전환되도록 하여, 상기 탈수행정이 모터의 효율이 높은 영역에서 수행되도록 하는 세탁기 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세제의 유화 작용 및 세탁날개의 회전에 따른 수류의 마찰작용 및 펄세이터가 세탁물에 가하는 충격작용 등을 이용하여 의복, 침구 등에 부착된 각종 오염물질을 제거하는 제품으로서, 이는 구조에 따라 세탁봉식, 펄세이터식, 드럼식으로 분류할 수 있다.

상기 펄세이터식 세탁기를 구동하는 방법으로는 구동 모터의 회전동력을 동력전달용 벨트 및 풀리등을 개재하여 세탁축으로 전달하여 펄세이터를 회전시키거나 탈수축으로 전달하여 탈수조를 회전시키는 방식과, 브러쉬리스(BLDC)모터의 속도제어에 의해 세탁조겸 탈수조를 세탁 및 탈수시 다른 속도로 회전시키는 방법등이 있다.

도 1은 일반적인 펄세이터 세탁기의 내부가 도시된 단면도이며, 상기 펄세이터식 세탁기의 구조 및 동작방법을 도 1과 관련하여 설명하면 다음과 같다.

펄세이터 세탁기는 세탁을 위한 세탁수를 저수하는 외조(1)가 고정 설치되고, 상기 외조(1)의 내부에 세탁물이 담겨지는 세탁조(2)가 회전 가능하도록 설치 되어 있다. 또한 상기 세탁조(2)의 바닥에 펄세이터(3)가 설치되어 있다.

상기 외조(1)의 아래쪽에는 상기 세탁조(2) 및 펄세이터(3)을 회전시키는 모터가 설치되어 있으며, 상기 모터의 구동력을 상기 세탁조(2) 또는 펄세이터(3)를 선택적으로 회전시킬 수 있도록 하는 구동부(6)가 설치되어 있다.

상기와 같은 구조에 의해 상기 세탁기가 세탁행정을 수행하는 경우에는 상기 모터에 의해 발생된 회전력을 상기 세탁축(4)에 전달하여 펄세이터(3)를 회전시키도록 상기 구동부(6)가 동작하여, 상기 펄세이터(3)가 회전을 하여 세탁수를 유동시킴으로써 상기 세탁행정을 수행한다.

한편, 탈수행정의 경우에는 상기 모터에 의해 발생한 회전력을 상기 세탁축(4)과 탈수축(5)에 전달하여 상기 세탁조(2) 및 펄세이터(3)를 동시에 회전시키도록 상기 구동부(6)가 동작하고, 상기와 같은 동작에 의해 세탁조(2) 및 펄세이터(3)가 고속회전됨으로써 상기 탈수행정을 수행하게 된다.

일반적으로 세탁기의 탈수행정은 세탁행정의 경우보다 빠른 속도로 탈수조 및 세탁판을 회전시키며, 이는 세탁 및 헹굼 행정이 끝난 후 세탁물에 포함된 수분을 제거하기 위해 상기 탈수조를 고속으로 회전시켜 원심력에 의해 수분 성분이 밖으로 배출되도록 하는 것이다.

그러나 상기와 같은 모터의 고속 회전에 의한 탈수행정의 경우에 세탁물이 손상될 수 있고, 세탁물의 뭉침현상에 의한 편심량이 증가하는 경우 탈수행정이 제대로 진행되지 않거나, 상기 탈수행정동안 소음 및 진동이 크게 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 경우에 상기 탈수행정시 모터의 속도를 조절하여 저속 및 고속탈수의 단계를 나누어서 상기 탈수행정을 진행하는 방식을 채택하였으며, 이를 위해서는 모터의 속도를 제어하는 수단을 필요로 하였다.

일반적으로 모터의 속도를 조절하기 위한 수단으로써, 3상 전동기에 인버터 회로를 부가하거나 별도의 구동 드라이버 회로등을 사용하였고, 이에 비해 상대적으로 생산 단가가 낮은 모터의 속도 조절 장치로서는 극수 변환형 단상 유도 모터가 사용되며, 일반적으로 쓰이는 2극-4극 변환 단상 유도 모터는 도 2에 도시된 바와 같다.

도 2를 참조하여 상기 극수 변환 모터를 설명하면, 고정자의 슬롯에 권선된 2극 주권선(11a, 11b), 2극 보조권선(12a, 12b), 4극 주권선(13a, 13b, 13c, 13d), 4극 보조권선(14a, 14b, 14c, 14d) 등 4개의 권선으로 이루어져 있다. 상기한 극수 변환형 단상 유도 모터는 2극 운전시에 2극 주권선과 2극 보조권선을 이용하여 모터를 구동하고, 4극 운전시에는 4극 주권선과 4극 보조권선을 사용하여 모터를 구동하고 있다.

그러나, 상기한 종래 기술에 의한 극수 변환형 모터에 따르면, 극수 변환을 위해 4개의 권선을 사용함에 따라 슬롯의 단면적이 증가하여 고정자의 철손증가로 인한 모터의 효율이 떨어지고, 이에 따라 전력이 낭비되는 문제점이 있었으며 이는 세탁기 전체의 효율성을 떨어뜨리고 전력 소비를 크게하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 단가가 적고 효율적인 속도 가변형 모터를 구현하고, 상기 모터를 이용하여 상기 세탁기의 탈수행정시 저속탈수행정과 고속탈수행정을 교대로 전환하여 모터의 효율이 높은 영역에서 탈수행정을 수행하고, 이에 따라 모터의 회전시 발생하는 진동 및 소음을 개선하고 소비 전력을 저감할 수 있는 세탁기 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 세탁기의 제어방법은 구비된 다수 주권선의 연결상태에 따라 회전속도를 가변시키는 유도 모터로 구동되는 세탁기의 제어방법에 있어서, 상기 세탁기의 탈수행정 시, 상기 모터를 저속으로 회전시켜 초기저속탈수행정을 수행하는 단계와, 상기 저속탈수행정 수행 후 일정시간 경과 시, 상기 모터를 고속으로 회전시켜 고속탈수행정을 수행하는 단계와, 상기 고속탈수행정 수행 후 일정시간 경과 시, 상기 모터의 회전속도를 강하시켜 저속탈수행정을 수행하는 단계를 포함한다.

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

본 발명에 의한 세탁기 제어방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 초기저속탈수행정단계는 세탁기의 탈수행정이 시작되면 모터는 저속으로 회전하여 상기 세탁기의 저속탈수행정을 일정 시간동안 수행(S1)하며, 고속탈수행정단계는 상기 저속탈수행정이 일정시간이 경과하였는지 판단(S2)하여 경과하였다고 판단된 경우에는 고속탈수행정을 수행(S3)하기 위해 모터를 고속으로 회전시키게 된다.

상기 일정시간이 경과하였는지 판단(S2)하기 위해서는 상기 세탁기 내부에 타이머(미도시)를 부가하여 구성할 수 있으며, 또한 세탁물의 양에 따라 상기 저속 및 고속탈수 행정에 필요한 시간을 조절하기 위해 상기 세탁물의 양을 감지하고 이에 따라 상기 타이머를 제어하여 상기 일정시간을 조절하는 제어부(미도시)를 부가하여 구성하여, 세탁물의 양에 따른 최적의 탈수행정이 수행되도록 할 수 있다.

고속탈수행정단계에서 상기 타이머는 상기 세탁기의 초기저속탈수행정 시작(S1) 후 일정시간이 경과되었는지 판단(S2)하여, 아직 경과되지 아니하였다고 판단된 경우에는 상기 세탁기는 저속탈수행정(S1)을 그대로 유지하고 일정시간이 경과될 때까지 대기하는 과정을 거치며, 상기 일정시간이 경과하였다고 판단되는 경우에는 상기 모터를 고속으로 회전시켜 고속탈수행정을 수행한다.

저속탈수행정단계에서 상기 타이머는 고속탈수행정이 시작(S3)된 후 일정시간이 경과되었는지를 판단(S4)하게 되고, 고속탈수행정단계에서와 마찬가지로 일정시간이 경과되지 않은 경우에는 고속탈수행정(S3)을 계속 유지하게 되며, 일정시간이 경과되었다고 판단된 경우에는 다시 상기 모터를 저속으로 회전시켜 저속탈수행정이 수행(S5)되도록 한다.

도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 상기 세탁기 모터의 권선 및 릴레이가 연결된 회로를 나타낸 도이다.

상기 모터의 회전속도를 고속 및 저속으로 전환하기 위해서는 상기 모터의 권선에 인가되는 전압의 크기를 전환하는 수단을 구현하여 이를 수행할 수 있으며, 특히 도 4에 도시된 방법은 모터에 장착되는 권선의 직,병렬 연결의 절환을 통해 상기 모터의 권선에 인가되는 전원의 크기를 전환할 수 있다.

상기 직,병렬 연결의 절환을 통해 모터의 권선에 인가되는 전원의 크기를 전환하는 회로는 상기 모터의 고정자에 장착되는 제1 주권선(100), 제2 주권선(200)과 상기 두 개의 권선의 연결이 직렬, 병렬 연결로 상호 전환될 수 있도록 두 권선 사이에 연결된 릴레이(300)를 부가하여 구성된다.

상기 제1,2 주권선은 각각 극을 형성하도록 장착되어 있으며, 상기 두 개의 권선은 이들이 형성하는 극의 개수에 따라 다수의 극을 갖는 모터로 각각 구분될 수 있다. 특히 도 4와 같은 실시예에서는 각 권선당 세 개의 극을 형성하므로 6극 모터가 된다.

상기 릴레이(300)는 box1과 box2 내부의 연결기판의 연결 상태를 제어하여 상기 두 개의 권선이 직렬 또는 병렬 연결이 되도록 이를 제어할 수 있는데, 상기 권선이 병렬 연결되어야 할 경우에는 box1 내부의 연결기판이 a와 b가 연결되도록 하고, box2 내부의 연결기판은 c와 d가 연결되도록 제어한다. 또한, 상기 권선이 직렬 연결되어야 할 경우에는 릴레이가 box1의 a와 box2의 d가 연결되도록 상기 box1, box2를 제어함으로써 모터의 권선의 직, 병렬 상태를 전환할 수 있다.

도 5a,b는 상기 권선의 직,병렬연결 상태를 나타낸 회로도이며, 본 실시예에서 인가되는 전원(E1)이 220V인 경우, 두 개의 권선 각각에 분배되는 전압의 크기는 상기 릴레이의 제어를 통해 상기 두 권선의 직렬, 병렬 연결 상태에 따라 변화하는데, 도 5a에 나타난 바와 같이 상기 두 권선이 병렬로 연결되어 있는 경우에는 제1주권선(100)과 제2주권선(200)에 각각 220V의 전압이 걸리게 된다. 그러나 도 5b에 나타난 바와 같이 상기 두 권선이 직렬로 연결되어 있는 경우에는 전압은 각각 110V가 된다.

상기와 같이 각 권선에 인가되는 전원의 크기가 변화함으로써, 각 권선으로 흐르는 전류의 크기가 변화하게 되고, 이에 따라 발생하는 자기장의 세기 변화는 상기 모터의 회전자에 유도 전류가 생기도록 하는데, 상기 회전자에 유도되는 전류는 상기 회전자가 회전을 할 수 있도록 회전 토크를 발생시키게 된다.

상기 회전 토크는 모터에 인가되는 전원전압의 제곱에 비례하는데, 상기 두 권선이 병렬 연결된 경우에는 각 권선에 분배되는 전압의 크기가 크기 때문에, 직렬로 연결되었을 때보다 상대적으로 큰 회전토크가 발생하게 되고, 이는 두 권선이 병렬 연결되었을 때 상기 모터가 고속으로 회전하게 되고, 직렬 연결되었을 때 모터가 저속으로 회전하게 되는 것을 의미한다.

한편, 상기 모터는 보조권선이 추가로 장착되여 상기 모터가 역회전하도록 할 수 있으며, 이를 도 6과 관련하여 상세히 설명한다.

도 6은 제1 보조권선(110)과 제2 보조권선(210)을 상기 주권선과 병렬로 연 결하여 구성한 회로도이며, 상기 모터의 정, 역회전을 제어하는 수단으로는 스위치(SW1)가 사용된다. 도 6과 같이 상기 스위치(SW1)가 u지점에 연결되어 주권선(100,200)과 연결되면 상기 모터는 정회전을 하며, 상기 스위치(SW1)가 v지점에 연결되어 보조권선(210,220)과 연결되면 상기 모터는 역회전을 하게 된다.

또한 상기 보조권선(110,210)은 릴레이(310)로 연결되어 상기 모터의 정회전때와 마찬가지로 상기 릴레이에 의해 상기 보조권선이(110,210) 직렬 또는 병렬 연결이 상호 전환되어 역회전의 속도를 가변할 수 있다.

본 발명에 따른 세탁기 제어방법은 세탁기의 세탁행정 시, 모터에 구비된 다수의 주권선 및 보조권선의 연결상태가 직렬 또는 병렬상태로 절환되어, 상기 모터의 회전속도를 다단계로 가변 제어하는 단계를 더 포함한다. 이는 상기와 같은 릴레이의 동작에 의해, 상기 세탁기의 세탁, 헹굼 또는 탈수행정에 있어서 상기 주권선 및 보조권선의 직, 병렬 연결상태를 절환함으로써 상기 세탁기의 모터의 속도를 2단계 이상의 다단계로 제어할 수 있다.

발명의 제 2실시예에 따르면, 상기 세탁기는 상기 탈수행정 이전에 수행되는 세탁행정에 있어서, 상기 탈수행정때와 마찬가지로 상기 모터로 인가되는 전압의 크기를 강하하여 모터의 회전 속도를 낮춤으로써 소프트한 세탁이 이루어지도록 할 수 있는데, 이러한 세탁행정을 상기 탈수행정의 초기단계에 부가하여 구성할 수 있다.

세탁행정에서 소프트한 세탁을 위해 전압을 강하하는 방법으로서 상기와 같이 모터에 장착되는 권선의 직,병렬 연결상태의 절환을 통해서 구현할 수 있으며, 상기와 같은 소프트한 세탁행정방식을 상기 세탁기에 전용 코스로 설정되도록 입력하여, 사용자가 외부에서 상기 코스를 선택시 기설정된 소프트한 세탁행정이 이루 어 지도록 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 세탁기 제어방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 상기 모터의 속도 조절은 탭권선 방식 또는 위상제어방식 등이 이용될 수 있는 등, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 세탁기 제어방법은 모터에 장착되는 권선의 직,병렬 연결의 절환을 통해 모터의 속도를 조절하여 저속 및 고속 탈수행정을 번갈아 수행하므로, 모터의 급격한 고속회전으로 인한 옷감의 손상을 방지하고 탈수시 세탁물의 뭉침현상을 감소시킬 수 있으며, 모터의 효율이 높은 영역에서 탈수행정을 수행함으로써 모터의 회전시 발생하는 진동 및 소음을 개선하고 소비 전력을 저감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 구비된 다수 주권선의 연결상태에 따라 회전속도를 가변시키는 유도 모터로 구동되는 세탁기의 제어방법에 있어서,

   상기 세탁기의 탈수행정 시, 상기 모터를 저속으로 회전시켜 초기저속탈수행정을 수행하는 단계와;

   상기 저속탈수행정 수행 후 일정시간 경과 시, 상기 모터를 고속으로 회전시켜 고속탈수행정을 수행하는 단계와;

   상기 고속탈수행정 수행 후 일정시간 경과 시, 상기 모터의 회전속도를 강하시켜 저속탈수행정을 수행하는 단계를 포함하는 세탁기 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 고속탈수행정단계 및 저속탈수행정단계는 상기 모터에 장착된 제1주권선과 제2주권선의 연결상태가 직렬 또는 병렬상태로 절환되어, 상기 모터의 회전속도를 고속 또는 저속으로 가변시키는 것을 특징으로 하는 세탁기 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 모터는 상기 제1주권선과 제2주권선이 병렬로 연결된 경우 고속으로 회전되고, 상기 제1주권선과 제2주권선이 직렬로 연결된 경우 저속으로 회전되는 것을 특징으로 하는 세탁기 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 세탁기의 세탁행정 시, 상기 모터에 구비된 다수의 주권선 및 보조권선의 연결상태가 직렬 또는 병렬상태로 절환되어, 상기 모터의 회전속도를 다단계로 가변 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기 제어방법.
5. 삭제

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