KR100794598B1

KR100794598B1 - 세탁기 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR100794598B1
Application number: KR1020060079475A
Authority: KR
Inventors: 임성혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-22
Filing date: 2006-08-22
Publication date: 2008-01-14

Abstract

세탁기 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 세탁기 및 그 제어 방법은 세탁기의 운전률 또는 회전 속도 등에 손실이 발생하지 않으면서도 IPM의 과열을 효과적으로 방지하여 세탁기의 성능 향상을 꾀하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 세탁기는, 모터와; 모터에 전력을 공급하는 전력 공급 장치와; 전력 공급 장치를 냉각시키기 위한 팬과; 전력 공급 장치의 온도가 미리 설정된 온도 이상일 때 팬을 운전하여 전력 공급 장치가 냉각되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

세탁기 및 그 제어 방법{WASHING MACHINE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 세탁기의 제어 계통을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 세탁기의 제어 방법을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 세탁기의 제어 계통을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 세탁기의 제어 방법을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

102, 302 : 브러시리스 직류 모터

106, 306 : 홀 센서

108, 308 : 속도 검출부

112, 312 : 제어부

114, 314 : 구동부

116, 316 : IPM(전력 공급 장치)

118, 318 : 방열 판

120, 320 : 직류 전원부

122, 322 : 팬

310 : 온도 검출부

본 발명은 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 모터를 제어하기 위한 IPM(Intelligent Power Module)을 구비하는 세탁기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

세탁기의 회전조를 회전시킬 때 그 회전 속도를 가변시키기 위한 수단으로서 브러시리스 직류 모터(BLDC motor)와 같은 인버터 타입의 모터를 이용하는데, 인버터 타입의 모터를 구동하기 위해서는 IPM(Intelligent Power Module)이라 불리는 전력 공급 장치가 사용된다. 상용 교류 전원이 직류로 변환된 것을 이 IPM이 펄스 신호 형태의 다상 교류 전원으로 변환하여 모터에 공급한다.

IPM은 전력 공급 장치이기 때문에 세탁이 진행되는 동안 즉 모터가 구동하는 동안 많은 양의 전류 구동으로 인하여 발열하게 된다. 이 때문에 IPM에는 냉각을 위한 방열 판(heat sinker)이 부착되지만, 방열 판을 통한 냉각 효과는 그다지 크지 않다.

세탁기에서 IPM의 냉각이 진지하게 고려되어야 하는 이유는 IPM의 온도가 세탁기의 운전률에 큰 영향을 미치기 때문이다. 세탁기의 운전률은 세탁기의 운전 시간에 대한 모터가 실제로 회전하는 시간의 비율을 의미한다. 예를 들면, 세탁기 운전 시 모터가 일방향으로 4초간 회전하고 6초간 정지한 다음 다시 반대 방향으로 회전할 때의 운전률은 4/(4+6)*100=40[%]이다. 운전률이 높을수록 세탁 시간을 단축시킬 수 있고, 세탁 성능은 향상된다. 이와 같이, 모터를 제어하기 위해 IPM을 구비하는 세탁기에서 IPM의 온도는 곧 세탁기의 성능 향상에 밀접한 영향을 미치기 때문에 IPM의 온도를 낮추는 것은 매우 중요하다.

본 발명에 따른 세탁기 및 그 제어 방법은 세탁기의 운전률 또는 회전 속도 등에 손실이 발생하지 않으면서도 IPM의 과열을 효과적으로 방지하여 세탁기의 성능 향상을 꾀하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적의 본 발명에 따른 세탁기는, 모터와; 모터에 전력을 공급하는 전력 공급 장치와; 전력 공급 장치를 냉각시키기 위한 팬과; 전력 공급 장치의 온도가 미리 설정된 온도 이상일 때 팬을 운전하여 전력 공급 장치가 냉각되도록 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 상술한 제어부는, 세탁기의 운전 시 전력 공급 장치의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승할 것으로 예상되는 고온 예상 구간에서 팬이 운전하도록 제어한다.

또한, 상술한 고온 예상 구간의 데이터는 세탁기의 생산 단계에서 미리 확보되어 제어부에 제공된다.

또한, 상술한 전력 공급 장치의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부를 더 포 함하고; 제어부는 온도 검출부를 통해 검출되는 전력 공급 장치의 온도가 미리 설정된 온도 이상이 되면 팬이 운전하도록 제어한다.

또한, 상술한 전력 공급 장치는 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 아이피엠(IPM)이다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 세탁기의 제어 방법은, 모터와, 모터에 전력을 공급하는 전력 공급 장치와, 전력 공급 장치를 냉각시키기 위한 팬을 포함하는 세탁기에 있어서, 세탁기를 운전하고; 세탁기가 운전하는 동안 전력 공급 장치의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승할 것으로 예상되는 고온 예상 구간에서 팬을 운전하여 전력 공급 장치를 냉각시킨다.

상술한 목적의 본 발명에 따른 또 다른 세탁기의 제어 방법은, 모터와, 모터에 전력을 공급하는 전력 공급 장치와, 전력 공급 장치를 냉각시키기 위한 팬과, 전력 공급 장치의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부를 포함하는 세탁기에 있어서, 세탁기를 운전하고; 세탁기가 운전하는 동안 전력 공급 장치의 온도를 검출하며; 전력 공급 장치의 온도가 미리 설정된 온도 이상으로 상승하면 팬을 운전하여 전력 공급 장치를 냉각시킨다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 세탁기의 제어 계통을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 직류 전원부(120)는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류한다. 정류된 직류 전원은 IPM(116)의 스위칭 동작에 의해 펄스 신호 형태의 3상 교류 전원으로 변환된다. 이 3상 교류 전원은 브러시리스 직류 모터(102)를 구동하는데 이용된다. IPM(116)은 전력 공급 장치로서, 다수의 대전력용 스위칭 소자로 구성된다. 따라서 동작하는 동안 많은 양의 전류가 흐르기 때문에 발열량도 상당히 크다. 이 열을 발산하기 위해 IPM(116)에는 방열 판(118)이 마련된다.

IPM(116)의 스위칭 동작은 제어부(112)와 구동부(114)에 의해 이루어진다.

즉 제어부(112)에서 브러시리스 직류 모터(102)의 제어에 필요한 제어 신호를 발생시켜 구동부(114)를 제어하면, 구동부(114)에서는 제어부(112)의 제어 신호에 대응되는 구동 신호를 발생시켜 IPM(116)에 제공함으로써 IPM(116)의 각 스위칭 소자들이 온/오프되도록 한다. 제어부(112)의 제어 신호는 속도 검출부(108)를 통해 검출되는 브러시리스 직류 모터(102)의 현재 속도가 외부로부터 입력되는 속도 명령을 추종하도록 브러시리스 직류 모터(102)를 제어하기 위한 것이다.

본 발명에서는 방열 판(118)의 냉각 작용을 돕기 위해 별도의 팬(122)이 더 구비된다. 이 팬(122)은 방열 판(118)을 냉각시키면서 IPM(116)도 함께 냉각시키도록 설치하는 것이 바람직하다. 도 1의 제어부(112)는, 세탁과 헹굼, 탈수, 건조 등으로 대표되는 세탁기의 일련의 행정들이 실시되는 동안 IPM(116)의 발열량이 미리 설정된 양을 초과할 것으로 예상될 때 팬(122)을 운전하여 방열 판(118)의 냉각 작용을 돕도록 한다.

IPM(116)의 발열량이 미리 설정된 수준을 초과할 것으로 예상되는 운전 구간 즉 고온 예상 구간에 대한 정보는 제어부(112)에 미리 마련되어 저장된다. 즉, 세탁기를 개발할 때 팬(122)을 사용하지 않으면서 세탁기를 다양한 모드에서 실제로 운전해 보고, IPM(116)의 발열량이 지나치게 커서 팬(122)을 이용한 냉각이 추가적으로 필요하다고 판단되는 운전 구간 즉 고온 예상 구간에 대한 데이터를 미리 확보해 두고, 이 데이터를 제어부(112)의 제어 프로그램이 참조할 수 있도록 제어부(112)의 내부 메모리 또는 별도의 외부 메모리에 룩 업 테이블 형태로 저장해 둔다. 이후 제품이 판매되어 실제로 사용될 때 룩 업 테이블 형태로 미리 마련해 둔 데이터를 참조하여 해당 운전 구간에서 팬(122)을 이용한 추가 냉각을 실시함으로써 IPM(116)의 과열을 방지한다.

IPM(116)의 과열이 예상되는 운전 구간에서 팬(122)을 이용한 추가 냉각을 통해 IPM(116)의 과열을 방지함으로써 브러시리스 직류 모터(102)의 운전률이나 회전 속도를 낮출 필요가 없기 때문에 세탁기의 성능 저하는 초래되지 않는다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 세탁기의 제어 방법을 나타낸 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제어부(112)는 사용자가 설정한 세탁 코스에 준하는 세탁과 헹굼, 탈수, 건조 등으로 대표되는 일련의 행정들이 실시되도록 세탁기의 동작 전반을 제어한다(202). 세탁 코스가 진행되는 동안 제어부(112)는 현재 진행되고 있는 운전 구간이 고온 예상 구간 즉 IPM(116)의 발열량이 미리 설정된 수준을 초과할 것으로 예상되는 구간인지를 판단한다(204). 만약 현재 진행되고 있는 운전 구간이 고온 예상 구간이면(204의 ‘예’) 팬(122)을 운전하여 방열 판(118)의 IPM(116) 냉각 작용을 돕도록 한다(206). 이와 같은 팬(122)의 운전을 통한 IPM(116) 냉각은 고온 예상 구간을 통과할 때까지 즉 고온 예상 구간의 운전을 마칠 때까지 계속한다. 만약 세탁기의 운전이 고온 예상 구간을 통과하면(208의 ‘예’) 팬(122)의 운전을 정지한다(210). 세탁기의 운전이 고온 예상 구간을 통과하면 팬(122)의 운전을 정지하는 것은 팬(122)의 불필요한 운전에 따른 전력 소비를 줄이기 위함이다. 이후 설정된 세탁 코스가 완료되면 세탁기의 운전을 종료한다(212). 즉, 고온 예상 구간을 판단하고 그 고온 예상 구간에서 팬(122)을 운전하는 것은 설정된 세탁 코스가 진행되는 동안 계속 이루어진다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 세탁기의 제어 계통을 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 직류 전원부(320)는 상용 교류 전원을 직류 전원으로 정류한다. 정류된 직류 전원은 IPM(316)의 스위칭 동작에 의해 펄스 신호 형태의 3상 교류 전원으로 변환된다. 이 3상 교류 전원은 브러시리스 직류 모터(302)를 구동하는데 이용된다. IPM(316)은 전력 공급 장치로서, 다수의 대전력용 스위칭 소자로 구성된다. 따라서 동작하는 동안 많은 양의 전류가 흐르기 때문에 발열량도 상당히 크다. 이 열을 발산하기 위해 IPM(316)에는 방열 판(318)이 마련된다.

IPM(316)의 스위칭 동작은 제어부(312)와 구동부(314)에 의해 이루어진다.

즉 제어부(312)에서 브러시리스 직류 모터(302)의 제어에 필요한 제어 신호를 발생시켜 구동부(314)를 제어하면, 구동부(314)에서는 제어부(312)의 제어 신호에 대응되는 구동 신호를 발생시켜 IPM(316)에 제공함으로써 IPM(316)의 각 스위칭 소자들이 온/오프되도록 한다. 제어부(312)의 제어 신호는 속도 검출부(308)를 통 해 검출되는 브러시리스 직류 모터(302)의 현재 속도가 외부로부터 입력되는 속도 명령을 추종하도록 브러시리스 직류 모터(302)를 제어하기 위한 것이다.

본 발명에서는 방열 판(318)의 냉각 작용을 돕기 위해 별도의 팬(322)이 더 구비된다. 이 팬(322)은 방열 판(318)을 냉각시키면서 IPM(316)도 함께 냉각시키도록 설치하는 것이 바람직하다. 도 3의 제어부(312)는, 온도 검출부(310)를 통해 IPM(316)의 온도(T1)를 검출하여 그 온도(T1)가 미리 설정된 온도 이상이면 팬(322)을 운전하여 방열 판(318)의 냉각 작용을 돕도록 한다. 즉, 사용자의 설정에 따라 세탁기가 실제로 운전하는 동안 IPM(316)의 발열 정도를 실시간으로 검출하여 팬(322)을 이용한 냉각이 필요하다고 판단되면 팬(322)을 이용한 추가 냉각을 실시함으로써 IPM(316)의 과열을 방지한다.

IPM(316)의 발열 정도가 미리 설정된 수준 이상인 동안 팬(322)을 이용한 추가 냉각을 통해 IPM(316)의 과열을 방지함으로써 브러시리스 직류 모터(302)의 운전률이나 회전 속도를 낮출 필요가 없기 때문에 세탁기의 성능 저하는 초래되지 않는다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 세탁기의 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 제어부(312)는 사용자가 설정한 세탁 코스에 준하는 세탁과 헹굼, 탈수, 건조 등으로 대표되는 일련의 행정들이 실시되도록 세탁기의 동작 전반을 제어한다(402). 세탁 코스가 진행되는 동안 제어부(312)는 온도 검출부(310)를 통해 검출되는 IPM(316)의 현재 온도(T1)를 검출한다(404). 만약 IPM(316)의 현재 온도(T1)가 미리 설정된 온도 이상이면(406의 ‘예’) 팬(322)을 운전하여 방열 판(318)의 IPM(316) 냉각 작용을 돕도록 한다(408). 이와 같은 팬(322)의 운전을 통한 IPM(316) 냉각은 IPM(316)의 현재 온도(T1)가 설정 온도보다 낮아질 때까지 계속한다. 만약 IPM(316)의 현재 온도(T1)가 설정 온도보다 낮아지면(410의 ‘예’) 팬(322)의 운전을 정지한다(412). IPM(316)의 발열 정도가 일정 수준 이상일 때에만 제한적으로 팬(322)을 운전하는 것은 팬(322)의 불필요한 운전에 따른 전력 소비를 줄이기 위함이다. 이후 설정된 세탁 코스가 완료되면 세탁기의 운전을 종료한다(414). 즉, IPM(316)의 현재 온도(T1)를 검출하여 팬(322)을 운전하는 것은 설정된 세탁 코스가 진행되는 동안 계속 이루어진다.

본 발명에 따른 세탁기 및 그 제어 방법은 세탁기의 운전률 또는 회전 속도 등에 손실이 발생하지 않으면서도 IPM의 과열을 효과적으로 방지하여 세탁기의 성능 향상시킨다.

Claims

모터와;

상기 모터에 전력을 공급하고, 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 아이피엠(IPM)인 전력공급장치와;

상기 전력 공급 장치를 냉각시키기 위한 팬과;

상기 전력 공급 장치의 온도가 미리 설정된 온도 이상일 때 상기 팬을 운전하여 상기 전력 공급 장치가 냉각되도록 제어하는 제어부를 포함하는 세탁기.
제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,

상기 세탁기의 운전 시 상기 전력 공급 장치의 온도가 상기 미리 설정된 온도 이상으로 상승할 것으로 예상되는 고온 예상 구간에서 상기 팬이 운전하도록 제어하는 세탁기.
제 2 항에 있어서,

상기 고온 예상 구간의 데이터가 상기 세탁기의 생산 단계에서 미리 확보되어 상기 제어부에 제공되는 세탁기.
제 1 항에 있어서,

상기 전력 공급 장치의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부를 더 포함하고;

상기 제어부는 상기 온도 검출부를 통해 검출되는 상기 전력 공급 장치의 온 도가 상기 미리 설정된 온도 이상이 되면 상기 팬이 운전하도록 제어하는 세탁기.
삭제
모터와, 상기 모터에 전력을 공급하고 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 아이피엠(IPM)인 전력공급장치와, 상기 전력 공급 장치를 냉각시키기 위한 팬을 포함하는 세탁기의 제어 방법에 있어서,

상기 세탁기를 운전하고;

상기 세탁기가 운전하는 동안 상기 전력 공급 장치의 온도가 상기 미리 설정된 온도 이상으로 상승할 것으로 예상되는 고온 예상 구간에서 상기 팬을 운전하여 상기 전력 공급 장치를 냉각시키는 세탁기의 제어 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 고온 예상 구간의 데이터가 상기 세탁기의 생산 단계에서 미리 확보되어 상기 제어부에 제공되는 세탁기의 제어 방법.
모터와, 상기 모터에 전력을 공급하고 상기 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 아이피엠(IPM)인 전력공급장치와, 상기 전력 공급 장치를 냉각시키기 위한 팬과, 상기 전력 공급 장치의 온도를 검출하기 위한 온도 검출부를 포함하는 세탁기의 제어 방법에 있어서,

상기 세탁기를 운전하고;

상기 세탁기가 운전하는 동안 상기 전력 공급 장치의 온도를 검출하며;

상기 전력 공급 장치의 온도가 상기 미리 설정된 온도 이상으로 상승하면 상기 팬을 운전하여 상기 전력 공급 장치를 냉각시키는 세탁기의 제어 방법.