KR100794599B1 - 세탁기의 모터 제어방법 및 이를 적용한 세탁기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기 운전시 세탁물 부하량의 크기에 따라 회전조의 진동을 센싱하기 위한 파라미터를 다르게 선택하여 보다 정밀하게 회전조의 진동을 센싱하여 모터를 제어하는 방법에 대한 발명이다.

이를 위하여 본 발명은 세탁기 운전시 세탁 부하량을 감지하고, 감지된 부하량을 설정값과 비교하여 상기 부하량이 설정값 미만인 경우에는 모터의 회전속도에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어하고, 부하량이 설정값 이상인 경우에는 모터의 입력전류에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어함으로써 부하량에 구애되지 않고 회전조의 진동을 보다 정밀하게 센싱하여 모터를 제어할 수 있도록 한다.

Description

세탁기의 모터 제어방법 및 이를 적용한 세탁기{Motor Control Method of Washing Machine and Washing Machine Using the Method}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 구성을 나타낸 블럭도이다.

도 2의 a는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 모터 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

도 2의 b는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 모터 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10: 제어부 20: 부하감지부

40: 모터 구동부 50: 모터

60: 전류감지부 70: 속도감지부

본 발명은 세탁기에 사용되는 모터의 제어방법 및 이를 적용한 세탁기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세탁물 부하량의 크기에 따라 회전조의 진동을 감지하 기 위한 파라미터를 다르게 선택함으로서 보다 정밀하게 회전조의 진동을 감지하여 모터를 제어하는 방법에 대한 발명이다.

세탁기는 내부에 구비된 회전조와 상기 회전조를 구동하는 모터 및 상기 모터의 회전력을 회전조에 전달하기 위한 동력전달부재를 주요 구성요소로 구비하며, 모터의 회전력을 이용하여 세탁코스 또는 행정별로 기 설정된 속도로 회전조를 회전시킴으로써 세탁, 헹굼 및 탈수 행정을 수행하는 기기이다.

상기 각 행정에서 회전조가 회전하는 경우에 회전조에 투입된 부하가 특정 위치에 편재되면 편심 하중에 의하여 회전조의 진동이 발생하게 되고, 그 결과 소음발생 및 제품의 신뢰성이 저하되는 문제가 발생하므로 회전조의 진동을 센싱하여 진동을 저감시키는 방법이 요구된다.

이를 위하여 종래기술은 회전조의 모터에 입력되는 토크 성분의 전류를 검출하여 회전조 진동의 크기를 판단하고 이를 기초로 하여 진동이 저감되도록 모터의 입력전류를 제어하는 방법을 사용하였으며, 상기 모터 제어방법에 대해서는 한국등록특허 제10-0432962호에 상세히 개시되어 있다.

그러나, 종래의 진동센싱 및 모터 제어방식은 모터의 입력전류를 피드백시켜 이를 직접 제어하기 때문에 제어의 응답성 측면에서 양호하여 진동 저감에 효율적이지만, 세탁 부하량이 작은 경우 구동모터에 입력되는 전류의 크기가 작기 때문에 신호 대 노이즈의 비(S/N 비)가 감소하여 진동센싱의 정밀도 및 그에 따른 모터제어의 정밀도가 저감되어 진동을 효율적으로 저감시킬 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세탁기의 회전조에 투입된 세탁 부하량의 크기에 제약을 받지 않고 정밀하게 회전조의 진동을 센싱하여 모터를 제어함으로써 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 세탁 부하량을 감지하고, 감지된 부하량을 설정값과 비교하여 상기 부하량이 설정값 미만인 경우 모터의 회전속도에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어하고, 상기 부하량이 설정값 이상인 경우 모터의 입력전류에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어한다.

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또한, 본 발명은 세탁 부하량 감지장치, 모터, 상기 모터의 회전속도를 감지하는 속도검출장치, 상기 모터의 입력전류를 감지하는 전류검출장치,및 상기 세탁 부하량 감지장치에 의해 감지된 부하량을 설정값과 비교하여 설정값 미만인 경우 모터의 회전속도에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어하고, 상기 부하량이 설정값 이상인 경우 모터의 입력전류에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어한다.

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이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 모터 제어수단의 구성을 나타낸 블럭도이다.

제어부(10)가 모터 구동부(40)에 모터(50)의 운전을 제어하는 신호를 전달하면, 모터 구동부(40)는 전달받은 제어신호에 따라 모터(50)에 전원을 인가하여 모터(50)가 동작하게 된다. 본 실시예에서 모터(50)는 3상 전원을 입력으로 사용하는 인버터 모터를 적용하였다.

부하감지부(20)는 세탁기의 회전조에 투입된 세탁물 부하량을 감지하여 제어부(10)에 전달하고, 제어부(10)는 이를 메모리(30)에 저장된 설정값과 비교하여 그 결과에 따라 모터(50)의 입력전류에 기초하여 모터(50)를 제어할 것인지 모터(50)의 회전속도에 기초하여 모터(50)를 제어할 것인지 여부를 판단하게 된다.

본 실시예에서는 부하량이 설정값 이상인 경우 제어의 응답성이 양호한 모터(50)의 입력전류에 기초하여 모터(50)를 제어하는 방법을 사용하고, 부하량이 설정값 미만인 경우에는 모터(50)의 입력전류값이 작아서 입력전류에 기초한 모터(50) 제어방법은 진동센싱의 정밀도가 떨어지기 때문에 모터(50)의 회전속도에 기초하여 모터(50)를 제어하는 방법을 사용한다.

모터(50)의 입력전류에 기초하여 모터(50)를 제어하는 경우 제어부(10)는 모터(50)에 입력되는 전류를 감지하는 전류감지부(60)로부터 모터(50)의 입력전류에 대한 정보를 피드백 받고 이에 기초하여 모터(50)의 입력전류를 제어하는 신호를 모터 구동부(40)에 전달한다.

한편, 모터(50)의 회전속도에 기초하여 모터(50)를 제어하는 경우 제어 부(10)는 모터(50)의 회전속도를 감지하는 속도감지부(70)로부터 모터(50)의 회전속도에 대한 정보를 피드백 받고 이에 기초하여 모터(50)의 속도를 제어하는 신호를 모터 구동부(40)에 전달한다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 세탁기의 모터 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

제어부(10)가 세탁코스 또는 행정별로 메모리(30)에 기 설정된 회전속도로 모터(50)를 구동하기 위한 제어신호를 모터 구동부(40)에 전달하면 모터 구동부(40)는 이에 따라 모터(50)에 전원을 인가한다(S10).

S10 단계에 의하여 모터(50)가 구동되면 부하감지부(20)는 회전조에 투입된 세탁 부하량을 감지하여 제어부(10)에 전달한다(S20).

본 실시예에서 부하감지부(20)는 공지의 방식 중 어느 하나를 사용하며, 그 예로서는 회전조 하부에 설치되는 중량센서를 사용하는 방식 또는 특정 회전속도에서 일정량만큼 회전속도를 변경하는데 소요되는 시간을 측정하여 이를 메모리(30)에 기 설정된 데이터와 비교하여 중량을 구하는 방식이 있다.

한편, 제어부(10)는 S20 단계에서 전달되는 세탁 부하량을 메모리(30)에 저장된 설정값과 비교하여(S30), 설정값 이상이면 모터(50)의 입력전류에 기초하여 모터(50)를 제어한다.

이 경우 전류감지부(60)가 모터(50)에 입력되는 3상 전류를 검출하여 제어부(10)로 전달하면(S40), 제어부(10)는 3상 전류를 q축 전류와 d축 전류로 변환하고 이를 기초로 각속도와 위치각을 추정한다.

이때, 상기 q축 전류는 토크의 발생에 기여하는 성분이고 d축 전류는 토크의 발생에는 기여하지 않는 성분이며, 3상 전류를 q축 전류와 d축 전류로 변환하는 방식에 대해서는 전술한 한국등록특허 제10-0432962호에 상세히 개시되어 있다.

제어부(10)는 상기 데이터를 기초로 모터의 기계적 1회전을 12개의 구간으로 구분하여 각 구간에 대한 모터의 q축 전류와 전체 구간에서의 평균 q축 전류를 산출하고, 이를 이용하여 각 구간에서의 편차의 합을 계산하여 메모리(30)에 저장된 설정값(Iset)과 비교한다(S50).

S50 단계에서 q축 전류의 편차의 합이 설정값 미만이면 제어부(10)는 회전조의 진동이 양호하다고 판단하여 각 구간에 대해서 모터(50)에 입력되는 3상 전류값의 변경없이 S70 단계로 리턴한다.

반면에, S50 단계에서 q축 전류의 편차의 합이 설정값 이상이면 제어부(10)는 회전조의 진동이 심하다고 판단하여 각 구간에 대해 모터(50)에 입력되는 3상 전류값을 제어하는 신호를 모터 구동부(40)에 전달한다(S60).

이때, 제어부(10)는 상기 각 구간의 q축 전류와 전체 구간에서의 평균 q축 전류의 편차가 각각 0이 되도록 각 구간의 모터(50) 입력 전류값을 q축 전류와 d축 전류로 생성하고 그 결과를 다시 3상 전류값으로 변환하여 모터 구동부(40)에 전달한다.

S60 단계에서 입력 전류값의 제어가 완료되면 제어부(10)는 모터(50) 전원오프 신호가 입력되는지 여부를 판단하여(S70) 입력된 경우이면 모터(50) 제어를 종료하고, 입력되지 않은 경우 S40 단계로 리턴한다.

한편, S30 단계에서 세탁 부하량이 설정값 미만인 경우 제어부(10)는 모터(50)의 회전속도에 기초하여 모터(50)를 제어한다.

이 경우 본 실시예의 모터(50)가 6극 모터(50)인 경우 전기적 위상차가 90도가 되도록 설치된 2개의 홀(Hall) 센서로 구성되는 속도감지부(70)가 모터(50)의 회전속도에 비례하여 기계적 30도 마다 출력되는 펄스신호를 제어부(10)로 전달하면(S140), 제어부(10)는 전달받은 펄스신호를 기초로 모터(50)의 기계적 1회전을 12개의 구간으로 구분하여 각 구간을 모터(50)가 회전하는데 소요되는 시간과 전체 구간에서의 평균시간을 산출한다.

제어부(10)는 이를 이용하여 각 구간에서의 편차의 합을 계산하여 메모리(30)에 저장된 설정값(Vset)과 비교한다(S150).

S150 단계에서 편차의 합이 메모리(30)에 저장된 설정값 미만이면 제어부는 회전조의 진동이 양호하다고 판단하여 각 구간에 대해서 모터(50)에 입력되는 3상 전류값의 변경없이 S170 단계로 리턴한다.

반면에, S150 단계에서 편차의 합이 설정값 이상이면 제어부(10)는 회전조의 진동이 심하다고 판단하여 각 구간에 대해 모터(50)에 입력되는 3상 전류값을 제어하는 신호를 모터 구동부(40)에 전달한다(S160).

이때, 제어부(10)는 메모리(30)에 저장되어 있는 각 회전속도에서의 입력전류와 회전속도와의 관계를 이용하여 상기 각 구간을 모터(50)가 회전하는데 소요되는 시간과 전체 구간에서의 평균시간의 편차가 0이 되도록 3상 전류값을 산출하여 이를 모터 구동부(40)에 전달한다.

S160 단계에서 입력 전류값의 제어가 완료되면 제어부(10)는 모터(50) 전원오프 신호가 입력되는지 여부를 판단하여(S170) 입력된 경우이면 모터(50) 제어를 종료하고, 입력되지 않은 경우 S140 단계로 리턴한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 세탁기 제어방법 및 이를 적용한 세탁기는 세탁기가 동작되면 세탁 부하량을 감지하고, 감지한 부하량의 크기에 따라 모터의 입력전류 또는 모터의 회전속도 중 어느 하나를 이용하여 회전조의 진동을 판단하고, 그 결과에 따라 모터에 입력되는 전류를 제어함으로써 부하량에 구애되지 않고 회전조의 진동을 정밀하게 센싱하여 모터를 제어할 수 있고 그 결과 회전조의 진동을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 세탁 부하량을 감지하고,

   감지된 부하량을 설정값과 비교하여 상기 부하량이 설정값 미만인 경우 모터의 회전속도에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어하고, 상기 부하량이 설정값 이상인 경우 모터의 입력전류에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어하는 세탁기의 모터 제어방법.
2. 삭제
3. 세탁 부하량 감지장치; 모터;

   상기 모터의 회전속도를 감지하는 속도검출장치;

   상기 모터의 입력전류를 감지하는 전류검출장치; 및

   상기 세탁 부하량 감지장치에 의해 감지된 부하량을 설정값과 비교하여 설정값 미만인 경우 모터의 회전속도에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어하고, 상기 부하량이 설정값 이상인 경우 모터의 입력전류에 기초하여 모터에 입력되는 전류를 제어하는 세탁기.
4. 삭제

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