KR101186162B1 - 세탁기의 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁기의 운전제어방법에 관한 것으로, 세탁조를 회전시키는 센서리스 영구자석 동기모터를 구비한 세탁기 운전방법에 있어서, 상기 센서리스 영구자석 동기모터의 초기 기동 시에 먼저, 강제정렬(align) 후에 기동을 시작하고, 기계모델과 전기모델에 기동구간에 따른 가중치를 적용한 크로스오버 함수를 기반으로 추정한 값과 모터의 지령치와의 비교를 통해 초기 기동 실패를 감지하여 재 기동을 시키는 방법을 제공함으로써, 부하 변동이 심한 드럼 세탁기에서 불필요한 드럼의 스윙 운전이 필요 없고, 초기 기동실패 시 자동적으로 재 기동을 할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

세탁기의 운전제어방법{A Method For Controlling Operation Of Washing Machine}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 영구자석 전동기의 구성을 간략하게 보인 블록도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초기 기동 실패를 감지에 의한 재기동하는 과정을 보인 흐름도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 운전구간에 따른 회전속도 지령치와 추정치의 변화를 보인 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100 : 센서리스 영구자석 동기모터 110 : 전류 추정기

120,130 : 제1,2 속도/위치 추정기 140 : 혼합기

150 : 속도제어기 160 : 전류지령 변환기

170 : 벡터 전류 제어기 180 : 인버터

본 발명은 세탁기의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 영구자석 동기모터의 센서리스 벡터제어 운전 시 초기 기동시에 부하 변동에 따른 초기기동 실패를 검출하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 드럼 세탁기는 본체 내부에 설치되는 터브; 상기 터브 내에 수평축을 중심으로 회동하도록 설치된 드럼과; 상기 드럼을 회동시키는 구동모터 및 상기 터브 내에 급수 및 배수를 수행하는 급배수유닛과; 상기 구동모터 및 급배수유닛의 작동을 제어하는 제어유닛을 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 드럼 세탁기의 구동 제어동작을 설명하면, 드럼 내부에 많은 양의 세탁물이 투입된 경우에 세탁행정 초기에 드럼의 회전력을 점진적으로 증대시켜 적은 모터 동력으로도 드럼을 원활히 회전시킬 수 있도록 하기 위해 먼저 투입된 세탁물의 포량을 감지하고, 감지된 포량이 소정치 이상일 경우 구동모터를 가동하여 드럼을 소정 각도로 정방향 회전시킨 다음, 구동모터를 정지시켜 자중에 의해 역방향으로 회동하도록 하며, 이후 드럼이 역방향 회동에서 다시 정방향 회동으로 전환하는 시점으로부터 일정 시점에 상기 구동모터를 가동하는 동작을 반복한다.

그러나, 종래 방법에 있어서는 포량이 소정치 이상일 경우 초기 기동 실패를 야기할 수 있어 드럼의 좌우 스윙과 자중을 이용하여 기동하지만, 불필요한 스윙 운전이 요구되고, 드럼의 회전 방향 전환을 정확히 파악하기 어려워 기동 실패의 가능성이 있으며, 기동실패 시 자동적으로 재 기동을 할 수 없는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 기계모델과 전기모델에 가중치를 적용하여 크로스오버 함수를 기반으로 추정한 값과 모터의 회전속도 지령치와의 비교를 통해 초기 기동 실패를 감지하여 재 기동을 시키도록 하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 세탁기의 운전제어방법은, 세탁조를 회전시키는 센서리스 영구자석 동기모터를 구비한 세탁기 운전방법에 있어서, 상기 센서리스 영구자석 동기모터의 초기 기동 시에 먼저, 강제정렬(align) 후에 기동을 시작하고, 기계모델과 전기모델에 기동구간에 따른 가중치를 적용한 크로스오버 함수를 기반으로 추정한 값과 모터의 지령치와의 비교를 통해 초기 기동 실패를 감지하여 재 기동을 시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서리스 영구자석 전동기의 구성을 간략하게 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 3상 전압을 공급하기 위한 전압소스 인버터(180), 상전압 인가에 따른 전류추정기(110), 모터모델을 기반으로 추정한 제1 속도/위치 추정기(120), 기계모델을 기반으로 추정한 제2 속도/위치 추정 기(130), 상기 모터모델과 기계모델로 각각 추정한 위치/속도를 혼합하는 크로스오버 함수를 가진 혼합기(140), 측정된 또는 추정된 속도와 지령을 비교하여 토오크 지령을 발생하는 속도제어기(150), 토오크 지령을 전류 지령으로 변환하는 전류지령 변환기(160) 및 지령 전류와 추정 및 측정한 전류와 비교하여 전압을 발생하는 백터 전류 제어기(170)로 구성된다.

이와 같이 구성한 본 발명의 실시예에 따른 동작과정을 첨부한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초기 기동 실패를 감지에 의한 재기동하는 과정을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 센서리스 영구자석 동기모터의 초기 기동 시에 먼저, 모터의 위치를 0°로 강제정렬(align)한 후에 기동을 시작하고(S200), 도 1에 도시한 바와 같이 제1,2 속도/위치 추정기(120, 130)에서 기동구간에 따른 가중치를 적용하는데, 이때 기동구간을 강제기동 구간과 혼합기동 구간 및 벡터제어 구간으로 나누어 각각 다른 가중치를 적용한다.

즉, 도 3에 도시한 바와 같이 강제기동 구간에서는 '1'에서 '0'으로, 혼합기동 구간에서는 '0'에서 '1'로 가중치를 변경하여 적용한다.

이후, 혼합기(140)에서 가중치를 적용한 크로스오버 함수를 기반으로 추정한 값을 벡터전류 제어기(170)로 출력하면 이를 속도제어기(150)에서 입력되는 모터의 지령치와의 비교를 통해 초기 기동 실패를 감지하는데, 상기 초기 기동실패 감지는 도 3에서와 같이 혼합기동이 끝나고 벡터제어를 시작하는 시점에서 하며, 모터의 회전속도/위치 지령치와 회전속도/위치 추정치의 차가 각각 설정치 이상인 경우 기 동실패로 판단한다(S210 ~ S230).

예를 들어, 회전속도 지령치와 회전속도 추정치의 차이가 설정치인 0.1초 동안 30rpm 이상일 때 기동 실패로 판단하며, 모터 전기각의 위치정보인 회전위치 지령치와 위치 추정치의 차이가 설정치인 108° 이상이 되면 마찬가지로 기동 실패로 판단한다.

상기 단계(S230)에서 기동 실패로 판단하는 경우에는 모터를 정지시키고 초기 단계(S200)부터 다시 시작하는 재기동을 수행한다(S240).

그러나, 상기 단계(S230)에서 기동 성공으로 판단한 경우에는 목표속도에 도달하였는가를 판단하며(S250), 이 판단결과 목표속도에 도달하지 못하였으면 상기 단계(S210)로 되돌아 가며, 목표속도에 도달하였으면 정속 운전으로 전환하여 세탁행정을 진행한다(S260).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 세탁기의 운전제어방법은, 부하 변동이 심한 드럼 세탁기에서 불필요한 드럼의 스윙 운전이 필요 없고, 초기 기동실패 시 자동적으로 재 기동을 할 수 있는 등의 효과가 있다.

Claims (5)

1. 세탁조를 회전시키는 센서리스 영구자석 동기모터를 구비한 세탁기 운전방법에 있어서,

   상기 센서리스 영구자석 동기모터의 초기 기동 시에 먼저, 강제정렬(align) 후에 기동을 시작하고,

   기계모델과 전기모델에 기동구간에 따른 가중치를 적용한 크로스오버 함수를 기반으로 추정한 값과 모터의 지령치와의 비교를 통해 초기 기동 실패를 감지하여 재 기동을 시키는 것을 특징으로 하는 세탁기의 운전제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가중치는

   기동구간을 강제기동 구간과 혼합기동 구간 및 벡터제어 구간으로 나누어 각각 다른 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 운전제어방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가중치는

   강제기동 구간에서는 '1'에서 '0'으로, 혼합기동 구간에서는 '0'에서 '1'로 가중치를 변경하여 적용하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 운전제어방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 초기 기동실패 감지는 혼합기동이 끝나고 벡터제어를 시작하는 시점에 하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 운전제어방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 초기 기동실패 감지는

   모터의 회전속도/위치 지령치와 회전속도/위치 추정치의 차가 각각 설정치 이상인 경우 기동실패로 판단하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 운전제어방법.

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