KR101356646B1 - 드럼세탁기 및 그 탈수방법 - Google Patents

드럼세탁기 및 그 탈수방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드럼세탁기 및 그 탈수방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 공진대역 통과시의 과도한 진동 및 소음 발생을 저감할 수 있는 드럼세탁기 및 그 탈수방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 드럼세탁기는, 드럼을 회전시키는 모터; 모터를 구동하는 전류를 이용하여 모터의 회전시 드럼의 포 대각선편심량을 감지하고 드럼속도를 조절하여 드럼 공진시의 진동을 줄여주는 제어부를 포함하고, 제어부에는 모터에 제공된 3상 전류를 검출하는 전류검출부; 전류를 제어하는 벡터전류제어부; 전류검출부와 벡터전류제어부를 통해 드럼의 속도 및 위치를 추정하는 속도/위치추정부; 속도/위치부에서 제공된 속도와, 전류검출부에서 제공된 전류를 통해 편심을 감지하는 공진 감지부를 더 포함한다.

Description

드럼세탁기 및 그 탈수방법{DRUM WASHING MACHINE AND METHOD FOR CONTROLLING DEHYDRATION THEREOF}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 세탁기를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기를 상세하게 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기의 탈수 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 구동부의 모터 속도와 공진 감지값의 관계를 나타내는 그래프이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 리프트 11 : 하우징
12 : 터브 13 : 드럼
14 : 도어 17 : 볼밸런서
18 : 모터
21 : 컨버터 22 : 인버터
23 : 인버터 구동부 24 : 전류검출부
25 : 제어부 31 : 속도제어부
32 : 전류변환부 33 : 벡터전류제어부
34 : 공진감지부 35 : 속도/위치추정부
본 발명은 드럼세탁기 및 그 탈수방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 공진대역 통과시의 과도한 진동 및 소음 발생을 저감할 수 있는 드럼세탁기 및 그 탈수방법에 관한 것이다.
일반적으로, 드럼세탁기는 터브 및 드럼 내에 세제와 세탁수 및 세탁물이 투입된 상태에서 모터의 구동력에 의해 회전되는 드럼과 세탁물 간의 마찰을 이용하여 세탁하는 것으로 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼 빠는 효과가 있다.
이러한 드럼세탁기에는 탈수시 진동을 저감하기 위해 볼 발랜서가 배치된다. 볼은 탈수시 고속에서 세탁물 편심의 반대편에 위치하여 평형을 이루어 진동을 저감하도록 한다. 그러나, 볼이 공진부근 통과시 세탁물의 편심과 같은 방향에 위치하는 경우 드럼세탁기의 진동을 증폭시킴과 동시에 과도한 소음이 발생하는 문제점 이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 공진대역 통과시의 모터에 흐르는 전류의 크기 및 기울기를 이용하여 과도한 진동 및 소음 발생을 저감할 수 있는 드럼세탁기 및 그 탈수방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 드럼세탁기는 드럼을 회전시키는 모터; 모터를 구동하는 전류를 이용하여 상기 모터의 회전시 드럼의 포 대각선편심량을 감지하고 드럼속도를 조절하여 드럼 공진시의 진동을 줄여주는 제어부를 포함하고, 상기 제어부에는 상기 모터에 제공된 3상 전류를 검출하는 전류검출부; 상기 전류를 제어하는 벡터전류제어부; 상기 전류검출부와 상기 벡터전류제어부를 통해 드럼의 속도 및 위치를 추정하는 속도/위치추정부; 상기 속도/위치부에서 제공된 속도와, 상기 전류검출부에서 제공된 전류를 통해 편심을 감지하는 공진 감지부를 더 포함한다.
또한, 드럼세탁기는 외부로부터 제공된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터; 상기 컨버터로부터 제공된 직류 전원을 3상의 교류전원으로 변환하는 인버터; 상기 인버터를 구동하기 위한 인버터 구동부를 더 포함한다.
상기 컨버터와 인버터 사이에는 상기 직류전원을 평활하게 하는 캐패시터가 연결된다.
삭제
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 드럼세탁기의 탈수방법은 탈수 행정시 속도제어부에서 명령한 모터 토오크에 의해 생성된 q축 전류를 q축 기울기 변환하여 대각선 편심을 감지하고; 상기 감지된 대각선 편심을 미리 설정된 대각선 허용편심량과 비교하고; 상기 대각선 편심이 대각선 허용 편심량보다 크면, RPM를 낮춰 포감기를 실행한다.
상기 대각선 편심이 대각선 허용 편심량보다 작으면, 탈수행정을 진행한다.
삭제
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 일실예에 따른 드럼세탁기는 외관을 형성하는 하우징(11)과, 하우징(11) 내부에 스프링에 의해 매달리도록 설치되는 동시에 댐퍼 어셈블리에 의해 지지되도록 설치되며 세탁수가 담겨지는 터브(12)와, 터브(12)의 내부에 회전 가능하게 배치되며 세탁물이 투입되어 세탁이 이루어지게 하는 드럼(13)과, 터브(12)의 후방에 배치되며 드럼(13)과 연결되어 드럼을 회전시키는 모터(18)와, 하우징(11)의 개방된 전면에 힌지 결합되는 도어(14)를 구비한다.
더하여, 드럼 세탁기는 드럼(13) 내벽면에 일정 간격을 두고 돌출되도록 설치되어 드럼(12)이 회전함에 따라 세탁물을 끌여올려 떨어지도록 하는 리프트(10), 고속의 탈수 행정시 세탁물의 치우침으로 인해 발생되는 드럼(13)의 불평형력을 방지하여 드럼(13)의 균형을 유지시키는 볼밸런서(17)를 더 포함한다.
여기서, 모터(18)는 드럼을 회전시켜 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수 행정이 이루어지도록 구동하며, 브러시리스 모터(Brushless motor :BLCD)를 이용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드럼 세탁기의 모터를 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 일시예에 따른 모터는 220V 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터(21)와, 컨버터(21)에서 출력된 직류전원을 3상의 교류전원으로 변환하는 인버터(22)와, 인버터(22)를 구동하는 신호를 제공하는 인버터 구동부(23)와, 인버터 구동부(23)로 펄스폭 변조(PWM)된 스위칭 신호를 발생하는 제어부(24)를 포함한다.
또한, 컨버터(21)와 인버터(22)의 사이에는 컨버터(21)에서 생성된 직류전원을 평활하는 캐패시터(C11)가 연결된다.
인버터(22)는 컨버터(21)로부터 제공된 직류전원을 3상의 교류전원으로 변환하는 전력 변환장치로서, 6 개의 전력 스위칭소자(Q1 내지 Q6)를 포함한다. 이러한 인버터(22)는 인버터 구동부(23)를 통해 전력 스위칭소자 각각을 구동하기 위한 구동신호를 받아 각 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 3상의 교류전원을 형성하여 모터(18)로 제공한다.
제어부(24)는 모터(18)로 제공된 3상의 전류를 검출하는 전류검출부(25)를 포함한다.
이러한 제어부(24)는 전류검출부(25)에서 감지된 3 상의 전류와 전압명령을 통해 회전자의 위치와 속도를 추측한다. 추측된 회전자의 위치를 바탕으로 제어부(24)는 모터(18)의 상태로 구동되도록 회전자의 위치에 상응하는 q축 전류값이 모터(18)를 구동하기 위해 전류의 크기를 결정하여 제어신호를 출력한다. 제어부(24)는 모터(18)에 대한 센서리스 벡터 제어를 하여 인버터(22)를 구동하기 위한 제어신호를 형성한다.
또한, 제어부(24)는 탈수 행정 중 공진 대역통과시 q축 전류의 기울기를 이용하여 공진을 감지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기의 모터를 제어하는 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기의 모터를 제어하는 제어부는 전류 검출부(15)를 통해 얻어진 3 상의 전류와 전압명령을 가지고 드럼(13)의 회전 속도 및 위치를 감지하는 속도/위치 추정부(35)와, 속도/위치 추정부(35)를 통해 얻어진 속도 및 q축 전류명령을 통해 세탁물의 편심을 감지하는 공진 감지부(34)와, 속도/위치 추정부(35)를 통해 얻어진 속도 및 공진감지부(34)으로부터 제공되는 모터(25) 정지명령과 속도명령으로 드럼(13)을 구동위한 토오크를 명령하는 속도제어부(31)와, 속도제어부(31)에서 명령한 토오크에 의해 모터의 전류인 d축 전류와 q축 전류를 생성하는 전류변환부(32)와, d축 전류와, q축 전류 각각을 제어하고, 인버터구동부(23)로 전압을 명령하는 벡터전류제어부(33)를 포함 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 드럼세탁기의 탈수시 탈수방법을 나타내는 흐름도이다.
탈수 행정이 시작되면, 모터(18)가 정지 상태에서 가속하여 포감기가 시행되고 회전 속도에 따라 볼이 회전한다(41). 이때, 포감기는 포가 드럼 벽면에 부착되는 속도까지 가속하는 것을 말한다. 이렇게 모터(18)가 회전하게 되면, 속도/위치추정부(35)는 모터(18)의 속도 및 위치를 감지하게 된다.
포감기 행정이 일정시간이 지난 후 드럼(13)의 회전속도를 일정 속도로 유지함과 동시에 공진 감지부(34)를 통해 포의 편심을 감지하고(42), 감지된 포편심과 미리 설정된 포 편심 허용량의 크기를 비교한다(43).
현재의 포 편심이 미리 설정된 포 편심 허용량보다 크면, 공진이 발생하므로 속도제어부(31)를 통해 모터(18)의 운전을 정지명령을 내리거나 RPM을 낮추어 다시 포감기를 실행하도록 한다.
반면에, 현재의 포 편심이 미리 설정된 포 편심 허용량보다 작으면, 속도를 상승시켜 공진을 통과하며 이때 포 대각선편심을 감지한다(44).
즉, 공진 대역통과시 마찰부하로 인하여 모터 토오크가 급격히 상승하게 된다. 이를 해결하기 위해, 모터토오크는 q축 전류와 비례하므로 전류 변환부(32)에서 생성된 q축 전류를 q축 기울기 변환 후 포 대각선편심을 감지한다.
포 대각선편심을 감지한 후 감지된 포 대각선편심과 미리 설정된 포 대각선 허용편심의 크기를 비교한다(45).
여기서 포 대각선편심은 도 5를 결부하여 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 그래프의 좌측 세로축은 모터의 속도를 나타내는 RPM이고, 그래프의 우측 세로축은 전류, 가로축은 시간이다. 또한, 그래프 상에 도시된 점선은 모터의 속도, 실선은 q축전류기울기, 옅은 점선은 q축 전류를 도시한 것이다.
모터의 속도는 A영역에서 160rpm으로 유지하며 q축 전류로 포 편심을 감지한다.
또한, 모터의 속도는 B영역에서 1차로 급속증가하고, C영역에서 2차로 급속증가한다. 이에 따라, q축 전류도 B영역에서 1차로 급속증가하고 C영역에서 2차 급속증가한다. 이를 통해, 본 발명에서는 B영역에서 1차 포 대각선편심을 감지하게 되고, C영역에서 2차 포 대각선편심을 감지하게 됨으로, 제어부에서는 RPM 속도를 낮추어 포 대각선편심에 의한 과진동을 방지할 수 있다.
이때, 포 대각선편심이 포 대각선 허용편심량보다 작으면 탈수 행정을 시작한다(46).
반면에, 포 대각선편심이 포대각선 허용편심량보다 크면, 모터(18)의 RPM을 낮추어 진동 발생을 억지하도록 하며, 다시 포감기를 시작한다.
한편, 본 발명은 볼밸런서가 적용된 드럼세탁기에 대해 언급하였지만, 포 대각선편심에 의한 과진동 및 소음은 모든 드럼세탁기에서도 발생될 수 있음으로 본 발명을 모든 드럼세탁기에 적용가능하다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 드럼세탁기 및 그 탈수방법은 공진대역에서 q축전류를 통해 포 대각선편심을 감지할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 드럼세탁기 및 그 탈수방법은 공진대역 통과시의 과도한 진동 및 소음 발생을 저감할 수 있다.

Claims (7)

  1. 드럼을 회전시키는 모터;
    모터를 구동하는 전류를 이용하여 상기 모터의 회전시 드럼의 포 대각선편심량을 감지하고 드럼속도를 조절하여 드럼 공진시의 진동을 줄여주는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부에는
    상기 모터에 제공된 3상 전류를 검출하는 전류검출부;
    상기 전류를 제어하는 벡터전류제어부;
    상기 전류검출부와 상기 벡터전류제어부를 통해 드럼의 속도 및 위치를 추정하는 속도/위치추정부;
    상기 속도/위치추정부에서 제공된 속도와, 상기 전류검출부에서 제공된 전류를 통해 편심을 감지하는 공진 감지부를 더 포함하는 드럼세탁기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    외부로부터 제공된 교류전원을 직류전원으로 변환하는 컨버터;
    상기 컨버터로부터 제공된 직류 전원을 3상의 교류전원으로 변환하는 인버터;
    상기 인버터를 구동하기 위한 인버터 구동부를 더 포함하는 드럼세탁기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨버터와 인버터 사이에는 상기 직류전원을 평활하게 하는 캐패시터가 연결된 드럼세탁기.
  4. 삭제
  5. 탈수 행정시 속도제어부에서 명령한 모터 토오크에 의해 생성된 q축 전류를 q축 기울기 변환하여 대각선 편심을 감지하고;
    상기 감지된 대각선 편심을 미리 설정된 대각선 허용편심량과 비교하고;
    상기 대각선 편심이 대각선 허용 편심량보다 크면, RPM를 낮춰 포감기를 실행하는 드럼세탁기의 탈수방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 대각선 편심이 대각선 허용 편심량보다 작으면, 탈수행정을 진행하는 드럼세탁기의 탈수방법.
  7. 삭제
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