KR101470628B1 - Motor, washing machine comprising the motor and method of controlling the washing machine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 건조행정에서 부하의 변동에 따른 약자속운전에 의하여 모터를 제어한다. 따라서 본 발명에 의한 모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법에 의하면, 건조행정시 부하의 변동에 따라서 모터의 구동을 제어할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a motor, a washing machine including the same, and a control method thereof. In the present invention, the motor is controlled by abbreviated operation according to the variation of the load in the drying cycle. Therefore, according to the motor, the washing machine including the same, and the control method therefor according to the present invention, there is an advantage that the driving of the motor can be controlled in accordance with the variation of the load during the drying stroke.

세탁기, 모터, 약자속제어 Washing machine, motor, abbreviated control

Description

모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법{Motor, washing machine comprising the motor and method of controlling the washing machine}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor, a washing machine including the same,

본 발명은 모터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세탁기에 사용되는 모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor, and more particularly, to a motor used in a washing machine, a washing machine including the motor, and a control method thereof.

모터는 고정자와 회전자의 전자기적 상호작용에 의한 상기 회전자의 회전력을 제공하는 것으로, 세탁기와 같은 가전기기에 사용된다. 이와 같은 세탁기는 세탁포는 세탁/건조하는 가전기기로써, 최근에는 드럼세탁기가 출시되고 있다. 상기 드럼세탁기는, 세탁수가 저장되는 터브의 내부에 그 내부에 세탁포가 수용되는 드럼이 회전가능하게 설치되고, 상기 드럼이 상기 모터에 의하여 회전함으로써, 상기 세탁포가 세탁/건조된다. The motor provides rotational force of the rotor by electromagnetic interaction between a stator and a rotor, and is used in a household appliance such as a washing machine. Such a washing machine is a household appliance for washing / drying laundry, and a drum washing machine has recently been released. In the drum type washing machine, a drum in which a washing bag is accommodated is rotatably installed inside a tub in which wash water is stored, and the drum is rotated by the motor to wash / dry the laundry.

한편 상기 드럼세탁기에는 상기 모터로 아웃터로터 타입의 BLDC모터가 사용된다. 이와 같은 BLDC모터는 출력에 비하여 상대적으로 고속회전이 가능하도록 하기 위하여, 약자속운전에 의하여 구동된다. Meanwhile, an outer rotor type BLDC motor is used as the motor in the drum washing machine. Such a BLDC motor is driven by abbreviated operation in order to enable relatively high speed rotation relative to the output.

일반적으로 상기 모터가 정격속도에 도달하면 역기전력에 의해서 상기 모터에 입력 가능한 전류량이 감소함으로써 전류가 인가되더라도 더 이상 모터의 회전 속도가 증가되지 않는다. 상기 약자속운전은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상기 모터가 정격속도에 도달하면, 벡터제어방식에서 사용되는 d-q축 좌표계에서 영구자석의 자속방향과 평행인 d축으로 입력되는 전류의 양을 증가시킴으로써, 상기 영구자석의 자속을 약화시키는 운전모드이다. 이와 같은 약자속운전에 의하여 상기 모터가 구동되면, 상기 모터의 운전효율은 저하되지만, 상기 모터를 정격속도보다 고속으로 운전시킬 수 있게 되다.Generally, when the motor reaches the rated speed, the amount of current that can be input to the motor decreases due to the back electromotive force, so that even if a current is applied, the rotational speed of the motor no longer increases. In order to solve such a problem, when the motor reaches the rated speed, the abbreviated operation is performed in the dq axis coordinate system used in the vector control method to calculate the amount of the current input to the d axis parallel to the magnetic flux direction of the permanent magnet Thereby weakening the magnetic flux of the permanent magnet. When the motor is driven by the abbreviated operation, the operation efficiency of the motor is lowered, but the motor can be operated at a speed higher than the rated speed.

그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 모터의 약자속운전은 상기 세탁기의 행정에 따른 특성을 충분하게 반영하지 못하는 단점이 있다. 보다 상세하게는, 상기 세탁기의 건조행정시의 경우에는, 세탁포의 건조에 의하여 실질적으로 부하가 감소된다. 그런데 종래의 약자속운전은 이와 같은 부하의 감소를 반영하지 못하게 됨으로써, 상기 모터의 효율이 저하될 뿐만 아니라 상기 모터의 구동시 발생되는 소음 및 진동이 증가될 우려가 발생된다.However, such abbreviated operation of the motor according to the related art has a disadvantage that it does not sufficiently reflect the characteristics of the washing machine due to the stroke. More specifically, in the case of the drying stroke of the washing machine, the load is substantially reduced by drying the laundry. However, the conventional abbreviated operation does not reflect such a decrease in the load, so that the efficiency of the motor is lowered, and noise and vibration generated when the motor is driven are increased.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 건조행정에 따른 부하의 감소를 반영하여 구동될 수 있도록 구성되는 모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a motor configured to be driven in response to a decrease in load due to a drying stroke, a washing machine including the same, and a control method thereof will be.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 의하면, 본 발명은 다수개의 권선된 코일을 포함하는 고정자; 상기 코일과 전자기적 상호작용을 발생시키는 다수개의 마그넷을 포함하는 회전자; 건조행정시 상기 회전자의 현재속도를 감지하는 속도감지기; 상기 속도감지기에서 감지된 상기 회전자의 현재속도 및 지령속도를 비교하여, 상기 회전자의 현재속도가 지령속도를 따르도록 상기 마그넷의 자속방향에 평행한 d축과 상기 마그넷의 자속방향에 직교되는 q축으로 정의되는 d-q동기좌표상의 전류성분으로 좌표변환된 지령전류 Id*와 Iq*를 출력하는 속도제어기; 상기 속도제어기에서 출력된 Id*와 Iq*에 기초하여 지령전압 Vd*와 Vq*을 출력하는 전류제어기; 상기 전류제어기에서 출력된 Vd*와 Vq*에 기초하여 상기 코일에 전원을 인가하는 인버터; 를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a stator comprising: a stator including a plurality of wound coils; A rotor including a plurality of magnets for generating an electromagnetic interaction with the coil; A speed sensor for sensing a current speed of the rotor during a drying stroke; And comparing the current speed and the command speed of the rotor sensed by the speed sensor and comparing the current speed and the command speed of the rotor detected by the speed sensor with a d axis parallel to the magnetic flux direction of the magnet so that the current speed of the rotor follows the command speed, a speed controller for outputting command currents Id * and Iq * coordinate-converted to a current component on a dq synchronous coordinate defined by the q-axis; A current controller for outputting command voltages Vd * and Vq * based on Id * and Iq * output from the speed controller; An inverter for applying power to the coil based on Vd * and Vq * output from the current controller; .

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 캐비닛; 상기 캐비닛의 내부에 구비되는 터브; 상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 그 내부에 세탁포가 수용되는 드럼; 및 상기 드럼의 회전을 위한 구동력을 제공하는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 모터; 를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, the present invention provides a cabinet comprising: a cabinet; A tub disposed inside the cabinet; A drum rotatably installed in the tub and containing a laundry therein; The motor according to any one of claims 1 to 3, which provides a driving force for rotation of the drum. .

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 (a) 세탁기의 제어부가, 건조행정을 개시하는 조작신호를 입력받는 단계; (b) 회전자가, 상기 제어부가 입력받은 조작신호에 따라서 초기기동하는 단계; (c) 속도감지기가, 상기 회전자의 회전속도를 감지하는 단계; (d) 속도제어기가, 상기 속도감지기에서 감지된 상기 회전자의 현재속도와 지령속도를 비교하여, 상기 회전자의 현재속도가 지령속도를 따르도록 상기 마그넷의 자속방향에 평행한 d축과 상기 마그넷의 자속방향에 직교되는 q축으로 정의되는 d-q동기좌표상의 전류성분으로 좌표변환된 지령전류 Id*와 Iq*를 출력하는 단계; (e) 전류제어기가, 상기 속도제어기에서 출력된 Id*와 Iq*에 기초하여 지령전압 Vd*와 Vq*을 출력하는 단계; (f) 인버터가, 상기 전류제어기에서 출력된 Vd*와 Vq*에 기초하여 고정자의 코일에 전원을 인가하는 단계; 를 포함한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a washing machine comprising: (a) a control unit of a washing machine receiving an operation signal for starting a drying cycle; (b) initializing the rotor in accordance with the operation signal received by the controller; (c) detecting, by the speed sensor, a rotational speed of the rotor; (d) The speed controller compares the current speed of the rotor sensed by the speed sensor with the command speed so that the d-axis parallel to the magnetic flux direction of the magnet so that the current speed of the rotor follows the command speed, Outputting coordinate-converted command currents Id * and Iq * with a current component on a dq synchronous coordinate defined as a q-axis orthogonal to the magnetic flux direction of the magnet; (e) the current controller outputs command voltages Vd * and Vq * based on Id * and Iq * output from the speed controller; (f) powering the coils of the stator based on Vd * and Vq * output from the current controller; .

본 발명에 의한 모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법에 의하면, 건조행정시 부하의 변동에 따라서 모터의 구동을 제어할 수 있는 이점이 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the motor, the washing machine including the same, and the control method therefor according to the present invention, there is an advantage that the driving of the motor can be controlled in accordance with the variation of the load during the drying stroke.

이하에서는 본 발명에 의한 모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of a motor, a washing machine including the same, and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 의한 세탁기의 실시예를 보인 단면도이다.1 is a sectional view showing an embodiment of a washing machine according to the present invention.

도 1을 참조하면, 드럼 세탁기의 외관을 캐비닛(1)이 형성한다. 상기 캐비닛(1)은 대략 전면 일부가 개방되는 육면체형상으로 형성될 수 있다. Referring to Fig. 1, the cabinet 1 forms an outer appearance of the drum type washing machine. The cabinet 1 may be formed in a hexahedron shape in which a part of a front surface thereof is opened.

상기 캐비닛(1)의 내부에는 터브(3)가 구비된다. 상기 터브(3)의 내부에는 세탁수가 저장된다. 상기 터브(3)는 대략 전면이 개구되는 원통형상으로 형성될 수 있다. 그리고 상기 터브(3)에는 세탁수의 유입을 위한 세탁수유입구(4) 및 세탁수의 배출을 위한 세탁수배출구(5)가 각각 구비된다.Inside the cabinet 1, a tub 3 is provided. The washing water is stored in the tub 3. The tub 3 may be formed in a cylindrical shape having a generally open front surface. The tub 3 is provided with a washing and drinking inlet 4 for the inflow of washing water and a washing water outlet 5 for discharging the washing water.

또한 상기 터브(3)의 내부에는 드럼(7)이 설치된다. 상기 드럼(7)은 상기 터브(3)의 내부에 회전가능하게 설치된다. 상기 드럼(7)의 내부에는 세탁포가 수용된다. 그리고 상기 드럼(7)의 회전에 의하여 상기 드럼(7)과 세탁포 또는 세탁포 상호간의 마찰에 의하여 세탁포의 세탁이 이루어진다. 상기 드럼(7)도 상기 터브(3)에 대응하여 전면이 개구되는 원통형상으로 형성될 수 있다.A drum 7 is installed in the tub 3. The drum (7) is rotatably installed inside the tub (3). The laundry 7 is accommodated in the drum 7. The laundry 7 is washed by the friction between the drum 7 and the laundry cloth or the laundry cloth by the rotation of the drum 7. The drum 7 may also be formed in a cylindrical shape having a front surface corresponding to the tub 3.

상기 캐비닛(1), 터브(3) 및 드럼(7)의 개구된 전면을 도어(9)가 선택적으로 개폐한다. 상기 도어(9)는 상기 캐비닛(1)의 일측에 그 일단을 중심으로 회동가능하게 설치될 수 있다.The door 9 selectively opens and closes the opened front face of the cabinet 1, the tub 3, and the drum 7. The door (9) can be installed on one side of the cabinet (1) so as to be rotatable about one end thereof.

상기 캐비닛(1)과 터브(3) 사이에는 상기 드럼(7)의 회전과정에서 발생되는 진동을 흡수하기 위하여 댐퍼(11)와 스프링(13)이 구비된다. 상기 댐퍼(11)는 상기 캐비닛(1)의 저면과 상기 터브(3)의 저면 사이에 위치되고, 상기 스프링(13)은 상기 캐비닛(1)의 상면과 상기 터브(3)의 상면 사이에 위치된다.A damper 11 and a spring 13 are provided between the cabinet 1 and the tub 3 to absorb vibrations generated during the rotation of the drum 7. The damper 11 is positioned between the bottom surface of the cabinet 1 and the bottom surface of the tub 3 and the spring 13 is positioned between the top surface of the cabinet 1 and the top surface of the tub 3 do.

그리고 상기 터브(3)의 후면에는 모터(20)가 구비된다. 상기 모터(20)는 상기 드럼(7)의 회전을 위한 구동력을 제공하는 역할을 한다. 상기 모터(20)는 고정자(21) 및 회전자(23)를 포함한다. 보다 상세하게는, 상기 고정자(21)에는 권선된 다수개의 코일이 구비된다. 그리고 상기 회전자(23)에는 상기 코일과의 전자기적 상호작용을 발생시키는 다수개의 마그넷이 구비된다. 또한 상기 회전자(23)에는 실질적으로 상기 드럼(7)에 회전력을 제공하기 위한 회전축(25)이 구비된다. 즉 상기 코일과 마그넷의 전자기적 상호작용에 의하여 상기 회전자(23)가 회전하고, 상기 회전자(23)의 회전력은 상기 회전축(25)을 통하여 상기 드럼(7)에 전달된다.A motor 20 is provided on the rear surface of the tub 3. The motor 20 serves to provide a driving force for rotation of the drum 7. The motor (20) includes a stator (21) and a rotor (23). More specifically, the stator 21 is provided with a plurality of winded coils. The rotor (23) is provided with a plurality of magnets for generating an electromagnetic interaction with the coil. The rotor (23) is provided with a rotating shaft (25) for substantially providing a rotational force to the drum (7). That is, the rotor 23 is rotated by the electromagnetic interaction between the coil and the magnet, and the rotational force of the rotor 23 is transmitted to the drum 7 through the rotating shaft 25.

한편 상기 모터(20)에는 홀센서(27)가 설치된다. 상기 홀센서(27)는 상기 회전자(23)의 위치를 감지하기 위한 것이다. 통상적으로, 상기 홀센서(27)는 상기 고정자(21)에 2개가 설치된다. 상기 홀센서(27)는 상기 회전자(23)의 회전에 의하여 온/오프신호를 발생시킨다. 예를 들면, 상기 회전자(23)가 360°회전하면, 상기 홀센서(27)가 4회의 온/오프 신호를 발생시키게 된다. 그리고 이와 같이 상기 홀센서(27)에서 발생되는 온/오프신호에 의하여 상기 회전자(23)의 위치를 추정하여 상기 모터(20)를 제어하게 된다. On the other hand, the motor 20 is provided with a hall sensor 27. The Hall sensor 27 senses the position of the rotor 23. Normally, two Hall sensors 27 are provided on the stator 21. [ The hall sensor 27 generates an ON / OFF signal by the rotation of the rotor 23. [ For example, when the rotor 23 rotates 360 degrees, the hall sensor 27 generates four on / off signals. The position of the rotor 23 is estimated based on the on / off signal generated by the hall sensor 27, thereby controlling the motor 20.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 세탁기의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the washing machine according to the embodiment of the present invention will be described.

먼저 사용자가 상기 도어(9)를 열고, 상기 드럼(7)의 내부로 세탁포를 투입한다. 그리고 사용자가 컨트롤패널(미도시)를 조작하여 세탁기의 세탁행정을 선택한다. 상기 세탁행정이 개시되면, 상기 모터(20)가 회전되고, 상기 모터(20)에 의해서 감지되는 부하량에 의해서 세탁포의 포량이 감지된다. 그리고 감지된 포량에 적합하도록 상기 세탁기의 행정이 수행된다. First, the user opens the door (9) and inserts the laundry into the drum (7). Then, the user operates the control panel (not shown) to select the washing cycle of the washing machine. When the washing cycle is started, the motor 20 is rotated, and the amount of the washing cloth is detected by the load detected by the motor 20. And a stroke of the washing machine is performed so as to match the detected laundry amount.

보다 상세하게는 상기 세탁행정이 개시되면, 상기 세탁수유입구(4)를 통하여 상기 터브(3)의 내부로 세탁수가 유입되어 저장된다. 그리고 상기 터브(3)의 내부에 적정한 양의 세탁수가 유입되어 저장되면, 상기 모터(20)가 회전하여 상기 드 럼(7)이 회전된다. 이때 상기 드럼(7)은 정방향과 역방향으로 교호되게 회전함으로써, 세탁포의 엉김이 방지되고, 세탁효율이 증가된다.More specifically, when the washing cycle is started, the washing water flows into the tub 3 through the washing and drinking inlet 4 and is stored. When an appropriate amount of wash water is introduced into the tub 3 and stored therein, the motor 20 is rotated to rotate the drum 7. At this time, the drum 7 rotates in a direction opposite to the forward direction, thereby preventing the laundry from clogging and increasing the washing efficiency.

기설정된 시간이 경과하여 세탁포의 세탁이 완료된 것으로 판단되면, 상기 세탁수배출구(5)를 통하여 상기 터브(3)의 내부에 저장된 세탁수가 배수된다. 따라서 상기 세탁행정이 종료되고, 헹굼행정이 개시된다. 상기 헹굼행정은, 상술한 세탁행정과 유사한 행정으로서, 정방향 및 역방향으로 상기 드럼(7)이 교호되게 회전하여 세탁포가 헹구어진다. When it is determined that the washing of the laundry is completed by a predetermined time, the washing water stored in the tub 3 is drained through the washing water outlet 5. Thus, the washing cycle is terminated and the rinsing cycle is started. The rinsing cycle is similar to the above-described washing cycle, and the drum 7 is rotated alternately in the forward and reverse directions to rinse the laundry.

그리고 상기 헹굼행정이 완료되면, 세탁포의 물을 제거하는 탈수행정 및 건조행정이 진행된다. 상기 탈수행정에서는, 상기 드럼(7)이 고속으로 회전하여 세탁포에서 물이 제거된다. 그리고 기설정된 시간이 경과되면, 상기 탈수행정이 종료된다. 상기 전조행정이 종료되면, 상기 건조행정이 개시되어 상기 세탁포가 건조되면, 상기 세탁기에 의한 세탁포의 세탁이 완료된다. 상기 건조행정에서는 통상적으로 상기 드럼(7)의 내부에 고온의 공기가 공급되어 세탁포의 건조가 이루어진다.When the rinsing cycle is completed, a dewatering and drying cycle for removing water from the laundry is performed. In the dehydrating step, the drum 7 is rotated at a high speed to remove water from the laundry. When the predetermined time has elapsed, the dehydration process is terminated. When the rolling process is completed, when the drying cycle is started and the laundry is dried, washing of the laundry by the washing machine is completed. In the drying process, high temperature air is usually supplied to the inside of the drum 7 to dry the laundry.

한편 상기 건조행정의 경우에는, 세탁포가 건조됨으로써, 실질적으로 시간의 경과에 따라서 상기 드럼(7)에 작용하는 부하가 감소된다. 따라서 이와 같은 상기 건조행정에서의 부하의 변동을 고려하지 않고, 상기 모터(20)를 제어하면, 상기 모터(20)의 구동에 의한 진동이나 소음의 발생이 증가되므로, 본 실시예에서는, 상기 탈수모드에서의 부하의 변동을 고려하여 상기 모터(20)를 벡터운전방식을 이용한 약자속운전한다.On the other hand, in the case of the above-mentioned drying process, the laundry is dried, so that the load acting on the drum 7 substantially decreases over time. Therefore, when the motor 20 is controlled without considering the variation of the load in the drying stroke, the generation of vibration and noise due to the driving of the motor 20 increases. Therefore, in the present embodiment, The motor 20 is operated in the abbreviated mode using the vector driving method in consideration of the variation of the load in the mode.

상기 벡터제어방식을 설명하면, 상기 백터제어방식은 상기 코일 전류가 인가되는 것을 제어하는 전원인가제어방식의 일종이다. 보다 상세하게는 상기 마그넷의 자속방향과 평행한 d축과 상기 마그넷의 자석방향에 직각인 q축으로 정의되는 d-q축 좌표를 설정하여, 상기 d축 및 상기 q축으로 정확하게 전류를 인가한다. 그리고 상기 약자속운전을 설명하면, 상기 약자속운전은, 상기 마그넷의 자속을 약화시킴으로써, 상기 모터(20)의 지령속도, 보다 상세하게는, 상기 회전자(23)의 지령속도가 상기 회전자(23)의 정격속도보다 빠른 경우에는, 상기 d-q축 좌표계에서 상기 마그넷의 자속방향과 평행인 d축으로 입력되는 전류의 양을 증가시켜 출력함으로써, 상기 회전자(23)의 현재속도가 상기 지령속도를 따르도록 한다.In the vector control method, the vector control method is a kind of power supply control method for controlling the application of the coil current. More specifically, a d-axis coordinate defined by a d-axis parallel to the magnetic flux direction of the magnet and a q-axis perpendicular to the magnet direction of the magnet is set, and current is accurately applied to the d-axis and the q-axis. In the abbreviated operation, the abbreviated operation weakens the magnetic flux of the magnet so that the command speed of the motor (20), more specifically, the command speed of the rotor (23) (23), the current amount of the current input to the d-axis parallel to the direction of the magnetic flux of the magnet in the dq-axis coordinate system is increased and output so that the current speed of the rotor (23) Follow the speed.

다음으로 본 발명의 실시예에서 모터제어장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Next, a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에서 모터의 제어를 위한 제어장치를 보인 블럭도이다.2 is a block diagram showing a control device for controlling a motor in an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 모터(20)를 제어하기 위한 제어장치는, 모터제어부(30), PWM연산기(40), 인버터(50) 및 전류감지부(60)를 포함한다.2, the control device for controlling the motor 20 includes a motor control unit 30, a PWM computing unit 40, an inverter 50, and a current sensing unit 60.

상기 모터제어부(30)는 모터(20)에 입력되는 전원을 제어한다. 보다 상세하게는, 상기 모터제어부(30)는, 속도/위치검출기(31), 속도제어기(33), 전류제어기(35) 및 좌표변환부(37)를 포함한다. 상기 속도/위치검출기(31)는 상기 모터(20)의 회전속도와 회전위치, 즉 회전자(23)(도 1참조)의 회전속도와 회전위치를 검출한다. 이때 상기 속도/위치검출기(31)는 실질적으로 홀센서(27)(도 1참조)에 의하 여 감지된 상기 회전자(23)의 위치에 의하여 상기 회전자(23)의 회전속도 및 위치를 검출할 수 있다. 그리고 상기 속도제어기(33)는 상기 속도/위치검출기(31)에서 검출되는 상기 회전자(23)의 현재속도 ω와 지령속도 ω*를 비교하여 상기 현재속도 ω가 상기 지령속도 ω*에 추종하도록, 상기 영구자석의 자속방향에 평행한 d축과 상기 영구자석의 자속방향에 직각인 q축으로 정의되는 d-q축 회전 좌표계 상의 전류성분 Id와 Iq를 조절하여 d축 지령전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*를 각각 발생시킨다. 또한 상기 전류제어기(35)는 상기 속도제어기(33)에서 출력되는 상기 지령전류 Id*와 지령전류 Iq*에 근거하고, 현재전류 Id와 Iq를 PID 제어하여 d축 지령전압 Vd*과 q축 지령전압 Vq*을 각각 발생시킨다. 그리고 상기 좌표변환부(37)는 d-q축 회전좌표계와 uvw 정지좌표계를 서로 변환시킨다. The motor control unit 30 controls the power supplied to the motor 20. More specifically, the motor control unit 30 includes a speed / position detector 31, a speed controller 33, a current controller 35, and a coordinate conversion unit 37. The speed / position detector 31 detects the rotational speed and the rotational position of the motor 20, that is, the rotational speed and the rotational position of the rotor 23 (see FIG. 1). At this time, the speed / position detector 31 detects the rotational speed and position of the rotor 23 by virtue of the position of the rotor 23 sensed by the hall sensor 27 (see FIG. 1) can do. The speed controller 33 compares the current speed ω of the rotor 23 detected by the speed / position detector 31 with the command speed ω * so that the current speed ω follows the command speed ω * , The d-axis command current Id * and the q-axis command (Iq) are adjusted by adjusting the current components Id and Iq on the dq axis rotation coordinate system defined by the d axis parallel to the magnetic flux direction of the permanent magnet and the q axis perpendicular to the magnetic flux direction of the permanent magnet, Thereby generating a current Iq *, respectively. Based on the command current Id * and the command current Iq * output from the speed controller 33, the current controller 35 performs PID control on the current Id and the current Iq to calculate the d-axis command voltage Vd * and the q-axis command Voltage Vq *, respectively. The coordinate conversion unit 37 converts the rotation coordinate system of d-q axis and the rotation coordinate system of uvw.

상기 PWM연산기(40)는 상기 모터제어부(30)로부터 출력되는 uvw 정지좌표계의 신호를 입력받아서 PWM신호를 발생시킨다. 그리고 상기 인버터(50)는 상기 PWM연산기(40)로부터 상기 PWM신호를 입력받아서 상기 모터(20)로 입력되는 전원을 직접 제어한다. 또한 상기 전류감지부(60)는 상기 인버터(50)에서 출력되는 현재전류로서 d축 현재전류 Id와 q축 현재전류 Iq를 감지한다. The PWM calculator 40 receives a signal of the uvw stationary coordinate system output from the motor controller 30 and generates a PWM signal. The inverter 50 receives the PWM signal from the PWM calculator 40, and directly controls the power input to the motor 20. Also, the current sensing unit 60 senses the d-axis current Id and the q-axis current Iq as current currents output from the inverter 50.

이와 같은 제어장치에 의한 모터의 제어를 설명하면, 먼저 상기 속도/위치검출기(31)가 상기 회전자(23)의 현재속도 ω를 연속적으로 추정하여 검출한다. 그리고 상기 속도/위치검출기(31)에 의하여 검출된 상기 회전자(23)의 현재속도 ω는 상기 속도제어기(33)에 입력된다. 그리고 상기 속도제어기(33)는 상기 회전자(23)의 현재속도와 회전자의 지령속도 ω*를 PID 제어하여 d-q 회전 좌표계의 d축 지령 전류 Id*와 q축 지령전류 Iq*를 출력한다.First, the speed / position detector 31 continuously estimates and detects the current speed? Of the rotor 23. The current speed? Of the rotor 23 detected by the speed / position detector 31 is input to the speed controller 33. [ The speed controller 33 performs PID control of the current speed of the rotor 23 and the command speed ω * of the rotor to output the d-axis command current Id * and the q-axis command current Iq * of the d-q rotational coordinate system.

이때 상기 속도제어기(33)는 약자속운전여부에 따라서 지령전류 Id*와 Iq*를 출력값을 조절한다. 보다 상세하게는, 약자속운전의 경우에는 상기 속도제어기(33)는 지령전류 Id*와 Iq*를 출력한다. 따라서 상기 속도제어기(33)에서 출력된 d축방향의 지령전류 Iq*에 의하여 마그넷의 자속이 약화되는 약자속운전이 수행된다. 그리고 상기 속도제어기(33)는 정상운전의 경우에는 지령전류 Iq*만 출력한다. At this time, the speed controller 33 adjusts the output values of the command currents Id * and Iq * in accordance with the abrupt speed operation. More specifically, in the abbreviated operation, the speed controller 33 outputs command currents Id * and Iq *. Therefore, the abbreviated operation in which the magnetic flux of the magnet is weakened by the command current Iq * in the d-axis direction outputted from the speed controller 33 is performed. The speed controller 33 outputs only the command current Iq * in the case of normal operation.

한편 상기 속도제어기(33)에서 출력된 지령전류 Id*와 Iq*는 상기 전류제어기(35)로 입력된다. 상기 전류제어기(35)는 지령전류 Id*와 Iq*와 상기 전류감지부(60)에서 감지된 상기 인버터(50)의 현재전류 Id와 Iq와 비교하여 PID 제어를 수행하여 d-q 회전좌표계 상의 지령전압 Vd*와 Vq*를 출력한다. Meanwhile, the command currents Id * and Iq * output from the speed controller 33 are input to the current controller 35. The current controller 35 performs PID control by comparing the command currents Id * and Iq * with the currents Id and Iq of the inverter 50 sensed by the current sensing unit 60 to calculate a command voltage Vd * and Vq *.

그리고 상기 전류제어기(35)에서 출력된 지령전압 Vd*와 Vq*는 상기 좌표변환부(37)에서 uvw 정지좌표계 상의 지령전압으로 변경되어 상기 PWM연산기(40)로 입력된다. 상기 PWM연산기(40)는 입력된 지령전압 Vd*와 Vq*에 대응하는 PWM신호를 발생시켜서 상기 인버터(50)로 입력한다. 그리고 상기 인버터(50)는 입력받은 상기 PWM신호에 따라서 6개의 트랜지스터는 전원을 온/오프시켜서 상기 모터(20)를 구동시킨다.The command voltages Vd * and Vq * output from the current controller 35 are converted into command voltages on the uvw stop coordinate system by the coordinate converter 37 and input to the PWM operator 40. [ The PWM calculator 40 generates a PWM signal corresponding to the input command voltages Vd * and Vq * and inputs the PWM signal to the inverter 50. The inverter 50 drives the motor 20 by turning on / off the six transistors according to the input PWM signal.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 세탁기의 제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of controlling a washing machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 세탁기의 제어방법을 보인 제어흐름도이다.3 is a control flowchart showing a control method of a washing machine according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 속도/위치검출기(31)가 회전자(23)의 현재속도를 검출한다.(S11) 상기 속도/위치검출기(31)에 의한 상기 회전자(23)의 현재속도의 검출은 홀센서(27)에 의한 상기 회전자(23)의 위치감지에 의하여 이루어질 것이다.3, first, the speed / position detector 31 detects the current speed of the rotor 23 (S11). The speed / position detector 31 detects the current speed of the rotor 23 Detection will be accomplished by sensing the position of the rotor 23 by the hall sensor 27.

그리고 세탁기의 행정이 건조행정인지 여부를 판단한다.(S13) 상기 S13단계에서 세탁기의 행정이 상기 건조행정으로 판단된 경우에는, 상기 회전자(23)의 지령속도가 상기 회전자(23)의 정격속도보다 빠른지 여부를 판단한다.(S15)(S13). If it is determined in step S13 that the washing machine is in the drying cycle, the command speed of the rotor 23 is set to be the same as that of the rotor 23 It is determined whether or not it is faster than the rated speed (S15)

다음으로 상기 S15단계에서, 상기 지령속도가 상기 정격속도보다 빠른 경우에는 모터(20)를 약자속운전한다.(S17) 그리고 상기 S13단계에서 상기 세탁기의 행정이 상기 건조행정이 아닌 것으로 판단된 경우 및 상기 S15단계에서 상기 지령속도가 상기 정격속도보다 빠르지 않은 것으로 판단된 경우에는 상기 모터(20)를 정상운전한다.(S19)If it is determined in step S15 that the command speed is higher than the rated speed, the motor 20 is operated in abbreviated mode (S17). If it is determined in step S13 that the stroke of the washing machine is not the drying stroke And if it is determined in S15 that the command speed is not faster than the rated speed, the motor 20 is operated normally (S19)

한편 상기 S17 또는 S19단계에서, 상기 모터(20)의 운전모드가 약자속운전 또는 정상운전 중 어느 하나로 선택되면, 측정된 현재속도와 지령속도를 비교하여 상기 속도제어기(33)에서 적합한 지령전류 Id* 및 Iq* 또는 Iq*를 출력한다.(S21). 보다 상세하게는, 상기 모터(20)의 운전모드가 약자속운전으로 선택된 경우에는, 상기 속도제어기(33)가 Id*와 Iq*를 출력한다. 그리고 상기 모터(20)의 운전모드가 정상운전으로 선택된 경우에는, 상기 속도제어기(33)가 Iq*만 출력한다.If it is determined in S17 or S19 that the operation mode of the motor 20 is selected as the abrupt speed operation or the normal operation, the speed controller 33 compares the measured current speed with the command speed, * And Iq * or Iq * (S21). More specifically, when the operation mode of the motor 20 is selected as abbreviated operation, the speed controller 33 outputs Id * and Iq *. When the operation mode of the motor 20 is selected as the normal operation, the speed controller 33 outputs only Iq *.

상기 S21단계에서 발생된 상기 지령전류Id* 및 Iq* 또는 Iq*는, 상기 전류제어기(35)로 입력되고, 상기 전류제어기(35)는 상기 전류감지부(60)에서 감지된 상기 인버터(50)의 현재전류 Id와 Iq와 비교되어 PID제어를 수행하여 상기 전류d-q 회전 좌표계 상의 지령전압 Vd*와 Vq*를 출력한다.(S23). The command currents Id * and Iq * or Iq * generated in step S21 are input to the current controller 35. The current controller 35 controls the inverter 50 sensed by the current sensing unit 60, And outputs the command voltages Vd * and Vq * on the current dq rotating coordinate system (S23).

그리고 상기 S23단계에서, 상기 전류제어기(35)에서 출력된 지령전압 Vd*와 Vq*는 상기 좌표변환부(37)를 거쳐서 uvw 정지좌표계 상의 지령전압으로 변경되어 상기 PWM연산기(40)로 입력되고, 상기 PWM연산기(40)에서는 지령전압에 대응하는 PWM 신호를 발생시켜서 인버터(50)로 입력한다.(S25) 상기 인버터(50)는, 상기 S25단계에서 입력받은 PWM신호에 따라서 모터(20)를 구동시킨다.(S27)In step S23, the command voltages Vd * and Vq * output from the current controller 35 are converted to command voltages on the uvw stop coordinate system via the coordinate converter 37 and input to the PWM calculator 40 The PWM calculator 40 generates a PWM signal corresponding to the command voltage and inputs the PWM signal to the inverter 50. In step S25, the inverter 50 drives the motor 20 in accordance with the PWM signal received in step S25. (S27)

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. .

이상에서 설명한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 모터, 이를 포함하는 세탁기 및 그 제어방법에 의하면, 건조행정에서 부하의 변동에 따라서 모터를 약자속제어하여 그 회전속도를 변화시킨다. 따라서 본 발명에 의하면, 건조행정시 부하의 감소에 따라서 모터의 동작시 진동이나 소음이 발생되는 현상이 최소화되는 효과를 기대할 수 있게 된다.According to the motor, the washing machine including the same, and the control method of the present invention configured as described above, the motor is abruptly controlled in accordance with the variation of the load in the drying stroke, and the rotation speed thereof is changed. Therefore, according to the present invention, it is possible to minimize the occurrence of vibration or noise during operation of the motor in accordance with the decrease in the load during the drying stroke.

도 1은 본 발명에 의한 세탁기의 실시예를 보인 단면도.1 is a sectional view showing an embodiment of a washing machine according to the present invention;

도 2는 본 발명의 실시예에서 모터의 제어를 위한 제어장치를 보인 블럭도.2 is a block diagram showing a control device for controlling a motor in an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 세탁기의 제어방법을 보인 제어흐름도. 3 is a control flowchart showing a control method of a washing machine according to an embodiment of the present invention.

Claims (6)

다수개의 권선된 코일을 포함하는 고정자; A stator comprising a plurality of wound coils; 상기 코일과 전자기적 상호작용을 발생시키는 다수개의 마그넷을 포함하는 회전자; A rotor including a plurality of magnets for generating an electromagnetic interaction with the coil; 건조행정시 상기 회전자의 현재속도를 감지하는 속도감지기; A speed sensor for sensing a current speed of the rotor during a drying stroke; 상기 속도감지기에서 감지된 상기 회전자의 현재속도 및 지령속도를 비교하여, 상기 회전자의 현재속도가 지령속도를 따르도록 상기 마그넷의 자속방향에 평행한 d축과 상기 마그넷의 자속방향에 직교되는 q축으로 정의되는 d-q동기좌표상의 전류성분으로 좌표변환된 지령전류 Id*와 Iq*를 출력하는 속도제어기; And comparing the current speed and the command speed of the rotor sensed by the speed sensor and comparing the current speed and the command speed of the rotor detected by the speed sensor with a d axis parallel to the magnetic flux direction of the magnet so that the current speed of the rotor follows the command speed, a speed controller for outputting command currents Id * and Iq * coordinate-converted to a current component on a dq synchronous coordinate defined by the q-axis; 상기 속도제어기에서 출력된 Id*와 Iq*에 기초하여 지령전압 Vd*와 Vq*을 출력하는 전류제어기; A current controller for outputting command voltages Vd * and Vq * based on Id * and Iq * output from the speed controller; 상기 전류제어기에서 출력된 Vd*와 Vq*에 기초하여 상기 코일에 전원을 인가하는 인버터; 를 포함하며,An inverter for applying power to the coil based on Vd * and Vq * output from the current controller; / RTI > 상기 속도제어기는, Wherein the speed controller comprises: 상기 회전자의 지령속도가 상기 회전자의 정격속도보다 빠른 경우에는 Id*와 Iq*를 출력하고, And outputs Id * and Iq * when the command speed of the rotor is faster than the rated speed of the rotor, 상기 회전자의 지령속도가, 상기 회전자의 정격속도와 같거나 상기 회전자의 정격속도보다 느린 경우에는 Iq*만 출력하는 세탁기용 모터.And outputs only Iq * when the command speed of the rotor is equal to the rated speed of the rotor or slower than the rated speed of the rotor. 제 1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 속도감지기는 상기 고정자에 구비되는 적어도 2개의 홀센서인 세탁기용 모터.Wherein the speed sensor is at least two hall sensors provided in the stator. 삭제delete 캐비닛; cabinet; 상기 캐비닛의 내부에 구비되는 터브; A tub disposed inside the cabinet; 상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 그 내부에 세탁포가 수용되는 드럼; 및 A drum rotatably installed in the tub and containing a laundry therein; And 상기 드럼의 회전을 위한 구동력을 제공하는 제 1 항 또는 2 항 중 어느 한 항의 모터; 를 포함하는 세탁기.The motor according to any one of claims 1 to 3, which provides a driving force for rotation of the drum. . (a) 세탁기의 제어부가, 건조행정을 개시하는 조작신호를 입력받는 단계; (a) a control section of a washing machine receives an operation signal for starting a drying cycle; (b) 회전자가, 상기 제어부가 입력받은 조작신호에 따라서 초기기동하는 단계; (b) initializing the rotor in accordance with the operation signal received by the controller; (c) 속도감지기가, 상기 회전자의 회전속도를 감지하는 단계; (c) detecting, by the speed sensor, a rotational speed of the rotor; (d) 속도제어기가, 상기 속도감지기에서 감지된 상기 회전자의 현재속도와 지령속도를 비교하여, 상기 회전자의 현재속도가 지령속도를 따르도록 상기 마그넷의 자속방향에 평행한 d축과 상기 마그넷의 자속방향에 직교되는 q축으로 정의되는 d-q동기좌표상의 전류성분으로 좌표변환된 지령전류 Id*와 Iq*를 출력하며,(d) The speed controller compares the current speed of the rotor sensed by the speed sensor with the command speed so that the d-axis parallel to the magnetic flux direction of the magnet so that the current speed of the rotor follows the command speed, Outputs command currents Id * and Iq * coordinate-converted to current components on a dq synchronous coordinate defined by a q-axis orthogonal to the magnetic flux direction of the magnet, 상기 회전자의 지령속도가 상기 회전자의 정격속도보다 빠른 경우에는 Id*와 Iq*를 출력하고, And outputs Id * and Iq * when the command speed of the rotor is faster than the rated speed of the rotor, 상기 회전자의 지령속도가, 상기 회전자의 정격속도와 같거나 상기 회전자의 정격속도보다 느린 경우에는 Iq*만 출력하는 단계;Outputting only Iq * when the command speed of the rotor is equal to the rated speed of the rotor or slower than the rated speed of the rotor; (e) 전류제어기가, 상기 속도제어기에서 출력된 Id*와 Iq*에 기초하여 지령전압 Vd*와 Vq*을 출력하는 단계; (e) the current controller outputs command voltages Vd * and Vq * based on Id * and Iq * output from the speed controller; (f) 인버터가, 상기 전류제어기에서 출력된 Vd*와 Vq*에 기초하여 고정자의 코일에 전원을 인가하는 단계; 를 포함하는 세탁기 제어방법.(f) powering the coils of the stator based on Vd * and Vq * output from the current controller; And a controller for controlling the washing machine. 삭제delete
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