KR102241036B1 - 세탁물 처리기기 - Google Patents

세탁물 처리기기 Download PDF

Info

Publication number
KR102241036B1
KR102241036B1 KR1020140097318A KR20140097318A KR102241036B1 KR 102241036 B1 KR102241036 B1 KR 102241036B1 KR 1020140097318 A KR1020140097318 A KR 1020140097318A KR 20140097318 A KR20140097318 A KR 20140097318A KR 102241036 B1 KR102241036 B1 KR 102241036B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
section
inverter
motor
constant
output voltage
Prior art date
Application number
KR1020140097318A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160014992A (ko
Inventor
아오키 나오히코
니시 요이치
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020140097318A priority Critical patent/KR102241036B1/ko
Publication of KR20160014992A publication Critical patent/KR20160014992A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102241036B1 publication Critical patent/KR102241036B1/ko

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/10—Power supply arrangements, e.g. stand-by circuits
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14—Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/02—Rotary receptacles, e.g. drums
    • D06F37/12—Rotary receptacles, e.g. drums adapted for rotation or oscillation about a vertical axis
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • D06F37/206—Mounting of motor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/20—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations
    • D06F37/24—Mountings, e.g. resilient mountings, for the rotary receptacle, motor, tub or casing; Preventing or damping vibrations in machines with a receptacle rotating or oscillating about a vertical axis
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/26—Casings; Tubs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/304—Arrangements or adaptations of electric motors
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F37/00—Details specific to washing machines covered by groups D06F21/00 - D06F25/00
    • D06F37/30—Driving arrangements 
    • D06F37/40—Driving arrangements  for driving the receptacle and an agitator or impeller, e.g. alternatively
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00—Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/12—Casings; Tubs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/44—Current or voltage
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2105/00—Systems or parameters controlled or affected by the control systems of washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2105/46—Drum speed; Actuation of motors, e.g. starting or interrupting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00—Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

본 발명은 세탁물 처리기기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 세탁조, 세탁조를 회전시키는 모터, 및 모터를 구동하는 구동부를 포함하며, 구동부는, 소정 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터, 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 포함하며, 인버터 제어부의 제어에 의해 구동되는 인버터의 출력 전압의 파형은, 출력 전압이 상승하는 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간을 포함한다. 이에 의해, 모터 회전시의 코깅 토크를 저감할 수 있게 된다.

Description

세탁물 처리기기{Laundry treatment machine}
본 발명은 세탁물 처리기기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 모터 회전시의 코깅 토크를 저감할 수 있는 세탁물 처리기기에 관한 것이다.
일반적으로, 세탁물 처리기기는 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 세탁조와 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하여, 세탁물의 손상이 거의 없고 세탁물이 서로 엉키지 않는 세탁효과를 낼 수 있다.
한편, 세탁물 처리기기 내의 모터 구동시, 다양한 속도 또는 다양한 행정이 필요하며, 이에 따라, 모터 회전시 소음이 증가되므로, 이를 저감하기 위한 다양한 방안이 논의되고 있다.
본 발명의 목적은, 모터 회전시의 코깅 토크를 저감할 수 있는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 세탁물 처리기기 작동중 모터의 소음을 저감할 수 있는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 세탁조, 세탁조를 회전시키는 모터, 및 모터를 구동하는 구동부를 포함하며, 구동부는, 소정 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터, 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 포함하며, 인버터 제어부의 제어에 의해 구동되는 인버터의 출력 전압의 파형은, 출력 전압이 상승하는 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간을 포함한다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 세탁조, 세탁조를 회전시키는 모터, 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 한 쌍으로 하는 세 쌍의 스위칭 소자들을 구비하며, 출력 전압이, 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간으로 구분되어 출력되도록, 세쌍의 스위칭 소자들을 턴온 또는 턴 오프하며, 제1 일정 구간 및 제2 일정 구간 동안, 세 쌍의 스위칭 소자들을 모두 턴 오프시키는 인버터를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세탁물 처리기기는, 인버터 제어부의 제어에 의해 구동되는 인버터의 출력 전압의 파형이, 출력 전압이 상승하는 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간을 포함되도록 한다. 특히, 제1 일정 구간과 제2 일정 구간이 대칭되어 배치됨으로써, 모터 회전시, 코깅 토크가 저감되게 된다. 또한, 소음이 저감되게 된다.
또한, 인버터 내의 스위칭 소자의 온도 상승을 저감할 수 있게 된다.
또한, 모터의 선간 전압이 정현파 형태로 나타나므로, 선간 전류의 왜곡을 경감할 수 있고, 세탁물 처리기기의 진동을 억제할 수 있게 된다.
또한, 모터 속도나 행정 구간에 관계없이 일정한 출력 전압 파형으로 모터를 구동시킴으로써, 안정적으로 모터를 구동할 수 있게 된다. 나아가, 제조 비용이 저감되게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 세탁물 처리기기의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도 4는 도 3의 구동부의 내부 회로도이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 출력 전압의 파형을 예시한다.
도 7은 도 6의 인버터의 출력 전압의 파형에 기초한 선간 전압 파형을 예시한다.
도 8a 및 도 8b는 도 6과의 비교를 위한 인버터 출력 전압 파형을 예시한다.
도 9a 내지 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터의 출력 전압의 파형 및 그에 따른 선간 전압 파형을 예시한다.
도 9c 내지 9d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인버터의 출력 전압의 파형 및 그에 따른 선간 전압 파형을 예시한다.
도 10은 도 9의 세탁 행정시의 모터 회전 속도의 일예를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 9의 탈수 행정시의 모터 회전 속도의 일예를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 세탁물 처리기기의 측단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기(100)는, 포가 삽입되어 세탁, 헹굼 탈수 등을 수행하는 세탁기 또는 습포가 삽입되어 건조를 수행하는 건조기 등을 포함하는 개념으로서, 이하에서는 세탁기를 중심으로 기술한다.
세탁기(100)는, 외관을 형성하는 케이싱(110)과, 사용자로부터 각종 제어명령을 입력받는 조작키들과, 세탁기(100)의 작동상태에 대한 정보를 표시하는 디스플레이 등을 구비하여 사용자 인터페이스를 제공하는 컨트롤 패널(115)과, 케이싱(110)에 회전 가능하게 구비되어 세탁물이 출입하는 출입홀을 여닫는 도어(113)를 포함한다.
케이싱(110)은, 내부에 세탁기(100)의 각종 구성품이 수용될 수 있는 공간을 형성하는 본체(111)와, 본체(111)의 상측에 구비되고 내조(122) 내로 세탁물이 투입될 수 있도록 포출입홀을 형성하는 탑커버(112)를 포함할 수 있다.
케이싱(110)은 본체(111)와 탑커버(112)를 포함하는 것으로 설명하나, 케이싱(110)은 세탁기(100)의 외관을 형성하는 것이면 충분하며 이에 한정되지 않는다.
한편, 지지봉(135)은, 케이싱(110)을 이루는 구성 중 하나인 탑커버(112)에 결합되는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 케이싱(110)의 고정된 부분 어느 곳과도 결합되는 것이 가능함을 명시한다.
컨트롤패널(115)은, 세탁물 처리기기(100)의 운전상태를 조작하는 조작키들(117)과, 조작키들(117)의 일측에 배치되며 세탁물 처리기기(100)의 운전상태를 표시하는 디스플레이(118)를 포함한다.
도어(113)는, 탑커버(112)에 형성된 포출입홀(미표기)을 여닫는 것으로, 본체(111) 내부가 들여다보일 수 있도록 강화유리 등의 투명부재를 포함할 수 있다.
세탁기(100)는, 세탁조(120)를 포함할 수 있다. 세탁조(120)는, 세탁수가 담기는 외조(124)와, 외조(124) 내에 회전가능하게 구비되어 세탁물을 수용하는 내조(122)를 구비할 수 있다. 세탁조(120)의 상부에는 세탁조(120)의 회전시 발생하는 편심을 보상하기 위한 밸런서(134)가 구비될 수 있다.
한편, 세탁기(100)는, 세탁조(120)의 하부에 회전 가능하게 구비되는 펄세이터(133)를 포함할 수 있다.
구동장치(138)는, 내조(122) 및/또는 펄세이터(133)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 것이다. 구동장치(138)의 구동력을 선택적으로 전달하여 내조(122)만이 회전되거나, 펄세이터(133)만이 회전되거나, 내조(122)와 펄세이터(133)가 동시에 회전되도록 하는 클러치(미도시)가 구비될 수 있다.
한편, 구동장치(138)는, 도 3의 구동부(220), 즉 구동 회로에 의해 동작하게 된다. 이에 대해서는 도 3 이하를 참조하여 후술한다.
한편, 탑커버(112)에는 세탁용 세제, 섬유 유연제 및/또는 표백제 등의 각종 첨가제가 수용되는 세제박스(114)가 인출가능하게 구비되고, 급수유로(123)를 통해 급수된 세탁수가 세제박스(114)를 경유한 후 내조(122) 내로 공급된다.
내조(122)에는 복수의 홀(미도시)이 형성되어 내조(122)로 공급된 세탁수가 복수의 홀을 통해 외조(124)로 유동한다. 급수유로(123)를 단속하는 급수밸브(125)가 구비될 수 있다.
배수유로(143)를 통해 외조(124)내의 세탁수가 배수되고, 배수유로(143)를 단속하는 배수밸브(145) 및 세탁수를 펌핑하는 배수펌프(141)가 구비될 수 있다.
지지봉(135)은, 외조(124)를 케이싱(110) 내에 매달기 위한 것으로, 일단이 케이싱(110)에 연결되고, 지지봉(135)의 타단은 서스펜션(150)에 의해 외조(124)와 연결된다.
서스펜션(150)은, 세탁기(100) 작동 중에 외조(124)가 진동하는 것을 완충시킨다. 예를 들어, 내조(122)가 회전함에 따라 발생하는 진동에 의해 외조(124)가 진동할 수 있으며, 내조(122)가 회전하는 중에는 내조(122) 내에 수용된 세탁물의 편심, 내조(122)의 회전 속도 또는 공진 특성 등의 다양한 요인에 의해 진동하는 것을 완충시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 세탁물 처리기기(100)는, 제어부(210)의 제어 동작에 의해, 구동부(220)가 제어되며, 구동부(220)는 모터(230)를 구동하게 된다. 이에 따라, 세탁조(120)에 모터(230)에 의해 회전하게 된다.
제어부(210)는, 조작키(1017)로부터 동작 신호를 입력받아 동작을 한다. 이에 따라, 세탁, 헹굼, 탈수 행정이 수행될 수 있다.
또한, 제어부(210)는, 디스플레이(118)를 제어하여, 세탁 코스, 세탁 시간, 탈수 시간, 헹굼 시간 등, 또는 현재 동작 상태 등을 표시하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(210)는, 구동부(220)를 제어하여, 모터(230)를 동작시키도록 제어한다. 예를 들어, 모터(230)에 흐르는 출력 전류를 검출하는 전류 검출부(225)와 모터(230)의 위치를 감지하는 위치 감지부(220)에 기초하여, 모터(230)가 회전하도록 구동부(220)를 제어할 수 있다. 도면에서는, 검출된 전류와, 감지된 위치 신호가 구동부(220)에 입력되는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 제어부(210)에 입력되거나, 제어부(210)와 구동부(220)에 함께 입력되는 것도 가능하다.
구동부(220)는, 모터(230)를 구동시키기 위한 것으로, 인버터(미도시), 및 인버터 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(220)는, 인버터(미도시)에 입력되는 직류 전원을 공급하는, 컨버터 등을 더 포함하는 개념일 수 있다.
예를 들어, 인버터 제어부(미도시)가 펄스폭 변조(PWM) 방식의 스위칭 제어 신호(도 4의 Sic)를 인버터(미도시)로 출력하면, 인버터(미도시)는 고속 스위칭 동작을 하여, 소정 주파수의 교류 전원을 모터(230)에 공급할 수 있다.
구동부(220)에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
한편, 제어부(210)는, 전류 검출부(220)에서 검출된 전류(io) 또는 위치 감지부(235)에서 감지된 위치 신호(H)에 기초하여, 포량을 감지할 수 있다. 예를 들어, 세탁조(120)가 회전하는 동안에, 모터(230)의 전류값(io)에 기초하여 포량을 감지할 수 있다.
한편, 제어부(210)는, 세탁조(120)의 편심량, 즉 세탁조(120)의 언밸런스(unbalance; UB)를 감지할 수도 있다. 이러한 편심량 감지는, 전류 검출부(220)에서 검출된 전류(io)의 리플 성분 또는 세탁조(120)의 회전 속도 변화량에 기초하여, 수행될 수 있다.
도 4는 도 3의 구동부의 내부 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 구동부(220)는, 컨버터(410), 인버터(420), 인버터 제어부(430), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 및 출력전류 검출부(E)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(220)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L) 등을 더 포함할 수도 있다.
리액터(L)는, 상용 교류 전원(405, vs)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(410)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다.
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다.
컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.
평활 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.
한편, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다., 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 평활 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.
한편, 평활 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(230)에 출력할 수 있다.
인버터(420)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(230)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(230) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.
출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(230) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 동기 모터(230) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로하여 기술한다.
한편, 삼상 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 컨버터(410)가 스위치 소자를 구비하는 경우, 컨버터(410) 내의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 입력 전류 검출부(A)에서 검출되는 입력 전류(is)를 입력받을 수 있다. 그리고, 인버터 제어부(430)는, 컨버터(410)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)를 컨버터(410)에 출력할 수 있다. 이러한 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)는 펄스폭 변조(PWM) 방식의 스위칭 제어신호로서, 입력 전류 검출부(A)로부터 검출되는 입력 전류(is)를 기초로 생성되어 출력될 수 있다.
한편, 위치 감지부(235)는, 모터(230)의 회전자 위치를 감지할 수 있다. 이를 위해, 위치 감지부(235)는 홀 센서를 포함할 수 있다. 감지된 회전자 위치(H)는, 인버터 제어부(430)에 입력 되어 속도 연산등에 기초로 사용되게 된다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 5를 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(510), 속도 연산부(520), 전류 지령 생성부(530), 전압 지령 생성부(540), 축변환부(550), 및 스위칭 제어신호 출력부(560)를 포함할 수 있다.
축변환부(510)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.
한편, 축변환부(510)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(520)는, 위치 감지부(235)로 부터 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여, 속도(
Figure 112014072307110-pat00001
)를 연산할 수 있다. 즉, 위치 신호에 기반하여, 시간에 대해, 나누면, 속도를 연산할 수 있게 된다.
한편, 속도 연산부(520)는, 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여 연산된 위치(
Figure 112014072307110-pat00002
)와 연산된 속도(
Figure 112014072307110-pat00003
)를 출력할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure 112014072307110-pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure 112014072307110-pat00005
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(535)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 전압 지령 생성부(540)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(530) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(540)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(544)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(540)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(548)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(540)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(550)에 입력된다.
축변환부(550)는, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(
Figure 112014072307110-pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.
먼저, 축변환부(550)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(
Figure 112014072307110-pat00007
)가 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(550)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.
스위칭 제어 신호 출력부(560)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
특히, 본 발명의 실시예와 관련하여, 인버터의 출력 전압의 파형이, 출력 전압이 상승하는 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간을 포함하기 위한 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력할 수 있다.
특히, 인버터의 출력 전압의 파형이, 출력 전압이 상승하는 상승 구간, 볼록 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 오목 구간, 제2 일정 구간을 포함하기 위한 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력할 수 있다.
이와 같이, 인버터의 출력 전압의 파형 중 제1 일정 구간과 제2 일정 구간이 대칭되어 배치됨으로써, 모터 회전시, 코깅 토크가 저감되게 된다. 또한, 소음이 저감되게 된다.
또한, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 온도 상승을 저감할 수 있게 된다. 이에 대해서는, 도 6 이하를 참조하여 상세히 기술한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터의 출력 전압의 파형을 예시한다.
도면을 참조하면, 인버터의 출력 전압의 파형(Va)은, 삼상(a,b,c) 중 a 상에 출력되는 출력 전압의 파형을 예시한다.
특히, 인버터의 출력 전압의 파형(Va)은, 삼상(a,b,c) 중 a 상과 중성점(N) 사이의 전압인 극 전압(pole voltage)(Vn)에 대응할 수 있다.
이하의 수학식 1은, 인버터 제어부(430) 내에서 수행되는, 극 전압 연산 방식을 예시한다.
Figure 112014072307110-pat00008
여기서, Vdc는 dc 단 전압 검출부(B)에서 검출된, dc 단 전압을 나타내며, T는 제어 주기, 즉, PWM 스위칭 제어 신호 생성을 위한, 캐리어 신호의 단위 주기를 나타낸다. 그리고, Ton은 단위 주기(T)에서의 온 시간, 즉 듀티를 나타낸다.
인버터(420)는, 인버터 제어부(430)로부터의 스위칭 제어 신호(Sic)의 제어에 의해, 인버터 출력 전압 파형(Va)이, 출력 전압이 상승하는 상승 구간(T1), 제1 일정 구간(T3), 하강 구간(T4), 제2 일정 구간(T6)을 포함하도록, 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)의 제어에 의해 구동되는 인버터의 출력 전압의 파형(Va)은, 상승 구간(T1)과 제1 일정 구간(T3) 사이의 볼록 구간(T2), 및 하강 구간(T4)과 제2 일정 구간(T6) 사이의 오목 구간(T5)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 제1 일정 구간(T3)과, 제2 일정 구간(T6)은 대칭되는 것이 바람직하다. 특히, 상승 구간(T1), 볼록 구간(T2), 제1 일정 구간(T3)과, 하강 구간(T4), 오목 구간(T5), 제2 일정 구간(T6)은, 전기각 180도를 기준으로, 대칭일 수 있다.
이와 같이, 제1 일정 구간(T3)과 제2 일정 구간(T6)이 대칭되어 배치됨으로써, 모터 회전시, 코깅 토크가 저감되게 된다. 또한, 소음이 저감되게 된다.
한편, 제1 일정 구간(T3), 및 제2 일정 구간(T6)은, 전기각 60도에 대응하는 구간일 수 있다.
한편, 상승 구간(T1)의 피크치, 및 제1 일정 구간(T3)의 전압 레벨은, 동일하며, 하강 구간(T4)의 하한치, 및 제2 일정 구간(T6)의 전압 레벨은, 동일할 수 있다.
특히, 도면에서는, 상승 구간(T1)의 피크치(Vp1), 볼록 구간(T2)의 피크치(Vp1), 및 제1 일정 구간(T3)의 전압 레벨(Vp1)은, 동일하며, 오목 구간(T5)의 하한치(Vp2), 하강 구간(T4)의 하한치(Vp2), 및 제2 일정 구간(T6)의 전압 레벨(Vp2)이, 동일한 것을 예시한다.
도면을 참조하면, 도 6과 같이, 각 구간의 피크치가 동일한 경우, 도 7과 같이, 선간 전압(Vab) 또는 선간 전류가 정현파 형태로 나타나게 된다.
도 7은 도 6의 인버터의 출력 전압의 파형에 기초한 선간 전압 파형을 예시한다.
도면을 참조하면, 모터의 선간 전압(Vab)이 피크치가 Vx 이며, 하한치가 -Vx인 정현파 형태로 도시된다. 이에 의해, 선간 전류의 왜곡을 경감할 수 있고, 세탁물 처리기기의 진동을 억제할 수 있게 된다.
도 8a 및 도 8b는 도 6과의 비교를 위한 인버터 출력 전압 파형을 예시한다.
먼저, 도 8a는 종래의 2상 펄스폭 변조 방식에 의한 인버터 출력 전압 파형(Va1)을 예시한다.
도 8a의 2상 펄스폭 변조 방식에 의한 인버터 출력 전압 파형(Va1)에 의해 모터를 구동하는 경우, 도 8b의 3상 펄스폭 변조 방식에 의한 인버터 출력 전압 파형(Va2)에 비해, 휴지기에 대응하는 일정 레벨 구간이 존재하므로, 스위칭 손실이, 2/3로 저감되게 된다.
그러나, 휴지기에 대응하는 일정 레벨 구간이, 전기각 180도 이후에만 나타나므로, 선간 전압이 비대칭 전압 파형으로 나타나게 된다.
특히, 모터의 저속 회전시, 유지기에 대응하는 일정 레벨 구간의 영향이 더 크므로, 모터 저속 회전시 코깅 토크가 발생하게 된다. 그리고, 진동이 발생하게 되므로, 편심량 검출 등에 영향을 미치게 된다.
본 발명에서는, 이러한 점을 개선하기 위해, 도 6과 같은, 인버터 출력 전압 파형(Va)을 사용한다.
즉, 도 6의 파형(Va)을 위해, 인버터(420)는, 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 한 쌍으로 하는 세 쌍의 스위칭 소자들을 구비하며, 출력 전압이, 상승 구간(T1), 제1 일정 구간(T3), 하강 구간(T4), 제2 일정 구간(T6)으로 구분되어 출력되도록, 세쌍의 스위칭 소자들을 턴온 또는 턴 오프하며, 제1 일정 구간(T3) 및 제2 일정 구간(T6) 동안, 세 쌍의 스위칭 소자들을 모두 턴 오프시킬 수 있다. 즉, 제1 일정 구간(T3) 및 제2 일정 구간(T6)는 휴지기로서 동작할 수 있다.
나아가, 인버터(420)는, 인버터 출력 전압이, 상승 구간(T1)과 제1 일정 구간(T3) 사이의 볼록 구간(T2), 및 하강 구간(T4)과 제2 일정 구간(T6) 사이의 오목 구간(T5)을 더 포함하도록, 세쌍의 스위칭 소자들을 턴온 또는 턴 오프시킬 수 있다.
다음, 도 8b는 종래의 3상 펄스폭 변조 방식에 의한 인버터 출력 전압 파형(Va2)을 예시한다.
이러한 인버터 출력 전압 파형(Va2)에 의해 모터를 구동하는 경우, 모터의 고속 회전시, 스위칭 소자 등에 온도가 급격히 상승하게 되어, 소자 안정성에 영향이 있게 된다.
이러한 점을 해결하기 위해, 고속 회전시에는 도 8a와 같은 2상 펄스폭 변조 방식에 의하고, 저속 회전시에는 도 8b와 같은 3상 펄스폭 변조 방식에 의하여, 구동하는 방법도 있으나, 이는 모터 속도에 따라, 구동 방식을 나눠야 하는 불편한 점이 있다. 그리고, 제조 비용이 상승하는 요인이 된다.
본 발명에서는, 이러한 점을 해결하기 위해, 모터의 속도에 관계없이, 그리고 세탁물 처리기기의 행정 구간에 관계없이, 도 6과 같은, 일정한 출력 전압 파형(Va)을 사용한다.
즉, 인버터 출력 전압 파형(Va)이, 상승 구간(T1), 볼록 구간(T2), 제1 일정 구간(T3), 하강 구간(T4), 오목 구간(T5), 제2 일정 구간(T6)으로 구성되도록 한다.
이에 의해, 모터 속도나 행정 구간에 관계없이 일정한 출력 전압 파형으로 모터를 구동시킴으로써, 안정적으로 모터를 구동할 수 있게 된다. 나아가, 제조 비용이 저감되게 된다.
한편, 도 6과 달리, 제1 일정 구간(T3), 및 제2 일정 구간(T6)의 전압 레벨은, 직류 전원(Vdc)의 전원 레벨에 따라 가변될 수 있다.
예를 들어, 직류 전원(Vdc)의 전원 레벨이 작아질수록, 상승 구간(T1)의 피크치, 및 제1 일정 구간(T3)의 전압 레벨 보다, 볼록 구간(T2)의 피크치가 더 작아지며, 하강 구간(T4)의 하한치, 및 제2 일정 구간(T6)의 전압 레벨 보다, 오목 구간(T5)의 하한치가 더 커질 수 있다. 이에 대해서는, 도 9a 내지 도 9d를 참조하여 기술한다.
먼저, 도 9a 내지 9b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인버터의 출력 전압의 파형 및 그에 따른 선간 전압 파형을 예시한다.
도 9a의 인버터의 출력 전압의 파형(V'a)은, 도 6의 인버터의 출력 전압의 파형(Va)에 비해, 50%의 직류 전원(Vdc)에 기반한 파형을 예시한다.
이에 따라, 도 9a의 인버터의 출력 전압의 파형(V'a)은, 도 6의 인버터의 출력 전압의 파형(Va)과 유사하나, 볼록 구간(T2)과 오목 구간(T5)의 전압 레벨이 다른 것에 그 차이가 있다.
즉, 상승 구간(T1)의 피크치(Vp3), 및 제1 일정 구간(T3)의 전압 레벨(Vp3) 보다, 볼록 구간(T2)의 피크치(Vp4)가 더 작으며, 오목 구간(T5)의 하한치(Vp5), 및 제2 일정 구간(T6)의 전압 레벨(Vp5) 보다, 오목 구간(T5)의 하한치(Vp6)가 더 크게 된다.
이에 따라, 도 9b의 선간 전압 파형(V'ab)은, 도 7의 선간 전압 파형(Vab) 보다 피크치가 더 작은, 정현파로 나타나게 된다. 도면에서는, 피크치가 Vy 이고, 하한치가 -Vy인 것을 예시한다.
다음, 도 9c 내지 9d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인버터의 출력 전압의 파형 및 그에 따른 선간 전압 파형을 예시한다.
도 9c의 인버터의 출력 전압의 파형(V''a)은, 도 6의 인버터의 출력 전압의 파형(Va)에 비해, 30%의 직류 전원(Vdc)에 기반한 파형을 예시한다.
이에 따라, 도 9c의 인버터의 출력 전압의 파형(V''a)은, 도 6의 인버터의 출력 전압의 파형(Va)과 유사하나, 볼록 구간(T2)과 오목 구간(T5)의 전압 레벨이 다른 것에 그 차이가 있다.
즉, 상승 구간(T1)의 피크치(Vp7), 및 제1 일정 구간(T3)의 전압 레벨(Vp7) 보다, 볼록 구간(T2)의 피크치(Vp8)가 더 작으며, 오목 구간(T5)의 하한치(Vp9), 및 제2 일정 구간(T6)의 전압 레벨(Vp9) 보다, 오목 구간(T5)의 하한치(Vp10)가 더 크게 된다.
또한, 도 9a와 비교하여, 볼록 구간(T2)의 피크치(Vp8)가 Vp4에 비해 더 작으며, 오목 구간(T5)의 하한치(Vp10)가 Vp9에 비해 더 크게된다.
이에 따라, 도 9d의 선간 전압 파형(V''ab)은, 도 7의 선간 전압 파형(Vab) 및 도 9b의 선간 전압 파형(V'ab) 보다 피크치가 더 작은, 정현파로 나타나게 된다. 도면에서는, 피크치가 Vz이고, 하한치가 -Vz인 것을 예시한다.
도 10은 도 9의 세탁 행정시의 모터 회전 속도의 일예를 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 10의 세탁 행정 구간은, 포량 감지 구간(Ta), 편심량 감지 구간(Tb), 제1 세탁 구간(Tc), 및 제2 세탁 구간(Td)을 포함할 수 있다.
포량 감지 구간(Ta)은, 세탁조(120) 내의 포량을 감지하는 구간으로서, 세탁조를 제1 회전 속도(v1)로 정방향 회전 또는 역방향 회전 또는 정방향과 역방향의 반복 교반 회전에 의해, 포량을 감지할 수 있다. 구체적으로는, 모터(230)의 출력 전류(io)값 또는 출력 전류(io)의 리플 등에 기초하여, 포량을 감지할 수 있다.
한편, 포량 감지 구간(Ta) 이전에, 세탁조(120) 내의 포를 분산하는 포 분산 구간(미도시)을 더 수행할 수 있다. 포 분산 구간(미도시)은, 제1 회전 속도(v1) 보다 낮은 속도로 정방향 회전 또는 역방향 회전 또는 정방향과 역방향의 반복 교반 회전에 의해, 포를 분산할 수 있다.
편심량 감지 구간(Tb)은, 세탁조(120) 내의 편심량(UB)을 감지하는 구간으로서, 세탁조(120)를 제2 회전 속도(v2)로 회전시켜, 편심량을 감지할 수 있다. 구체적으로는, 모터(230)의 출력 전류(io)값 또는 출력 전류(io)의 리플 등에 기초하여, 편심량을 감지할 수 있다.
제1 세탁 구간(Tc), 및 제2 세탁 구간(Td)은, 편심량 감지 구간(Tb)에서 감지된 편심량이 허용치 이하인 경우, 세탁조(120)를 각각 제3 회전 속도(v3)와 제4 회전 속도(v4)로 회전시킬 수 있다. 제1 세탁 구간(Tc), 및 제2 세탁 구간(Td) 이전에 급수가 수행된 상태에서, 세탁 세제 등이 세탁조(120) 내에 투입되어, 세탁이 수행될 수 있다. 완료 후 배수가 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따라, 세탁 행정 구간 중 포량 감지 구간(Ta), 편심량 감지 구간(Tb), 제1 세탁 구간(Tc), 및 제2 세탁 구간(Td)에 관계없이, 도 6, 도 9a, 또는 도 9b와 같은, 상승 구간(T1), 볼록 구간(T2), 제1 일정 구간(T3), 하강 구간(T4), 오목 구간(T5), 제2 일정 구간(T6)을 구비하는 인버터 출력 전압 파형을, 모터(230)에 인가되도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 모터 속도나 행정 구간에 관계없이 일정한 출력 전압 파형으로 모터를 구동시킴으로써, 코깅 토크 없이, 안정적으로 모터를 구동할 수 있게 된다. 나아가, 제조 비용이 저감되게 된다.
도 11은 도 9의 탈수 행정시의 모터 회전 속도의 일예를 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 11의 탈수 행정 구간은, 포량 감지 구간(Tl), 제1 편심량 감지 구간(Tm), 제1 탈수 구간(Tn), 제2 편심량 감지 구간(To), 제2 탈수 구간(Tp), 제3 편심량 감지 구간(Tq), 제3 탈수 구간(Tr)을 포함할 수 있다.
포량 감지 구간(Tl)은, 세탁조(120) 내의 포량을 감지하는 구간으로서, 세탁조를 제1 회전 속도(v1)로 정방향 회전 또는 역방향 회전 또는 정방향과 역방향의 반복 교반 회전에 의해, 포량을 감지할 수 있다. 구체적으로는, 모터(230)의 출력 전류(io)값 또는 출력 전류(io)의 리플 등에 기초하여, 포량을 감지할 수 있다.
한편, 포량 감지 구간(Tl) 이전에, 세탁조(120) 내의 포를 분산하는 포 분산 구간(미도시)을 더 수행할 수 있다. 포 분산 구간(미도시)은, 제1 회전 속도(v1) 보다 낮은 속도로 정방향 회전 또는 역방향 회전 또는 정방향과 역방향의 반복 교반 회전에 의해, 포를 분산할 수 있다.
제1차 내지 제3 편심량 감지 구간(Tm,To,Tq)은, 세탁조(120) 내의 편심량(UB)을 감지하는 구간으로서, 세탁조(120)를 제2 회전 속도(v2)로 회전시켜, 편심량을 감지할 수 있다. 구체적으로는, 모터(230)의 출력 전류(io)값 또는 출력 전류(io)의 리플 등에 기초하여, 편심량을 감지할 수 있다.
제1 내지 제3 탈수 구간(Tn,Tp,Tr)은, 각각 제1 내지 제3 편심량 감지 구간(Tm,To,Tq)에서 감지된 편심량이 허용치 이하인 경우, 세탁조(120)를 각각 제3 내지 제5 회전 속도(v3,v4,v5))로 회전시킬 수 있다. 제1 탈수 구간(Tn) 이전에 급수가 수행된 상태에서, 탈수가 수행되며, 그 중간에 배수가 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따라, 탈수 행정 구간 중 포량 감지 구간(Tl), 제1 편심량 감지 구간(Tm), 제1 탈수 구간(Tn), 제2 편심량 감지 구간(To), 제2 탈수 구간(Tp), 제3 편심량 감지 구간(Tq), 제3 탈수 구간(Tr)에 관계없이, 도 6, 도 9a, 또는 도 9b와 같은, 상승 구간(T1), 볼록 구간(T2), 제1 일정 구간(T3), 하강 구간(T4), 오목 구간(T5), 제2 일정 구간(T6)을 구비하는 인버터 출력 전압 파형을, 모터(230)에 인가되도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 모터 속도나 행정 구간에 관계없이 일정한 출력 전압 파형으로 모터를 구동시킴으로써, 코깅 토크 없이, 안정적으로 모터를 구동할 수 있게 된다. 나아가, 제조 비용이 저감되게 된다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 12의 세탁물 처리기기(1100)는, 도 1의 탑 로드(top load) 방식과 대비되는, 프론트 로드(front load) 방식이다.
세탁물 처리기기(1100)는, 세탁물 처리기기(1100)의 외관을 형성하는 캐비닛(1110)과, 캐비닛(1110) 내부에 배치되며 캐비닛(1110)에 의해 지지되는 터브(1120)와, 터브(1120) 내부에 배치되며 포가 세탁되는 드럼(1122)과, 드럼(1122)을 구동시키는 모터(1130)와, 캐비닛 본체(1111) 외측에 배치되며 캐비닛(1110) 내부로 세탁수를 공급하는 세탁수 공급장치(미도시)와, 터브(1120) 하측에 형성되어 세탁수를 외부로 배출하는 배수장치(미도시)를 포함한다.
드럼(1122)에는 세탁수가 통과되도록 복수개의 통공(1122A)이 형성되며, 드럼(1122)의 회전시 세탁물이 일정 높이로 들어 올려진 후, 중력에 의해 낙하되도록 드럼(1122)의 내 측면에 리프터(1124)가 배치될 수 있다.
캐비닛(1110)은, 캐비닛 본체(1111)와, 캐비닛 본체(1111)의 전면에 배치되어 결합하는 캐비닛 커버(1112)와, 캐비닛 커버(1112) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(1111)와 결합하는 컨트롤패널(1115)과, 컨트롤패널(1115) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(1111)와 결합하는 탑플레이트(1116)를 포함한다.
캐비닛 커버(1112)는 포의 출입이 가능하도록 형성되는 포 출입홀(1114)과, 포 출입홀(1114)의 개폐가 가능하도록 좌우로 회동 가능하게 배치되는 도어(1113)를 포함한다.
컨트롤패널(1115)은 세탁물 처리기기(1100)의 운전상태를 조작하는 조작키들(1117)과, 조작키들(1117)의 일측에 배치되며 세탁물 처리기기(1100)의 운전상태를 표시하는 디스플레이(1118)를 포함한다.
컨트롤패널(1115) 내의 조작키들(1117) 및 디스플레이 장치(1118)는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되며, 제어부(미도시)는 세탁물 처리기기(1100)의 각 구성요소등을 전기적으로 제어한다.
도 12의 세탁물 처리기기(1200)는, 상술한 도 1의 세탁물 처리기기(100)와 유사하게, 드럼(1122)을 회전시키는 모터(1130) 구동시, 모터의 속도 나 행정 구간에 관계없이, 도 6, 도 9a, 또는 도 9b와 같은, 상승 구간(T1), 볼록 구간(T2), 제1 일정 구간(T3), 하강 구간(T4), 오목 구간(T5), 제2 일정 구간(T6)을 구비하는 인버터 출력 전압 파형을, 모터(1130)에 인가되도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 모터 속도나 행정 구간에 관계없이 일정한 출력 전압 파형으로 모터를 구동시킴으로써, 코깅 토크 없이, 안정적으로 모터를 구동할 수 있게 된다. 나아가, 제조 비용이 저감되게 된다.
본 발명의 실시에에 따른 세탁물 처리기기는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 세탁물 처리기기의 동작방법은 세탁물 처리기기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 세탁조;
    상기 세탁조를 회전시키는 모터; 및
    상기 모터를 구동하는 구동부;를 포함하며,
    상기 구동부는,
    소정 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 상기 교류 전원을 상기 모터에 출력하는 인버터;
    상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부;를 포함하며,
    상기 인버터 제어부의 제어에 의해 구동되는 상기 인버터의 출력 전압의 파형은,
    상기 출력 전압이 상승하는 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간을 포함하며,
    상기 인버터 제어부의 제어에 의해 구동되는 상기 인버터의 출력 전압의 파형은,
    상기 상승 구간과 상기 제1 일정 구간 사이의 볼록 구간, 및 상기 하강 구간과 상기 제2 일정 구간 사이의 오목 구간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 일정 구간은, 전기각 60도에 대응하는 구간인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 일정 구간의 전압 레벨은, 상기 직류 전원의 전원 레벨에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상승 구간, 볼록 구간, 제1 일정 구간과,
    상기 하강 구간, 오목 구간, 제2 일정 구간은, 전기각 180도를 기준으로, 대칭인 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  6. 세탁조;
    상기 세탁조를 회전시키는 모터; 및
    상기 모터를 구동하는 구동부;를 포함하며,
    상기 구동부는,
    소정 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 상기 교류 전원을 상기 모터에 출력하는 인버터;
    상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부;를 포함하며,
    상기 인버터 제어부의 제어에 의해 구동되는 상기 인버터의 출력 전압의 파형은,
    상기 출력 전압이 상승하는 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간을 포함하며,
    상기 상승 구간의 피크치, 및 상기 제1 일정 구간의 전압 레벨은, 동일하며,
    상기 하강 구간의 하한치, 및 상기 제2 일정 구간의 전압 레벨은, 동일한 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상승 구간의 피크치, 상기 볼록 구간의 피크치, 및 상기 제1 일정 구간의 전압 레벨은, 동일하며,
    상기 하강 구간의 하한치, 상기 하강 구간의 하한치, 및 상기 제2 일정 구간의 전압 레벨은, 동일한 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 직류 전원의 전원 레벨이 작아질수록,
    상기 상승 구간의 피크치, 및 상기 제1 일정 구간의 전압 레벨 보다, 상기 볼록 구간의 피크치가 더 작아지며,
    상기 하강 구간의 하한치, 및 상기 제2 일정 구간의 전압 레벨 보다, 상기 오목 구간의 하한치가 더 커지는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인버터의 출력 전압의 파형 내의 상기 상승 구간, 상기 볼록 구간, 상기 제1 일정 구간, 상기 하강 구간, 상기 오목 구간, 및 상기 제2 일정 구간은, 상기 모터의 속도 또는 행정 구간에 관계없이 일정한 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;를 더 포함하고,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 출력 전류에 기초하여, 상기 인버터의 출력 전압의 파형으로 상기 모터를 구동하도록, 상기 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 위치 검출부;를 더 포함하고,
    상기 인버터 제어부는, 상기 검출된 회전자 위치 및 상기 출력 전류에 기초하여, 상기 인버터를 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인버터는,
    상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 한 쌍으로 하는 세 쌍의 스위칭 소자들을 구비하고,
    상기 제1 일정 구간, 및 제2 일정 구간 동안, 상기 세 쌍의 스위칭 소자가 모두 턴 오프되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 인버터의 출력 전압의 파형에 의해, 상기 모터의 삼상의 정현파 전류가 흐르는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  14. 세탁조;
    상기 세탁조를 회전시키는 모터; 및
    상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 한 쌍으로 하는 세 쌍의 스위칭 소자들을 구비하며, 출력 전압이, 상승 구간, 제1 일정 구간, 하강 구간, 제2 일정 구간으로 구분되어 출력되도록, 상기 세 쌍의 스위칭 소자들을 턴온 또는 턴 오프하며, 상기 제1 일정 구간 및 제2 일정 구간 동안, 상기 세 쌍의 스위칭 소자들을 모두 턴 오프시키는 인버터;를 포함하며,
    상기 인버터는,
    상기 인버터 출력 전압이, 상기 상승 구간과 상기 제1 일정 구간 사이의 볼록 구간, 및 상기 하강 구간과 상기 제2 일정 구간 사이의 오목 구간을 더 포함하도록, 상기 세 쌍의 스위칭 소자들을 턴온 또는 턴 오프하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  15. 삭제
KR1020140097318A 2014-07-30 2014-07-30 세탁물 처리기기 KR102241036B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140097318A KR102241036B1 (ko) 2014-07-30 2014-07-30 세탁물 처리기기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140097318A KR102241036B1 (ko) 2014-07-30 2014-07-30 세탁물 처리기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160014992A KR20160014992A (ko) 2016-02-12
KR102241036B1 true KR102241036B1 (ko) 2021-04-16

Family

ID=55354971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140097318A KR102241036B1 (ko) 2014-07-30 2014-07-30 세탁물 처리기기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102241036B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001238480A (ja) * 2000-02-21 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ装置およびこれを使用した電気洗濯機
JP2001259280A (ja) * 2000-03-15 2001-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗濯機

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101708663B1 (ko) * 2010-07-30 2017-02-21 엘지전자 주식회사 세탁물 처리기기 및 세탁물 처리기기의 제어방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001238480A (ja) * 2000-02-21 2001-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd インバータ装置およびこれを使用した電気洗濯機
JP2001259280A (ja) * 2000-03-15 2001-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 洗濯機

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160014992A (ko) 2016-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107304513B (zh) 排水泵驱动装置及具有其的洗涤物处理装置
EP2591160B1 (en) Washing machine
KR101709490B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기
KR101505189B1 (ko) 세탁물 처리기기, 및 그 동작방법
KR101800644B1 (ko) 모터 구동장치 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기
US10914033B2 (en) Laundry treatment machine
KR101756409B1 (ko) 배수펌프 구동장치, 및 이를 구비한 세탁물 처리기기
US9708745B2 (en) Motor driving apparatus and laundry treatment machine including the same
KR102325967B1 (ko) 세탁물 처리기기
KR101702961B1 (ko) 세탁물 처리기기 및 세탁물 처리기기의 제어방법
KR102422903B1 (ko) 세탁물 처리기기
KR101924057B1 (ko) 세탁물 처리기기
KR20120012215A (ko) 세탁물 처리기기 및 세탁물 처리기기의 제어방법
KR101702959B1 (ko) 세탁물 처리기기 및 세탁물 처리기기의 제어방법
KR102241036B1 (ko) 세탁물 처리기기
KR20180082899A (ko) 의류처리장치 및 그의 제어방법
KR102543582B1 (ko) 모터 구동장치, 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기
KR102663388B1 (ko) 세탁물 처리기기
KR101969034B1 (ko) 세탁물 처리기기
KR102325966B1 (ko) 세탁물 처리기기
KR20180085277A (ko) 세탁물 처리기기
KR20210133602A (ko) 세탁물 처리기기
KR20200091109A (ko) 세탁물 처리기기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right