KR102487869B1 - 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, dc단에 접속되는 적어도 하나의 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 변환된 교류 전원을 복수의 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 구비한한다. 이에 따라, 하나의 인버터를 이용하여 복수의 모터를 제어할 수 있게 된다.

Description

모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스{Motor driving apparatus and home appliance including the same}
본 발명은 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 하나의 인버터를 이용하여 복수의 모터를 제어할 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스에 관한 것이다.
모터 구동장치는, 회전 운동을 하는 회전자와 코일이 감긴 고정자를 구비하는 모터를 구동하기 위한 장치이다.
한편, 모터 구동장치는, 센서를 이용한 센서 방식의 모터 구동장치와 센서가 없는 센서리스(sensorless) 방식의 모터 구동장치로 구분될 수 있다.
최근, 제조 비용 저감 등을 이유로, 저용량의 커패시터를 사용하는 커패시터리스(capacitorless) 방식의 모터 구동장치가 많이 사용되고 있다.
본 발명의 목적은, 하나의 인버터를 이용하여 복수의 모터를 제어할 수 있는 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, dc단에 접속되는 적어도 하나의 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 변환된 교류 전원을 복수의 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 구비한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라이언스는, dc단에 접속되는 적어도 하나의 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 변환된 교류 전원을 복수의 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 구비한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, dc단에 접속되는 적어도 하나의 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 변환된 교류 전원을 복수의 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 인버터 제어부를 구비함으로써, 하나의 인버터를 이용하여 복수의 모터를 제어할 수 있게 된다.
한편, 복수의 모터 중 제1 모터를 먼저 기동하여 운전하고, 제2 모터를 제1 모터 기동 이후 기동하여 운전하도록 제어함으로써, 모터 기동에 따른 피크 전류를 분산시킬 수 있게 된다.
한편, 복수의 모터 중 제1 모터는 지속적으로 운전하도록 제어하며, 제2 모터는 간헐적으로 운전하도록 제어함으로써, 복수의 모터 동작에 따른 전력 소비를 분산시킬 수 있게 된다.
한편, 복수의 모터 기동시, 모터에 흐르는 전류가 순차적으로 증가하도록 제어함으로써, 과도 상태에서의 전류의 오버 슈트를 방지할 수 있게 된다. 따라서, 모터 구동 장치 내의 회로 소자의 소손 가능성이 낮아지는 등, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 일예인 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도 3a 내지 도 3b는 도 2의 구동부의 다양한 예를 예시한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예를 예시한다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6 내지 9는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 다양한 예를 예시한다.
도 10a 내지 도 10b는 모터 구동시의 전류 파형을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 다른 예인 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 또 다른 예인 냉장고를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 또 다른 예인 건조기를 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.
본 명세서에서 기술되는 모터 구동장치는, 복수의 인버터를 구동할 수 있는 모터 구동장치이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(220)는, 모터 구동부 또는 구동부로 명명할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기(100a)는, 건조 기능을 포함하는 세탁물 처리기기일 수 있다.
도 1의 세탁물 처리기기(100a)는, 포가 전면 방향으로 세탁조 내로 삽입되는 프론트 로드(front load) 방식의 세탁물 처리기기이다. 이러한 프론트 방식의 세탁물 처리기기는, 포가 삽입되어 세탁, 헹굼 탈수 등을 수행하는 세탁기 또는 습포가 삽입되어 건조를 수행하는 건조기 등을 포함하는 개념으로서, 이하에서는 세탁기를 중심으로 기술한다.
도 1의 세탁물 처리기기(100a)는, 세탁조식 세탁물 처리기기로서, 세탁물 처리기기(100a)의 외관을 형성하는 캐비닛(110)과, 캐비닛(110) 내부에 배치되며 캐비닛(110)에 의해 지지되는 터브(120)와, 터브(120) 내부에 배치되며 포가 세탁되는 세탁조(122)과, 세탁조(122)을 구동시키는 모터(130)와, 캐비닛 본체(111) 외측에 배치되며 캐비닛(110) 내부로 세탁수를 공급하는 세탁수 공급장치(미도시)와, 터브(120) 하측에 형성되어 세탁수를 외부로 배출하는 배수장치(미도시)를 포함한다.
세탁조(122)에는 세탁수가 통과되도록 복수개의 통공(122A)이 형성되며, 세탁조(122)의 회전시 세탁물이 일정 높이로 들어 올려진 후, 중력에 의해 낙하되도록 세탁조(112)의 내 측면에 리프터(124)가 배치될 수 있다.
캐비닛(110)은, 캐비닛 본체(111)와, 캐비닛 본체(111)의 전면에 배치되어 결합하는 캐비닛 커버(112)와, 캐비닛 커버(112) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111)와 결합하는 컨트롤패널(115)과, 컨트롤패널(115) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111)와 결합하는 탑플레이트(116)를 포함한다.
캐비닛 커버(112)는 포의 출입이 가능하도록 형성되는 포 출입홀(114)과, 포 출입홀(114)의 개폐가 가능하도록 좌우로 회동 가능하게 배치되는 도어(113)를 포함한다.
컨트롤패널(115)은 세탁물 처리기기(100a)의 운전상태를 조작하는 조작키들(117)과, 조작키들(117)의 일측에 배치되며 세탁물 처리기기(100a)의 운전상태를 표시하는 디스플레이장치(118)를 포함한다.
컨트롤패널(115) 내의 조작키들(117) 및 디스플레이 장치(118)는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되며, 제어부(미도시)는 세탁물 처리기기(100a)의 각 구성요소등을 전기적으로 제어한다. 제어부(미도시)의 동작에 대해서는 후술하기로 한다.
한편, 세탁조(122)에는 오토 밸런스(미도시)가 구비될 수 있다. 오토 밸런스(미도시)는 세탁조(122) 내에 수용된 세탁물의 편심량에 따라 발생하는 진동을 저감하기 위한 것으로, 액체밸런스, 볼밸런스 등으로 구현될 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 세탁물 처리기기(100a)는, 세탁조(122)의 진동량 또는 캐비닛(110)의 진동량을 측정하는 진동 센서를 더 구비할 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 건조 기능이 부가된 세탁물 처리기기(100a)는, 압축기(미도시), 응축기(미도시), 증발기(미도시), 팬((미도시)), 및 팬 모터(미도시) 등을 더 구비할 수 있다.
건조 기능을 위해, 세탁물 처리기기(100a)의 압축기는, 유체를 압축하며, 압축된 유체는, 응축기와 증발기에서 열교환이 수행되며, 팬, 및 팬 모터의 동작에 의해, 세탁조(122) 내부로, 온풍이 불게 된다. 이에 의해, 세탁조(122) 내의 세탁포에 건조가 수행될 수 있게 된다.
도 2는 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 세탁물 처리기기(100a)는, 제어부(210)의 제어 동작에 의해, 구동부(220)가 제어되며, 구동부(220)는 복수의 모터(230)를 구동할 수 있다.
예를 들어, 구동부(220)는, 세탁조(122) 회전을 위한 모터(230), 배수 동작을 위한 배수 모터인 제2 모터(230b), 건조시의 세탁조 내의 송풍을 위한 팬 모터인 제3 모터(230c), 건조시의 압축을 위한 압축 모터인 제4 모터(230d)를, 구동할 수 있다.
구동부(220)가 복수의 모터(230)를 구동하는 방안에 대해서는, 도 3a 이하를 참조하여 기술한다.
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(18)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, 구동부(220)는, 모터(230)를 동작시키도록 제어한다. 이때, 모터(230) 내부 또는 외부에는, 모터의 회전자 위치를 감지하기 위한, 위치 감지부가 구비되지 않을 수 있다. 즉, 구동부(220)는, 센서리스(sensorless) 방식에 의해 모터(230)를 제어할 수 있다.
구동부(220)는, 모터(230)를 구동시키기 위한 것으로, 인버터(미도시), 및 인버터 제어부(미도시), 모터(230)에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력전류 검출부(미도시)와, 모터(230)에 인가되는 출력 전압(vo)을 검출하는 출력전압 검출부(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 구동부(220)는, 인버터(미도시)에 입력되는 직류 전원을 공급하는, 컨버터 등을 더 포함하는 개념일 수 있다.
예를 들어, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(도 4의 430)는, 출력 전류(idc 또는 io) 또는 출력 전압(vo)에 기초하여, 모터(230)의 회전자 위치를 추정할 수 있다. 그리고, 추정된 회전자 위치에 기초하여, 모터(230)가 회전하도록 제어한다.
구체적으로, 인버터 제어부(도 4의 430)가, 출력 전류(idc 또는 io) 또는 출력 전압(vo)에 기초하여, 펄스폭 변조(PWM) 방식의 스위칭 제어 신호(도 4의 Sicb,Sicc)를 생성하여, 인버터(도 4의 420)로 출력하면, 인버터(미도시)는 고속 스위칭 동작을 하여, 소정 주파수의 교류 전원을 모터(230)에 공급할 수 있다. 그리고, 모터(230)는, 소정 주파수의 교류 전원에 의해, 회전할 수 있게 된다.
한편, 제어부(210)는, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(idc 또는 io) 등에 기초하여, 포량을 감지할 수 있다. 예를 들어, 세탁조(122)가 회전하는 동안에, 모터(230)의 출력 전류(idc 또는 io)에 기초하여 포량을 감지할 수 있다.
특히, 제어부(210)는, 포량 감지시, 모터 정렬 구간에서 측정된 모터의 고정자 저항과 인덕턴스 값을 이용하여, 포량을 정확히 감지할 수 있게 된다.
한편, 제어부(210)는, 세탁조(122)의 편심량, 즉 세탁조(122)의 언밸런스(unbalance; UB)를 감지할 수도 있다. 이러한 편심량 감지는, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(idc 또는 io)의 리플 성분 또는 세탁조(122)의 회전 속도 변화량에 기초하여, 수행될 수 있다.
특히, 제어부(210)는, 포량 감지시, 모터 정렬 구간에서 측정된 모터의 고정자 저항과 인덕턴스 값을 이용하여, 편심량을 정확히 감지할 수 있게 된다.
도 3a 내지 도 3b는 도 2의 구동부의 다양한 예를 예시한다.
도 3a는 복수의 모터(230,230b,230c,230d)를 구동하기 위한 모터 구동 장치(220x)의 일예를 나타낸다.
도면을 참조하면, 입력 교류 전원(405)가, 정류부 등의 컨버터(410)에서 직류 전원으로 변환되며, dc단(a-b단) 양단에 배치되는 dc단 커패시터(C1)에 직류 전원이 저장된다.
dc단(a-b단)에, 세탁조(122)를 구동하기 위한 모터(230)를 구동하는 제1 인버터(420a), SMPS 등과 같이 dc단 전압을 강압하는 전압 강압부(412), 팬을 구동하기 위한 팬 모터(230c)를 구동하는 제3 인버터(420c), 압축기를 구동하기 위한 압축기 모터(230d)를 구동하는 제4 인버터(420d)가, 각각 병렬 접속될 수 있다.
한편, 배수 펌프를 동작시키기 위한 배수 모터(230)를 구동하는 제2 인버터(420b)는, 전압 강압부(412)로부터의 전압을 이용하여, 동작할 수 있다.
도 3a와 같이, 복수의 모터(230,230b,230c,230d)를 구동하기 위해, 모터 구동 장치(220x)는, 4개의 인버터(420a~420d)를 사용한다.
도 3a의 모터 구동 장치(220x)에 의하면, 인버터의 개수가 모터의 개수에 비례하여 증가함에 따라, 공간 제약 및 비용 증가 등이 발생할 수 있게 된다.
다음, 도 3b는 복수의 모터(230b,230c)를 구동하기 위한 모터 구동 장치(220y)의 일예를 나타낸다.
도면을 참조하면, 제3 모터(230c)를 구동하기 위해, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 컨버터(410), 인버터(420c) 등이 사용되며, 제2 모터(230b)를 구동하기 위해, 도 3a에서 도시된 바와 같이, 전압 강압부(412), 인버터(420b)가 사용된다.
한편, 인버터 제어부(430c)는, 인버터(420c)를 제어하며, 제2 인버터 제어부(430b)는, 인버터(420b)를 제어한다.
도 3b의 모터 구동 장치(220y)에 의하면, 인버터의 개수에 따라 인버터 제어부가 필요하며, 인버터 제어부의 개수 증가에 따라, 공간 제약 및 비용 증가 등이 발생할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에서는, 복수의 모터를 구동시의, 공간 절약, 및 비용 저감 등이 가능한 방안을 제안한다. 이에 대해서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 기술한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 일예를 예시한다.
도면을 참조하면, 도 4의 모터 구동장치(220a)는, dc단(a-b단)에 접속되는 적어도 하나의 커패시터(Ca,Cb)와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 변환된 교류 전원을 복수의 모터에 출력하는 인버터(420)와, 인버터(420)를 제어하는 인버터 제어부(430)를 구비할 수 있다.
한편, 도 4의 모터 구동장치(220a)는, 입력 교류 전원(405, vs)을 직류 전원으로 변환하는 컨버터(410)를 더 구비할 수 있다.
또한, 도 4의 모터 구동장치(220a)는, dc단에 접속되어 출력 전류를 검출하는 제1 출력 전류 검출부(Rdc), 인버터(420) 내의 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 중 두 상의 하암 스위칭 소자의 일단에 각각 접속되어 출력 전류를 검출하는 제2 및 제3 출력 전류 검출부(Rb,Rc)를 더 구비할 수 있다.
인버터(420)는, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)를 구비하며, 삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 이용하여 복수의 모터 중 제1 모터(230c)를 구동하고, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 한 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 이용하여 복수의 모터 중 제2 모터(230a)를 구동할 수 있다.
여기서, 제1 모터와 제2 모터는, 도 2에서 기술한, 세탁조를 회전시키기 위한 모터(230), 배수 모터(230b), 팬 모터(230c), 압축기 모터(230d) 중 어느 하나일 수 있다.
이하에서는 제1 모터를 배수 모터(230b)라 하고, 제2 모터를 팬 모터(230c)라 가정하고 설명한다.
한편, dc단에 제1 dc단 커패시터(Ca) 및 제2 dc단 커패시터(Cb)가 배치되며, 인버터(420)는, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)를 구비할 수 있다.
이때, 복수의 모터 중 제1 모터(230a)는, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 사이의 각각의 노드(n2,n3)에 접속될 수 있다.
한편, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 한 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 사이의 제1 노드(n1)에 접속될 수 있다.
즉, 제2 모터(230b)는, dc단 노드(ndc)와, 제1 노드(n1) 사이에 접속될 수 있다.
이러한 모터 배치에 의하면, 제1 모터(230c)는, 인버터(420) 내의 삼상 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc,S'a,S'b,S'c)의 스위칭 동작에 의해 동작하며, 제2 모터(230b)는, 인버터(420) 내의 한상 스위칭 소자(Sa,S'a)의 스위칭 동작에 의해 동작하게 된다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 중 팬 모터인 제1 모터(230c) 구동을 위해, 스위칭 제어 신호(Sicc)를 생성하여 출력할 수 있으며, 배수 모터인 제2 모터(230b) 구동을 위해, 스위칭 제어 신호(Sicb)를 생성하여 출력할 수 있다. 하나의 인버터 제어부를 통해 복수의 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있으므로, 공간 저감 및 제조 비용 저감이 가능하게 된다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 팬 모터인 제1 모터(230c)를 먼저 기동하여 운전하고, 배수 모터인 제2 모터(230b)를 팬 모터인 제1 모터(230c) 기동 이후 기동하여 운전하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 모터 기동에 따른 피크 전류를 분산시킬 수 있게 된다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 중 팬 모터인 제1 모터(230c)는 지속적으로 운전하도록 제어하며, 배수 모터인 제2 모터(230b)는 간헐적으로 운전하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 복수의 모터 동작에 따른 전력 소비를 분산시킬 수 있게 된다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 기동시, 모터에 흐르는 전류가 순차적으로 증가하도록 제어함으로써, 과도 상태에서의 전류의 오버 슈트를 방지할 수 있게 된다. 따라서, 모터 구동 장치 내의 회로 소자의 소손 가능성이 낮아지는 등, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
한편, 인버터 제어부(430)는, dc단 전압 검출부(미도시)에서 검출되는 dc단 전압에 기초하여, 제1 dc단 커패시터(Ca)의 전압과, 제2 dc단 커패시터(Cb)의 전압이 평형을 유지하도록 제어할 수 있다.
이를 위해, dc단 전압 검출부(미도시)는, 제1 dc단 커패시터(Ca)의 전압을 검출하는 제1 dc단 전압 검출부(미도시)와, 제2 dc단 커패시터(Cb)의 전압을 검출하는 제2 dc단 전압 검출부(미도시)를 구비할 수 있다.
한편, 도 4의 설명에서, 제1 모터는 세탁조 회전을 위한 모터(230)가 가능하며, 제2 모터는, 배수 모터(230b) 또는 팬 모터(230c) 또는 압축기 모터(230d)일 수도 있다.
한편, 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, 모터(230b,230c)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(Sicb,Sicc)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 교류 전원이 모터(230b 또는 230c)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)를 입력받을 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sicb,Sicc)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sicb,Sicc)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 제1 내지 제3 출력전류 검출부(Rdc, Rb,Rc)에서 검출되는 출력전류(idc, 또는 Io)을 기초로 생성되어 출력될 수 있다.
인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sicb,Sicc)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.
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.
한편, 제1 내지 제3 출력 전류 검출부(Rdc,Rb,Rc)에서 검출된 출력 전류(idc, 또는 io)는, 인버터 제어부(430) 내에 입력되어, 출력 전류(ioa,ib,ic)로서 연산될 수 있다.
축변환부(510)는, 제1 내지 제3 출력 전류 검출부(Rdc,Rb,Rc)에서 검출된 출력 전류(ioa,ib,ic)를, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환할 수 있다.
한편, 축변환부(510)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(520)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)에 기초하여, 위치치(
Figure 112016006516335-pat00001
)를 추정하고, 추정된 위치를 미분하여, 속도(
Figure 112016006516335-pat00002
)를 연산할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure 112016006516335-pat00003
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure 112016006516335-pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(335)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.
한편, 모터(230)가, 돌극성이 없는, 즉 대칭형인, Surface Permanent Magnet Synchronous Motor(SPMSM)인 경우, 도면과 같이, d축에 대한, 전류 지령치 등의 생성이 생략될 수 있다.
한편, 모터(230)가, 돌극성이 있는, 즉 비대칭형인, Interior Permanent Magnet Synchronous Motor(IPMSM)인 경우, 도면과 달리, d축에 대한, 전류 지령치, 등이 생성될 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(344)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(348)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 112016006516335-pat00005
)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 112016006516335-pat00006
)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(Sicb,Sicc)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sicb,Sicc)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.
이와 같이, 하나의 인버터 제어부(430)를 통해, 복수의 인버터 스위칭 제어 신호를 생성함으로써, 공간 저감, 및 제조 비용 저감이 가능하게 된다.
도 6 내지 9는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 다양한 예를 예시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 다른 예시한다.
도면을 참조하면, 도 6의 모터 구동장치(220b)는, 도 4의 모터 구동장치(220a)와 유사하나, 제1 모터(230c)가 삼상 구동이 아닌 2상 구동하는 것에 그 차이가 있다.
이하에서는 차이점을 중심으로 기술한다.
도 6의 모터 구동장치(220b) 내의, 인버터(420)는, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)를 구비하며, 삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중 두 상의 상암 스위칭 소자(Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'b,S'c)를 이용하여, 복수의 모터 중 제1 모터(230c)를 구동하며, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 한 상의 상암 스위칭 소자(Sa)와 하암 스위칭 소자(S'a)를 이용하여, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)를 구동한다.
복수의 모터 중 제1 모터(230c)는, 인버터(420) 내의 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 두 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 사이인 제2 노드(n2)와 제3 노드(n3)에 접속된다.
한편, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 한 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 사이의 제1 노드(n1)에 접속된다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 중 팬 모터인 제1 모터(230c) 구동을 위해, 스위칭 제어 신호(Sicc)를 생성하여 출력할 수 있으며, 배수 모터인 제2 모터(230b) 구동을 위해, 스위칭 제어 신호(Sicb)를 생성하여 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 또 다른 예시한다.
도면을 참조하면, 도 7의 모터 구동장치(220c)는, 도 4의 모터 구동장치(220a)와 유사하나, 인버터(420)에 3개의 모터(230a,230b,230c)가 접속되어 구동되는 것에 그 차이가 있다.
이하에서는 차이점을 중심으로 기술한다.
도 7의 모터 구동장치(220c)의 인버터(420)는, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 한 상의 상암 스위칭 소자(Sa)와 하암 스위칭 소자(S'a)를 이용하여, 복수의 모터 중 제1 모터(230a)를 구동하고, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 다른 한 상의 상암 스위칭 소자(Sb)와 하암 스위칭 소자(S'b)를 이용하여, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)를 구동하고, 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 나머지 한 상의 상암 스위칭 소자(Sc)와 하암 스위칭 소자(S'c)를 이용하여, 복수의 모터 중 제3 모터(230c)를 구동할 수 있다.
이를 위해, 복수의 모터 중 제1 모터(230a)는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 한 상의 상암 스위칭 소자(Sa)와 하암 스위칭 소자(S'a) 사이의 제1 노드(n1)에 접속될 수 있다.
또한, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 다른 한 상의 상암 스위칭 소자(Sb)와 하암 스위칭 소자(S'b) 사이의 제2 노드(n2)에 접속될 수 있다.
또한, 복수의 모터 중 제3 모터는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 삼상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 중, 나머지 한 상의 상암 스위칭 소자(Sc)와 하암 스위칭 소자(S'c) 사이의 제3 노드(n3)에 접속될 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 중 팬 모터인 제1 모터 내지 제3 (230a~230c) 구동을 위해, 제1 내지 제3 스위칭 제어 신호(Sica~Sicc)를 생성하여 출력할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 또 다른 예시한다.
도면을 참조하면, 도 8의 모터 구동장치(220d)는, 도 7의 모터 구동장치(220c)와 유사하나, 인버터(420)가 삼상 스위칭 소자들(Sa~Sc,S'a~S'c)을 구비하는 것이 아닌, 6상 스위칭 소자들(Sa~Sf,S'a~S'f)을 구비하는 것에 그 차이가 있다.
이하에서는 차이점을 중심으로 기술한다.
도 8의 인버터(420)는, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f)를 구비하며, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 두 상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)를 이용하여, 복수의 모터 중 제1 모터(230a)를 구동하고, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 다른 두 상의 상암 스위칭 소자(Sc,Sd)와 하암 스위칭 소자(S'c,S'd)를 이용하여, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)를 구동하고, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 나머지 두 상의 상암 스위칭 소자(Se,Sf)와 하암 스위칭 소자(S'e,S'f)를 이용하여, 복수의 모터 중 제3 모터(230b)를 구동할 수 있다.
이를 위해, 복수의 모터 중 제1 모터(230a)는, 인버터(420) 내의 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 두 상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b) 사이인 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)에 접속될 수 있다.
한편, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)는, 인버터(420) 내의 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 다른 두 상의 상암 스위칭 소자(Sc,Sd)와 하암 스위칭 소자(S'c,S'd) 사이인 제3 노드(n3)와 제4 노드(n4)에 접속될 수 있다.
한편, 복수의 모터 중 제3 모터는, 인버터(420) 내의 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 나머지 두 상의 상암 스위칭 소자(Se,Sf)와 하암 스위칭(S'e,S'f) 소자 사이인 제5 노드(n5)와 제6 노드(n6)에 접속될 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 중 팬 모터인 제1 모터 내지 제3 (230a~230c) 구동을 위해, 제1 내지 제3 스위칭 제어 신호(Sica~Sicc)를 생성하여 출력할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 회로도의 또 다른 예시한다.
도면을 참조하면, 도 9의 모터 구동장치(220e)는, 도 8의 모터 구동장치(220d)와 유사하나, 각 모터가 2상 구동이 아닌 삼상 구동인 것에 그 차이가 있다.
이하에서는 차이점을 중심으로 기술한다.
도 9의 인버터(420)는, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f)를 구비하며, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 두 상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b)를 이용하여, 복수의 모터 중 제1 모터(230a)를 구동하고, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 다른 두 상의 상암 스위칭 소자(Sc,Sd)와 하암 스위칭 소자(S'c,S'd)를 이용하여, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)를 구동하고, 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 나머지 두 상의 상암 스위칭 소자(Se,Sf)와 하암 스위칭 소자(S'e,S'f)를 이용하여, 복수의 모터 중 제3 모터(230b)를 구동할 수 있다.
한편, 복수의 모터 중 제1 모터(230a)는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 두 상의 상암 스위칭 소자(Sa,Sb)와 하암 스위칭 소자(S'a,S'b) 사이인 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2)에 접속될 수 있다.
한편, 복수의 모터 중 제2 모터(230b)는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 다른 두 상의 상암 스위칭 소자(Sc,Sd)와 하암 스위칭 소자(S'c,S'd) 사이인 제3 노드(n3)와 제4 노드(n4)에 접속될 수 있다.
한편, 복수의 모터 중 제3 모터는, 제1 dc단 커패시터(Ca)와 제2 dc단 커패시터(Cb) 사이의 dc단 노드(ndc)와, 인버터(420) 내의 6상의 상암 스위칭 소자(Sa~Sf)와 하암 스위칭 소자(S'a~S'f) 중, 나머지 두 상의 상암 스위칭 소자(Se,Sf)와 하암 스위칭 소자(S'e,S'f) 사이인 제5 노드(n5)와 제6 노드(n6)에 접속될 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 중 팬 모터인 제1 모터 내지 제3 (230a~230c) 구동을 위해, 제1 내지 제3 스위칭 제어 신호(Sica~Sicc)를 생성하여 출력할 수 있다.
한편, 도 7 내지 도 9의 제1 내지 제3 모터(230a,230b,230c)는, 상술한, 세탁조 회전을 위한 모터, 배수 모터, 팬 모터, 압축기 모터 중 어느 하나에 각각 대응할 수 있다.
한편, 상술한 도 4 내지 도 9의 모터 구동장치(220a~220e)는, 다양한 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 상술한 세탁물 처리기기를 비롯하여, 홈 어플라이언스 중 공기조화기, 냉장고, 정수기, 청소기, 차량(vehicle), 로봇(robot), 드론(drone) 등에 적용 가능하다. 이하에서는 모터 구동장치(220)의 적용 가능한 홈 어플라이언스의 다양한 예를 예시한다.
도 10a 내지 도 10b는 모터 구동시의 전류 파형을 예시하는 도면이다.
도 10a는 듀티 파형(dta)과, 모터에 흐르는 전류 파형(ioa)를 예시한다.
모터 기동 구간인 Ta 구간에서, 일정한 듀티를 인가하는 경우, 도면과 같이, 전류 파형(ioa) 내에 오버슈트(iov)가 발생하게 된다.
이러한 오버 슈트는, 모터 구동장치 내의 회로 소자를 불안정하게 한다.
본 발명에서는, 이러한 점을 해결하기 위해, 복수의 모터 기동시, 모터에 흐르는 전류가 순차적으로 증가하도록 한다.
즉, 인버터 제어부(430)는, 복수의 모터 기동시, 모터에 흐르는 전류가 순차적으로 증가하도록 제어한다.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 듀티 파형(dtb)과, 모터에 흐르는 전류 파형(iob)를 예시한다.
모터 기동 구간인 Tb 구간에서, 듀티가 순차적으로 증가하도록하는 경우, 도면과 같이, 전류 파형(iob) 내에 오버슈트가 발생하지 않게 된다. 따라서, 모터 구동 장치 내의 회로 소자의 소손 가능성이 낮아지는 등, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 다른 예인 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
본 발명에 따른 공기조화기(100b)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 실내기(31b), 실내기(31b)에 연결되는 실외기(21b)를 포함할 수 있다.
공기조화기의 실내기(31b)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31b)를 예시한다.
한편, 공기조화기(100b)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다.
실외기(21b)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.
실외기(21b)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31b)로 냉매를 공급한다. 실외기(21b)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31b)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다.
이때, 실외기(21b)는, 연결된 실내기(310b)로 압축된 냉매를 공급한다.
실내기(31b)는, 실외기(21b)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31b)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.
이때, 실외기(21b) 및 실내기(31b)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다.
리모컨(미도시)은 실내기(31b)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.
상술한 도 4 내지 도 9의 모터 구동장치(220a~220e)는, 공기조화기 중 실외기 내의, 압축기 모터, 팬 모터 등에 적용 가능하다. 즉, 제1 모터는 압축기 모터, 제2 모터는 팬 모터일 수 있다.
또는, 공기조화기 중 실내기 내의, 팬 모터, 베인 모터 등에 적용 가능하다. 즉, 제1 모터는 팬 모터, 제2 모터는 베인 모터일 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 또 다른 예인 냉장고를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명과 관련한 냉장고(100c)는, 도시되지는 않았지만 냉동실 및 냉장실로 구획된 내부공간을 가지는 케이스(110c)와, 냉동실을 차폐하는 냉동실 도어(120c)와 냉장실을 차폐하는 냉장실 도어(140c)에 의해 개략적인 외관이 형성된다.
그리고, 냉동실 도어(120c)와 냉장실 도어(140c)의 전면에는 전방으로 돌출형성되는 도어핸들(121c)이 더 구비되어, 사용자가 용이하게 파지하고 냉동실 도어(120c)와 냉장실 도어(140c)를 회동시킬 수 있도록 한다.
한편, 냉장실 도어(140c)의 전면에는 사용자가 냉장실 도어(140c)를 개방하지 않고서도 내부에 수용된 음료와 같은 저장물을 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 홈바(180c)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 냉동실 도어(120c)의 전면에는 사용자가 냉동실 도어(120c)를 개방하지 않고 얼음 또는 식수를 용이하게 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 디스펜서(160c)가 구비될 수 있고, 이러한 디스펜서(160c)의 상측에는, 냉장고(100c)의 구동운전을 제어하고 운전중인 냉장고(100c)의 상태를 화면에 도시하는 컨트롤패널(210c)이 더 구비될 수 있다.
한편, 도면에서는, 디스펜서(160c)가 냉동실 도어(120c)의 전면에 배치되는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 냉장실 도어(140c)의 전면에 배치되는 것도 가능하다.
한편, 냉동실(미도시)의 내측 상부에는 냉동실 내의 냉기를 이용하여 급수된 물을 제빙하는 제빙기(190c)와, 제빙기에서 제빙된 얼음이 이빙되어 담겨지도록 냉동실(미도시) 내측에 장착된 아이스 뱅크(195c)가 더 구비될 수 있다. 또한, 도면에서는 도시하지 않았지만, 아이스 뱅크(195c)에 담겨진 얼음이 디스펜서(160c)로 낙하되도록 안내하는 아이스 슈트(미도시)가 더 구비될 수 있다.
컨트롤패널(210c)은, 다수개의 버튼으로 구성되는 입력부(220c), 및 제어 화면 및 작동 상태 등을 디스플레이하는 표시부(230c)를 포함할 수 있다.
표시부(230c)는, 제어 화면, 작동 상태 및 고내(庫內) 온도 등의 정보를 표시한다. 예를 들어, 표시부(230c)는 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각얼음), 냉동실의 설정 온도, 냉장실의 설정 온도를 표시할 수 있다.
이러한 표시부(230c)는, 액정 디스플레이(LCD), 발광다이오드(LED), 유기발광다이오드(OLED) 등 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 표시부(230c)는 입력부(220c)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
입력부(220c)는, 다수개의 조작 버튼을 구비할 수 있다. 예를 들어, 입력부(220c)는, 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각 얼음 등)를 설정하기 위한 디스펜서 설정버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉동실 온도설정 버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉장실 온도 설정 버튼(미도시) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력부(220c)는 표시부(230c)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고는, 도면에 도시된 더블도어형(Double Door Type)에 한정되지 않으며, 원 도어형(One Door Type), 슬라이딩 도어형(Sliding Door Type), 커튼 도어형(Curtain Door Type) 등 그 형태를 불문한다.
한편, 상술한 도 4 내지 도 9의 모터 구동장치(220a~220e)는, 냉장고(100c)내의, 압축기 모터, 팬 모터 등에 적용 가능하다. 즉, 제1 모터는 압축기 모터, 제2 모터는 팬 모터일 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 홈 어플라인스의 또 다른 예인 건조기를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 식기 세척기(100d)는 식기 세척을 위한 세척수가 모이는 세척수 수용부(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 식기 세척기(100d)는 식기가 세척되는 공간을 제공하는 터브(20a)와, 터브(20a)로 공급하기 위한 세척수가 모이는 섬프(20b)를 포함할 수 있다.
섬프(20b) 내의 세척수는 세척펌프(미도시)의 작동시 노즐(8a, 8b, 8c)을 통해 터브(20a) 내로 분사되고, 이렇게 분사된 세척수는 터브(20a)를 채움과 아울러 다시 섬프(20b)로 집수되는 순환 과정을 거칠 수 있다.
케이싱(4)은 식기 투입구가 형성된 캐비닛(2)과, 상기 식기 투입구를 여닫는 도어(3)를 포함할 수 있다.
도어(3)에는 손잡이(3a)와, 식기 세척기의 작동을 제어하기 위한 컨트롤 패널(5)과, 식기 세척기의 작동 상태를 표시하는 디스플레이(225)가 구비될 수 있다. 컨트롤 패널(5)에는 입력부(220)가 제공될 수 있다.
터브(20a)의 내부에는 식기가 거치되는 랙(7a, 7b)과, 섬프(20b)로부터 세척수를 공급받아 랙(7a, 7b)에 놓인 식기로 분사하는 노즐이 구비될 수 있다.
랙(7a, 7b)은 다수개가 구비될 수 있으며, 도면에서는는 상부 랙(7a)과, 상부 랙(7a)의 하측에 하부 랙(7b)이 배치되는 것을 예시한다.
또한, 여러 방향으로 세척수의 분사가 이루어질 수 있도록, 다수개의 노즐(8a, 8b, 8c)이 구비될 수 있다.
노즐들(8a, 8b, 8c)은 상부 랙(7a)을 향해 하방으로 세척수를 분사하는 상부 노즐(8a)과, 상부 랙(7a)과 하부 랙(7b) 사이에 배치되어, 하부 랙(7b)을 향해 하방으로 세척수를 분사하는 중간 노즐(8b)과, 하부 랙(7b)의 하측에 배치되어 상방으로 세척수를 분사하는 하부 노즐(8c)을 포함할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지는 않았으나, 노즐들의 구성에 대응하여 섬프(20b)로부터 각각의 노즐들로 세척수를 안내하는 안내 유로들이 구성될 수 있으며, 상기 안내유로들을 선택적으로 단속하는 유로절환부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
섬프(20b)에 담긴 세척수를 상기 안내 유로로 압송하는 세척펌프(미도시)와, 섬프(20b) 내의 세척수를 가열하는 히터(미도시)가 더 구비될 수 있다.
식기 세척기(100d)는 섬프(20b)로 세척수를 공급하는 급수장치(30)를 포함할 수 있다. 급수장치(30)는 터브(20a)와 캐비닛(2) 사이에 배치될 수 있다.
급수장치(30)는, 내부에 유입된 세척수의 유동을 안내하는 유로와, 상기 유로를 따라 안내된 세척수가 담기는 물챔버들이 구비되고, 원수(예를 들어, 수돗물)가 유입되는 급수호수와 연결되는 급수호스 연결구(32a)와, 급수호스 연결구(32a)로 들어오는 원수의 양을 감지하는 플로우미터(33)와, 유입된 세척수가 저장되는 물챔버(31)와, 급수가 중단되더라도 계속하여 원수가 유입되는 사이폰 현상을 방지하기 위해 유로를 대기와 연통시키는 흡입구(미도시)를 포함할 수 있다.
급수장치(30)는, 섬프(20b)로부터 식기 세척에 사용된 세척수가 배출 안내되는 섬프 배수 유로(미도시)와 연결되는 섬프 배수 연결구(32c)와, 상기 배수펌프로 유입되는 세척수를 안내하는 배수펌프 유입 유로(미도시)와 연결되는 배수펌프 유입 연결구(32d)를 더 포함할 수 있다.
세척펌프(미도시)는, 섬프(20b) 내의 세척수를 노즐(8a, 8b. 8c) 측으로 안내하는 세척수 가이드(미도시)와, 세척수 가이드(미도시) 내에 회전 회전 가능하게 구비되는 임펠러(미도시)와, 임펠러(미도시)를 회전시키는 세척 모터(미도시)를 포함할 수 있다.
급수 밸브(미도시)는, 섬프(20b)로 급수되는 세척수를 단속하는 것으로, 실시예에 따라, 급수장치(30)로부터 섬프(20b)로 급수가 되는 경우에는 급수장치(30)로부터 배출되는 세척수를 단속하도록 구비될 수 있으며, 외부 수원으로부터 직접 섬프(20b)로 급수가 이루어지는 경우에는 상기 외부 수원으로부터의 급수를 단속하도록 구비될 수 있다.
한편, 급수 밸브(미도시), 세척 모터(미도시) 등의 동작은 제어부(도 4의 310)의 제어에 의해 이루어진다.
섬프(20b)와 터브(20a)는 연통되어 있어, 섬프(2)에는 노즐(8a, 8b, 8c)를 통해 분사가 이루어짐으로써 줄어든 수량만큼의 세척수가 다시 터브(20a)로부터 유입될 수 있다.
또한, 섬프(20b)에는 필터(미도시)가 더 구비될 수 있으며, 이 경우, 노즐(8a, 8b, 8c)를 통해 터브(20a) 내로 분사된 세척수는 필터(미도시)를 경유하며 여과된 후, 섬프(20b)로 다시 유입될 수 있다.
또한, 식기 세척기(100d)는 세척수에 세제 또는 린스를 투입하는 첨가제 투입기구를 포함할 수 있고, 상기 첨가제 투입기구는 세척행정 또는 헹굼행정의 정해진 단계에서 세척용 세제 또는 헹굼용 린스를 터브(20a) 내로 투입할 수 있다.
한편, 상술한 도 4 내지 도 9의 모터 구동장치(220a~220e)는, 식기 세척기(100d)의, 세척 모터, 배수 모터, 급수 모터 등에 적용 가능하다. 즉, 제1 모터는 세척 모터, 제2 모터는 배수 모터 또는 급수 모터일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스는, 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 모터 구동방법 또는 홈 어플라이언스의 동작방법은, 모터 구동장치 또는 홈 어플라이언스에 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 (16)

  1. dc단에 접속되는 제1 dc단 커패시터 및 제2 dc단 커패시터;
    삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여, 변환된 교류 전원을 복수의 모터에 출력하는 인버터; 및
    상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부;를 구비하며,
    상기 삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 중 두 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 사이의 노드인 제1 노드와 제2 노드에 상기 제1 모터가 접속되며,
    상기 삼상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 중 한 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 사이의 제3 노드와, 상기 제1 dc단 커패시터와 상기 제2 dc단 커패시터 사이의 dc단 노드에, 상기 제2 모터가 접속되며,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 두 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 이용하여 상기 제1 모터를 구동하며,
    상기 한 상의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 이용하여 상기 제2 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 모터 중 상기 제1 모터를 먼저 기동하여 운전하고, 상기 제2 모터를 상기 제1 모터 기동 이후 기동하여 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 모터 중 상기 제1 모터는 지속적으로 운전하도록 제어하며, 상기 제2 모터는 간헐적으로 운전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 복수의 모터 기동시, 모터에 흐르는 전류가 순차적으로 증가하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 제1 dc단 커패시터의 전압과, 상기 제2 dc단 커패시터의 전압이 평형을 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 dc단에 접속되어 출력 전류를 검출하는 제1 출력 전류 검출부; 및
    상기 인버터 내의 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자 중 두 상의 하암 스위칭 소자의 일단에 각각 접속되어 출력 전류를 검출하는 제2 및 제3 출력 전류 검출부; 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동장치.
  16. 제1항, 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항의 모터 구동장치를 구비하는 홈 어플라이언스.
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