KR102543582B1 - Motor Driving apparatus and laundry treatment maschine including the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 구동장치, 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터와, dc단에 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 모터의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치를 이용하여, 모터를 구동하며, 모터에 흐르는 전류와 모터에서 유발되는 전압에 기초하여, 모터의 고정자 저항을 연산하며, 연산된 모터의 고정자 저항에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스와, 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정한다. 이에 따라, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.The present invention relates to a motor driving device and a laundry treatment machine having the same. A motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention includes a converter for converting input AC power into DC power and outputting the DC power to a DC terminal, a DC terminal capacitor connected to the DC terminal and storing DC power from the converter, and a plurality of An upper arm switching element and a lower arm switching element are provided, and an inverter for converting DC power from a dc stage capacitor into AC power by a switching operation and outputting the converted AC power to a motor, and a control unit for controlling the inverter, , The control unit sets the torque component current command value to zero so that torque is not generated when the motor is stopped, drives the motor using a constant magnetic flux component current command value, and the current flowing through the motor and the voltage induced by the motor Based on , the stator resistance of the motor is calculated, and the stator inductance of the motor and the stator flux-linkage of the motor are estimated based on the calculated stator resistance of the motor. Accordingly, it is possible to stably perform motor driving.

Description

모터 구동장치, 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기{Motor Driving apparatus and laundry treatment maschine including the same}Motor driving apparatus, and laundry treatment machine having the same {Motor Driving apparatus and laundry treatment machine including the same}

본 발명은 모터 구동장치, 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있는 모터 구동장치, 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기에 관한 것이다.The present invention relates to a motor driving device and a laundry treatment machine having the same, and more particularly, to a motor driving device capable of stably driving a motor, and to a laundry treatment machine having the same.

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. In general, a laundry treatment machine performs washing by using frictional force between a washing tub and laundry that rotates by receiving driving force from a motor in a state in which detergent, washing water, and laundry are put into the drum, so that the laundry is hardly damaged and the laundry is not tangled together. It can produce an undesirable washing effect.

한편, 세탁물 처리기기 내에 세탁물의 포량, 및 편심량에 기초하여, 세탁이 수행되므로, 포량, 및 편심량 감지의, 정확성을 높이기 위한 다양한 방법이 논의되고 있다. Meanwhile, since washing is performed based on the amount of laundry and the amount of eccentricity of laundry in the laundry treatment machine, various methods for improving the accuracy of sensing the amount of laundry and the amount of eccentricity are being discussed.

본 발명의 목적은, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있는 모터 구동장치, 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a motor driving device capable of stably driving a motor, and a laundry treatment machine having the same.

본 발명의 다른 목적은, 모터 상수를 간단하고 정확하게 연산할 수 있는 모터 구동장치, 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a motor driving device capable of simply and accurately calculating motor constants, and a laundry treatment machine having the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터와, dc단에 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 모터의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치를 이용하여, 모터를 구동하며, 모터에 흐르는 전류와 모터에서 유발되는 전압에 기초하여, 모터의 고정자 저항을 연산하며, 연산된 모터의 고정자 저항에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스와, 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정한다.A motor driving device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a converter that converts input AC power into DC power and outputs it to a DC terminal, and is connected to the DC terminal and stores the DC power from the converter. An inverter having a stage capacitor, a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements, converting DC power from the dc stage capacitor into AC power by a switching operation, and outputting the converted AC power to a motor; A control unit is provided to control the motor, and the control unit sets the torque component current command value to zero so that torque is not generated when the motor is stopped, drives the motor using a magnetic flux component current command value of a constant value, and drives the current flowing through the motor. The stator resistance of the motor is calculated based on the voltage generated in the motor and the stator resistance of the motor, and the stator inductance of the motor and the stator flux-linkage of the motor are estimated based on the calculated stator resistance of the motor.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동장치는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터와, dc단에 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 자속분 전류 지령치를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치를 이용하여 모터를 구동하며, 모터의 자속분 전압, 자속분 전류에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스를 연산하며, 모터의 고정자 인덕턴스에 기초하여, 모터의 고정자 저항, 및 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정한다.On the other hand, a motor driving apparatus according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is connected to a converter for converting input AC power into DC power and outputting it to a DC terminal, and is connected to the DC terminal, and receives DC power from the converter. An inverter having a DC stage capacitor for storing and a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements, converting DC power from the DC stage capacitor into AC power by a switching operation, and outputting the converted AC power to a motor; , A control unit for controlling the inverter, wherein the control unit sets the magnetic flux current command value to zero and drives the motor using the torque current command value, and based on the magnetic flux voltage and magnetic flux current of the motor, the stator of the motor The inductance is calculated, and based on the stator inductance of the motor, the stator resistance of the motor and the stator flux-linkage of the motor are estimated.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터와, dc단에 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 모터의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치를 이용하여, 모터를 구동하며, 모터에 흐르는 전류와 모터에서 유발되는 전압에 기초하여, 모터의 고정자 저항을 연산하며, 연산된 모터의 고정자 저항에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스와, 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정한다.On the other hand, a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is connected to a converter for converting input AC power into DC power and outputting it to a DC terminal, and is connected to the DC terminal, and stores DC power from the converter. An inverter having a dc-stage capacitor and a plurality of upper-arm switching elements and lower-arm switching elements, converting DC power from the dc-stage capacitor into AC power by a switching operation, and outputting the converted AC power to a motor; A control unit for controlling the inverter is provided, and the control unit sets the torque component current command value to zero so that torque is not generated when the motor is stopped, and drives the motor using a constant magnetic flux component current command value. The stator resistance of the motor is calculated based on the current flowing and the voltage induced in the motor, and the stator inductance of the motor and the stator flux-linkage of the motor are estimated based on the calculated stator resistance of the motor.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터와, dc단에 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 자속분 전류 지령치를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치를 이용하여 모터를 구동하며, 모터의 자속분 전압, 자속분 전류에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스를 연산하며, 모터의 고정자 인덕턴스에 기초하여, 모터의 고정자 저항, 및 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정한다.On the other hand, a laundry treatment machine according to another embodiment of the present invention for achieving the above object is a converter for converting input AC power into DC power and outputting it to a DC terminal, connected to the DC terminal, and receiving DC power from the converter. An inverter having a DC stage capacitor for storing and a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements, converting DC power from the DC stage capacitor into AC power by a switching operation, and outputting the converted AC power to a motor; , A control unit for controlling the inverter, wherein the control unit sets the magnetic flux current command value to zero and drives the motor using the torque current command value, and based on the magnetic flux voltage and magnetic flux current of the motor, the stator of the motor The inductance is calculated, and based on the stator inductance of the motor, the stator resistance of the motor and the stator flux-linkage of the motor are estimated.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동장치 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터와, dc단에 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 모터의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치를 이용하여, 모터를 구동하며, 모터에 흐르는 전류와 모터에서 유발되는 전압에 기초하여, 모터의 고정자 저항을 연산하며, 연산된 모터의 고정자 저항에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스와, 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정함으로써, 모터 상수를 간단하고 정확하게 연산할 수 있게 된다. 나아가, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.A motor driving device according to an embodiment of the present invention and a laundry treatment machine including the same include a converter for converting input AC power into DC power and outputting the DC power, connected to the DC terminal, and storing DC power from the converter. An inverter having a dc-stage capacitor and a plurality of upper-arm switching elements and lower-arm switching elements, converting DC power from the dc-stage capacitor into AC power by a switching operation, and outputting the converted AC power to a motor; A control unit for controlling the inverter is provided, and the control unit sets the torque component current command value to zero so that torque is not generated when the motor is stopped, and drives the motor using a constant magnetic flux component current command value. Based on the current flowing and the voltage induced in the motor, the stator resistance of the motor is calculated, and based on the calculated stator resistance of the motor, the stator inductance of the motor and the stator flux linkage of the motor are estimated, thereby making the motor constant simple and can be calculated accurately. Furthermore, it is possible to stably perform motor driving.

특히, 세탁물 처리기기의 포량 감지, 편심량 감지, 수위 감지, 세탁 시간 연산의 정확도를 높일 수 있게 된다. In particular, it is possible to increase the accuracy of laundry weight detection, eccentricity detection, water level detection, and washing time calculation of the laundry treatment machine.

한편, 위치 감지부로부터의 위치 신호에 대해 정확성을 높일 수 있어, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.On the other hand, it is possible to increase the accuracy of the position signal from the position sensor, so that the motor can be driven stably.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동장치 및 이를 구비하는 세탁물 처리기기는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터와, dc단에 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터와, 인버터를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 자속분 전류 지령치를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치를 이용하여 모터를 구동하며, 모터의 자속분 전압, 자속분 전류에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스를 연산하며, 모터의 고정자 인덕턴스에 기초하여, 모터의 고정자 저항, 및 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정함으로써, 모터 상수를 간단하고 정확하게 연산할 수 있게 된다. 나아가, 모터 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.A motor driving device according to another embodiment of the present invention and a laundry treatment machine including the same include a converter for converting input AC power into DC power and outputting the DC power supply, connected to the DC terminal, and storing DC power from the converter. An inverter having a dc-stage capacitor and a plurality of upper-arm switching elements and lower-arm switching elements, converting DC power from the dc-stage capacitor into AC power by a switching operation, and outputting the converted AC power to a motor; A control unit for controlling the inverter is provided, wherein the control unit sets the magnetic flux current command value to zero, drives the motor using the torque current command value, and determines the stator inductance of the motor based on the magnetic flux voltage and magnetic flux current of the motor. , and estimating the stator resistance of the motor and the stator flux linkage of the motor based on the stator inductance of the motor, it is possible to simply and accurately calculate the motor constant. Furthermore, it is possible to stably perform motor driving.

특히, 세탁물 처리기기의 포량 감지, 편심량 감지, 수위 감지, 세탁 시간 연산의 정확도를 높일 수 있게 된다. In particular, it is possible to increase the accuracy of laundry weight detection, eccentricity detection, water level detection, and washing time calculation of the laundry treatment machine.

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 모터 구동부의 내부 회로도이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6은 도 4의 모터에 공급되는 교류 전류의 일예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 블록도의 일예이다.
도 8은 세탁물 처리기기의 구동시 모터 저항, 모터 인덕턴스, 역기전력이 감지되는 구간을 도시한 도면이다.
도 9는 모터 상수에 기반한 세탁물 처리기기의 포량 감지 및 편심량 감지를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 11a 내지 도 11b는 도 10의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 13a 내지 도 13b는 도 12의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 14 및 도 15는 도 4의 위치 감지부의 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.1 is a perspective view showing a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side cross-sectional view of the laundry treatment machine of Figure 1;
Figure 3 is an internal block diagram of the laundry treatment machine of Figure 1;
4 is an internal circuit diagram of the motor driving unit of FIG. 3 .
5 is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 4 .
6 is a diagram showing an example of AC current supplied to the motor of FIG. 4 .
7 is an example of an internal block diagram of a motor driving device according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a section in which motor resistance, motor inductance, and counter electromotive force are sensed when the laundry treatment machine is driven.
FIG. 9 is a diagram referenced to explain the detection of the amount of laundry and the amount of eccentricity of the laundry treatment machine based on the motor constant.
10 is a flowchart illustrating an operating method of a motor driving device according to an embodiment of the present invention.
11A and 11B are diagrams referenced to explain the operation method of FIG. 10 .
12 is a flowchart showing a method of operating a motor driving device according to another embodiment of the present invention.
13A and 13B are diagrams referenced to explain the operation method of FIG. 12 .
14 and 15 are diagrams referred to for explaining the operation of the position sensor of FIG. 4 .

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

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.The suffixes "module" and "unit" for the components used in the following description are simply given in consideration of ease of writing this specification, and do not themselves give a particularly important meaning or role. Accordingly, the “module” and “unit” may be used interchangeably.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 세탁물 처리기기의 측단면도이다. 1 is a perspective view illustrating a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side cross-sectional view of the laundry treatment machine of FIG. 1 .

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.1 and 2, the laundry treatment machine 100 according to an embodiment of the present invention includes a washing machine in which fabrics are inserted to perform washing, rinsing, dehydration, etc., or a dryer in which wet cloths are inserted to perform drying. As a concept of doing, hereinafter, the description will be centered on the washing machine.

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.The washing machine 100 provides a user interface by including a casing 110 forming an external appearance, operating keys for receiving various control commands from a user, and a display displaying information on the operating state of the washing machine 100. and a control panel 115 rotatably provided in the casing 110 to open and close an entry/exit hole through which laundry enters and exits.

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. The casing 110 includes a main body 111 that forms a space in which various components of the washing machine 100 can be accommodated, and is provided on the upper side of the main body 111 so that laundry can be put into the inner tub 122. A top cover 112 forming a take-out hole may be included.

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. The casing 110 is described as including a main body 111 and a top cover 112, but the casing 110 is sufficient to form the exterior of the washing machine 100, and is not limited thereto.

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.On the other hand, the support bar 135 is described as being coupled to the top cover 112, which is one of the components constituting the casing 110, but is not limited thereto, and is coupled to any fixed portion of the casing 110 indicate that it is possible.

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. The control panel 115 includes control keys 117 for manipulating the operating state of the laundry treatment machine 100, and a display disposed on one side of the control keys 117 and displaying the driving state of the laundry treatment machine 100 ( 118).

도어(113)는, 탑커버(112)에 형성된 포출입홀(미표기)을 여닫는 것으로, 본체(111) 내부가 들여다보일 수 있도록 강화유리 등의 투명부재를 포함할 수 있다.The door 113 opens and closes a take-out hole (not shown) formed in the top cover 112, and may include a transparent member such as tempered glass so that the inside of the main body 111 can be seen.

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.The washing machine 100 may include a washing tub 120 . The washing tub 120 may include an outer tub 124 containing wash water and an inner tub 122 rotatably provided within the outer tub 124 to accommodate laundry. A balancer 134 may be provided above the washing tub 120 to compensate for eccentricity generated when the washing tub 120 rotates.

한편, 세탁기(100)는, 세탁조(120)의 하부에 회전 가능하게 구비되는 펄세이터(133)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the washing machine 100 may include a pulsator 133 rotatably provided under the washing tub 120 .

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.The driving device 138 provides a driving force for rotating the inner tub 122 and/or the pulsator 133 . A clutch (not shown) that selectively transmits the driving force of the driving device 138 so that only the inner tub 122 rotates, only the pulsator 133 rotates, or both the inner tub 122 and the pulsator 133 rotate simultaneously. may be provided.

한편, 구동장치(138)는, 도 3의 구동부(220), 즉 구동 회로에 의해 동작하게 된다. 이에 대해서는 도 3 이하를 참조하여 후술한다.Meanwhile, the driving device 138 is operated by the driving unit 220 of FIG. 3, that is, the driving circuit. This will be described later with reference to FIG. 3 below.

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. On the other hand, the top cover 112 is provided with a detergent box 114 in which various additives such as laundry detergent, fabric softener and/or bleach are accommodated, and the washing water supplied through the water supply passage 123 is provided in the detergent box. After passing through 114, it is supplied into the inner tank 122.

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.A plurality of holes (not shown) are formed in the inner tub 122 so that wash water supplied to the inner tub 122 flows into the outer tub 124 through the plurality of holes. A water supply valve 125 for controlling the water supply passage 123 may be provided.

배수유로(143)를 통해 외조(124)내의 세탁수가 배수되고, 배수유로(143)를 단속하는 배수밸브(145) 및 세탁수를 펌핑하는 배수펌프(141)가 구비될 수 있다.Wash water in the outer tub 124 is drained through the drain passage 143, and a drain valve 145 for controlling the drain passage 143 and a drain pump 141 for pumping the wash water may be provided.

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.The support bar 135 is for suspending the outer shell 124 within the casing 110, and one end is connected to the casing 110, and the other end of the support bar 135 is connected to the outer shell 124 by the suspension 150. do.

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.The suspension 150 dampens the vibration of the outer tub 124 during operation of the washing machine 100 . For example, the outer tub 124 may vibrate due to the vibration generated as the inner tub 122 rotates. Vibration due to various factors such as rotational speed or resonance characteristics can be dampened.

도 3은 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.Figure 3 is an internal block diagram of the laundry treatment machine of Figure 1;

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. Referring to the drawings, in the laundry treatment machine 100, the driving unit 220 is controlled by the control operation of the controller 210, and the driving unit 220 drives the motor 230. Accordingly, the washing tub 120 is rotated by the motor 230 .

제어부(210)는, 조작키(1017)로부터 동작 신호를 입력받아 동작을 한다. 이에 따라, 세탁, 헹굼, 탈수 행정이 수행될 수 있다. The controller 210 receives an operation signal from the operation key 1017 and operates. Accordingly, washing, rinsing, and spin-drying processes may be performed.

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.Also, the controller 210 may control the display 118 to display a washing course, washing time, spin-drying time, rinsing time, or the like, or a current operating state.

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.Meanwhile, the control unit 210 controls the driving unit 220 to operate the motor 230 . For example, based on the current detector 225 that detects the output current flowing through the motor 230 and the position detector 220 that detects the position of the motor 230, the drive unit 220 causes the motor 230 to rotate. ) can be controlled. In the figure, the detected current and the sensed position signal are shown as being input to the driving unit 220, but are not limited thereto, and are input to the control unit 210 or are input to the control unit 210 and the driving unit 220 together. It is also possible.

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. The driving unit 220 is for driving the motor 230 and may include an inverter (not shown) and an inverter control unit (not shown). In addition, the driving unit 220 may be a concept that further includes a converter or the like that supplies DC power input to an inverter (not shown).

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. For example, when an inverter control unit (not shown) outputs a pulse width modulation (PWM) switching control signal (Sic in FIG. 4) to an inverter (not shown), the inverter (not shown) performs a high-speed switching operation, AC power of a predetermined frequency may be supplied to the motor 230 .

구동부(220)에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다. The driving unit 220 will be described later with reference to FIG. 4 .

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.Meanwhile, the controller 210 may detect the amount of laundry based on the current i o detected by the current detector 220 or the position signal H detected by the position detector 235 . For example, while the washing tub 120 rotates, the amount of laundry may be detected based on the current value i o of the motor 230 .

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. Meanwhile, the control unit 210 may detect an eccentric amount of the washing tub 120, that is, an unbalance (UB) of the washing tub 120. The detection of the amount of eccentricity may be performed based on a ripple component of the current i o detected by the current detector 220 or a change in rotational speed of the washing tub 120 .

도 4는 도 3의 구동부의 내부 회로도이다.4 is an internal circuit diagram of the driving unit of FIG. 3 .

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.Referring to the drawings, the drive unit 220 according to an embodiment of the present invention includes a converter 410, an inverter 420, an inverter control unit 430, a dc short voltage detector (B), a smoothing capacitor (C), And it may include an output current detector (E). In addition, the driver 220 may further include an input current detector (A), a reactor (L), and the like.

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. The reactor L is disposed between the commercial AC power source 405 (v s ) and the converter 410 to perform power factor correction or boost operation. In addition, the reactor (L) may perform a function of limiting harmonic current by high-speed switching of the converter 410.

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.The input current detection unit (A) can detect the input current ( is ) input from the commercial AC power supply 405 . To this end, as the input current detector A, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used. The detected input current (i s ) may be input to the inverter control unit 430 as a discrete signal in a pulse form.

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. The converter 410 converts the commercial AC power supply 405 that has passed through the reactor L into DC power and outputs it. In the drawings, the commercial AC power supply 405 is shown as a single-phase AC power supply, but may be a three-phase AC power supply. The internal structure of the converter 410 also varies depending on the type of commercial AC power source 405 .

한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.On the other hand, the converter 410 is made of a diode or the like without a switching element, and may perform a rectification operation without a separate switching operation.

예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다. For example, in the case of single-phase AC power, four diodes may be used in a bridge form, and in the case of three-phase AC power, six diodes may be used in a bridge form.

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. Meanwhile, the converter 410 may be, for example, a half-bridge converter in which two switching elements and four diodes are connected, and in the case of a three-phase AC power supply, six switching elements and six diodes may be used. .

컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.When the converter 410 includes a switching element, a step-up operation, power factor improvement, and DC power conversion may be performed by a switching operation of the corresponding switching element.

평활 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The smoothing capacitor (C) smooths the input power and stores it. In the figure, one element is exemplified as the smoothing capacitor C, but a plurality of elements may be provided to secure element stability.

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.On the other hand, in the figure, it is illustrated as being connected to the output terminal of the converter 410, but is not limited thereto, and DC power may be directly input. For example, DC power from the solar cell is supplied to the smoothing capacitor (C). It may be directly input or input after DC/DC conversion. Hereinafter, the parts illustrated in the drawings will be mainly described.

한편, 평활 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. On the other hand, since DC power is stored at both ends of the smoothing capacitor C, it may be referred to as a dc end or a dc link end.

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.The dc short voltage detector (B) may detect the dc short voltage (Vdc) at both ends of the smoothing capacitor (C). To this end, the dc short voltage detector B may include a resistance element, an amplifier, and the like. The detected dc terminal voltage (Vdc) may be input to the inverter control unit 430 as a discrete signal in the form of a pulse.

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. The inverter 420 is provided with a plurality of inverter switching elements, and converts DC power (Vdc) smoothed by the on/off operation of the switching elements into three-phase AC power (va, vb, vc) of a predetermined frequency, It can be output to the synchronous motor 230.

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. In the inverter 420, upper arm switching elements Sa, Sb, Sc and lower arm switching elements S'a, S'b, and S'c connected in series to each other form a pair, and a total of three pairs of upper and lower arms. The switching elements are connected in parallel (Sa&S'a, Sb&S'b, Sc&S'c) to each other. Diodes are connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c.

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. The switching elements in the inverter 420 perform an on/off operation of each switching element based on the inverter switching control signal Sic from the inverter control unit 430 . As a result, three-phase AC power having a predetermined frequency is output to the three-phase synchronous motor 230 .

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.The inverter controller 430 may control a switching operation of the inverter 420 . To this end, the inverter controller 430 may receive the output current i o detected by the output current detector E.

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.The inverter controller 430 outputs the inverter switching control signal Sic to the inverter 420 to control the switching operation of the inverter 420 . The inverter switching control signal Sic is a pulse width modulation (PWM) switching control signal, which is generated and output based on the output current value io detected by the output current detector E. A detailed operation of the output of the inverter switching control signal Sic in the inverter controller 430 will be described later with reference to FIG. 5 .

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.The output current detector E detects the output current io flowing between the inverter 420 and the three-phase motor 230 . That is, the current flowing through the motor 230 is detected. The output current detection unit E may detect all of the output currents ia, ib, and ic of each phase, or may detect the output currents of two phases using three-phase balance.

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. The output current detection unit E may be positioned between the inverter 420 and the motor 230, and a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used to detect the current.

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.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the inverter 420 and the synchronous motor 230, or three lower arm switching elements (S'a, S'b, and S'c of the inverter 420) ), it is possible that one end is connected to each. On the other hand, using three-phase equilibrium, it is also possible that two shunt resistors are used. Meanwhile, when one shunt resistor is used, the corresponding shunt resistor may be disposed between the aforementioned capacitor C and the inverter 420 .

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.The detected output current (i o ) may be applied to the inverter controller 430 as a discrete signal in a pulse form, and the inverter switching control signal (Sic) is generated based on the detected output current ( io ). is created Hereinafter, the detected output current (i o ) will be described as a three-phase output current (ia, ib, ic).

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. On the other hand, the three-phase motor 230 includes a stator and a rotor, and each phase AC power of a predetermined frequency is applied to the coils of the stator of each phase (phases a, b, and c) to rotate the rotor. will do

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. Such a motor 230 includes, for example, a Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor (SMPMSM), an Interior Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM), and a synchronous relay. A Synchronous Reluctance Motor (Synrm) and the like may be included. Among them, SMPMSM and IPMSM are Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) applied with permanent magnet, and Synrm is characterized by no permanent magnet.

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. Meanwhile, when the converter 410 includes a switch element, the inverter controller 430 may control a switching operation of a switching element in the converter 410 . To this end, the inverter control unit 430 may receive the input current ( is ) detected by the input current detection unit (A). In addition, the inverter controller 430 may output the converter switching control signal Scc to the converter 410 to control the switching operation of the converter 410 . The converter switching control signal Scc is a pulse width modulation (PWM) switching control signal, and may be generated and output based on the input current is detected by the input current detector A.

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. Meanwhile, the position detector 235 may detect the position of the rotor of the motor 230 . To this end, the position sensor 235 may include a hall sensor. The detected rotor position H is input to the inverter control unit 430 and used as a basis for speed calculation.

도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다. 5 is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 4 .

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.Referring to FIG. 5 , the inverter control unit 430 includes an axis conversion unit 510, a speed calculation unit 520, a current command generation unit 530, a voltage command generation unit 540, an axis conversion unit 550, and A switching control signal output unit 560 may be included.

축변환부(510)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.The axis conversion unit 510 receives the three-phase output currents (ia, ib, ic) detected by the output current detection unit (E) and converts them into two-phase currents (iα, iβ) of the stationary coordinate system.

한편, 축변환부(510)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. Meanwhile, the axis conversion unit 510 may convert the two-phase currents iα and iβ of the stationary coordinate system into the two-phase currents id and iq of the rotating coordinate system.

속도 연산부(520)는, 위치 감지부(235)로 부터 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여, 속도(

Figure 112016020910496-pat00001
)를 연산할 수 있다. 즉, 위치 신호에 기반하여, 시간에 대해, 나누면, 속도를 연산할 수 있게 된다.The speed calculator 520, based on the position signal H of the rotor input from the position sensor 235, the speed (
Figure 112016020910496-pat00001
) can be computed. That is, based on the position signal, with respect to time, dividing, it is possible to calculate the speed.

한편, 속도 연산부(520)는, 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여 연산된 위치(

Figure 112016020910496-pat00002
)와 연산된 속도(
Figure 112016020910496-pat00003
)를 출력할 수 있다.On the other hand, the speed calculator 520 calculates the position (based on the position signal H of the rotor)
Figure 112016020910496-pat00002
) and the computed speed (
Figure 112016020910496-pat00003
) can be output.

한편, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(

Figure 112016020910496-pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure 112016020910496-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. On the other hand, the current command generation unit 530, the calculation speed (
Figure 112016020910496-pat00004
) and the speed command value (ω * r ), the current command value (i * q ) is generated. For example, the current command generation unit 530 has an operation speed (
Figure 112016020910496-pat00005
) and the speed command value (ω * r ), the PI controller 535 performs PI control and generates a current command value (i * q ). In the drawing, the q-axis current command value (i * q ) is exemplified as the current command value, but unlike the drawing, it is also possible to generate the d-axis current command value (i * d ) together. Meanwhile, the value of the d-axis current command value (i * d ) may be set to 0.

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.Meanwhile, the current command generation unit 530 may further include a limiter (not shown) for limiting the level of the current command value (i * q ) so that it does not exceed an allowable range.

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, d축 전압 지령치(v* d)의 값은, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다. Next, the voltage command generation unit 540 includes the d-axis and q-axis currents (i d , i q ) axis-converted to the two-phase rotation coordinate system by the axis conversion unit, and the current command value ( Based on i * d and i * q , d-axis and q-axis voltage command values (v * d and v * q ) are generated. For example, the voltage command generator 540 performs PI control in the PI controller 544 based on the difference between the q-axis current (i q ) and the q-axis current command value (i * q ), and q Shaft voltage command value (v * q ) can be generated. In addition, the voltage command generator 540 performs PI control in the PI controller 548 based on the difference between the d-axis current (i d ) and the d-axis current command value (i * d ), and the d-axis voltage A command value (v * d ) can be created. Meanwhile, the value of the d-axis voltage command value (v * d ) may be set to 0 corresponding to the case where the value of the d-axis current command value (i * d ) is set to 0.

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.Meanwhile, the voltage command generation unit 540 may further include a limiter (not shown) for limiting the level of the d-axis and q-axis voltage command values (v * d and v * q ) so that they do not exceed an allowable range. .

한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(550)에 입력된다.Meanwhile, the generated d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ) are input to the axis conversion unit 550.

축변환부(550)는, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(

Figure 112016020910496-pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The axis conversion unit 550 is the position calculated by the speed calculation unit 520 (
Figure 112016020910496-pat00006
) and the d-axis and q-axis voltage command values (v * d , v * q ), and performs axis conversion.

먼저, 축변환부(550)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(

Figure 112016020910496-pat00007
)가 사용될 수 있다.First, the axis conversion unit 550 converts the 2-phase rotating coordinate system into the 2-phase stationary coordinate system. At this time, the position calculated by the speed calculator 520 (
Figure 112016020910496-pat00007
) can be used.

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.Then, the axis conversion unit 550 performs conversion from the 2-phase stationary coordinate system to the 3-phase stationary coordinate system. Through this conversion, the axis conversion unit 1050 outputs three-phase output voltage command values (v * a, v * b, v * c).

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. The switching control signal output unit 560 generates a switching control signal (Sic) for an inverter according to a pulse width modulation (PWM) method based on the three-phase output voltage command values (v * a, v * b, and v * c). and output

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.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to the gate of each switching element in the inverter 420 . Accordingly, each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c in the inverter 420 performs a switching operation.

도 6은 도 4의 모터에 공급되는 교류 전류의 일예를 보여주는 도면이다.6 is a diagram showing an example of AC current supplied to the motor of FIG. 4 .

도면을 참조하면, 인버터(420)의 스위칭 동작에 따라, 모터(230)에 흐르는 전류는 도면과 같이 예시된다.Referring to the drawing, according to the switching operation of the inverter 420, the current flowing through the motor 230 is illustrated as shown in the drawing.

구체적으로 설명하면, 모터(230)의 동작 구간은, 초기동작 구간인 기동운전 구간(T1)과, 초기 기동 운전 이후의 통상운전 구간(T3)으로 나누어질 수 있다. Specifically, the operating period of the motor 230 may be divided into a starting operation period (T1), which is an initial operation period, and a normal operation period (T3) after the initial starting operation.

기동운전 구간(T1)은, 모터(230)에 일정 전류를 인가하는 모터 정렬(align) 구간이라 명명할 수도 있다. 즉, 정지된 모터(230)의 회전자를 일정 위치로 정렬시키기 위해, 인버터(420)의 세 개의 상암 스위칭 소자 중 어느 하나의 스위칭 소자가 온되고, 온 되는 상암 스위칭 소자와 쌍을 이루지 않는 나머지 두 개의 하암 스위칭 소자가 온 된다. The starting operation section T1 may also be referred to as a motor align section in which a constant current is applied to the motor 230 . That is, in order to align the rotor of the stopped motor 230 to a certain position, one of the three upper arm switching elements of the inverter 420 is turned on, and the rest of the upper arm switching elements not paired with the turned on upper arm switching element are turned on. Two lower arm switching elements are turned on.

일정 전류의 크기는 수 A 일 수 있다. 이러한 일정 전류를 전동기에 공급하도록 하기 위해, 인버터 제어부(430)는 인버터(420)에 기동 스위칭 제어 신호(Sic)를 인가할 수 있다. The magnitude of the constant current may be several A. In order to supply such constant current to the motor, the inverter control unit 430 may apply the starting switching control signal Sic to the inverter 420 .

한편, 본 발명의 실시예와 관련하여, 기동운전 구간(T1)은, 제1 크기의 전류값이 인가되는 구간과, 제2 크기의 전류값이 인가되는 구간으로 구분될 수도 있다. On the other hand, in relation to the embodiment of the present invention, the starting operation section T1 may be divided into a section to which a current value of the first magnitude is applied and a section to which a current value of the second magnitude is applied.

초기기동 구간(T1)과 통상운전 구간(T3) 사이에, 전동기의 속도를 강제로 상승시키는 강제가속 구간(T2)이 더 위치할 수 있다. 이 구간(T2)은, 모터(230)에 흐르는 전류(io)를 피드백 없이, 속도 지령에 맞추어 모터(230)의 속도가 상승하는 구간으로서, 인버터 제어부(430)는, 해당하는 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다. 강제가속 구간(T2)에는, 도 5에서 설명한 피드백 제어, 즉 벡터 제어가 수행되지 않게 된다.A forced acceleration section T2 for forcibly increasing the speed of the motor may be further positioned between the initial start section T1 and the normal operation section T3. This period T2 is a period in which the speed of the motor 230 increases according to the speed command without feedback of the current i o flowing through the motor 230, and the inverter control unit 430 generates a corresponding switching control signal. (Sic) can be output. In the forced acceleration period T2, the feedback control described in FIG. 5, that is, the vector control is not performed.

통상운전 구간(T3)은, 검출되는 출력전류(io)를 피드백하여, 도 5에서 설명한 바와 같이, 출력전류(io)에 기초하여, 인버터 제어부(430) 내에서 제어 처리함으로써, 소정 주파수를 갖는 교류 전원을 모터(230)에 인가할 수 있다. 이러한 피드백 제어를 다른 용어로벡터 제어라 명명할 수 있다.In the normal operation section T3, the detected output current (i o ) is fed back, and as described in FIG. 5, based on the output current ( io ), control processing is performed in the inverter control unit 430 to obtain a predetermined frequency. AC power having may be applied to the motor 230. Such feedback control may be referred to as vector control in other terms.

한편, 본 발명의 실시예에에 따르면, 가속 회전 구간과 등속 회전 구간은, 통상 운전 구간(T3) 내에 포함될 수 있다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the acceleration rotation section and the constant speed rotation section may be included in the normal driving section T3.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치의 내부 블록도의 일예이다.7 is an example of an internal block diagram of a motor driving device according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동장치(220)는, 도 4의 모터 구동부(220)에 대응할 수 있다.Referring to FIG. 7 , a motor driving device 220 according to an embodiment of the present invention may correspond to the motor driving unit 220 of FIG. 4 .

한편, 도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동장치(220)는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터(410)와, dc단에 접속되며, 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터(C)와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터(C)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터(230)에 출력하는 인버터(420)와, 인버터(420)를 제어하는 인버터 제어부(430)를 구비하고, 인버터 제어부(430)는, 모터(230)의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치를 이용하여, 모터(230)를 구동하며, 모터(230)에 흐르는 전류와 모터(230)에서 유발되는 전압에 기초하여, 모터(230)의 고정자 저항을 연산하며, 연산된 모터(230)의 고정자 저항에 기초하여, 모터(230)의 고정자 인덕턴스와, 모터(230)의 고정자 쇄교 자속을 추정함으로써, 모터(230) 상수를 간단하고 정확하게 연산할 수 있게 된다. 나아가, 모터(230) 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.On the other hand, referring to the drawings, the motor driving apparatus 220 according to an embodiment of the present invention is connected to a converter 410 that converts input AC power into DC power and outputs it to the DC terminal, and to the DC terminal, A DC link capacitor (C) for storing DC power from 410 and a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements are provided, and the DC power from the DC link capacitor (C) is converted into AC power by a switching operation. An inverter 420 that converts and outputs the converted AC power to the motor 230, and an inverter control unit 430 that controls the inverter 420, wherein the inverter control unit 430 stops the motor 230 To prevent generation of torque, the torque component current command value is set to zero, and the motor 230 is driven using a constant magnetic flux component current command value, and the current flowing through the motor 230 and the motor 230 are induced. Based on the voltage to be calculated, the stator resistance of the motor 230 is calculated, and based on the calculated stator resistance of the motor 230, the stator inductance of the motor 230 and the stator flux linkage of the motor 230 are estimated. , the motor 230 constant can be simply and accurately calculated. Furthermore, it is possible to stably drive the motor 230 .

한편, 위치 감지부로부터의 위치 신호에 대해 정확성을 높일 수 있어, 모터(230) 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.Meanwhile, accuracy of the position signal from the position sensor can be increased, so that the motor 230 can be driven stably.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동장치(220)는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터(410)와, dc단에 접속되며, 컨버터(410)로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터(C)와, 복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, dc단 커패시터(C)로부터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 변환된 교류 전원을 모터(230)에 출력하는 인버터(420)와, 인버터(420)를 제어하는 인버터 제어부(430)를 구비하고, 인버터 제어부(430)는, 자속분 전류 지령치를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치를 이용하여 모터(230)를 구동하며, 모터(230)의 자속분 전압, 자속분 전류에 기초하여, 모터(230)의 고정자 인덕턴스를 연산하며, 모터(230)의 고정자 인덕턴스에 기초하여, 모터(230)의 고정자 저항, 및 모터(230)의 고정자 쇄교 자속을 추정함으로써, 모터(230) 상수를 간단하고 정확하게 연산할 수 있게 된다. 나아가, 모터(230) 구동을 안정적으로 수행할 수 있게 된다.The motor driving device 220 according to another embodiment of the present invention is connected to a converter 410 that converts input AC power into DC power and outputs it to a DC terminal, and is connected to the DC terminal, and DC power from the converter 410 A dc-link capacitor (C) for storing , a plurality of upper-arm switching elements and lower-arm switching elements are provided, and by a switching operation, DC power from the dc-link capacitor (C) is converted into AC power, and the converted AC power is provided. an inverter 420 that outputs to the motor 230, and an inverter control unit 430 that controls the inverter 420, wherein the inverter control unit 430 sets the magnetic flux component current command value to zero and sets the torque component current command value The motor 230 is driven using , and the stator inductance of the motor 230 is calculated based on the magnetic flux component voltage and the magnetic flux component current of the motor 230, and based on the stator inductance of the motor 230, the motor By estimating the stator resistance of 230 and the stator flux-linkage of motor 230, the constants of motor 230 can be calculated simply and accurately. Furthermore, it is possible to stably drive the motor 230 .

한편, 도면을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 전압 방정식과 운동 방정식을 연산하고, 이에 기초하여, 모터(230)의 고정자 저항, 모터(230)의 고정자 인덕턴스, 및 모터(230)의 고정자 쇄교 자속및 모터(230)의 고정자 쇄교 자속을 연산 또는 추정하는 연산부(431), 연산된 모터 상수에 기초하여, 포량 및 편심량을 감지하는 감지부(432), 및 세탁수의 수위, 및 세탁 운전 시간을 결정하는 결정부(433)를 구비할 수 있다.Meanwhile, referring to the drawings, the inverter control unit 430 calculates the voltage equation and the motion equation, and based on this, the stator resistance of the motor 230, the stator inductance of the motor 230, and the stator of the motor 230 An operation unit 431 for calculating or estimating the flux-linkage and the flux-linkage of the stator of the motor 230, a sensor 432 for detecting the amount of fabric and the amount of eccentricity based on the calculated motor constant, and the level of washing water, and a washing operation A decision unit 433 for determining the time may be provided.

이에 따라, 세탁물 처리기기(100)의 포량 감지, 편심량 감지, 수위 감지, 세탁 시간 연산의 정확도를 높일 수 있게 된다. Accordingly, it is possible to increase the accuracy of laundry amount detection, eccentric amount detection, water level detection, and washing time calculation of the laundry treatment machine 100 .

도 8은 세탁물 처리기기의 구동시 모터 저항, 모터 인덕턴스, 역기전력이 감지되는 구간을 도시한 도면이다. 8 is a diagram illustrating a section in which motor resistance, motor inductance, and counter electromotive force are sensed when the laundry treatment machine is driven.

도면을 참조하면, Ta tlwjadp 세탁물이 투입되며, Tb에 세탁수가 투입될 수 있다.Referring to the drawing, Ta tlwjadp laundry is input, and wash water may be input to Tb.

Pa 구간은 세탁 행정(구간)을 나타내며, Pb 구간은 헹굼 행정(구간)을 나타내며, Pc 구간은 탈수 행정(구간)을 나타낼 수 있다.The Pa section may represent a washing cycle (section), the Pb section may represent a rinsing cycle (section), and the Pc section may represent a spin-drying cycle (section).

세탁, 헹굼, 탈수를 위해, 도면과 같이, 모터(230)가 정속 회전하거나, 가속되거나, 감속될 수 있다.For washing, rinsing, and spin-drying, as shown in the drawing, the motor 230 may rotate at a constant speed, accelerate, or decelerate.

한편, 제어부(210) 또는 인버터 제어부(430)는, 모터(230)가 정속 회전하거나, 가속되거나, 감속될 때, 모터 상수, 및 모터에서 유발되는 역기전력을 연산할 수 있다.Meanwhile, the controller 210 or the inverter controller 430 may calculate a motor constant and counter electromotive force induced in the motor when the motor 230 rotates at a constant speed, accelerates, or decelerates.

여기서, 모터 상수는, 모터의 고정자 저항, 고정자 인덕턴스, 고정자 쇄교 자속을 나타낼 수 있다.Here, the motor constant may represent stator resistance, stator inductance, and stator flux linkage of the motor.

특히, 도면에서, Ar1a, Ar1b, Ar1c 구간과 같이, 모터(230)가 정지되는 구간에, 모터의 고정자 저항을 연산할 수 있다. 이에 대해서는, 도 10 이하를 참조하여 보다 상세히 기술한다.In particular, stator resistance of the motor may be calculated in a section where the motor 230 is stopped, such as sections Ar1a, Ar1b, and Ar1c in the figure. This will be described in more detail with reference to FIG. 10 below.

다음, 도면에서, Ar2a, Ar2b, Ar2c, Ar2d, Ar2e, Ar2f, Ar2g, Ar2h, Ar2i, Ar2j, Ar2k, Ar2l 구간과 같이, 모터(230)가 등속 회전하는 구간에, 모터의 고정자 인덕턴스를 연산할 수 있다. 이에 대해서는, 도 12 이하를 참조하여 보다 상세히 기술한다.Next, in the drawing, the stator inductance of the motor 230 is calculated in the section where the motor 230 rotates at a constant speed, such as the section Ar2a, Ar2b, Ar2c, Ar2d, Ar2e, Ar2f, Ar2g, Ar2h, Ar2i, Ar2j, Ar2k, Ar2l. can This will be described in more detail with reference to FIG. 12 below.

도 9는 모터 상수에 기반한 세탁물 처리기기의 포량 감지 및 편심량 감지를 설명하기 위해 참조되는 도면이다.FIG. 9 is a diagram referenced to explain the detection of the amount of laundry and the amount of eccentricity of the laundry treatment machine based on the motor constant.

도면을 참조하면, 세탁물 처리기기(100)에서의 포량 및 편심량 감지의 산포는, 모터 상수(모터의 고정자 저항, 고정자 인덕턴스, 역기전력)의 산포, 인버터(모터에 흐르는 출력 전류 및 전압)의 산포, 및 시스템 상수의 산포의 합에 대응할 수 있다.Referring to the drawing, the distribution of the amount of laundry and the amount of eccentricity detected in the laundry treatment machine 100 is the distribution of motor constants (motor stator resistance, stator inductance, counter electromotive force), distribution of inverters (output current and voltage flowing through the motor), and the distribution of system constants.

결국, 세탁물 처리기기(100)에서의 포량 및 편심량 감지의 산포를 저감하기 위해, 모터 상수(모터의 고정자 저항, 고정자 인덕턴스, 역기전력)의 산포, 인버터(모터에 흐르는 출력 전류 및 전압)의 산포, 및 시스템 상수의 산포를 각각 저감하는 것이 바람직하다.Eventually, in order to reduce the dispersion of the amount of laundry and the amount of eccentricity detected in the laundry treatment machine 100, the distribution of motor constants (motor stator resistance, stator inductance, counter electromotive force), distribution of inverters (output current and voltage flowing through the motor), and the dispersion of the system constant, respectively.

특히, 본 발명에서는, 모터 상수(모터의 고정자 저항, 고정자 인덕턴스, 역기전력)의 산포가 저감되도록, 모터 상수의 연산시의 정확성을 향상시키는 기법을 제안한다. 이에 대해서는, 도 10 이하를 참조하여 기술한다.In particular, the present invention proposes a technique for improving accuracy in calculation of motor constants so that dispersion of motor constants (motor stator resistance, stator inductance, counter electromotive force) is reduced. This will be described with reference to FIG. 10 below.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 구동장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이고, 도 11a 내지 도 11b는 도 10의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.10 is a flowchart illustrating an operating method of a motor driving device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 11A and 11B are referenced to explain the operating method of FIG. 10 .

도면을 참조하면, 모터 구동장치(220)의 인버터 제어부(430)는, 먼저, 모터의 고정자 저항(Rs)을 연산하고(S1010), 그 다음, 연산된 모터의 고정자 저항(Rs)에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls), 및 모터의 고정자 쇄교자속(λm)을 추정할 수 있다(S1020).Referring to the drawing, the inverter control unit 430 of the motor driving device 220 first calculates the stator resistance Rs of the motor (S1010), and then, based on the calculated stator resistance Rs of the motor , the stator inductance (Ls) of the motor, and the stator flux-linkage (λm) of the motor can be estimated (S1020).

구체적으로, 인버터 제어부(430)는, 모터의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치를 이용하여, 모터를 구동하며, 모터에 흐르는 전류와 모터에서 유발되는 전압에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs)을 연산하며, 연산된 모터의 고정자 저항(Rs)에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)와, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.Specifically, the inverter control unit 430 sets the torque component current command value to zero so that torque is not generated when the motor is stopped, drives the motor using a magnetic flux component current command value of a constant value, and drives the current flowing through the motor. The stator resistance (Rs) of the motor is calculated based on and the voltage induced in the motor, and based on the calculated stator resistance (Rs) of the motor, the stator inductance (Ls) of the motor and the stator linkage flux (λm) of the motor are calculated. ) can be estimated.

한편, 인버터 제어부(430)는, 모터의 자속분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)를 추정하며, 모터의 토크분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.On the other hand, the inverter controller 430 estimates the stator inductance (Ls) of the motor based on the stator voltage equation for magnetic flux of the motor, and based on the stator voltage equation for torque of the motor, stator linkage flux (λm) of the motor can be estimated.

한편, 인버터 제어부(430)는, 모터의 자속분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분(PI) 제어기에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)의 역수를 추정하며, 모터의 토크분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분(PI) 제어기에 기초하여, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.On the other hand, the inverter control unit 430 estimates the reciprocal of the stator inductance (Ls) of the motor based on the stator voltage equation for the magnetic flux of the motor and the proportional integral (PI) controller, and the stator voltage equation for the torque of the motor, and Based on the proportional integral (PI) controller, it is possible to estimate the stator linkage flux (λm) of the motor.

다음의 수학식 1은, 모터의 자속분 고정자 전압 방정식을 예시한다. The following Equation 1 illustrates the stator voltage equation for the magnetic flux of the motor.

Figure 112016020910496-pat00008
Figure 112016020910496-pat00008

여기서, vds는 모터의 자속분 고정자 전압을 나타내며, Rs는 모터의 고정자 저항을 나타내며, ids는 모터의 자속분 전류를 나타내며, Ls는 모터의 고정자 인덕턴스를 나타내며, w는 모터의 속도를 나타내며, λqs는 모터의 토크분 쇄교 자속을 나타낸다. Here, vds represents the magnetic flux component stator voltage of the motor, Rs represents the stator resistance of the motor, ids represents the magnetic flux component current of the motor, Ls represents the stator inductance of the motor, w represents the speed of the motor, λqs denotes the motor's torque-division linkage flux.

다음의 수학식 2는, 모터의 토크분 고정자 전압 방정식을 예시한다.Equation 2 below exemplifies the stator voltage equation for torque of the motor.

Figure 112016020910496-pat00009
Figure 112016020910496-pat00009

여기서, vqs는 모터의 토크분 고정자 전압을 나타내며, Rs는 모터의 고정자 저항을 나타내며, iqs는 모터의 토크분 전류를 나타내며, Ls는 모터의 고정자 인덕턴스를 나타내며, w는 모터의 속도를 나타내며, λds는 모터의 자속분 쇄교 자속을 나타내며, λm는 모터의 쇄교 자속을 나타낸다. Here, vqs represents the stator voltage corresponding to the torque of the motor, Rs represents the stator resistance of the motor, iqs represents the current corresponding to the torque of the motor, Ls represents the stator inductance of the motor, w represents the speed of the motor, and λds denotes the magnetic flux linkage of the motor, and λm represents the flux linkage of the motor.

한편, 수학식 1, 및 2를 상태 방정식으로 정리하면, 다음의 수학식 3, 및 4와 같이 정리된다.On the other hand, if Equations 1 and 2 are arranged into state equations, the following Equations 3 and 4 are arranged.

Figure 112016020910496-pat00010
Figure 112016020910496-pat00010

Figure 112016020910496-pat00011
Figure 112016020910496-pat00011

한편, 인버터 제어부(430)는, 모터의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치(i*q)는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치(i*d)를 이용하여, 모터를 구동하며, 다음의 수학식 5를 이용하여, 모터에 흐르는 전류와 모터에서 유발되는 전압에 기초하여, 모터의 고정자 저항을 연산할 수 있다.On the other hand, the inverter control unit 430 sets the torque component current command value (i * q) to zero and uses a constant magnetic flux component current command value (i * d) to prevent torque generation when the motor is stopped. The motor is driven, and the stator resistance of the motor can be calculated based on the current flowing through the motor and the voltage induced in the motor using Equation 5 below.

Figure 112016020910496-pat00012
Figure 112016020910496-pat00012

여기서, vds는 자속분 전압을 나타내며, ids는 자속분 전류를 나타낼 수 있다.Here, vds may represent a magnetic flux component voltage, and ids may represent a magnetic flux component current.

인버터 제어부(430)는, 모터에 흐르는 출력 전류(io)를 피드백하여, 자속분 전류로 변환할 수 있으며, 모터(230)에 유발되는 전압을, 출력 전압 검출부(미도시)를 통해 검출하거나, 출력 전류에 기초하여 연산하고, 자속분 전압으로 변환할 수도 있다.The inverter control unit 430 may feed back the output current io flowing through the motor and convert it into a magnetic flux component current, detecting the voltage induced in the motor 230 through an output voltage detector (not shown), or It can also be calculated based on the output current and converted into a magnetic flux component voltage.

그리고, 인버터 제어부(430)는, 상기의 수학식 5에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs)를 연산할 수 있다.Also, the inverter control unit 430 may calculate the stator resistance Rs of the motor based on Equation 5 above.

즉, 도 8 등에서 설명한 바와 같이, 인버터 제어부(430)는, 모터의 정지시, 검출되는 출력 전류 등에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs)를 연산할 수 있다.That is, as described with reference to FIG. 8 , the inverter control unit 430 may calculate the stator resistance Rs of the motor based on the output current detected when the motor is stopped.

한편, 수학식 3을 정리하면, 다음의 수학식 6과 같이 정리할 수 있다. 즉, 추정치에 대한 방정식으로 정리될 수 있다.Meanwhile, Equation 3 can be rearranged as Equation 6 below. That is, it can be organized into an equation for the estimated value.

Figure 112016020910496-pat00013
Figure 112016020910496-pat00013

한편, 인버터 제어부(430)는, 수학식 6의 추정치 방정식을 이용하여, 비례 적분 제어기를 구성할 수 있으며, 비례 적분 제어기에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)의 역수를 추정할 수 있다.Meanwhile, the inverter control unit 430 may configure a proportional integral controller using the estimated value equation of Equation 6, and may estimate the reciprocal of the stator inductance Ls of the motor based on the proportional integral controller.

한편, 수학식 4를 정리하면, 다음의 수학식 7과 같이 정리될 수 있다. 즉, 추정치에 대한 방정식으로 정리될 수 있다.Meanwhile, Equation 4 can be rearranged as Equation 7 below. That is, it can be organized into an equation for the estimated value.

Figure 112016020910496-pat00014
Figure 112016020910496-pat00014

한편, 인버터 제어부(430)는, 수학식 7의 추정치 방정식을 이용하여, 비례 적분 제어기를 구성할 수 있으며, 비례 적분 제어기에 기초하여, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.Meanwhile, the inverter control unit 430 may configure a proportional integral controller using the estimated value equation of Equation 7, and may estimate the stator linkage flux λm of the motor based on the proportional integral controller.

결국, 인버터 제어부(430)는, 연산된 모터의 고정자 저항(Rs)를 이용하여, 수학식 6을 통해, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)를 추정하고, 수학식 7을 통해, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다. As a result, the inverter control unit 430 estimates the stator inductance Ls of the motor through Equation 6 using the calculated stator resistance Rs of the motor, and through Equation 7, the stator linkage flux of the motor (λm) can be estimated.

이와 같은 기법에 의하면, 모터의 고정자 저항(Rs), 모터의 고정자 인덕턴스(Ls), 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)를 간단하고 정확하게 연산 또는 추정할 수 있게 된다.According to this technique, it is possible to simply and accurately calculate or estimate the stator resistance (Rs) of the motor, the stator inductance (Ls) of the motor, and the flux linkage (λm) of the motor.

도 11a는 자속분 전류 지령치(i*q)를 0.5A로 설정하고, 토크분 전류 지령치(i*d)를 0A로 설정하였을 때의, 모터(230)에 흐르는 자속분 전류(ids)의 추정 곡선과, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)의 추정 곡선을 예시한다. 도면을 참조하면, 모터(230)에 흐르는 자속분 전류(ids)는 대략 0이며, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)는, 대략 50mH인 것을 예시한다.11A is an estimation of the magnetic flux current (ids) flowing through the motor 230 when the magnetic flux current command value (i * q) is set to 0.5 A and the torque current command value (i * d) is set to 0 A. The curve and the estimation curve of the stator inductance (Ls) of the motor are exemplified. Referring to the figure, it is exemplified that the magnetic flux component current (ids) flowing through the motor 230 is approximately 0, and the stator inductance (Ls) of the motor is approximately 50 mH.

도 11b는 자속분 전류 지령치(i*q)를 0.5A로 설정하고, 토크분 전류 지령치(i*d)를 0A로 설정하였을 때의, 모터(230)에 흐르는 토크분 전류(iqs)의 추정 곡선과, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)의 추정 곡선을 예시한다. 도면을 참조하면, 모터(230)에 흐르는 토크분 전류(iqs)는 대략 0.5A이고, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)는, 대략 0.09v/(rad/s)인 것을 예시한다.11B is an estimation of the torque component current (iqs) flowing through the motor 230 when the flux component current command value (i * q) is set to 0.5 A and the torque component current command value (i * d) is set to 0 A. A curve and an estimated curve of the stator linkage flux (λm) of the motor are exemplified. Referring to the drawing, it is exemplified that the torque component current (iqs) flowing through the motor 230 is approximately 0.5A, and the stator linkage flux (λm) of the motor is approximately 0.09v/(rad/s).

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 구동장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이고, 도 13a 내지 도 13b는 도 12의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.12 is a flowchart illustrating an operating method of a motor driving device according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 13A and 13B are referenced to explain the operating method of FIG. 12 .

도면을 참조하면, 모터 구동장치(220)의 인버터 제어부(430)는, 먼저, 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)를 연산하고(S1210), 그 다음, 연산된 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs), 및 모터의 고정자 쇄교자속(λm)을 추정할 수 있다(S1220).Referring to the drawing, the inverter control unit 430 of the motor driving device 220 first calculates the stator inductance Ls of the motor (S1210), and then, based on the calculated stator inductance Ls of the motor , the stator resistance (Rs) of the motor, and the stator flux-linkage (λm) of the motor can be estimated (S1220).

구체적으로, 인버터 제어부(430)는, 자속분 전류 지령치(i*d)를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치(i*q)를 이용하여 모터를 구동하며, 모터의 자속분 전압, 자속분 전류에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스를 연산하며, 모터의 고정자 인덕턴스에 기초하여, 모터의 고정자 저항, 및 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정할 수 있다.Specifically, the inverter control unit 430 sets the magnetic flux component current command value (i * d) to zero and drives the motor using the torque component current command value (i * q ), and the magnetic flux component voltage and magnetic flux component current of the motor. Based on , the stator inductance of the motor is calculated, and based on the stator inductance of the motor, the stator resistance of the motor and the stator flux-linkage of the motor can be estimated.

한편, 인버터 제어부(430)는, 모터의 자속분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs)를 추정하며, 모터의 토크분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.On the other hand, the inverter control unit 430 estimates the stator resistance (Rs) of the motor based on the stator voltage equation for magnetic flux of the motor, and based on the stator voltage equation for torque of the motor, stator linkage flux (λm) of the motor can be estimated.

한편, 인버터 제어부(430)는, 모터의 자속분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분(PI) 제어기에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs)을 추정하며, 모터의 토크분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분(PI) 제어기에 기초하여, 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.Meanwhile, the inverter controller 430 estimates the stator resistance (Rs) of the motor based on the stator voltage equation for the magnetic flux of the motor and the proportional integral (PI) controller, and calculates the stator voltage equation for the torque of the motor and the proportional integral (PI) controller. Based on the (PI) controller, it is possible to estimate the stator linkage flux (λm) of the motor.

한편, 인버터 제어부(430)는, 자속분 전류 지령치(i*d)를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치(i*q)를 이용하여 모터를 구동하는 경우, 상기의 수학식 1은, 다음의 수학식 8과 같이 정리될 수 있다.On the other hand, when the inverter control unit 430 sets the magnetic flux component current command value (i * d) to zero and drives the motor using the torque component current command value (i * q ), the above Equation 1 is It can be arranged as in Equation 8.

Figure 112016020910496-pat00015
Figure 112016020910496-pat00015

여기서, w는 모터의 속도를 나타내며, Lds는 모터의 고정자 인덕턴스를 나타내며, vds는 모터의 자속분 전압을 나타내며, iqs는 모터의 토크분 전류를 나타낸ㄷ나.Here, w represents the speed of the motor, Lds represents the stator inductance of the motor, vds represents the magnetic flux voltage of the motor, and iqs represents the torque component current of the motor.

즉, 인버터 제어부(430)는, 자속분 전류 지령치(i*d)를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치(i*q)를 이용하여 모터를 구동하는 경우, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(io)를 변환하여, 모터의 토크분 전류(iqs), 모터의 자속분 전압(vds), 모터의 속도(w)를 연산하며, 이에 기초하여, 모터의 고정자 인덕턴스(Lds)를 연산할 수 있다.That is, when the inverter control unit 430 sets the magnetic flux component current command value (i * d) to zero and drives the motor using the torque component current command value (i * q), the output current flowing through the motor 230 ( io) to calculate the motor's torque component current (iqs), the motor's magnetic flux component voltage (vds), and the motor's speed (w), based on which, the stator inductance (Lds) of the motor can be calculated. .

한편, 상술한 모터의 자속분 전압(vds)은, 별도의 모터의 출력 전압 검출부(미도시)에서 검출된 모터의 출력 전압의 변환에 의해 연산될 수도 있다.Meanwhile, the above-described magnetic flux component voltage (vds) of the motor may be calculated by converting the output voltage of the motor detected by a separate motor output voltage detection unit (not shown).

한편, 인버터 제어부(430)는, 연산된 모터의 고정자 인덕턴스(Ls)에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs), 및 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.Meanwhile, the inverter control unit 430 may estimate the stator resistance Rs of the motor and the stator linkage flux λm of the motor based on the calculated stator inductance Ls of the motor.

상기의 수학식 3을 정리하면, 다음의 수학식 9과 같이 정리할 수 있다. 즉, 추정치에 대한 방정식으로 정리될 수 있다.If the above Equation 3 is rearranged, it can be rearranged as Equation 9 below. That is, it can be organized into an equation for the estimated value.

Figure 112016020910496-pat00016
Figure 112016020910496-pat00016

한편, 인버터 제어부(430)는, 수학식 9의 추정치 방정식을 이용하여, 비례 적분 제어기를 구성할 수 있으며, 비례 적분 제어기에 기초하여, 모터의 고정자 저항(Rs)을 추정할 수 있다.Meanwhile, the inverter control unit 430 may configure a proportional integral controller using the estimated value equation of Equation 9, and may estimate the stator resistance Rs of the motor based on the proportional integral controller.

한편, 수학식 2를 정리하면, 다음의 수학식 10과 같이 정리될 수 있다. 즉, 추정치에 대한 방정식으로 정리될 수 있다.Meanwhile, Equation 2 can be rearranged as Equation 10 below. That is, it can be organized into an equation for the estimated value.

Figure 112016020910496-pat00017
Figure 112016020910496-pat00017

한편, 인버터 제어부(430)는, 수학식 10의 추정치 방정식을 이용하여, 비례 적분 제어기를 구성할 수 있으며, 비례 적분 제어기에 기초하여, 터의 고정자 쇄교 자속(λm)을 추정할 수 있다.Meanwhile, the inverter control unit 430 may configure a proportional integral controller using the estimated value equation of Equation 10, and may estimate the stator linkage flux λm based on the proportional integral controller.

도 14 및 도 15는 도 4의 위치 감지부의 동작 설명을 위해 참조되는 도면이다.14 and 15 are diagrams referred to for explaining the operation of the position sensor of FIG. 4 .

먼저, 도 14는, 이상적인 위치 정보와, 위치 감지부(235)를 이용한 위치 신호에 기초하여 검출된 위치를 나타낸다.First, FIG. 14 shows a location detected based on ideal location information and a location signal using the location sensor 235 .

위치 감지부(235)로, 전기적으로 한 회전당 2개의 홀 센서를 사용하는 경우, 홀 센서의 전기적 간격은 90˚이므로, 모터의 회전자의 전기적 속도를 연산하면, 다음의 수학식 11과 같을 수 있다.As the position sensor 235, when two hall sensors are electrically used per rotation, the electrical interval of the hall sensors is 90˚, so calculating the electrical speed of the rotor of the motor is as shown in Equation 11 below. can

Figure 112016020910496-pat00018
Figure 112016020910496-pat00018

여기서, calc는 홀 신호에 의해 계산한 회전자의 전기적 속도이고, e_hall은 홀 신호의 신호 간격을 나타낼 수 있다.Here, calc is the electrical speed of the rotor calculated based on the Hall signal, and e_hall may represent the signal interval of the Hall signal.

한편, 계산된 속도와 홀 신호의 위치 정보를 이용하면 회전자의 전기적 위치는 다음의 수학식 12와 같이 추정될 수 있다.Meanwhile, the electrical position of the rotor can be estimated as shown in Equation 12 using the calculated speed and position information of the Hall signal.

Figure 112016020910496-pat00019
Figure 112016020910496-pat00019

θe_hall은, 위치 추정값이며, Ts는 샘플링 타임을 나타낸다.θe_hall is a position estimation value, and Ts represents a sampling time.

한편, 모터(230) 내의 영구 자석의 착자 불균일, 홀 센서의 오차 및 기계적인 배치 오차 등에 의해, 홀 센서 신호 간격이 정확히 전기각 90˚가 되지 못하는 경우, 위치 오차가 발생하게 된다.On the other hand, if the Hall sensor signal interval does not exactly reach 90 degrees due to non-uniform magnetization of the permanent magnets in the motor 230, Hall sensor errors, and mechanical arrangement errors, position errors occur.

본 발명에서는 이러한 점을 해결하기 위해, 인버터 제어부(430)가, 위치 감지부(235)에서 감지되는 위치 신호에 기초하여, 회전자의 속도를 연산하되, 최소 자승법(recursive least square)을 이용하여, 회전자의 속도를 추정하고, 추정된 회전자 속도에 기초하여, 회전자의 위치를 추정하는 것으로 한다.In the present invention, in order to solve this problem, the inverter controller 430 calculates the speed of the rotor based on the position signal detected by the position sensor 235, using the recursive least square method. , the speed of the rotor is estimated, and the position of the rotor is estimated based on the estimated rotor speed.

특히, 인버터 제어부(430)는 회전자의 속도 추정시, 기계적인 배치 오차 등을 고려하여, 기계 방정식에서의 기계 파라미터 성분 등이 고려되지 않고, 회전자의 속도가 연산되도록 할 수 있다. 이에 의하면, 회전자의 속도 추정의 정확성이 향상되며, 나아가, 회전자의 위치 추정의 정확성이 향상되게 된다.In particular, when estimating the speed of the rotor, the inverter control unit 430 may calculate the speed of the rotor by considering mechanical arrangement errors and the like, without considering the mechanical parameter component in the mechanical equation. According to this, the accuracy of estimating the speed of the rotor is improved, and furthermore, the accuracy of estimating the position of the rotor is improved.

한편, 인버터 제어부(430)는, 위치 신호에 기초한, 속도 추정치, 칼만 필터를 이용한 필터링을 수행할 수 있다. 이에 의해, 회전자의 속도 추정의 정확성이 향상되며, 나아가, 회전자의 위치 추정의 정확성이 향상되게 된다.Meanwhile, the inverter control unit 430 may perform filtering using a speed estimation value and a Kalman filter based on the location signal. Accordingly, the accuracy of estimating the speed of the rotor is improved, and furthermore, the accuracy of estimating the position of the rotor is improved.

도 15의 (a)는, 위치 감지부(235)의 위치 신호(H1)에 기반하여, 회전자 위치 추정, 및 속도 추정시, 최소 자승법(recursive least square)을 사용하지 않은 경우, 상 전류(ia1)에 왜곡이 발생하는 영역(1510)을 예시한다.In (a) of FIG. 15 , based on the position signal H1 of the position sensor 235, when estimating the rotor position and speed, when the recursive least square method is not used, the phase current ( A region 1510 where distortion occurs in ia1) is illustrated.

도 15의 (b)는, 위치 감지부(235)의 위치 신호(H2)에 기반하여, 회전자 위치 추정, 및 속도 추정시, 최소 자승법(recursive least square)을 사용한 경우, 상 전류(ia2)에 왜곡이 저감된 영역(1520)을 예시한다. 이에 따라, 모터(230)를 안정적으로 구동할 수 있게 된다.15(b) shows the phase current ia2 when the recursive least square method is used when estimating the rotor position and speed based on the position signal H2 of the position sensor 235. Illustrates a region 1520 in which distortion is reduced. Accordingly, the motor 230 can be stably driven.

한편, 모터 구동장치(220)의 인버터 제어부(430)는, 도 10 내지 도 15 등에서 기술한, 연산 또는 추정된 모터의 고정자 저항(Rs), 모터의 고정자 인덕턴스(Ls), 모터의 고정자 쇄교 자속(λm)에 기초하여, 세탁조 내의 포량 감지, 편심량 감지, 및 수위 감지, 및 세탁 시간 연산을, 정확하게 수행할 수 있게 된다. 이에 따라, 세탁물 처리기기(100)를 안정적으로 제어할 수 있게 된다.On the other hand, the inverter control unit 430 of the motor driving device 220 calculates or estimates the stator resistance (Rs) of the motor, the stator inductance (Ls) of the motor, and the stator linkage flux of the motor described in FIGS. 10 to 15 Based on (λm), it is possible to accurately detect the amount of laundry in the washing tub, detect the amount of eccentricity, detect the water level, and calculate the washing time. Accordingly, it is possible to stably control the laundry treatment machine 100 .

한편, 도 1에서는 세탁물 처리기기로, 탑 로드(top load) 방식을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 포량 감지 기법은, 프론트 로드(front load) 방식에도 적용 가능하다.Meanwhile, although a top load method is illustrated as a laundry treatment machine in FIG. 1 , the laundry weight detection method according to an embodiment of the present invention is also applicable to a front load method.

본 발명의 실시에에 따른 모터 구동장치, 및 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.In the motor driving device and the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention, the configuration and method of the embodiments described above are not limitedly applicable, but the embodiments are each implemented so that various modifications can be made. All or part of the examples may be configured by selectively combining them.

한편, 본 발명의 모터 구동장치, 세탁물 처리기기의 동작방법은, 모터 구동장치, 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. Meanwhile, the method of operating the motor driving device and the laundry treatment machine according to the present invention may be implemented as processor-readable codes in a processor-readable recording medium included in the motor driving device and the laundry treatment machine. The processor-readable recording medium includes all types of recording devices in which data readable by the processor is stored.

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.In addition, although the preferred embodiments of the present invention have been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications are possible by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.

Claims (10)

세탁조;
모터;
상기 모터를 구동하는 모터 구동장치를 구비하고,
상기 모터 구동장치는,
입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터;
상기 dc단에 접속되며, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터;
복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단 커패시터로부터의 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터;
상기 인버터를 제어하는 제어부;를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 모터의 정지시 토크 발생이 되지않도록, 토크분 전류 지령치는 영으로 설정하고, 일정값의 자속분 전류 지령치를 이용하여, 상기 모터를 구동하며, 상기 모터에 흐르는 전류와 상기 모터에서 유발되는 전압에 기초하여, 상기 모터의 고정자 저항을 연산하며,
연산된 상기 모터의 고정자 저항에 기초하여, 상기 모터의 고정자 인덕턴스와, 상기 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정하며,
상기 제어부는,
상기 세탁조 내의 세탁수 투입 전인 제1 구간, 상기 제1 구간 이후의 세탁 행정이 수행되기 전인 제2 구간, 상기 세탁 행정 이후의 탈수 행정이 수행된 이후의 제3 구간에서, 상기 모터의 정지시에, 상기 모터의 고정자 저항을 연산하며,
상기 제1 구간과 상기 제2 구간 사이의 등속 구간, 상기 제2 구간과 상기 제3 구간 사이의 등속 구간, 상기 제3 구간 이후의 등속 구간에서, 상기 모터의 고정자 인덕턴스를 연산하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.washing tub;
motor;
A motor driving device for driving the motor,
The motor drive device,
A converter that converts input AC power into DC power and outputs it to a DC terminal;
a DC terminal capacitor connected to the DC terminal and storing DC power from the converter;
an inverter having a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements, converting the direct current power from the dc link capacitor into alternating current power by a switching operation, and outputting the converted alternating current power to a motor;
A control unit for controlling the inverter;
The control unit,
In order not to generate torque when the motor is stopped, the torque component current command value is set to zero, the motor is driven using a magnetic flux component current command value of a constant value, and the current flowing through the motor and the voltage induced in the motor are used. Calculate the stator resistance of the motor based on
Estimating a stator inductance of the motor and a stator flux linkage of the motor based on the calculated stator resistance of the motor;
The control unit,
When the motor is stopped in the first section before the input of wash water into the washing tub, the second section before the washing process after the first section is performed, and the third section after the spin-drying process after the washing step is performed , calculating the stator resistance of the motor,
Computing the stator inductance of the motor in a constant speed section between the first section and the second section, a constant speed section between the second section and the third section, and a constant speed section after the third section. Laundry processing machine. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 자속분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 상기 모터의 고정자 인덕턴스를 추정하며,
상기 모터의 토크분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 상기 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.According to claim 1,
The control unit,
Estimating the stator inductance of the motor based on the stator voltage equation for the magnetic flux of the motor;
Based on the stator voltage equation for torque of the motor, the laundry treatment machine characterized in that for estimating the stator linkage flux of the motor. 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 자속분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분 제어기에 기초하여, 상기 모터의 고정자 인덕턴스의 역수를 추정하며,
상기 모터의 토크분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분 제어기에 기초하여, 상기 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.According to claim 1,
The control unit,
Estimating the reciprocal of the stator inductance of the motor based on the flux distribution stator voltage equation of the motor and the proportional integral controller;
Laundry treatment machine according to claim 1, wherein a stator flux linkage of the motor is estimated based on a stator voltage equation corresponding to the torque of the motor and a proportional integral controller. 제1항에 있어서,
소정 간격 마다, 상기 모터의 회전자 위치를 감지하는 위치 감지부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 위치 감지부에서 감지되는 위치 신호에 기초하여, 회전자의 속도를 연산하되, 최소 자승법을 이용하여, 상기 회전자의 속도를 추정하고, 상기 추정된 회전자 속도에 기초하여, 상기 회전자의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.According to claim 1,
A position sensor for detecting the position of the rotor of the motor at predetermined intervals; further comprising,
The control unit,
Based on the position signal sensed by the position sensor, the speed of the rotor is calculated, the speed of the rotor is estimated using the least squares method, and based on the estimated rotor speed, A laundry treatment machine characterized in that for estimating a location. 세탁조;
모터;
상기 모터를 구동하는 모터 구동장치를 구비하고,
상기 모터 구동장치는,
입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 출력하는 컨버터;
상기 dc단에 접속되며, 상기 컨버터로부터의 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터;
복수의 상암 스위칭 소자와 하암 스위칭 소자를 구비하며, 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단 커패시터로부터의 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 모터에 출력하는 인버터;
상기 인버터를 제어하는 제어부;를 구비하고,
상기 제어부는,
자속분 전류 지령치를 영으로 설정하고 토크분 전류 지령치를 이용하여 상기 모터를 구동하며, 상기 모터의 자속분 전압, 자속분 전류에 기초하여, 상기 모터의 고정자 인덕턴스를 연산하며,
상기 모터의 고정자 인덕턴스에 기초하여, 상기 모터의 고정자 저항, 및 상기 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정하며,
상기 제어부는,
상기 세탁조 내의 세탁수 투입 전인 제1 구간, 상기 제1 구간 이후의 세탁 행정이 수행되기 전인 제2 구간, 상기 세탁 행정 이후의 탈수 행정이 수행된 이후의 제3 구간에서, 상기 모터의 정지시에, 상기 모터의 고정자 저항을 연산하며,
상기 제1 구간과 상기 제2 구간 사이의 등속 구간, 상기 제2 구간과 상기 제3 구간 사이의 등속 구간, 상기 제3 구간 이후의 등속 구간에서, 상기 모터의 고정자 인덕턴스를 연산하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.washing tub;
motor;
A motor driving device for driving the motor,
The motor drive device,
A converter that converts input AC power into DC power and outputs it to a DC terminal;
a DC terminal capacitor connected to the DC terminal and storing DC power from the converter;
an inverter having a plurality of upper arm switching elements and lower arm switching elements, converting the direct current power from the dc link capacitor into alternating current power by a switching operation, and outputting the converted alternating current power to a motor;
A control unit for controlling the inverter;
The control unit,
Setting the magnetic flux component current command value to zero and driving the motor using the torque component current command value, calculating the stator inductance of the motor based on the magnetic flux component voltage and magnetic flux component current of the motor,
Estimating stator resistance of the motor and stator flux linkage of the motor based on the stator inductance of the motor;
The control unit,
When the motor is stopped in the first section before the input of wash water into the washing tub, the second section before the washing process after the first section is performed, and the third section after the spin-drying process after the washing step is performed , calculating the stator resistance of the motor,
Computing the stator inductance of the motor in a constant speed section between the first section and the second section, a constant speed section between the second section and the third section, and a constant speed section after the third section. Laundry processing machine. 제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 자속분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 상기 모터의 고정자 저항을 추정하며,
상기 모터의 토크분 고정자 전압 방정식에 기초하여, 상기 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.According to claim 5,
The control unit,
Estimating the stator resistance of the motor based on the stator voltage equation for the magnetic flux of the motor;
Based on the stator voltage equation for torque of the motor, the laundry treatment machine characterized in that for estimating the stator linkage flux of the motor. 제5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 자속분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분 제어기에 기초하여, 상기 모터의 고정자 저항을 추정하며,
상기 모터의 토크분 고정자 전압 방정식, 및 비례 적분 제어기에 기초하여, 상기 모터의 고정자 쇄교 자속을 추정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.According to claim 5,
The control unit,
Estimating stator resistance of the motor based on a flux distribution stator voltage equation and a proportional integral controller of the motor;
Laundry treatment machine according to claim 1, wherein a stator flux linkage of the motor is estimated based on a stator voltage equation corresponding to the torque of the motor and a proportional integral controller. 제5항에 있어서,
소정 간격 마다, 상기 모터의 회전자 위치를 감지하는 위치 감지부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 위치 감지부에서 감지되는 위치 신호에 기초하여, 회전자의 속도를 연산하되, 최소 자승법을 이용하여, 상기 회전자의 속도를 추정하고, 상기 추정된 회전자 속도에 기초하여, 상기 회전자의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.According to claim 5,
A position sensor for detecting the position of the rotor of the motor at predetermined intervals; further comprising,
The control unit,
Based on the position signal sensed by the position sensor, the speed of the rotor is calculated, the speed of the rotor is estimated using the least squares method, and based on the estimated rotor speed, A laundry treatment machine characterized in that for estimating a location. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 연산 또는 추정된 상기 모터의 고정자 저항, 상기 모터의 고정자 인덕턴스, 상기 모터의 고정자 쇄교 자속에 기초하여, 상기 세탁조 내의 포량 감지, 편심량 감지, 및 수위 감지, 및 세탁 시간 연산을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
According to claim 1,
The control unit,
Based on the calculated or estimated stator resistance of the motor, the stator inductance of the motor, and the stator linkage flux of the motor, controlling to perform laundry amount detection, eccentric amount detection, water level detection, and washing time calculation in the washing tub Characterized by a laundry treatment machine.
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