KR20000045042A - 인버터 세탁기의 포량 감지장치 - Google Patents

Abstract

3상 AC모터를 이용한 인버터 세탁기의 포량 감지장치는 포량감지를 위해 상기 3상 AC 모터를 관성회전시킬 경우, AC 3상 모터에 흐르는 전류에 따라 다수의 포토커플러중 상기 전류값에 상응하는 포토커플러가 구동되어, 구동된 일 포토커플러의 출력신호에 따라 포량을 감지한 후, 감지된 포량에 따라 세탁수위를 결정 즉, 다수의 포토커플러의 하이 또는 로우출력신호에 따라 포량을 감지하고 감지된 포량에 따라 세탁수위를 결정함으로써, 정확한 포량검출에 따른 세탁수위 센싱의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

인버터 세탁기의 포량 감지장치

본 발명은 세탁기에 관한 것으로, 특히 AC 3상 유도전동기를 이용한 인버터 세탁기의 포부하량을 전류를 이용하여 감지하는 인버터 세탁기의 포량 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 세탁기는 세제의 유화작용 및 회전운동에 따른 세탁수류의 마찰작용 그리고 세탁물과의 마찰작용 등을 이용하여 의복, 침구 등의 세탁물에 묻어있는 이물질을 깨끗하게 세탁하기 위한 제품이다. 이러한, 세탁기는 현재, 전자 기계기술의 발전에 따라 완전수동으로 모든동작을 수행하는 수동세탁기로부터 반자동세탁기, 자동세탁기 및 드럼세탁기등으로 발전하였고, 또한, 세탁방법에 따라 공기방울세탁기, 봉세탁기, 통돌이 세탁기등 다양한 종류의 세탁기들이 제품화되어 시판되고 있다.

또한, 상기 세탁기들중 클러치가없이 AC모터를 가변속제어하여 구동하는 방식의 인버터 제어방식의 인버터 세탁기가 있다.

상기한 일반적인 세탁기 및 인버터 세탁기는 기 설정된 알고리즘에 따라 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정을 포량의 정도에 따라 기 설정된 시간동안 순차적으로 수행하게 된다. 또한, 세탁, 헹굼, 탈수행정중 일 행정만을 사용자가 선택하고 선택된 일 행정의 구동시간을 선택적으로 설정하여 일 행정만을 별도로 수행할 수 도 있다.

이와 같이, 세탁기는 사용자가 세탁물의 세탁을 위해 세탁물을 세탁조에 넣고, 세탁시작스위치를 누르게 되면 세탁조에 담겨져 있는 세탁물의 부하량을 부하감지장치에 의해 감지한 후, 감지된 포량의 정도에 따라 세탁수의 적절한 수위를 결정하고 또한, 세탁행정, 헹굼행정 및 탈수행정의 시간을 기설정된 프로그램에 의해 결정하게 된다. 따라서, 이렇게 결정된 세탁수의 수위 및 세탁시간에 따라 세탁이 이루어지게 되는 것이다.

이와 같은 종래 기술에 따른 인버터 세탁기의 포량감지 및 그 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 간단하게 살펴보기로 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 세탁기의 포량 감지장치의 블록구성을 개략적으로 나타낸 도면으로써, 도 1을 참조하여 그 구성을 살펴보면, 운전신호입력부(10)와, 제어부(11)와, 급배수구동부(12)와, 모터구동부(13)와, 홀센서(14) 및 수위감지부(15)로 구성된다.

운전신호입력부(10)는 사용자의 선택에 따라 세탁기의 세탁행정 등의 일련의 행정을 수행하기 위한 키 입력신호를 제어부(11)로 제공하게 된다.

제어부(11)는 운전신호입력부(10)에서 제공되는 키 입력신호에 따라 급배수구동부(12)의 급수밸브(미도시)를 제어하여 세탁조내로 기 설정된 포량 감지수위만큼 세탁수를 급수하게 되고, 수위감지부(15)는 상기 세탁수가 급수되는 동안 급수되는 세탁수의 수위를 감지하여 감지된 수위감지신호를 제어부(11)로 제공한다. 이때, 수위감지부(15)로부터 입력된 수위감지신호가 기 설정된 포량 감지수위에 도달하였을 경우 제어부(11)은 급배수구동부(12)의 급수밸브의 동작을 차단하여 급수동작을 정지시킨 후, 모터구동부(13)에 구동제어신호를 제공하여 세탁모터(미도시)를 일정시간동안 정 또는 역회전시키게 된다. 이후, 일정시간이 경과되면 세탁모터의 구동을 정지시켜 세탁모터를 관성회전되도록 제어한다. 이때, 세탁모터의 관성회전시 세탁모터내에 장착된 홀센서(14)에서 자계를 검출하여 검출된 자계에 상응하는 펄스를 제어부(11)로 출력하게 된다. 여기서, 세탁모타는 AC 3상 모터이다.

따라서, 제어부(11)는 홀센서(14)에서 출력되는 펄스의 수 또는 크기를 검출하고, 이렇게 검출된 세탁모터의 관성회전시 발생되는 세탁모터의 펄스수 또는 펄스크기는 제어부(11)에 기 설정된 기준 펄스수와 펄스크기와 비교된 후, 비교결과에 따라 제어부(11)는 기 설정된 세탁수의 수위 즉, 세탁수 급수량 및 세탁시간을 결정하게 된다.

상기와 같이 세탁수의 급수량 및 세탁시간이 결정된 제어부(11)는 급배수구동부(12)의 급수밸브를 제어하여 상기 결정된 수위만큼 세탁수를 급수하게 되고, 결정된 수위만큼 급수가 완료되면 상기 결정된 시간동안 모터구동부(13)의 구동을 통해 세탁행정 및 일련의 다른 행정을 수행하게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 종래 기술에 따른 세탁기의 포량 감지장치의 동작과 상응하는 포량 감지방법을 도 2를 참조하여 간단하게 살펴보기로 하자.

도 2는 종래 기술에 따른 세탁기의 포량 감지방법의 동작 플로우를 나타낸 도면이다.

먼저, 세탁기의 전원을 온 시킨 후, 세탁행정을 수행하기 위한 세탁행정 진행스위치를 온 시킨다(S101).

이어, 세탁행정 진행스위치가 온되면 도 1에 도시된 바와 같이 급배수구동부(12)의 급수밸브를 구동하여 세탁물의 포량을 감지하기 위한 소량의 세탁수를 1차적으로 세탁조로 급수한다(S102).

이렇게 급수되는 세탁수의 수위를 수위감지부(15)에 의해 감지하게 되는데 감지된 현재의 수위가 기 설정된 포량감지수위에 도달하였는가를 비교판단한다(S103). 판단결과, 현재 급수된 세탁수의 수위가 기 설정된 기준수위에 도달하였을 경우 급수를 정지시키고 세탁모터를 일정시간동안 정 또는 역회전시킨 후, 일정시간이 경과된 후, 세탁모터의 정 또는 역회전동작을 정지시켜 세탁모터를 관성회전시키게 된다(S104).

이때, 세탁모터의 관성회전시 홀센서(14)는 세탁모터에서 발생되는 자계를 검출하여 검출된 자계에 상응하는 펄스수 또는 펄스의 크기를 검출하고(S105), 검출된 세탁모터의 관성회전시의 펄스수 또는 펄스의 크기를 기 설정된 기준펄스수와 기준펄스크기와 비교하여 비교결과에 따라 급수량 즉, 세탁수위 및 세탁시간을 결정하게 된다(S106).

이어, 상기 결정된 세탁수위만큼 세탁수를 급수한 후, 상기 결정된 세탁시간동안 세탁행정을 수행하게 되는 것이다(S107).

이와 같이 종래의 포량 감지장치 및 그 방법은 세탁모터의 관성회전시 홀센서에 의해 감지한 자계에 상응하는 펄스수 또는 펄스의 크기로 부하량을 판단하게 됨으로써, 센싱오차가 크게 발생되는 문제점이 있다. 즉, 세탁기의 장시간사용 후 V벨트 마모 및 세탁모터 및 기타부품 등의 특성변화로 초기 센싱데이타와 장시간사용후의 센싱데이타가 맞지않아 정확한 포량을 감지할 수 없는 문제점이 있다. 결국, 정확한 포량을 검출할 수 없기 때문에 수위결정의 오차 및 세탁시간 결정의 오차에 의한 세탁수의 낭비와 세탁물의 파손이 발생될 수 있는 커다란 문제점이 발생하게 되는 것이다.

또한, 모터에 과전류가 흐르게 되는 경우에는 모터에 큰 손상을 주게 되고 특히 주변의 전자부품들을 파괴할 수 있는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 따른 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은 인버터 세탁기의 AC 3상모터에 흐르는 전류를 검출하여 검출된 전류에 따라 포량을 판단하고, 판단된 포량에 따라 급수수위를 결정할 수 있도록 한 인버터 세탁기의 포량 감지장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 인버터 세탁기의 포량 감지장치의 블록구성을 개략적으로 나타낸 도면

도 2는 종래 기술에 따른 인버터 세탁기의 세탁기의 포량 감지방법의 동작 플로우를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 인버터 세탁기의 포량 감지장치의 회로구성을 나타낸도면

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

30 : 전원공급부 40 : 정류부

50 : 정전압회로부 60 : 인버터부

70 : 모터 80 : 포량검출부

81-85 : 포토커플러 90 : 제어부

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인버터 세탁기의 포량 감지장치의 특징은 AC전원공급부와, AC전원공급부에서 공급되는 AC전원을 일정레벨의 DC전원으로 정류하는 정류부와, 정류부에서 정류된 DC전원을 일정레벨의 전압으로 유지시키는 정전압회로부와, 정전압회로부에서 출력되는 DC전원을 다시 AC전원으로 인버팅하는 인버터와, 인버터에 의해 구동되는 AC 3상 모터를 구비한 인버터 세탁기에 있어서, 상기 정전압회로부와 인버터부사이에 병렬로 구성되어 상기 AC 3상 모터를 일정시간구동한 후, 정지시켜 AC 3상모터를 관성회전시 상기 AC 3상 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부와; 상기 전류검출부에서 검출된 전류값에 따라 포량을 판단하고, 판단된 포량에 따라 세탁수위를 결정하는 제어부를 포함하여 구성함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징으로 상기 전류검출부는 상기 정전압회로부와 인버터부사이에 병렬로 다수의 저항(R₁내지 R₆)이 서로 직렬로 연결되고, 각 저항(R₁내지 R₆)사이에 병렬로 포토커플러(81 내지 85)가 각각 연결되며, 상기 다수의 포토커플러(81-85)의 포토트랜지스터 출력은 상기 제어부로 각각 연결되고, 각 포토커플러(81-85)의 포토다이오드 애노드(Anode)단은 서로 컴먼(Common)되어 인버터부의 입력단에 연결되어짐에 있다.

이하, 본 발명에 따른 인버터 세탁기의 포량 감지장치의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 살펴보기로 하자.

도 3은 본 발명에 따른 인버터 세탁기의 포량 감지장치의 회로구성을 나타낸 도면으로써, 도 3을 참조하여 그 구성을 살펴보면, AC전원을 공급하는 전원공급부(30)와, 상기 전원공급부(30)에서 공급되는 AC전원을 정류하여 일정레벨의 DC전원으로 변환하여 출력하는 정류부(40)와, 정류부(40)에서 정류되어 출력되는 DC 전원을 일정한 전압으로 유지시키는 정전압회로부(50)와, 정전압회로부(50)에서 출력되는 일정한 DC전압을 다지 AC전압으로 인버팅하는 3상 인버터부(60)와, 인버터부(60)에서 출력되는 AC전원에 의해 구동되는 AC 3상 모터(70)와, 상기 AC 3상 모터에 흐르는 전류에 따라 포량을 검출하는 포량검출부(80), 상기 포량검출부(90)에서 검출된 포량에 따라 세탁수위를 결정하는 제어부(90)로 구성된다.

여기서, 상기 포량검출부(80)는 정전압회로부(50)와 인버터부(80)의 연결단에 병렬로 다수의 저항(R₁내지 R₆)이 서로 직렬로 연결되고, 각 저항(R₁내지 R₆)사이에 병렬로 포토커플러(81 내지 85)가 각각 연결된다. 이때, 포토커플러(81-85)의 포토트랜지스터 출력은 상기 제어부(90)로 각각 연결되고, 각 포토커플러(81-85)의 포토다이오드 애노드(Anode)단은 서로 컴먼(Common)되어 인버터부(60)의 입력단에 연결되어진 것이다. 그리고, 상기 정전압회로부(50)는 정류부(40)의 출력단에 병렬로 연결된 콘덴서(C)로 이루어진 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 인버터 세탁기의 포량 감지장치의 동작에 대하여 설명해 보기로 하자.

먼저, 종래에서와 같이 세탁기의 전원을 온 시킨 후, 세탁행정을 수행하기 위한 세탁행정 진행스위치를 온 시키게 되면, 도 1에 도시된 급배수구동부(12)의 급수밸브를 구동하여 세탁물의 포량을 감지하기 위한 소량의 세탁수를 1차적으로 세탁조로 급수하게 된다.

이렇게 급수되는 세탁수의 수위를 수위감지부(15)에 의해 감지하게 되는데 감지된 현재의 수위가 기 설정된 포량감지수위에 도달하였는가를 비교판단한 후, 현재 급수된 세탁수의 수위가 기 설정된 기준수위에 도달하게 되면, 급수를 정지시킨 후, 전원공급부(30)에서 공급되는 AC전원은 정류부(40)를 통해 일정레벨의 DC전원으로 정류되어 정전압회로부(50)를 통해 인버터(60)로 공급되는 것이다.

인버터(60)는 정전압회로부(50)를 통해 출력되는 일정한 DC전압을 다시 AC전압으로 인버팅하여 인버팅된 AC전원을 AC 3상 모터(70)로 인가하여 모터(70)를 정,역회전 구동하게 된다.

모터(70)가 구동된 후, 일정시간이 경과되면, 제어부(90)는 모터(70)로 인가되는 전원 즉, 인버터부(60)를 제어하여 모터(70)를 정지시킨 후, 모터(70)를 관성회전시키게 되는 것이다.

이와 같이, 모터(70)가 관성회전되면, 모터(70)에 흐르는 전류는 포량검출부(80)의 각 저항(R₆내지 R₁)으로 흐르게 되고, 흐르는 전류에 따라 각 저항(R₆내지 R₁)에 각각 연결된 포토커플러(81 내지 85)중 해당 포토커플러가 구동되어 해당 포토커플러의 포토트랜지스터의 출력신호(HIGH)가 제어부(90)로 입력되는 것이다. 따라서, 제어부(90)는 일 포토커플러의 출력신호에 따라 포량을 판단하고, 판단결과에 따라 급수위를 결정하게 되는 것이다.

즉, 포량이 너무 많아 모터(70)에 과전류가 흐르게 되는 경우에는 제 1 포토커플러(81)가 구동되어 제 1 포토커플러(81)의 출력신호 즉, 하이(HIGH)신호가 제어부(90)로 인가된다. 이때, 제어부(90)는 인가되는 HIGH신호에 따라 현재 모터에 과전류가 흐르고 있다고 판단하여 인버터부(60)를 제어하여 모터(70)가 구동되지 않도록 전원을 차단하게되는 것이다.

또한, 세탁물이 많아 고수위가 필요로 하는 경우에는 모터(70)에 흐르는 전류에 따라 제 2 포토커플러(82)가 구동되고, 중수위의 세탁수가 필요하게 되는 경우에는 제 3 포토커플러(83), 저수위가 필요하게 되는 경우에는 제 4 포토커플러(84)가, 소수위의 세탁수가 필요하게 되는 경우에는 제 5 포토커플러(85)가 각각 구동하게 된다. 다시말해, 모터(70)에 흐르는 전류에 따라 제 1 포토커플러(81)가 구동되어 하이신호가 제어부(90)로 인가되면, 제어부(90)는 현재 포량이 너무 많아 모터(70)에 과전류가 흐르고 있다고 판단하여 주변 전자부품들의 파손을 방지하기 위해 인버터부(60)를 제어하여 모터(70)로의 공급전원을 아예 차단하게 되는 것이고, 모터(70)에 흐르는 전류에 의해 제 2 포토커플러(82)가 구동되어 제 2 포토커플러(82)의 하이 출력신호가 제어부(90)로 인가되면, 제어부(90)는 세탁수의 급수수위를 고수위로 설정하게 되는 것이다.

또한, 모터(70)에 흐르는 전류에 의해 제 3 포토커플러(83)가 구동되어 제 3 포토커플러(83)의 하이 출력신호가 제어부(90)로 인가되면, 제어부(90)는 세탁수의 급수수위를 중수위로 설정하고, 모터(70)에 흐르는 전류에 의해 제 4 포토커플러(84)가 구동되어 제 4 포토커플러(84)의 하이 출력신호가 제어부(90)로 인가되면, 제어부(90)는 세탁수의 급수수위를 저수위로 설정하며, 모터(70)에 흐르는 전류에 의해 제 5 포토커플러(85)가 구동되어 하이신호가 제어부(90)로 인가되면, 제어부(90)는 세탁수의 급수수위를 소수위로 설정하게 되는 것이다.

이와 같은 방법으로 세탁수의 급수수위가 결정되면, 결정된 수위에 따라 세탁시간, 헹굼횟수, 탈수시간등이 결정되는 것이다.

이어, 상기 결정된 세탁수위만큼 세탁수를 급수한 후, 상기 결정된 세탁시간, 헹굼횟, 탈수시간에 따라 일련의 세탁행정을 순차적으로수행하게 되는 것이다.

결국, 본 발명에 따른 3상 AC모터 이용한 인버터 세탁기의 포량 감지장치는 포량감지를 위해 상기 3상 AC 모터(70)를 관성회전시킬 경우, AC 3상 모터(70)에 흐르는 전류에 따라 그에 상응하는 포토커플러(81, 85)가 구동되어, 구동된 포토커플러(81-85)출력신호에 따라 포량을 감지한 후, 감지된 포량에 따라 세탁수위를 결정하게 되는 것이다. 즉, 다수의 포토커플러(81-85)의 하이 또는 로우출력신호에 따라 포량을 감지하고 감지된 포량에 따라 세탁수위를 결정하게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 3상 AC모터 이용한 인버터 세탁기의 포량 감지장치는 포량감지를 위해 상기 3상 AC 모터를 관성회전시킬 경우, AC 3상 모터에 흐르는 전류에 따라 다수의 포토커플러중 상기 전류값에 상응하는 포토커플러가 구동되어, 구동된 일 포토커플러의 출력신호에 따라 포량을 감지한 후, 감지된 포량에 따라 세탁수위를 결정 즉, 다수의 포토커플러의 하이 또는 로우출력신호에 따라 포량을 감지하고 감지된 포량에 따라 세탁수위를 결정함으로써, 정확한 포량검출에 따른 세탁수위 센싱의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. AC전원공급부와, AC전원공급부에서 공급되는 AC전원을 일정레벨의 DC전원으로 정류하는 정류부와, 정류부에서 정류된 DC전원을 일정레벨의 전압으로 유지시키는 정전압회로부와, 정전압회로부에서 출력되는 DC전원을 다시 AC전원으로 인버팅하는 인버터와, 인버터에 의해 구동되는 AC 3상 모터를 구비한 인버터 세탁기에 있어서,

   상기 정전압회로부와 인버터부사이에 병렬로 구성되어 상기 AC 3상 모터를 일정시간구동한 후, 정지시켜 AC 3상모터를 관성회전시 상기 AC 3상 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출부와;

   상기 전류검출부에서 검출된 전류값에 따라 포량을 판단하고, 판단된 포량에 따라 세탁수위를 결정하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인버터 세탁기의 포량 감지방치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전류검출부는 상기 정전압회로부와 인버터부사이에 병렬로 다수의 저항(R₁내지 R₆)이 서로 직렬로 연결되고, 각 저항(R₁내지 R₆)사이에 병렬로 포토커플러(81 내지 85)가 각각 연결되며, 상기 다수의 포토커플러(81-85)의 포토트랜지스터 출력은 상기 제어부로 각각 연결되고, 각 포토커플러(81-85)의 포토다이오드 애노드(Anode)단은 서로 컴먼(Common)되어 인버터부의 입력단에 연결되어진 것을 특징으로 하는 인버터 세탁기의 포량 감지장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는 다수의 포토커플러의 출력신호중 하이로 출력되는 포토커플러에 따라 과전류, 고수위, 중수위, 저수위 및 소수위를 결정하는 것을 특징으로 하는 인버터 세탁기의 포량 감지장치.