KR20040046049A - Method for controlling motor of washing machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세탁기에 관한 것으로서, 특히 세탁기의 모터 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a washing machine, and more particularly, to a motor control method of a washing machine.
일반적인 세탁기는 도 1에 도시된 바와 같이, 상용교류전원을 정류하기 위한 정류부(11), 세탁기의 세탁조 또는 펄쉐이터 등에 회전력을 공급하기 위한 모터(12), 다수개의 IGBT(Insulating Gate Bipolar Transistor)를 구비한 인버터(Inverter)로 구성되어 상기 모터(12)에 3상(U/V/W) 전원을 공급하는 제1 모드 또는 모터(12)가 역상 제어되도록 즉, 모터의 회전에 의해 발전된 전압이 회로측으로 역기되도록하는 제2 모드로 동작하는 구동부(13), 정류부(11)의 출력을 소정레벨(5V)로 변압하여 출력하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)(14), 상기 모터(12)의 회전속도를 검출하기 위한 속도센서(15), 상기 구동부(13)에서 역기된 모터(12) 발전전압을 열로 소모시켜 회로 손상을 방지하기 위한 제동저항(Rb), 제동저항(Rb)을 구동하기 위한 트랜지스터(T1), 상기 제동저항(Rb)을 경유한 정류부(11) 출력전압 레벨을 검출하기 위한 전압 감지부(16), 상기 속도센서(15) 및 전압 감지부(16)의 출력을 참조하여 상기 구동부(13) 및 트랜지스터(T1)를 제어하는 드라이브 마이컴(17), 도어측에 설치되어 사용자가 도어를 여는 것을 감지하여 상기 드라이브 마이컴(17)에 알리기 위한 도어 스위치(도시 생략), 터치패널 또는 키입력부 등을 포함하고 사용자가 각종 동작명령을 입력하기 위한 사용자 인터페이스부(18), 세탁기 동작상태 등을 표시하기 위한 LCD(19), 부저(20), 상기 사용자 인터페이스부(18)를 통해 입력된 사용자 동작명령에 상응하도록 모터(12)를 포함한 각종 부하를 구동하기 위하여 상기 드라이브 마이컴(17)과 제어신호를 포함한 각종 데이터 통신을 수행하고 상기 드라이브 마이컴(17)과의 통신을 통해 전원전압의 이상을 검출하여 기설정된 경고 메시지 또는 부저음이 출력되도록 상기 LCD(19) 및 부저(20)를 구동하기 위한 메인 마이컴(21)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the general washing machine includes a rectifying unit 11 for rectifying commercial AC power, a motor 12 for supplying rotational force to a washing tank or a pearl shader of a washing machine, and a plurality of IGBTs (Insulating Gate Bipolar Transistor). Inverter (Inverter) having a first mode for supplying three-phase (U / V / W) power to the motor 12 or the motor 12 is controlled in reverse phase, that is, the voltage generated by the rotation of the motor The driving unit 13 operating in the second mode to be reversed to the circuit side, the switching mode power supply (SMPS) 14 for transforming and outputting the output of the rectifying unit 11 to a predetermined level (5V), and the motor 12 The speed sensor 15 for detecting the rotational speed of the motor, and the braking resistor Rb and the braking resistor Rb to prevent circuit damage by consuming the generated voltage of the motor 12 reversed by the driver 13 as heat. Rectifier 11 via transistor T1 and braking resistor Rb A drive microcomputer 17 for controlling the driver 13 and the transistor T1 with reference to an output of the voltage detector 16, the speed sensor 15, and the voltage detector 16 for detecting an output voltage level; Is installed on the door side and includes a door switch (not shown), a touch panel or a key input unit for notifying the drive microcomputer 17 to detect the user opening the door, the user interface unit for the user to input various operation commands 18, driving the various loads including the motor 12 to correspond to a user operation command input through the LCD 19, the buzzer 20, and the user interface unit 18 for displaying the washing machine operation state and the like. In order to perform various data communication including the control signal with the drive micom 17 and to detect an abnormality in the power supply voltage through communication with the drive micom 17, a preset warning message Includes a main microcomputer (21) for driving said LCD (19) and buzzer (20) so that the buzzer sound is output.
이와 같이 구성된 세탁기의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the washing machine configured as described above is as follows.
먼저, 사용자가 사용자 인터페이스부(18)를 통해 세탁명령을 입력하면 메인 마이컴(21)이 이를 인식하고 드라이브 마이컴(17)으로 기설정된 세탁 알고리즘에 따른 부하들이 구동되도록 소정 제어신호를 전송한다.First, when a user inputs a washing command through the user interface unit 18, the main microcomputer 21 recognizes this and transmits a predetermined control signal to the drive microcomputer 17 so that loads according to a preset washing algorithm are driven.
따라서 드라이브 마이컴(17)은 구동부(13)를 제1 모드로 동작시켜 기설정된 세탁 알고리즘에 맞도록 속도센서(15)의 출력에 따라 모터(12)를 회전시키고 급수밸브, 배수밸브 등의 부하를 구동하여 세탁, 헹굼 및 탈수를 수행한다.Therefore, the drive microcomputer 17 operates the drive unit 13 in the first mode to rotate the motor 12 according to the output of the speed sensor 15 to meet the preset washing algorithm, and to load the water supply valve and the drain valve. Drive to wash, rinse and dehydrate.
그리고 메인 마이컴(21)은 현재 동작상태에 따라 LCD(19)를 제어하여 동작상태 등이 표시되도록 하고, 부저(20)를 제어하여 동작상태에 따른 경고음 등이 발생되도록 한다.The main microcomputer 21 controls the LCD 19 according to the current operating state to display the operating state, and the buzzer 20 to generate a warning sound according to the operating state.
한편, 세탁, 헹굼, 탈수행정을 수행하는 도중, 모터를 급제동해야 하는 경우가 발생한다.On the other hand, during the washing, rinsing, and dehydrating stroke, a case of sudden braking of the motor occurs.
예를 들어, 세탁의 경우 모터를 좌/우 교반 회전시키는 방식을 이용하므로 예를 들어, 우측 회전후 좌측으로 회전시키기 위해서는 먼저, 현재 모터를 급제동 해야 한다. 또한 탈수중 동작정지, 도어 오픈 등의 경우에도 현재 모터를 급제동 해야 한다.For example, in the case of washing, since the motor uses a method of rotating left and right stirring, for example, to rotate to the left after the right rotation, the current motor must be braked first. Also, in case of operation stop during dewatering and door opening, the current motor must be braked rapidly.
따라서 드라이브 마이컴(17)은 상술한 급제동 조건이 발생한 경우, 먼저 구동부(13)를 제2 모드로 전환하여 역상제동이 이루어지도록 함과 동시에 트랜지스터(T1)를 제어하여 제동저항(Rb)을 구동시킴으로서 상기 역상제동에 의한 전력이 열로 소모되도록 하여 전압값이 내부회로의 손상을 초래할 수 있을 정도로 상승하는 것을 방지한다.Therefore, when the above-described sudden braking condition occurs, the drive microcomputer 17 first switches the driving unit 13 to the second mode to perform reverse phase braking and controls the transistor T1 to drive the braking resistor Rb. The power caused by the reversed phase braking is consumed by heat, thereby preventing the voltage value from rising to a degree that may cause damage to the internal circuit.
종래의 기술에 따르면, 급제동 조건이 발생하는 경우, 상술한 바와 같이, 구동부(13)를 제2 모드로 전환하여 역상제동에 의해 급제동을 수행하는데, 급제동 시점의 모터 회전속도(RPM: Revolution Per Minute)에 따라 듀티비를 다르게 하여 제어한다.According to the related art, when a sudden braking condition occurs, as described above, the driving unit 13 is switched to the second mode to perform rapid braking by reverse braking, and the motor revolution speed (RPM) at the time of sudden braking is performed. ) To control the duty ratio differently.
즉, 현재 RPM에 따른 초기 듀티비를 설정하고 일정시간 간격으로 일정크기만큼 감소시켜 급제동을 수행한다. 예를 들면, 초기 듀티비를 100으로 하고 3ms 간격으로 '1'씩 감소시키는 방식이다.That is, it sets the initial duty ratio according to the current RPM and decreases by a certain amount at regular time intervals to perform rapid braking. For example, the initial duty ratio is set to 100 and reduced by '1' every 3ms.
종래의 기술에 따른 세탁기는 포량에 상관없이 급제동 시점의 RPM 만으로 듀티비를 설정하고 이를 일정간격으로 일정크기만큼 감소시키는 방식으로 급제동을 수행하는데, 포량이 많고 적음에 따라 모터에 인가되는 부하가 다르므로 포량을 고려하지 않은 동일한 듀티제어를 수행할 경우 전류값이 과다하게 증가하고, 심할 경우 정격전류값을 초과하여 내부 회로의 손상을 초래할 수 있는 문제점이 있다.The washing machine according to the related art performs rapid braking by setting the duty ratio by RPM only at the time of sudden braking regardless of the amount of the braking and reducing it by a certain amount at a predetermined interval. Therefore, if the same duty control without considering the amount of capacity is carried out, the current value is excessively increased, and in severe cases, the rated current value is exceeded, which may cause damage to the internal circuit.
따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 모터 급제동시 포량 및 RPM에 따른 듀티비 제어를 수행하여 과전류를 방지할 수 있도록 한 세탁기의 모터 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a motor control method of a washing machine to prevent overcurrent by performing a duty ratio control according to a quantity and RPM during braking of a motor. .
도 1은 일반적인 세탁기의 구성을 나타낸 블록도1 is a block diagram showing the configuration of a typical washing machine
도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 모터 제어방법을 나타낸 플로우챠트2 is a flowchart illustrating a motor control method of a washing machine according to the present invention.
본 발명은 급제동 명령에 따라 모터 급제동을 실시하는 단계와, 급제동후 기설정된 회전속도까지 감속되는데 소요되는 시간을 측정하는 단계와, 측정된 시간에 맞도록 급제동 듀티비 및 듀티비 감소간격을 조절하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.The present invention includes the steps of performing a motor braking according to a sudden braking command, measuring a time required to decelerate to a predetermined rotational speed after a sudden braking, and adjusting the braking duty ratio and the duty ratio reduction interval to fit the measured time. Characterized in that it comprises a step.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 세탁기의 모터 제어방법의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a motor control method of a washing machine according to the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 2는 본 발명에 따른 세탁기의 모터 제어방법을 나타낸 플로우챠트이다.2 is a flowchart illustrating a motor control method of a washing machine according to the present invention.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 급제동 명령이 입력되는지 즉, 메인 마이컴(21) 또는 드라이브 마이컴(17)이 탈수중 도어 오픈을 감지하거나, 사용자의 동작정지 명령을 감지하는지를 판단한다(S21).As shown in FIG. 2, the present invention first determines whether a sudden braking command is input, that is, whether the main microcomputer 21 or the drive microcomputer 17 detects a door opening during dehydration or a user stop command. (S21).
상기 판단결과(S21), 급제동 명령이 입력되면 상술한 역상제동에 의해 급제동을 실시한다(S22).As a result of the determination (S21), if a rapid braking command is input, rapid braking is performed by the above-described reverse braking (S22).
이어서 현재 모터 RPM이 제1 설정 RPM(600)에 도달하는지 판단한다(S23).Subsequently, it is determined whether the current motor RPM reaches the first set RPM 600 (S23).
이때 일반적으로 탈수시 모터 RPM은 '700' 이상이므로 제1 설정 RPM은 그 보다 낮은 RPM으로 설정할 수 있다.At this time, since the motor RPM is generally '700' or more during dehydration, the first set RPM may be set to a lower RPM than that.
상기 판단결과(S23), 현재 모터 RPM이 제1 설정 RPM에 도달하였으면, 상기 모터 급제동 시점부터 상기 제1 설정 RPM에 도달하는 시간(T1)이 3초 이내인지 판단하고(S24), 3초 이내이면 듀티비를 '70'으로 하고 2ms 간격으로 '1'씩 감소시킨다(S25).When the determination result (S23), the current motor RPM has reached the first set RPM, it is determined whether the time (T1) to reach the first set RPM from within the motor sudden braking time is within 3 seconds (S24), within 3 seconds In this case, the duty ratio is set to '70' and is decreased by '1' every 2ms (S25).
한편, 상기 판단결과(S23), 'T1'이 3초 이내가 아니면, 'T1'이 3초 이상 3.6초 이내인지 판단하고(S26), 3.6초 이내이면 듀티비를 '80'으로 하고 4ms 간격으로 '1'씩 감소시킨다(S27).On the other hand, if the determination result (S23), 'T1' is not less than 3 seconds, it is determined whether 'T1' is more than 3 seconds and less than 3.6 seconds (S26), if less than 3.6 seconds, the duty ratio to '80' and 4ms intervals Decrease by '1' (S27).
한편, 상기 판단결과(S26), 'T1'이 3.6초 이상이면, 듀티비를 '100'으로 하고 10ms 간격으로 '1'씩 감소시킨다(S28).On the other hand, if the determination result (S26), 'T1' is 3.6 seconds or more, the duty ratio is set to '100' and decrease by '1' in 10ms intervals (S28).
이때 'T1'은 세탁 포량에 따라 달라진다. 즉, 포량이 많을수록 세탁조 회전에 따른 세탁포의 원심력이 증가되고 그에 따라 감속에 소요되는 시간이 길어지며, 이와 반대 현상으로 포량이 적을수록 감속에 소요되는 시간이 짧아진다.'T1' depends on the washing capacity. In other words, as the amount of water increases, the centrifugal force of the washing cloth increases according to the rotation of the washing tub, and accordingly, the time required for deceleration becomes longer. On the contrary, the smaller the amount of water, the shorter the time required for deceleration.
따라서 'T1'이 3초 이내이면 상기 3.6초 이내인 경우와 그 이상인 경우에 비해 비교적 포량이 적은 상태이므로 듀티비를 '70'으로 하고 2ms 간격으로 듀티비를 줄이고, 'T1'이 3초 이상 3.6초 이내인 경우에는 상기 3초인 경우에 비해 듀티비를크게 즉, '80'으로 하고 듀티비 감소간격도 4ms로 길어지며, 'T1'이 3.6초를 초과하는 경우 듀티비를 '100'으로 하고 듀티비 감소간격도 10ms로 더욱 길어진다.Therefore, if 'T1' is less than 3 seconds, the amount is relatively smaller than that of 3.6 seconds or more, so the duty ratio is '70' and the duty ratio is reduced every 2ms, and 'T1' is more than 3 seconds. If it is within 3.6 seconds, the duty ratio is larger than that of the 3 seconds, that is, '80' and the duty cycle decrease interval is 4ms, and when the 'T1' exceeds 3.6 seconds, the duty ratio is '100'. The duty cycle reduction interval is also longer, with 10ms.
결국, 포량이 많은 경우 초기 듀티비를 크게 하고 천천히 감소시키며, 이와 반대로 포량이 적은 경우 초기 듀티비를 상대적으로 적게 하고 빨리 감소시키는 것이다.As a result, when the dose is large, the initial duty ratio is increased and decreased slowly. On the contrary, when the dose is small, the initial duty ratio is relatively decreased and the speed is decreased.
이어서 상기 단계들(S25)(S27)(S28)중 어느 하나로 급제동을 실시하고 현재 RPM이 제2 설정 RPM(350)에 도달하였는지 판단한다(S29).Subsequently, rapid braking is performed in any one of the steps S25, S27, and S28, and it is determined whether the current RPM reaches the second set RPM 350 (S29).
상기 판단결과(S29), 제2 설정 RPM에 도달하였으면, 상기 제1 설정 RPM에서 제2 설정 RPM에 도달하는데 소요된 시간(T2)이 4.6초 이내인지 판단한다(S30).When the determination result (S29), the second set RPM is reached, it is determined whether the time (T2) required to reach the second set RPM from the first set RPM is within 4.6 seconds (S30).
상기 판단결과(S30), 'T2'가 4.6초 이내이면, 듀티비를 '40'으로 하고 2ms 간격으로 '1'씩 감소시킨다(S31).As a result of the determination (S30), if the 'T2' is within 4.6 seconds, the duty ratio is set to '40' and reduced by '1' every 2ms (S31).
한편, 상기 판단결과(S300, 'T2'가 4.6초를 초과하면 듀티비를 '45'로 하고 8ms 간격으로 '1'씩 감소시킨다(S32).On the other hand, if the determination result (S300, 'T2' is more than 4.6 seconds, the duty ratio is set to '45' and reduced by '1' every 8ms (S32).
이때 상기 단계(S31)(S32)들은 상술한 단계들(S25)(S27)(S28)과 마찬가지로 포량이 많은 경우 초기 듀티비를 크게 하고 천천히 감소시키며, 이와 반대로 포량이 적은 경우 초기 듀티비를 상대적으로 적게 하고 빨리 감소시키는 원리는 동일하게 적용되는데, 현재 RPM이 초기에 비해 상당히 낮아진 상태이므로 이에 맞도록 듀티비를 감소시킨 것이다.At this time, the steps S31 and S32 are similar to the above-described steps S25, S27, and S28 to increase and slowly decrease the initial duty ratio when the quantity is large. The principle of reducing and decreasing quickly is the same. The current RPM is considerably lower than the initial stage, so the duty ratio is reduced accordingly.
이어서 상기 단계(S31)(S32)중 어느 하나로 급제동을 실시하고 급제동이 완료되면 종료한다.Subsequently, rapid braking is performed in any of the above-described steps S31 and S32, and is terminated when the rapid braking is completed.
상술한 각종 속도 및 시간 관련 수치들은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 적용된 것으로서, 상술한 본 발명의 핵심기술 즉, 포량과 속도에 따라 듀티비 및 듀티비 감소간격을 다르게 적용하는 기술범위를 벗어나지 않는 범위에서 세탁기 및 해당 모터의 특성에 따라 다르게 적용될 수 있다.The various speed and time-related numerical values described above are applied to one embodiment according to the present invention, which is beyond the technical scope of applying the duty ratio and the duty ratio reduction interval differently according to the core technology, that is, the quantity and the speed. It may be applied differently depending on the characteristics of the washing machine and the motor in the range.
본 발명에 따른 세탁기의 모터 제어방법은 포량 및 속도에 맞도록 듀티비 및 듀티비 감소간격을 조절하므로 과부하에 의한 과전류가 방지되고 그에 따라 회로부품의 손상을 방지하므로 제품의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The motor control method of the washing machine according to the present invention adjusts the duty ratio and the duty ratio reduction interval to suit the amount and speed, thereby preventing overcurrent due to overload and thereby preventing damage to circuit components, thereby improving product stability and reliability. It can be effective.
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