KR20050067914A - 비엘디시 모터를 채용한 모터 직결식 세탁기의 홀센서위치편차 보정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비엘디시 모터를 사용하는 세탁기에 관한 것으로서, 비엘디시 모터의 스테이터에 고정되는 홀센서가 기구적으로 기준위치에 정확히 설치되지 않더라도 홀센서의 전기적 위치에 대한 보정이 이루어져 모터에 입력되는 전원에 대한 정확한 제어가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 홀센서가 장착된 스테이터와, 상기 스테이터 주위를 회전하게 되는 로터와, 상기 로터의 회전시 홀센서에서 검출된 신호를 받아 스테이터에 인가되는 전원을 제어하는 마이콤을 구비한 비엘디시 모터 직결식 전자동 세탁기에 있어서; 상기 로터를 인위적으로 회전시켜서 발생되는 역기전력과 홀센서의 감지신호를 마이콤이 인식하는 단계와, 상기 마이콤에서 인식한 역기전력과 홀센서의 감지신호를 이용하여 상기 홀센서의 전기적 위치감지각도를 산출하는 단계와, 상기 마이콤에서 산출한 전기적 위치감지각도와 홀센서의 기구적 기준위치에서의 전기적 위치감지각도와의 차이를 산출하는 단계와, 상기 단계에서 산출한 값을 감안한 전기적 위치감지각도를 초기 디폴트 값으로 저장하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 모터 직결식 세탁기의 홀센서 위치편차 보정방법이 제공된다.

Description

비엘디시 모터를 채용한 모터 직결식 세탁기의 홀센서 위치편차 보정방법{method for compensating deviation of location in washing machine with BLDC motor directly connected}

본 발명은 BLDC 모터(Blushless Direct Current Motor; 이하, "비엘디시 모터"라고 한다)를 채용한 세탁기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테이터에 고정되는 홀센서가 기구적으로 기준위치에 정확히 설치되지 않더라도 홀센서의 전기적 위치에 대한 보정이 이루어져 모터에 입력되는 전원에 대한 정확한 제어가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

일반적으로, 펄세이터 방식의 세탁기는 세제의 유화작용과 펄세이터에 의해 발생된 수류의 마찰작용 및 펄세이터가 세탁물에 가하는 충격작용 등을 이용하여 의복, 침구 등에 부착된 각종 오염물질을 제거하는 제품으로, 최근에 등장하는 전자동 세탁기는 중간에 사용자의 조작 없이 세탁, 헹굼, 탈수로 이어지는 일련의 과정을 자동으로 진행한다.

한편, 드럼 방식의 세탁기는 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 드럼과 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하게 되는 제품으로서, 세탁물의 손상이 거의 없고, 세탁물이 서로 엉키지 않으며, 두드리고 비벼빠는 세탁효과를 낼 수 있다.

또한, 종래의 전자동 세탁기의 구동방식은 구동 모터의 회전동력을 동력전달용 벨트 및 풀리등을 개재하여 세탁축으로 전달하여 펄세이터를 회전시키거나 탈수축으로 전달하여 탈수조를 회전시키는 방식과, 비엘디시(BLDC) 모터의 속도제어에 의해 세탁조겸 탈수조를 세탁 및 탈수시 다른 속도로 회전시키는 방식이 있으며, 최근에는 비엘디시 모터를 이용하면서도 동력전달 경로를 달리 제어하여 세탁시에는 펄세이터를 저속회전시켜 세탁을 행하고, 탈수시에는 펄세이터 및 탈수조를 동시에 고속회전시켜 탈수를 행하는 구조가 등장하였다.

도 1은 기존 비엘디시(BLDC) 모터의 세탁기 적용예를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1의 스테이터를 나타낸 사시도로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 기존 구조의 비엘디시 모터가 드럼세탁기에 적용된 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 캐비닛(5) 내측에 세탁수를 저장할 수 있는 터브(3)가 설치되고, 상기 터브(3) 내측에는 세탁물이 투입되는 드럼(9)이 설치된다.

그리고, 상기 드럼(9) 후방에는 모터(6)의 구동력을 드럼(9)에 전달하는 드럼축(12)이 설치된다.

한편, 상기 터브(3)의 후벽부 중앙에는 베어링 하우징(13)이 설치되고, 상기 베어링 하우징 내측에는 드럼축(12)을 지지하는 베어링(11)이 축 전·후방에 각각 설치된다.

그리고, 상기 드럼축(12) 후단부에는 상기 스테이터(7)(stator)와 더불어 직결식 모터(6)를 구성하는 로터(8)(rotor)가 볼트에 의해 결합된다.

이에 따라, 상기 드럼(9)은 로터(8)에 직결되어 모터구동시 로터의 회전력을 전달받아 회전하게 된다.

그리고, 상기 스테이터(7)의 코어티스(710a)중 소정 코어티스 사이에는 홀센서(15)가 구비된다.

한편, 상기 캐비닛(5) 전방에는 도어(1)가 설치되고, 도어(1)와 터브(3)(Tub) 사이에는 가스켓(2)이 설치된다.

그리고, 상기 캐비닛(5) 상부면 내측과 터브(3) 외주면 상부측 사이에는 터브(3)를 지지하는 행잉 스프링(4)(Hanging spring)이 설치되고, 상기 캐비닛(5) 하부면 내측과 터브(3) 외주면 하부측 사이에는 탈수시 발생하는 터브(3)의 진동을 감쇠시키기 위한 프릭션 댐퍼(10)가 설치된다.

이와 같이 구성된 기존의 직결식 드럼세탁기는 스테이터(7)에 전원을 공급하여 전자석을 형성함에 따라 로터(8) 내측에 부착된 영구자석과의 상호작용에 의해 로터(8)가 회전하게 되고, 드럼축(12)에 전달된 힘은 드럼(9)을 회전시켜 세탁 및 탈수를 하도록 되어있다.

그러나, 이와 같은 종래의 비엘디시 모터를 채용한 직결식 세탁기는 홀센서(15)의 기구적 위치가 정확히 기준위치에 있지 않고 기준위치 대비 편차를 가질 경우, 홀센서(15)의 전기적 위치감지각도 또한 틀어지게 된다.

여기서, 전기적 위치감지각도(α)란, 역기전력이 0가 되는 시점으로부터 홀센서(15)가 로터(8)에 구비된 마그네트의 어느 한 극(極)(예; S극을 인식하는 타입의 홀센서의 경우에는 S극을 말함)을 인식하는 시점까지의 입력전압의 위상각 차이를 말한다.

예컨대, 홀센서(15)의 기구적 위치가 기준위치 대비 0.1㎜ 틀리게 설치되는 경우, 전기적 위치감지각도는 기준위치에서의 전기적 위치감지각도와 대비할 때 1도 틀어지게 된다.

즉, 홀센서(15)의 전기적 위치감지각도는 스테이터(7)의 슬롯수와 로터(8)의 극수 및 홀센서(15)의 기구적 위치에 의해 결정된다.

따라서, 홀센서(15)의 기구적 위치가 기준위치와 비교해 편차가 있는 경우에 있어서의 상기 홀센서의 전기적 위치감지각도는, 상기 홀센서(15)가 기구적 기준위치에 있을 때의 전기적 위치감지각도와 비교할 때 편차를 가지게 되는 것이다.

특히, 직결식 구동 모터(6)처럼 외경이 큰 경우에는, 홀센서(15)의 기준위치에 대한 기구적 위치 편차는 곧 바로 홀센서(15)가 감지하는 전기적 위치감지각도의 편차로 전달된다.

이와 같이 홀센서(15)의 위치가 기구적 기준위치 대비 편차가 있을 경우에는, 세탁기 및 유사한 부하제어시 모터회전속도가 정확하게 나오지 않거나, 소음이 커지거나, 모터온도가 상승하게 되는등 모터의 효율적인 제어가 이루어지지 않게 된다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 비엘디시 모터의 스테이터에 고정되는 홀센서가 기구적으로 기준위치에 정확히 설치되지 않더라도 홀센서의 전기적 위치에 대한 보정이 이루어져 모터에 입력되는 전원에 대한 정확한 제어가 이루어질 수 있도록 한 비엘디시 모터를 채용한 모터 직결식 세탁기의 홀센서 위치편차 보정방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 홀센서가 장착된 스테이터와, 상기 스테이터 주위를 회전하게 되는 로터와, 상기 로터의 회전시 홀센서에서 검출된 신호를 받아 스테이터에 인가되는 전원을 제어하는 마이콤을 구비한 모터 직결식 전자동 세탁기에 있어서; 상기 로터를 인위적으로 회전시켜서 발생되는 역기전력과 홀센서의 감지신호를 마이콤이 인식하는 단계와, 상기 마이콤에서 인식한 역기전력과 홀센서의 감지신호를 이용하여 상기 홀센서의 전기적 위치감지각도를 산출하는 단계와, 상기 마이콤에서 산출한 전기적 위치감지각도와 홀센서의 기구적 기준위치에서의 전기적 위치감지각도와의 차이를 산출하는 단계와, 상기 단계에서 산출한 값을 감안한 전기적 위치감지각도를 초기 디폴트(default) 값으로 저장하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 모터 직결식 세탁기의 홀센서 위치편차 보정방법이 제공된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 홀센서(15)가 장착된 스테이터(7)와, 상기 스테이터(7) 주위를 회전하게 되는 로터(8)와, 상기 로터(8)의 회전시 홀센서(15)에서 검출된 신호를 받아 스테이터(7)에 인가되는 전원을 제어하는 마이콤(미도시)을 구비한 모터 직결식 전자동 세탁기에 있어서, 상기 홀센서(15)의 기구적 편차를 전기적으로 보정해줌으로써, 홀센서(15)가 기구적으로는 기준위치에 정확히 설치되지 않더라도 모터에 입력되는 전원에 대한 정확한 제어가 이루어질 수 있도록 한 것이다.

홀센서의 위치편차를 보정하는 구체적 과정은 다음과 같다.

먼저, 제조라인 상에서 지그(Jig)등을 이용하여 로터(8)를 인위적으로 회전시키고, 이 때 발생되는 역기전력과 홀센서(15)의 감지신호를 마이콤(미도시)이 인식하도록 한다.

한편, 이 때 로터(8) 대신 로터에 연결된 드럼(9)을 회전시켜 역기전력을 검출할 수도 있다.

이어, 상기 마이콤에서는 앞서 인식한 역기전력과 홀센서(15)의 감지신호를 이용하여 상기 홀센서(15)의 전기적 위치감지각도를 산출하게 된다.

한편, 홀센서(15)의 전기적 위치감지각도를 산출한 다음에는 상기 마이콤에서 직접 산출한 전기적 위치감지각도와 기입력된 값인 홀센서(15)의 기구적 기준위치에서의 전기적 위치감지각도와의 차이를 산출하게 된다.

그리고, 상기 단계에서 산출한 전기적 위치감지각도를 초기 디폴트(default) 값으로 저장하게 된다.

이와 같이 함에 따라, 제품 사용시 마이콤에서는 상기 초기 디폴트 값에 따라 스테이터(7)에 입력되는 전원의 위상각을 제어하게 되며, 이에 따라 실질적으로 정확한 시점에 스테이터(7)로의 전원입력이 이루어지게 된다.

예를 들어, 홀센서(15)가 기구적으로 정확한 기준위치에 있을 경우 홀센서의 전기적 위치감지각도가 105도를 이루나, 홀센서(15)가 기구적으로 정확한 기준위치로부터 편차져 있어 역기전력과 홀센서(15)의 감지신호를 통해 산출한 전기적 위치감지각도가 102도일 경우에는, 실질적으로 3도 만큼 입력전원의 위상각이 늦기 때문에 이를 보정하기 위해 108도를 초기 디폴트 값으로 저장시킨다.

이와 같이 하면, 모터의 출력값은 홀센서(15)가 기구적으로 정확한 기준위치에 있고 전기적 위치감지각도가 105도인 때와 동일한 출력값을 나타내게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 비엘디시 모터(6)의 스테이터(7)에 고정되는 홀센서(15)가 기구적으로 기준위치에 정확히 설치되지 않더라도 홀센서(15)의 전기적 위치에 대한 보정이 이루어져 모터(6)에 입력되는 전원에 대한 정확한 제어가 이루어짐에 따라, 모터의 회전속도, 소음, 온도등을 효과적으로 제어할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술사상의 범주를 벗어나지 않는 한, 여러 가지 다양한 형태로의 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

즉, 상기한 실시예에서는 드럼세탁기를 예로 들었으나, 드럼세탁기가 아닌 펄세이터 타입의 수직형 세탁기에도 본 발명의 모터제어 방법이 적용가능함은 물론이다.

본 발명은 비엘디시 모터의 스테이터에 고정되는 홀센서가 기구적으로 기준위치에 정확히 설치되지 않더라도 홀센서의 전기적 위치에 대한 보정이 이루어질 수 있도록 한 것이다.

따라서, 본 발명은 모터에 입력되는 전원에 대한 정확한 제어가 이루어짐에 따라, 모터의 회전속도, 소음 및 온도등이 효과적으로 제어됨으로써 모터의 수명연장을 도모할 수 있으며, 나아가 세탁기의 세탁성능을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 기존 비엘디시(BLDC) 모터의 세탁기 적용예를 나타낸 종단면도

도 2는 도 1의 스테이터를 나타낸 사시도

도 3은 홀센서 장착 구조를 나타낸 도 2의 요부 정면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

6:모터 7:비엘디시 모터

710a:코어티스 8:로터

15:홀센서

Claims (1)

1. 홀센서가 장착된 스테이터와, 상기 스테이터 주위를 회전하게 되는 로터와, 상기 로터의 회전시 홀센서에서 검출된 신호를 받아 스테이터에 인가되는 전원을 제어하는 마이콤을 구비한 모터 직결식 전자동 세탁기에 있어서;

   상기 로터를 인위적으로 회전시켜서 발생되는 역기전력과 홀센서의 감지신호를 마이콤이 인식하는 단계와,

   상기 마이콤에서 인식한 역기전력과 홀센서의 감지신호를 이용하여 상기 홀센서의 전기적 위치감지각도를 산출하는 단계와,

   상기 마이콤에서 산출한 전기적 위치감지각도와 홀센서의 기구적 기준위치에서의 전기적 위치감지각도와의 차이를 산출하는 단계와,

   상기 단계에서 산출한 값을 감안한 전기적 위치감지각도를 초기 디폴트 값으로 저장하는 단계를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 비엘디시 모터를 채용한 모터 직결식 세탁기의 홀센서 위치편차 보정방법.