KR20100057350A - 냉장고의 전동기 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 전동기 제어장치는, 전동기와, 전동기의 위치를 감지하여 위치 신호를 출력하는 위치 감지부와, 위치 신호에 기초하여, 전동기의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 전동기의 온/ 오프 상태의 변경시점부터 소정 시간 동안에는 이상 유무 판단을 보류한다. 이에 의해, 전동기 온/ 오프 상태의 변경시에 나타나는 이상 유무 판단의 오류를 개선할 수 있게 되어 냉장고의 전동기 제어 장치의 안정성이 향상되게 된다.
냉장고, 위치 감지부, 이상 유무 판단

Description

냉장고의 전동기 제어장치{Motor controller of refrigerator}
본 발명은 냉장고의 전동기 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 팬용 전동기를 간단하게 제어할 수 있는 냉장고에 관한 것이다.
일반적으로 냉장고는 식품을 신선하게 장기간 보관하는 용도로 사용되는 기기로써, 식품을 냉동 보관하기 위한 냉동실과, 식물을 냉장 모관하기 위한 냉장실과, 냉동실 및 냉장실을 냉각시키기 위한 냉동사이클로 구성되고, 이에 내장된 제어부에 의해 동작 제어가 이루어진다.
이와 같은 냉장고는 예전과 달리 주방 공간은 단순히 식생활을 위한 공간만이 아니고, 가족 구성원이 모여 대화할 뿐 아니라 식생활 등을 해결하기 위한 주요한 생활 공간으로 변모하고 있기 때문에 주방 공간에 핵심 요소인 냉장고가 대형화와 더불어 가족 구성원들이 모두 용이하게 사용할 수 있도록 양적/질적으로 기능적인 변화가 요구되고 있는 것이 실정이다.
한편, 냉장고에는 다수의 전동기가 사용되며, 이러한 전동기를 안정적으로 구동하기 위한 다양한 시도가 계속되고 있다.
본 발명의 목적은 안정성이 향상된 냉장고의 전동기 제어장치의 제공에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉장고의 전동기 제어장치는, 전동기와, 전동기의 위치를 감지하여 위치 신호를 출력하는 위치 감지부와, 위치 신호에 기초하여, 전동기의 이상 유무를 판단하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 전동기의 온/ 오프 상태의 변경시점부터 소정 시간 동안에는 이상 유무 판단을 보류한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전동기 온/ 오프 상태의 변경시에 나타나는 이상 유무 판단의 오류를 개선할 수 있게 되어 냉장고의 전동기 제어 장치의 안정성이 향상되게 된다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련한 냉장고를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명과 관련한 냉장고(1)는, 도시되지는 않았지만 냉동실 및 냉장실로 구획된 내부공간을 가지는 케이스(110)와, 냉동실을 차폐하는 냉동실도어(120)와 냉장실을 차폐하는 냉장실도어(140)에 의해 개략적인 외관이 형성된다.
그리고, 냉동실도어(120)와 냉장실도어(140)의 전면에는 전방으로 돌출형성되는 도어핸들(122)이 더 구비되어, 사용자가 용이하게 파지하고 냉동실도어(120)와 냉장실도어(140)를 회동시킬 수 있도록 한다.
한편, 냉장실도어(140)의 전면에는 사용자가 냉장실도어(140)를 개방하지 않고서도 내부에 수용된 음료와 같은 저장물을 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 홈바(180)가 더 구비될 수 있다.
그리고, 냉동실도어(120)의 전면에는 사용자가 냉동실도어(120)를 개방하지 않고 얼음 또는 식수를 용이하게 취출할 수 있도록 하는 편의수단인 디스펜서(160)가 구비될 수 있고, 이러한 디스펜서(160)의 상측에는, 냉장고(1)의 구동운전을 제어하고 운전중인 냉장고(1)의 상태를 화면에 도시하는 컨트롤패널(200)이 더 구비될 수 있다.
컨트롤패널(200)은, 다수개의 버튼으로 구성되는 입력부(220), 및 제어 화면 및 작동 상태 등을 디스플레이하는 표시부(230)를 포함할 수 있다.
표시부(230)는, 제어 화면, 작동 상태 및 고내(庫內)온도 등의 정보를 표시한다. 예를 들어, 표시부(230)는 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각얼음), 냉동실의 설정온도, 냉장실의 설정온도를 표시할 수 있다.
이러한 표시부(230)는, 액정 디스플레이(LCD), 발광다이오드(LED), 유기발광다이오드(OLED) 등 다양하게 구현될 수 있다. 또한, 표시부(230)는 입력부(220)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
입력부(220)는, 다수개의 조작 버튼을 구비할 수 있다. 예를 들어, 입력 부(220)는, 디스펜서의 서비스 형태(각얼음, 물, 조각 얼음 등)를 설정하기 위한 디스펜서 설정버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉동실 온도설정 버튼(미도시)과, 냉동실 온도설정을 위한 냉장실 온도 설정 버튼(미도시) 등을 포함할 수 있다. 한편, 입력부(220)는 표시부(230)의 기능도 수행 가능한 터치스크린(touch screen)으로 구현될 수도 있다.
한편, 본 발명과 관련한 냉장고는, 도면에 도시된 더블도어형(Double Door Type)에 한정되지 않으며, 원도어형(One Door Type), 슬라이딩 도어형(Sliding Door Type), 커튼 도어형(Curtain Door Type) 등 그 형태를 불문하며, 냉장고 냉장사이클 또는 냉동사이클을 위한 전동기를 구비하기만 하면 충분하다.
도 2는 도 1의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 냉장고(1)는, 압축기(112)와, 압축기(112)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(116)와, 응축기(116)에서 응축된 냉매를 공급받아 증발시키되, 냉장실(미도시)에 배치되는 냉장실 증발기(122) 및 냉동실(미도시)에 배치되는 냉동실 증발기(124)와, 응축기(116)에서 응축된 냉매를 냉장실 증발기(122) 또는 냉동실 증발기(124)에 공급하는 3방향 밸브(130)와, 냉장실 증발기(122)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉장실 팽창밸브(132)와, 냉동실 증발기(124)에 공급되는 냉매를 팽창시키는 냉동실 팽창밸브(134)를 포함한다.
또한, 냉장고(1)는 증발기(122,124)를 통과한 냉매가 액체와 기체로 분리되는 기액 분리기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 냉장고(1)는, 압축기(112)를 구동하는 압축기용 전동기(113)와, 냉장 실 증발기(122) 및 냉동실 증발기(124)를 통과한 냉기를 흡입하여 각각 냉장실(미도시) 및 냉동실(미도시)로 불어주는 냉장실 팬(142) 및 냉동실 팬(144)과, 냉장실 팬(142) 및 냉동실 팬(144)을 구동하는 냉장실 팬용 전동기(143) 및 냉동실 팬용 전동기(145)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 전동기 제어장치를 간략히 도시한 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 3의 냉장고의 전동기 제어장치(300)는, 제어부(320), 위치 감지부(330), 및 전동기(340)를 포함한다. 한편, 전동기(340)를 구동하기 위해 인버터(310)를 더 포함할 수 있다.
인버터(310)는, 평활 커패시터 양단(a-b단)의 직류 전원(Vdc)을 입력받아, 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여 이를 전동기(340)에 출력한다. 예를 들어, 인버터(310)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 연결될 수 있다. 또한, 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(310) 내의 스위칭 소자들은 제어부(320)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 전동기(340)에 출력되게 된다.
제어부(320)는, 위치 감지부(330)으로부터의 위치 신호(Sp)를 입력받아, 이 위치 신호(Sp)에 기초하여 전동기(340)의 동작을 제어한다. 또한, 이 위치 신 호(Sp)에 기초하여 전동기(340)의 이상 유무를 판단한다.
한편, 제어부(320)는, 전동기(340)의 온(on) 상태에서 오프(off) 상태로의 변경시점 또는 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로의 변경시점 부터 소정 기간 동안에는 전동기(340)의 이상 유무 판단을 보류할 수 있다. 즉, 소정 시간 동안에 이상 유무 판단을 하지 않을 수 있다. 이는 온(on)/오프(off) 상태 변경시점에서 제어부(320)로 입력되는 위치 신호(Sp)에 노이즈 성분이 합쳐져서, 이상 유무 판단의 오류가 발생할 수 있는 문제점을 개선하기 위한 것이다. 이에 대해서는 도 4 이하를 참조하여 후술한다.
제어부(320)는, 전동기(340)의 온(on) 상태에서 오프(off) 상태로의 변경시점부터 소정 시간 이후에 다시 전동기(340)의 이상 유무 판단을 재개할 수 있다.
한편, 제어부(320)는, 전동기(340) 제어 이외에, 냉장고(1) 전반의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 제어부(320)는 입력부(220)로부터의 설정 온도에 맞추어 냉매 싸이클의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 압축기(112)를 구동하는 압축기용 전동기(113)를 제어할 수 있으며, 냉장실 팬(142) 및 냉동실 팬(144)을 구동하는 냉장실 팬용 전동기(143) 및 냉동실 팬용 전동기(145)를 제어할 수 있으며, 3방향 밸브(130), 냉장실 팽창밸브(132), 및 냉동실 팽창밸브(134)를 제어할 수 있으며, 또한, 응축기(116)의 동작도 제어할 수 있다. 또한 제어부(320)는 표시부(230)의 동작을 제어할 수도 있다.
위치 감지부(330)는 전동기(340)의 위치를 감지한다. 구체적으로는 전동기(340) 내의 고정자와 회전자 중 회전자의 위치를 감지한다. 감지된 위치 신 호(Sp)는 제어부(320)에 입력된다.
한편, 위치 감지부(330)는, 전동기(340)의 온/ 오프 상태의 변경시점부터 소정 시간 동안에는 위치 신호(Sp)를 제어부(320)로 출력하지 않을 수도 있다.
이를 위해, 위치 감지부(330)는 홀 센서(hall sensor)일 수 있다. 또는 위치 감지부(330)는 엔코더(encoder) 등 일 수 있다. 이하에서는 위치 감지부(330)로 홀 센서를 사용하는 것을 전제로 하여 기술한다. 위치 감지부(330)로 홀 센서를 2개 사용하는 경우, 위치 신호(Sp)는 삼상 전동기 중 2 상의 위치를 나타내는 위치 신호(Ha,Hb)일 수 있다.
전동기(340)는 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 전동기(340)는, 유도 전동기, BLDC(Blush less DC) 전동기, 또는 synRM(synchronous reluctance motor) 전동기 등일 수 있다. 또한, 전동기(340)는 도 2에 도시된 냉장실 팬용 전동기(143) 또는 냉동실 팬용 전동기(145) 또는 압축기용 전동기(130)일 수 있다.
또한, 도 3의 전동기(340)는, 도 2와 달리 냉장실 및 냉동실 공통의 팬용 전동기일 수도 있다. 이러한 경우에, 냉장실 및 냉동실 사이에 댐퍼(미도시)가 설치되될 수 있으며, 전동기(340)는 하나의 증발기에서 생성된 냉기가 냉동실과 냉장실로 공급되도록 강제 송풍시킬 수 있다.
한편, 도면에 도시된 바와 달리, 전동기 제어장치(300)는 인버터(310)가 구비되지 않을 수 있다. 이러한 경우에 전동기(340)는 정속 동작을 수행할 수 있다. 즉, 상용 교류 전원을 입력받아 이 전원을 이용하여 전동기(340)가 온(on), 오 프(off) 동작을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 제어부(320)는, 전동기(340)의 이상 유무 판단을 수행하며, 전동기(340)가 온(on), 오프(off) 동작을 위해 상용 교류 전원 공급의 온(on), 오프(off)제어를 수행할 수도 있다. 그 외 위치 감지부(330)에서 출력되는 위치 신호(Sp)가 제어부(320)에 입력되어, 이를 기초로 전동기(340)의 이상 유무를 판단하는 것은 상술한 바와 같을 수 있다.
도 4는 도 3의 위치감지부에서의 위치 신호를 보여주는 도면이다.
도면을 참조하여 설명하면, 전동기(340)가 온(on) 상태인 경우, 위치 감지부(330)는 전동기(340)의 위치를 감지한다. 도면과 같이 위치 신호(Sp)는 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복적으로 가질 수 있다. 이러한 위치 신호(Sp)는 상술한 바와 같이 홀 센서에서 출력되는 신호일 수 있다.
위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복적으로 갖는 경우는, 위치 감지부(330)에서 정상적으로 위치 신호(Sp)를 출력하는 경우이지만, 전동기(340)가 구속된 상태 또는 전동기(340)의 오프 상태인 경우에는 하이레벨(LH) 또는 로우레벨(LL)을 유지하게 된다.
한편, 전동기(340)가 구속된 상태 또는 전동기(340)의 오프 상태인 경우에, 위치 신호(Sp)에 노이즈가 영향을 미쳐, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복적으로 갖는 것으로 제어부(320)가 오판하는 경우가 종종 발생할 수 있다.
또한, 전동기(340)가 온 상태인 경우에, 위치 신호(Sp)에 노이즈가 영향을 미쳐, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복적으로 갖지 않는 것으로 제어부(320)가 오판하는 경우가 종종 발생할 수 있다.
전동기(340)의 온(on) 상태에서 오프(off) 상태로의 변경시점 또는 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로의 변경시점에서 이러한 노이즈 성분이 상당히 심해지게 된다.
도 5는 도 3의 전동기 제어장치의 동작을 설명하기 위한 일예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 5는 전동기(340)의 온(on) 상태에서 오프(off) 상태로의 변경시점 부터 소정 기간(Ta) 동안에 위치 신호(Sp)에 노이즈(N) 성분이 섞여 있는 것을 보여준다.
제어부(320)의 전동기(340) 이상 유무 판단의 오판을 방지하기 위해, 이 소정 기간(Ta) 동안에, 제어부(320)는 이상 유무 판단을 보류하는 것이 바람직하다.
즉, 이 소정 기간(Ta) 동안, 노이즈(N) 성분에 의해, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복하지 않아 전동기(340) 이상으로 판단하는 것을 방지하기 위해, 제어부(320)는 이상 유무 판단을 보류할 수 있다.
한편, 이 소정 기간(Ta) 이후에, 다시 제어부(320)는 전동기(340)의 이상 유무 판단을 재개할 수 있다. 예를 들어, 이 소정 기간(Ta) 이후에, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복하는 경우, 제어부(320)는 전동기(340)가 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레 벨(LL)을 반복하지 않는 경우, 제어부(320)는 전동기(340)가 이상 동작하는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 이상 동작시에, 제어부(320)는, 표시부(230)를 통해 이를 표시하도록 제어할 수도 있다.
한편, 소정 시간(Ta)은 수 초의 시간으로 설정될 수 있다.
도 6은 도 3의 전동기 제어장치의 동작을 설명하기 위한 다른 예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 6은 전동기(340)의 오프(off) 상태서 온(on) 상태에로의 변경시점 부터 소정 기간(Tb) 동안에 위치 신호(Sp)에 노이즈(N) 성분이 섞여 있는 것을 보여준다.
제어부(320)의 전동기(340) 이상 유무 판단의 오판을 방지하기 위해, 이 소정 기간(Tb) 동안에, 제어부(320)는 이상 유무 판단을 보류하는 것이 바람직하다.
즉, 이 소정 기간(Tb) 동안, 노이즈(N) 성분에 의해, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복하지 않아 전동기(340) 이상으로 판단하는 것을 방지하기 위해, 제어부(320)는 이상 유무 판단을 보류할 수 있다.
한편, 이 소정 기간(Tb) 이전에, 제어부(320)는 전동기(340)의 이상 유무 판단을 정상적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 이 소정 기간(Tb) 이전에, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복하는 경우, 제어부(320)는 전동기(340)가 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 위치 신호(Sp)가 하이레벨(LH) 및 로우레벨(LL)을 반복하지 않는 경우, 제어부(320)는 전동기(340)가 이상 동작하는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 이상 동작시에, 제어부(320)는, 표시 부(230)를 통해 이를 표시하도록 제어할 수도 있다.
한편, 소정 시간(Tb)은 수 초의 시간으로 설정될 수 있다.
한편, 도 5 및 도 6에서 제어부(320)가 이상 유무 판단을 보류하는 동안에, 위치 감지부(330)는 위치 신호(Sp)를 제어부(320)로 출력하지 않을 수도 있다. 또는 제어부(320)가 이상 유무 판단을 보류하는 동안에, 위치 감지부(330)는 위치 감지를 수행하지 않을 수도 있다.
이와 같이, 노이즈(N) 성분이 많이 발생하는 전동기의 온/ 오프 상태의 변경시에 제어부(320)가 이상 유무 판단을 보류함으로써, 이상 유무 판단의 오류를 개선할 수 있게 되어 냉장고의 전동기 제어 장치의 안정성이 향상되게 된다.
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.
도 1은 본 발명과 관련한 냉장고를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 냉장고의 구성을 간략히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 냉장고의 전동기 제어장치를 간략히 도시한 블록도이다.
도 4는 도 3의 위치감지부에서의 위치 신호를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 3의 전동기 제어장치의 동작을 설명하기 위한 일예이다.
도 6은 도 3의 전동기 제어장치의 동작을 설명하기 위한 다른 예이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1....... 냉장고 200..... 컨트롤패널
220..... 입력부 230..... 표시부
320..... 제어부 330..... 위치 감지부
340..... 전동기

Claims (7)

  1. 전동기;
    상기 전동기의 위치를 감지하여 위치 신호를 출력하는 위치 감지부; 및
    상기 위치 신호에 기초하여, 상기 전동기의 이상 유무를 판단하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 전동기의 온/ 오프 상태의 변경시점부터 소정 시간 동안에는 상기 이상 유무 판단을 보류하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전동기 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 감지부는, 상기 전동기의 온/ 오프 상태의 변경시점부터 소정 시간 동안에는 상기 위치 신호를 출력하지 않는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전동기 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위치 신호가 하이레벨 및 로우레벨을 반복하지 않는 경우 이상 동작으로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전동기 제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 소정 시간 이후에 상기 이상 유무 판단을 재개하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 전동기 제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치 감지부는 홀 센서인 것을 특징으로 하는 냉장고의 전동기 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전동기는 팬용 전동기인 것을 특징으로 하는 냉장고의 전동기 제어장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전동기는 BLDC 전동기인 것을 특징으로 하는 냉장고의 전동기 제어장치.
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