KR20120023652A

KR20120023652A - 세탁기

Info

Publication number: KR20120023652A
Application number: KR1020117026911A
Authority: KR
Inventors: 도모카즈 세토; 츠요시 시가
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 도시바 홈 어플라이언스 가부시키가이샤; 도시바 콘슈머 일렉트로닉스?홀딩스 가부시키가이샤
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-12-18
Publication date: 2012-03-13
Also published as: KR101332868B1; CN102449219B; US20120068659A1; JP2010269070A; CN102449219A; WO2010137096A1; EP2436821A1; JP5468306B2

Abstract

본 발명은 로터측에 착자량을 용이하게 변경할 수 있는 레벨의 보자력을 갖는 영구자석을 구비하여 구성되고, 세탁 운전을 수행하기 위한 회전 구동력을 발생시키는 영구자석모터(11)와, 상기 영구자석의 착자량을 변화시키도록 여자전류를 발생시키는 착자량 제어수단(30, 32)을 구비하고, 상기 착자량 제어수단(30, 32)은 실행하고 있는 운전을 중단시키는 경우, 또는 운전을 정지시키는 경우에는 상기 영구자석을 증자상태로 하고 나서 상기 중단 또는 상기 정지를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁기이다.

Description

세탁기{WASHING MACHINE}

본 발명은 로터측에 착자량(着磁量)을 용이하게 변경할 수 있는 레벨의 보자력(保磁力)을 갖는 영구자석을 구비하여 구성되는 영구자석모터에 의해, 세탁 운전을 수행하기 위한 회전구동력을 발생시키는 세탁기에 관한 것이다.

출원인은 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 로터마그네트의 일부에 착자량을 용이하게 변경할 수 있는 레벨의 보자력을 갖는 영구자석을 배치하고, 그 자석의 착자량을 변화시킴으로써, 특성을 다이나믹하게 변경 가능한 모터를 세탁기에 적용하는 것을 검토하고 있다. 이러한 구성을 채용하면, 세탁 운전이나 탈수 운전과 같이 요구되는 출력 특성이 크게 변화되는 경우나, 세탁물의 중량에 따라서 모터의 토크 특성을 변화시키는 것이 가능해진다.

일본 공개특허공보 제2006-28095호

그러나, 상기와 같은 구성의 세탁기에서는 운전 도중에 영구자석이 감자(減磁)된 상태에 있을 때 운전이 중단되거나 또는 전원의 공급이 차단되는 등에 의해 정지되면, 다음에 운전을 개시하는 경우에는 모터를 기동할 때의 출력 토크가 부족한 것이 생각된다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 운전의 중단이나 정지가 발생한 경우에도, 다음회의 운전 개시시에 모터의 출력토크가 부족한 것을 피할 수 있는 세탁기를 제공하는 데에 있다.

청구항 1에 기재된 세탁기는 로터측에 착자량을 용이하게 변경 가능한 레벨의 보자력을 갖는 영구자석을 구비하여 구성되고, 세탁 운전을 수행하기 위한 회전 구동력을 발생시키는 영구자석모터와,

상기 영구자석의 착자량을 변화시키도록 여자(勵磁) 전류를 발생시키는 착자량 제어수단을 구비하고,

상기 착자량 제어수단은 실행하고 있는 운전을 중단시키는 경우, 또는 운전을 정지시키는 경우에는 상기 영구자석을 증자 상태로 하고 나서, 상기 중단 또는 상기 정지를 수행하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성하면 중단된 운전을 재개시키는 경우, 또는 다음회에 운전을 개시하는 경우에는 영구자석은 증자된 상태가 되어 있으므로, 영구자석모터를 기동시키기 위해 필요한 토크를 충분히 얻을 수 있다.

또한, 청구항 2에 기재된 세탁기는 로터측에 착자량을 용이하게 변경 가능한 레벨의 보자력을 갖는 영구자석을 구비하여 구성되고, 세탁 운전을 수행하기 위한 회전 구동력을 발생시키는 영구자석모터와,

상기 영구자석의 착자량을 변화시키도록 여자 전류를 발생시키는 착자량 제어수단을 구비하고,

상기 착자량 제어수단은 전원이 투입된 직후에 상기 영구자석을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성하면 설령 전회의 세탁기의 운전이 영구자석이 감자된 상태에서 중단되거나 또는 종료되었다고 해도, 영구자석모터를 기동시키기 위해 필요한 토크를 충분히 얻을 수 있다.

또한, 청구항 10에 기재된 세탁기는 로터측에 착자량을 용이하게 변경할 수 있는 레벨의 보자력을 갖는 영구자석을 구비하여 구성되고, 세탁 운전을 수행하기 위한 회전 구동력을 발생시키는 영구자석모터와,

상기 착자량 제어수단은 상기 영구자석을 감자 상태로 하는 경우에는 그 전처리로서 상기 영구자석을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 영구자석을 감자시키는 경우 감자량을 정확하게 제어하는 것은 비교적 곤란하지만, 영구자석을 증자시키는 경우 증자량을 포화시키는 것은 용이하므로, 최대 증자량을 기준으로 하여 감자를 수행하도록 하면 감자량을 정확하게 제어할 수 있다.

청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 세탁기에 따르면 중단된 운전을 재개하는 경우, 또는 다음회에 운전을 개시하는 경우에 영구자석모터를 기동시키기 위해 필요한 토크를 충분히 얻을 수 있으므로, 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.

청구항 10에 기재된 세탁기에 의하면 영구자석을 감자 상태로 하는 경우의 전처리로서 영구자석을 증자 상태로 하므로, 감자량을 정확하게 제어할 수 있고 영구자석모터의 출력특성을 적절하게 변화시키는 것이 가능해진다.

도 1은 제 1 실시예이고, 세탁기의 운전 종료시에 수행하는 처리부분을 나타내는 플로우차트이다.
도 2a는 알니코 자석의 증자처리, 도 2b는 동 감자처리를 도시한 플로우차트이다.
도 3은 로터의 정지위치와 회전위치센서의 각 신호출력레벨의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 일반적인 세탁기가 전자동운전을 수행하는 공정과, 모터 회전수의 추이를 도시한 도면이다.
도 5a는 드럼모터의 전체 구성을 개략적으로 도시한 평면도, 도 5b는 로터의 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 세탁건조기의 구성을 도시한 종단측면도이다.
도 7은 드럼모터의 구동계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 드럼모터에 대해서 수행하는 센서리스 벡터 제어의 기능 블럭을 도시한 도면이다.
도 9는 제 2 실시예이고 전원이 투입된 경우의 처리부분을 도시한 플로우차트이다.
도 10은 제 3 실시예를 도시한 도 9 상당도이다.
도 11은 제 4 실시예이고 운전 중에 일시 정지 버튼이 온된 경우의 처리를 도시하는 플로우차트이다.
도 12는 제 5 실시예이고 운전중에 전원 오프 버튼이 온된 경우의 처리를 도시한 플로우차트이다.
도 13은 제 6 실시예이고 탈수 운전 중에 대응하는 도 12 상당도이다.
도 14는 제 7 실시예를 도시한 도 13 상당도이다.
도 15는 제 8 실시예를 도시한 도 12 또는 도 13 상당도이다.

(제 1 실시예)

이하, 히트펌프식 세탁건조기(런드리 기기)에 적용한 제 1 실시예에 대해서 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한다. 세탁건조기의 종단측면을 도시한 도 6에서, 외부 상자(1) 내부에는 수조(2)가 복수의 지지장치(3)에 의해 탄성 지지되어 수평 상태로 설치되어 있다. 상기 수조(2)의 내부에는 이와 동축 상태로 회전 드럼(이하, 간단히 드럼이라고 부름)(4)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 상기 드럼(4)은 둘레측부 및 후벽에 통풍구멍을 겸하는 탈수구멍(4a)(일부만 도시)을 다수 구비하고 세탁조, 탈수조 및 건조실로서도 기능한다. 또한, 복수의 배플(4b)(1개만 도시)가 드럼(4)의 내주면에 설치되어 있다.

상기 외부상자(1), 수조(2) 및 드럼(4)에 있어서 모두 전방면부(도면 중, 우측부)에는 세탁물 출입용 개구부(5, 6 및 7)를 각각 구비하고 있고, 개구부(5)와 개구부(6)는 탄성 변형 가능한 벨로우즈(8)에 의해 수밀하게 연통 접속되어 있다. 또한, 외부상자(1)의 개구부(5)에는 이를 개폐하는 문(9)이 설치되어 있다. 또한, 드럼(4)은 배면부에 회전축(10)을 갖고 있고 상기 회전축(10)은 베어링(도시하지 않음)에 의해 지지되며, 수조(2)의 배면부의 외측에 부착된 아우터로터형 3상 브러시리스 DC모터로 이루어진 드럼모터(세탁?탈수 모터, 영구자석모터)(11)에 의해 회전 구동된다. 또한, 회전축(10)은 드럼모터(이하, 간단히 모터라고 함)(11)의 회전축과 일체이고 드럼(4)은 직접구동 방식에 의해 구동된다.

케이싱(13)은 외부상자(1)의 저판(1a)에 복수의 지지부재(12)를 통하여 지지되어 있고, 토출구(13a) 및 흡입구(13b)는 케이싱(13)의 우단부 상부 및 좌단부 상부에 각각 형성되어 있다. 또한, 히트펌프(냉동 사이클)(14)를 구성하는 압축기(15)가 저판(1a)에 설치되어 있다. 또한, 케이싱(13) 내에는 동일하게 히트펌프(14)를 구성하는 응축기(16) 및 증발기(17)가 우측으로부터 좌측을 향하여 차례로 설치되어 있고, 또한 송풍팬(18)이 우단부에 위치하여 설치되어 있다. 접시 형상의 물받이부(13c)는 케이싱(13)에서의 증발기(17)의 하방에 위치하는 부위에 형성되어 있다.

흡기구(19)는 수조(2)에서 전방면부의 상부에 형성되고, 배기구(20)는 배면부 하부에 형성되어 있다. 흡기구(19)는 직선형상 덕트(21) 및 신축 자유로운 연결 덕트(22)를 통하여 케이싱(13)의 토출구(13a)에 접속되어 있다. 또한, 배기구(20)는 환형 덕트(23) 및 신축 자유로운 연결 덕트(24)를 통하여 케이싱(13)의 흡입구(13b)에 접속되어 있다. 환형 덕트(23)는 수조(2)의 배면부의 외측에 부착되어 있고, 모터(11)와 동심원 형상을 이루도록 형성되어 있다. 즉, 환형 덕트(23)의 입구측이 배기구(20)에 접속되고, 출구측이 연결 덕트(24)를 통하여 흡입구(13b)에 접속되어 있다. 그리고, 공기순환경로(25)가 상기 케이싱(13), 연결 덕트(22), 직선 형상 덕트(21), 흡기구(19), 배기구(20), 환형 덕트(23) 및 연결 덕트(14)에 의해 구성되어 있다.

3방향 밸브로 이루어진 급수밸브(26)는 외부 상자(1) 내에서의 후방 상부에 설치되고, 세제 투입기(26a)는 전방 상부에 설치되어 있다. 급수 밸브(26)는 그 입수구가 급수 호스를 통하여 수도꼭지에 접속되고, 제 1 출수구가 세탁용 급수호스(26b)를 통하여 세제 투입기(26a)의 상단의 입수구에 접속되며, 제 2 출수구가 헹굼용 급수 호스(26c)를 통하여 세제 투입기(26a)의 하단의 입수구에 접속되어 있다. 그리고, 세제 투입기(26a)의 출수구는 수조(2)의 상부에 형성된 급수구(2a)에 급수 호스(26d)를 통하여 접속되어 있다.

배수구(2b)는 수조(2)의 저부의 후방 부위에 형성되어 있고, 상기 배수구(2b)는 배수 밸브(27a)를 통하여 배수 호스(27)에 접속되어 있다. 또한, 배수호스(27)의 일부는 신축 자유롭게 이루어져 있다. 그리고, 케이싱(13)의 물받이부(13c)는 배수호스(28) 및 역류방지밸브(28a)를 통하여 배수호스(27)의 도중 부위에 접속되어 있다.

조작 패널부(29)는 외부상자(1)의 전방면 상부에 배치되어 있고, 상기 조작 패널부(29)에는 도시하지 않지만 표시기 및 각종 조작 스위치가 설치되어 있다. 또한, 표시?조작용 기판(57)은 조작 패널부(29)의 이면에 설치되고, 기판 케이스(110)에 내장되는 제어회로(착자량 제어수단, 중량 검지수단)(30)과 통신을 수행함으로써 조작패널부(29)가 제어된다. 제어회로(30)는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있고 조작 패널부(29)의 조작 스위치의 조작에 따라서 급수 밸브(26), 모터(11) 및 배수밸브(27a)를 제어하고 세탁, 헹굼 및 탈수의 세탁운전이나, 모터(11) 및 압축기(15)를 구동하는 3상 브러시리스 DC모터로 이루어진 압축기 모터(컴프레서 모터, 도시하지 않음)을 제어하여 건조 운전을 실행한다.

도 7은 모터(11)의 구동계를 개략적으로 도시하는 것이다. 인버터 회로(PWM 제어 방식 인버터, 착자량 제어수단)(32)은 6개의 IGBT(반도체 스위칭 소자)(33a~33f)를 3상 브리지 접속하여 구성되고, 각 IGBT(33a~33f)의 컬렉터 에미터간에는 플라이휠 다이오드(34a~34f)가 접속되어 있다. 하부 암측의 IGBT(33d, 33e, 33f)의 에미터는 션트 저항(전류검출수단)(35u, 35v, 35w)를 통하여 그라운드에 접속되어 있다. 또한, IGBT(33d, 33e, 33f)의 에미터와 션트저항(35u, 35v, 35w)의 공통 접속점은 각각 레벨 시프트 회로(36)를 통하여 제어회로(30)에 접속되어 있다. 또한, 모터(11)의 권선(11u~11w)에는 전류가 최대 15A 정도 흐르므로, 션트 저항(35u~35w)의 저항값은 예를 들어 0.1Ω으로 설정되어 있다.

레벨시프트 회로(36)는 오피 앰프 등을 포함하여 구성되고, 션트 저항(35u~35w)의 단자 전압을 증폭하고 또한 그 증폭신호의 출력범위가 정측으로 들어가도록(예를 들어, 0 ~ +3.3V) 바이어스를 부여한다. 또한, 과전류 비교회로(38)는 인버터 회로(32)의 상하 암이 단락한 경우, 회로의 파괴를 방지하기 위해 과전류 검출을 수행한다.

구동용 전원회로(39)는 인버터 회로(32)의 입력측에 접속되어 있고, 100V의 교류전원(40)을, 다이오드브리지로 구성되는 전파정류회로(41) 및 직렬 접속된 2개의 컨덴서(전해 컨덴서)(42a, 42b)에 의해 배전압 전파정류하고 약 280V의 직류전압을 인버터 회로(32)에 공급한다. 인버터 회로(32)의 각 상(相) 출력단자는 모터(11)의 각상 권선(11u, 11v, 11w)에 접속되어 있다.

또한, 교류전원(40)의 일단과 전파정류회로(41)의 교류입력단자의 일방측의 사이에는 릴레이(47)가 삽입되어 있고, 교류입력단자간에는 포토커플러(PC, 입력상태 검지수단)(48)이 저항소자(59a, 59b)를 각각 통하여 접속되어 있다. 또한, 상시개방형 전원 스위치(49)는 릴레이(47)에 대하여 병렬로 접속되어 있다. 전원 스위치(49)가 사용자에 의해 온 조작되고 모멘터리 동작에 의해 폐쇄되면, 릴레이(47)의 양단이 단락되어 제어회로(30)에 초기 전원이 공급된다. 그렇게 하면, 제어회로(30)는 릴레이(47)의 도시하지 않은 코일에 통전하여 릴레이(47)를 폐쇄함으로써 이후의 전원공급을 유지한다. 또한 제어회로(30)는 교류전원 주파수에 따른 포토커플러(48)의 출력신호(주파수 50㎐/60㎐의 신호)를 참조함으로써 교류전원(40)이 입력되어 있는지의 여부를 판정한다.

제어회로(30)는 레벨시프트 회로(36)를 통하여 얻어지는 모터(11)의 권선(11u~11w)에 흐르는 전류(Iau~Iaw)를 검출하고, 그 전류값에 기초하여 2차측의 회전자계의 위상(θ) 및 회전 각속도(ω)를 추정하고 또한 3상 전류를 직교 좌표 변환 및 d-q(direct-quadrature) 좌표 변환하여 여자전류성분(Id), 토크전류성분(Iq)을 얻는다.

그리고, 제어회로(30)는 외부로부터 속도지령이 부여되면, 추정한 위상(θ) 및 회전 각속도(ω) 및 전류성분(Id, Iq)에 기초하여 전류지령(Idref, Iqref)를 생성하고, 그것을 전압지령(Vd, Vq)으로 변환하면, 또한 직교좌표변환 및 3상좌표변환을 수행한다. 최종적으로는 구동신호가 PWM신호로서 생성되고, 인버터 회로(32)를 통하여 모터(11)의 권선(11u~11w)에 출력된다.

제 1 전원회로(43)는 인버터 회로(32)에 공급되는 약 280V의 구동용 전원을 강압(降壓)하여 15V의 제어용 전원을 생성하고, 제어회로(30) 및 구동회로(44)에 공급한다. 또한, 제 2 전원회로(45)는 제 1 전원회로(43)에 의해 생성된 15V 전원에서 3.3V 전원을 생성하고, 제어회로(30)에 공급하는 3단자 레귤레이터이다. 고압 드라이버 회로(46)는 인버터 회로(32)에서의 상부 암측의 IGBT(33a~33c)를 구동하기 위해 배치되어 있다.

또한, 모터(11)의 로터에는 기동시에 사용하기 위한 예를 들어 홀 IC로 구성되는 회전위치센서(51)(u,v,w)가 배치되어 있고, 회전위치센서(51)(위치검출수단)가 출력하는 로터의 위치신호는 제어회로(30)에 부여되어 있다. 즉, 제어회로(30)는 모터(11)의 기동시에서 로터 위치의 추정이 가능해지는 회전속도(예를 들어, 약 30rpm)까지는 회전위치센서(51)를 사용하여 벡터 제어를 수행하고, 상기 회전속도에 도달한 이후에는 회전위치센서(51)를 사용하지 않은 센서리스 벡터 제어로 전환된다.

그리고, 압축기 모터에 대해서는 구체적으로는 도시하지 않지만 모터(11)의 구동계와 거의 대칭인 구성이 배치되어 있다.

또한, 전원회로(39)의 출력단자와 그라운드 사이에는 저항소자(52a, 52b)의 직렬회로가 접속되어 있고, 그들의 공통접속점은 제어회로(30)의 입력단자에 접속되어 있다. 제어회로(30)는 저항소자(52a, 52b)에 의해 분압된 인버터 회로(32)의 입력전압을 판독하고, PWM신호 듀티를 결정하기 위한 기준이 된다.

인버터 회로(32)의 W상 출력단자와 그라운드 사이에는 다이오드(53), 저항소자(54a, 54b)(유기전압 검출수단)의 직렬회로가 접속되어 있고, 저항소자(54b)에는 콘덴서(유기전압 검출수단)(55)가 병렬로 접속되어 있다. 그리고, 저항소자(54a, 54b)의 공통 접속점은 제어회로(30)의 입력단자에 접속되어 있고, 제어회로(30)는 모터(11)가 공전하고 있는 경우에 권선(11W)에 발생하는 유기전압을 검출한다.

그 밖에, 제어회로(30)는 예를 들어 도어록 제어회로나 건조용 팬모터 등의 각종 전장품(56)을 제어하거나, 전술한 표시?조작용 기판(57) 사이에서 조작신호나 제어신호 등의 입출력을 수행한다. 또한, 세탁운전의 진행상황에 따라서 문(9)의 잠금(록), 해제(언록)를 수행하기 위한 도어록 액츄에이터(58)의 구동을 제어한다.

도 8은 제어회로(30)가 모터(11)(및 압축기 모터)에 대해서 수행하는 센서리스 벡터 제어의 기능 블럭을 도시한 도면이다. 이 구성은 예를 들어 일본 공개특허공보 제2003-181187호 등에 개시되어 있는 것과 동일하고 여기에서는 개략적으로 설명한다. 또한, 도 8에서 (α,β)는 모터(11)의 각 상에 대응하는 전기각 120도 간격의 3상(UVW) 좌표계를 직교 변환한 직교 좌표계를 나타내고, (d,q)는 모터(11)의 로터의 회전에 수반하여 회전하고 있는 2차 자속의 좌표계를 나타낸다.

감산기(62)에는 속도지령출력부(60)로부터 좌표속도지령(ωref)이 피감산값으로서, 추정기(Estimator)(63)에 의해 검출된 모터(11)의 검출속도(ω)가 감산값으로서 부여되고, 감산기(62)의 감산결과는 속도 PI(Proportional-Integral) 제어부(65)에 부여된다. 속도 PI 제어부(65)는 목표속도지령(ωref)과 검출속도(ω)의 차분량에 기초하여 PI(비례적분) 제어를 수행하고, q축 전류지령값(Iqref)과 d축 전류지령값(Idref)을 생성하여 감산기(66q, 66d)에 피감산값으로서 각각 출력한다. 감산기(66q, 66d)에는 αβ/dq 변환기(67)로부터 출력되는 q축 전류값(Iq), d축 전류값(Id)이 감산값으로서 각각 부여되고, 감산결과는 전류 PI 제어부(68q, 68d)에 각각 부여된다. 또한, 속도 PI 제어부(65)에서의 제어주기는 1m초로 설정되어 있다.

전류 PI 제어부(68q, 68d)는 q축 전류지령값(Iqref)과 d축 전류지령값(Idref)의 차분량에 기초하여 PI 제어를 수행하고, q축 전압 지령값(Vq) 및 d축 전압지령값(Vd)을 생성하여 dq/αβ 변환부(69)에 출력하다. dq/αβ 변환부(69)에는 추정기(63)에 의해 검출된 2차 자속의 회전위상각(로터 위치각)(θ)이 부여되고, 그 회전위상각(θ)에 기초하여 전압 지령값(Vd, Vq)을 전압 지령값(Vα, Vβ)으로 변환한다.

dq/αβ 변환부(69)가 출력하는 전압 지령값(Vα, Vβ)는 αβ/UVW 변환부(70)에 의해 3상의 전압지령값(Vu, Vv, Vw)으로 변환되어 출력된다. 전압지령값(Vu, Vv, Vw)은 전환스위치(71u, 71v, 71w)의 한쪽의 고정접점(71ua, 71va, 71wa)에 부여되고, 다른쪽 고정접점(71ub, 71vb, 71wb)에는 초기 패턴 출력부(76)로부터 출력되는 전압 지령값(Vus, Vvs, Vws)이 부여된다. 전환스위치(71u, 71v, 71w)의 가동접점(71uc, 71vc, 71wc)는 PWM형성부(73)의 입력단자에 접속되어 있다.

PWM형성부(73)는 전압지령값(Vus, Vvs, Vws 또는 Vu, Vv, Vw)에 기초하여 15.6 ㎑의 캐리어(삼각파)를 변조한 각 상의 PWM 신호 Vup(+,-), Vvp(+,-), Vwp(+,-)를 인버터 회로(32)에 출력한다. PWM 신호(Vup~Vwp)는 예를 들어 모터(11)의 각 상 권선(11u, 11v, 11w)에 정현파 형상의 전류가 통전되도록, 정현파에 기초한 전압 진폭에 대응하는 펄스폭의 신호로서 출력된다.

A/D 변환부(74)는 IGBT(33d~33f)의 에미터에 나타나는 전압신호를 A/D 변환한 전류데이터(Iau, Iav, Iaw)를 UVW/αβ변환부(75)에 출력한다. UVW/αβ변환부(75)는 3상의 전류데이터(Iau,Iav,Iaw)를 소정의 연산식에 따라서 직교 좌표계의 2축 전류데이터(Iα, Iβ)로 변환한다. 그리고, 2축 전류 데이터(Iα, Iβ)를 αβ/dq 변환부(67)에 출력한다.

αβ/dq변환부(67)는 벡터 제어시에는 추정기(63)로부터 모터(11)의 로터 위치각(θ)을 얻음으로써, 소정의 연산식에 따라서 2축 전류 데이터(Iα, Iβ)를 회전 좌표계(d, q)상의 d축 전류값(Id), q축 전류값(Iq)으로 변환하면, 그것을 전술한 바와 같이 추정기(63) 및 감산기(66d, 66q)에 출력한다.

추정기(63)는 q축 전압 지령값(Vq), d축 전압 지령값(Vd), q축 전류값(Iq), d축 전류값(Id)에 기초하여 로터의 위치각(θ) 및 회전속도(ω)를 추정하고 각 부에 출력한다. 여기에서, 모터(11)는 기동시에는 초기 패턴 출력부(76)에 의한 기동 패턴이 인가되고 강제전류(轉流)가 수행된다. 그 후, 회전위치센서(51)에 의해 센서 신호에 기초하여 벡터제어를 수행하면, 추정기(63)가 기동되고 모터(11)의 로터의 위치각(θ) 및 회전속도(ω)가 추정되는 센서리스 벡터제어로 이행한다. 또한, 압축기 모터의 경우에는 강제전류로부터 센서리스 벡터제어로 이행한다.

전환 제어부(77)는 PWM 형성부(73)로부터 부여되는 PMW신호의 듀티 정보에 기초하여 전환 스위치(71)의 전환을 제어한다. 또한, 이상의 구성에서 인버터 회로(32)를 제외한 구성은 제어회로(30)의 소프트웨어에 의해 실현되고 있는 기능을 블럭화한 것이다. 벡터 제어에서의 전류제어주기는 예를 들어 128μ초로 설정되어 있다. 단, PWM 반송파 주기는 모터(11)측이 64μ초, 압축기 모터측이 128μ초가 되어 있다. 그리고, 제어회로(30)와 인버터 회로(32)가 인버터 장치(99)를 구성하고 있다.

도 5a 및 5b는 모터(11)의 전체 구성을 개략적으로 도시하는 평면도와 그 일부를 확대하여 도시한 사시도이다. 모터(11)는 스테이터(91)와, 이들의 외주에 설치된 로터(92)로 구성되고, 스테이터(91)는 스테이터 코어(93)와 스테이터 권선(11u, 11v, 11w)으로 구성되어 있다. 스테이터 코어(93)는 환상의 요크부(93a)와, 상기 요크부(93a)의 외주부로부터 방사상으로 돌출되는 다수의 티스(teeth)부(93b)를 갖고 있고, 스테이터 권선(11u, 11v, 11w)은 각 티스부(93b)에 감겨져 있다.

로터(92)는 프레임(94)과 로터 코어(95)와 복수의 영구자석(96, 97)을 도시하지 않은 몰드 수지에 의해 일체화한 구성이다. 프레임(94)은 자성체인 예를 들어 철판을 프레스 가공함으로써 편평한 바닥이 있는 원통형상으로 형성되어 있다. 그리고, 영구자석(96, 97)은 로터마그네트(98)를 구성하고 있다.

로터코어(95)는 프레임(94)의 둘레측벽의 내주부에 배치되어 있고, 그 내주면은 내측을 향하여 원호형상으로 돌출되는 복수의 볼록부(95a)를 갖는 요철형상으로 형성되어 있다. 이들 복수의 볼록부(95a)의 내부에는 축방향으로 관통하고 단변의 길이가 다른 직사각형 형상 삽입구멍(95b, 95c)이 형성되어 있으며, 그것이 하나씩 번갈아 환형상으로 배치되어 있다. 각 삽입구멍(95b, 95c)에는 네오듐 자석(96)(제 1 영구자석)과, 알니코 자석(97)(제 2 영구자석)이 삽입되어 있다. 이 경우, 네오듐 자석(96)의 보자력은 약 900 kA/m, 알니코 자석(97)의 보자력은 약 100 kA/m이며, 보자력이 9배 정도 다르다.

또한, 이들 2종류의 영구자석(96, 97)은 각각 1종류로 1자극을 형성하고 있고, 그 자화방향이 모터(11)의 직경방향을 따르도록, 예를 들어 각 24개씩, 합계 48개 배치되어 있다. 이와 같이 2종류의 영구자석(96, 97)을 번갈아 또한 그 자화방향이 직경방향을 따르도록 배치함으로써, 인접하여 배치된 영구자석(96, 97)이 서로 반대방향으로 자극을 갖는 상태(한쪽의 N극이 내측, 다른쪽의 N극이 외측이 되는 상태)가 되고, 이들 네오듐 자석(96)과 알니코 자석(97) 사이에 예를 들어 화살표 B로 나타내는 방향으로 자기경로(자속)가 발생한다. 즉, 보자력이 큰 네오듐 자석(96)과 보자력이 작은 알니코 자석(97)의 쌍방을 통과하는 자기경로가 형성되도록 이루어져 있다.

다음에, 본 실시예의 작용에 대해서 도 1 내지 도 4도 참조하여 설명한다. 도 4는 일반적인 세탁기가 전자동운전을 수행하는 경우의 공정을 도시한 것으로, 횡축이 경과시간(분), 종축이 모터(11)의 회전수(rpm)이다. 또한, 상기에서 설명한 구성은 세탁건조기이지만, 설명의 사정상 건조운전에 대해서는 생략하고 있다. 도면 중의 (A)~(O)는 다음의 각 공정에 대응하고 있다. (A) 급수?교반 공정, (B) 세탁 공정, (C) 배수 공정, (D) 균형 잡기(1) 공정, (E) 헹굼 탈수(1) 공정, (F) 급수 공정, (G) 헹굼 교반(1) 공정, (H) 배수 공정, (I) 균형 잡기(2) 공정, (J) 헹굼 탈수(2) 공정, (K) 급수 공정, (L) 헹굼 교반(2) 공정, (M) 배수 공정, (N) 균형잡기 공정, (O) 최종 탈수. 또한, 도면에서 (1) 내지 (7)은 모터(11)의 증감자를 수행하는 타이밍이고, 각각 이하의 처리를 나타내고 있다. (1) 증자, (2) 감자 대, (3) 증자, (4) 감자 대, (5) 증자, (6) 감자 소, (7) 증자.

이들 중, 모터(11)의 회전수의 변화가 현저해지는 주된 공정은 (B) 세탁 공정, (E) 헹굼 탈수(1) 공정, (G) 헹굼 교반(1) 공정, (J) 헹굼 탈수(2) 공정, (L) 헹굼 교반(2) 공정, (O) 최종 탈수 공정이다. 공정(B), (G), (L)에서의 모터(11)의 최고 회전수는 50rpm 정도이고 공정(E), (J)에서의 최고 회전수는 1300rpm 정도, 공정(O)의 최고 회전수는 850rpm 정도로 되어 있다. 또한, 공정(B), (G), (L)에서의 모터(11)의 출력 토크는 280 kgf?㎝ 정도, 공정 (E), (J)에서의 출력 토크는 20~30 kgf?㎝정도이다. 즉, 공정 (B), (G), (L)은 저속 회전?고출력 토크에서의 운전이 되고 공정 (E), (J)는 고속회전?저출력 토크에서의 운전이 된다.

또한, 세탁건조기가 드럼(4) 내의 세탁물에 열을 가하면서 탈수를 수행하는 「예열 탈수」 운전의 경우에는 (E), (J)의 헹굼 탈수 공정과 동일한 패턴이 된다.

그리고, 종래의 세탁기에서는 전술한 바와 같이 고속회전?저출력 토크 운전에서는 약한 자계 제어를 수행함으로써 회전수를 보다 상승시키고 있었지만, 본 실시예에서는 모터(11)의 로터(92)를 구성하는 알니코 자석(97)의 착자량을 변화시키고, 모터(11)를 세탁기의 각 운전에 대해서 요구되는 특성에 적합하도록 로터마그네트(98)의 자속을 다이나믹하게 변화시킨다.

즉, 세탁?헹굼 운전과 같이 저속회전?고출력 토크가 요구되는 경우에는 알니코 자석(97)의 착자량을 증가(증자)시킴으로써 로터마그네트(98) 전체의 자속을 증가시키고, 탈수운전과 같이 고속회전?저출력 토크가 요구되는 경우에는 알니코 자석(97)의 착자량을 감소(감자)시킴으로써 로터마그네트(98) 전체의 자속을 감소시키도록 제어한다.

이하, 알니코 자석(97)의 착자량을 변화시키는 처리에 대해서 설명한다. 도 2a는 탈수운전으로부터 세탁?헹굼 운전으로 이행하는 경우에 알니코 자석(97)이 감자되어 있는 상태로부터 증자시키는 경우의 처리를 도시한 플로우차트이다. 탈수운전에서의 드럼(4)-모터(11)의 회전을 정지시키기 위해 브레이크 동작을 개시하고(단계(S1)), 회전이 정지하면(단계(S2): 예), 알니코 자석(97)을 증자시키도록 d축 전류를 출력한다(단계(S3)). 이 경우, d축 전류를 부여함으로써 로터(92)의 회전위치가 고정된다. 다음에, 그 상태로부터 로터(92)를 1전기각도분(1/24 기계각분) 이동시키도록 통전상을 변화시키고(단계(S4)), 각도 d축 전류를 출력하면(단계(S5)) 처리를 종료한다.

여기에서, 도 5a에 도시한 바와 같이 알니코 자석(97)은 시계 방향으로 U, V, W, …의 순서로 나열되어 있고, 예를 들어 최상부의 U상을 기준으로 로터(92)를 위치 결정하면, 스테이터(91)의 티스부(93b)가 마주하는 알니코 자석(97)은 U, W, V, U, W, V, … 의 하나 거르는 순서가 된다. 따라서, 단계(S3)에서는 상기와 같이 알니코 자석(97)이 하나 걸러 증자되고, 그 사이에 위치하는 알니코 자석(97)은 착자가 불완전한 상태가 된다. 그래서, 단계(S4)에서 로터(92)를 1전기각도분 이동시키면, 남은 알니코 자석(97)을 양호하게 증자시키는 것이 가능해진다.

또한, 단계(S3)에서 d축 전류를 발생시켜 최초의 증자를 수행하는 경우에는 그 이전에 회전위치센서(51)에 의해 정지상태에 있는 로터(92)의 위치를 파악하고, 그 정지위치에 따라서 통전상(通電相)을 결정한다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이 로터(92)의 정지위치에 따라서 회전위치센서(홀센서)(51u, 51v, 51w)의 각 신호 A, B, C의 출력 레벨은 전기각 60도마다 다른 6개의 상태가 있다. 그래서, 센서 신호 A, B, C의 출력 레벨에 대응한 통전상에서 d축 전류를 부여하고, 로터(92)를 30도, 90도, 150도, …의 각 위치에 고정하면 통전시에서의 로터(92)의 회전 이동량이 적어지므로 소음을 억제할 수 있다. 또한, 세탁기는 실내에 설치되는 경우가 많으므로, 소음을 감소시키는 것은 매우 중요하다.

또한, 도 2b는 세탁?헹굼 운전으로부터 탈수 운전으로 이행하는 경우에 알니코 자석(97)을, 증자되어 있는 상태로부터 감자시키는 경우의 처리를 나타내는 플로우차트이다. 기본적인 순서는 도 2a의 케이스와 동일하고, 단계(S3, S5)에 대응하는 단계(S8, S10)이 「감자전류출력」이 되어 있을 뿐이다.

도 1은 도 4에 도시한 (O) 최종탈수공정을 완료한 후에, 세탁기의 운전을 종료시키기 위해 제어회로(30)가 수행하는 처리부분을 도시한 플로우차트이다. 제어회로(30)는 (O) 최종탈수공정이 완료되면(단계(S11)), 도 2a에 도시한 증자처리를 수행한다(단계(S12), 도 4에 도시한 증자(7)에 대응). 그리고, 도어록 액츄에이터(58)에 의해 문(9)의 록 상태를 해제(잠금 해제)하고, 또한 운전이 종료되었다는 알림처리를 수행하도록 표시?조작용 기판(57)에 제어신호를 출력한다(단계(S13)). 그리고, 릴레이(47)를 개방하고 전원공급을 차단하여 종료 상태가 된다.

이상과 같이 본 실시예에 의하면 모터(11)를 구성하는 로터마그네트(98)에 착자량을 용이하게 변경 가능한 레벨의 보자력을 갖는 알니코 자석(97)을 구비하고, 제어회로(30)가 인버터 회로(32)를 통하여 알니코 자석(97)의 착자량을 변화시키도록 여자전류를 발생시키는 경우에, 제어회로(30)는 세탁기의 운전을 정지시킬 때에는 알니코 자석(97)을 증자 상태로 한다. 따라서, 세탁기가 다음회에 운전을 개시하는 경우에는 알니코 자석(97)은 증자된 상태가 되어 있고, 모터(11)를 기동시키기 위해 필요한 토크를 충분히 얻을 수 있어, 세탁기의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 세탁기가 건조공정을 수행한 후에 운전을 종료하는 경우, 건조공정의 최후 단계에서 모터(11)에 설정되는 회전수는 예를 들어 100rpm 정도인점에서, 모터(11)는 증자된 상태에서 운전을 종료하게 된다.

또한, 이후에는 알니코 자석(97)의 착자량을 증감시켜 로터마그네트(98)의 자속을 증감시키는 것을, 「모터(11)를 증감자한다」라고 표현한다.

(제 2 실시예)

도 9는 제 2 실시예를 도시한 것이고 제 1 실시예와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략하고, 이하 다른 부분에 대해서 설명한다. 도 9는 사용자가 조작 패널부(29)에 배치되어 있는 전원 「온」스위치를 온함으로써 전원이 투입된 경우의 처리 부분을 도시한 플로우차트이다. 제어회로(30)는 전원이 투입된 직후에 모터(11)의 로터마그네트(98)의 착자상태가 어떻게 되어 있는지를 확인한다(초기 판독, 단계(S21)).

여기에서 제어회로(30)는 도 4에 도시한 일련의 공정이 어떤 단계까지 완료되었는지를 기록하기 위해, 내부의 불휘발성 메모리(도시하지 않음)에 공정의 진척 상태를 나타내는 플래그를 각 공정이 종료될 때마다 기록하고 있다. 따라서, 상기 플래그를 참조함으로써 그 시점의 로터마그네트(98)의 착자상태를 확인할 수 있게 되어 있다. 예를 들어, 제 1 실시예와 같이 통상대로 최종탈수공정이 완료된 후에 모터(11)의 증자처리를 수행하고 운전이 종료되면(단계(S22: 예)) 다음 공정으로 진행된다(단계(S23)).

즉 이 경우, 이후에 세탁물의 중량을 검지하는 센싱 처리나, 또는 세탁 운전을 개시하기 위해 모터(11)를 기동하는 경우에 큰 출력 토크를 얻을 수 있으므로, 그대로 다음 공정으로 진행하는 데에 전혀 문제가 없다.

한편, 단계(S22)에서 모터(11)가 감자된 상태인 것을 나타내고 있으면(아니오), 제어회로(30)는 일단 문(9)을 록 상태로 한다(단계(S24)). 그리고, 증자처리를 수행하면(단계(S25)), 문(9)의 록을 해제하고 나서(단계(S26)) 단계(S27)로 이행한다. 여기에서, 단계(S25)를 실행할 때 문(9)을 록 상태로 하는 것은 증자처리를 수행하기 이전에 드럼(4)의 내부에 세탁물이 투입되는 것을 방지하거나, 사용자가 드럼(4) 내에 손을 넣는 것을 방지하기 위함이다.

이상과 같이 제 2 실시예에 의하면 제어회로(30)는 세탁기에 전원이 투입된 직후에 모터(11)를 증자 상태로 하므로, 설령 전회의 세탁기의 운전이 모터(11)가 감자된 상태에서 중단되거나, 또는 종료되었다고 해도 모터(11)를 기동시키기 위해 필요한 토크를 충분히 얻을 수 있고, 세탁기의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.

(제 3 실시예)

도 10은 제 3 실시예를 도시한 것으로 제 2 실시예와 동일하게 전원이 투입된 경우의 처리 부분을 나타내고 있고, 단계(S22)로 바꾸어 「도어록은 해제 상태인가?」의 판단 단계(S27)가 배치되어 있다. 즉, 단계(S21)에서 초기 판독을 수행한 결과, 문(9)의 록이 해제되어 있으면(단계(S27): 예) 문제가 없으므로 그대로 다음 공정으로 진행한다(단계(S23)).

한편, 문(9)이 록되어 있는 상태에 있으면(단계(S27): 아니오), 전회의 운전종료가 제 1 실시예와 같이 적절한 수순을 거치지 않고, 예를 들어 정전이나 전원 플러그의 탈락이라는 비정상적인 형태로 종료되었을 가능성이 있다. 그래서 이 경우, 단계(S22)로 이행하여 모터(11)의 착자상태를 확인하고, 그 결과에 따라서 제 2 실시예와 동일하게 단계(S25, S26)를 실행한다.

이상과 같이 제 3 실시예에 의하면 제어회로(30)는 세탁기에 전원이 투입된 직후에 문(9)이 록되어 있는 상태에 있으면 모터(11)를 증자 상태로 하므로, 제 2 실시예와 동일하게, 전회의 세탁기의 운전이 모터(11)가 감자된 상태에서 중단이나 종료되었어도, 모터(11)를 기동시키기 위해 필요한 토크를 충분히 얻을 수 있고, 세탁기의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능해진다.

(제 4 실시예)

도 11은 제 4 실시예를 도시한 것이다. 제 4 실시예는 세탁기의 운전중에 사용자에 의해 일시 정지를 지시하는 조작버튼(일시정지버튼, 개시버튼이 겸용되는 경우도 있다)이 온된 경우의 처리를 도시한다. 일시정지버튼이 온 조작되면(단계(S31: 예), 제어회로(30)는 제 2 실시예의 단계(S21, S22)와 동일하게 하여 모터(11)가 증자 상태에 있는지의 여부를 판단한다(단계(S33)).

단계(S33)에서 모터(11)가 증자 상태이면(예), 그 시점의 운전상태를 확인하고, 예를 들어 드럼(4) 내의 수위 등으로부터 문(9)의 록이 해제 가능한 상태인지의 여부를 판단한다(단계(S34)). 해제 가능하면(예), 문(9)의 록을 해제하고(단계(S35), 사용자에 의한 입력(일시 정지의 해제)을 대기하는 상태가 된다(단계(S36)). 또한, 단계(S34)에서 문(9)의 록이 해제 불가능하면(아니오) 단계(S36)로 이행한다.

한편, 단계(S33)에서 모터(11)가 감자 상태이면(아니오), 증자처리를 수행하고 나서(단계(S37)) 단계(S34)로 이행한다. 즉, 세탁기가 일시 정지 상태가 되면, 모터(11)가 회전중이면 회전은 정지되므로, 그 후 사용자의 입력조작에 의해 일시정지상태가 해제되면 모터(11)는 정지상태로부터 재기동된다. 이 때, 로터마그네트(98)가 감자된 상태가 되어 있으면, 기동 토크가 부족한 것이 생각되므로, 단계(S36)에서 입력대기상태가 되기 전에 증자 처리를 수행한다.

이상과 같이 제 4 실시예에 의하면 제어회로(30)는 모터(11)가 감자 상태가 되어 있는 동안에, 사용자에 의해 운전을 중단하기 위한 입력조작인 일시정지버튼의 온 조작이 수행되면 모터(11)를 증자 상태로 하므로, 일시정지상태가 해제되어 모터(11)를 재기동하는 경우에 필요한 토크를 확보할 수 있다.

(제 5 실시예)

도 12는 제 5 실시예를 도시한 것이다. 제 5 실시예는 세탁기의 운전중에 사용자에 의해 전원「오프」를 지시하는 조작 버튼(전원 오프 버튼)이 온된 경우의 처리를 도시한다. 전원 오프 버튼이 온 조작되면(단계(S41): 예), 제어회로(30)는 릴레이(47)를 개방함으로써 교류전원(40)을 차단한다. 이후에는 컨덴서(42)에 충전되어 있는 전력을 사용하여 동작한다.

그리고 나서, 제어회로(30)는 제 4 실시예의 단계(S33)와 동일하게 하여 모터(11)가 증자 상태에 있는지의 여부를 판단하고(단계(S43)), 증자 상태에 있으면(예) 특별한 처리를 수행하지 않고 그대로 전원이 차단되는 상태로 이행한다(단계(S44). 한편, 단계(S43)에서 모터(11)가 감자 상태이면(아니오), 증자처리를 수행하고 나서(단계(S45)) 단계(S44)로 이행한다.

즉, 세탁기의 운전이 정지된 후, 다음에 운전이 개시되는 경우에는 모터(11)는 정지상태로부터 재기동된다. 이 때, 로터마그네트(98)가 감자된 상태로 되어 있으면 기동 토크가 부족한 것이 생각되므로, 증자처리를 수행하게 된다.

이상과 같이 제 5 실시예에 의하면 제어회로(30)는 모터(11)가 감자 상태가 되어 있는 동안, 사용자에 의해 전원을 차단하기 위한 입력조작인 전원 오프 버튼의 온 조작이 수행되면 모터(11)를 증자 상태로 하므로, 다음회에 운전을 개시하는 경우에 모터(11)를 기동하기 위해 필요한 토크를 확보할 수 있다. 또한, 제 5 실시예의 경우, 제어회로(30)는 단계(S41)에서「예」라고 판단한 단계에서 릴레이(47)를 개방하지 않고 단계(S43)에서「예」라고 판단한 단계나, 단계(S45)를 실행한 후에 릴레이(47)를 개방하도록 해도 좋다.

(제 6 실시예)

도 13은 제 6 실시예를 도시한 것이다. 제 6 실시예는 세탁기가 탈수운전 중에 사용자에 의해 전원 오프 버튼이 온된 경우의 처리를 도시한다. 탈수공정이 수행되고 있는 동안에(단계(S51)) 전원 오프 버튼이 온 조작되면(단계(S52): 예), 제어회로(30)는 릴레이(47)를 개방함으로써 교류전원(40)을 차단한다. 이후에는 제 5 실시예와 동일하게, 컨덴서(42)에 충전되어 있는 전력을 사용하여 동작한다.

그리고, 제어회로(모터제어수단)(30)은 인버터 회로(모터제어수단)(32)의 IGBT(33)를 모두 오프하도록 제어하고, 회생 브레이크 동작을 개시하게 한다(단계(S54)). 탈수 공정에서는 도 4에 도시한 바와 같이, 모터(11)는 감자된 상태에 있고 1300rpm, 또는 850rpm 정도의 비교적 고속으로 회전하고 있다. 따라서, 회생 브레이크를 수행하면 큰 회생전력이 발생하고, 그 전력은 플라이휠 다이오드(34)를 통하여 컨덴서(42)에 충전된다. 회생 브레이크의 작용에 의해 모터(11)의 회전이 정지되면(단계(S56)), 제어회로(30)는 그 충전전력을 이용하여 모터(11)의 증자처리를 수행하고(단계(S57)), 그 후 전원이 차단되는 상태로 이행한다(단계(S58)).

이상과 같이 제 6 실시예에 의하면 제어회로(30)는 모터(11)가 탈수 공정에서 감자된 상태로 고속 회전하고 있는 경우에, 사용자에 의해 전원 오프 버튼이 온 조작되면, 모터(11)에 대해서 회생 브레이크를 작용하게 하고, 발생하는 회생 전력을 이용하여 모터(11)를 증자 상태로 하므로 전력 소비를 억제할 수 있다.

(제 7 실시예)

도 14는 제 7 실시예를 도시한 것으로, 제 6 실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다. 제 7 실시예는 제 6 실시예의 단계(S52)를, 「AC 입력은 있는가?」의 판단 단계(S52A)로 치환한 것이다. 여기에서, 제어회로(30)는 포토커플러(입력상태 검지수단)(48)이 출력하는 교류전원 주파수의 펄스 신호를 참조하고, 그 펄스신호가 계속하여 출력되고 있으면 「AC 입력있음(예)」라고 판단한다.

한편, 단계(S52A)에서 상기 펄스신호의 출력이 예를 들어 3주기분 연속하여 출력되지 않는 상태가 되면, 「AC 입력 없음(아니오)」이라고 판단한다. 그리고 이 경우, 제 6 실시예와 동일하게 단계(S54~S58)를 실행한다. 이와 같이 「AC 입력없음」으로 판단하는 경우에는 예를 들어 상용교류전원(40)의 정전 또는 순간 정전이 발생하거나, 가정내 배선에서 퓨즈가 단선되거나, 브레이커가 개방되거나, 또는 세탁기의 전원 플러그가 콘센트로부터 탈락한 경우 등이 생각된다.

이상과 같이 제 7 실시예에 의하면 제어회로(30)는 모터(11)가 탈수공정에서 감자된 상태에서 고속 회전하고 있는 경우에 포토커플러(48)의 출력신호에 기초하여 「AC 입력 없음」으로 판단하면, 모터(11)에 대하여 회생 브레이크를 작용시키고, 발생하는 회생전력을 이용하여 모터(11)를 증자 상태로 하므로, 제 6 실시예와 동일하게 전력 소비를 억제할 수 있다.

(제 8 실시예)

도 15는 제 8 실시예이고 제 6, 제 7 실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다. 제 8 실시예에서는 제 6, 제 7 실시예와 같이 탈수 공정의 도중에서 모터(11)의 회전을 정지시키기 위해 회생 브레이크 동작을 수행하는 경우, 모터(11)의 회전수가 소정의 임계값 이하가 된 단계에서(단계(S61): 예) 증자처리를 수행한다(단계(S57)). 또한, 모터(11)의 회전수는 회전위치센서(회전수 검지수단)(51)이 출력하는 위치신호의 변화주기에 기초하여 검지한다. 그리고, 증자처리를 수행하면, 회생 브레이크 동작을 재개시키고(단계(S58)), 모터(11)의 회전을 정지시킬 때까지 수행하도록 한다(단계(S63)).

이상과 같이 제 8 실시예에 의하면 제어회로(30)는 회생 브레이크가 작용하고 있는 경우에, 회전 위치 센서(51)에 의해 검지되는 모터(11)의 회전수가 소정의 임계값 이하가 되면 모터(11)를 증자 상태로 한다. 즉, 모터(11)의 권선(11u~11w)에 큰 역기전력이 발생하고 있는 기간을 피하여 증자처리를 수행하므로, 인버터 회로(32)가 파괴되는 것을 방지하면서, 회생전력을 적절하게 이용하여 전력소비를 억제할 수 있다.

(제 9 실시예)

제 9 실시예는 예를 들어 도 4에 도시한 공정 차트에서, 최종 탈수 공정(O)을 개시하기 전에 모터(11)를 감자 처리하지만((6), 그 감자처리의 전처리로서 증자처리를 수행하도록 한다. 즉, 도 2b의 처리를 실행하는 경우에는 그 전에 도 2a의 처리를 실행한다. 알니코 자석(97)을 감자시키는 경우 감자량을 정확하게 제어하는 것은 비교적 곤란하지만, 알니코 자석(97)을 증자시키는 경우 증자량을 포화시키는 것은 용이하다. 따라서, 최대 증자량을 기준으로 하여 감자를 수행하도록 하면 감자량을 정확하게 제어할 수 있다.

본 발명은 상기한 또는 도면에 기재한 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 이하와 같은 변형 또는 확장이 가능하다.

모터(11)의 착자 상태를 판정하는 경우에는 모터(11)를 일정 회전수로 회전시킨 경우에 발생하는 유기전압을 검출하고, 그 유기전압의 크기에 기초하여 판정해도 좋다. 또한, 이 경우의 유기전압은 추정기(63)의 내부에서 모터의 전압?전류방정식에 기초하여 수행하는 연산에서 얻어지는 것을 이용해도 좋다.

제 1, 제 2 영구자석은 각각 네오듐 자석, 알니코 자석에 한정되는 것이 아니고, 보자력의 조건을 만족하는 자성 재료이면 적절하게 변경해도 좋다.

제 2 영구자석의 착자변화량만으로 모든 운전 특성에 대응시킬 수 있는 경우, 제 1 영구자석은 불필요하다.

각 실시예를 적절하게 조합하여 수행해도 좋다.

드럼(4)의 회전축은 수평에 대하여 앙각(仰角) 방향으로 10도~15도 정도의 기울기를 갖도록 해도 좋다.

제 2 실시예에서 단계(S21, S22)를 삭제하고, 전원이 투입된 경우에는 반드시 단계(S24~S26)를 실행해도 좋다. 또한, 제 3 실시예에서도 동일하게 단계(S27)에서 「아니오」라고 판단하면 단계(S25, S26)를 실행해도 좋다.

또한, 제 4 실시예에서도 동일하게 단계(S31)에서 「예」라고 판단하면 단계(S37)를 실행해도 좋고, 제 5 실시예에서도 단계(S41)에서 「예」라고 판단하면 단계(S45)를 실행해도 좋다.

제 7 실시예에서 AC 입력의 유무를 판정하는 경우, 반드시 교류 전원(40)의 3주기의 계속 출력을 확인할 필요는 없다.

입력상태 검지수단은 그 밖에 예를 들어 전류 트랜스 등이어도 좋다.

각 실시예를 적절하게 조합하여 수행해도 좋다.

건조 기능을 갖지 않는 세탁기에 적용해도 좋다. 또한, 펄세이터(pulsator)를 사용하여 수류를 교반시키는 세로형의 세탁기에 적용해도 좋다.

(산업상의 이용 가능성)

이상과 같이 본 발명에 관한 세탁기는 세탁 운전시에서의 고토크 출력과, 탈수 운전시에서의 고속 회전이 요구되는 것이 유용하다.

4: 회전 드럼(회전조) 9: 문 11: 드럼 모터(영구자석모터)
30: 제어회로(착자량 제어수단, 중량검지수단, 모터제어수단)
32: 인버터 회로(착자량 제어수단, 모터 제어수단)
48: 포토커플러(입력상태 검지수단) 51: 회전위치센서(회전수 검지수단) 92: 로터 97: 알니코 자석(영구자석)

Claims

로터(92)측에 착자량을 용이하게 변경할 수 있는 레벨의 보자력을 갖는 영구자석(97)을 구비하여 구성되고, 세탁 운전을 수행하기 위한 회전 구동력을 발생시키는 영구자석모터(11)와, 상기 영구자석(97)의 착자량을 변화시키도록 여자전류를 발생시키는 착자량 제어수단(30, 32)을 구비한 세탁기에 있어서,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 실행하고 있는 운전을 중단시키는 경우, 또는 운전을 정지시키는 경우에는, 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하고 나서 상기 중단 또는 상기 정지를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
로터(92)측에 착자량을 용이하게 변경할 수 있는 레벨의 보자력을 갖는 영구자석(97)을 구비하여 구성되고, 세탁운전을 수행하기 위한 회전 구동력을 발생시키는 영구자석모터(11)와, 상기 영구자석(97)의 착자량을 변화시키도록 여자전류를 발생시키는 착자량 제어수단(30, 32)을 구비한 세탁기에 있어서,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 전원이 투입된 직후에 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 2 항에 있어서,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 전원이 투입된 직후에 회전조(4)를 개폐하는 문(9)이 잠금 상태로 되어 있으면, 상기 영구자석(11)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 상기 영구자석(97)이 감자 상태로 되어 있는 동안에 사용자에 의해 운전을 중단하기 위한 입력조작이 수행되면, 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 상기 영구자석(97)이 감자 상태로 되어 있는 동안에 사용자에 의해 전원을 차단하기 위한 입력조작이 수행되면, 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 영구자석(97)이 감자된 상태에서 상기 영구자석모터(11)가 고속회전하고 있는 경우에 사용자에 의해 전원을 차단하기 위한 입력조작이 수행되면, 상기 영구자석모터(11)에 대해서 회생 브레이크를 작용시키는 모터제어수단(30, 32)을 구비하고,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 상기 회생 브레이크에 의해 발생하는 회생전력을 이용하여, 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상용교류전원의 입력상태를 검지하는 입력상태 검지수단(48)과,
상기 영구자석(97)이 감자된 상태에서 상기 영구자석모터(11)가 고속 회전하고 있는 경우에 상기 입력상태 검지수단(48)에 의해 상기 상용교류전원(40)의 입력이 검지되지 않게 되면, 상기 영구자석모터(11)에 대해서 회생 브레이크를 작용하게 하는 모터제어수단(30, 32)을 구비하고,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 상기 회생 브레이크에 의해 발생하는 회생전력을 이용하여 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 6 항에 있어서,
상기 영구자석모터(11)의 회전수를 검지하는 회전수 검지수단(51)을 구비하고,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 상기 회생 브레이크가 작용하고 있는 경우에 상기 회전수 검지수단(51)에 의해 검지되는 회전수가 소정의 임계값 이하가 되면, 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
제 7 항에 있어서,
상기 영구자석모터(11)의 회전수를 검지하는 회전수 검지수단(51)을 구비하고,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 상기 회생 브레이크가 작용하고 있는 경우에 상기 회전수 검지수단(51)에 의해 검지되는 회전수가 소정의 임계값 이하가 되면, 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.
로터(92)측에 착자량을 용이하게 변경할 수 있는 레벨의 보자력을 갖는 영구자석(97)을 구비하여 구성되고, 세탁 운전을 수행하기 위한 회전 구동력을 발생시키는 영구자석모터(11)와, 상기 영구자석(97)의 착자량을 변화시키도록 여자 전류를 발생시키는 착자량 제어수단(30, 32)을 구비한 세탁기에 있어서,
상기 착자량 제어수단(30, 32)은 상기 영구자석(97)을 감자 상태로 하는 경우에는 그 전처리로서 상기 영구자석(97)을 증자 상태로 하는 것을 특징으로 하는 세탁기.