KR20130076183A - Motor drive apparatus for washing machine and driving method thereof - Google Patents

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KR20130076183A
KR20130076183A KR1020110144670A KR20110144670A KR20130076183A KR 20130076183 A KR20130076183 A KR 20130076183A KR 1020110144670 A KR1020110144670 A KR 1020110144670A KR 20110144670 A KR20110144670 A KR 20110144670A KR 20130076183 A KR20130076183 A KR 20130076183A
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김병수
이세기
심명규
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주식회사 아모텍
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor

Abstract

PURPOSE: A motor driving device for a laundry machine and a driving method thereof are provided to control the RPM and torque of the motor according to washing, rinsing, or spin mode by controlling the connection of U-phase stator coils, V-phase stator coils, and W-phase stator coils. CONSTITUTION: A motor control part (100) generates driving signals according to laundry control signals and generates connection control signals according to washing, rinsing, or spin mode. An inverter (120) switches DC power to AC power according to the driving signals. A brushless DC (BLDC) motor (130) for a laundry machine is driven by the AC power. A connection control part (140) controls the connection of multiple stator coils arranged in the BLDC motor according to the connection control signals. [Reference numerals] (100) Motor control part; (110) Gate driver; (120) Inverter; (140) Connection control part; (AA) Signal for controlling washing

Description

세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법{MOTOR DRIVE APPARATUS FOR WASHING MACHINE AND DRIVING METHOD THEREOF}Driving device and driving method for a washing machine motor {MOTOR DRIVE APPARATUS FOR WASHING MACHINE AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 세탁모드 및 헹굼모드와 탈수모드에 따라, 세탁기용 BLDC 모터의 스테이터에 권선되어 있는 U상, V상 및 W상 스테이터 코일의 결선상태를 조절하여, 세탁모드 및 헹굼모드에서는 저속(Low RPM) 및 고토크(High Torque)를 구현하고, 탈수모드에서는 고속(High RPM) 및 저출력(Low Torque)을 구현하는 세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다.The present invention relates to a driving apparatus and a driving method of a motor for a washing machine. More specifically, according to the washing mode, the rinsing mode, and the dehydration mode, the connection state of the U-phase, V-phase, and W-phase stator coils wound on the stator of the washing machine BLDC motor is adjusted. Low RPM) and high torque (High Torque), and in the dehydration mode relates to a driving device and a driving method of a motor for a washing machine for implementing a high RPM (High RPM) and a low output (Low Torque).

일반적으로 구동축이 수평으로 설치되는 드럼 세탁기는 터브의 내부에 수평으로 배치된 드럼 또는 바스켓 등의 회전 구조물을 세탁기용 모터의 동력으로 회전시킨다. 또한, 구동축이 수직으로 설치되는 전자동세탁기들은 하부에 배치되어 있는 세탁기용 모터의 동력으로 세탁조 및 펄세이터 등의 회전 구조물을 회전시킨다.In general, a drum washing machine in which the driving shaft is horizontally rotates a rotating structure such as a drum or a basket disposed horizontally in the tub by the power of a washing machine motor. In addition, the automatic washing machines having the driving shaft installed vertically rotate the rotating structure such as the washing tub and the pulsator by the power of the washing machine motor disposed below.

상기 세탁기들은 통상적으로 세탁기용 모터의 회전력이 벨트 등을 통해 회전 구조물의 회전축에 간접적으로 전달되거나 또는 세탁기용 모터의 회전력이 회전 구조물의 회전축에 직접적으로 전달된다.The washing machines typically transmit the rotational force of the washing machine motor indirectly to the rotating shaft of the rotating structure through a belt or the like, or the rotating force of the washing machine motor is directly transmitted to the rotating shaft of the rotating structure.

이러한 세탁기용 모터는 스테이터와, 상기 스테이터의 중앙부에 소정의 간격을 두고 회전가능하게 설치되는 로터로 구성된다.The washing machine motor is composed of a stator and a rotor rotatably installed at a predetermined interval in a central portion of the stator.

상기 스테이터는 소정의 곡률을 갖는 환형의 요크에 일정한 간격을 유지하면서 방사상으로 복수 개의 T자형 티스가 돌출되어 복수 개의 T자형 티스들 각각의 사이에 슬롯이 형성되는 스테이터 코어와, 상기 복수 개의 T자형 티스에 권선되는 복수 개의 스테이터 코일로 구성되어 있다.The stator has a stator core in which a plurality of T-shaped teeth protrude radially while forming a slot between each of the plurality of T-shaped teeth while maintaining a predetermined interval in an annular yoke having a predetermined curvature, and the plurality of T-shaped. It consists of a plurality of stator coils wound on the tooth.

일반적으로 세탁기용 모터의 스테이터 코일에 권선되는 티스의 개수(슬롯의 개수)와 폴(pole)의 극수(N극 및 S극의 개수)는 서로 비례하여 설정되는 것으로서 티스의 개수가 많을 경우에 세탁기용 모터는 고토크 및 저속 특성을 나타내고, 티스의 개수가 적을 경우에 세탁기용 모터는 저토크 및 고속 특성을 나타낸다.In general, the number of teeth (number of slots) and the number of poles (number of poles of N and S poles) wound on the stator coil of a washing machine motor are set in proportion to each other. The motor for washing shows high torque and low speed characteristics, and when the number of teeth is small, the washing machine motor shows low torque and high speed characteristics.

한편, 세탁기는 크게 세탁모드(Wash Mode), 헹굼 모드(Rinsing Mode) 및 탈수모드(Spin Mode)로 구분할 수 있다.Meanwhile, the washing machine can be largely divided into a washing mode, a rinsing mode, and a spinning mode.

상기 세탁모드 및 헹굼모드에서는 저속(Low RPM) 및 고토크(High Torque)를 필요로 하고, 상기 탈수모드에서는 고속(High RPM) 및 저토크(Low Torque)를 필요로 한다.The washing mode and the rinsing mode require a low RPM and a high torque, and the dehydration mode requires a high RPM and a low torque.

즉, 세탁모드 및 헹굼모드에서는 세탁기용 모터의 티스의 개수가 많은 것이 바람직하고, 탈수모드에서는 세탁기용 모터의 티스의 개수가 적은 것이 바람직하다.That is, it is preferable that the number of teeth of the washing machine motor is large in the washing mode and the rinsing mode, and that the number of teeth of the washing machine motor is small in the dehydration mode.

그러나 상기 세탁모드 및 헹굼모드와, 상기 탈수모드는 서로 상반된 특성을 요구하는 것으로서 하나의 세탁기용 모터가 세탁모드 및 헹굼모드와, 탈수모드에서 요구하는 특성을 모두 만족시킬 수 있는 구조의 스테이터(티스의 개수)를 설계할 수는 없다.However, the washing mode and the rinsing mode and the dehydration mode require characteristics opposite to each other, and a stator having a structure in which one washing machine motor satisfies both the washing mode and the rinsing mode and the characteristics required in the dehydration mode (teeth) Cannot be designed.

통상적으로 세탁기용 모터는 스테이터 코어에 구비된 티스에 코일을 권선하는 집중권 방법을 사용하여 세탁모드 및 헹굼모드에서 저속 및 고토크에 적합하도록 설계하고 있으나, 이는 탈수모드를 수행할 경우에 효율이 저하되는 원인이 되고 있다.Typically, a washing machine motor is designed to be suitable for low speed and high torque in a washing mode and a rinsing mode by using a concentrated winding method of winding a coil on a tooth provided in a stator core. It is a cause of deterioration.

또한 세탁기는 세탁모드 및 헹굼모드의 동작시간이 탈수모드의 동작시간보다 매우 길다.In addition, the washing machine has a much longer operation time than the washing mode and the rinsing mode operation time.

그러므로 세탁기용 모터는 통상적으로 세탁모드에 적합하도록, 스테이터에 구비된 티스의 개수를 많이 설계하여 고토크 및 저속 특성에 최적화하고, 저토크 및 고속 특성이 요구되는 탈수모드에서는 약계자 제어를 실시하고 있다.Therefore, the washing machine motor is designed to optimize the high torque and low speed characteristics by designing a large number of teeth provided in the stator so that it is suitable for the washing mode, and performs field weakening control in the dehydration mode requiring low torque and high speed characteristics. have.

예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제2004-68224호에서는 세탁모드의 저속 회전영역에서는 세탁기용 모터를 전계자로 운전하도록 제어하고, 탈수모드의 고속 회전영역에서는 세탁기용 모터를 약계자로 운전하도록 제어하며, 또한 전계자 운전을 할 경우에 세탁기용 모터의 출력토크를 벡터제어하고, 약계자 운전을 할 경우에는 세탁기용 모터의 출력토크를 전압 위상제어하고 있다.For example, in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-68224, a washing machine motor is controlled to operate as an electric field in a low-speed rotation region of the washing mode, and a washing machine motor is controlled to operate as a weak- In addition, the output torque of the motor for washing machine is vector-controlled when electric field operation is performed, and the output torque of the motor for washing machine is subjected to voltage phase control when weak field operation is performed.

그러나 상기한 약계자 제어는 매우 복잡한 제어회로와 제어 루틴을 요구하며, 또한 세탁기용 모터의 구동효율을 극대화할 수 없는 문제점이 있다.However, the above-mentioned weak field control requires a very complicated control circuit and a control routine, and also has a problem that the driving efficiency of a motor for a washing machine can not be maximized.

상기와 같이 세탁모드와 탈수모드들 중에서 어느 하나만을 고려하여 세탁기용 모터를 설계하는 경우에 전체적인 측면에서 세탁기용 모터의 구동 효율을 최적화될 수 없기 때문에 세탁모드에서 요구되는 토크 값과 탈수모드에서 요구되는 세탁기용 모터의 회전속도를 고려하여 중간단계로 설계하는 것이 일반적이며, 그 결과 세탁모드 및 헹굼모드에서 최대 효율을 갖는 구조의 세탁기용 모터를 설계할 수 없는 문제가 존재한다.In the case of designing the washing machine motor considering only one of the washing mode and the dehydrating mode as described above, since the driving efficiency of the washing machine motor can not be optimized on the whole, the torque value required in the washing mode, It is generally designed to be designed at an intermediate stage in consideration of the rotational speed of the washing machine motor. As a result, there is a problem that a motor for a washing machine having a maximum efficiency in the washing mode and the rinsing mode can not be designed.

한편, 에너지 효율을 높이기 위해 에어컨, 세탁기 및 냉장고 등과 같은 가전제품은 인버터에 의해 제어되는 브러시리스 직류(Brushless DC: BLDC) 모터를 사용하는 경우가 많아지고 있다.In order to increase energy efficiency, brushless DC (BLDC) motors controlled by inverters are increasingly used in home appliances such as air conditioners, washing machines, and refrigerators.

상기 BLDC 모터는 무정류자 모터(commutatorless motor)라고도 하며, 직류 모터의 중요한 부품인 브러시와 정류자를 사용하는 대신에 트랜지스터와 같은 전력 스위칭 소자의 스위칭으로 스테이터 코일로 흐르는 전류를 절환하면서 회전 자계를 발생시켜 로터를 회전시킨다.The BLDC motor is also referred to as a commutatorless motor. Instead of using brushes and commutators, which are important components of a DC motor, a BLDC motor generates a rotating magnetic field while switching a current flowing to a stator coil by switching a power switching element such as a transistor Rotate the rotor.

따라서, 상기 BLDC 모터는 동기 모터의 구조에 직류모터와 유사한 전류 대 토크 특성 및 속도 대 전압특성이 있으며, 고효율 및 높은 전력밀도 때문에 가전용 기기에서 산업용 기기에 이르기까지 사용분야가 지속적으로 확대되고 있는 추세이다.Accordingly, the BLDC motor has a current-to-torque characteristic and a speed-to-voltage characteristic similar to those of a direct current motor in the structure of a synchronous motor, and its field of application is continuously expanding from household appliances to industrial appliances due to high efficiency and high power density Trend.

이러한 BLDC 모터는 3상 구동방식인 경우에 로터의 영구자석과 대향하여, 3개의 스테이터 코일이 전기적으로 120°의 위상차를 갖도록 배치되며, 스위칭 소자를 통해 각 상의 스테이터 코일들을 선택적으로 통전시킬 때 그에 따라 선택적으로 자화되는 티스와 로터에 구비된 영구자석의 자극 상호간에 작용하는 자기력에 의하여 로터가 회전하게 된다.Such a BLDC motor is disposed so that the three stator coils have an electrical phase difference of 120 ° in a three-phase driving manner in opposition to the permanent magnet of the rotor, and when the stator coils selectively energize each phase through a switching element. Accordingly, the rotor is rotated by magnetic forces acting on the magnetic poles of the teeth selectively magnetized and the magnetic poles of the permanent magnets provided in the rotor.

3상 BLDC 모터는 단상 BLDC 모터에 비하여 토크 제어가 용이하고, 효율이 높으며, 소음면에서도 유리하여 대용량은 대부분 3상(U상, V상, W상) 교류전력으로 구동되는 3상 BLDC 모터를 사용하고 있다.Three-phase BLDC motor is easier to control torque than single-phase BLDC motor, has high efficiency, and is advantageous in terms of noise. Therefore, large-capacity BLDC motor is mostly driven by three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) AC power. I use it.

그리고 상기 3상 BLDC 모터를 구동시키는 모터 구동장치는 FET(Field Effect Transistor) 및 IGBT(Insulated Gate Bi-Polar Transistor) 등과 같은 전력 스위칭 소자 3쌍을 토템폴로 접속하여 직류전력을 스위칭시키면서 3상 교류전력을 발생하는 전압형 인버터가 많이 사용된다.The motor driving apparatus for driving the three-phase BLDC motor includes three pairs of power switching elements such as a field effect transistor (FET) and an insulated gate bi-polar transistor (IGBT) A large number of voltage-type inverters are used.

즉, 3상 BLDC 모터는 교류 모터와 다르게 토템폴로 접속된 3쌍의 스위칭 트랜지스터를 선택적으로 스위칭하여 U상, V상, W상의 3상 교류전력을 발생하고, 발생한 3상 교류전력을 U상, V상, W상의 스테이터 코일에 순차적으로 인가함에 의해 각 상의 스테이터 코일들이 순차적으로 여자되면서 회전자계를 발생하여 로터의 회전이 이루어지게 한다.That is, the three-phase BLDC motor, unlike the AC motor, selectively switches three pairs of switching transistors connected to a totem pole to generate three-phase AC power of U phase, V phase, and W phase, and generates three-phase AC power into U phase, By sequentially applying to the stator coils of the V phase and the W phase, the stator coils of each phase are sequentially excited to generate a rotating magnetic field to allow the rotation of the rotor.

그러나 상기한 바와 같이 종래의 세탁기용 모터는 세탁모드 및 헹굼모드와, 탈수모드를 동시에 만족할 수 없는 구조적 한계가 있고, 이를 극복하기 위해 탈수모드에서는 고속 회전을 위해 소위 약계자 제어를 적용하고 있으나, 약계자 제어는 매우 복잡한 제어 회로와 제어 루틴을 요구하며, 모터의 효율을 극대화할 수 없는 문제점이 있다.However, as described above, the conventional washing machine motor has a structural limitation that cannot satisfy both the washing mode and the rinsing mode and the dehydration mode. To overcome this, the so-called field weakening control is applied for the high-speed rotation in the dehydration mode. Weak field control requires very complicated control circuits and control routines, and there is a problem in that motor efficiency cannot be maximized.

또한, 복잡한 약계자 제어를 선택하지 않는 경우에 세탁기용 모터는 세탁모드 및 헹굼모드와, 탈수모드를 모두 만족시킬 수 없으므로 일반적으로 세탁모드 및 헹굼모드와, 탈수모드를 모두 고려하여 중간 단계로 설계하여야 한다. 따라서, 세탁모드 및 헹굼모드와, 탈수모드들 각각에 최적인 효율을 가질 수 있는 세탁기용 모터의 설계가 요구되고 있다.Further, in the case where complicated weak field control is not selected, since the washing machine motor can not satisfy both the washing mode and the rinsing mode and the dehydration mode, it is generally designed as an intermediate stage considering both the washing mode and the rinsing mode and the dehydration mode shall. Therefore, there is a demand for designing a motor for a washing machine which can have an optimum efficiency in each of the washing mode, the rinsing mode, and the dehydration modes.

한국 공개특허공보 제2004-68224호Korean Laid-Open Patent Publication No. 2004-68224

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 세탁모드 및 헹굼모드와 탈수모드에 따라, 복수 개의 티스에 각기 권선되어 있는 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들의 결선상태를 조절하여, 세탁모드 및 헹굼모드에서는 저속 및 고토크를 구현하고, 탈수모드에서는 고속 및 저토크를 구현하는 세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법을 제공한다.The problem to be solved by the present invention is the connection state of a plurality of U-phase stator coils, a plurality of V-phase stator coils and a plurality of W-phase stator coils wound on a plurality of teeth, depending on the washing mode and rinsing mode and dehydration mode By adjusting the, implements a low speed and high torque in the washing mode and rinsing mode, and provides a driving device and a driving method of the motor for a washing machine to implement high speed and low torque in the dehydration mode.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 세탁모드 및 헹굼모드를 수행할 경우에 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들을 모두 직렬 연결하여 저속 및 고토크를 구현하는 세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법을 제공한다.In addition, the problem to be solved by the present invention implements a low speed and high torque by connecting a plurality of U-phase stator coils, a plurality of V-phase stator coils and a plurality of W-phase stator coils in series when performing the washing mode and the rinsing mode It provides a driving device and a driving method of the washing machine motor.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 탈수모드를 수행할 경우에 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들 각각을 균등하게 분할하고, 분할한 U상 스테이터 코일, V상 스테이터 코일 및 W상 스테이터 코일들 각각을 병렬 결선하여 고속 및 저토크를 구현하는 세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법을 제공한다.In addition, the problem to be solved by the present invention is to divide the plurality of U-phase stator coils, the plurality of V-phase stator coils and the plurality of W-phase stator coils evenly when performing the dehydration mode, divided U-phase stator coils The present invention provides a driving apparatus and a driving method of a motor for a washing machine that implements high speed and low torque by connecting each of the V phase stator coils and the W phase stator coils in parallel.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. There will be.

본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법에 따르면, 세탁모드 또는 헹굼모드의 동작을 수행할 경우에 세탁기용 모터에 구비되어 있는 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일을 직렬 결선으로 조절하여 저속 및 고토크를 구현한다.According to the driving apparatus and driving method of the washing machine motor of the present invention, when performing the washing mode or the rinsing mode, a plurality of U-phase stator coils, a plurality of V-phase stator coils and a plurality of Low-speed and high torque is realized by adjusting the W-phase stator coil in series connection.

또한, 탈수모드를 수행할 경우에는 세탁기용 BLDC 모터에 구비되어 있는 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들을 균등하게 분할하고, 분할한 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들을 병렬 결선으로 조절하여 고속 및 저토크를 구현한다.In the dehydration mode, the plurality of U-phase stator coils, the plurality of V-phase stator coils, and the plurality of W-phase stator coils included in the BLDC motor for the washing machine are divided equally, and the plurality of divided U-phase stators are divided. The coil, the plurality of V-phase stator coils and the plurality of W-phase stator coils are adjusted in parallel to realize high speed and low torque.

따라서, 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치는, 세탁 제어신호에 따라 구동신호를 발생하고 세탁모드 및 헹굼모드와 탈수모드에 따라 결선상태 조절신호를 발생하는 모터 제어부와, 상기 구동신호에 따라 직류전력을 스위칭시켜 교류전력을 발생하는 인버터와, 상기 인버터가 발생하는 교류전력에 따라 구동되는 세탁기용 BLDC 모터와, 상기 결선상태 조절신호에 따라 상기 세탁기용 BLDC 모터에 구비된 복수 개의 스테이터 코일의 결선상태를 직렬 결선 또는 병렬 결선으로 조절하는 결선상태 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Therefore, the driving apparatus of the washing machine motor of the present invention, the motor control unit for generating a driving signal in accordance with the washing control signal and the connection control signal generated in the washing mode, the rinsing mode and the dehydration mode, and the direct current in accordance with the drive signal Connection of an inverter that generates AC power by switching electric power, a BLDC motor for a washing machine driven according to the AC power generated by the inverter, and a plurality of stator coils provided in the BLDC motor for the washing machine according to the connection state control signal. It characterized in that it comprises a connection state control unit for adjusting the state in series connection or parallel connection.

또한, 본 발명의 세탁기용 모터의 구동방법은, 모터 제어부가 세탁 제어신호로 세탁모드, 헹굼모드 또는 탈수모드인지의 여부를 판단하는 단계와, 상기 판단 결과 세탁모드 또는 헹굼모드일 경우에 상기 모터 제어부가 결선상태 조절부를 제어하여 세탁기용 모터의 복수 개의 스테이터 코일을 직렬 결선하고 상기 세탁 제어신호에 따라 구동신호를 발생하여 상기 세탁기용 BLDC 모터를 구동시키는 단계와, 상기 판단 결과 탈수모드일 경우에 상기 모터 제어부가 결선상태 조절부를 제어하여 세탁기용 BLDC 모터의 복수 개의 스테이터 코일을 병렬 결선하고 상기 세탁 제어신호에 따라 구동신호를 발생하여 상기 세탁기용 BLDC 모터를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the driving method of the washing machine motor of the present invention, the motor control unit by the washing control signal to determine whether the washing mode, rinsing mode or dehydration mode, and when the determination result in the washing mode or rinsing mode motor The controller controls the connection state adjusting unit to serially connect a plurality of stator coils of the washing machine motor and generate a driving signal according to the washing control signal to drive the washing machine BLDC motor. And connecting the plurality of stator coils of the BLDC motor for a washing machine in parallel by controlling the connection state adjusting unit and generating a driving signal according to the washing control signal to drive the washing machine BLDC motor. .

본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치 및 구동방법에 따르면, 세탁모드 및 헹굼모드를 수행할 경우에 세탁기용 BLDC 모터에 구비되어 있는 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일을 직렬 결선으로 조절하여 저속 및 고토크를 구현한다.According to the driving device and the driving method of the washing machine motor of the present invention, when performing the washing mode and the rinsing mode, a plurality of U-phase stator coils, a plurality of V-phase stator coils and a plurality of W provided in the BLDC motor for a washing machine Phase stator coils are controlled in series to achieve low speed and high torque.

그리고 탈수모드를 수행할 경우에는 세탁기용 BLDC 모터에 구비되어 있는 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들을 균등하게 분할하고, 분할한 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들을 병렬 결선으로 조절하여 고속 및 저토크를 구현한다.When the dehydration mode is performed, the plurality of U-phase stator coils, the plurality of V-phase stator coils, and the plurality of W-phase stator coils included in the BLDC motor for the washing machine are divided equally, and the divided U-phase stator coils are divided. In addition, a plurality of V-phase stator coils and a plurality of W-phase stator coils are adjusted in parallel to realize high speed and low torque.

그러므로 본 발명에 따르면, 세탁기용 모터를 세탁모드 및 헹굼모드에 적합하게 설계 및 제작하여 고토크 및 저속을 구현하고, 탈수모드를 수행할 경우에는 별도의 약계자 제어 등을 하지 않고, 세탁기용 모터의 스테이터 코일의 결선상태를 병렬로 절환하여 고속 및 저토크를 구현할 수 있다. Therefore, according to the present invention, the motor for the washing machine is designed and manufactured to be suitable for the washing mode and the rinsing mode to realize high torque and low speed, and when the dehydration mode is performed, the motor for the washing machine is not controlled. High speed and low torque can be realized by switching the stator coil's wiring state in parallel.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 한정하지 않는 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하며, 일부 도면에서 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.
도 1은 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치의 실시 예의 구성을 보인 블록도,
도 2는 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치에서 스테이터의 구조를 설형하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치에서 결선상태 조절부의 바람직한 일 실시 예의 구성을 보인 도면,
도 4는 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치에서 결선상태 조절부의 직렬 결선상태를 보인 도면,
도 5는 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치에서 결선상태 조절부의 병렬 결선상태의 일 실시 예를 보인 도면,
도 6은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 구동장치에서 직렬 결선상태 및 병렬 결선상태에 따른 세탁기용 모터의 토크와 RPM의 관계를 보인 그래프,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 구동장치에서 직렬 결선상태 및 병렬 결선상태에 따른 세탁기용 모터의 회전속도-토크의 커브를 보인 그래프,
도 9는 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치에서 결선상태 조절부의 병렬 결선상태의 다른 실시 예를 보인 도면,
도 10은 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치에서 결선상태 조절부의 병렬 결선상태의 또 다른 실시 예를 보인 도면, 및
도 11은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 구동방법을 보인 제어 흐름도이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, which do not limit the present invention, and like reference numerals designate like elements in some drawings.
1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a drive device for a washing machine motor of the present invention;
Figure 2 is a view for laying out the structure of the stator in the drive device for a washing machine motor of the present invention,
Figure 3 is a view showing the configuration of a preferred embodiment of the connection state control unit in the drive of the washing machine motor of the present invention,
4 is a view showing a series connection state of the connection state control unit in the driving apparatus of the washing machine motor of the present invention,
5 is a view showing an embodiment of a parallel connection state of the connection state control unit in the driving apparatus of the washing machine motor of the present invention,
6 is a graph showing a relationship between torque and RPM of a washing machine motor according to a series connection state and a parallel connection state in a driving apparatus of a washing machine motor according to the present invention;
7 and 8 are graphs showing the curve of the rotational speed-torque of the washing machine motor according to the series connection state and the parallel connection state in the driving apparatus of the washing machine motor according to the present invention;
9 is a view showing another embodiment of a parallel connection state of the connection state control unit in the driving apparatus of the washing machine motor of the present invention,
10 is a view showing another embodiment of a parallel connection state of the connection state control unit in the driving apparatus of the washing machine motor of the present invention, and
11 is a control flowchart illustrating a method of driving a washing machine motor according to the present invention.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.The following detailed description is only illustrative, and merely illustrates embodiments of the present invention. In addition, the principles and concepts of the present invention are provided for the purpose of explanation and most useful.

따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.Accordingly, it is not intended to provide a more detailed structure than is necessary for a basic understanding of the present invention, but it should be understood by those skilled in the art that various forms that can be practiced in the present invention are illustrated in the drawings.

도 1은 본 발명의 세탁기용 BLDC 모터의 구동장치의 실시 예의 구성을 보인 블록도이다. 여기서, 부호 100은 모터 제어부이다. 상기 모터 제어부(100)는 외부의 세탁기 제어용 메인 제어부(도면에 도시되지 않았음) 등으로부터 입력되는 세탁 제어신호에 따라 세탁모드, 헹굼모드 및 탈수모드를 판단하고, 판단한 세탁모드, 헹굼모드 및 탈수모드에 따라 구동신호를 발생함과 동시에 결선상태 조절신호를 발생한다.1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a driving device of a BLDC motor for a washing machine of the present invention. Here, reference numeral 100 denotes a motor controller. The motor control unit 100 determines a washing mode, a rinsing mode and a dehydration mode according to a washing control signal input from an external washing machine control main control unit (not shown in the drawing), and determines the washing mode, the rinsing mode, and the dehydration. The drive signal is generated depending on the mode and the wiring control signal is generated at the same time.

예를 들면, 상기 모터 제어부(110)는 상기 세탁기용 BLDC 모터(100)를 구동시키기 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 구동신호를 발생한다.For example, the motor controller 110 generates a pulse width modulation (PWM) driving signal for driving the BLDC motor 100 for the washing machine.

부호 110은 게이트 드라이버이다. 상기 게이트 드라이버(110)는 상기 모터 제어부(100)가 발생하는 구동신호를 증폭한다.Reference numeral 110 is a gate driver. The gate driver 110 amplifies a driving signal generated by the motor controller 100.

부호 120은 인버터이다. 상기 인버터(120)는 상기 게이트 드라이버(110)가 증폭한 구동신호에 따라 복수 개의 스위칭소자들이 스위칭되면서 3상 교류전력을 발생한다. 예를 들면, 상기 인버터는 전원단자와 접지의 사이에 3쌍의 스위칭소자들이 토템폴 구조로 접속되어 상기 구동신호에 따라 스위칭되면서 3쌍의 스위칭소자들의 접속점에서 3상 교류전력이 발생된다.Reference numeral 120 is an inverter. The inverter 120 generates a three-phase AC power by switching a plurality of switching elements in accordance with the drive signal amplified by the gate driver 110. For example, in the inverter, three pairs of switching elements are connected in a totem pole structure between a power supply terminal and ground, and switched according to the driving signal, thereby generating three-phase AC power at the connection point of the three pairs of switching elements.

부호 130은 세탁기용 BLDC 모터이다. 상기 세탁기용 BLDC 모터(130)는 상기 인버터(120)가 발생하는 3상 교류전력에 따라 구동된다.Reference numeral 130 denotes a BLDC motor for a washing machine. The washing machine BLDC motor 130 is driven according to the three-phase AC power generated by the inverter 120.

예를 들면, 상기 세탁기용 BLDC 모터(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 일체형 코어(210)를 구비하는 스테이터(200)와 인너 로터형 구조의 로터(300)가 조합되어 구성될 수 있다. 상기 일체형 코어(210)는 환형의 백요크(212)의 내측에 다수, 예를 들어 18개의 티스(211)가 연장 형성된 구조를 가지고 있으며, 18개의 티스(211)에는 이에 권선되는 코일과의 절연을 위해 절연성 재료로 이루어진 보빈(220)이 일체로 형성되어 있다. 상기 18개의 티스(211) 각각에는 U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)이 각기 권선된다.For example, the washing machine BLDC motor 130 may be configured by combining a stator 200 having an integrated core 210 and a rotor 300 having an inner rotor type structure as shown in FIG. 2. The integral core 210 has a structure in which a plurality of, for example, 18 teeth 211 are extended inside the annular back yoke 212, and the 18 teeth 211 are insulated from coils wound thereon. For the bobbin 220 made of an insulating material is formed integrally. Each of the eighteen teeth 211 is wound with U phase stator coils U1 to U6, V phase stator coils V1 to V6, and W phase stator coils W1 to W6.

상기 로터(300)는 백요크(321) 외주에 N극 및 S극의 영구자석(322)이 교대로 장착된 구조를 가지고 있다. 백요크(321)의 중앙에는 회전축(400)이 결합되어 있다.The rotor 300 has a structure in which the permanent magnets 322 of the N pole and the S pole are alternately mounted on the outer circumference of the back yoke 321. The rotating shaft 400 is coupled to the center of the back yoke 321.

그러나, 본 발명이 적용되는 BLDC 모터는 아우터 로터 구조 또는 더블 로터 구조에도 적용될 수 있고, 일체형 코어를 갖는 스테이터 뿐 아니라 분할형 코어를 갖는 스테이터를 로터와 조합하는 것도 물론 가능하다.However, the BLDC motor to which the present invention is applied can also be applied to an outer rotor structure or a double rotor structure, and of course, a stator having an integral core as well as a stator having a split core can be combined with the rotor.

부호 140은 결선상태 조절부이다. 상기 결선상태 조절부(140)는 상기 모터 제어부(100)의 제어에 따라 상기 U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)들의 결선상태를 조절한다.Reference numeral 140 denotes a connection state control unit. The connection state control unit 140 may control the U-phase stator coils U1 to U6, the V-phase stator coils V1 to V6, and the W-phase stator coils W1 to W6 under the control of the motor controller 100. Adjust the wiring.

예를 들면, 상기 결선상태 조절부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 U상 스테이터 코일(U3, U4), V상 스테이터 코일(V3, V4) 및 W상 스테이터 코일(W3. W4)의 사이에, 상기 모터 제어부(130)의 제어에 따라 스위칭되는 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)들을 각기 구비하여 U상 스테이터 코일(U3, U4), V상 스테이터 코일(V3, V4) 및 W상 스테이터 코일(W3. W4)을 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)의 가동단자에 각각 접속하고, 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)의 일측 고정단자(a11, a12)(a21, a22)(a31, a32)들은 상호간에 접속하고, 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)의 타측 고정단자(b11)(b21)(b31)는 중성점(300)에 연결하며, 타측 고정단자(b12)(b22)(b32)는 U상, V상 및 W상 단자에 각기 접속하여 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)의 스위칭에 따라 U상 스테이터 코일(U1~U3)(U4~U6), V상 스테이터 코일(V1~V3)(V4~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W3)(W4~W6)이 직렬 연결 또는 병렬 연결되게 구성된다.For example, as shown in FIG. 3, the connection state control unit 140 includes the U-phase stator coils U3 and U4, the V-phase stator coils V3 and V4, and the W-phase stator coils W3 and W4. In between, U-phase stator coils U3 and U4 and V-phase stators are provided with switching switches SW11 and SW12 (SW21 and SW22) (SW31 and SW32) respectively switched under the control of the motor control unit 130. The coils V3 and V4 and the W-phase stator coils W3 and W4 are connected to the movable terminals of the switching switches SW11 and SW12 (SW21 and SW22) (SW31 and SW32, respectively) and the switching switches SW11 and SW12 ( One fixed terminal a11, a12, a21, a22, a31, a32 of SW21, SW22 (SW31, SW32) are connected to each other, and the selector switch SW11, SW12 (SW21, SW22) (SW31, SW32). The other fixed terminal (b11) (b21) (b31) of) is connected to the neutral point 300, and the other fixed terminal (b12) (b22) (b32) is connected to the U phase, V phase and W phase terminals, respectively, and switched. U phase stay according to switching of switches SW11 and SW12 (SW21 and SW22) (SW31 and SW32) The coils U1 to U3 (U4 to U6), the V phase stator coils V1 to V3 (V4 to V6) and the W phase stator coils W1 to W3 (W4 to W6) are configured to be connected in series or in parallel. .

상기 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)는 릴레이 또는 스위칭 트랜지스터 등으로 구성될 수 있다.The switching switches SW11 and SW12 (SW21 and SW22) (SW31 and SW32) may be configured as a relay or a switching transistor.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 세탁기용 모터의 구동장치는 외부로부터 입력되는 세탁 제어신호를 이용하여 모터 제어부(130)가 세탁모드 및 헹굼모드와, 탈수모드를 수행하는지의 여부를 판단한다.The driving apparatus of the washing machine motor of the present invention having such a configuration determines whether the motor controller 130 performs the washing mode, the rinsing mode, and the dehydration mode by using the washing control signal input from the outside.

판단 결과 세탁모드 또는 헹굼모드를 수행해야 될 경우에 상기 모터 제어부(100)는 결선상태 조절부(140)의 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)를 스위칭시켜 가동단자가 일측 고정단자(a11, a12)(a21, a22)(a31, a32)에 접속되게 한다.When it is determined that the washing mode or the rinsing mode should be performed, the motor control unit 100 switches the switching switches SW11 and SW12 (SW21 and SW22) (SW31 and SW32) of the connection state control unit 140 to operate the terminal. Is connected to one of the fixed terminals a11 and a12 (a21 and a22) (a31 and a32).

그러면, 도 4에 도시된 바와 같이 U상 스테이터 코일(U1~U3)(U4~U6), V상 스테이터 코일(V1~V3)(V4~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W3)(W4~W6)이 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)를 통해 직렬 연결된다.Then, as shown in FIG. 4, the U-phase stator coils U1-U3 (U4-U6), the V-phase stator coils V1-V3 (V4-V6), and the W-phase stator coils W1-W3 (W4). ˜W6) are connected in series via changeover switches SW11, SW12 (SW21, SW22) (SW31, SW32).

이와 같은 상태에서 상기 모터 제어부(100)는 세탁 제어신호에 따라, 세탁 또는 헹굼 동작을 수행하기 위한 소정 주파수의 PWM 구동신호를 발생하고, 발생한 PWM 구동신호는 게이트 드라이버(110)에서 증폭된 후 인버터(120)에 인가된다.In this state, the motor controller 100 generates a PWM driving signal having a predetermined frequency for performing the washing or rinsing operation according to the washing control signal, and the generated PWM driving signal is amplified by the gate driver 110 and then inverter Is applied to 120.

그러면, 인버터(120)는 상기 PWM 구동신호에 따라 스위칭되면서 3상 교류전력을 발생하고, 발생한 3상 교류전력이 세탁기용 모터(130)에 인가되어 세탁기용 모터(130)가 구동되면서 세탁 또는 헹굼 동작을 수행한다.Then, the inverter 120 is switched according to the PWM driving signal to generate three-phase AC power, the generated three-phase AC power is applied to the washing machine motor 130 is driven washing machine motor 130 is driven or washed or rinsed Perform the action.

이러한 본 발명은 세탁모드 또는 헹굼모드의 동작을 수행할 경우에 모터 제어부(100)의 제어에 따라 결선상태 조절부(140)가 U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)을 모두 직렬로 연결하게 된다.In the present invention, when the washing mode or the rinsing mode is performed, the connection state adjusting unit 140 performs the U-phase stator coils U1 to U6 and the V-phase stator coils V1 to V1 according to the control of the motor controller 100. V6) and the W-phase stator coils W1 to W6 are connected in series.

그러므로 U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)이 권선된 티스의 개수(슬롯의 개수)가 6개로서 저속 및 고토크를 구현하면서 세탁동작 및 헹굼동작을 수행할 수 있다.Therefore, the number of teeth (number of slots) in which the U-phase stator coils U1 to U6, the V-phase stator coils V1 to V6, and the W-phase stator coils W1 to W6 are wound is 6, resulting in low speed and high torque. While implementing the washing operation and the rinsing operation can be performed.

그리고 탈수모드의 동작을 수행할 경우에 상기 모터 제어부(100)는 결선상태 조절부(140)의 절환 스위치(SW11, SW12)(SW21, SW22)(SW31, SW32)를 스위칭시켜 가동단자가 타측 고정단자(b11, b12)(b21, b22)(b31, b32)에 접속되게 한다.When the dehydration mode is performed, the motor controller 100 switches the switching switches SW11 and SW12 (SW21 and SW22) (SW31 and SW32) of the connection state control unit 140 to fix the movable terminal to the other side. Terminals b11 and b12 (b21 and b22) and b31 and b32.

그러면, 도 5에 도시된 바와 같이 U상, V상 및 W상 스테이터 코일(U3)(V3)(W3)은 절환 스위치(SW11)(SW21)(SW31)를 통해 중성점에 접속되고, U상, V상 및 W상 스테이터 코일(U4)(V4)(W4)은 절환 스위치(SW12)(SW22)(SW32)를 통해 U상, V상 및 W상 단자에 연결되어 U상 스테이터 코일(U1~U3)(U4~U6), V상 스테이터 코일(V1~V3)(V4~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W3)(W4~W6)들 각각은 병렬 연결된다.Then, as shown in Fig. 5, the U-phase, V-phase and W-phase stator coils U3, V3, and W3 are connected to the neutral point through the switch SW11, SW21, and SW31, and the U-phase, The V-phase and W-phase stator coils U4 (V4) and W4 are connected to the U-phase, V-phase and W-phase terminals via the changeover switch SW12, SW22, and SW32, and the U-phase stator coils U1 to U3. ) U4 to U6, V phase stator coils V1 to V3, V4 to V6, and W phase stator coils W1 to W3 and W4 to W6 are connected in parallel.

이와 같은 상태에서 상기 모터 제어부(100)는 세탁 제어신호에 따라, 탈수 동작을 수행하기 위한 소정 주파수의 PWM 구동신호를 발생하고, 발생한 PWM 구동신호는 게이트 드라이버(110)에서 증폭된 후 인버터(120)에 인가되어 3상 교류전력을 발생하며, 발생한 3상 교류전력이 세탁기용 모터(130)에 인가되어 세탁기용 모터(130)가 구동되면서 탈수 동작을 수행한다.In this state, the motor controller 100 generates a PWM driving signal having a predetermined frequency for performing the dehydration operation according to the washing control signal, and the generated PWM driving signal is amplified by the gate driver 110 and then the inverter 120. ) Is applied to generate three-phase AC power, and the generated three-phase AC power is applied to the washing machine motor 130 to drive the washing machine motor 130 to perform a dehydration operation.

이러한 본 발명은 탈수모드의 동작을 수행할 경우에 모터 제어부(100)의 제어에 따라 결선상태 조절부(140)가 U상 스테이터 코일(U1~U3)(U4~U6), V상 스테이터 코일(V1~V3)(V4~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W3)(W4~W6)을 각기 병렬로 연결하게 된다.According to the present invention, when the dehydration mode is performed, the connection state control unit 140 performs the U-phase stator coils U1 to U3 (U4 to U6) and the V-phase stator coils under the control of the motor controller 100. V1 to V3) (V4 to V6) and W phase stator coils W1 to W3 (W4 to W6) are connected in parallel, respectively.

그러므로 U상 스테이터 코일(U1~U3)(U4~U6), V상 스테이터 코일(V1~V3)(V4~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W3)(W4~W6)들 각각은 직렬로 권선된 티스의 개수(슬롯의 개수)가 3개로서 각 상의 스테이터 코일에 대한 저항을 1/4로 다운시킴에 따라 고속 및 저토크를 구현하면서 탈수동작을 수행할 수 있다.Therefore, each of the U phase stator coils U1 to U3 (U4 to U6), the V phase stator coils V1 to V3 (V4 to V6) and the W phase stator coils W1 to W3 (W4 to W6) are connected in series. As the number of the wound teeth (the number of slots) is three, the resistance to the stator coils of each phase is reduced to 1/4 so that dehydration can be performed while implementing high speed and low torque.

도 6은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 구동장치에서 직렬 결선상태 및 병렬 결선상태에 따른 세탁기용 모터의 토크와 RPM의 관계를 보인 그래프이다. 도 8을 참조하면, 세탁기용 모터(110)의 회전속도는 병렬 결선상태일 경우에 직렬 결선상태일 경우보다 2배 이상 증가하고, 토크는 직렬 결선상태일 경우가 병렬 결선상태일 경우보다 더 높게 얻어지는 것을 알 수 있다.6 is a graph showing a relationship between torque and RPM of a washing machine motor according to a series connection state and a parallel connection state in a driving apparatus of a washing machine motor according to the present invention. Referring to FIG. 8, the rotational speed of the washing machine motor 110 is increased more than twice in the case of the parallel connection state, and the torque is higher than the case of the parallel connection state in the case of the parallel connection state. It can be seen that it is obtained.

그 결과 본 발명에서는 탈수모드에서 약계자 제어를 실시하지 않고서도 세탁기용 모터(130)가 요구되는 고속의 회전속도에 쉽게 근접할 수 있게 된다.As a result, in the present invention, the washing machine motor 130 can easily approach the required high speed rotation speed without performing field weakening control in the dehydration mode.

도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 구동장치에서 직렬 결선상태 및 병렬 결선상태에 따른 세탁기용 모터의 회전속도-토크의 커브를 보인 그래프이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, RPM(■), 파워(▲)는 병렬 결선상태가 직렬 결선상태일 경우보다 더 높고, 효율(◆)은 직렬 결선상태일 경우에 병렬 결선상태일 경우보다 더 높은 것을 알 수 있다.7 and 8 are graphs showing the curve of the rotational speed-torque of the washing machine motor according to the series connection state and the parallel connection state in the driving device of the washing machine motor according to the present invention. 7 and 8, RPM (■), power (▲) is higher than when the parallel connection state is a series connection state, efficiency (◆) is more than when the parallel connection state when a series connection state. It can be seen that high.

한편 상기에서는 탈수모드의 동작을 수행할 경우에 U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)을 2로 분할하여 병렬로 결선하는 것을 예로 들어 설명하였다.Meanwhile, in the above operation, when the dehydration mode is performed, the U phase stator coils U1 to U6, the V phase stator coils V1 to V6, and the W phase stator coils W1 to W6 are divided into two and connected in parallel. An example has been described.

본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)들을 다양하게 결선상태를 조절할 수 있다.In the present invention, the present invention is not limited thereto, and the connection state of the U phase stator coils U1 to U6, the V phase stator coils V1 to V6, and the W phase stator coils W1 to W6 can be adjusted in various ways.

예를 들면, 탈수모드의 동작을 수행할 경우에 도 9에 도시된 바와 같이 U상 스테이터 코일(U1, U2)(U3, U4)(U5, U6), V상 스테이터 코일(V1, V2)(V3, V4)(V5, V6) 및 W상 스테이터 코일(W1, W2)(W3, W4)(W5, W6)들 각각을 2개씩 분할하여 병렬로 결선하게 구성할 수도 있고, 또는 도 10에 도시된 바와 같이 U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)들 모두를 각기 분할하여 병렬로 결선할 수도 있는 등 다양한 방법으로 결선상태를 조절할 수 있다.For example, when performing the operation in the dehydration mode, as shown in Fig. 9, the U-phase stator coils U1 and U2 (U3 and U4) (U5 and U6) and the V-phase stator coils V1 and V2 ( Each of the V3 and V4 (V5 and V6) and the W-phase stator coils W1 and W2 (W3 and W4) (W5 and W6) may be divided into two and connected in parallel, or illustrated in FIG. 10. As described above, the U-phase stator coils (U1 to U6), the V-phase stator coils (V1 to V6), and the W-phase stator coils (W1 to W6) can all be divided and connected in parallel. Can be adjusted.

도 11은 본 발명에 따른 세탁기용 모터의 구동방법을 보인 제어 흐름도이다. 도 11을 참조하면, 모터 제어부(100)는 외부의 세탁기 제어부 등으로부터 세탁 제어신호를 입력하고(S400), 입력한 세탁 제어신호를 통해 세탁모드, 헹굼모드 또는 탈수모드를 수행해야 되는지의 여부를 판단한다(S402, S404).11 is a control flowchart illustrating a method of driving a washing machine motor according to the present invention. Referring to FIG. 11, the motor control unit 100 inputs a washing control signal from an external washing machine control unit (S400), and determines whether to perform a washing mode, a rinsing mode, or a dehydration mode through the input washing control signal. It determines (S402, S404).

상기 판단 결과 세탁모드 또는 헹굼모드를 수행해야 될 경우에 상기 모터 제어부(100)는 결선상태 조절부(140)를 제어하여 세탁기용 모터(130)에 구비되어 있는 복수 개의 U상 스테이터 코일(U1~U6), 복수 개의 V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 복수 개의 W상 스테이터 코일(W1~W6)들을 각기 직렬로 결선한다(S406). 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이 U상 스테이터 코일(U1~U6), V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 W상 스테이터 코일(W1~W6)들을 직렬로 결선한다.When it is determined that the washing mode or the rinsing mode is to be performed, the motor control unit 100 controls the connection state adjusting unit 140 to control the plurality of U-phase stator coils U1 to U provided in the washing machine motor 130. U6), the plurality of V-phase stator coils V1 to V6 and the plurality of W-phase stator coils W1 to W6 are respectively connected in series (S406). For example, as shown in FIG. 4, the U-phase stator coils U1 to U6, the V-phase stator coils V1 to V6, and the W-phase stator coils W1 to W6 are connected in series.

그리고 상기 모터 제어부(100)는 세탁모드 또는 헹굼모드에 따라 구동신호를 발생하여 세탁동작 또는 헹굼동작을 수행한다(S408).The motor control unit 100 generates a driving signal according to the washing mode or the rinsing mode to perform the washing operation or the rinsing operation (S408).

상기 단계(S404)의 판단 결과 탈수모드를 수행해야 될 경우에 상기 모터 제어부(100)는 결선상태 조절부(140)를 제어하여 세탁기용 모터(130)에 구비되어 있는 복수 개의 U상 스테이터 코일(U1~U6), 복수 개의 V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 복수 개의 W상 스테이터 코일(W1~W6)들을 각기 병렬로 결선한다(S410). 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 U상 스테이터 코일(U1~U6), 복수 개의 V상 스테이터 코일(V1~V6) 및 복수 개의 W상 스테이터 코일(W1~W6)들을 2개로 분할하여 병렬로 결선한다.When it is determined in step S404 that the dehydration mode should be performed, the motor control unit 100 controls the connection state control unit 140 to control the plurality of U-phase stator coils provided in the washing machine motor 130 ( U1 to U6), the plurality of V-phase stator coils V1 to V6 and the plurality of W-phase stator coils W1 to W6 are respectively connected in parallel (S410). For example, as shown in FIG. 5, the plurality of U-phase stator coils U1 to U6, the plurality of V-phase stator coils V1 to V6, and the plurality of W-phase stator coils W1 to W6 are divided into two. In parallel.

그리고 상기 모터 제어부(100)는 탈수모드에 따라 구동신호를 발생하여 탈수동작을 수행한다(S412).The motor controller 100 generates a driving signal according to the dehydration mode to perform the dehydration operation (S412).

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.The present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments, but those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications without departing from the scope of the present invention. Will understand.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

본 발명은 세탁모드 및 헹굼모드와 탈수모드에 따라, 세탁기용 BLDC 모터의 스테이터에 권선되어 있는 U상, V상 및 W상 스테이터 코일의 결선상태를 조절하여, 세탁모드 및 헹굼모드에서는 저속(Low RPM) 및 고토크(High Torque)를 구현하고, 탈수모드에서는 고속(High RPM) 및 저출력(Low Torque)을 구현할 수 있는 기술에 관한 것으로, 세탁기용 모터의 구동장치에 적용될 수 있다.According to the present invention, according to the washing mode, the rinsing mode, and the dehydration mode, the connection state of the U phase, V phase, and W phase stator coils wound on the stator of the BLDC motor for a washing machine is adjusted. RPM and High Torque, and in the dehydration mode, the present invention relates to a technology capable of implementing High RPM and Low Torque, and may be applied to a driving apparatus of a washing machine motor.

100 : 모터 제어부 110 : 게이트 드라이버
120 : 인버터 130 : 세탁기용 모터
140 : 결선상태 조절부 U1~U6 : U상 스테이터 코일
V1~V6 : V상 스테이터 코일 W1~W6 : W상 스테이터 코일
100: motor control unit 110: gate driver
120: inverter 130: washing machine motor
140: connection state control unit U1 ~ U6: U-phase stator coil
V1 to V6: V phase stator coil W1 to W6: W phase stator coil

Claims (10)

세탁 제어신호에 따라 구동신호를 발생하고 세탁모드 및 헹굼모드와 탈수모드에 따라 결선상태 조절신호를 발생하는 모터 제어부;
상기 구동신호에 따라 직류전력을 스위칭시켜 교류전력을 발생하는 인버터;
상기 인버터가 발생하는 교류전력에 따라 구동되는 세탁기용 BLDC 모터; 및
상기 결선상태 조절신호에 따라 상기 세탁기용 BLDC 모터에 구비된 복수 개의 스테이터 코일의 결선상태를 직렬 결선 또는 병렬 결선으로 조절하는 결선상태 조절부;를 포함하는 세탁기용 모터의 구동장치.
A motor control unit generating a driving signal according to the washing control signal and generating a connection state control signal according to the washing mode, the rinsing mode, and the dehydration mode;
An inverter generating AC power by switching DC power according to the driving signal;
A BLDC motor for a washing machine driven according to AC power generated by the inverter; And
And a connection state adjustment unit for controlling a connection state of a plurality of stator coils provided in the washing machine BLDC motor in series connection or parallel connection according to the connection state control signal.
제1항에 있어서, 상기 모터 제어부와 상기 인버터의 사이에
상기 구동신호를 증폭하여 상기 인버터로 출력하기 위한 게이트 드라이버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동장치.
According to claim 1, Between the motor control unit and the inverter
And a gate driver for amplifying the driving signal and outputting the driving signal to the inverter.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 결선상태 조절부는 다수의 릴레이로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동장치.The driving device of claim 1, wherein the connection state control unit comprises a plurality of relays. 제1항에 있어서, 상기 모터 제어부는
세탁모드 및 헹굼모드일 경우에 복수 개의 스테이터 코일의 결선상태를 직렬 결선으로 조절하고, 탈수모드일 경우에 복수 개의 스테이터 코일의 결선상태를 병렬 결선으로 조절하게 결선상태 조절신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동장치.
The method of claim 1, wherein the motor control unit
In the washing mode and the rinsing mode, the connection state of the plurality of stator coils is controlled by serial connection, and in the dehydration mode, the connection state control signal is generated to adjust the connection state of the plurality of stator coils to parallel connection. Driving device for the washing machine motor.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 병렬 결선은
복수 개의 스테이터 코일을 균등하게 분할하여 병렬 결선하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동장치.
The method of claim 1 or 4, wherein the parallel connection is
A drive device for a washing machine motor, characterized in that a plurality of stator coils are equally divided and connected in parallel.
제 1 항에 있어서, 상기 인버터는 3상 교류전력을 발생하고,
상기 세탁기용 모터는 상기 3상 교류전력에 따라 구동되는 3상 세탁기용 모터이며,
상기 결선상태 조절부는 복수 개의 U상 스테이터 코일, 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 복수 개의 W상 스테이터 코일들 각각을 직렬 결선 또는 병렬 결선으로 조절하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동장치.
The method of claim 1, wherein the inverter generates three-phase AC power,
The washing machine motor is a three-phase washing machine motor driven according to the three-phase AC power,
The connection state control unit is a drive device for a washing machine motor, characterized in that for controlling each of the plurality of U-phase stator coils, a plurality of V-phase stator coils and a plurality of W-phase stator coils in series connection or parallel connection.
제6항에 있어서, 상기 병렬 결선은
상기 복수 개의 U상 스테이터 코일, 상기 복수 개의 V상 스테이터 코일 및 상기 복수 개의 W상 스테이터 코일들 각각을 균등하게 분할하여 각기 병렬 결선하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동장치.
The method of claim 6, wherein the parallel connection
And the plurality of U-phase stator coils, the plurality of V-phase stator coils, and the plurality of W-phase stator coils are equally divided and connected in parallel, respectively.
모터 제어부가 세탁 제어신호로 세탁모드, 헹굼모드 또는 탈수모드인지의 여부를 판단하는 단계;
상기 판단 결과 세탁모드 또는 헹굼모드일 경우에 상기 모터 제어부가 결선상태 조절부를 제어하여 세탁기용 모터의 복수 개의 스테이터 코일을 직렬 결선하고 상기 세탁 제어신호에 따라 구동신호를 발생하여 상기 세탁기용 모터를 구동시키는 단계; 및
상기 판단 결과 탈수모드일 경우에 상기 모터 제어부가 결선상태 조절부를 제어하여 세탁기용 모터의 복수 개의 스테이터 코일을 병렬 결선하고 상기 세탁 제어신호에 따라 구동신호를 발생하여 상기 세탁기용 모터를 구동시키는 단계;를 포함하는 세탁기용 모터의 구동방법.
Determining whether the motor control unit is in the washing mode, the rinsing mode, or the dehydration mode using the washing control signal;
In the determination result, in the washing mode or the rinsing mode, the motor control unit controls the connection state adjusting unit to connect the plurality of stator coils of the washing machine motor in series and generates a driving signal according to the washing control signal to drive the washing machine motor. Making a step; And
Driving the washing machine motor by connecting the plurality of stator coils of the washing machine motor in parallel by generating a driving signal according to the washing control signal by controlling the connection state adjusting unit in the dehydration mode as a result of the determination; Driving method of the washing machine motor comprising a.
제8항에 있어서, 상기 구동신호는;
PWM(Pulse Width Modulation) 구동신호인 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동방법.
The method of claim 8, wherein the drive signal;
A driving method of a washing machine motor, characterized in that the PWM (Pulse Width Modulation) drive signal.
제8항에 있어서, 상기 병렬 결선은;
복수 개의 스테이터 코일을 균등하게 분할하여 병렬 결선하는 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터의 구동방법.
The method of claim 8, wherein the parallel connection;
A driving method for a washing machine motor, characterized in that a plurality of stator coils are equally divided and connected in parallel.
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