KR20140045714A - 세탁물 처리기기, 및 그 동작방법 - Google Patents

세탁물 처리기기, 및 그 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세탁물 처리기기, 및 그 동작방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 동작방법은, 세탁조를 회전시켜 세탁물을 처리하는 세탁물 처리기기의 동작방법으로서, 세탁조를 가속하여 회전시키는 단계와, 세탁조를 등속으로 회전시키는 단계와, 가속 구간 중, 세탁조를 회전시키는 모터에 흐르는 출력 전류와, 등속 구간 중, 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여, 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 포량 감지를 효율적으로 수행할 수 있게 된다.

Description

세탁물 처리기기, 및 그 동작방법{Laundry treatment machine and the method for operating the same}
본 발명은 세탁물 처리기기, 및 그 동작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 포량 감지를 효율적으로 수행할 수 있는 세탁물 처리기기, 및 그 동작방법에 관한 것이다.
일반적으로, 세탁물 처리기기는 세제와 세탁수 및 세탁물이 드럼 내에 투입된 상태에서, 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 세탁조와 세탁물의 마찰력을 이용하여 세탁을 행하여, 세탁물의 손상이 거의 없고 세탁물이 서로 엉키지 않는 세탁효과를 낼 수 있다.
한편, 세탁물 처리기기 내에 세탁물의 포량에 기초하여, 세탁이 수행되므로, 포량 감지를 위한 다양한 방법이 논의되고 있다.
본 발명의 목적은, 포량 감지를 효율적으로 수행할 수 있는 세탁물 처리기기, 및 그 동작방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 동작방법은, 세탁조를 회전시켜 세탁물을 처리하는 세탁물 처리기기의 동작방법으로서, 세탁조를 가속하여 회전시키는 단계와, 세탁조를 등속으로 회전시키는 단계와, 가속 구간 중, 세탁조를 회전시키는 모터에 흐르는 출력 전류와, 등속 구간 중, 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여, 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 동작방법은, 세탁조를 회전시켜 세탁물을 처리하는 세탁물 처리기기의 동작방법으로서, 세탁조를 가속하여 회전시키는 단계와, 세탁조를 등속으로 회전시키는 단계와, 가속 구간 중, 세탁조를 회전시키는 모터를 구동하기 위한 전류 지령치와, 등속 구간 중, 모터를 구동하기 위한 전류 지령치에 기초하여, 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 세탁조와, 세탁조를 회전시키는 모터와, 가속 구간 동안, 세탁조를 가속하여 회전시키는 구동부와, 등속 구간 동안, 세탁조를 등속으로 회전시키며, 가속 구간 중, 모터를 구동하기 위한 전류 지령치와, 등속 구간 중, 모터를 구동하기 위한 전류 지령치에 기초하여, 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세탁물 처리기기는, 세탁조를 가속 회전시키는 가속 구간과, 등속 회전시키는 등속 구간으로 구분하여, 동작시키며, 가속 구간 중 세탁조를 회전시키는 모터에 흐르는 출력 전류와, 등속 구간 중, 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여, 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지한다. 이는, 모터 회전시에 발생하는 마찰력 등을 제외하고, 관성에 기초하여, 포량을 감지하는 방법으로서, 이에 의하면, 신속하고 정확하게, 세탁물의 포량을 감지할 수 있게 된다.
특히, 가속 구간 중 모터를 구동하기 위한 전류 지령치와, 등속 구간 중 모터를 구동하기 위한 전류 지령치에 기초하여, 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지함으로써, 포량 감지를 효율적으로 수행할 수 있게 된다.
한편, 등속 구간 중 모터에서 발생하는 역기전력을 연산하고, 포량 감지시, 연산된 역기전력을 반영함으로써, 더욱 정확하게, 세탁물의 포량을 감지할 수 있게 된다.
한편, 가속 구간은, 모터 정렬 이후에 수행되며, 이로 인해, 더욱 정확하게, 세탁물의 포량을 감지할 수 있게 된다.
한편, 역기전력 연산을 위해, 모터 정렬시, 서로 다른 크기의 전류를 순차적으로 인가하고, 서로 다른 크기의 전류 지령치와 전압 지령치에 기초하여, 모터의 등가 저항값을 연산하고, 연산된 등가 저항값을 이용하여 역기전력을 연산함으로써, 역기전력 연산을 정확하게 수행할 수 있게 된다.
한편, 가속 구간 이후, 등속 구간 중 모터를 구동하기 위한 전류 지령치를 바로 연산하지 않는, 세탁조를 안정화시키는 안정화 구간을 부여함으로써, 더욱 정확하게, 세탁물의 포량을 감지할 수 있게 된다.
한편, 안정화 구간의 길이를 가변함으로써, 더욱 정확하게, 세탁물의 포량을 감지할 수 있게 된다.
이와 같이, 가속 구간과 등속 구간의 전류 지령치의 차이를 이용하여, 포량을 감지함으로써, 정확한 포량 감지가 가능하게 되며, 나아가, 세탁 시간 단축 및 물 사용량을 저감할 수 있게 되며, 결국, 세탁물 처리기기에서 소비되는 에너지를 저감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 세탁물 처리기기의 측단면도이다.
도 3은 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도 4는 도 3의 구동부의 내부 회로도이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6은 도 4의 모터에 공급되는 교류 전류의 일예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁물 처리기기의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 8 내지 도 12는 도 7의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 세탁물 처리기기의 측단면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기(100)는, 포가 삽입되어 세탁, 헹굼 탈수 등을 수행하는 세탁기 또는 습포가 삽입되어 건조를 수행하는 건조기 등을 포함하는 개념으로서, 이하에서는 세탁기를 중심으로 기술한다.
세탁기(100)는, 외관을 형성하는 케이싱(110)과, 사용자로부터 각종 제어명령을 입력받는 조작키들과, 세탁기(100)의 작동상태에 대한 정보를 표시하는 디스플레이 등을 구비하여 사용자 인터페이스를 제공하는 컨트롤 패널(115)과, 케이싱(110)에 회전 가능하게 구비되어 세탁물이 출입하는 출입홀을 여닫는 도어(113)를 포함한다.
케이싱(110)은, 내부에 세탁기(100)의 각종 구성품이 수용될 수 있는 공간을 형성하는 본체(111)와, 본체(111)의 상측에 구비되고 내조(122) 내로 세탁물이 투입될 수 있도록 포출입홀을 형성하는 탑커버(112)를 포함할 수 있다.
케이싱(110)은 본체(111)와 탑커버(112)를 포함하는 것으로 설명하나, 케이싱(110)은 세탁기(100)의 외관을 형성하는 것이면 충분하며 이에 한정되지 않는다.
한편, 지지봉(135)은, 케이싱(110)을 이루는 구성 중 하나인 탑커버(112)에 결합되는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니고, 케이싱(110)의 고정된 부분 어느 곳과도 결합되는 것이 가능함을 명시한다.
컨트롤패널(115)은, 세탁물 처리기기(100)의 운전상태를 조작하는 조작키들(117)과, 조작키들(117)의 일측에 배치되며 세탁물 처리기기(100)의 운전상태를 표시하는 디스플레이(118)를 포함한다.
도어(113)는, 탑커버(112)에 형성된 포출입홀(미표기)을 여닫는 것으로, 본체(111) 내부가 들여다보일 수 있도록 강화유리 등의 투명부재를 포함할 수 있다.
세탁기(100)는, 세탁조(120)를 포함할 수 있다. 세탁조(120)는, 세탁수가 담기는 외조(124)와, 외조(124) 내에 회전가능하게 구비되어 세탁물을 수용하는 내조(122)를 구비할 수 있다. 세탁조(120)의 상부에는 세탁조(120)의 회전시 발생하는 편심을 보상하기 위한 밸런서(134)가 구비될 수 있다.
한편, 세탁기(100)는, 세탁조(120)의 하부에 회전 가능하게 구비되는 펄세이터(133)를 포함할 수 있다.
구동장치(138)는, 내조(122) 및/또는 펄세이터(133)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 것이다. 구동장치(138)의 구동력을 선택적으로 전달하여 내조(122)만이 회전되거나, 펄세이터(133)만이 회전되거나, 내조(122)와 펄세이터(133)가 동시에 회전되도록 하는 클러치(미도시)가 구비될 수 있다.
한편, 구동장치(138)는, 도 3의 구동부(220), 즉 구동 회로에 의해 동작하게 된다. 이에 대해서는 도 3 이하를 참조하여 후술한다.
한편, 탑커버(112)에는 세탁용 세제, 섬유 유연제 및/또는 표백제 등의 각종 첨가제가 수용되는 세제박스(114)가 인출가능하게 구비되고, 급수유로(123)를 통해 급수된 세탁수가 세제박스(114)를 경유한 후 내조(122) 내로 공급된다.
내조(122)에는 복수의 홀(미도시)이 형성되어 내조(122)로 공급된 세탁수가 복수의 홀을 통해 외조(124)로 유동한다. 급수유로(123)를 단속하는 급수밸브(125)가 구비될 수 있다.
배수유로(143)를 통해 외조(124)내의 세탁수가 배수되고, 배수유로(143)를 단속하는 배수밸브(145) 및 세탁수를 펌핑하는 배수펌프(141)가 구비될 수 있다.
지지봉(135)은, 외조(124)를 케이싱(110) 내에 매달기 위한 것으로, 일단이 케이싱(110)에 연결되고, 지지봉(135)의 타단은 서스펜션(150)에 의해 외조(124)와 연결된다.
서스펜션(150)은, 세탁기(100) 작동 중에 외조(124)가 진동하는 것을 완충시킨다. 예를 들어, 내조(122)가 회전함에 따라 발생하는 진동에 의해 외조(124)가 진동할 수 있으며, 내조(122)가 회전하는 중에는 내조(122) 내에 수용된 세탁물의 편심, 내조(122)의 회전 속도 또는 공진 특성 등의 다양한 요인에 의해 진동하는 것을 완충시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 세탁물 처리기기(100)는, 제어부(210)의 제어 동작에 의해, 구동부(220)가 제어되며, 구동부(220)는 모터(230)를 구동하게 된다. 이에 따라, 세탁조(120)에 모터(230)에 의해 회전하게 된다.
제어부(210)는, 조작키(1017)로부터 동작 신호를 입력받아 동작을 한다. 이에 따라, 세탁, 헹굼, 탈수 행정이 수행될 수 있다.
또한, 제어부(210)는, 디스플레이(118)를 제어하여, 세탁 코스, 세탁 시간, 탈수 시간, 헹굼 시간 등, 또는 현재 동작 상태 등을 표시하도록 제어할 수 있다.
한편, 제어부(210)는, 구동부(220)를 제어하여, 모터(230)를 동작시키도록 제어한다. 예를 들어, 모터(230)에 흐르는 출력 전류를 검출하는 전류 검출부(225)와 모터(230)의 위치를 감지하는 위치 감지부(220)에 기초하여, 모터(230)가 회전하도록 구동부(220)를 제어할 수 있다. 도면에서는, 검출된 전류와, 감지된 위치 신호가 구동부(220)에 입력되는 것으로 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 제어부(210)에 입력되거나, 제어부(210)와 구동부(220)에 함께 입력되는 것도 가능하다.
구동부(220)는, 모터(230)를 구동시키기 위한 것으로, 인버터(미도시), 및 인버터 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(220)는, 인버터(미도시)에 입력되는 직류 전원을 공급하는, 컨버터 등을 더 포함하는 개념일 수 있다.
예를 들어, 인버터 제어부(미도시)가 펄스폭 변조(PWM) 방식의 스위칭 제어 신호(도 4의 Sic)를 인버터(미도시)로 출력하면, 인버터(미도시)는 고속 스위칭 동작을 하여, 소정 주파수의 교류 전원을 모터(230)에 공급할 수 있다.
구동부(220)에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
한편, 제어부(210)는, 전류 검출부(220)에서 검출된 전류(io) 또는 위치 감지부(235)에서 감지된 위치 신호(H)에 기초하여, 포량을 감지할 수 있다. 예를 들어, 세탁조(120)가 회전하는 동안에, 모터(230)의 전류값(io)에 기초하여 포량을 감지할 수 있다.
한편, 제어부(210)는, 세탁조(120)의 편심량, 즉 세탁조(120)의 언밸런스(unbalance; UB)를 감지할 수도 있다. 이러한 편심량 감지는, 전류 검출부(220)에서 검출된 전류(io)의 리플 성분 또는 세탁조(120)의 회전 속도 변화량에 기초하여, 수행될 수 있다.
도 4는 도 3의 구동부의 내부 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 구동부(220)는, 컨버터(410), 인버터(420), 인버터 제어부(430), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 및 출력전류 검출부(E)를 포함할 수 있다. 또한, 구동부(220)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L) 등을 더 포함할 수도 있다.
리액터(L)는, 상용 교류 전원(405, vs)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(410)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다.
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다.
컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.
평활 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다.
한편, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다., 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 평활 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.
한편, 평활 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(230)에 출력할 수 있다.
인버터(420)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 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(230)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)로부터 검출되는 출력전류값(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(230) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.
출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(230) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 동기 모터(230) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로하여 기술한다.
한편, 삼상 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다.
이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 컨버터(410)가 스위치 소자를 구비하는 경우, 컨버터(410) 내의 스위칭 소자의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 입력 전류 검출부(A)에서 검출되는 입력 전류(is)를 입력받을 수 있다. 그리고, 인버터 제어부(430)는, 컨버터(410)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)를 컨버터(410)에 출력할 수 있다. 이러한 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)는 펄스폭 변조(PWM) 방식의 스위칭 제어신호로서, 입력 전류 검출부(A)로부터 검출되는 입력 전류(is)를 기초로 생성되어 출력될 수 있다.
한편, 위치 감지부(235)는, 모터(230)의 회전자 위치를 감지할 수 있다. 이를 위해, 위치 감지부(235)는 홀 센서를 포함할 수 있다. 감지된 회전자 위치(H)는, 인버터 제어부(430)에 입력 되어 속도 연산등에 기초로 사용되게 된다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 5를 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(510), 속도 연산부(520), 전류 지령 생성부(530), 전압 지령 생성부(540), 축변환부(550), 및 스위칭 제어신호 출력부(560)를 포함할 수 있다.
축변환부(510)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.
한편, 축변환부(510)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다.
속도 연산부(520)는, 위치 감지부(235)로 부터 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여, 속도(
Figure pat00001
)를 연산할 수 있다. 즉, 위치 신호에 기반하여, 시간에 대해, 나누면, 속도를 연산할 수 있게 된다.
한편, 속도 연산부(520)는, 입력되는 회전자의 위치 신호(H)에 기초하여 연산된 위치(
Figure pat00002
)와 연산된 속도(
Figure pat00003
)를 출력할 수 있다.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure pat00004
)와 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(530)는, 연산 속도(
Figure pat00005
)와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(535)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전류 지령 생성부(530)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
다음, 전압 지령 생성부(540)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(530) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(540)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(544)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(540)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(548)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, d축 전압 지령치(v* d)의 값은, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정되는 경우에 대응하여, 0으로 설정될 수도 있다.
한편, 전압 지령 생성부(540)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(550)에 입력된다.
축변환부(550)는, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(
Figure pat00006
)와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.
먼저, 축변환부(550)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(520)에서 연산된 위치(
Figure pat00007
)가 사용될 수 있다.
그리고, 축변환부(550)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.
스위칭 제어 신호 출력부(560)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다.
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.
한편, 스위칭 제어 신호 출력부(560)는, 본 발명의 실시예와 관련하여, 2상 펄스폭 변조 방식과 3상 펄스폭 변조 방식을 혼합한 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력할 수 있다.
예를 들어, 후술하는 가속 회전 구간에서는 3상 펄스폭 변조 방식에 의한 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력하고, 등속 회전 구간에서는 역기전력을 검출하기 위해, 2상 펄스폭 변조 방식에 의한 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력할 수 있다.
도 6은 도 4의 모터에 공급되는 교류 전류의 일예를 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 인버터(420)의 스위칭 동작에 따라, 모터(230)에 흐르는 전류는 도면과 같이 예시된다.
구체적으로 설명하면, 모터(230)의 동작 구간은, 초기동작 구간인 기동운전 구간(T1)과, 초기 기동 운전 이후의 통상운전 구간(T3)으로 나누어질 수 있다.
기동운전 구간(T1)은, 모터(230)에 일정 전류를 인가하는 모터 정렬(align) 구간이라 명명할 수도 있다. 즉, 정지된 모터(230)의 회전자를 일정 위치로 정렬시키기 위해, 인버터(420)의 세 개의 상암 스위칭 소자 중 어느 하나의 스위칭 소자가 온되고, 온 되는 상암 스위칭 소자와 쌍을 이루지 않는 나머지 두 개의 하암 스위칭 소자가 온 된다.
일정 전류의 크기는 수 A 일 수 있다. 이러한 일정 전류를 전동기에 공급하도록 하기 위해, 인버터 제어부(430)는 인버터(420)에 기동 스위칭 제어 신호(Sic)를 인가할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예와 관련하여, 기동운전 구간(T1)은, 제1 크기의 전류값이 인가되는 구간과, 제2 크기의 전류값이 인가되는 구간으로 구분될 수도 있다. 이는, 모터(230)의 등가 저항값 등을 구하기 위한 것으로 이에 대해서는, 도 7 이하를 참조하여 후술한다.
초기기동 구간(T1)과 통상운전 구간(T3) 사이에, 전동기의 속도를 강제로 상승시키는 강제가속 구간(T2)이 더 위치할 수 있다. 이 구간(T2)은, 모터(230)에 흐르는 전류(io)를 피드백 없이, 속도 지령에 맞추어 모터(230)의 속도가 상승하는 구간으로서, 인버터 제어부(430)는, 해당하는 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다. 강제가속 구간(T2)에는, 도 5에서 설명한 피드백 제어, 즉 벡터 제어가 수행되지 않게 된다.
통상운전 구간(T3)은, 검출되는 출력전류(io)를 피드백하여, 도 5에서 설명한 바와 같이, 출력전류(io)에 기초하여, 인버터 제어부(430) 내에서 제어 처리함으로써, 소정 주파수를 갖는 교류 전원을 모터(230)에 인가할 수 있다. 이러한 피드백 제어를 다른 용어로 벡터 제어라 명명할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에에 따르면, 가속 회전 구간과 등속 회전 구간은, 통상 운전 구간(T3) 내에 포함될 수 있다.
즉, 도 5에서 설명한 바와 같이, 속도 지령치를 가속 회전 구간에서는 꾸준히 상승하도록 하고, 등속 회전 구간에서는 일정하도록 설정하고, 각각 가속 회전 구간과 등속 회전 구간에서, 검출되는 출력전류(io)를 피드백하고, 출력전류(io)에 기초한, 전류 지령치의 차이를 이용하여, 포량을 감지할 수 있다. 이에 따라, 포량을 효율적으로 감지할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 달리, 가속 회전 구간이 강제가속 구간(T2)에 포함되고, 등속 회전 구간이 통상운전 구간(T3)에 포함되는 것도 가능하다.
이러한 경우, 가속 회전 구간 동안의 전류 지령치는, 검출되는 출력전류(io)에 기초하지 않게 된다. 이러한 경우, 가속 회전 구간 동안의 전류 지령치와 등속 회전 구간 동안의 전류 지령치를 이용하여, 포량 감지가 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 세탁물 처리기기의 동작 방법을 보여주는 순서도이고, 도 8 내지 도 12는 도 7의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 포량 감지를 위해, 먼저, 구동부(220)는, 세탁조(120)를 회전시키는 모터(230)를 정렬시킨다(S710). 즉, 모터(230)의 회전자를 일정 위치에 고정시키도록, 모터(230)를 제어한다. 즉, 모터(230)에 일정 전류를 인가한다.
이를 위해, 인버터(420)의 세 개의 상암 스위칭 소자 중 어느 하나의 스위칭 소자가 온되고, 온 되는 상암 스위칭 소자와 쌍을 이루지 않는 나머지 두 개의 하암 스위칭 소자가 온 될 수 있다.
이러한 모터 정렬 구간은, 도 8의 Ta 구간에 해당할 수 있다.
도 10a는, 모터 정렬 구간(Ta) 동안, 모터(230)에 일정 전류(IA)가 흐르는 것을 예시한다. 이에 따라, 모터(230) 회전자는, 일정한 위치로 이동하게 된다.
한편, 다른 예로, 모터 정렬 구간(Ta) 동안, 서로 다른 크기의 전류를 인가하는 것도 가능하다. 이는, 후술하는 등속 회전 구간(Tc)에서의, 역기전력 연산시 사용될 수 있는, 모터 상수를 산출하기 위한 것이다. 여기서, 모터 상수는, 예를 들어, 모터(230)의 등가 저항값(Rs) 등을 의미할 수 있다.
도 10b는, 모터 정렬 구간(Ta) 중 제1 구간(Ta1) 동안, 제1 크기의 전류(IB1)가 모터(230)에 흐르고, 제2 구간(Ta2) 동안, 제2 크기의 전류(IB2)가 모터(230)에 흐르는 것을 예시한다.
여기서, 제1 구간(Ta1)과 제2 구간(Ta2)의 길이는 동일할 수 있으며, 제2 크기의 전류(IB2)는, 제1 크기의 전류(IB1)의 2배의 크기일 수 있다.
Figure pat00008
여기서, Rs는 모터 상수로서, 모터(230)의 등가 저항값(Rs)을 나타내며, C1은 비례 상수를 나타내며, v* q1, i* q1는, 제1 구간(Ta1) 동안의 전압 지령치와 전류 지령치를 나타내며, v* q2, i* q2는 제2 구간(Ta2) 동안의 전압 지령치와 전류 지령치를 나타낸다. 또한, k1은, 제1 구간(Ta1) 및 제2 구간(Ta2)의 구간 길이에 대응하는 이산 값(discrete value)을 나타낸다.
한편, 전압 지령치와 전류 지령치는 모두 d축 성분, q축 성분에 대한 값이 존재할 수 있으나, 이하에서는, d축 전압 지령치와 전류 지령치가 모두 0으로 설정되는 것을 전제로 기술한다. 이에 따라, 이하에서는, 전압 지령치와 전류 지령치를, 모두 q축 성분에 대한 값으로 나타낸다.
한편, 도 10b는, 모터 정렬 구간(Ta) 중 ΔV 값을 연산하는 것도 가능하다.
Figure pat00009
여기서, ΔV 는, 전압 지령치 사이에 존재하는 오차 성분을 나타낸다. 즉, 제2 크기의 전류(IB2)는, 제1 크기의 전류(IB1)의 2배의 크기라는 전제하에, 제1 구간(Ta1) 동안의 전압 지령치(v* q1)의 2배 크기는, 제2 구간(Ta2) 동안의 전압 지령치(v* q1)와 동일하여야 하나, 그렇지 않은 경우, 전압 지령치 사이의 오차가 ΔV 만큼 존재하게 된다. ΔV는 향후, 역기전력 보상값 연산시 활용될 수 있다.
한편, C2은 비례 상수를 나타내며, k1은, 제1 구간(Ta1) 및 제2 구간(Ta2)의 구간 길이에 대응하는 이산 값(discrete value)을 나타낸다.
다음, 구동부(220)는, 세탁조(120)를 회전시키는 모터(230)를 가속 회전 시킨다(S720). 구체적으로, 구동부(220)는, 정지 상태의 모터(230)를 제1 속도(ω1)까지 가속 회전시킬 수 있다. 가속 회전을 위해, 모터(230)에 인가되는 전류 지령치는, 순차적으로 증가할 수 있다.
한편, 제1 속도(ω1)는, 세탁조(120)의 공진 대역을 회피할 수 있는 속도로서, 대략, 40 ~ 50rpm 사이의 값일 수 있다.
이러한, 모터 가속 회전 구간은, 도 8의 Tb 구간에 해당할 수 있다.
한편, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 가속 회전 구간(Tb) 중 일부 기간(Tb1) 동안, 전류 지령치(i* q_Tb)에 기초하여, 평균 전류 지령치 값(i* q_ ATb)을 연산할 수 있다.
즉, 가속 회전 구간(Tb)의 평균 전류 지령치 값(i* q_ ATb)은 다음의 수학식 3을 통해 연산될 수 있다.
Figure pat00010
여기서, k2은, 가속 회전 구간(Tb) 중 일부 기간(Tb1)의 구간 길이에 대응하는 이산 값(discrete value)을 나타낸다.
다음, 구동부(220)는, 세탁조(120)를 회전시키는 모터(230)를 등속 회전 시킨다(S730). 구체적으로, 구동부(220)는, 제1 속도(ω1)까지 가속 회전한 모터(230)를 제2 속도(ω2)로 등속회전시킬 수 있다. 등속 회전을 위해, 모터(230)에 인가되는 전류 지령치는, 일정할 수 있다.
한편, 제2 속도(ω2)는, 제1 속도(ω1) 보다 낮은 속도로서, 대략, 25 ~ 35rpm 사이의 값일 수 있다.
이러한, 모터 등속 회전 구간은, 도 8의 Tc 구간에 해당할 수 있다.
한편, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 등속 회전 구간(Tc) 중 일부 기간(Tc2) 동안, 전류 지령치(i* q_Tc)에 기초하여, 평균 전류 지령치 값(i* q_ ATc)을 연산할 수 있다.
즉, 등속 회전 구간(Tc)의 평균 전류 지령치 값(i* q_ ATc)은 다음의 수학식 4를 통해 연산될 수 있다.
Figure pat00011
여기서, k3은, 등속 회전 구간(Tb) 중 일부 기간(Tc2)의 구간 길이에 대응하는 이산 값(discrete value)을 나타낸다.
한편, 등속 회전 구간(Tc)은, 가속 구간 이후, 세탁조(120)를 안정화시키는 안정화 구간(Tc1)과, 포량 감지를 위해, 모터의 전류 지령치를 합산하는 연산 구간(Tc2)로 구분될 수 있다.
안정화 구간(Tc1)은, 세탁조(120) 내의 포량이 많아질수록, 길어질 수 있다. 특히, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 가속 구간 중의 전류 지령치, 예를 들어, 평균 전류 지령치 값(i* q_ ATb)에 기초하여, 포량이 많고 적음을 간접적으로 파악할 수 있다. 그리고, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 이에 기초하여, 안정화 구간의 길이를 결정할 수 있다.
도 11a와 도 11b는 세탁조(120) 내의 포량에 따라, 등속 회전 구간(Tc) 내의 안정화 구간(Tc1 또는 Tc1x)의 길이가 가변되는 것을 예시한다. 예를 들어, 도 11b와 같이, 세탁조(120) 내의 포량이 적은 경우, 등속 회전 구간 내의 안정화 구간은 도 11a에 비해 도 11b의 안정화 구간(Tc1x)와 같이 단축될 수 있다. 또한, 전체 등속 회전 구간(Tcx)이 단축되는 것도 가능하다.
한편, 도 8은 가속 회전 구간(Tb)의 제1 속도(ω1)와 등속 회전 구간(Tc)의 제2 속도(ω2)가 차이가 있는 것을 예시하나, 가속 회전 구간의 최종 속도와, 등속 회전 구간의 속도가 일치하는 것도 가능하다.
도 12는, 가속 회전 구간(Tb) 동안의 최고 속도가, 등속 회전 구간(Tc)의 제2 속도(ω2)와 동일한 것을 예시한다. 이러한 경우, 가속 회전시의 최고 속도가 제1 속도(ω1) 보다 낮은 제2 속도(ω2)이므로, 가속 회전 구간(Tby)를 단축할 수 있어, 전체 포량 감지 구간을 단축할 수 있으며, 결국, 신속하게 포량 감지를 수행할 수 있게 된다.
또한, 가속 회전시의 최고 속도가 제1 속도(ω1) 보다 낮은 제2 속도(ω2)이므로, 안정화 구간의 길이가 단축될 수도 있다.
한편, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 등속 회전 구간(Tc) 중, 모터(230)를 구동하기 위한 전류 지령치와 전압 지령치에 기초하여, 역기전력을 연산할 수 있다. 가속 구간에는, 전류 지령치 등이 가변하므로, 등속 구간에서, 모터(230)에 발생하는 역기전력을 연산하는 것이 바람직하다.
역기전력 연산은, 다양한 방법이 가능하다.
일예로, 가속 회전 구간에서는, 모터(230)의 3상 모두 펄스폭 변조 신호에 의해 구동되는 3상 펄스폭 변조 방식(각 상에 대한 180도 통전 방식)을 사용하다가, 등속 회전 구간에서, 모터(230)의 3상 중 2상만이 구동되는 2상 펄스폭 변조 방식을 사용하는 것이 가능하다. 이에, 나머지 1상에는 항상, 전류가 흐르지 않게 되므로, 해당 1상을 통해, 역기전력을 검출하는 것이 가능하다. 예를 들어, 역기전력을 검출할 수 있는 전압 센서 등을 사용할 수 있다.
다른 예로, 역기전력을 직접 검출하는 것이 아는 역기전력 연산 방법을 사용하는 것이 가능하다. 수학식 5는 역기전력(emf) 연산 방법을 예시한다.
Figure pat00012
여기서, v* q_ Tc는 전압 지령치를 나타내며, i* q_ Tc는 전류 지령치를 나타내며, Ls는 모터(230)의 등가 인덕턴스 성분을 나타내며, ω* r는 속도 지령치를 나타내며, i* d 는 d축 전류 지령치를 나타낸다.
한편, 상술한 바와 같이, d축 전류 지령치(i* d )의 값을 0으로 설정하면, 수학식 5는 다음의 수학식 6과 같이 정리될 수 있다.
Figure pat00013
즉, 역기전력(emf)는, 등속 회전 구간의 전압 지령치와 전류 지령치 및 모터 상수인 모터 등가 저항값(Rs)에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 역기전력 평균값(emf_ATC)은 다음의 수학식 7과 같이 연산될 수 있다.
Figure pat00014
여기서, k3는 역기전력 연산시의 구간 길이에 대응하는 이산 값으로, 상술한 바와 같이, 등속 회전 구간(Tb) 중 일부 기간(Tc2)의 구간 길이에 대응하는 이산 값일 수 있다. 즉, 역기전력 연산 구간과, 전ㄹ류 지령치 연산 구간이 동일할 수도 있다.
한편, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 포량 감지시의 정확한 값 측정을 위해, 역기전력 보상값(emf_com)을 연산하고, 역기전력 보상값(emf_com)을 이용하여, 포량 감지시에 활용할 수 있다. 역기전력 보상값(emf_com)은 이하의 수학식 8에 따라 연산될 수 있다.
Figure pat00015
여기서, C3,C4는 각각 비례 상수를 나타낸다. 한편, 역기전력 보상값(emf_com)은, 역기전력 평균값(emf_ATC)과 전압 오차(ΔV )성분에 비례하는 것을 알 수 있다.
다음, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 가속 구간 중, 세탁조(120)를 회전시키는 모터(230)에 흐르는 출력 전류와, 등속 구간 중, 모터(230)에 흐르는 출력 전류에 기초하여, 세탁조(120) 내의 세탁물의 포량을 감지한다(S740).
상술한 도 5 등의 설명을 참조하면, 모터(230)에 흐르는 출력 전류(io)에 기초하여, 모터(230)를 회전 시키기 위한 전류 지령치가 연산될 수 있다.
본 명세서 상의 가속 구간과 등속 구간에 모터(230)에 흐르는 출력 전류(io)에 기초하여 포량 감지를 수행하는 것의 의미는, 가속 구간과 등속 구간에 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치에 기초하여 포량 감지를 수행하는 것을 포함하는 의미일 수 있다.
다음의 수학식 9는 본 발명의 실시예에 따른, 포량 감지값(Ldata)을 연산하는 것을 예시한다.
Figure pat00016
구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 가속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값과, 등속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값의 차이에 기초하여, 포량 감지를 수행할 수 있다. 이에 의해, 포량을 효율적으로 감지할 수 있게 된다.
가속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치는, 관성 성분과 마찰력 성분이 합성된 전류 지령치를 의미하며, 등속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치는, 가속도에 대응하는 관성 성분 없이, 마찰력 성분에 대응하는 전류 지령치를 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 모터(230)의 기계적인 성분인 마찰력 성분을 보상하기 위해, 가속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값과, 등속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값의 차이에 기초하여, 포량 감지를 수행한다. 이에 의해, 효율적이고 정확한 포량 감지를 수행할 수 있게 된다.
도 9는 포량에 따라 전류 지령치가 증가하는 것을 예시한다.
즉, 가속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값과, 등속 구간 중 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값의 차이가 클수록, 포량값은 커지게 된다.
한편, 구동부(220) 내의 인버터 제어부(430) 또는 제어부(210)는, 포량 감지시, 연산된 역기전력값에 기초하여, 정확히는, 역기전력 보상값(emf_com)도 사용하여, 포량 감지를 수행할 수 있다.
수학식 7 내지 9를 참조하면, 전압 지령치(v* q_ Tc)가 커지고, 전류 지령치(i* q_ Tc)가 작아지면, 역기전력(emf)이 커질 수 있으며, 이에 따라, 역기전력 보상값(emf_com)이 커져, 결국, 포량 감지값(Ldata)이 커지게 된다. 또한, 연산된 모터의 등가 저항값(Rs)이 작아져야, 결국, 포량 감지값(Ldata)이 커지는 것을 알 수 있다.
한편, 포량 감지 이후, 구동부(220)는, 모터를 정지시킨다(S750). 이러한 모터 정지 구간은, 도 8의 Td 구간에 해당할 수 있다. 이후, 구동부(220)는,감지된 포량에 따라, 그 이후의 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 13의 동작 방법은, 도 7의 동작 방법과 유사하나, 그 표현이 다른 것에 차이가 있다.
즉, 모터 정렬 단계(S1310), 모터 가속 회전 단계(S1320), 모터 등속 회전 단계(S1330), 모터 정지 단계(S1350)는, 각각 도 7의 제710(S710), 제720(S720), 제730(S730), 제750 단계(S750)에 대응한다.
한편, 가속 구간 중 모터(230)에 흐르는 출력 전류를 검출하는 제1325 단계(S1325), 등속 구간 중 모터(230)에 흐르는 출력 전류를 검출하는 제1335 단계(S1335), 및 가속 구간에서 검출된 출력 전류와 등속 구간에서 검출된 출력 전류에 기초하여 포량 감지를 수행하는 단계(S1340)는, 각각 도 7에 대하 설명 부분에서 기술한 내용이다. 따라서, 도 7의 내용을 참조하여 그 기술을 생략한다.
상술한 바와 같이, 본 명세서 상의 가속 구간과 등속 구간에 모터(230)에 흐르는 출력 전류(io)에 기초하여 포량 감지를 수행하는 것의 의미는, 가속 구간과 등속 구간에 모터(230)를 회전시키기 위한 전류 지령치에 기초하여 포량 감지를 수행하는 것을 포함하는 의미일 수 있다.
한편, 상술한 포량 감지 기법은, 세탁물 처리기기의 동작 중, 세탁 행정, 헹굼 행정, 탈수 행정 중, 세탁 행정과 탈수 행정시에 적용되는 것이 가능하다.
한편, 도 1에서는 세탁물 처리기기로, 탑 로드(top load) 방식을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 포량 감지 기법은, 프론트 로드(front load) 방식에도 적용 가능하다.
본 발명의 실시에에 따른 세탁물 처리기기는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 세탁물 처리기기의 동작방법은 세탁물 처리기기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
또한, 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.

Claims (20)

  1. 세탁조를 회전시켜 세탁물을 처리하는 세탁물 처리기기의 동작방법에 있어서,
    상기 세탁조를 가속하여 회전시키는 단계;
    상기 세탁조를 등속으로 회전시키는 단계; 및
    상기 가속 구간 중, 상기 세탁조를 회전시키는 모터에 흐르는 출력 전류와, 상기 등속 구간 중, 상기 모터에 흐르는 출력 전류에 기초하여, 상기 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 등속 구간 중, 역기전력을 연산하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 포량 감지시, 상기 가속 구간의 출력 전류, 상기 등속 구간의 출력 전류 및 상기 등속 구간의 역기전력에 기초하여, 상기 포량 감지를 수행하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간 이전에, 상기 모터를 정렬시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간 이전에, 상기 모터를 정렬시키는 단계;를 더 포함하며,
    상기 정렬 단계는,
    상기 모터에 제1 크기의 전류를 인가하는 단계; 및
    상기 모터에 제2 크기의 전류를 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간 이전에, 상기 모터를 정렬시키는 단계; 및
    상기 등속 구간 중, 상기 모터에 발생하는 역기전력을 연산하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 역기전력은, 상기 모터 정렬시, 상기 모터 구동을 위한 전류 지령치와, 전압 지령치에 기초하여, 연산되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 포량 감지 단계는,
    상기 가속 구간 중, 상기 모터를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값과, 상기 등속 구간 중, 상기 모터를 회전시키기 위한 전류 지령치의 평균값의 차이에 기초하여, 상기 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간 단계, 및 상기 등속 구간 단계는, 각각,
    상기 모터에 흐르는 전류를 검출하는 단계;
    상기 검출된 전류에 기초하여 상기 모터의 회전자 속도 정보를 연산하는 단계;
    상기 속도 정보와, 속도 지령치에 기초하여, 상기 전류 지령치를 생성하는 단계;
    상기 전류 지령치와 상기 검출된 전류에 기초하여, 전압 지령치를 생성하는 단계; 및
    상기 전압 지령치에 기초하여, 상기 모터 구동 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간 동안, 상기 세탁조는, 제1 속도까지 가속하여 회전하며,
    상기 등속 구간 동안, 상기 세탁조는, 상기 제1 속도 보다 낮은 제2 속도로 등속 회전하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가속 구간 동안, 상기 세탁조는, 제2 속도까지 가속하여 회전하며,
    상기 등속 구간 동안, 상기 세탁조는, 상기 제2 속도로 등속 회전하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  10. 세탁조를 회전시켜 세탁물을 처리하는 세탁물 처리기기의 동작방법에 있어서,
    상기 세탁조를 가속하여 회전시키는 단계;
    상기 세탁조를 등속으로 회전시키는 단계; 및
    상기 가속 구간 중, 상기 세탁조를 회전시키는 모터를 구동하기 위한 전류 지령치와, 상기 등속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치에 기초하여, 상기 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 등속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치와 전압 지령치에 기초하여, 역기전력을 연산하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 포량 감지 단계는,
    상기 가속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치의 평균값과, 상기 등속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치의 평균값의 차이, 및 상기 연산된 역기전력에 기초하여, 상기 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 감지되는 포량은, 상기 차이값이 클수록, 또는 상기 연산된 역기전력이 클수록, 커지는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가속 구간 이전에, 상기 모터를 정렬시키는 단계;를 더 포함하며,
    상기 정렬 단계는,
    상기 모터에 제1 크기의 전류를 인가하는 단계; 및
    상기 모터에 제2 크기의 전류를 인가하는 단계;를 포함하고,
    상기 역기전력 연산시, 상기 제1 크기의 전류 인가시의 전류 지령치와 전압 지령치, 상기 제2 크기의 전류 인가시의 전류 지령치와 전압 지령치에 기초하여, 상기 모터의 등가 저항값을 연산하고, 상기 연산된 등가 저항값을 이용하여 상기 역기전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 등속 구간은,
    상기 가속 구간 이후, 상기 세탁조를 안정화시키는 안정화 구간과,
    상기 포량 감지를 위해, 상기 모터의 전류 지령치를 합산하는 연산 구간을 포함하며,
    상기 안정화 구간은,
    상기 세탁조 내의 포량이 많아질수록, 길어지는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 안정화 구간은,
    상기 가속 구간 중 상기 모터의 전류 지령치에 기초하여, 그 구간 길이가 결정되는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 가속 구간 단계, 및 상기 등속 구간 단계는, 각각,
    상기 모터에 흐르는 전류를 검출하는 단계;
    상기 검출된 전류에 기초하여 상기 모터의 회전자 속도 정보를 연산하는 단계;
    상기 속도 정보와, 속도 지령치에 기초하여, 상기 전류 지령치를 생성하는 단계;
    상기 전류 지령치와 상기 검출된 전류에 기초하여, 전압 지령치를 생성하는 단계; 및
    상기 전압 지령치에 기초하여, 상기 모터 구동 신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기의 동작방법.
  17. 세탁조;
    상기 세탁조를 회전시키는 모터; 및
    가속 구간 동안, 상기 세탁조를 가속하여 회전시키며, 등속 구간 동안, 상기 세탁조를 등속으로 회전시키는 구동부; 및
    상기 가속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치와, 상기 등속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치에 기초하여, 상기 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 등속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치와 전압 지령치에 기초하여, 역기전력을 연산하고,
    상기 포량 감지시, 상기 가속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치의 평균값과, 상기 등속 구간 중, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치의 평균값의 차이, 및 상기 연산된 역기전력에 기초하여, 상기 세탁조 내의 세탁물의 포량을 감지하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 가속 구간 이전에, 서로 다른 크기의 전류를 순차적으로 인가하여 상기 모터를 정렬시키며,
    상기 제어부는,
    서로 다른 크기의 전류 지령치와 전압 지령치에 기초하여, 상기 모터의 등가 저항값을 연산하고, 상기 연산된 등가 저항값을 이용하여 상기 역기전력을 연산하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 구동부는,
    소정 직류 전원을 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여, 상기 교류 전원을 상기 모터에 출력하는 인버터;
    상기 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부; 및
    상기 출력 전류에 기초하여, 상기 모터를 구동하기 위한 전류 지령치를 생성하고, 상기 전류 지령치에 기초하여, 상기 모터를 구동하도록, 상기 인버터를 제어하는 인버터 제어부;를 포함하며,
    상기 인버터 제어부는,
    상기 검출된 전류에 기초하여 상기 모터의 회전자 속도 정보를 연산하는 속도 연산부;
    상기 속도 정보와, 속도 지령치에 기초하여, 상기 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
    상기 전류 지령치와 상기 검출된 전류에 기초하여, 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부; 및
    상기 전압 지령치에 기초하여, 상기 인버터를 구동하기 위한 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.

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