WO2019203605A1 - 세탁물 처리기기 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a laundry treatment apparatus, and more particularly, to a laundry treatment apparatus that can vary the dewatering entry period after completion of drainage, depending on the head.
  • the present invention also relates to a laundry treatment apparatus capable of shortening a dehydration entry period after completion of drainage.
  • the present invention relates to a laundry treatment apparatus capable of minimizing a decrease in drainage performance according to installation conditions.
  • the present invention also relates to a laundry treatment apparatus capable of shortening the drainage time.
  • this invention relates to the laundry processing apparatus which can be driven by a sensorless system.
  • the drain pump driving device drives a motor to drain water discharged to the import unit to the outside.
  • a motor is driven by constant speed operation by the input AC power supply.
  • the drain pump motor rotates at 3000 rpm
  • the drain pump motor rotates at 3600 rpm
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2006-0122562 using the pressure sensor and the water level sensor to check the current amount of water, the speed control according to the constant speed mode operation or inverter mode when the pump operation is disclosed.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-135491 discloses speed control contents in accordance with a speed command for driving a motor.
  • the power supplied to the pump must be varied according to the change in the level of the head, so that the converter must output various power levels, thereby lowering the stability of the converter.
  • An object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus capable of varying the dehydration entry period after the completion of drainage, depending on the head.
  • Another object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus capable of shortening the dehydration entry period after completion of drainage.
  • Another object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus in which a converter can be stably driven even if the head of the drain is variable.
  • Still another object of the present invention is to provide a laundry treatment device capable of minimizing drainage performance according to installation conditions.
  • Still another object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus capable of shortening a drainage time.
  • Still another object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus which can be driven by a sensorless method.
  • the lift which is the difference between the water level of the import unit flowing into the drain pump, the water level of the export unit discharged from the drain pump In the case of a level, it is controlled to start dehydration after the first period, and when the head is a second level greater than the first level, the control unit for controlling to start dehydration after a second period longer than the first period.
  • control unit of the laundry treatment machine when the drainage before the dewatering, when the water level of the washing tank is less than the first level, and the head is the first level, the control so that dehydration is performed after the first period can do.
  • control unit of the laundry treatment machine if the level of the output current is less than the reference level, the water level of the washing tank is less than the first level, and the head is the first level, dehydration after the first period Can be controlled to be performed.
  • control unit of the laundry treatment machine in the case of drainage, when the head is the first level, the motor is controlled to be driven with the first power, the power supplied to the motor, based on the first power In the case of the first allowable range, the dehydration may be performed after the first period.
  • control unit of the laundry treatment machine when drainage, when the head is at the second level, the motor is controlled to be driven with the first power, the power supplied to the motor, based on the first power As a result, when out of the first allowable range, dehydration may be performed after the second period.
  • the control unit of the laundry treatment machine when the head is at the first level when draining, from the first time after the start of drainage until the completion of the drainage, does not decrease with time, the first power
  • the motor is controlled to be driven with the power within the first allowable range, and when the head is at the second level, the first power is not reduced with time from the first time until the completion of the drainage, and the first power is based on the first power.
  • the motor can be controlled to run with power within the allowable range.
  • control unit of the laundry treatment machine when the power supplied to the motor reaches the first power, it can be controlled so that the speed of the motor is constant.
  • control unit of the laundry treatment machine when the speed of the motor, it can be controlled so that the output current is constant.
  • control unit of the laundry treatment machine during the drainage, it is possible to control the amount of pumping by the operation of the drain pump as the level of the head is increased.
  • control unit of the laundry treatment machine so that the amount of pumping amount decrease due to the operation of the drain pump, the increase in the level of the head, when the power control for the motor than the speed control for the motor is controlled to be smaller can do.
  • control unit of the laundry treatment machine during the drainage, it is possible to control so that the power supplied to the motor does not decrease with time with a constant.
  • control unit of the laundry treatment machine when the start of the drainage, the power control for the motor, and when the remaining water reaches, it can be controlled to end the power control.
  • the control unit of the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention, the power is calculated based on the output current and the dc terminal voltage, and outputs a voltage command value based on the calculated power, the second control unit, the voltage command value Based on the switching control signal can be output to the motor.
  • control unit of the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention, the control unit so that the voltage command value is increased as the level of the output current is smaller, it can be controlled to increase the duty of the switching control signal.
  • the second controller of the laundry treatment machine may output voltage information of the motor to the controller based on the voltage command value or the switching control signal.
  • control unit of the laundry treatment machine the speed calculation unit for calculating the speed of the motor based on the voltage information of the motor, the power calculation unit for calculating the power based on the output current and the dc terminal voltage; And a power controller for outputting the speed command value based on the calculated power and the power command value, and a speed controller for outputting the voltage command value based on the speed command value and the speed calculated by the speed calculator.
  • the laundry treatment machine may include a brushless DC motor as a motor for driving the drain pump.
  • the laundry treatment apparatus may further include a dc terminal capacitor storing a DC power, and the output current detector may be disposed between the dc terminal capacitor and the inverter.
  • the dehydration entry period can be changed after completion of drainage depending on the head. In particular, it is possible to shorten the dehydration entry period after completion of drainage.
  • control unit of the laundry treatment machine when the drainage before the dewatering, when the water level of the washing tank is less than the first level, and the head is the first level, the control so that dehydration is performed after the first period And, accordingly, based on the water level sensor, since dehydration is performed, it is possible to shorten the dehydration entry period after completion of drainage.
  • the control unit of the laundry treatment machine if the level of the output current is less than the reference level, the water level of the washing tank is less than the first level, and the head is the first level, dehydration after the first period Can be controlled to be performed. Accordingly, since dehydration is performed based on the output current, the dehydration entry period can be shortened after drainage is completed.
  • the control unit of the laundry treatment machine in the case of drainage, when the head is the first level, the motor is controlled to be driven with the first power, the power supplied to the motor, based on the first power
  • the dehydration may be performed after the first period. Accordingly, since dehydration is performed based on the power supplied to the motor, the dehydration entry period can be shortened after the drainage is completed.
  • the control unit of the laundry treatment machine when drainage, when the head is at the second level, the motor is controlled to be driven with the first power, the power supplied to the motor, based on the first power As a result, when out of the first allowable range, dehydration may be performed after the second period. According to this, the dehydration entry period can be changed after completion of drainage depending on the head.
  • the control unit of the laundry treatment machine when the head is at the first level when draining, from the first time after the start of drainage until the completion of the drainage, does not decrease with time, the first power
  • the motor is controlled to be driven with the power within the first allowable range, and when the head is at the second level, the first power is not reduced with time from the first time until the completion of the drainage, and the first power is based on the first power.
  • the motor can be controlled to run with power within the allowable range. Accordingly, even if the head is variable during drainage, the pumping can be performed smoothly.
  • the converter since the power control is performed and driven at a constant power, the converter needs to supply a constant power, thereby improving the stability of the converter.
  • control unit of the laundry treatment machine when the power supplied to the motor reaches the first power, it can be controlled so that the speed of the motor is constant. In this way, by performing the power control, it is possible to minimize the decrease in drainage performance according to the installation conditions.
  • the controller of the laundry treatment machine may control the output current to be constant when the speed of the motor increases. Accordingly, the motor can operate at a constant power.
  • the control unit of the laundry treatment machine so that the amount of pumping amount decrease due to the operation of the drain pump, the increase in the level of the head, when the power control for the motor than the speed control for the motor is controlled to be smaller can do. Accordingly, compared with the speed control, the installable head level can be made larger, so that the freedom of installation can be increased.
  • control unit of the laundry treatment machine during the drainage, it is possible to control so that the power supplied to the motor does not decrease with time with a constant. As a result, the drainage time can be shortened.
  • control unit of the laundry treatment machine when the start of the drainage, the power control for the motor, and when the remaining water reaches, it can be controlled to end the power control. Accordingly, the drainage operation can be performed efficiently.
  • the control unit of the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention, the power is calculated based on the output current and the dc terminal voltage, and outputs a voltage command value based on the calculated power, the second control unit, the voltage command value Based on the switching control signal can be output to the motor.
  • control unit of the laundry treatment machine the speed calculation unit for calculating the speed of the motor based on the voltage information of the motor, the power calculation unit for calculating the power based on the output current and the dc terminal voltage; And a power controller for outputting the speed command value based on the calculated power and the power command value, and a speed controller for outputting the voltage command value based on the speed command value and the speed calculated by the speed calculator. Accordingly, stable power control can be performed.
  • the laundry treatment machine may include a brushless DC motor as a motor for driving the drain pump. Accordingly, power control rather than constant speed control can be easily implemented.
  • the laundry treatment apparatus may further include a dc terminal capacitor storing a DC power
  • the output current detector may be disposed between the dc terminal capacitor and the inverter. Accordingly, the output current flowing through the motor can be easily detected through the output current detector.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side cross-sectional view of the laundry treatment machine of FIG.
  • FIG. 3 is an internal block diagram of the laundry treatment machine of FIG.
  • FIG. 4 illustrates an example of an internal block diagram of the drain pump driving apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 5 is an example of an internal circuit diagram of the drain pump driving apparatus of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an internal block diagram of the main controller of FIG. 5.
  • FIG. 7A to 7B are views illustrating various examples of a drain pipe connected to the drain pump of the laundry treatment machine of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a graph showing a relationship between a head and a pumping amount, an output power and an input power.
  • FIG. 9 is a flow chart showing an example of an operation method of the drain pump driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 to 17 are views for explaining the operating method of FIG.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a laundry treatment machine according to another embodiment of the present invention.
  • module and “unit” for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, “module” and “unit” may be used interchangeably with each other.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a side cross-sectional view of the laundry treatment machine of FIG.
  • the laundry treatment apparatus 100 includes a washing machine or a dryer in which a cloth is inserted to perform washing, rinsing, dehydration, and the like, and a dryer is installed to perform drying.
  • a washing machine will be described below.
  • the washing machine 100 includes a casing 110 for forming an exterior, operation keys for receiving various control commands from a user, a display for displaying information about an operating state of the washing machine 100, and a user interface.
  • the control panel 115 and the casing 110 is rotatably provided, and includes a door 113 for opening and closing the entrance hall through which laundry is entered.
  • the casing 110 is provided with a main body 111 forming a space in which various components of the washing machine 100 can be accommodated, and an upper side of the main body 111 so that laundry can be introduced into the inner tank 122. It may include a top cover 112 to form a discharge hole.
  • the casing 110 is described as including the main body 111 and the top cover 112, but the casing 110 is sufficient to form the appearance of the washing machine 100, but is not limited thereto.
  • the support rod 135 is described as being coupled to the top cover 112, which is one of the components forming the casing 110, but is not limited thereto, and is coupled to any part of the fixed portion of the casing 110. Specifies that it is possible.
  • the control panel 115 may include operation keys 117 for operating the driving state of the laundry processing apparatus 100 and a display disposed on one side of the operation keys 117 to display the driving state of the laundry processing apparatus 100 ( 118).
  • the door 113 may open and close a discharge hole (not shown) formed in the top cover 112, and may include a transparent member such as tempered glass so that the inside of the main body 111 can be seen.
  • the washing machine 100 may include a washing tub 120.
  • the washing tub 120 may include an outer tub 124 in which washing water is contained, and an inner tub 122 rotatably provided in the outer tub 124 to accommodate laundry.
  • a balancer 134 may be provided at an upper portion of the washing tub 120 to compensate for an eccentricity generated when the washing tub 120 is rotated.
  • the washing machine 100 may include a pulsator 133 rotatably provided in the lower portion of the washing tank 120.
  • the drive device 138 provides a driving force for rotating the inner tank 122 and / or the pulsator 133.
  • a clutch (not shown) for selectively transmitting the driving force of the driving device 138 to rotate only the inner tank 122, only the pulsator 133, or the inner tank 122 and the pulsator 133 rotate at the same time. It may be provided.
  • the driving device 138 is operated by the driving unit 220, that is, the driving circuit of FIG. This will be described later with reference to FIG. 3 and below.
  • the top cover 112 is provided with a detergent box 114 for accommodating various additives, such as laundry detergent, fabric softener and / or bleach, is retractable, wash water supplied through the water supply passage 123 detergent box After passing through 114, it is fed into the inner tub 122.
  • a detergent box 114 for accommodating various additives, such as laundry detergent, fabric softener and / or bleach, is retractable, wash water supplied through the water supply passage 123 detergent box After passing through 114, it is fed into the inner tub 122.
  • a plurality of holes are formed in the inner tank 122, and the washing water supplied to the inner tank 122 flows to the outer tank 124 through the plurality of holes.
  • a water supply valve 125 that regulates the water supply passage 123 may be provided.
  • the wash water in the outer tub 124 is drained through the drain passage 143, and a drain valve 145 for controlling the drain passage 143 and a drain pump 141 for pumping the wash water may be provided.
  • the support rod 135 is for suspending the outer tub 124 in the casing 110, one end of which is connected to the casing 110, and the other end of the supporting rod 135 is connected to the outer tub 124 by the suspension 150. do.
  • the suspension 150 buffers the vibration of the outer tub 124 during the operation of the washing machine 100.
  • the outer tub 124 may vibrate by vibration generated as the inner tub 122 rotates, and while the inner tub 122 rotates, the eccentricity of the laundry accommodated in the inner tub 122, Vibration can be buffered by various factors such as rotation speed or resonance characteristics.
  • FIG. 3 is an internal block diagram of the laundry treatment machine of FIG.
  • the driving unit 220 is controlled by the control operation of the main control unit 210, and the driving unit 220 drives the motor 230. Accordingly, the washing tank 120 is rotated by the motor 230.
  • the laundry treatment apparatus 100 may include a motor 630 for driving the drain pump 141 and a drain pump driving device 620 for driving the motor 630.
  • the drain pump driving device 620 may be controlled by the main controller 210.
  • the drain pump driving device 620 may be referred to as a drain pump driving unit.
  • the main controller 210 receives an operation signal from the operation key 1017 and operates. Accordingly, washing, rinsing, and dehydration strokes can be performed.
  • the main controller 210 may control the display 118 to display a washing course, a washing time, a dehydration time, a rinsing time, or a current operation state.
  • the main control unit 210 controls the drive unit 220 to control the motor 230 to operate. For example, based on the current detector 225 for detecting the output current flowing through the motor 230 and the position detector 220 for detecting the position of the motor 230, the driver 220 rotates the motor 230. ) Can be controlled.
  • the detected current and the detected position signal are input to the driver 220, the present invention is not limited thereto and may be input to the main controller 210 or together with the main controller 210 and the driver 220. It is also possible to input.
  • the driver 220 drives the motor 230 and may include an inverter (not shown) and an inverter controller (not shown).
  • the driving unit 220 may be a concept that further includes a converter, which supplies a DC power input to an inverter (not shown).
  • the inverter controller (not shown) outputs a pulse width modulation (PWM) switching control signal to the inverter (not shown)
  • PWM pulse width modulation
  • the inverter (not shown) performs a high-speed switching operation to supply AC power of a predetermined frequency. It may be supplied to the motor 230.
  • the main controller 210 may detect a dose based on the current i o detected by the current detector 220 or the position signal H detected by the position detector 235. For example, while the washing tub 120 is rotated, the amount of quantity can be sensed based on the current value i o of the motor 230.
  • the main controller 210 may detect an eccentric amount of the washing tub 120, that is, an unbalance (UB) of the washing tub 120.
  • the eccentricity detection may be performed based on the ripple component of the current i o detected by the current detector 225 or the rotation speed change amount of the washing tub 120.
  • the water level sensor 121 can measure the water level in the washing tank 120.
  • the water level frequency of the water level without water in the washing tank 120 may be 28KHz, and the high water level frequency in which the water reaches the allowable water level in the washing tank 120 may be 23KHz.
  • the water level frequency detected by the water level sensor 121 may be inversely proportional to the water level in the washing tank.
  • the washing tank water level (Shg) output from the water level sensor 121 may be a level level inversely proportional to the water level frequency or the water level frequency.
  • the main controller 210 may determine whether the washing tank 120 is full water level, empty water level, reset water level, or the like based on the washing tank water level Shg detected by the water level sensor 121.
  • FIG. 4 illustrates an example of an internal block diagram of the drain pump driving apparatus of FIG. 1
  • FIG. 5 is an example of an internal circuit diagram of the drain pump driving apparatus of FIG. 4.
  • the drain pump driving apparatus 620 is for driving the motor 630 in a sensorless manner, the inverter 420, the inverter controller 430 , The main controller 210, and the like.
  • the main controller 210 and the inverter controller 430 may correspond to the controller and the second controller described herein, respectively.
  • the drain pump driving device 620 may include a converter 410, a dc end voltage detector B, a dc end capacitor C, an output current detector E, and the like.
  • the drain pump driving device 620 may further include an input current detector A, a reactor L, and the like.
  • the reactor L is disposed between the commercial AC power supplies 405 and v s and the converter 410 to perform power factor correction or boost operation.
  • the reactor L may perform a function of limiting harmonic currents due to the fast switching of the converter 410.
  • the input current detector A can detect the input current i s input from the commercial AC power supply 405.
  • a CT current trnasformer
  • a shunt resistor or the like may be used as the input current detector A.
  • FIG. The detected input current i s may be input to the inverter controller 430 or the main controller 210 as a discrete signal in the form of a pulse. In the drawing, the input to the main controller 210 is illustrated.
  • the converter 410 converts the commercial AC power supply 405 which passed through the reactor L into DC power, and outputs it.
  • the commercial AC power supply 405 is shown as a single phase AC power supply in the figure, it may be a three phase AC power supply.
  • the internal structure of the converter 410 also varies according to the type of the commercial AC power source 405.
  • the converter 410 may be formed of a diode or the like without a switching element, and may perform rectification without a separate switching operation.
  • diodes in the case of single phase AC power, four diodes may be used in the form of a bridge, and in the case of three phase AC power, six diodes may be used in the form of a bridge.
  • the converter 410 for example, a half-bridge type converter that is connected to two switching elements and four diodes may be used, and in the case of a three-phase AC power supply, six switching elements and six diodes may be used. .
  • the converter 410 includes a switching element
  • the boosting operation, the power factor improvement, and the DC power conversion may be performed by the switching operation of the switching element.
  • the converter 410 may include a switched mode power supply (SMPS) including a switching element and a transformer.
  • SMPS switched mode power supply
  • the converter 410 can also output the converted DC power by converting the level of the input DC power.
  • the dc terminal capacitor C smoothes the input power and stores it.
  • one device is exemplified by the dc terminal capacitor C, but a plurality of devices may be provided to ensure device stability.
  • the DC power may be directly input.
  • direct current power from a solar cell may be directly input to a dc terminal capacitor (C) or may be input by DC / DC conversion.
  • C dc terminal capacitor
  • the dc end voltage detector B may detect a dc end voltage Vdc that is both ends of the dc end capacitor C.
  • the dc terminal voltage detector B may include a resistor, an amplifier, and the like.
  • the detected dc terminal voltage Vdc may be input to the inverter controller 430 or the main controller 210 as a discrete signal in the form of a pulse. In the drawing, the input to the main controller 210 is illustrated.
  • the inverter 420 includes a plurality of inverter switching elements, and converts the smoothed DC power supply Vdc into AC power by outputting the on / off operation of the switching element and outputs the same to the synchronous motor 630.
  • the inverter 420 converts the DC power supply Vdc into three-phase AC power supplies va, vb, vc, and the three-phase synchronous motor 630. Can be output to
  • the inverter 420 may convert the DC power supply Vdc into a single phase AC power and output the same to the single phase synchronous motor 630.
  • Inverter 420 is a pair of upper arm switching elements Sa, Sb, Sc and lower arm switching elements S'a, S'b, S'c, which are connected in series with each other, and a total of three pairs of upper and lower arms
  • the switching elements are connected in parallel with each other (Sa & S'a, Sb & S'b, Sc & S'c).
  • Diodes are connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c.
  • the switching elements in the inverter 420 perform on / off operations of the respective switching elements based on the inverter switching control signal Sic from the inverter controller 430. As a result, AC power having a predetermined frequency is output to the synchronous motor 630.
  • the inverter controller 430 may output the switching control signal Sic to the inverter 420.
  • the inverter controller 430 may output the switching control signal Sic to the inverter 420 based on the voltage command value Sn input from the main controller 210.
  • the inverter controller 430 may output the voltage information Sm of the motor 630 to the main controller 210 based on the voltage command value Sn or the switching control signal Sic.
  • the inverter 420 and the inverter controller 430 may be configured as one inverter module IM, as shown in FIG. 4 or 5.
  • the main controller 210 may control the switching operation of the inverter 420 based on the sensorless method.
  • the main controller 210 may receive the output current idc detected by the output current detector E and the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B.
  • FIG. 1 the main controller 210 may receive the output current idc detected by the output current detector E and the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B.
  • the main controller 210 may calculate power based on the output current idc and the dc terminal voltage Vdc, and output the voltage command value Sn based on the calculated power.
  • the main controller 210 may perform power control and output a voltage command value Sn based on the power control for stable operation of the drainage motor 630.
  • the inverter controller 430 may output the corresponding switching control signal Sic based on the voltage command value Sn based on the power control.
  • the output current detector E may detect the output current idc flowing between the three-phase motors 630.
  • the output current detector E may be disposed between the dc terminal capacitor C and the inverter 420 to detect the output current Idc flowing through the motor.
  • the output current detector E may include one shunt resistor element Rs.
  • the output current detection unit E uses the one shunt resistor element Rs to output an image of the output current idc flowing through the motor 630 at time division when the lower arm switching element of the inverter 420 is turned on. Phase current (ia, ib, ic) can be detected.
  • the detected output current idc may be input to the inverter controller 430 or the main controller 210 as a discrete signal in the form of a pulse. In the drawing, the input to the main controller 210 is illustrated.
  • the three-phase motor 630 includes a stator and a rotor, and an alternating current power of each phase of a predetermined frequency is applied to the coils of the stators of the phases (a, b, and c phases) so that the rotor rotates.
  • the motor 630 may include a brushless and BLDC DC motor.
  • the motor 630 may be a Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor (SMPMSM), an Interidcr Permanent Magnet Synchronous Motor (IPMSM), and a synchronous motor. Synchronous Reluctance Motor (Synrm), etc. may be included.
  • SMPMSM and IPMSM are permanent magnet synchronous motors (PMSMs) with permanent magnets, and synrms have no permanent magnets.
  • FIG. 6 is an internal block diagram of the main controller of FIG. 5.
  • the main controller 210 may include a speed calculator 520, a power calculator 521, a power controller 523, and a speed controller 540.
  • the speed calculator 520 may calculate the speed of the drainage motor 630 based on the voltage information Sm of the motor 630 received from the inverter controller 430.
  • the speed calculating unit 520 calculates a zero crossing of the voltage information Sm of the motor 630 received from the inverter control unit 430, and based on the zero crossing, the speed of the drainage motor 630 ( ) Can be calculated.
  • the power calculator 521 is supplied to the motor 630 based on the output current idc detected by the output current detector E and the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B.
  • FIG. The power P can be calculated.
  • the power controller 523 may generate the speed command value ⁇ * r based on the power P calculated by the power calculating unit 521 and the set power command value P * r .
  • the power controller 523 performs PI control in the PI controller 525 based on the difference between the calculated power P and the power command value P * r , and the speed command value ⁇ * r. ) Can be created.
  • the speed controller 540 may generate the voltage command value Sn based on the speed? Calculated by the speed calculator 5200 and the speed command value ⁇ * r generated by the power controller 523. .
  • the speed controller 540 performs PI control in the PI controller 544 based on the difference between the operation speed (and the speed command value ⁇ * r , and based on this, sets the voltage command value Sn. Can be generated.
  • the generated voltage command value Sn may be output to the inverter controller 430.
  • the inverter controller 430 may receive the voltage command value Sn from the main controller 210 to generate and output the inverter switching control signal Sic according to the pulse width modulation PWM method.
  • the output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to the gate of each switching element in the inverter 420.
  • a gate driver not shown
  • each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c in the inverter 420 performs a switching operation. This enables stable power control.
  • the main control unit 210 the water level of the import unit flowing into the drain pump 141 and the drain pump based on the output current (idc) and the dc terminal voltage (Vdc) when draining
  • the motor 630 is controlled to be driven with the first power, and the lift is at the second level greater than the first level.
  • the motor 630 may be controlled to be driven by the first power. Accordingly, even if the head is variable during drainage, the pumping can be performed smoothly.
  • the converter 410 since the power control is performed and driven at a constant power, the converter 410 only needs to supply constant power, thereby improving stability of the converter.
  • the main controller 210 may control the speed of the motor 630 to be constant. In this way, by performing the power control, it is possible to minimize the decrease in drainage performance according to the installation conditions.
  • the main control unit 210 when the speed of the motor 630 increases, the period during which the speed of the motor 630 is increased, the initial rise period and the gentle rise period than the initial rise period
  • the control may include a second rising period, and in particular, the output current idc may be controlled to be constant during the second rising period. Accordingly, the motor 630 can operate at a constant power.
  • the main control unit 210 when draining, may control to increase the speed of the motor 630 as the level of the head is increased.
  • the main control unit 210 when draining, can control so that the amount of pumping by the operation of the drain pump 141 as the level of the head is increased.
  • the main control unit 210 when draining, the lower the water level in the washing tank 120, the control of the speed of the motor 630 can be increased.
  • the main control unit 210 when the power control for the motor 630, rather than the speed control for the motor 630, the operation of the drain pump 141, the increase in the level of the head It is possible to control so that the amount of pumping amount decreases by. Accordingly, compared with the speed control, the installable head level can be made larger, so that the freedom of installation can be increased.
  • the main control unit 210 when draining, it is possible to control so that the power supplied to the motor 630 is constant without decreasing with time. As a result, the drainage time can be shortened.
  • the main control unit 210 when the start of the drainage, and performs the power control for the motor 630, when reaching the remaining water, it can be controlled to end the power control. Accordingly, the drainage operation can be performed efficiently.
  • the control unit 210 so that the voltage command value (Sn) is increased as the level of the output current (idc) is smaller, so that the duty of the switching control signal (Sic) is increased Can be controlled. Accordingly, the motor 630 can be driven with a constant power.
  • the drainage motor 630 may be implemented as a brushless DC motor 630 as the motor 630. Accordingly, power control rather than constant speed control can be easily implemented.
  • the main control unit 210 when the power supplied to the motor 630 when the drainage does not reach the first power, and controls to increase the speed of the motor 630 When the power supplied to the motor 630 exceeds the first power, the speed of the motor 630 may be reduced. Accordingly, since power control is performed and driven at a constant power, the converter needs to supply constant power, thereby improving stability of the converter. In addition, by performing power control, it is possible to minimize the decrease in drainage performance according to the installation conditions.
  • the main controller 210 may control the speed of the motor 630 to be constant. In this way, by performing the power control, it is possible to minimize the decrease in drainage performance according to the installation conditions.
  • the main control unit 210 at the time of drainage, the head of the water level of the import unit flowing into the drain pump 141 and the water level of the export unit discharged from the drain pump 141 ( As the level of the lift increases, the speed of the motor 630 may increase. Accordingly, even if the head is variable during drainage, the pumping can be performed smoothly. In particular, by performing power control, it is possible to minimize the decrease in drainage performance according to the installation conditions.
  • the main control unit 210 when the water level in the washing tub 120, when the drain, it can be controlled to increase the speed of the motor 630. Accordingly, even when the water level in the washing tank 120 is lowered during drainage, pumping may be smoothly performed.
  • FIG. 7A to 7B are views illustrating various examples of a drain pipe connected to the drain pump of the laundry treatment machine of FIG. 1.
  • FIG. 7A illustrates that the difference between the height of the drain pump 141 and the drain pipe 199a is ha
  • FIG. 7B illustrates that the difference between the height of the drain pump 141 and the drain pipe 199a is hb larger than ha. To illustrate.
  • FIG. 7A illustrates that the level of the lift, which is the difference between the water level of the import unit flowing into the drain pump 141 and the water level of the export unit discharged from the drain pump 141, is ha.
  • FIG. It illustrates that the level of lift is hb much larger than ha.
  • ha may be approximately 0.5m and hb may be approximately 3m.
  • the drain pipe 199a When the laundry treatment apparatus 100 is installed underground, the drain pipe 199a must extend to the ground for drainage, and thus, at a position higher than the drain pump 141 as shown in FIGS. 7A to 7B, the drain pipe (199a) should be extended.
  • a motor in order to drive the drain pump, a motor is preferably used.
  • an AC motor was used to drive the motor at a constant speed at approximately 3000 rpm or 3600 rpm using an AC power source of 50 Hz or 60 Hz.
  • a brushless DC (BLDC) motor 630 is used as the motor 630 for driving the drain pump 141 according to the embodiment of the present invention.
  • the present invention proposes a method of varying the dehydration entry period after completion of drainage, depending on the head.
  • the present invention proposes a method capable of shortening the dehydration entry period after completion of drainage.
  • the present invention proposes a method that can be smoothly carried out even if the head is variable in drainage.
  • the present invention proposes a method in which the converter can be driven stably even if the head is variable during drainage.
  • the present invention proposes a method for minimizing the reduction of drainage performance according to the installation conditions. This will be described with reference to FIG. 9 and below.
  • FIG. 8 is a graph showing a relationship between a head and a pumping amount, an output power and an input power.
  • the pumping amount Q may decrease.
  • the pumping amount Q may increase.
  • the amount of pumping water increases from hb to ha, thereby increasing the output power consumed by the pump motor 630.
  • the power supplied to the pump motor 630 should also increase.
  • the converter 410 for supplying the DC power should be a high performance, in particular, The lower the head level, the greater the power supplied.
  • the present invention proposes a method of driving the motor 630 based on power control that makes the power or output power supplied to the pump motor 630 constant according to the level of the head. According to this, since the converter needs to supply constant power, the stability of the converter can be improved. This will be described with reference to FIG. 11 and below.
  • FIG. 9 is a flow chart showing an example of an operation method of the drain pump driving apparatus according to an embodiment of the present invention, Figures 10 to 17 is a view referred to explain the operation method of FIG.
  • the main controller 210 of the drain pump driving apparatus may control the washing stroke, the rinsing stroke, and the dehydration stroke, respectively.
  • the washing stroke may be composed of washing, draining, dehydration step
  • the rinsing stroke may be composed of rinsing, draining, dehydration stage
  • dehydration stroke may be composed of drainage, dehydration stage.
  • the drainage S820 and the dehydration S830 at this time may correspond to those performed in the washing stroke, the rinsing stroke, and the dewatering stroke.
  • drainage (S820) may be performed before the end of the washing stroke, before the end of the rinsing stroke, at the end of the initial dehydration in the dewatering stroke.
  • FIG. 9 may illustrate a washing process S810, a drain water S820, and a dehydration process S830.
  • the drainage S820 and the dehydration S830 at this time may correspond to the drainage and dehydration after the washing stroke and the rinsing stroke are completed.
  • 10 is a flowchart showing the steps from drainage to the start of dehydration.
  • the main controller 210 may control to perform power control when draining (S910).
  • the main controller 210 may control the motor 630 to be driven at a constant power despite the variable level of the head at the time of draining.
  • the main controller 210 controls the motor 630 to be driven with the first power P1 and the second level is greater than the first level ha.
  • the motor 630 may be controlled to be driven with the same first power P1.
  • the main controller 210 may determine whether the level of the washing tank 120 reaches the first level during power control during draining (S920).
  • the first water level may be an airborne level.
  • the airborne level may correspond to FIG. 13C.
  • the main controller 210 may receive the water level information Shg detected by the water level sensor 121.
  • the water level information Shg may be a water level frequency in inverse proportion to the water level of the washing tank. Or an inverse value of the water level frequency.
  • FIG. 13A illustrates a full water level (fss) in which the water in the inner tank 122 and the outer tank 124 of the washing tank 120 are filled to an upper limit level
  • FIG. 13B is slightly submerged in the inner tank 122 of the washing tank 120
  • FIG. 13C illustrates the air level without water in the inner tank 122 and the outer tank 124 of the washing tank 120.
  • the main controller 210 determines whether the water level of the washing tank 120 is an air level, as shown in FIG. 13A, based on the water level information Shg detected by the water level sensor 121 during power control during drainage. It can be determined.
  • the main controller 210 may determine whether the level of the output current idc is equal to or less than the reference level, or whether the output power supplied to the motor 630 is equal to or less than the reference level ( S925).
  • the washing tub 120 When the level of the output current idc is equal to or less than the reference level or the output power supplied to the motor 630 is equal to or less than the reference level in the state where the air supply level is reached, the washing tub 120 is unloaded. It may be determined that the state, and after the rest state of the first period Pm, it may be controlled to start dehydration immediately (S930).
  • step 925 may be omitted.
  • the main control unit 210 unlike in FIG. 10, after the completion of drainage, the level of the output current (idc) detected by the output current detection unit (E) in step 925 to the start of dehydration is a reference If it is determined to be below the level, it may be controlled to start the dehydration of step 930 (S930) immediately. That is, step 920 (S920) may be omitted.
  • the main control unit 210 after the completion of the drainage, in order to start the dehydration, in step 925 (S925), the level of the power calculated based on the output current (idc) is less than the reference level If it is determined, it may be controlled to immediately start the dehydration of the step 930 (S930). That is, step 920 (S920) may be omitted.
  • 14A is a diagram referred to for description of drainage and dewatering according to the power control of the present invention.
  • FIG. 14A (a) illustrates the power waveform Wva supplied to the drainage motor 630 at the time of drainage and dehydration.
  • the substantially constant first power P1 is supplied to the motor 630 by power control.
  • power within a first allowable range based on the first power P1 may be supplied to the motor 630.
  • the main controller 210 determines that the drainage is completed, and the first allowable range ( After the first period Pm from the time point out of Prag), it is possible to control to perform dehydration.
  • the main controller 210 determines the Tst after the first period Pm. From this point, the washing tub 120 can be rotated at V1 speed. As a result, dehydration starts.
  • the main control unit 210, the washing tank 120, V1 speed rotation, stop, V3 speed rotation faster than V1 speed, V2 speed rotation lower than V3 speed, stop, V2 speed Rotation, slower than V3 and faster than V2, can be controlled to rotate at a V4 speed.
  • 14B is a view referred to for describing drainage and dewatering according to the constant speed control.
  • FIG. 14B (a) illustrates the power waveform Wvc supplied to the drainage motor 630 at the time of drainage and dehydration.
  • the washing tub 120 rotates V1 speed, stops, rotates V5 faster than V1, rotates V2 lower than V5, and rotates V2 faster than V1, Can be stopped, V2 speed rotation, V5 speed rotation.
  • the drainage completion time points are similar to the Tff time point and the Tfx time point, but the resting periods are significantly different from Pm and Px, respectively.
  • Pm may be a period of about 4 seconds or less, and Px period may be about 30 seconds or more. Therefore, according to the method of FIG. 14A, the dehydration entry time of at least 25 seconds can be shortened.
  • the maximum speed at the time of dehydration is V3 of FIG. 14A and V5 of FIG. 14B, where V3 of FIG. 14A may be set to a larger value. That is, according to Figure 14a, after a fast dewatering entry, it is possible to perform a fast dewatering at a faster maximum dewatering speed.
  • the present invention when entering the dehydration in the drain, when the head is variable, according to the head, proposes a method of varying the rest period. This will be described with reference to FIG. 12.
  • the main controller 210 may determine whether the level of the output current idc is equal to or less than the reference level or whether the output power supplied to the motor 630 is equal to or less than the reference level (S1110).
  • the head is the first level ha to start dehydration, It can be determined whether or not (S1115).
  • the main controller 210 may control dehydration to start after the first period Pma from the completion of drainage (S1120).
  • the main controller 210 may control dehydration to start after the second period Pmb longer than the first period Pma from the completion of drainage. (S1120).
  • the rest period of the motor 630 is the first period Pma
  • the level of the head is the second level hb as shown in FIG. 7B.
  • the idle period of the motor 630 is a second period Pmb.
  • the dehydration entry period can be changed after completion of drainage depending on the head. In particular, it is possible to shorten the dehydration entry period after completion of drainage.
  • the main controller 210 controls the motor 630 to be driven at the first power P1 when the head is at the first level ha when draining the power, and the power supplied to the motor 630 is controlled.
  • dehydration may be performed after the first period Pma.
  • the main control unit 210 controls the motor 630 to be driven at the first power P1 when the head is at the second level hb when draining, and the power supplied to the motor 630 is When the first allowable range Prag is out of the first power P1, the dehydration may be performed after the second period Pmb.
  • FIG. 11 is a diagram referred to describe the detailed operation of the operation 910 (S910) of FIG. 10.
  • the main controller 210 may determine whether the first power, which is the target power, has been reached for power control at the time of draining (S1010).
  • the main controller 210 supplies the motor 630 based on the output current idc detected by the output current detector E and the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B.
  • FIG. The power supplied can be calculated.
  • the main controller 210 may control the speed of the motor 630 to increase (S1015).
  • the main controller 210 may control to maintain the speed of the motor 630 (S1020).
  • the main controller 210 may control the speed of the motor 630 to be reduced (S1030).
  • FIG. 15 is a diagram referred to the description of FIG. 11.
  • FIG. 15A illustrates a waveform gda of the speed of the drainage motor 630
  • FIG. 15B illustrates a waveform gdb of the water level frequency by the water level sensor 121 of the washing tank 120
  • FIG. 15C illustrates a waveform gdc of an output current flowing through the drainage motor 630.
  • the wash tub 120 is at an airborne level, and thus the water level frequency may have LVb.
  • Tst may have Lva which is the lowest water level frequency.
  • the speed of the drainage motor 630 may continue to increase.
  • the main controller 210 may include a period Prsto in which the speed of the motor is increased to include an initial rising section Pr1 and a second rising section Pr2 that rises more gently than the initial rising section Pr1. Can be controlled.
  • the initial rising section Pr1 is a section for rapidly increasing the speed of the motor 630. Accordingly, as shown in FIG. 15C, the output current idc flowing through the drainage motor 630 also increases rapidly. .
  • the initial rising section Pr1 may correspond to a section for controlling the open loop, not a section for closing the loop feedback of the drainage motor 630.
  • the main controller 210 performs closed loop feedback control, and in particular, the power supplied to the drainage motor 630 is removed. Power control may be performed to reach one power P1.
  • the speed of the drainage motor 630 may be gently increased in comparison with the initial rising section Pr1 during the second rising section Pr2.
  • the output current idc flowing through the drainage motor 630 may be constant based on the power control. Accordingly, the motor 630 can operate at a constant power.
  • the main controller 210 may control to maintain the drainage motor speed at the time of arrival.
  • the power supplied to the drainage motor 630 has reached the first power P1 at the time Tff, and the speed of the drainage motor 630 at that time is Vm2.
  • the speed of the drainage motor 630 can be maintained at Vm2 until the Tfa time point at which the power control ends.
  • the water level frequency rises at Lva, rises up to the time Tfa, and may have the level LVb at the time Tfa.
  • the output current idc flowing through the drainage motor 630 may have a constant level Lm after Tstx at which power control starts and until Tfa at which power control ends. have.
  • the main controller 210 may control the output current idc to be constant when the speed of the motor 630 increases, particularly during the second rising period Pr2. Accordingly, the motor 630 can operate at a constant power.
  • the fact that the output current (idc) of Figure 15 (c) is constant, it may mean that it is within the allowable range based on the level Lm. For example, when pulsating within approximately 10% of the level Lm, this may be considered to be constant.
  • 16 is a diagram illustrating power supplied to a motor according to power control and speed control.
  • the waveform of the power supplied to the motor 630 with time may be illustrated as Pwa.
  • the power is kept substantially constant according to the power control performed until the time Tm1, and the power control is terminated at the time Tm1.
  • the main controller 210 may control the power supplied to the motor 630 to be constant without decreasing with time, even when the water level of the washing tub 120 decreases as power control is performed during drainage. .
  • the main controller 210 may control the power supplied to the motor 630 to be the first power P1 when power is drained.
  • the main control unit 210 may control the power supplied to the motor 630 to be a constant first power (P1) in accordance with the power control when draining.
  • the constant first power P1 may mean that the motor 630 is driven with power within the first allowable range Prag on the basis of the first power P1.
  • the first allowable range Prag may correspond to the case of pulsating within about 10% of the first power P1.
  • the motor when the power control is performed, the motor is operated with a power within the first allowable range Prag from the Tseta time point to the drainage completion time point Tm1, except for the overshooted Pov period, based on the first power P1. 630 is driven. Accordingly, even if the head is variable during drainage, the pumping can be performed smoothly. In addition, the stability of the converter 410 may be improved.
  • the first allowable range Prag may increase as the level of the first power P1 increases.
  • the first allowable range Prag may become larger as the drainage completion period Pbs becomes longer.
  • the main controller 210 does not decrease with time from the first time point Tseta after the start of drainage to the time Tm1 when the drainage is completed, and the first power P1 is not reduced.
  • the motor 630 is controlled to be driven with the power within the first allowable range Prag, and when the head is at the second level, from the first time Tseta to the completion of the drainage Tm1, The motor 630 may be controlled to be driven with power within the first allowable range Prag based on the first power P1 without decreasing.
  • the main controller 210 calculates power based on the output current (idc) and the dc terminal voltage (Vdc) when power control is performed when draining, and the voltage command value (based on the calculated power) Sn) and the inverter controller 430 may output the switching control signal Sic to the motor 630 based on the voltage command value Sn.
  • the main controller 210 may control the voltage command value Sn to increase as the level of the output current idc decreases, and to control the duty of the switching control signal Sic to increase. Accordingly, the motor 630 can be driven with a constant power.
  • the main controller 210 may control the speed of the motor 630 to increase as the level of the lift increases. Accordingly, even if the head is variable during drainage, the pumping can be performed smoothly. In particular, by performing power control, it is possible to minimize the decrease in drainage performance according to the installation conditions.
  • the main control unit 210 when draining, as the water level in the washing tank 120 is lowered, it can be controlled to increase the speed of the motor 630. Accordingly, even when the water level in the washing tank 120 is lowered during drainage, pumping may be smoothly performed.
  • the waveform of the power supplied to the motor 630 with time is Pwb It can be illustrated as follows.
  • the speed control is performed until the time Tm2, it is illustrated that the speed control is terminated at the time Tm2.
  • the speed of the motor 630 is constant, but the power supplied to the motor 630 may be sequentially lowered.
  • the power supplied to the motor 630 is sequentially lowered during the speed control section Pbsx, and lowers to approximately Px at Tm2 at the time of completion of drainage.
  • the end point of the operation of the motor 630 at the time of speed control is delayed approximately Tx period as Tm2 than at the time of power control.
  • the drainage time is shortened by approximately Tx period, compared to the speed control.
  • the power supplied from the converter 410 can be kept constant, the operation stability of the converter 410 can be improved.
  • 17 is a diagram illustrating a relationship between a head and a pumping amount.
  • the LNa waveform and the LNc waveform represent waveforms for head lift and pumping amount in power control
  • the LNb waveforms represent waveforms for head lift and pumping amount in speed control.
  • the LNa waveforms represent constant power control at a higher power than LNc waveforms.
  • the main controller 210 is pumped by the operation of the drain pump 141 in accordance with an increase in the level of the head in the power control of the motor 630, rather than in the speed control of the motor 630.
  • the reduction can be controlled to be smaller.
  • Hmin which is the minimum level of the head
  • Hmax that is, the level of the head is increased
  • the amount of pumping water decreases in common according to the LNa to LNc waveforms.
  • the level of the head when the speed is controlled, as the level of the head is increased, the amount of water pumped by the operation of the drain pump 141 becomes smaller than at the time of power control. That is, as shown in the figure, the level of the head at which the positive amount is zero in the LNb waveform is the smallest.
  • the amount of pumped water due to the operation of the drain pump 141 becomes smaller than when the speed is controlled for the motor 630, and when the power is controlled for the motor 630.
  • the range of the drainable head is large. That is, in power control, as compared with speed control, the installable head level can be increased, and the freedom of installation can be increased.
  • the positive amount at the time Pmin is the same as the power control according to the LNa waveform and the speed control according to the LNb waveform. It is much larger than poetry.
  • the amount of water pumped by the operation of the drain pump 141 becomes larger in the power control of the motor 630 than in the speed control of the motor 630. Therefore, during power control, the drainage time can be further shortened.
  • FIG. 1 illustrates a top load method as a laundry treatment device, but a driving device 620 of a drain pump according to an embodiment of the present invention is a front load method, that is, a drum method. Applicable to This will be described with reference to FIG. 18.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a laundry treatment machine according to another embodiment of the present invention.
  • a laundry treatment machine 100b is a laundry machine of a front load type in which a carriage is inserted into a washing tank in a frontb direction.
  • the laundry treatment apparatus 100b is a drum type laundry treatment apparatus, and includes a casing 110b that forms the exterior of the laundry processing apparatus 100b and a casing 110b that is disposed inside the casing 110b.
  • a washing tank 120b supported by the washing tank 120, a drum 122b which is a washing tank disposed inside the washing tank 120b, and a cloth is washed, a motor 130b for driving the drum 122b, and an outside of the cabinet main body 111b.
  • a washing water supply device (not shown) for supplying the washing water into the casing 110b, and a drainage device (not shown) formed below the washing tank 120b to discharge the washing water to the outside.
  • a plurality of through holes 122Ab are formed in the drum 122b to allow the washing water to pass therethrough, and when the drum 122b is rotated, the laundry is lifted to a predetermined height and then lifted on the inner side of the drum 12b to fall by gravity.
  • 124b may be disposed.
  • the casing 110b includes a cabinet main body 111b, a cabinet cover 112b disposed on the front surface of the cabinet main body 111b and coupled thereto, and a control disposed above the cabinet cover 112b and coupled with the cabinet main body 111b.
  • a panel 115b and a top plate 116b disposed above the control panel 115b and coupled to the cabinet body 111b are included.
  • the cabinet cover 112b includes a fabric access hole 114b formed to allow the fabric to enter and exit, and a door 113b disposed to be rotatable from side to side to allow the fabric access hole 114b to be opened and closed.
  • the control panel 115b is provided with operation keys 117b for operating the operation state of the laundry processing apparatus 100b and a display 118b disposed at one side of the operation keys 117b and displaying an operation state of the laundry processing apparatus 100b. ).
  • the operation keys 117b and the display 118b in the control panel 115b are electrically connected to a controller (not shown), and the controller (not shown) electrically controls each component of the laundry processing apparatus 100b. .
  • the operation of the control unit (not shown) will be omitted with reference to the operation of the control unit 210b of FIG. 3.
  • the drum 122b may be provided with an auto balance (not shown).
  • Auto balance (not shown) is to reduce the vibration caused by the eccentric amount of the laundry contained in the drum (122b), it may be implemented as a liquid balance, ball balance and the like.
  • the driving device 620 of the drain pump according to the embodiment of the present invention in addition to the laundry treatment apparatus (100, 100b), it can be applied to various devices such as dishwasher, air conditioner.
  • the driving apparatus of the drainage pump and the laundry treatment apparatus having the same according to the embodiment of the present invention are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be modified in various ways. All or part of each of the embodiments may be configured to be selectively combined so that.
  • the operating method of the driving apparatus and the laundry treatment apparatus of the drain pump of the present invention can be implemented as code that can be read by the processor in the processor-readable recording medium provided in the driving apparatus and the laundry treatment apparatus of the drain pump, respectively.
  • the processor-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by the processor.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

본 발명은 세탁물 처리기기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 수출부의 수위의 차이인 양정(lift)이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하며, 양정이 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨인 경우, 제1 기간 보다 더 긴 제2 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 따라, 양정에 따라, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 가변할 수 있게 된다.

Description

세탁물 처리기기
본 발명은 세탁물 처리기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 양정에 따라, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 가변할 수 있는 세탁물 처리기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있는 세탁물 처리기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있는 세탁물 처리기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 배수 시간을 단축할 수 있는 세탁물 처리기기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 센서리스 방식에 의해, 구동 가능한 세탁물 처리기기에 관한 것이다.
배수펌프 구동장치는, 배수시 모터를 구동하여 수입부에 입력되는 물을 외부로 배출한다.
통상 배수 펌프 구동을 위해, 입력되는 교류 전원에 의한 정속 운전에 의해 모터를 구동한다.
예를 들어, 입력 교류 전원의 주파수가 50Hz인 경우, 배수 펌프 모터는 3000rpm으로 회전하며, 입력 교류 전원의 주파수가 60Hz인 경우, 배수 펌프 모터는 3600rpm으로 회전하게 된다.
이와 같이, 배수 펌프를 입력되는 교류 전원에 의한 정속 운전하는 경우, 배수 완료 이후, 세탁물 처리기기의 탈수시, 정속 운전에 의해 구동되는 모터의 발열이 심하므로, 상당 기간 배수 펌프 모터를 정지시켰다가, 배수 펌프 모터를 구동하고 있었으며, 이에 따라, 세탁물 처리기기의 탈수 기간은 물론 전체 동작 기간이 길어지는 문제가 있었다.
한편, 한국공개특허공보 10-2006-0122562호에는, 압력센서와 수위센서를 이용하여 현재의 양수량을 확인하여, 펌프 운전시, 정속 모드 운전 또는 인버터 모드에 따른 속도 제어 내용이 개시된다.
또한, 일본공개특허공보 특개2004-135491호에는, 모터 구동을 위해, 속도 지령에 따라, 속도 제어 내용이 개시된다.
그러나, 이러한 속도 제어에 따르면, 양정의 레벨의 변화에 따라, 펌프에 공급되는 파워가 가변되어야 하므로, 컨버터가 다양한 전원 레벨을 출력하여야 하므로, 컨버터의 안정성이 낮아지게 된다.
본 발명의 목적은, 양정에 따라, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 가변할 수 있는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 배수시 양정이 가변하더라도 컨버터가 안정적으로 구동될 수 있는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 배수 시간을 단축할 수 있는 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 센서리스 방식에 의해, 구동 가능한 세탁물 처리기기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는,배수 완료시, 배수 펌프로 유입되는 수입부의 수위와, 배수 펌프에서 배출되는 수출부의 수위의 차이인 양정(lift)이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하며, 양정이 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨인 경우, 제1 기간 보다 더 긴 제2 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하는 제어부를 포함한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 탈수 이전의 배수시, 세탁조의 수위가 제1 수위 이하이며, 양정이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 출력 전류의 레벨이 기준 레벨 이하이고, 세탁조의 수위가 제1 수위 이하이며, 양정이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 양정이 제1 레벨인 경우, 제1 파워로 모터가 구동되도록 제어하며, 모터에 공급되는 파워가, 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위를 벗어난 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 양정이 제2 레벨인 경우, 제1 파워로 모터가 구동되도록 제어하며, 모터에 공급되는 파워가, 제1 파워를 기준으로, 제1 허용 범위를 벗어난 경우, 제2 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 양정이 제1 레벨인 경우, 배수 시작 후 제1 시점부터 배수의 완료시까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위 이내의 파워로, 모터가 구동되도록 제어하며, 양정이 제2 레벨인 경우, 제1 시점부터 배수의 완료시까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위 이내의 파워로 모터가 구동되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터에 공급되는 파워가, 제1 파워에 도달한 경우, 모터의 속도가 일정하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터의 속도 증가시, 출력 전류가 일정하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 양정의 레벨이 증가할수록, 배수 펌프의 동작에 의한 양수량이 감소하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터에 대한 속도 제어시 보다, 모터에 대한 파워 제어시, 양정의 레벨 증가이 따른, 배수 펌프의 동작에 의한 양수량 감소가 더 작아지도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 모터에 공급되는 파워가, 시간에 따라 감소하지 않고 일정하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수 시작시, 모터에 대해 파워 제어를 수행하며, 잔수에 도달하는 경우, 파워 제어를 종료하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 출력 전류와 dc단 전압에 기초하여, 파워를 연산하고, 연산된 파워에 기초하여 전압 지령치를 출력하며, 제2 제어부는, 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 모터에 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 출력 전류의 레벨이 작아질수록, 전압 지령치가 커지도록 제어하며, 스위칭 제어 신호의 듀티가 커지도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제2 제어부는, 전압 지령치 또는 스위칭 제어 신호에 기초하여, 모터의 전압 정보를 제어부로 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터의 전압 정보에 기초하여, 모터의 속도를 연산하는 속도 연산부와, 출력 전류와 dc단 전압에 기초하여 파워를 연산하는 전력 연산부와, 연산된 파워 및 파워 지령치에 기초하여, 속도 지령치를 출력하는 파워 제어기와, 속도 지령치, 및 속도 연산부에서 연산된 속도에 기초하여, 전압 지령치를 출력하는 속도 제어기를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 배수 펌프 구동을 위한 모터로 브러시리스(BrushLess) DC 모터를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터를 더 포함하고, 출력 전류 검출부는, dc단 커패시터와 인버터 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 배수 완료시, 배수 펌프로 유입되는 수입부의 수위와, 배수 펌프에서 배출되는 수출부의 수위의 차이인 양정(lift)이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하며, 양정이 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨인 경우, 제1 기간 보다 더 긴 제2 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의하면, 양정에 따라, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 가변할 수 있게 된다. 특히, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 탈수 이전의 배수시, 세탁조의 수위가 제1 수위 이하이며, 양정이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있으며, 이에 따라, 수위 센서 기반 하에, 탈수가 수행되므로, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 출력 전류의 레벨이 기준 레벨 이하이고, 세탁조의 수위가 제1 수위 이하이며, 양정이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 출력 전류 기반 하에, 탈수가 수행되므로, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 양정이 제1 레벨인 경우, 제1 파워로 모터가 구동되도록 제어하며, 모터에 공급되는 파워가, 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위를 벗어난 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 모터에 공급되는 파워 기반 하에, 탈수가 수행되므로, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 양정이 제2 레벨인 경우, 제1 파워로 모터가 구동되도록 제어하며, 모터에 공급되는 파워가, 제1 파워를 기준으로, 제1 허용 범위를 벗어난 경우, 제2 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다. 이에 의하면, 양정에 따라, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 가변할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 양정이 제1 레벨인 경우, 배수 시작 후 제1 시점부터 배수의 완료시까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위 이내의 파워로, 모터가 구동되도록 제어하며, 양정이 제2 레벨인 경우, 제1 시점부터 배수의 완료시까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위 이내의 파워로 모터가 구동되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수시 양정이 가변하더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있게 된다.
특히, 파워 제어가 수행되어 일정한 파워로 구동됨으로써, 컨버터가 일정한 전력을 공급하면 되므로, 컨버터의 안정성이 향상될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터에 공급되는 파워가, 제1 파워에 도달한 경우, 모터의 속도가 일정하도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 파워 제어가 수행됨으로써, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터의 속도 증가시, 출력 전류가 일정하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 일정한 파워로 모터가 동작할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터에 대한 속도 제어시 보다, 모터에 대한 파워 제어시, 양정의 레벨 증가이 따른, 배수 펌프의 동작에 의한 양수량 감소가 더 작아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 속도 제어에 비해, 설치 가능한 양정 레벨이 더 커질 수 있게 되어, 설치 자유도가 증대될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수시, 모터에 공급되는 파워가, 시간에 따라 감소하지 않고 일정하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수 시간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 배수 시작시, 모터에 대해 파워 제어를 수행하며, 잔수에 도달하는 경우, 파워 제어를 종료하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 효율적으로 배수 동작을 수행할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 출력 전류와 dc단 전압에 기초하여, 파워를 연산하고, 연산된 파워에 기초하여 전압 지령치를 출력하며, 제2 제어부는, 전압 지령치에 기초하여, 스위칭 제어 신호를 모터에 출력할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 출력 전류의 레벨이 작아질수록, 전압 지령치가 커지도록 제어하며, 스위칭 제어 신호의 듀티가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 일정한 파워로 모터가 구동될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 제어부는, 모터의 전압 정보에 기초하여, 모터의 속도를 연산하는 속도 연산부와, 출력 전류와 dc단 전압에 기초하여 파워를 연산하는 전력 연산부와, 연산된 파워 및 파워 지령치에 기초하여, 속도 지령치를 출력하는 파워 제어기와, 속도 지령치, 및 속도 연산부에서 연산된 속도에 기초하여, 전압 지령치를 출력하는 속도 제어기를 포함할 수 있다. 이에 따라, 안정적인 파워 제어가 수행될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 배수 펌프 구동을 위한 모터로 브러시리스(BrushLess) DC 모터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 정속 제어가 아닌 파워 제어가 간편하게 구현될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기는, 직류 전원을 저장하는 dc단 커패시터를 더 포함하고, 출력 전류 검출부는, dc단 커패시터와 인버터 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 출력 전류 검출부를 통해, 모터에 흐르는 출력 전류를 간편하게 검출할 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 1의 배수펌프 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
도 5는 도 4의 배수펌프 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 6은 도 5의 메인 제어부의 내부 블록도이다.
도 7a 내지 도 7b는 도 1의 세탁물 처리기기의 배수펌프에 연결된 배수관의 다양한 예를 도시한 도면이다.
도 8은 양정과 양수량, 출력 파워 및 입력 파워의 관계를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배수펌프 구동장치의 동작 방법의 일 예를 보여주는 순서도이다.
도 10 내지 도 17은 도 9의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
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, "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, 메인 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.
한편, 세탁물 처리기기(100)는, 배수펌프(141)를 구동하기 위한 모터(630), 및 모터(630)를 구동하는 배수펌프 구동장치(620)를 구비할 수 있다. 배수펌프 구동장치(620)는, 메인 제어부(210)에 의해 제어될 수 있다.
한편, 본 명세서에서는, 배수펌프 구동장치(620)를 배수펌프 구동부라 명명할 수도 있다.
메인 제어부(210)는, 조작키(1017)로부터 동작 신호를 입력받아 동작을 한다. 이에 따라, 세탁, 헹굼, 탈수 행정이 수행될 수 있다.
또한, 메인 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, 메인 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, 메인 제어부(210)에 입력되거나, 메인 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 신호를 인버터(미도시)로 출력하면, 인버터(미도시)는 고속 스위칭 동작을 하여, 소정 주파수의 교류 전원을 모터(230)에 공급할 수 있다.
한편, 메인 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, 메인 제어부(210)는, 세탁조(120)의 편심량, 즉 세탁조(120)의 언밸런스(unbalance;, UB)를 감지할 수도 있다. 이러한 편심량 감지는, 전류 검출부(225)에서 검출된 전류(io)의 리플 성분 또는 세탁조(120)의 회전 속도 변화량에 기초하여, 수행될 수 있다.
한편, 수위 센서(121)는, 세탁조(120) 내의 수위를 측정할 수 있다.
예를 들어, 세탁조(120) 내에 물이 없는 공수위의 수위 주파수는 28KHz일 수 있고, 세탁조(120) 내에 물이 허용 수위까지 도달한 만수위 주파수는 23KHz일 수 있다.
즉, 수위 센서(121)에서 감지되는 수위 주파수는 세탁조 내의 수위에 반비례할 수 있다.
한편, 수위 센서(121)에서 출력되는 세탁조 수위(Shg)는, 수위 주파수 또는 수위 주파수의 반비례하는 수위 레벨일 수 있다.
한편, 메인 제어부(210)는, 수위 센서(121)에서 감지되는 세탁조 수위(Shg)에 기초하여, 세탁조(120)가 만수위인지, 공수위인지, 또는 리셋 수위인지 여부 등을 판단할 수 있다.
도 4는 도 1의 배수펌프 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시하고, 도 5는 도 4의 배수펌프 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 배수펌프 구동장치(620)는, 센서리스(sensorless) 방식으로 모터(630)를 구동하기 위한 것으로서, 인버터(420), 인버터 제어부(430), 메인 제어부(210) 등을 포함할 수 있다.
메인 제어부(210)와 인버터 제어부(430)는, 본 명세서에서 기재된 제어부와 제2 제어부에 각각 대응할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 배수펌프 구동장치(620)는, 컨버터(410), dc 단 전압 검출부(B), dc단 커패시터(C), 출력전류 검출부(E) 등을 포함할 수 있다. 또한, 배수펌프 구동장치(620)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L) 등을 더 포함할 수도 있다.
이하에서는, 도 4, 및 도 5의 배수펌프 구동장치(620) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.
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) 또는 메인 제어부(210)에 입력될 수 있다. 도면에서는 메인 제어부(210)에 입력되는 것을 예시한다.
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.
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자와 변압기를 구비하는 스위칭 모드 파워 서플라이(Switched Mode Power Supply; SMPS)를 포함할 수 있다.
한편, 컨버터(410)는, 입력되는 직류 전원의 레벨을 변환하여 변환된 직류 전원을 출력하는 것도 가능하다.
dc단 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, dc단 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 dc단 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.
한편, dc단 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다.
dc 단 전압 검출부(B)는 dc단 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) 또는 메인 제어부(210)에 입력될 수 있다. 도면에서는 메인 제어부(210)에 입력되는 것을 예시한다.
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 교류 전원으로 변환하여, 동기 모터(630)에 출력할 수 있다.
예를 들어, 동기 모터(630)가 삼상인 경우, 도면과 같이, 인버터(420)는, 직류 전원(Vdc)을 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(630)에 출력할 수 있다.
다른 예로, 동기 모터(630)가 단상인 경우, 인버터(420)는, 직류 전원(Vdc)을 단상 교류 전원으로 변환하여, 단상 동기 모터(630)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 교류 전원이 동기 모터(630)에 출력되게 된다.
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.
특히, 인버터 제어부(430)는, 메인 제어부(210)로부터 입력되는 전압 지령치(Sn)에 기초하여, 인버터(420)에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.
한편, 인버터 제어부(430)는, 전압 지령치(Sn) 또는 스위칭 제어 신호(Sic)에 기초하여, 모터(630)의 전압 정보(Sm)를 메인 제어부(210)로 출력할 수 있다.
인버터(420)와 인버터 제어부(430)는, 도 4 또는 도 5와 같이, 하나의 인버터 모듈(IM)로서 구성될 수 있다.
메인 제어부(210)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다.
이를 위해, 메인 제어부(210)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(idc)와, dc단 전압 검출부(B)에서 검출된 dc단 전압(Vdc)를 입력받을 수 있다.
메인 제어부(210)는, 출력 전류(idc)와 dc단 전압(Vdc)에 기초하여, 파워를 연산하고, 연산된 파워에 기초하여 전압 지령치(Sn)를 출력할 수 있다.
특히, 메인 제어부(210)는, 배수 모터(630)의 안정적인 동작을 위해, 파워 제어를 수행하고, 파워 제어에 기초한 전압 지령치(Sn)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 인버터 제어부(430)는, 파워 제어에 기초한 전압 지령치(Sn)에 기초하여 대응하는 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력할 수 있다.
출력전류 검출부(E)는, 삼상 모터(630) 사이에 흐르는 출력전류(idc)를 검출할 수 있다.
출력전류 검출부(E)는, dc단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치되어 모터에 흐르는 출력전류(Idc)를 검출할 수 있다.
특히, 출력전류 검출부(E)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 구비할 수 있다.
한편, 출력전류 검출부(E)는, 1개의 션트 저항 소자(Rs)를 사용하여, 인버터(420)의 하암 스위칭 소자의 턴 온시, 시분할로, 모터(630)에 흐르는 출력 전류(idc)인 상 전류(phase current)(ia,ib,ic)를 검출할 수 있다.
검출된 출력전류(idc)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430) 또는 메인 제어부(210)에 입력될 수 있다. 도면에서는 메인 제어부(210)에 입력되는 것을 예시한다.
한편, 삼상 모터(630)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(630)는, 브러시리스(BrushLess와, BLDC) DC 모터를 포함할 수 있다.
예를 들어, 모터(630)는, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor;, SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr 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.
도 6은 도 5의 메인 제어부의 내부 블록도이다.
도 6을 참조하면, 메인 제어부(210)는, 속도 연산부(520), 전력 연산부(521), 파워 제어기(523), 속도 제어기(540)를 포함할 수 있다.
속도 연산부(520)는, 인버터 제어부(430)로부터 수신되는 모터(630)의 전압 정보(Sm)에 기초하여, 배수 모터(630)의 속도를 연산할 수 있다.
구체적으로, 속도 연산부(520)는, 인버터 제어부(430)로부터 수신되는 모터(630)의 전압 정보(Sm)에 대한 제로 크로싱을 연산하고, 제로 크로싱에 기초하여, 배수 모터(630)의 속도()를 연산할 수 있다.
전력 연산부(521)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출된 출력전류(idc)와, dc단 전압 검출부(B)에서 검출된 dc단 전압(Vdc)에 기초하여, 모터(630)에 공급되는 파워(P)를 연산할 수 있다.
파워 제어기(523)는, 전력 연산부(521)에서 연산된 파워(P)와, 설정된 파워 지령치(P* r)에 기초하여, 속도 지령치(ω* r)를 생성할 수 있다.
예를 들어, 파워 제어기(523)는, 연산된 파워(P)와, 파워 지령치(P* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(525)에서 PI 제어를 수행하며, 속도 지령치(ω* r)를 생성할 수 있다.
한편, 속도 제어기(540)는, 속도 연산부(5200에서 연산된 속도()와, 파워 제어기(523)에서 생성된 속도 지령치(ω* r)에 기초하여, 전압 지령치(Sn)을 생성할 수 있다.
구체적으로, 속도 제어기(540)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(544)에서 PI 제어를 수행하며, 이에 기초하여, 전압 지령치(Sn)을 생성할 수 있다.
한편, 생성된 전압 지령치(Sn)는, 인버터 제어부(430)로 출력될 수 있다.
인버터 제어부(430)는, 메인 제어부(210)으로부터의 전압 지령치(Sn)를 입력받아, 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력할 수 있다.
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. 이에 따라, 안정적인 파워 제어가 가능하게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 출력 전류(idc)와 dc단 전압(Vdc)에 기초하여, 배수 펌프(141)로 유입되는 수입부의 수위와, 배수 펌프(141)에서 배출되는 수출부의 수위의 차이인 양정(lift)이 제1 레벨인 경우, 제1 파워로 모터(630)가 구동되도록 제어하며, 양정이 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨인 경우, 제1 파워로 모터(630)가 구동되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수시 양정이 가변하더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있게 된다.
특히, 파워 제어가 수행되어 일정한 파워로 구동됨으로써, 컨버터(410)가 일정한 전력을 공급하면 되므로, 컨버터의 안정성이 향상될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워에 도달한 경우, 모터(630)의 속도가 일정하도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 파워 제어가 수행됨으로써, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 모터(630)의 속도 증가시, 모터(630)의 속도가 증가되는 기간은, 초기 상승 구간과, 초기 상승 구간 보다 완만하게 상승하는 제2 상승 구간을 포함하도록 제어하며, 특히, 제2 상승 구간 중 출력 전류(idc)가 일정하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 일정한 파워로 모터(630)가 동작할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 양정의 레벨이 증가할수록, 모터(630)의 속도가 증가하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 양정의 레벨이 증가할수록, 배수 펌프(141)의 동작에 의한 양수량이 감소하도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 세탁조(120) 내의 수위가 낮아질수록, 모터(630)의 속도가 증가되도록 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 대한 속도 제어시 보다, 모터(630)에 대한 파워 제어시, 양정의 레벨 증가이 따른, 배수 펌프(141)의 동작에 의한 양수량 감소가 더 작아지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 속도 제어에 비해, 설치 가능한 양정 레벨이 더 커질 수 있게 되어, 설치 자유도가 증대될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 모터(630)에 공급되는 파워가, 시간에 따라 감소하지 않고 일정하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수 시간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수 시작시, 모터(630)에 대해 파워 제어를 수행하며, 잔수에 도달하는 경우, 파워 제어를 종료하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 효율적으로 배수 동작을 수행할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 출력 전류(idc)의 레벨이 작아질수록, 전압 지령치(Sn)가 커지도록 제어하며, 스위칭 제어 신호(Sic)의 듀티가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 일정한 파워로 모터(630)가 구동될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 배수 모터(630)는, 모터(630)로 브러시리스(BrushLess) DC 모터(630)로 구현될 수 있다. 이에 따라, 정속 제어가 아닌 파워 제어가 간편하게 구현될 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워에 도달하지 못한 경우, 모터(630)의 속도가 증가되도록 제어하며, 모터(630)에 공급되는 파워가 제1 파워를 초과하는 경우, 모터(630)의 속도가 감소되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 파워 제어가 수행되어 일정한 파워로 구동됨으로써, 컨버터가 일정한 전력을 공급하면 되므로, 컨버터의 안정성이 향상될 수 있게 된다. 또한, 파워 제어가 수행됨으로써, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워에 도달한 경우, 모터(630)의 속도가 일정하도록 제어할 수 있다. 이와 같이, 파워 제어가 수행됨으로써, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 배수 펌프(141)로 유입되는 수입부의 수위와, 배수 펌프(141)에서 배출되는 수출부의 수위의 차이인 양정(lift)의 레벨이 증가할수록, 모터(630)의 속도가 증가하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수시 양정이 가변하더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있게 된다. 특히, 파워 제어가 수행됨으로써, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 메인 제어부(210)는, 배수시, 세탁조(120) 내의 수위가 낮아질수록, 모터(630)의 속도가 증가되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수시 세탁조(120) 내의 수위가 낮아지더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있게 된다.
도 7a 내지 도 7b는 도 1의 세탁물 처리기기의 배수펌프에 연결된 배수관의 다양한 예를 도시한 도면이다.
먼저, 도 7a는 배수펌프(141)와 배수관(199a)의 높이의 차가, ha인 것을 예시하며, 도 7b는 배수펌프(141)와 배수관(199a)의 높이의 차가 ha 보다 더 큰 hb인 것을 예시한다.
즉, 도 7a는, 배수 펌프(141)로 유입되는 수입부의 수위와, 배수 펌프(141)에서 배출되는 수출부의 수위의 차이인 양정(lift)의 레벨이, ha인 것을 예시하며, 도 7b는 양정(lift)의 레벨이, ha 보다 훨씬 더 큰 hb인 것을 예시한다.
예를 들어, ha는 대략 0.5m이고, hb는 대략 3m일 수 있다.
세탁물 처리기기(100)가 지하에 설치되는 경우, 배수를 위해, 배수관(199a)이, 지상으로 연장되어야 하며, 따라서, 도 7a 내지 도 7b와 같이, 배수펌프(141) 보다 높은 위치에, 배수관(199a)이 연장되어야 한다.
이러한 경우, 배수펌프를 솔레노이드 방식으로 구현하면, 펌핑이 약해, 배수가 원활히 수행되지 않게 된다.
이에 따라, 배수펌프를 구동하기 위해, 모터가 사용되는 것이 바람직하다. 종래에는, AC 모터를 사용하여, 50Hz 또는 60Hz의 교류 전원을 이용하여, 대략 3000rpm 또는 3600rpm으로, 일정 속도로, 모터를 구동하였다.
이러한 경우, 배수 펌프의 높이에 관계없이, 일정한 속도로 구동하므로, 배수관(199a)에 남아있는, 잔수의 이동에 의한 노이즈가 발생하게 된다.
본 발명에서는, 이러한 점을 해결하기 위해, 속도 가변이 가능한, 모터(630)를 사용하는 것으로 한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른, 배수펌프(141)를 구동하는 모터(630)로, 브러시리스(BrushLess) DC(BLDC) 모터(630)를 사용하는 것으로 한다.
한편, BLDC 모터(630)를 사용하는 경우, 속도 가변이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명에서는, 양정에 따라, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 가변하는 방안을 제시한다.
또한, 본 발명에서는, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있는 방안을 제시한다.
또한, 본 발명에서는, 배수시 양정이 가변하더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있는 방안을 제시한다.
또한, 배수시 양정이 가변하더라도 컨버터가 안정적으로 구동될 수 있는 방안을 제시한다.
또한, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있는 방안을 제시한다. 이에 대해서는, 도 9 이하를 참조하여 기술한다.
도 8은 양정과 양수량, 출력 파워 및 입력 파워의 관계를 도시한 그래프이다.
먼저, 도 8의 (a)를 참조하면, 양정의 레벨이 증가될수록, 즉, 도 7a의 ha 에서 도 7b의 hb로 갈수록, 양수량(Q)이 감소될 수 있다.
또는, 양정의 레벨이 감소될수록, 즉, 도 7b의 hb 에서 도 7a의 ha로 갈수록, 양수량(Q)이 증가될 수 있다.
예를 들어, 3600rpm의 정속 제어에 의해 배수 모터(630)를 구동하는 경우, hb 에서 ha로 갈수록, 양수량이 많아지며, 이에 따라, 펌프 모터(630)에서 소비되는 출력 파워가 증가하게 된다.
이에 따라, hb 에서 ha로 갈수록, 펌프 모터(630)에 공급되는 파워도, 증가하여야 한다.
즉, 도 8의 (b)와 같이, 양정의 레벨이 증가될수록, 즉, 도 7a의 ha 에서 도 7b의 hb로 갈수록, 출력 파워(MPo)가 감소하며, 양정의 레벨이 감소될수록, 즉, 도 7b의 hb 에서 도 7a의 ha로 갈수록, 출력 파워(MPo)가 감소하게 된다.
또한, 도 8의 (b)와 같이, 양정의 레벨이 증가될수록, 즉, 도 7a의 ha 에서 도 7b의 hb로 갈수록, 펌프 모터(630)에 공급되는 파워(MPi)가 감소하며, 양정의 레벨이 감소될수록, 즉, 도 7b의 hb 에서 도 7a의 ha로 갈수록, 펌프 모터(630)에 공급되는 파워(MPi)가 감소하게 된다.
이와 같이, 양정의 레벨의 변화에 따라, 출력 파워(MPo) 또는 펌프 모터(630)에 공급되는 파워(MPi)가 가변되는 경우, 직류 전원을 공급하는 컨버터(410)가 고성능이어야 하며, 특히, 양정의 레벨이 작아질수록, 공급되는 전력이 커져야 한다.
그러나, 양정의 레벨에 따라, 전력 가변이 가능한 컨버터(410)의 설계는, 고가이거나 복잡한 제어가 필요하게 된다.
이에, 본 발명에서는, 양정의 레벨에 따라, 펌프 모터(630)에 공급되는 파워 또는 출력 파워를 일정하게 하는 파워 제어를 기반으로 한 모터(630) 구동 방안을 제시한다. 이에 의하면, 컨버터가 일정한 전력을 공급하면 되므로, 컨버터의 안정성이 향상될 수 있게 된다. 이에 대해서는 도 11 이하를 참조하여 기술한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 배수펌프 구동장치의 동작 방법의 일 예를 보여주는 순서도이고, 도 10 내지 도 17은 도 9의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
배수펌프 구동장치의 메인 제어부(210)는, 세탁 행정, 헹굼 행정, 탈수 행정이 각각 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 세탁 행정은, 세탁, 배수, 탈수 단계로 구성될 수 있으며, 헹굼 행정은, 헹굼, 배수, 탈수 단게로 구성될 수 있으며, 탈수 행정은, 배수, 탈수 단게로 구성될 수 있다.
도 9는 세탁 행정 내의 세탁(S810), 배수(S820), 탈수(S830)를 도시한 것일 수 있다. 이때의 배수(S820)와, 탈수(S830)는, 세탁 행정, 헹굼 행정, 탈수 행정 내에서 수행되는 것에 대응할 수 있다. 예를 들어, 세탁 행정 종료 전, 헹굼 행정 종료 전, 탈수 행정에서 초기 탈수 종료시, 배수(S820)가 수행될 수 있다.
또는, 도 9는, 세탁 행정(S810), 배수(S820), 탈수 행정(S830)을 도시한 것일 수 있다. 이때의 배수(S820)와, 탈수(S830)는, 세탁 행정 및 헹굼 행정이 완료된 후의 배수와 탈수에 대응하는 것일 수 있다.
한편, 본 발명에서는, 배수(S820) 이후, 탈수(S830) 진입 기간을 단축하기 위해, 파워 제어를 수행하는 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 10을 참조하여 기술한다.
도 10은 배수에서 탈수 시작까지의 단계를 나타내는 순서도이다.
도면을 참조하면, 메인 제어부(210)는, 배수시, 파워 제어가 수행되도록 제어할 수 있다(S910).
구체적으로, 메인 제어부(210)는, 배수시, 양정의 레벨의 가변에도 불구하고, 일정한 파워로 모터(630)를 구동하도록 제어할 수 있다.
즉, 메인 제어부(210)는, 양정이 제1 레벨(ha)인 경우, 제1 파워(P1)로 모터(630)가 구동되도록 제어하며, 양정이 제1 레벨(ha) 보다 큰 제2 레벨(hb)인 경우에도, 동일한 제1 파워(P1)로 모터(630)가 구동되도록 제어할 수 있다.
한편, 파워 제어에 대해서는 도 11을 참조하여 후술한다.
다음, 메인 제어부(210)는, 배수시 파워 제어 중, 세탁조(120)의 수위가 제1 수위에 도달하였는 지 판단할 수 있다(S920).
여기서, 제1 수위는 공수위일 수 있다. 공수위는, 도 13c에 해당할 수 있다.
메인 제어부(210)는, 수위 센서(121)에서 감지된 수위 정보(Shg)를 수신할 수 있다. 여기서, 수위 정보(Shg)는, 세탁조의 수위에 반비례하는 수위 주파수일 수 있다. 또는 수위 주파수의 역의 값일 수도 있다.
도 13a는 세탁조(120)의 내조(122)와 외조(124)에, 물이 상한 레벨까지 채워진 만수위(fss)를 예시하며, 도 13b는 세탁조(120)의 내조(122)에 살짝 물이 잠긴 리셋 수위(ress)를 예시하며, 도 13c는 세탁조(120)의 내조(122)와 외조(124)에, 물이 없는 공수위를 예시한다.
메인 제어부(210)는, 배수시 파워 제어 중, 수위 센서(121)에서 감지된 수위 정보(Shg)에 기초하여, 세탁조(120)의 수위가, 도 13a의 (c)와 같이, 공수위인지 여부를 판단할 수 있다.
다음, 메인 제어부(210)는, 공수위 도달한 상태에서, 출력 전류(idc)의 레벨이 기준 레벨 이하이거나, 모터(630)에 공급되는 출력 파워가 기준 레벨 이하인 지 여부를 판단할 수 있다(S925).
그리고, 메인 제어부(210)는, 공수위 도달한 상태에서, 출력 전류(idc)의 레벨이 기준 레벨 이하이거나, 모터(630)에 공급되는 출력 파워가 기준 레벨 이하인 경우, 세탁조(120)가 무부하 상태인 것으로 파악하고, 제1 기간(Pm)의 휴지 상태 이후, 바로 탈수가 시작되도록 제어할 수 있다(S930).
한편, 메인 제어부(210)는, 도 10과 달리, 배수 종료 이후, 탈수 시작을 위해, 제920 단계(S920)의 수위 센서에서 감지된 수위 정보(Shg)에 기초하여, 공수위로 판단되는 경우, 바로, 제930 단계(S930)의 탈수가 시작되도록 제어할 수도 있다. 즉, 제925 단계(S925)가 생략될 수도 있다.
한편, 메인 제어부(210)는, 도 10과 달리, 배수 종료 이후, 탈수 시작을 위해, 제925 단계(S925)에서의, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(idc)의 레벨이 기준 레벨 이하로 판단되는 경우, 바로, 제930 단계(S930)의 탈수가 시작되도록 제어할 수도 있다. 즉, 제920 단계(S920)가 생략될 수도 있다.
한편, 메인 제어부(210)는, 도 10과 달리, 배수 종료 이후, 탈수 시작을 위해, 제925 단계(S925)에서의, 출력 전류(idc)에 기초하여 연산된 파워의 레벨이 기준 레벨 이하로 판단되는 경우, 바로, 제930 단계(S930)의 탈수가 시작되도록 제어할 수도 있다. 즉, 제920 단계(S920)가 생략될 수도 있다.
한편, 본 발명은, 파워 제어에 의해, 배수 펌프 모터(630)의 속도를 가변하므로, 정속 운전에 의한 모터 구동에 비해, 모터(630)의 발열이 상당히 낮아지게 된다. 따라서, 정속 운전에 의한 모터(630) 구동시의 휴지 기간에 비해, 상당히 짧은, 제1 기간(Pm)의 휴지 상태 이후, 바로 탈수가 시작될 수 있다. 이에 대해서는, 도 14a와 도 14b를 참조하여 기술한다.
도 14a는 본 발명의 파워 제어에 따른 배수 및 탈수의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 14a의 (a)는, 배수 및 탈수 시의 배수 모터(630)에 공급되는 전력 파형(Wva)을 예시한다.
구체적으로, 배수시는, 도 14a의 (a)와 같이, 파워 제어에 의해, 대략 일정한 제1 파워(P1)가 모터(630)에 공급되게 된다. 특히, 배수시, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위 이내의 파워가 모터(630)에 공급될 수 있다.
한편, 배수가 완료되는 경우, 세탁조(120)로부터 공급되는 물이 없으므로, 파워 제어를 수행하더라도, 모터(630)에 공급되는 파워가 급격히 하강하게 된다.
즉, 도 14a의 (a)의 Tff 시점부터, 모터(630)에 공급되는 파워가 급격히 하강하게 된다.
한편, 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위(Prag)를 벗어난 경우, 배수 완료로 판단하고, 제1 허용 범위(Prag)를 벗어난 시점부터 제1 기간(Pm) 이후 부터, 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다.
도 14a의 (b)는, 배수 및 탈수 시의 세탁조(120)의 회전 속도 파형(Wvb)을 예시한다.
Tff 시점에서, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위(Prag)를 벗어난 경우, 메인 제어부(210)는, 제1 기간(Pm) 이후의 Tst 시점부터, 세탁조(120)를 V1 속도로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 탈수가 시작되게 된다.
한편, 탈수시, 메인 제어부(210)는, 세탁조(120)가, V1 속도 회전, 정지, V1 속도 보다 더 빠른 V3 속도 회전, V3 속도 보다 낮으며 V1 속도보다 빠른 V2 속도 회전, 정지, V2 속도 회전, V3 보다 느리며 V2 보다 빠른 V4 속도 회전되도록 제어할 수 있다.
도 14b는 정속 제어에 따른 배수 및 탈수의 설명에 참조되는 도면이다.
도면을 참조하면, 도 14b의 (a)는, 배수 및 탈수 시의 배수 모터(630)에 공급되는 전력 파형(Wvc)을 예시한다.
구체적으로, 배수시는, 도 14b의 (a)와 같이, 정속 제어에 의해, 순차적으로 감소하는 파워가, 모터(630)에 공급되게 된다.
한편, 배수가 완료되는 경우, Tfx 시점에 모터(630)는 정지하게 된다.
한편 상술한 대로, 정속 제어에 의해 배수 펌프 모터를 구동하는 경우, 발열 저감을 위해, 도면에서의 Px 기간과 같이 상당히 긴 휴지 기간을 확보한 이후, 탈수가 수행되어야 한다.
도 14b의 (b)는, 배수 및 탈수 시의 세탁조(120)의 회전 속도 파형(Wvd)을 예시한다.
이에 따라, Tff 시점 이후, Px 기간이 경과한 Tsx 시점부터, 세탁조(120)가, V1 속도 회전, 정지, V1 속도 보다 더 빠른 V5 속도 회전, V5 속도 보다 낮으며 V1 속도보다 빠른 V2 속도 회전, 정지, V2 속도 회전, V5 속도 회전될 수 있다.
도 14a와 도 14b를 비교하면, 배수 완료 시점은, Tff 시점과 Tfx 시점으로 서로 비슷하나, 휴지기가, 각각 Pm과 Px로 상당히 차이가 나게 된다.
예를 들어, Pm은 대략 4초 이내의 기간일 수 있으며, Px 기간은 대략 30초 이상일 수 있다. 따라서, 도 14a의 방법에 의하면, 적어도 25초의 탈수 진입 시간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 탈수시의 최고 속도는, 도 14a의 V3이고, 도 14b의 V5 이며, 이때, 도 14a의 V3가 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 즉, 도 14a에 따르면, 빠른 탈수 진입 이후, 더 빠른 최고 탈수 속도로, 고속 탈수의 수행이 가능할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서는, 배수에서 탈수로 진입시, 양정이 가변되는 경우, 양정에 따라, 휴지 기간을 가변하는 방안을 제시한다. 이에 대해서는 도 12를 참조하여 기술한다.
도 12를 참조하면, 메인 제어부(210)는,출력 전류(idc)의 레벨이 기준 레벨 이하이거나, 모터(630)에 공급되는 출력 파워가 기준 레벨 이하인 지 여부를 판단할 수 있다(S1110).
그리고, 메인 제어부(210)는,출력 전류(idc)의 레벨이 기준 레벨 이하이거나, 모터(630)에 공급되는 출력 파워가 기준 레벨 이하인 경우, 탈수 시작을 위해, 양정이 제1 레벨(ha)인지 여부를 판단할 수 있다(S1115).
그리고, 메인 제어부(210)는, 양정이 제1 레벨(ha)인 경우, 배수 완료시 부터, 제1 기간(Pma) 이후에 탈수가 시작되도록 제어할 수 있다(S1120).
한편, 메인 제어부(210)는, 양정이 제2 레벨(hb)인 경우, 배수 완료시 부터, 제1 기간(Pma) 보다 더 긴 제2 기간(Pmb) 이후에 탈수가 시작되도록 제어할 수 있다(S1120).
도 13b는 양정과 휴지 기간과의 관계를 도시하는 도면이다.
배수 완료 gnm 탈수시, 양정의 레벨이 커질수록, 휴지 기간은 더 길어지게 된다.
도면에서는, 양정의 레벨이 도 7a와 같이 제1 레벨(ha)인 경우, 모터(630)의 휴지 기간이 제1 기간(Pma)이며, 양정의 레벨이 도 7b와 같이 제2 레벨(hb)인 경우, 모터(630)의 휴지 기간이 제2 기간(Pmb)인 것을 예시한다.
이에 의하면, 양정에 따라, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 가변할 수 있게 된다. 특히, 배수 완료 후 탈수 진입 기간을 단축할 수 있게 된다.
한편, 메인 제어부(210)는, 배수시, 양정이 제1 레벨(ha)인 경우, 제1 파워(P1)로 모터(630)가 구동되도록 제어하며, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위(Prag)를 벗어난 경우, 제1 기간(Pma) 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다.
또한, 메인 제어부(210)는, 배수시, 양정이 제2 레벨(hb)인 경우, 제1 파워(P1)로 모터(630)가 구동되도록 제어하며, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워(P1)를 기준으로, 제1 허용 범위(Prag)를 벗어난 경우, 제2 기간(Pmb) 이후에 탈수가 수행되도록 제어할 수 있다.
한편, 도 10의 배수시의 파워 제어(910)에 대해서는 도 11을 참조하여 상세히 기술한다.
도 11은 도 10의 제910 단계(S910) 단계에 대한 상세 동작을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
메인 제어부(210)는, 배수시, 파워 제어를 위해, 목표 파워인 제1 파워에 도달하였는 지 여부를 판단할 수 있다(S1010).
특히, 메인 제어부(210)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(idc)와, dc단 전압 검출부(B)에서 검출된 dc단 전압(Vdc)에 기초하여, 모터(630)에 공급되는 파워를 연산할 수 있다.
그리고, 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워에 도달하지 못한 경우, 모터(630)의 속도가 증가되도록 제어할 수 있다.(S1015).
한편, 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워에 도달한 경우, 모터(630)의 속도를 유지하도록 제어할 수 있다.(S1020).
다음, 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워를 초과하는 경우(S1025), 모터(630)의 속도가 감소되도록 제어할 수 있다(S1030).
이와 같이, 파워 제어가 수행됨으로써, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있게 된다.
도 15는 도 11의 설명에 참조되는 도면이다.
도 15의 (a)는 배수 모터(630)의 속도의 파형(gda)을 예시하며, 도 15의 (b)는 세탁조(120)의 수위 센서(121)에 의한, 수위 주파수의 파형(gdb)을 예시하며, 도 15의 (c)는 배수 모터(630)에 흐르는 출력 전류의 파형(gdc)을 예시한다.
초기에, 세탁조(120)가 공수위이며, 이에 따라, 수위 주파수는 LVb를 가질 수 있다.
한편, Tin 시점에 세탁조(120)에 물이 투입되어, 수위 주파수가 점차 낮아져, Tst에는, 가장 낮은 수위 주파수인 Lva를 가질 수 있다.
한편, Tst 시점에 배수가 시작되면, 배수 모터(630)에 파워 제어가 수행되며, 이에 따라, 도 15의 (a)와 같이, 배수 모터(630)의 속도가 상승할 수 있다.
상술한 바와 같이, 배수 모터(630)에 공급되는 파워가 제1 파워에 도달하지 못하는 경우, 계속, 배수 모터(630)의 속도가 상승할 수 있다.
한편, 메인 제어부(210)는, 모터의 속도가 증가되는 기간(Prsto)이, 초기 상승 구간(Pr1)과, 초기 상승 구간(Pr1) 보다 완만하게 상승하는 제2 상승 구간(Pr2)을 포함하도록 제어할 수 있다.
초기 상승 구간(Pr1)은, 모터(630)의 속도를 급격히 상승시키는 구간으로서, 이에 따라, 도 15의 (c)와 같이, 배수 모터(630)에 흐르는 출력 전류(idc)도 급격히 증가하게 된다.
이러한 초기 상승 구간(Pr1)은, 배수 모터(630)를 페루프(closed loop) 피드백(feedback) 제어하는 구간이 아닌, 개루프(open loop) 제어하는 구간에 대응할 수 있다.
다음, 메인 제어부(210)는, 모터(630)의 속도가 Vm1에 도달하는 경우, 페루프(closed loop) 피드백(feedback) 제어를 수행하고, 특히, 배수 모터(630)에 공급되는 파워가 제1 파워(P1)에 도달하도록, 파워 제어를 수행할 수 있다.
이에 따라, 도 15의 (a)와 같이, 배수 모터(630)의 속도가, 제2 상승 구간(Pr2) 동안, 초기 상승 구간(Pr1)에 비해, 완만하게 상승할 수 있다.
이때, 도 15의 (c)와 같이, 배수 모터(630)에 흐르는 출력 전류(idc)는, 파워 제어에 기초하여, 일정할 수 있다. 이에 따라, 일정한 파워로 모터(630)가 동작할 수 있게 된다.
다음, 메인 제어부(210)는, 배수 모터(630)에 공급되는 파워가 제1 파워(P1)에 도달하는 경우, 도달 시점의 배수 모터 속도를 그대로 유지하도록 제어할 수 있다.
도 15의 (a)에서는, Tff 시점에, 배수 모터(630)에 공급되는 파워가 제1 파워(P1)에 도달하였으며, 그때의 배수 모터(630)의 속도가 Vm2인 것을 예시한다.
그 이후, 배수 모터(630)에 공급되는 파워가 제1 파워를 유지하는 경우, 배수 모터(630)의 속도는, Vm2를 유지하게 된다.
특히, 파워 제어가 종료되는 Tfa 시점까지 배수 모터(630)의 속도는, Vm2를 유지할 수 있다.
한편, Tst 시점에 배수가 시작되면, 수위 주파수는, Lva 에서 상승하여, Tfa 시점까지 상승하여, Tfa 시점에 공수위인 LVb를 가질 수 있다.
한편, 도 15의 (c)를 보면, 배수 모터(630)에 흐르는 출력 전류(idc)는, 파워 제어가 시작되는 Tstx 이후, 파워 제어가 종료되는 Tfa 시점까지, 일정한 레벨(Lm)을 가질 수 있다.
이와 같이, 메인 제어부(210)는, 모터(630)의 속도 증가시, 특히, 제2 상승 구간(Pr2) 동안, 출력 전류(idc)가 일정하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 일정한 파워로 모터(630)가 동작할 수 있게 된다.
한편, 도 15의 (c)의 출력 전류(idc)가 일정하다는 것의 의미는, 레벨 Lm을 기준으로 허용 범위 이내에 있는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 레벨 Lm을 기준으로 대략 10% 이내에서 맥동하는 경우, 이를 일정하다고 볼 수 있다.
도 16은 파워 제어와 속도 제어에 따라 모터에 공급되는 파워를 보여주는 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예와 같이 파워 제어가 수행되는 경우, 시간에 따라 모터(630)에 공급되는 파워의 파형은 Pwa와 같이 예시될 수 있다.
도면에서는, Tm1 시점까지 파워 제어 수행에 따라 파워가 대략 일정하게 유지되며, Tm1 시점에 파워 제어가 종료되는 것을 예시한다.
메인 제어부(210)는, 배수시, 파워 제어 수행에 따라, 세탁조(120)의 수위가 낮아짐에도 불구하고, 모터(630)에 공급되는 파워가, 시간에 따라 감소하지 않고 일정하도록 제어할 수 있다.
메인 제어부(210)는, 배수시, 파워 제어 수행에 따라, 모터(630)에 공급되는 파워가, 제1 파워(P1)가 되도록 제어할 수 있다.
특히, 양정이 가변되더라도, 메인 제어부(210)는, 배수시, 파워 제어 수행에 따라, 모터(630)에 공급되는 파워가, 일정한 제1 파워(P1)가 되도록 제어할 수 있다.
이때, 일정한 제1 파워(P1)의 의미는, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위(Prag) 이내의 파워로 모터(630)가 구동되는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 제1 허용 범위(Prag) 이내는, 제1 파워(P1)를 기준으로 대략 10% 이내에서 맥동하는 경우에 대응할 수 있다.
도 16에서는, 파워 제어 수행시, 오버 슈트되는 Pov 기간을 제외한, Tseta 시점부터 배수 완료시점(Tm1) 까지, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위(Prag) 이내의 파워로 모터(630)가 구동되는 것을 예시한다. 이에 따라, 배수시 양정이 가변하더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있게 된다. 또한, 컨버터(410)의 안정성이 향상될 수 있게 된다.
여기서, 제1 허용 범위(Prag)는, 제1 파워(P1)의 레벨이 커질수록 커질 수 있다. 또한, 제1 허용 범위(Prag)는, 배수 완료 기간(Pbs)이 길어질수록, 커질 수 있다.
즉, 메인 제어부(210)는, 양정이 제1 레벨인 경우, 배수 시작 후 제1 시점(Tseta)부터 배수의 완료시(Tm1)까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위(Prag) 이내의 파워로, 모터(630)가 구동되도록 제어하며, 양정이 제2 레벨인 경우, 제1 시점(Tseta)부터 배수의 완료시(Tm1)까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 제1 파워(P1)를 기준으로 제1 허용 범위(Prag) 이내의 파워로 모터(630)가 구동되도록 제어할 수 있다.
이를 위해, 메인 제어부(210)는, 배수시, 파워 제어가 수행되는 경우, 출력 전류(idc)와 dc단 전압(Vdc)에 기초하여, 파워를 연산하고, 연산된 파워에 기초하여 전압 지령치(Sn)를 출력하며, 인버터 제어부(430)는, 전압 지령치(Sn)에 기초하여, 스위칭 제어 신호(Sic)를 모터(630)에 출력할 수 있다.
한편, 메인 제어부(210)는, 출력 전류(idc)의 레벨이 작아질수록, 전압 지령치(Sn)가 커지도록 제어하며, 스위칭 제어 신호(Sic)의 듀티가 커지도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 일정한 파워로 모터(630)가 구동될 수 있게 된다.
한편, 메인 제어부(210)는, 양정(lift)의 레벨이 증가할수록, 모터(630)의 속도가 증가하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수시 양정이 가변하더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있게 된다. 특히, 파워 제어가 수행됨으로써, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있게 된다.
한편, 메인 제어부(210)는, 배수시, 세탁조(120) 내의 수위가 낮아질수록, 모터(630)의 속도가 증가되도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 배수시 세탁조(120) 내의 수위가 낮아지더라도 양수가 원활하게 수행될 수 있게 된다.
다음, 본 발명의 실시예와 달리, 속도 제어가 수행되는 경우, 즉, 배수 모터(630)의 속도를 일정하게 유지하도록 제어하는 경우, 시간에 따라 모터(630)에 공급되는 파워의 파형은 Pwb와 같이 예시될 수 있다.
도면에서는, Tm2 시점까지 속도 제어가 수행되며, Tm2 시점에 속도 제어가 종료되는 것을 예시한다.
속도 제어에 따른 파워 파형(Pwb)에 따르면, 배수시, 세탁조의 수위가 낮아짐에 따라, 모터(630)의 속도는 일정하나, 모터(630)에 공급되는 파워는 순차적으로 낮아질 수 있다.
도 16에서는, 속도 제어 구간(Pbsx) 동안, 모터(630)에 공급되는 파워는 순차적으로 낮아져, 배수 완료 시점인 Tm2에, 대략 Px까지 낮아지는 것을 예시한다.
이에 따라, 속도 제어시의 모터(630) 동작 종료시점이, Tm2로서, 파워 제어시 보다, 대략 Tx 기간 늦춰지게 된다.
결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 파워 제어 수행에 따라, 배수시, 배수 시간이, 속도 제어 수행에 비해, 대략 Tx 기간 만큼 단축되게 된다. 또한, 컨버터(410)에서 공급되는 파워가 일정하게 유지될 수 있어, 컨버터(410)의 동작 안정성이 향상될 수 있게 된다.
도 17은 양정과 양수량의 관계를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, LNa 파형과 LNc 파형은 파워 제어시의 양정과 양수량에 대한 파형을 나타내며, LNb 파형은 속도 제어시의 양정과 양수량에 대한 파형을 나타낸다.
특히, LNa 파형은 LNc 파형에 비해, 높은 파워로 일정한 파워 제어를 수행하는 것을 나타낸다.
도 17에 따르면, 메인 제어부(210)는, 모터(630)에 대한 속도 제어시 보다, 모터(630)에 대한 파워 제어시, 양정의 레벨 증가에 따라, 배수 펌프(141)의 동작에 의한 양수량 감소가 더 작아지도록 제어할 수 있다.
양정의 최소 레벨인 Hmin에서 양정의 최대 레벨인 Hmax로 갈수록, 즉, 양정의 레벨이 증가할수록, LNa 내지 LNc 파형에 따르면, 공통적으로 양수량이 감소하게 된다.
다만, 파워 제어시 보다, 속도 제어시, 양정의 레벨 증가에 따라, 배수 펌프(141)의 동작에 의한 양수량 감소가 더 작아지게 된다. 즉, 도면과 같이, LNb 파형에서 양수량이 0이 되는 양정의 레벨이 가장 작게 된다.
그 다음, LNc 파형에서 양수량이 0이 되는 양정의 레벨이, 그 다음이며, LNa 파형에서 양수량이 0이 되는 양정의 레벨이 가장 크게 된다.
즉, 모터(630)에 대한 속도 제어시 보다, 모터(630)에 대한 파워 제어시, 양정의 레벨 증가에 따라, 배수 펌프(141)의 동작에 의한 양수량 감소가 더 작아지게 된다.
따라서, 파워 제어시, 속도 제어시에 비해, 배수 가능한 양정의 범위가 크게 된다. 즉, 파워 제어시, 속도 제어에 비해, 설치 가능한 양정 레벨이 더 커질 수 있게 되어, 설치 자유도가 증대될 수 있게 된다.
한편, 도 17에서는 Pmin 시점의 양수량이, LNa 파형에 따른 파워 제어시와 LNb 파형에 따른 속도 제어시 동일하나, Pmax 시점의 양수량은, LNa 파형에 따른 파워 제어시가, LNb 파형에 따른 속도 제어시에 비해 훨씬 큰 것을 나타낸다.
즉, 모터(630)에 대한 속도 제어시 보다, 모터(630)에 대한 파워 제어시, 배수 펌프(141)의 동작에 의한 양수량이 더 크게 된다. 따라서, 파워 제어시, 배수 시간이 더 단축될 수 있게 된다.
한편, 도 1에서는 세탁물 처리기기로, 탑 로드(top load) 방식을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 배수펌프의 구동장치(620)는, 프론트 로드(front load) 방식, 즉, 드럼 방식에도 적용 가능하다. 이에 대해서는 도 18을 참조하여 기술한다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기(100b)는, 포가 전면(frontb) 방향으로 세탁조 내로 삽입되는 프론트 로드(front loadb) 방식의 세탁물 처리기기이다.
도면을 참조하여 설명하면, 세탁물 처리기기(100b)는, 드럼식 세탁물 처리기기로서, 세탁물 처리기기(100b)의 외관을 형성하는 케이싱(110b)과, 케이싱(110b) 내부에 배치되며 케이싱(110b)에 의해 지지되는 세탁조(120b)와, 세탁조(120b) 내부에 배치되며 포가 세탁되는 세탁조인 드럼(122b)과, 드럼(122b)을 구동시키는 모터(130b)와, 캐비닛 본체(111b) 외측에 배치되며 케이싱(110b) 내부로 세탁수를 공급하는 세탁수 공급장치(미도시)와, 세탁조(120b) 하측에 형성되어 세탁수를 외부로 배출하는 배수장치(미도시)를 포함한다.
드럼(122b)에는 세탁수가 통과되도록 복수개의 통공(122Ab)이 형성되며, 드럼(122b)의 회전시 세탁물이 일정 높이로 들어 올려진 후, 중력에 의해 낙하되도록 드럼(12b)의 내 측면에 리프터(124b)가 배치될 수 있다.
케이싱(110b)은, 캐비닛 본체(111b)와, 캐비닛 본체(111b)의 전면에 배치되어 결합하는 캐비닛 커버(112b)와, 캐비닛 커버(112b) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111b)와 결합하는 컨트롤패널(115b)과, 컨트롤패널(115b) 상측에 배치되며 캐비닛 본체(111b)와 결합하는 탑플레이트(116b)를 포함한다.
캐비닛 커버(112b)는 포의 출입이 가능하도록 형성되는 포 출입홀(114b)과, 포 출입홀(114b)의 개폐가 가능하도록 좌우로 회동 가능하게 배치되는 도어(113b)를 포함한다.
컨트롤패널(115b)은 세탁물 처리기기(100b)의 운전상태를 조작하는 조작키들(117b)과, 조작키들(117b)의 일측에 배치되며 세탁물 처리기기(100b)의 운전상태를 표시하는 디스플레이(118b)를 포함한다.
컨트롤패널(115b) 내의 조작키들(117b) 및 디스플레이(118b)는 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되며, 제어부(미도시)는 세탁물 처리기기(100b)의 각 구성요소등을 전기적으로 제어한다. 제어부(미도시)의 동작에 대해서는, 도 3의 제어부(210b)의 동작을 참조하여 생략한다.
한편, 드럼(122b)에는 오토 밸런스(미도시)가 구비될 수 있다. 오토 밸런스(미도시)는 드럼(122b) 내에 수용된 세탁물의 편심량에 따라 발생하는 진동을 저감하기 위한 것으로, 액체밸런스, 볼밸런스 등으로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시에에 따른 배수펌프의 구동장치(620)는, 세탁물 처리 기기(100,100b) 외에, 식기 세척기, 에어컨 등 다양한 기기에 적용 가능하다.
본 발명의 실시에에 따른 배수펌프의 구동장치 및 이를 구비한 세탁물 처리기기는, 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 배수펌프의 구동장치 및 세탁물 처리기기의 동작방법은 배수펌프의 구동장치 및 세탁물 처리기기에 각각 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 (14)

  1. 세탁조;
    상기 세탁조를 구동하는 구동부;
    배수 펌프;
    상기 배수 펌프를 동작하기 위한 모터;
    직류 전원을 출력하는 컨버터;
    스위칭 동작에 의해, dc단의 상기 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 상기 모터에 출력하는 인버터;
    배수 완료시, 상기 배수 펌프로 유입되는 수입부의 수위와, 상기 배수 펌프에서 배출되는 수출부의 수위의 차이인 양정(lift)이 제1 레벨인 경우, 제1 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하며, 상기 양정이 상기 제1 레벨 보다 큰 제2 레벨인 경우, 상기 제1 기간 보다 더 긴 제2 기간 이후에 탈수가 시작되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세탁조의 수위를 감지하는 수위 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 탈수 이전의 배수시, 상기 세탁조의 수위가 제1 수위 이하이며, 상기 양정이 상기 제1 레벨인 경우, 상기 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 출력 전류의 레벨이 기준 레벨 이하이고, 상기 세탁조의 수위가 제1 수위 이하이며, 상기 양정이 상기 제1 레벨인 경우, 상기 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    배수시, 상기 양정이 상기 제1 레벨인 경우, 제1 파워로 상기 모터가 구동되도록 제어하며, 상기 모터에 공급되는 파워가, 상기 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    배수시, 상기 양정이 상기 제2 레벨인 경우, 상기 제1 파워로 상기 모터가 구동되도록 제어하며, 상기 모터에 공급되는 파워가, 상기 제1 파워를 기준으로, 상기 제1 허용 범위를 벗어난 경우, 상기 제2 기간 이후에 탈수가 수행되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    배수시, 상기 양정이 상기 제1 레벨인 경우, 상기 배수 시작 후 제1 시점부터 상기 배수의 완료시까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 상기 제1 파워를 기준으로 제1 허용 범위 이내의 파워로, 상기 모터가 구동되도록 제어하며,
    상기 양정이 상기 제2 레벨인 경우, 상기 제1 시점부터 상기 배수의 완료시까지, 시간에 따라 감소하지 않고, 상기 제1 파워를 기준으로 상기 제1 허용 범위 이내의 파워로 상기 모터가 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배수시, 상기 모터에 대해 파워 제어를 수행하며, 상기 모터에 공급되는 파워가, 상기 제1 파워에 도달하지 못한 경우, 상기 모터의 속도가 증가되도록 제어하며,
    상기 모터에 공급되는 파워가 상기 제1 파워를 초과하는 경우, 상기 모터의 속도가 감소되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터에 공급되는 파워가, 상기 제1 파워에 도달한 경우, 상기 모터의 속도가 일정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 모터에 공급되는 파워가, 상기 제1 파워에 도달하지 못한 경우, 상기 모터의 속도가 증가되는 기간은, 초기 상승 구간과, 상기 초기 상승 구간 보다 완만하게 상승하는 제2 상승 구간을 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 제2 상승 구간 중 상기 출력 전류가 일정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 배수시, 상기 세탁조 내의 수위가 낮아질수록, 상기 모터의 속도가 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인버터에 스위칭 제어 신호를 출력하는 제2 제어부;
    상기 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;
    상기 dc단의 dc단 전압을 검출하는 dc단 전압 검출부;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 출력 전류와 상기 dc단 전압에 기초하여, 파워를 연산하고, 연산된 파워에 기초하여 전압 지령치를 출력하며,
    상기 제2 제어부는,
    상기 전압 지령치에 기초하여, 상기 스위칭 제어 신호를 상기 모터에 출력하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 출력 전류의 레벨이 작아질수록, 상기 전압 지령치가 커지도록 제어하며, 상기 스위칭 제어 신호의 듀티가 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 제어부로부터의 모터의 전압 정보에 기초하여, 상기 모터의 속도를 연산하는 속도 연산부;
    상기 출력 전류와 상기 dc단 전압에 기초하여 파워를 연산하는 전력 연산부;
    상기 연산된 파워 및 파워 지령치에 기초하여, 속도 지령치를 출력하는 파워 제어기;
    상기 속도 지령치, 및 상기 속도 연산부에서 연산된 속도에 기초하여, 상기 전압 지령치를 출력하는 속도 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 모터는, 브러시리스(BrushLess) DC 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
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