WO2020009532A2 - 세탁물 처리기기 및 그 제어방법 - Google Patents

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    • F05D2270/705—Type of control algorithm proportional-integral

Definitions

  • the present invention relates to a laundry treatment apparatus and a control method thereof, and to a laundry treatment apparatus and a control method for allowing the pump to start normally.
  • the pump driving device of the laundry treatment machine drives the motor at the time of drainage to discharge the water input to the import unit to the outside.
  • a motor In order to drive a pump normally, a motor is driven by constant speed operation by the input AC power supply.
  • the pump motor rotates at 3000 rpm
  • the pump motor rotates at 3600 rpm
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-135491 discloses a speed control content in accordance with a speed command for driving a motor.
  • the pump may run idle depending on the amount of water entering the pump. If the pump is idling, noise may be generated from the pump.
  • the pump can be repeated the operation and stop in accordance with the operation of the main motor.
  • the rotation speed of the pump motor in the pump decreases according to the stop command, and the rotation stops after a certain time.
  • the pump equipped with such a pump motor takes a certain time to stop the pump motor after the operation stops, it cannot be restarted immediately, but may be restarted within a short time after the pump operation stops.
  • the pump motor does not operate normally due to the problem of the alignment of the pump motor and the control of the pump motor is impossible.
  • An object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus and a method of controlling the same, the startup success rate of which is improved by starting after waiting a predetermined time when the pump is stopped.
  • Still another object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus and a control method thereof, which can minimize a decrease in drainage performance according to installation conditions.
  • Still another object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus capable of shortening the drainage time and a control method thereof.
  • Still another object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus equipped with a pump that can be driven by a sensorless method and a control method thereof.
  • the laundry treatment machine of the present invention includes a main motor for rotating a washing tank, a pump motor for operating a pump, a pump driving device for outputting operating power to the pump motor, and a first section for stopping the pump motor. And a main controller configured to divide and operate the second section after the first section, the second section for aligning the rotor of the pump motor, and the third section after the second section to increase the rotational speed of the pump motor.
  • the third section may include a section that rises with a first rising slope and a section that rises with a slope greater than the first rising slope.
  • the main controller is characterized in that for restarting after stopping the pump motor.
  • the present invention is characterized in that the driving is controlled in each stage according to the stop of the rotor of the pump motor, the alignment of the rotor of the pump motor, the initial start of the pump motor, the maintenance of the start of the pump motor.
  • the main controller starts the operation of the pump, but waits for a time corresponding to the first section, and then starts the pump motor.
  • the main control unit detects the rotational direction of the pump motor, and if the rotational direction of the pump motor is not the specified direction, it is determined that the start fails, and stops the pump and starts again.
  • the present invention starting the operation of the pump, stopping the pump motor during the first section, aligning the rotor of the pump motor during the second section, rotation of the pump motor during the third section Increasing the speed, including the step of circulating or draining the wash water by controlling the speed or power of the pump motor.
  • the step of increasing the speed of the pump motor at a first slope and further comprising the step of increasing the speed of the pump motor at a slope greater than the first slope.
  • Laundry treatment device and control method when draining, it can be performed so that it can be started normally even if the pump is restarted after stopping the operation.
  • the pump can be started normally even if the wash water remaining in the drain hose when the pump is stopped.
  • the present invention can prevent the malfunction or the drainage problem caused by the failure of starting the pump.
  • the present invention has the effect that the drainage performance is improved by controlling to start normally even after the pump restarts after the operation stops and to prevent the time delay due to the start failure.
  • the present invention can reduce the number of times the pump is idle by controlling the operation of the pump based on the change in the amount of wash water dewatered from the laundry according to the rotational speed of the main motor.
  • the present invention improves the drainage performance by varying and controlling the motor speed of the pump.
  • the drainage time is reduced and the washing time may be reduced by improving the drainage performance of the pump.
  • the present invention reduces the drainage noise as the idle of the pump is reduced.
  • the present invention can drain the wash water irrespective of the head level, and the drainage performance is improved by solving the problem of starting failure of the pump due to the drainage lake.
  • 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 pump drive of FIG. 1.
  • FIG. 5 is an example of an internal circuit diagram of the pump driving device of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an internal block diagram of the main controller of FIG. 5.
  • FIG. 7 is a view referred to explain a method of operating the pump drive device.
  • FIG. 8 is a view showing a speed change according to the pump stop of the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a speed change in operation of the pump of the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating changes in speed and voltage according to operation of the pump.
  • FIG. 11 is a flow chart illustrating a method for controlling the operation of a pump of a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a pump control method of a laundry treatment machine according to an 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. It includes a control panel 115 and a door 113 rotatably provided in the casing 110 to open and close the entrance hall through which the laundry enters and exits.
  • 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 washing 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 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.
  • the present invention will be described with an example of a laundry treatment device in which the door is formed on the top cover.
  • the present invention is not limited thereto, and it can be also applied to the laundry treatment device in which the door is formed on the front surface.
  • 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 pump 141 and a pump driving device 620 for driving the motor 630.
  • the pump driving device 620 may be controlled by the main controller 210.
  • the laundry treatment apparatus 100 may include a motor 730 for driving the circulation pump 171 and a circulation pump driving device 720 for driving the motor 730.
  • the circulation pump driving device 720 may be controlled by the main controller 210.
  • the motor 230 for rotating the washing tank is a main motor
  • the motor 630 for operating the pump is a pump motor
  • the motor 730 for operating the circulation pump can be described by dividing the circulation motor.
  • the pump driving device 620 may be referred to as a 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 235 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 io detected by the current detector 225 or the position signal H detected by the position detector 235. For example, while the washing tub 120 rotates, the amount of quantity can be sensed based on the current value io 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 io 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 pump driving apparatus of FIG. 1
  • FIG. 5 is an example of an internal circuit diagram of the pump driving apparatus of FIG. 4.
  • the 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 may be included.
  • the main controller 210 and the inverter controller 430 may correspond to the controller and the second controller described herein, respectively.
  • the 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 pump driving device 620 may further include an input current detector A, a reactor L, and the like.
  • the circulation pump 171 is configured in the same manner as the pump in the internal configuration except for the lake connection, and the same principle may also operate. Description of the configuration and operation of the circulation pump will be omitted below.
  • the reactor L is disposed between the commercial AC power supplies 405 and vs 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 is 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 is, as a discrete signal in the form of a pulse, may be input to the inverter controller 430 or the main controller 210. 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, may be used a half-bridge converter is connected to two switching elements and four diodes, 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 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 the 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) to rotate the rotor.
  • 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 the 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, the voltage command value Sn is determined. 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 a 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. As a result, stable power control is possible.
  • the main control unit 210 the water level of the import unit flowing into the pump 141 and the pump 141 based on the output current (idc) and the dc terminal voltage (Vdc) when draining. If the lift (lift), which is the difference in the water level of the export portion discharged from the first level is controlled to drive the motor 630 with the first power, and the lift is a second level greater than the first level, the first The motor 630 may be controlled to be driven by 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 during the drainage, it is possible to control the amount of pumping by the operation of the 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 pump 141 according to 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 when draining, the lift (lift) which is the difference between the water level of the import unit flowing into the pump 141 and the water level of the export unit discharged from the pump 141 As the level 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. 7 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 based on the first power P1 from the Tseta time point to the drainage completion time point Tm1, except for the overshooting Pov period. 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 completion point 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.
  • the driving of the pump drive device and the pump motor of the present invention can be equally applied to the circulation pump as well as the drain pump.
  • the pump driving device 620 may be applied to various devices such as a dishwasher and an air conditioner, in addition to the laundry treatment devices 100 and 100b.
  • FIG. 8 is a view showing a speed change according to the pump stop of the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • the pump driving device controls the operation of the pump by stopping the pump motor.
  • the current applied to the pump motor is also reduced.
  • the pump motor takes a certain time TS1 to stop the operation from the operation stop command.
  • the time to stop of the motor is about 800 to 900ms, which may be different depending on the characteristics of the pump motor.
  • the main controller causes the pump motor to operate after waiting for a predetermined time.
  • the main control delays the restart of the pump until the pump motor stops operating completely.
  • the main controller may determine whether the pump motor is completely stopped based on the current of the pump motor or the speed of the pump motor.
  • the main control unit may cause the pump motor to restart when the operation stops.
  • the pump driving device applies a current to the pump motor when the pump motor stops operating.
  • the pump motor is operated at the set speed by the current applied from the pump drive.
  • the main controller 210 determines whether the pump is normally started by controlling the pump motor for each section, and controls the speed according to the speed or power when the pump is normally started.
  • the main controller 210 may determine whether to rotate in a specific direction based on the rotation direction of the pump. If there is a difference in the amount of washing water drained in accordance with the direction of the flow path of the pump, even if it is normally started, it can be restarted after stopping the pump if it does not rotate in the specified direction.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a speed change in operation of the pump of the laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • the pump starting device controls the pump motor step by step.
  • the pump drive stops the operation of the pump motor when the pump is set to stop operation.
  • the main controller waits for the first period D21 so that the pump motor is not restarted until the pump motor is completely stopped.
  • the pump drive stops the rotor of the pump motor during the first section D21.
  • the main control section When the pump is started after the operation stops during the drainage, the main control section includes a first section for stopping the pump motor at the time of starting the pump, a second section for aligning the position of the rotor of the pump motor, and a speed of the pump motor.
  • the pump is controlled by dividing it into sections.
  • the first section is a section for allowing the pump motor to stop completely in response to the case where the rotor of the pump motor is still in operation by the operation of the preceding pump motor.
  • a sixth section may be further provided to lower the speed of the pump motor to stop.
  • the first section is set longer than the second section.
  • the first section is set longer than the third section. Further, the first section is set shorter than the sum of the second section and the third section.
  • the sixth section may be set longer than the second section.
  • the third section may be set longer than the sixth section.
  • the pump driving device starts the pump motor according to the control command of the main control unit.
  • the pump driving device waits for the pump motor not to be started during the first section D21.
  • the pump driving device does not operate the pump motor even if the start command is input during the first section, and then operates after waiting for the first section.
  • the first section D21 may be set longer than the predetermined time TS1 described above.
  • the first interval may be set to about 2 seconds.
  • the time of the first section may be changed according to the head level of the drain hose.
  • the rotor of the motor may flow by the wash water flowing from the drain hose to the drain pump.
  • the time for stopping the rotor can be changed.
  • the pump motor when the pump motor is stopped and the start command is input after stopping for a time corresponding to the first section, the pump motor may be started without any additional gutter.
  • the pump driving device may immediately control the pump motor from the second section D22 without the first section D21.
  • the main controller controls the pump driving device to set and wait for the first section so that the rotor can stop.
  • the pump driving device may set a first section for stopping the rotor of the pump motor.
  • the pump driving device aligns the rotor position of the pump motor during the second section D22 (Aline). At this time, since the pump motor operates to adjust the rotor position of the pump motor, the applied current increases, and the pump motor may rotate at a predetermined angle to adjust the rotor position.
  • the pump driving device initially starts the pump motor during the third section D23 when the rotor Aline is completed (Open Loop).
  • the pump driving device may be initially started by applying a current to the pump motor and rotating at a low speed at the first speed R1.
  • the pump driving apparatus performs the second section and the third section for about 0.3 to 0.35 seconds, respectively, in order to ensure the stability of the control of the sensorless pump motor. can do.
  • the second section and the third section may vary in time depending on the configuration of the pump driving device for driving the pump motor or the characteristics of the pump motor.
  • the pump driving apparatus initially starts the pump motor in the third section D23, and the rotation speed of the pump motor is increased accordingly.
  • the pump driving device in the fourth section (D24) is to maintain the pump motor after accelerating to the set speed.
  • the fourth section may be performed for about 1 second.
  • the third section and the fourth section in which the speed increases may be set as one section.
  • the pump motor accelerates from the first speed R1 and maintains the speed when the second speed R2 is reached.
  • the pump driving device may detect the foreign matter based on the speed and current of the pump motor during the fourth section D24 and determine whether the starting fails.
  • the pump drive applies current to the pump motor and controls the pump motor to accelerate to the second speed R2. Accordingly, the rotational speed of the pump motor is increased to the second speed.
  • the pump driving device initially starts the pump motor in the third section D23, sets the second speed as the target speed, and operates the pump motor during the fourth section D24 (Close Loop).
  • the pump driving device may determine whether the pump motor reaches the second speed R2, which is the target speed, within the set time, and determine whether there is a foreign substance and whether it is normally started.
  • the pump driving device may determine that there is a foreign substance in the pump motor or that the pump motor is not normally started.
  • the second speed R2 may be set to about 2400 to 2800 rpm.
  • the pump driving device may determine that starting fails when the second speed does not reach within the set time or the current rises above a predetermined value. In one case, the pump drive stops the pump motor, and then restarts the above section.
  • the pump driving device may maintain the speed of the pump motor for a predetermined time (D25) and control the speed of the pump motor according to the speed, the water level, or the mode set in the pump.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating changes in speed and power according to operation stages of the pump of FIG. 9.
  • the main controller may control the pump driving device to control the starting of the pump motor by dividing it into first to fourth sections.
  • the pump motor includes a first section D31 for stopping the rotor, a second section D32 for aligning the rotor positions, a third section D33 for starting up and increasing speed, and a second section for maintaining the speed after the speed rises. Operation is divided into four sections.
  • the third section and the fourth section are sections in which the speed of the pump motor rises and may be set as one section.
  • the main controller may determine whether to start normally.
  • Each section corresponds to the first to fourth sections described with reference to FIG. 8.
  • the pump driving device controls the speed of the pump motor in response to a control command of the main controller in accordance with the drainage or dehydration operation of the washing machine processing device in the fifth section D35.
  • the first graph L31 is the output power of the pump motor
  • the second graph L32 is the speed of the pump motor
  • the pump driving device controls the pump motor not to operate during the first section, and in the second section, positions the rotor of the pump motor. Sort it. As a result, the pump motor does not actually rotate and remains stationary.
  • the pump driving device is initially started by applying a current to the pump motor.
  • the pump motor is speeded up by the pump drive.
  • the pump motor may increase in speed at the first speed R1.
  • the pump motor is increased to the 32nd speed (R32) in the fourth section (D34).
  • the 32nd speed may be set to the same value as the second speed.
  • the speed of the pump motor is maintained after rising to the 32nd speed (R32). In some cases, it may rise beyond the thirty-second speed, and the pump driving device controls the pump motor to be the thirty-second speed.
  • the pump driving apparatus determines whether the pump driving apparatus is normally started based on the speed change of the pump motor in the fourth section D34.
  • the pump driving device may determine whether the pump is normally started or not by reaching a predetermined speed within the set time.
  • the speed increases with the first rising slope
  • the speed increases with the second slope larger than the first rising slope.
  • the speed of the pump motor increases, but the speed increases with different accelerations.
  • the pump driving device controls the pump motor in response to at least one of the speed, the water level, and the pump mode of the main motor in the fifth section D35.
  • the pump driving device controls the speed to rise from the thirty-first speed R31 according to the mode setting of the pump, so that the speed of the pump motor decreases and then increases. Under the control of the pump drive device, the output power of the pump motor is increased, thereby increasing the speed of the pump motor.
  • the pump drive controls the speed and power to the pump motor.
  • the power of the pump motor can be constantly controlled in the third section.
  • the current may decrease when the DC voltage of the pump motor increases, and increase when the voltage decreases. Accordingly, by controlling the power constantly, it is possible to prevent the drainage performance from decreasing.
  • the power supplied to the motor 630 may decrease with time.
  • the speed of the motor 630 is constant, but the power supplied to the motor 630 may be sequentially lowered.
  • the main controller 210 may control the speed of the motor 630 to increase as the water level in the washing tank 120 decreases when draining. Accordingly, even when the water level in the washing tank 120 is lowered during drainage, pumping may be smoothly performed.
  • 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.
  • FIG. 11 is a flow chart illustrating a method for controlling the operation of a pump of a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • the pump operates at each stage of washing and rinsing to drain the washing water in the washing tank.
  • the pump driving device controls the operation of the pump by operating or stopping the pump motor for at least one of the speed, the water level, and the pump mode of the main motor.
  • the pump drive can control the speed and power of the pump motor.
  • the pump operates to drain the wash water (S310).
  • the pump driving device may stop the operation of the pump by stopping the pump motor during the pump operation (S320).
  • the pump can be stopped depending on the speed or level of the main motor during dehydration. For example, when the water level is lower than the set water level or when the main motor is accelerating, the pump driving device may stop the pump motor to stop the pump by setting the pump motor to stop operating after the set time operation by the pump mode.
  • the pump driving device determines whether the rotor of the pump motor has stopped. At this time, the pump driving device determines whether or not the rotor stop of the pump motor by determining whether the set time has elapsed after the pump motor stop command (S340).
  • the set time is a time corresponding to the first section.
  • the pump driving device waits when the set time has not elapsed from the stop of the pump motor, and controls the pump motor to operate when the set time elapses (S350).
  • the pump driving device aligns the rotor position of the pump motor (S360), and operates the pump motor to accelerate to a set speed after the initial startup (S370).
  • the speed of the pump motor goes up to the set speed and is maintained at the set speed.
  • the pump driving device may determine whether the pump motor is normally started.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a pump control method of a laundry treatment machine according to an embodiment of the present invention.
  • the pump driving device waits for a predetermined time until the rotor of the pump motor stops (S460) and causes the pump motor to operate (S470). In some cases, if the pump motor is stopped and the set time has elapsed, the pump motor can be started immediately.
  • the pump driving unit aligns the rotor position of the pump motor (S480) and allows the pump motor to be initially started.
  • the pump drive applies current to the pump motor and causes the pump motor to operate.
  • the pump driving apparatus determines whether the pump motor is initially started to reach the first speed R1 (R33) (S490), and determines whether the pump motor is normally started when the first speed is reached.
  • the pump driving device determines that the initial start is completed, and accelerates the pump motor to the set speed (S510).
  • the pump driving apparatus compares the time (holding time) until the rotational speed of the pump motor reaches the set speed, which is the target speed, with the preset second time (S520), and determines the start failure when the second time elapses. (S530).
  • the pump is stopped (S580) and restarted.
  • restarting immediately start the pump motor without starting the pump motor and after the rotor of the pump motor stops, align the position of the rotor again and start the pump motor.
  • the pump driving device When the pump driving device reaches the set speed within the second time, the pump driving device senses the rotational direction of the pump motor and determines whether to rotate in the set direction (S550).
  • the pump driving device is determined to change the rotational direction is determined to start failure (S570).
  • the pump driving device stops the pump motor (S580) and restarts after the set time elapses (S460 to S550).
  • the pump driving device Since the pump driving device has a difference in drainage performance for each rotational direction according to the position of the drainage flow path of the pump, it can be controlled to rotate in the designated rotational direction. However, in the case of a pump having the same drainage performance regardless of the rotational direction of the pump, it is possible to determine the start success without judging the rotational direction.
  • the operating method of the pump driving apparatus and the laundry processing apparatus of the present invention can be implemented as code that the processor can read on a recording medium that can be read by a processor provided in the pump driving apparatus and the laundry processing apparatus, respectively.
  • the processor-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by the processor.

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Abstract

본 발명은 세탁물 처리기기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 펌프모터를 동작 또는 동작정지시키는 경우 펌프모터의 기동 단계에 따라 펌프모터가 동작하도록 구성되어, 펌프모터 재 기동 시 회전자가 정지하기까지 대기한 후 기동하도록 제어함으로써 펌프가 동작 정지 및 기동을 반복하더라도 펌프가 정상적으로 기동 될 수 있고, 배수성능이 향상되며, 양정 레벨에 관계없이 펌프의 동작에 의해 세탁수가 배수되도록 한다.

Description

세탁물 처리기기 및 그 제어방법
본 발명은 세탁물 처리기기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 펌프가 정상적으로 기동하도록 하는 세탁물 처리기기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
세탁물 처리기기의 펌프 구동장치는, 배수시 모터를 구동하여 수입부에 입력되는 물을 외부로 배출한다.
통상 펌프 구동을 위해, 입력되는 교류 전원에 의한 정속 운전에 의해 모터를 구동한다.
예를 들어, 입력 교류 전원의 주파수가 50Hz인 경우, 펌프 모터는 3000rpm으로 회전하며, 입력 교류 전원의 주파수가 60Hz인 경우, 펌프 모터는 3600rpm으로 회전하게 된다.
일본공개특허공보 특개2004-135491호에는, 모터 구동을 위해, 속도 지령에 따른 속도 제어 내용이 개시된다.
배수 중에는 펌프로 유입되는 물의 양에 따라 펌프가 공회전하는 경우가 발생한다. 펌프가 공회전하는 경우 펌프로부터 소음이 발생할 수 있다.
한편, 펌프를 메인모터의 동작에 따라 동작 및 동작정지를 반복할 수 있다. 펌프가 정지하는 경우 펌프 내의 펌프모터는 정지명령에 따라 회전속도가 감소하고, 일정 시간 후 회전이 정지된다.
이러한 펌프모터가 구비되는 펌프는, 동작 정지 후 펌프모터의 정지까지 일정 시간이 소요되므로, 즉시 재구동할 수 없으나, 펌프 동작 정지 후 짧은시간 내에 재기동하도록 하는 경우가 있다.
펌프모터가 완전히 정지하기 전에 펌프를 다시 동작시키는 경우, 펌프모터의 위치 정렬이 정상적으로 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다. 또한, 펌프 정지 시, 배수호수의 잔수가 펌프로 역류하는 경우가 발생하는데, 이때 잔수에 의해 펌프모터의 위치가 변경되는 문제점이 있다. 그에 따라 펌프모터의 위치를 알
센서리스 모터의 특성상 펌프모터의 위치 정렬문제로 인하여 펌프모터가 정상적으로 동작하지 않고 그에 대한 제어가 불가능해진다.
그에 따라 펌프가 정지하는 경우 일정 시간 펌프모터가 정지하는 동안 펌프가 재 기동하지 않도록 설정할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 펌프 정지 시 일정 시간 대기 후 기동함으로써 기동 성공율이 향상되는 세탁물 처리기기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 설치 조건에 따라 배수 성능 감소를 최소화할 수 있는 세탁물 처리기기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 배수 시간을 단축할 수 있는 세탁물 처리기기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 센서리스 방식에 의해, 구동 가능한 펌프가 구비된 세탁물 처리기기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.
본 발명의 세탁물 처리기기는, 세탁조를 회전시키는 메인모터, 펌프를 동작하기 위한 펌프모터, 상기 펌프모터로 동작 전원을 출력하는 펌프 구동장치를 포함하고, 상기 펌프모터를 정지하는 제1 구간, 상기 제1 구간 이후, 상기 펌프모터의 회전자를 정렬하는 제2 구간, 상기 제2 구간 이후, 상기 펌프모터의 회전속도를 상승시키는 제3 구간으로 구분하여 동작시키는 메인 제어부를 포함한다.
상기 제3 구간은, 제1 상승 기울기로 상승하는 구간과, 상기 제1 상승 기울기 보다 큰 기울기로 상승하는 구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 제어부는 상기 제 3 구간에서 상기 펌프모터의 속도가 지정된 속도에 도달하지 않는 경우, 상기 펌프모터를 정지 후 다시 기동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 펌프모터의 회전자의 정지, 상기 펌프모터의 회전자의 위치 정렬, 상기 펌프모터의 초기 기동, 상기 펌프모터의 기동유지에 따른 각 단계로 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 제어부는 펌프의 동작을 개시하되, 상기 제 1 구간에 대응하는 시간 동안 대기한 후, 상기 펌프모터를 기동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 제어부는 펌프모터의 회전방향을 감지하고, 상기 펌프모터의 회전방향이 지정된 방향이 아닌 경우 기동실패로 판단하여 펌프를 정지한 후 다시 기동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 펌프의 동작을 개시하는 단계, 제1 구간 동안 상기 펌프모터를 정지하는 단계, 제2 구간 동안 상기 펌프모터의 회전자를 정렬하는 단계, 제3 구간 동안 상기 펌프모터의 회전속도를 상승시키는 단계, 상기 펌프모터의 속도 또는 파워를 제어하여 세탁수를 순환 또는 배수하는 단계를 포함한다.
상기 제3 구간에서, 제1 기울기로 상기 펌프모터의 속도를 상승시키는 단계, 상기 제1 기울기보다 큰 기울기로 상기 펌프모터의 속도를 상승시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 세탁물 처리기기 및 그 제어방법은, 배수 시, 펌프가 동작을 정지한 후 재기동하더라도 정상적으로 기동이 가능하여 하게 수행될 수 있다.
특히, 본 발명은 펌프 정지 시 배수호스에 잔류하는 세탁수가 역류하더라도 펌프가 정상적으로 기동할 수 있다.
또한, 본 발명은 펌프의 기동 실패로 이한 오동작 또는 배수이상 문제는 방지할 수 있다.
본 발명은 펌프가 동작정지 후 재기동하더라도 정상 기동하도록 제어하여 배수 성능이 향상되고 기동실패로 인한 시간 지연을 방지하여 배수시간이 감소하는 효과가 있다.
본 발명은 메인모터의 회전속도에 따라 세탁물로부터 탈수된 세탁수의 양의 변화를 바탕으로 펌프의 동작을 제어함으로써, 펌프가 공회전되는 횟수를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 펌프의 모터 속도를 가변하여 제어함으로써, 배수 성능이 향상된다.
본 발명은 펌프의 배수 성능 향상으로 배수 시간이 감소하고, 또한 세탁시간이 감소할 수 있다.
또한, 본 발명은 펌프의 공회전이 감소함에 따라 배수 소음이 감소한다.
본 발명은 양정 레벨에 관계없이 세탁수를 배수할 수 있고, 배수호수로 인한 펌프의 기동실패문제를 해소하여 배수 성능이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 사시도이다.
도 2 는 도 1의 세탁물 처리기기의 측단면도이다.
도 3 은 도 1의 세탁물 처리기기의 내부 블록도이다.
도 4 는 도 1의 펌프 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
도 5 는 도 4의 펌프 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 6 은 도 5의 메인 제어부의 내부 블록도이다.
도 7 은 펌프 구동장치의 동작방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프정지에 따른 속도변화가 도시된 도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프의 동작 단계별 속도변화가 도시된 도이다.
도 10 은 펌프의 동작 단계별 속도와 전압의 변화가 도시된 도이다.
도 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프의 동작 단계별 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프 제어방법이 도시된 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, "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 컨트롤패널(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 펌프(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.
본 발명은 도어가 탑커버에 형성된 세탁물 처리기기를 예로 하여 설명하나, 이에 한정하지 않고 도어가 전면에 형성된 세착물 처리기기에도 적용될 수 있음을 명시한다.
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, 펌프(141)를 구동하기 위한 모터(630), 및 모터(630)를 구동하는 펌프 구동장치(620)를 구비할 수 있다. 펌프 구동장치(620)는, 메인 제어부(210)에 의해 제어될 수 있다.
또한, 세탁물 처리기기(100)는, 순환펌프(171)를 구동하기 위한 모터(730) 및 모터(730)를 구동하는 순환펌프 구동장치(720)를 구비할 수 있다. 순환펌프 구동장치(720)는 메인 제어부(210)에 의해 제어될 수 있다.
필요에 따라, 세탁조를 회전동작시키는 모터(230)는 메인모터, 펌프를 동작시키는 모터(630)는 펌프모터, 순환펌프를 동작시키는 모터(730)는 순환모터로 구분하여 설명할 수 있다.
한편, 본 명세서에서는, 펌프 구동장치(620)를 펌프 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(235)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(225)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 펌프 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시하고, 도 5는 도 4의 펌프 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 펌프 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 펌프 구동장치(620)는, 컨버터(410), dc 단 전압 검출부(B), dc단 커패시터(C), 출력전류 검출부(E) 등을 포함할 수 있다. 또한, 펌프 구동장치(620)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L) 등을 더 포함할 수도 있다.
순환펌프(171)는 호수 연결을 제외한 내부 구성에 있어서 펌프와 동일하게 구성되고, 동일한 원리도 동작할 수 있다. 순환펌프의 구성 및 동작에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.
이하에서는, 도 4, 및 도 5의 펌프 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)을 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)를 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)를 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, 펌프(141)로 유입되는 수입부의 수위와, 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, 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 증가에 따른, 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, 펌프(141)로 유입되는 수입부의 수위와, 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 7은 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 7에서는, 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 7에서는, 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.
한편, 본 발명의 펌프 구동장치 및 펌프모터의 구동은, 배수펌프뿐 아니라 순환펌프에도 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 펌프 구동장치(620)는, 세탁물 처리 기기(100,100b) 외에, 식기 세척기, 에어컨 등 다양한 기기에 적용 가능하다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프정지에 따른 속도변화가 도시된 도이다.
도 8을 참조하면, 펌프 구동장치는 펌프모터를 정지시켜 펌프의 동작을 제어한다.
펌프모터는 펌프 구동장치의 동작정지명령 입력 시(T0) 회전속도가 점차 감소하여 동작을 정지하게 된다.
펌프모터의 회전속도의 감소에 대응하여 펌프모터에 인가되는 전류 또한 감소한다.
펌프모터는 동작정지명령으로부터 동작을 정지하기까지 일정시간(TS1)이 소요된다. 모터의 정지까지의 시간은 약 800 내지 900ms 로, 펌프모터의 특성에 따라 상이하게 나타날 수 있다.
메인 제어부는 펌프모터가 동작을 정지하기 전에 재기동명령이 입력되는 경우, 일정시간 대기 후 펌프모터가 동작하도록 한다. 메인 제어부는 펌프모터가 동작을 완전히 정지하기까지 펌프의 재기동을 지연시킨다.
메인 제어부는 동작정지명령 이후, 펌프모터의 전류 또는 펌프모터의 속도를 바탕으로 펌프모터가 완전히 정지하였는지 여부를 판단할 수 있다.
메인 제어부는 펌프모터가 동작을 정지하면 다시 기동하도록 할 수 있다. 펌프 구동장치는 펌프모터가 동작을 정지하면 전류를 인가하여 펌프모터가 동작하도록 한다. 펌프모터는 펌프 구동장치로부터 인가되는 전류에 의해 설정속도로 동작한다.
메인 제어부(210)는 펌프모터를 각 구간에 대하여 제어함으로써, 펌프가 정상적으로 기동하는지 여부를 판단하고, 정상적으로 기동하는 경우 속도 또는 파워에 따라 제어한다.
또한, 메인 제어부(210)는 펌프의 회전방향을 바탕으로 특정 방향으로 회전하는지 여부를 판단할 수 있다. 펌프의 유로위치에 따라 방향에 따라 배수되는 세탁수의 양에 차이가 있는 경우 정상적으로 기동된 경우라도 지정된 방향으로 회전하지 않는다면 펌프를 정지시킨 후 재기동하도록 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프의 동작 단계별 속도변화가 도시된 도이다.
도 9 을 참조하면, 펌프 기동장치는, 펌프 구동장치는 펌프모터를 단계적으로 제어한다.
펌프 구동장치는 펌프가 동작정지하도록 설정되면, 펌프모터의 동작을 정지한다. 메인 제어부는 펌프모터가 완전히 정지하기까지 펌프모터가 재구동되지 않도록 제 1 구간(D21)동안 대기하도록 한다. 펌프 구동장치는 제 1 구간(D21)동안 펌프모터의 회전자를 정지시킨다.
메인 제어부는 배수중에 펌프가 동작 정지 후 기동하는 경우, 펌프 기동을 개시하는 시점에서 펌프모터를 정지시키는 제 1 구간, 펌프모터의 회전자의 위치를 정렬하는 제 2 구간, 펌프모터의 속도가 상승하는 구간으로 구분하여 펌프를 제어한다. 제 1 구간은 앞선 펌프모터의 동작으로 펌프모터의 회전자가 아직 동작중인 경우에 대응하여 펌프모터가 완전히 정지하도록 하기 위한 구간이다.
제 1 구간 이전에, 펌프모터의 속도를 하강시켜 정지시키는 제 6 구간이 더 구비될 수 있다.
제 1 구간은 제 2 구간보다 더 길게 설정된다. 제 1 구간은 제 3 구간 보다 길게 설정된다. 또한, 제1 구간은 제 2 구간과 제 3 구간의 합 보다 더 짧게 설정된다. 제 6 구간은, 제 2 구간 보다 길게 설정될 수 있다. 제 3 구간은 제 6 구간 보다 더 길게 설정될 수 있다.
펌프 구동장치는 메인 제어부의 제어명령에 따라 펌프모터를 기동한다.
배수중에 펌프가 동작 정지 후 기동하는 경우, 펌프 구동장치는 제 1 구간(D21)동안 펌프모터가 기동하지 않도록 대기한다. 펌프 구동장치는 제 1 구간 동안 기동명령이 입력되더라도 펌프모터를 동작시키지 않고 제 1 구간만큼 대기한 후 동작하도록 한다.
제 1 구간(D21)은 앞서 설명한 일정시간(TS1)보다 길게 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어 제 1 구간은 약 2초로 설정될 수 있다. 또한, 제 1 구간의 시간은 배수호스의 양정레벨에 따라 변경될 수 있다. 펌프정지 시 배수호스로부터 배수펌프로 유입되는 세탁수에 의해 모터의 회전자가 유동할 수 있다. 또한, 양정레벨에 배수호스로부터 배수펌프로 유입되는 세탁수의 유량이 상이하므로 회전자 정지를 위한 시간은 변경될 수 있다.
단, 펌프모터가 동작을 정지하고, 제1 구간에 대응하는 시간 동안 정지한 후 기동명령이 입력되는 경우에는 별도의 개기 없이 펌프모터를 기동할 수 있다. 펌프 구동장치는 제 1 구간(D21) 없이 즉시 제 2 구간(D22)부터 펌프모터를 제어할 수 있다.
회전자가 정지하지 않은 상태에서 펌프모터를 동작시키는 경우 회전자의 위치가 불안정하여 정상적으로 제어할 수 없게 된다. 그에 따라 메인 제어부는 회전자가 정지할 수 있도록 제 1 구간을 설정하여 대기하도록 펌프 구동장치를 제어한다. 앞서 도 8에서 설명한 바와 같이 펌프모터는 정지명령에 따라 동작을 정지하는데 일정시간(TS1)이 소요되므로, 펌프 구동장치는 펌프모터의 회전자를 정지시키는 제 1 구간을 설정할 수 있다.
펌프 구동장치는 메인 제어부의 제어명령에 따라 펌프모터의 회전자가 정지하면, 제 2 구간(D22)동안 펌프모터의 회전자 위치를 정렬한다(Aline). 이때, 펌프모터의 회전자 위치 조절을 위해 펌프모터가 동작하므로 인가되는 전류가 증가하고, 회전자 위치 조정을 위해 펌프모터가 일정각 회전할 수 있다.
펌프 구동장치는 회전자의 정렬(Aline)이 완료되면, 제 3 구간(D23) 동안 펌프모터를 초기 기동한다(Open Loop). 펌프 구동장치는 펌프모터로 전류를 인가하여 제 1 속도(R1)로 저속 회전시켜 초기 기동할 수 있다.
제 2 구간(D22) 및 제 3 구간(D23) 동안, 펌프 구동장치는, 센서리스 타입의 펌프모터에 대한 제어의 안정성을 확보하기 위해 제 2 구간 및 제 3 구간은 각각 약 0.3 내지 0.35초간 수행할 수 있다. 제 2 구간 및 제 3 구간은 펌프모터를 구동하기 위한 펌프 구동장치의 구성 또는 펌프모터의 특성에 따라 시간이 변경될 수 있다.
펌프 구동장치는 제 3 구간(D23)에서 펌프모터를 초기 기동하고, 그에 따라 펌프모터는 회전속도가 상승하게 된다.
초기 기동 후, 제 4 구간(D24)에서 펌프 구동장치는 펌프모터가 설정된 속도까지 가속한 후 유지되도록 한다. 제 4 구간은 약 1초간 수행될 수 있다.
속도가 상승하는 제 3 구간과 제 4 구간은 하나의 구간으로 설정될 수 있다.
펌프모터는 제 1 속도(R1)로부터 가속하여 제 2 속도(R2)에 도달하면 속도를 유지한다. 펌프 구동장치는 제 4 구간(D24)동안 펌프모터의 속도 및 전류를 바탕으로 이물질을 감지하고, 기동 실패 여부를 판단할 수 있다.
펌프 구동장치는 펌프모터로 전류를 인가하고 펌프모터가 제 2 속도(R2)까지 가속하도록 제어한다. 그에 따라 펌프모터의 회전속도가 제 2 속도까지 증가하게 된다.
펌프 구동장치는 제 3 구간(D23)에서 펌프모터를 초기 기동한 후, 제 2 속도를 목표속도로 설정하여 제 4 구간(D24) 동안 펌프모터를 동작시킨다(Close Loop).
제 4 구간(D24) 동안, 펌프 구동장치는 펌프모터가 설정된 시간 내에 목표속도인 제 2 속도(R2)에 도달하는지 여부를 판단하여, 이물질 여부 및 정상 기동 여부를 판단할 수 있다.
펌프 구동장치는 펌프모터의 속도가 설정된 시간 내에 제 2 속도(R2)에 도달하지 않는 경우, 펌프모터에 이물질이 존재하거나 또는 펌프모터가 정상 기동되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어 제 2 속도(R2)는 약 2400 내지 2800rpm으로 설정될 수 있다.
펌프 구동장치는 설정된 시간 내에 제 2 속도에 도달하지 못하거나 전류가 일정값 이상으로 상승하는 등의 경우 기동 실패로 판단할 수 있다. 한 경우, 펌프 구동장치는 펌프모터를 정지한 후, 위와 같은 구간을 반복하여 재기동한다.
정상 기동한 것으로 판단되면, 펌프 구동장치는 펌프모터의 속도를 일정시간 유지하고(D25) 메인모터의 속도, 수위 또는 펌프에 설정되는 모드에 따라 펌프모터의 속도를 제어할 수 있다.
도 10은 도 9의 펌프의 동작 단계별 속도와 파워의 변화가 도시된 도이다.
도 10을 참조하면, 메인 제어부는 펌프 구동장치를 제어하여 제 1 내지 제 4 구간으로 구분하여 펌프모터의 기동을 제어할 수 있다.
펌프모터는 회전자 정지를 위한 제 1 구간(D31), 회전자 위치를 정렬하는 제 2 구간(D32), 기동하여 속도가 상승하는 제 3 구간(D33), 그리고 속도 상승 후 속도를 유지하는 제 4 구간으로 나누어 동작한다. 제 3 구간과 제 4 구간은 펌프모터의 속도가 상승하는 구간으로, 하나의 구간으로 설정될 수 있다.
제 4 구간(D34)에서 메인 제어부는 정상 기동 여부를 판단할 수 있다. 각 구간은 도 8에서 설명한 제 1 내지 제 4구간에 대응된다.
이후 펌프 구동장치는 제 5 구간(D35)에서, 세탁기 처리장치의 배수 또는 탈수 동작에 따라, 메인 제어부의 제어명령에 대응하여 펌프모터의 속도를 제어한다.
제 1 그래프(L31)는 펌프모터의 출력파워이고, 제 2 그래프(L32)는 펌프모터의 속도이다.
제 1 구간(D21)(D31) 및 제 2 구간(D22)(D32) 동안, 펌프 구동장치는 제1 구간 동안 펌프모터가 동작하지 않도록 제어하고, 제 2 구간에서는 펌프모터의 회전자의 위치를 정렬한다. 그에 따라 펌프모터는 실제 회전하지 않고 정지상태를 유지한다.
제 3 구간(D23)(D33)에서 펌프 구동장치는 펌프모터에 전류를 인가하여 초기 기동한다. 펌프모터는 펌프 구동장치에 의해 속도가 상승하게 된다. 예를 들어 펌프모터는 제 1속도(R1)로 속도가 상승할 수 있다. 펌프모터의 전압이 상승함에 따라 파워 또한 상승하게 된다. 또한, 펌프모터는 제 4 구간(D34)에서 제 32속도(R32)까지 상승한다. 제 32 속도는 제 2 속도와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
펌프모터의 속도는 제 32 속도(R32)까지 상승한 후 유지된다. 경우에 따라 제 32속도를 초과하여 상승할 수 있고, 펌프 구동장치는 펌프모터가 제 32속도가 되도록 제어한다.
펌프 구동장치의 제어에 의해 펌프 구동장치는 제 4 구간(D34)에서 펌프모터의 속도변화를 바탕으로 정상적으로 기동하였는지 여부를 판단한다. 펌프 구동장치는 설정시간 내에 지정된 속도까지 도달하는지 여부를 통해 정상 기동 여부를 판단할 수 있다.
제 3 구간은 제 1 상승 기울기로 속도가 상승하고, 제 4 구간은 제1 상승 기울기 보다 큰 제 2 기울기로 속도가 상승한다. 제 3 구간과 제 4 구간에서 펌프모터의 속도는 상승하나 각각 다른 가속도로 속도가 상승하게 된다.
제 4 구간(D34)에서 펌프모터가 정상 기동한 것으로 판단되면, 펌프 구동장치는 제 5 구간(D35)에서 메인모터의 속도, 수위 및 펌프의 모드 중 적어도 하나에 대응하여 펌프모터를 제어한다.
펌프 구동장치는 펌프의 모드 설정에 따라 제 31속도(R31)로부터 속도가 상승하도록 제어하고 그에 따라 펌프모터의 속도가 하강 후, 증가하게 된다. 펌프구동장치의 제어에 의해 펌프모터의 출력파워가 상승하고, 그에 따라 펌프모터의 속도가 상승한다. 펌프 구동장치는 펌프모터에 대한 속도와 파워를 제어한다.
한편, 제 3 구간에서 펌프모터의 파워를 일정하게 제어할 수 있다. 파워를 일정하게 제어하는 경우, 펌프모터의 DC전압이 상승하는 경우 전류가 감소하고 전압이 감소하는 경우 전류가 상승할 수 있다. 그에 따라 파워를 일정하게 제어함으로써 배수성능이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
배수 모터(630)의 속도를 일정하게 유지하도록 제어하는 경우, 시간에 따라 모터(630)에 공급되는 파워는 감소할 수 있다. 배수 시, 세탁조의 수위가 낮아짐에 따라, 모터(630)의 속도는 일정하나, 모터(630)에 공급되는 파워는 순차적으로 낮아질 수 있다.
또한, 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.
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 11 은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프의 동작 단계별 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 11을 참조하면, 펌프는 세탁, 헹굼의 각 단계에서 동작하여 세탁조 내의 세탁수를 배수한다.
펌프 구동장치는 메인모터의 속도, 수위, 펌프의 모드 중 적어도 하나에 대하여 펌프모터를 동작 또는 동작 정지시킴으로써 펌프의 동작을 제어한다. 펌프 구동장치는 펌프모터의 속도 및 파워를 제어할 수 있다.
펌프모터가 기동함에 따라 펌프가 동작하여 세탁수를 배수한다(S310).
펌프 구동장치는 펌프 동작중에 펌프모터를 정지시켜 펌프의 동작을 정지할 수 있다(S320).
예를 들어, 탈수 중에 메인모터의 속도 또는 수위에 따라, 펌프를 동작 정지할 수 있다. 예를 들어 수위가 설정수위 미만인 경우 또는 메인모터가 가속중인 경우, 펌프 모드에 의해 설정시간 동작 후 동작 정지하도록 설정된 경우, 펌프 구동장치는 펌프모터를 정지시켜 펌프가 동작 정지되도록 할 수 있다.
펌프모터가 정지하도록 한 후, 재기동명령이 입력되면, 펌프 구동장치는 펌프모터의 회전자가 정지하였는지 여부를 판단한다. 이때 펌프 구동장치는 펌프모터 정지명령 이후에 설정시간이 경과하였는지 여부를 판단하여(S340) 펌프모터의 회전자 정지 여부를 판단한다. 설정시간은 제 1 구간에 대응하는 시간이다.
펌프 구동장치는 펌프모터 정지로부터 설정시간이 경과하지 않은 경우 대기하고, 설정시간이 경과하면 펌프모터가 동작하도록 제어한다(S350).
펌프 구동장치는 펌프모터의 회전자 위치를 정렬하고(S360), 초기 기동 후 설정된 속도까지 가속하도록 펌프모터를 동작시킨다(S370). 펌프모터의 속도는 설정된 속도까지 상승하고, 설정된 속도에서 유지된다. 이때 펌프 구동장치는 펌프모터의 정상 기동 여부를 판단할 수 있다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 펌프 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 12를 참조하면, 펌프 기동명령이 입력되면(S450), 펌프 구동장치는 펌프모터의 회전자가 정지하기까지 설정시간 대기 후(S460), 펌프모터가 동작하도록 한다(S470). 경우에 따라 펌프모터가 정지한 상태로 설정시간 이상 경과한 경우에는 펌프모터를 즉시 기동할 수 있다.
펌프 구동장치는 펌프모터의 회전자 위치를 정렬하고(S480), 펌프모터가 초기 기동하도록 한다. 펌프 구동장치는 펌프모터로 전류를 인가하고, 펌프모터가 동작하도록 한다.
펌프 구동장치는 펌프모터가 초기 기동하여 제 1 속도(R1)(R33)에 도달하는지 여부를 판단하고(S490), 제 1 속도에 도달하면 펌프모터의 정상 기동 여부를 판단한다.
만약 제 1 속도에 도달하지 못한 경우 제 1속도까지의 도달시간이 기 설정된 제 1 시간이 경과하였는지 여부를 판단한다(S500).
제 1 시간 내에 제 1 속도에 도달하지 못한 경우, 초기 기동에 실패한 것으로 판단하고(S530), 펌프를 정지시킨 후(S580), 재 기동하도록 한다.
재기동시, 즉시 펌프모터를 동작시키지 않고 설정시간 대기하여 펌프모터의 회전자가 정지한 후에 다시 회전자의 위치를 정렬한 후 초기 기동한다.
한편, 제 1시간 내에 제 1 속도에 도달한 경우, 펌프 구동장치는 초기 기동완료로 판단하여 펌프모터를 설정속도까지 가속한다(S510).
펌프 구동장치는 펌프모터의 회전속도가 목표속도인 설정속도에 도달하기까지의 시간(유지시간)을 기 설정된 제 2 시간과 비교하여(S520), 제 2 시간이 경과한 경우 기동실패로 판단한다(S530).
기동에 실패한 것으로 판단되면 펌프를 정지시킨 후(S580), 재 기동하도록 한다. 재 기동 시, 즉시 펌프모터를 동작시키지 않고 설정시간 대기하여 펌프모터의 회전자가 정지한 후에 다시 회전자의 위치를 정렬한 후 펌프모터를 기동한다.
펌프 구동장치는 제 2 시간 내에 설정속도에 도달하면, 펌프모터의 회전방향을 감지하여 설정방향으로 회전하는지 여부를 판단한다(S550).
펌프 구동장치는 설정방향으로 회전하는 경우 정상 기동으로 판단하고(S560).
한편, 설정방향의 반대방향으로 회전하고 있는 경우, 펌프 구동장치는 기동 실패로 판단하여 회전방향을 변경하도록 설정한다(S570). 펌프 구동장치는 펌프모터를 정지시킨 후(S580) 설정시간 경과 후 재 기동하도록 한다(S460 내지 S550).
펌프 구동장치는 펌프의 배수유로의 위치에 따라 회전방향 별로 배수성능에 차이가 있으므로, 지정된 회전 방향으로 회전하도록 제어할 수 있다. 단, 펌프의 회전방향에 관계없이 동일한 배수성능을 나타내는 펌프의 경우에는 회전방향에 대한 판단없이 기동 성공을 판단할 수 있다.
본 발명의 실시에에 따른 펌프의 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 펌프의 구동장치 및 세탁물 처리기기의 동작방법은 펌프의 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 (15)

  1. 세탁조;
    상기 세탁조로 회전력을 공급하는 메인모터;
    펌프;
    상기 펌프를 동작하기 위한 펌프모터;
    상기 펌프모터로 동작전원을 출력하는 펌프 구동장치;를 포함하고,
    상기 펌프모터가 정지하는 제1 구간, 상기 제1 구간 이후, 상기 펌프모터의 회전자를 정렬하는 제2 구간, 상기 제2 구간 이후, 상기 펌프모터의 회전속도를 상승시키는 제3 구간으로 구분하여, 상기 펌프모터가 동작하도록 하는 메인 제어부;를 포함하는 세탁물 처리기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는, 상기 제3 구간이, 제1 상승 기울기로 상기 펌프모터의 회전속도가 상승하는 구간과, 상기 제1 상승 기울기 보다 큰 기울기로 상승하는 구간을 포함하도록 하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는, 상기 제3 구간 이후, 상기 펌프모터가 일정 속도로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 구간 이후, 상기 펌프모터는 일정 파워로 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구간이 상기 제2 구간보다 더 긴 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구간이, 상기 제3 구간 보다 더 긴 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구간이, 상기 제2 구간과 상기 제3 구간의 합 보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 구간부터 상기 펌프모터에 소비되는 파워가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 구간 이전에, 상기 펌프모터의 속도를 하강시켜 정지시키는 제5 구간이 더 구비되며,
    상기 제5 구간은, 상기 제2 구간 보다 긴 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 구간은 상기 제5 구간 보다 더 긴 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프모터는 상기 제3 구간의 초기에, 제1 상승 기울기로 상승하다가, 제1 상승 기울 보다 높은 제2 상승 기울기로 상승하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는 상기 제3 구간에서 상기 펌프모터의 속도가 지정된 속도에 도달하지 않는 경우, 상기 펌프모터를 정지 후 다시 기동하는 것을 특징으로 하는 세탁물 처리기기.
  13. 펌프모터가 구비되는 펌프의 동작을 개시하는 단계;
    제1 구간 동안 상기 펌프모터를 정지하는 단계;
    제2 구간 동안 상기 펌프모터의 회전자를 정렬하는 단계;
    제3 구간 동안 상기 펌프모터의 회전속도를 상승시키는 단계;
    상기 펌프모터의 속도 또는 파워를 제어하여 세탁수를 순환 또는 배수하는 단계;를 포함하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3 구간에서, 제1 기울기로 상기 펌프모터의 속도를 상승시키는 단계;
    상기 제1 기울기보다 큰 기울기로 상기 펌프모터의 속도를 상승시키는 단계를 더 포함하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제3 구간에서, 상기 펌프모터의 속도가 지정된 속도에 도달하는지 여부를 감지하는 단계;
    상기 펌프모터의 속도가 상기 지정된 속도에 도달하지 않는 경우 기동실패로 판단하여 상기 펌프모터를 정지시키는 단계; 및
    상기 펌프모터를 재기동하는 단계를 더 포함하는 세탁물 처리기기의 제어방법.
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