KR100639606B1

KR100639606B1 - 세탁기 모터 구동 장치

Info

Publication number: KR100639606B1
Application number: KR1020020042543A
Authority: KR
Inventors: 미츠유키 키우치; 노리마사 콘도; 사다유키 타마에; 히사시 하기와라
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2006-10-27
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: TW571506B; KR20030009217A; US6737828B2; CN1399402A; US20030020431A1; CN1206799C; CN2579079Y

Abstract

인버터 회로에 의해 모터를 구동하는 세탁기 모터 구동 장치에 있어서, 모터의 토크 회전수 특성을 변경함으로써 정 토크 제어를 할 수 있도록 한다. 아울러, 브레이크 토크(부 토크)의 제어를 용이하게 하여 최대 브레이크 토크를 얻음과 동시에, 회생 에너지의 제어를 용이하게 하여 발전 에너지를 모터의 내부 저항에서 소비시킨다. 구체적으로는 교류 전원에 접속된 정류 회로의 직류 전력을 인버터 회로에 의해 교류 전력으로 변환하고, 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 모터를 구동하여, 모터의 로터 위치를 로터 위치 검출 수단에 의해 검출하고, 모터 전류를 전류 검출 수단에 의해 검출함과 동시에, 제어 수단에 의해 인버터 회로를 제어하며, 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하는 구성을 갖는다. 그 결과, 고속 회전시의 토크 상승 또는 저속 회전시의 효율 개선을 가능하게 하여, 모터를 소형화함과 동시에 에너지 절약을 실현할 수 있으며, 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지하는 것이 가능하게 된다.

세탁기 구동 모터, 토크, 로터

Description

세탁기 모터 구동 장치{WASHING MACHINE MOTOR DRIVE DEVICE}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록 회로도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 동작을 설명하는 타이밍도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 동작에 관해 진폭과 전기각(θ)에 대한 관계를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 세탁 행정의 동작을 설명하는 흐름도.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 탈수 행정의 동작을 설명하는 흐름도.

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 모터 구동 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 8은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 위치 신호 인터럽션 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 9는 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 회전수 제어 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 모터 회전수와 d축 전류 설정값(Ids)의 관계를 보여주는 도면.

도 11은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 의복량에 따른 모터 회전수와 d축 전류 설정값(Ids)의 관계를 보여주는 도면.

도 12는 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 모터 전류를 d축 전류와 q축 전류로 분해한 벡터도.

도 13은 본 발명의 제 2 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록 회로도.

도 14는 본 발명의 제 2 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 기동 제어 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 15는 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록 회로도.

도 16은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 제동시의 동작을 보여주는 타이밍도.

도 17은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 통상 구동시의 동작을 설명하는 모터 전류 벡터도.

도 18은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 제동시의 동작을 설명하는 모터 전류 벡터도.

도 19는 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 탈수 행정의 동작을 설명하는 흐름도.

도 20은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 모터 구동 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 21은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 회전수 제어 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 22는 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 모터 회전수와 d축 전류 설정값, q축 전류 설정값의 관계를 보여주는 도면.

도 23은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 동작을 설명하는 모터 전류와 모터 전압의 벡터도.

도 24는 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 다른 구성을 설명하는 블록 회로도.

도 25는 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 다른 구성의 회전수 제어 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 26은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 다른 구성을 보여주는 블록 회로도.

도 27은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 다른 구성의 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴의 동작을 설명하는 흐름도.

도 28은 종래의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록 회로도.

본 발명은 인버터 회로에 의해 모터를 구동하는 세탁기 모터 구동 장치에 관한 것이다.

최근, 구동용 모터를 인버터 회로에 의해 벡터 제어하여 모터 성능을 향상시키는 세탁기가 제안되고 있다(예 : 일본 특개평 11-90088호 공보).

도 28은 이와 같은 세탁기의 예로서, 그 구성을 나타낸 블록도이다. 도 28에 있어서, 3상 유도 전동기(100)에 의해 세탁기 하부의 교반기(102) 또는 탈수조(104)를 구동하고, 모터 전류를 전류 검출기(126a, 126b, 126c)로 검출하여 토크 전류 성분과 여자 전류 성분을 각각 독립하게 벡터 제어하여 인버터 회로(124)에 의해 구동하도록 하며, 3상 유도 전동기(100)의 저속 회전시의 토크를 증가시켜 직류 무 브러시 모터와 거의 같은 토크 특성으로 운전시킨다.

또한, 구동용 모터를 인버터 장치에 의해 제어하여 전기 제동함으로써 브레이크 신뢰성을 향상시키고, 밴드 브레이크 등의 기계적 브레이크의 소음을 저감하는 세탁기도 제안되고 있다(예, 일본국 특개 2001-46777호 공보). 즉, 모터 감속시에 PWM 제어에 의한 정현파 전압 위상을 제어하여, 인버터 회로의 직류 전원으로의 회생 에너지를 발생시키지 않고, 발전 에너지를 모터 내부 저항에서 소비시키는 다이나믹 브레이크에 의해 전기 제동함으로써, 신뢰성을 향상시키는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 구성에서는 인버터 회로에 의해 벡터 제어하여 모터 성능을 향상시키는 기술에 관해서는 3상 유도 전동기의 저속 회전시의 토크 개 선은 가능하지만, 모터 효율의 개선은 곤란하고, 또한 3상 유도 전동기는 효율이 나쁘기 때문에 대전류가 흘러 모터 소음이 크게 되는 것이 해결되어야 하는 과제로서 남아 있다.

또한, 모터를 인버터 장치에 의해 제어하여 전기 제동하는 것에 관해서는 발전 에너지를 모터 내부 저항에서 모두 소비시키기 위한 제어가 복잡하게 되고, 더욱이 모터의 브레이크 전류가 크게 되는 것에 비해서는 충분한 제동 토크가 얻어지지 않는다는 과제가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로, 모터의 토크 회전수 특성을 변경함으로써 정 토크 제어를 할 수 있도록 하고, 고속 회전시의 토크 증가 또는 저속 회전시의 효율 개선을 가능하게 하며, 모터를 소형화함과 동시에 에너지 절약을 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 교류 전원; 교류 전원에 접속된 정류 회로; 정류 회로의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터 회로; 인버터 회로에 의해 구동되어 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 모터; 모터의 로터 위치를 검출하는 로터 위치 검출 수단; 모터의 전류를 검출하는 전류 검출 수단; 및 인버터 회로를 제어하는 제어 수단을 구비하며, 제어 수단은 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터의 제어 행정에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 직류 무 브러시 모터의 모터 전류를 검출하고, 자속에 대 응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 분해하여 벡터 제어함으로써, 저속 회전에서는 토크에 대응한 전류 성분을 주로 제어하여 최대 효율로 제어하고, 고속 회전에서는 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시켜 약계자 제어를 행함으로써 전류를 크게 하여 최대 토크를 제어하는 것에 의해, 모터의 토크 회전수 특성을 변경할 수 있고, 정 토크 제어가 가능하게 되며, 고속 회전시의 토크 상승 또는 저속 회전시의 효율 개선이 가능하게 되기 때문에, 모터를 소형화할 수 있음과 동시에 에너지 절약을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터의 회전수에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 모터의 토크 회전수 특성을 변경할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터의 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 모터의 고속 회전시의 토크 상승이 가능하게 되어, 정확한 약계자 제어를 할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터의 저속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 거의 영으로 되도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 모터 저속 회전시에 최대 효율 운전이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 세탁/탈수조를 구동하는 탈수 행정의 모터 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 약계자 제어에 의한 모터 고속 회 전시의 토크 상승이 가능하게 되고, 탈수 운전시에 고속 회전까지 제어할 수 있기 때문에, 탈수 회전수를 높여 탈수율을 크게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 교반기를 구동하는 세탁 행정의 모터 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 약계자 제어에 의한 모터 고속 회전시의 토크 상승이 가능하게 되고, 교반 운전시에 고속 회전까지 제어할 수 있기 때문에, 수류를 강하게 하여 세척 성능을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 세탁/탈수조내의 의복량을 검지하는 의복량 검지 수단을 구비하고, 제어 수단이 의복량 검지 수단에 의해 검지한 의복량에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 의복량에 따른 약계자 제어에 의한 모터 고속 회전시의 토크 상승이 가능하게 되고, 의복량이 많은 경우에서도 고속 회전까지 제어할 수 있어, 세척 성능을 향상시키고, 더욱이 탈수 운전시의 탈수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터 회전 기동시에 모터 회전을 제어하는 기동 제어 수단을 구비하고, 회전 기동시에는 모터 인가 전압을 직접 제어하고, 그 후 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 기동시의 전류를 낮게 하여 기동 토크를 억제하는 유연 기동(soft starting)이 용이하게 되고, 그 후의 전류 피드백 제어로의 이행을 원활하게 하여 회전수의 이상 상승을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 청구항 제 1항에 기재된 발명에 있어서, 제어 수단은 모터 회전 기동시에 모터 회전을 제어하는 기동 제어 수단을 구비하고, 회전 기동시에는 모터 인가 전압을 직접 제어하고, 그 후 회전수에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 전류 피드백 제어로의 이행을 원활하게 하여 회전수의 이상 상승을 억제할 뿐만 아니라, 전류 검출 수단으로 저가의 교류 전류 트랜스를 사용할 수 있기 때문에, 고성능 저가의 모터 구동 장치를 실현할 수 있다.

그리고, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 교류 전원; 교류 전원에 접속된 정류 회로; 정류 회로의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터 회로; 인버터 회로에 의해 구동되어 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 모터; 모터의 로터 위치를 검출하는 로터 위치 검출 수단; 모터 전류를 검출하는 전류 검출 수단; 및 인버터 회로를 제어하는 제어 수단을 구비하며, 제어 수단은 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고 벡터 제어하여 감속 제동함으로써, 벡터 제어에 의해 토크에 대응한 전류 성분을 제어함으로써 최대 브레이크 토크를 얻을 수 있음과 동시에, 자속에 대응한 전류 성분을 제어함으로써 회생 에너지를 제어하여 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터 제동시에 토크 에 대응한 전류 성분이 소정값으로 되도록 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 브레이크 토크를 소정값으로 제어할 수 있어, 브레이크 시간을 적정화할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터 제동시에 토크에 대응한 전류 성분이 부의 소정값으로 되도록 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 부의 토크 전류 성분을 설정함으로써 브레이크 토크를 소정값으로 제어할 수 있어, 브레이크 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분이 각각 소정값으로 되도록 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 모터의 발전 에너지와 모터의 내부 저항에 의한 소비 에너지를 각각 제어할 수 있기 때문에, 회생 에너지를 제어할 수 있어, 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터의 구동 개시시에 자속에 대응한 전류 성분이 토크에 대응한 전류 성분보다도 크게 되도록 설정한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 제동 개시시의 과대한 브레이크 토크의 인가와 회생 에너지에 의한 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 로터 위치 검출 수단의 출력 신호로 회전수를 검지하는 회전수 검지 수단을 구비하고, 제어 수단은 모터 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 회전수에 따라 각각 소정값으로 되도록 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 회전수에 따라 브레이 크 토크와 모터의 내부 저항에 의한 소비 에너지를 각각 제어할 수 있기 때문에, 높은 회전수 영역에서의 회생 에너지의 상승과 낮은 회전수 영역에서의 브레이크 토크의 감소를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 교류 전원; 교류 전원에 접속된 정류 회로; 정류 회로의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터 회로; 인버터 회로에 의해 구동되어 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 모터; 모터의 로터 위치를 검출하는 로터 위치 검출 수단; 모터 전류를 검출하는 전류 검출 수단; 인버터 회로의 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단; 및 인버터 회로를 제어하는 제어 수단을 구비하며, 제어 수단은 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터 제동시에 직류 전압이 설정값으로 되도록 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 회생 에너지를 제어하여 인버터 회로의 직류 전압을 소정값으로 제어할 수 있기 때문에, 인버터 회로의 구동 에너지를 모터 발전 에너지로부터 공급할 수 있어, 정전시의 브레이크 정지를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단이 모터 제동시에 인버터 회로의 직류 전압이 설정값으로 되도록 자속에 대응한 전류 성분 또는 전압 성분을 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 소정의 브레이크 토크를 확보하면서 회생 에너지를 제어할 수 있기 때문에, 정전시에도 브레이크 시간을 단축할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 교류 전원; 교류 전원에 접속된 정류 회로; 정류 회로의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터 회로; 인버터 회로에 의해 구동되어 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 모터; 모터의 로터 위치를 검출하는 로터 위치 검출 수단; 모터 전류를 검출하는 전류 검출 수단; 모터의 전력을 검출하는 모터 전력 검지 수단; 및 인버터 회로를 제어하는 제어 수단을 구비하며, 제어 수단은 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터 제동시에 모터 전력에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크 성분에 대응한 전류 성분을 각각 제어하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 모터 전력에 의해 모터 발전 에너지와 모터 코일 소비 에너지의 밸런스를 판정할 수 있고, 모터 전력의 대소에 의해 자속에 대응한 전류 성분 또는 자속에 대응한 전압 성분을 제어함으로써, 발전 에너지가 인버터 회로로 회생되지 않도록 제어할 수 있기 때문에, 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 세탁기 모터 구동 장치는 모터 전력 검지 수단이 자속에 대응한 전력 성분과 토크에 대응한 전력 성분으로 연산하여 구하도록 한 구성을 갖는다. 이 구성에 의해, 모터 전력을 즉시 검지할 수 있기 때문에, 모터 발전 에너지와 모터 코일 소비 에너지의 밸런스 이상이 즉시 판정될 수 있어, 인버터 회로의 직류 전원으로의 회생 전력을 미연에 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(제 1 실시예)

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 1에 있어서, 교류 전원(1)은 정류 회로(2)에 교류 전력을 인가하고, 정류 회로(2)는 정류기(20)와 커패시터(21)에 의해 직류 전력으로 변환하여, 직류 전압을 인버터 회로(3)에 인가한다.

인버터 회로(3)는 6개의 전원 절환(power switching) 반도체와 역병렬 다이오드로 이루어진 3상 풀브리지(full bridge) 인버터 회로로 구성되고, 통상 절연 게이트 양극성 트랜지시터(IGBT), 역병렬 다이오드, 및 그 구동 회로와 보호 회로를 내장한 IPM(Intelligent Power Module)로 구성된다. 인버터 회로(3)의 출력 단자에 모터(4)를 접속하여, 교반기(도시하지 않음) 또는 세탁/탈수조(도시하지 않음)를 구동한다.

모터(4)는 직류 무 브러시 모터로 구성되고, 회전자를 구성하는 영구 자석과 고정자와의 상대 위치(회전자 위치)를 로터 위치 검출 수단(4a)으로 검출한다. 로터 위치 검출 수단(4a)은 통상 3개의 홀 IC(Hall IC)로 구성되어, 전기각 60°마다의 위치 신호를 검출한다. 전류 검출 수단(5)은 모터(4)의 상전류(Iu, Iv, Iw)를 검출하는 것으로, 통상은 직류 전류를 포함하는 저주파수에서 측정 가능한 직류 전류 트랜스를 사용한다. 그러나, 후술하는 바와 같이 교류 전류 트랜스로도 검출 가능하다. 또한, 3상 모터인 경우, 2상의 전류를 구하고 키르히호프 법칙(Iu + Iv + Iw = 0)에 의해 나머지 1상을 구하는 방법이 일반적이다.

제어 수단(6)은 인버터 회로(3)를 제어하는 것으로, 개략적으로는 마이크로 컴퓨터; 마이크로 컴퓨터에 내장된 인버터 제어 타이머(PWM 타이머); 고속 A/D 변 환 회로; 메모리 회로(ROM, RAM) 등으로 구성된다. 제어 수단(6)에 대해 보다 상세하게 설명하면, 로터 위치 검출 수단(4a)의 출력 신호에 의해 전기각을 검출하는 전기각 검지 수단(60); 전류 검출 수단(5)의 출력 신호와 전기각 검지 수단(60)의 신호에 의해 자속에 대응한 전류 성분(Id)과 토크에 대응한 전류 성분(Iq)으로 분해하는 3상/2상 dq 변환 수단(61); 로터 회전수를 검지하는 회전수 검지 수단(62); 정지 좌표계로부터 회전 좌표계로 변환 또는 역변환하는데 필요한 정현파 데이터(sin, cos 데이터)를 격납하는 기억 수단(63); 자속에 대응한 전압 성분(Vd)과 토크에 대응한 전압 성분(Vq)을 3상 모터 구동 제어 전압(Vu, Vv, Vw)으로 변환하는 2상/3상 dq 역변환 수단(64); 및 3상 모터 구동 제어 전압(Vu, Vv, Vw)에 따라 인버터 회로(3)의 IGBT 스위칭을 제어하는 PWM 제어 수단(65)을 포함하여 구성된다.

더욱이, 제어 수단(6)은 세탁 행정 또는 탈수 행정에 따라 모터(4)의 기동, 회전 정지 및 제동 등을 제어하는 행정 제어 수단(66); 회전수 검지 수단(62)의 출력 신호에 따라 모터(4)의 회전수를 제어하는 회전수 제어 수단(67); 행정 제어 수단(66)과 회전수 제어 수단(67)으로부터의 d축(직접축(direct-axis)) 전류 설정 신호(Ids) 및 q축(직교축(quadrature-axis):직교 진폭 변조에서의 가로축) 전류 설정 신호(Iqs)와, 3상/2상 dq 변환 수단(61)에서 연산한 Id 및 Iq를 비교하여 모터 전류를 제어하기 위한 자속에 대응한 전압 성분(Vd)과 토크에 대응한 전압 성분(Vq)을 연산하는 모터 전류 제어 수단(68); 및 의복량 검지 수단(69)도 포함하여 구성된다.

토크에 대응한 q축 전류(Iq)가 설정값(Iqs)으로 되도록 피드백 제어함으로써, 정 토크 제어가 가능하게 된다. 그러나, 회전수가 상승되면, 모터 유기 전압이 상승되어 토크 전류(Iq)가 증가되지 않기 때문에, 회전수에 따라 d축 전류를 증가시키면 q축 전류도 증가시킬 수 있기 때문에, 토크를 증가시킬 수 있다.

도 2는 각 부분의 파형 관계를 나타내고, 로터 위치 검출 수단(4a)의 출력 신호(H1, H2, H3)의 에지 신호는 60°마다 변화되어, 각 부분 상태 신호에 의해 360°를 6분할한 각도를 판별할 수 있다. 신호(H1)가 로우(low)에서부터 하이(high)로 되는 하이 에지를 기준 전기각(0°)으로서 표시하고, 모터(4)의 U상 권선 유기 전압(Ec)은 기준 신호(H1)로부터 30°지연된 파형으로 된다. U상 모터 전류(Iu)와 모터 유기 전압(Ec)의 위상을 같게 하면 최대 효율이 얻어진다. 모터 유기 전압(Ec)이 q축과 동등 축으로 되고, d축은 90°지연된다. q축 전류는 모터 유기 전압 위상과 동상이기 때문에 토크 전류로 불려진다.

도 2에 있어서, U상 모터 전류(Iu)는 U상 권상 유기 전압(Ec)보다 조금 진행되고, 모터 인가 전압(Vu)은 U상 권선 유기 전압(Ec)보다 30°진행된 파형을 나타낸다. Vc는 PWM 제어 수단(65)내에서 생성되는 톱니파 형상의 캐리어 신호이고, Vu는 정현파 형상의 U상 제어 전압으로 캐리어 신호(Vc)와 U상 제어 전압(Vu)을 비교한 PWM 신호(u)를 PWM 제어 수단(65)내에서 발생시켜, 인버터 회로(3)의 U상 어퍼암(upper arm) 트랜지시터의 제어 신호로서 가해진다. Ck는 캐리어 신호(Vc)의 동기 신호로, 캐리어 카운터가 카운터 업되어 오버 플로우되었을 때의 인터럽션 신호이다.

모터(4)의 로터 자석축과 고정자 자속축이 일치된 전기각을 d축으로 하고, 기준 전기각(0°)으로서 정지 좌표계로부터 회전 좌표계로의 좌표 변환, 즉 dq 변환을 행하기 때문에, 전기각 검지 수단(60)은 로터 위치 검출 수단(4a)의 출력 신호(H1, H2, H3)에 의해 30°, 90°, 150° 등의 전기각을 검지하고, 60°마다 이외는 추정에 의해 전기각(θ)을 구한다.

일반적으로 자속에 대응한 전류 성분을 d축 전류(Id)로 칭하고, 영구 자석의 자속과 계자의 자속이 같은 축상에서 영구 자석이 계자에 흡인된 상태이기 때문에, 토코는 0으로 된다.

또한, d축으로부터 전기각 90°의 각도에서 유기 전압 위상과 같은 위상으로 되어 토크 최대로 되는 축을 q축으로 칭하고, 토크에 대응한 전기 성분이기 때문에 q축 전류(Iq)로 칭한다. 더욱이, d축 전류를 부 방향으로 증가시키면, q축상의 계자 자속을 약하게 하는 것과 등가로 되기 때문에, 약계자 제어로 칭한다. 또한, d축 전류와 q축 전류로 분해하여 각각 독립하게 제어하기 때문에 벡터 제어로 칭한다.

3상/2상 dq 변환 수단(61)은 모터 전류(Iu, Iv, Iw)를 수학식 1에 의해 d축 전류(Id)와 q축 전류(Iq)로 변환하는 것으로, 전기각(θ)에 대응하여 검출한 모터 전류 순시값에 의해 Id, Iq를 연산한다.

기억 수단(63)에는 도 3에 나타낸 sinθ와 cosθ의 진폭과 전기각(θ)에 관한 데이터를 기억하기 때문에, 전기각 데이터에 대응한 데이터를 호출하여 곱셈 연산을 행함으로써, d축 전류(Id)와 q축 전류(Iq)로 분해할 수 있다. 전기각(θ)의 검지와 모터 전류 순시값의 검출은 캐리어 신호로 동기시켜 행하는 것으로, 이후에 흐름도를 따라 상세하게 설명한다.

회전수 검지 수단(62)은 로터 위치 검출 수단(4a)의 출력 기준 신호(H1)에 의해 모터 회전수를 검지하고, 회전수 신호를 행정 제어 수단(66), 회전수 제어 수단(67) 및 의복량 검지 수단(69)에 가한다. 행정 제어 수단(66)은 모터(4)의 기동 제어와 회전수의 설정 및 회전수에 따른 d축 전류의 설정을 행하고, 회전수 제어 수단(67)에 회전수 설정 신호(Ns)를 가하여, 모터 전류 제어 수단(68)에 d축 설정 신호(Ids)를 가한다.

회전수 제어 수단(67)은 검지 회전수(N)와 회전수 설정 신호(Ns)를 비교하는 회전수 비교 수단(67a), 및 회전수(N)와 설정 회전수(Ns)와의 오차 신호(△N)와, 회전수의 변화율(가속도)에 따라 q축 전류 설정값(Iqs)을 제어하는 토크 전류 설정 수단(67b)으로 구성되어, 모터(4)의 토크에 대응한 q축 전류(Iq)가 설정값(Iqs)으 로 되도록 제어한다.

모터 전류 제어 수단(68)은 3상/2상 dq 변환 수단(61)의 출력 신호(Iq, Id)와 설정 신호(Iqs, Ids)를 각각 비교하여 제어 전압 신호(Vq, Vd)를 출력하는 것으로, q축 전류 비교 수단(68a), q축 전압 설정 수단(68b), d축 전류 비교 수단(68c) 및 d축 전압 설정 수단(68d)으로 구성되어, q축 전류와 d축 전류를 각각 제어하는 전압 신호(Vq, Vd)를 생성한다.

2상/3상 dq 역변환 수단(64)은 수학식 2에 따라 전압 신호(Vq, Vd)에 의해 3상 모터 구동 제어 전압(Vu, Vv, Vw)을 연산하는 것으로, 캐리어 신호에 동기시켜, 전기각 검지 수단(60)에 의해 검지된 전기각(θ)에 대응한 정현파 형상의 신호를 PWM 제어 수단에 가한다. 기억 수단(63)에 기억된 sinθ, cosθ의 곱셈 연산 방법은 3상/2상 dq 변환 수단(61)의 연산과 거의 동일하다.

계속해서, 상기에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치가 구비한 제어 수단(6)의 구성에 있어서, 그 동작을 설명한다. 도 4는 본 발 명에 의한 세탁 행정의 흐름도로서, 단계 S100에서 세탁 행정이 개시되고, 단계 S101에서 세탁 행정의 각종 초기 설정을 행하며, 다음에 단계 S102로 진행되어 세탁/탈수조 내의 의복량 검지를 행한다. 의복량 검지 방법은 통상 모터(4)에 의해 교반기를 구동하여 모터(4)의 회전수의 기동 속도, 또는 모터(4) 구동 정지후의 모터(4)의 관성 회전수를 검지함으로써 의복량을 검지한다.

다음에, 단계 S103으로 진행되어 의복량에 따른 수위, 수류 등을 설정하고, 단계 S104로 진행되어 급수 밸브(도시하지 않음)를 구동하며, 다음에 단계 S105로 진행되어 세탁/탈수조내의 수위가 설정 수위에 도달하였는지 어떤지 판정한다. 설정 수위에 도달하면, 단계 S106으로 진행하여 급수 밸브를 오프로 하고, 도달하지 않으면 급수 밸브를 계속 온으로 한다.

단계 S107에서 교반 행정으로 들어가, 단계 S107에서 정방향 회전인지 역방향 회전인지의 플러그를 판정하여, 정방향 회전이면 단계 S108로 진행되어 모터(4)의 정방향 회전 구동을 행하고, 역방향 회전이면 단계 S109로 진행되어 모터 역방향 회전 구동을 행한다. 모터 구동의 상세한 흐름도에 대해서는 도 6의 모터 구동 서브루틴에서 설명한다.

모터 구동 서브루틴을 실행하여 소정 시간 교반기를 회전시킨 후, 단계 S110으로 진행되어 정/역방향 회전 플러그를 제어하고, 다음에 단계 S111로 진행되어 소정 시간 모터(4)를 정지시킨 후, 단계 S112로 진행되어 세탁 행정이 완료되었는지 어떤지 판정하여, 세탁 행정이 완료되면 다음 행정으로 진행되고, 완료되지 않으면 단계 S107로 되돌아간다.

도 5는 탈수 행정의 흐름도로서, 단계 S120에서 탈수 행정이 개시되고, 단계 S121은 탈수 행정의 최대 설정 회전수(Nsmax) 또는 탈수 회전수의 기동 속도 등의 각종 초기 설정을 행하며, 다음에 단계 S122로 진행되어 회전수 설정을 행하여, 시간과 함께 설정 회전수를 높게 하는 제어를 행한다.

다음에, 단계 S123으로 진행되어 도 6에 나타낸 모터 구동 서브루틴을 실행한 후, 단계 S124에서 모터(4)의 설정 회전수(Ns)가 최대값(Nsmax)에 도달하였는지 어떤지 판정하여, 최대 설정값(Nsmax)에 도달하면, 단계 S125로 진행되어 모터 회전수(N)가 최대 설정값(Nsmax)과 거의 동일하게 되었는지 어떤지 판정하고, 회전수(N)가 소정 회전수 이내에 도달하지 않으면, 단계 S126으로 진행되어 d축 전류 설정값(Ids)을 부방향으로 증가시켜 단계 S127로 진행되고, 모터 회전수(N)와 최대 설정값(Nsmax)이 거의 동등하면, 단계 S126을 실행시키지 않고 단계 S127로 이동된다.

단계 S127는 탈수 행정의 완료 판정으로, 종료되면 단계 S128로 진행되어 제동 행정을 행한다. 제동 행정(128)은 모터 구동 서브루틴내에서 토크 지령을 부로 하는 것 뿐이다. 즉, q축 전류를 부로 설정하면 모터(4)는 브레이크 운전하게 된다. 단, 적당한 d축 전류를 설정하여, 발전 에너지가 직류 전원측으로 회생되고 고전압 전류 전압이 발생되어, 정류 회로(2)와 인버터 회로(3)의 파워 반도체를 파괴하는 것을 방지할 필요가 있다.

도 6은 모터 구동 서브루틴의 흐름도로서, 단계 S200에서 모터 구동 서브루틴이 개시된다. 단계 S201은 서브루틴 실행 최초에 실행되는 초기 설정으로, 메인 루틴으로부터의 파라미터의 수수와 각종 설정을 실행하고, 다음에 단계 S202로 진행되어 회전 기동 제어를 행한다. 단계 S201, S202는 최초에 한번만 실행된다.

기동 제어는 회전수 피드백 제어를 할 수 없는 기동시에 소정의 모터 인가 전압으로 설정되어 120°통전하는 것으로, 낮은 모터 인가 전압에서부터 높은 전압까지 시간 경과와 함께 전압을 상승시키는 유연 기동을 행한다.

다음에, 단계 S203으로 진행되어 캐리어 신호 인터럽션 유무를 판정한다. 캐리어 신호 인터럽션은 PWM 제어 수단(65)의 캐리어 카운터가 오버 플로우되면, 인터럽션 신호(ck)를 발생시키는 것으로, 인터럽션 신호(ck)가 발생되면 단계 S204로 진행되어 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴을 실행한다.

캐리어 신호 인터럽션 서브루틴(204)의 상세한 흐름도를 도 7에 나타낸다. 도 7에 있어서, 단계 S300에서 서브루틴이 개시되고, 단계 S301에서 인터럽션 신호(ck)를 카운트한다. 다음에, 단계 S302로 진행되어 로터 위치 전기각(θ)을 연산한다. 로터 위치 신호(θ)는 별도로 구한 캐리어 신호 1주기당 전기각(Δθ)과 캐리어 카운터의 카운트값(k)을 곱한 값(k·Δθ)을 로터 위치 검출 수단(4a)에서 검지할 수 있는 60°마다의 전기각(φ )을 가함으로써 추정한다.

모터(4)를 8극, 캐리어 주파수를 15.6kHz, 회전수를 900r/m으로 하면, 모터 구동 주파수는 60Hz로 되고, 전기각 60°내의 캐리어 카운터 카운트값(k)은 약 43으로 된다. 따라서, △θ는 약 1.4°로 된다. 모터 회전수가 낮게 될수록, 전기각 60°내의 카운트값(k)은 높게 되어 연산에서의 전기각 검지 분해능은 향상되기 때문에, 회전수가 낮아 정밀도가 요구되는 경우에서도 문제가 없는 것을 알 수 있다.

다음에, 단계 S303으로 진행되어 모터 전류(Iu, Iv)를 검출한다. 전류 검출 1회에서는 노이즈가 포함될 가능성이 있기 때문에, 단계 S304로 진행되어 다시 검출하고, 단계 S305에서 평균값을 구하여 노이즈를 제거하며, Iw = -(Iu + Iv)에 의해 모터 전류(Iw)를 연산한다.

다음에, 단계 S306으로 진행되어 전기각(θ)과 모터 전류에 의해 수학식 1에 나타낸 연산을 행하고, 3상/2상 dq 변환을 행하여, d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)를 구한다. 다음에, 단계 S307로 진행되어 Id, Iq를 기억하여, 별도의 회전수 제어 데이터로서 이용한다.

다음에, 단계 S308로 진행되어 d축 제어 전압(Vd), q축 제어 전압(Vq)을 호출하고, 단계 S309로 진행되어 수학식 2에 따라 2상/3상 dq 역변환을 행하여, 3상 제어 전압(Vu, Vv, Vw)을 구한다. 이 역변환은 단계 S306과 마찬가지로 기억 수단(63)의 전기각에 대응한 sinθ, cosθ데이터를 이용하여, 곱셈 연산을 고속으로 행한다. 다음에, 단계 S310로 진행되어 3상 제어 전압(Vu, Vv, Vw)에 대응한 PWM 제어를 행하고, 단계 S311로 진행되어 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴을 반환한다.

PWM 제어는 도 2에서도 설명한 바와 같이, U상, V상, W상 각 위상에 대응하고, 톱니파(또는 삼각파)의 캐리어 신호와 제어 전압(Vu, Vv, Vw)을 비교하여 인버터 회로(3)의 IGBT 온 오프 제어 신호를 발생시켜, 모터(4)를 정현파 구동하는 것으로, 어퍼암 트랜지스터와 로우어암(lower arm) 트랜지스터의 신호는 역전된 파형이고, 어퍼암 트랜지스터의 도통비를 증가시키면 출력 전압은 정전압이 증가되고, 로우어암 트랜지스터의 도통비를 증가시키면 출력 전압은 부전압이 증가된다. 도통비를 50%로 하면, 출력 전압은 0으로 된다.

전기각(θ)에 대응하여 제어 전압을 정현파 형상으로 변화시키면, 정현파 형상의 전류가 흐른다. 정현파 구동인 경우, 트랜지스터의 도통비를 최대값(100%)으로 하였을 때, 출력 전압은 최대로 되어 변조도(Am)는 100%이고, 도통비의 최대값을 50%로 하였을 때, 출력 전압은 최저로 되어 변조도(Am)는 0%로 된다.

도 7에 나타낸 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴을 실행한 후, 모터 구동 서브루틴을 나타낸 도 6으로 되돌아가서, 단계 S205의 위치 신호 인터럽션 유무를 판정하는 단계로 진행된다. 위치 신호(H1, H2, H3)중 어느 하나의 신호가 변화되면, 인터럽션 신호가 발생되고, 단계 S206으로 진행되어 도 8에 나타낸 위치 신호 인터럽션 서브루틴을 실행한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 전기각 60°마다 인터럽션 신호가 발생된다.

도 8에 있어서, 단계 S400에서 위치 신호 인터럽션 서브루틴이 개시되고, 단계 S401로 진행되어 위치 신호(H1, H2, H3)를 입력하고, 다음에 단계 S402로 진행되어 위치 신호에 의해 로터 전기각(θc)을 검출한다. 다음에, 단계 S403으로 진행되어 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴에서 카운트한 카운트값(k)을 kc로 기억하고, 단계 S404로 진행되어 카운트값(k)을 클리어하며, 단계 S405로 진행되어 전기각 60°사이의 캐리어 카운터 카운트값(kc)에 의해 1캐리어의 전기각(△θ)을 연산한다.

다음에, 단계 S406으로 진행되어 기준 위치 신호(H1)에 의한 인터럽션 신호인지 어떤지를 판정하여, 기준 위치 신호 인터럽션이면 단계 S407로 진행되어 회전 주기 측정 타이머의 카운트값(T)을 주기(To)로서 기억하고, 단계 S408로 진행되어 타이머(T)를 클리어하며, 단계 S409로 진행되어 모터 회전수(N)를 연산한다. 다음에, 단계 S410으로 진행되어 회전 주기 측정 타이머의 카운트를 개시시키고, 단계 S411로 진행되어 위치 신호 인터럽션 서브루틴을 반환한다.

회전 주기 측정 타이머의 검지 분해능을 8비트 정밀도로 하면, 클럭은 64㎲로 되어 캐리어 신호를 클럭으로 사용할 수 있지만, 회전 제어 성능을 향상하기 위해서는 회전 주기 검지 분해능을 향상시킬 필요가 있어, 클럭 주기는 1 내지 10㎲로 설정할 필요가 있다. 이 경우에는 마이크로 컴퓨터 시스템 클럭을 분주하여 클럭으로 사용한다.

도 8에 나타낸 위치 신호 인터럽션 서브루틴을 실행한 후, 모터 구동 서브루틴을 나타내는 도 6으로 되돌아가, 단계 S207의 회전수 제어 서브루틴을 실행한다. 회전수 제어 서브루틴의 상세한 설명이 도 9에 도시된다.

도 9에 있어서, 단계 S500에서 회전수 제어 서브루틴이 개시되고, 단계 S501에서 모터 회전수(N)를 호출하며, 단계 S502로 진행되어 회전수에 따른 d축 전류 설정값(Ids)을 설정한다. 모터 회전수와 d축 전류(-Ids)의 관계는 도 10에 나타낸 관계로 제어하는 것으로, 회전수가 낮은 경우에는 d축 전류 설정값(-Ids)을 0으로 설정하고, 소정 회전수 이상에서 회전수에 따라 부 방향으로 Ids를 증가시킨다.

여기에서의 모터 회전수는 검지 회전수이어도, 설정 회전수이어도 무방하지만, 설정 회전수(Ns)에 따라 d축 전류 설정값(Ids)을 부방향으로 증가시키는 쪽이 제어 안정성이 좋다. 즉, 검지 회전수에 따라 -Ids를 증가시키면, 회전수가 증가됨 에 따라 -Ids가 증가되고, -Ids가 증가되면 회전수가 증가되기 때문에, 부하가 가벼운 경우에는 회전수 제어할 수 없게 되는 우려가 있다.

단계 S503으로 진행되어 3상/2상 dq 변환 수단(61)에 의해 구해진 d축 전류(Id)를 호출하고, 단계 S504에서 Id와 Ids의 대소 비교 판정을 행하여, d축 전류(Id)가 설정값(Ids)보다도 크게 되면, 단계 S505로 진행되어 d축 제어 전압(Vd)을 감소시키고, d축 전류(Id)가 설정값(Ids)보다도 작게 되면, 단계 S506으로 진행되어 d축 제어 전압(Vd)을 증가시킨다.

다음에, 단계 S507로 진행되어 3상/2상 dq 변환 수단(61)에 의해 구해진 q축 전류(Iq)를 호출하고, 단계 S508에서 Iq와 Iqs의 대소 비교 판정을 행하여, q축 전류(Iq)가 설정값(Iqs)보다도 크게 되면, 단계 S509로 진행되어 q축 제어 전압(Vq)을 감소시키고, q축 전류(Iq)가 설정값(Iqs)보다도 작게 되면, 단계 S510로 진행되어 q축 제어 전압(Vq)을 증가시킨다. 다음에, 단계 S511로 진행되어 연산된 d축 제어 전압(Vd), q축 제어 전압(Vq)을 각각 기억하고, 단계 S512로 진행되어 회전수 제어 서브루틴을 반환한다.

d축 전류(Id), q축 전류(Iq)는 대부분 캐리어 신호마다 변환되기 때문에, 토크 리플(torque ripple)도 포함되어 변동이 크게 된다. 변환된 d축 전류(Id), q축 전류(Iq) 및 설정값(Ids, Iqs)을 캐리어마다 비교 판단 제어하면, 변동 요소가 크게 되어 제어가 안정되지 않기 때문에, 평균화하는 등의 적분 요소를 가할 필요가 있다.

따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 단계 S207의 회전 제어 서브루틴은 단계 S204의 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴, 또는 단계 S206의 위치 신호 인터럽션 서브루틴내에서 실행시키지 않고, 모터 구동 제어 서브루틴내에서 독립적으로 실행시킨다. 단, 회전 제어의 응답 속도를 빠르게 하기 위해, 위치 신호 인터럽션 서브루틴내에서 행하는 방법도 고려되지만, 회전수가 낮은 경우에는 역으로 응답이 지연되는 것에 주의할 필요가 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 설정 회전수에 따라 d축 전류 설정값(-Ids)을 증가시키면, 고속 회전시에 약계자 제어로 되어, 모터 전류를 증가시켜 토크를 증가시킬 수 있다. 특히, 탈수 고속 회전시에 d축 전류 설정값(-Ids)을 증가시키면, 탈수 회전수를 높게 설정할 수 있어, 탈수율을 높게 할 수 있다.

또한, 세탁 교반 운전시에도 회전수를 높게 설정하는 경우에는 d축 전류 설정값(-Ids)을 증가시키면, 높은 회전수에서 토크를 증가시킬 있고, 의복량이 많은 경우에도 토크를 크게 할 수 있어, 세정율을 높게 할 수 있다.

이와 같이 하면, 저속 회전 영역에서는 d축 전류 설정값(Ids)을 거의 0으로 설정하여 제어하기 때문에 최대 효율로 운전할 수 있고, 고속 회전 영역에서는 d축 전류 설정값(-Ids)을 크게 하여 높은 토크 운전하기 때문에, 탈수 운전 또는 세탁 운전에서 모터 효율을 상승시킬 수 있다.

도 11은 의복량에 따라 회전수에 대응하는 d축 전류 설정값(-Ids)을 변경하는 경우를 나타내고, 곡선 A는 의복량 검지 수단(69)에 의한 판정 결과가 큰 경우, 곡선 B는 의복량이 적은 것으로 판정한 경우이다. 의복량이 많은 경우에는 높은 토크가 필요하기 때문에, 높은 회전수로 d축 전류 설정값(-Ids)을 증가시키고, 의복 량이 적은 경우에는 높은 토크는 필요없고, d축 전류 설정값(-Ids)의 증가율을 감소시켜 토크를 감소시켜서, 의복 손상을 감소시키고, 또한 모터 효율을 향상시킬 수 있다.

특히, 평균적인 가정에서의 일상 세탁 의복량은 2 내지 4kg의 범위이기 때문에, d축 전류 설정값(-Ids)을 감소시킴으로써, 고효율로 모터(4)를 회전 제어할 수 있어, 모터(4)의 발열을 감소시켜 에너지 절약화를 할 수 있다.

도 12는 모터 전류(Im)를 d축 전류와 q축 전류로 분해한 벡터도로서, d축 전류를 부 방향으로 증가시킨 약계자 제어, 즉 진각 제어를 나타낸다. -Ids, Iqs는 벡터 제어 각각의 설정값이다. q축 전류를 부로 설정하면 브레이크로 되고, 일반적으로 Iq가 부이고 Id가 정인 경우에는 직류 전원측으로 발전 에너지가 회생되는 회생 브레이크로 되고, Iq 및 Id가 부인 경우에는 모터 내부 저항에서 발전 에너지가 소비되는 다이나믹 브레이크로 된다.

따라서, d축 전류와 q축 전류로 분해하여 Ids, Iqs를 적당하게 설정하여 벡터 제어를 행함으로써 브레이크 제어와 발전 에너지의 제어가 용이하게 되는 특징이 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치는 직류 무 브러시 모터의 모터 전류를 검출하고, 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하여 벡터 제어하는 것으로, 저속 회전에서는 토크에 대응한 전류 성분을 주로 제어하여 최대 효율로 제어하고, 고속 회전에서는 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시켜 약계자 제어를 행함으로써, 전류를 크게 하여 최대 토크 제어를 행하는 것에 의해, 모터 특성을 향상시키고, 세탁 운전의 효율을 높일 수 있으며, 모터의 소형화가 가능하게 되는 것이다.

또한, 특히 세탁기 교반기를 구동하는 경우는 유체 부하에 가깝기 때문에 회전수가 증가될수록 토크가 증가되어, 종래의 제어로는 고속 회전에서 교반기가 정지하는 경우가 있었지만, 벡터 제어에 의해 고속 회전에서도 토크를 출력하기 때문에, 세정율을 높일 수 있다. 또한, 탈수 운전에서도 고속 회전에서 세탁/탈수조를 회전할 수 있기 때문에, 소형 모터로도 탈수율을 높일 수 있게 된다.

(제 2 실시예)

도 13은 본 발명의 제 2 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 13에 있어서, 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록도와 달리, 본 발명의 제 1 실시예에서의 제어 수단(6) 대신에, 기동 제어 수단(270), 변조도 제어 수단(271), 전압 설정 수단(272)을 추가한 제어 수단(206)으로 구성된다.

도 13에 있어서, 기동 제어 수단(270)은 모터 구동 기동시에 각종 초기값의 설정, 유연 기동으로부터 피드백 제어로의 절환을 행하는 것으로, 기동시에는 모터(4)에 소정의 전압을 인가하고, 회전 기동한 후 소정 회전, 또는 소정 전기각 회전한 후 피드백 제어를 행한다. 변조도 제어 수단(71)은 모터 기동시 모터 인가 전압의 변조도(Am), 모터 유기 전압(Ec) 및 인가 전압의 위상(θa)을 직접 제어한다. 전압 설정 수단(272)은 기동시에 PWM 제어 수단(65)으로의 전압 제어 신호(Vu, Vv, Vw)를 직접 제어하는 것이다. 그 외의 구성은 상기 제 1 실시예에서 설명한 예 와 동일하고, 동일 구성요소에는 동일 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략한다.

상기 구성에 있어서, 본 발명의 제 2 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 동작을 설명한다. 도 14는 본 발명의 제 2 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치에서 추가된 기동 제어수단(270)에 의한 동작, 제어를 설명하기 위한 기동 제어 서브루틴으로, q축 전류(Iq), d축 전류(Id)를 검지하여 피드백 제어하기까지의 제어 내용을 나타내고, 도 6의 모터 구동 서브루틴에서 단계 S202로 나타낸 기동 제어가 이 기동 제어 서브루틴으로 치환된다.

도 14에 있어서, 단계 S600에서 기동 제어 루틴이 개시되고, 단계 S601에서 초기 인가 전압 등의 각종 초기 설정을 행하며, 다음에 단계 S602로 진행되어 로터 1회전내의 처리인지 로터 1회전 이상의 처리인지 판별하여, 1회전내이면 단계 S603으로 진행되어, 로터 위치 검출 수단(4a)의 신호에 의해 120°통전으로 불리는 방형파 구동을 행한다. 회전 기동 직후에는 60°마다 위치 신호간의 위치 추정이 곤란하기 때문에, 120°통전쪽이 토크를 크게 할 수 있기 때문이다.

다음에, 로터 1회전 이상이면 단계 S604로 진행되어 정현파 구동 설정하고, 단계 S605로 진행되어 로터 위치 신호에 대응한 정현파 출력 전압을 인가한다. 위치 신호와 출력 전압의 타이밍은 도 2에 나타낸 파형 관계이고, 모터 유기 전압(Ec)와 거의 동일하거나 조금 진행되어도, 전기각(θa)는 30°이내의 전압 파형을 강제적으로 인가한다.

다음에, 단계 S606으로 진행되어 캐리어 신호 인터럽션 유무를 판정하여, 인터럽션 신호가 있으면 단계 S607로 진행되어 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴을 실 행하고, 인터럽션 신호가 없으면 단계 S608로 진행되어 위치 신호 인터럽션 유무를 판정하여, 인터럽션 신호가 있으면 단계 S609로 진행되어 위치 신호 인터럽션 서브루틴을 실행하고, 인터럽션 신호가 없으면, 단계 S610으로 진행되어 회전수가 소정 회전수(N1)에 도달하였는지 어떤지 판정한다.

소정 회전수(N1)에 도달되지 않으면, 단계 S611로 진행되어 트랜지스터 도통비를 증가시켜 정현파 변조도를 크게 하거나, 120도 통전인 경우는 트랜지스터 통전비를 크게 하여 모터 인가 전압을 증가시킨다. 소정 회전수(N1) 이상으로 되면, 단계 S612로 진행되어 서브루틴을 반환한다.

소정 회전수 이상에서 벡터 제어를 행하도록 하면, 전류 검출 수단(5)의 주파수 특성을 직류 성분까지 넓힐 필요가 없어, 저가의 교류 전류 트랜스를 사용할 수 있도록 되어, 직류 전류 트랜스에 비해 큰 가격 저감이 가능하게 된다. 또한, 유연 기동에 의해 원활한 기동 전류 제어가 가능하게 되기 때문에, 과도 응답에 의한 직류 성분이 거의 없게 되어, 교류 전류 트랜스에 의해 d축 전류, q축 전류가 거의 정확하게 검출될 수 있도록 된다.

단계 S607의 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴은 도 7과 거의 동일하여, 단계 S307과 단계 S308은 불필요하다. 이 때, 캐리어 신호마다 로터 위치 전기각을 추정하고, 3상/2상 dq 변환을 행하고, d축 전류와 q축 전류를 구하여, 데이터를 기억시킨다. 모터 유기 전압(Ec)과 2상/3상 dq 역변환후의 출력 전압이 거의 같은 위상으로 되는 Vd, Vq로 설정될 수 있으면, 그대로 흐름도를 사용할 수 있다. 또한, 단계 S609의 위치 신호 인터럽션 서브루틴은 도 8에 나타낸 흐름도와 동일하다.

기동 제어 서브루틴 후에 벡터 제어로 이행한 후의 제어는 상기 실시예 1에 나타낸 제어 내용과 동일하여, 회전수에 따라 d축 전류를 제어한다. 3상/2상 dq 변환하여 구한 d축 전류, q축 전류를 이용하여 벡터 제어로 이행된다. d축 전류, q축 전류의 변환은 캐리어 주파수마다 행할 수 있지만, 변동 요소가 크기 때문에, 적어도 전기각 1사이클(360°)은 필요하다.

본 실시예에서는 소정 회전수까지 상승한 후 기동 제어 서브루틴을 가하는 예를 나타내었지만, 정현파 구동으로 이행된 후 전기각 360°이후에 벡터 제어로 이행되면, 제어 응답 속도를 높게 할 수 있고, 또한 벡터 제어 특성을 보다 이끌어낼 수 있다.

120°통전으로부터 정현파로의 이행을 전기각으로 하여 360°의 2배로 설정하고, 그 후 일정 변조도 정현파 구동으로부터 벡터 제어로의 이행을 306°로 설정하면, 벡터 제어로의 이행이 360°의 3배의 전기각으로 이루어질 수 있다. 이 때의 제어 단위는 전기각으로 되고, 8극 직류 무 브러시 모터인 경우, 360°의 4배의 전기각이 로터 1회전과 같기 때문에, 3/4회전으로 벡터 제어로의 이행이 가능하여, 기동시에 고속으로 회전 제어가 가능하게 된다.

60도마다의 인터럽션 신호에 의해 회전수 추정을 행하면, 보다 고속의 응답 제어가 가능하게 되지만, 홀 IC의 위치 차이에 의한 회전수 오차가 크게 되기 때문에, 기준 홀 IC를 이용한 회전수 연산, 즉 전기각 360°마다의 회전수 검지가 오차가 작아 우수하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장 치는 제 1 실시예에서의 세탁기 구동 모터 장치와 마찬가지로, 검출한 모터의 전류 성분을 자속에 대응한 성분과 토크에 대응한 성분으로 분해하여 벡터 제어하여, 모터 특성을 향상시키고, 세탁 운전의 효율을 높일 수 있어, 모터의 소형화가 가능하며, 세탁기 교반기 구동에 있어서도 벡터 제어에 의해 고속 회전에서도 토크를 이용하여 세정율을 높이고, 탈수 운전에 있어서도 고속 회전에서 세탁/탈수조를 회전할 수 있어, 소형 모터로도 탈수율을 높일 수 있다.

또한, 이것에 더하여, 모터 회전 기동시에 소정 전압을 인가하여 모터 전류에 의해 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 소정 회전수 또는 소정 회전 각도에 도달한 후, 벡터 제어에 의한 전류 피드백 제어로 이행되면, 원활한 벡터 제어가 가능하게 되어, 회전수 제어의 오버슈트(overshoot)나 이상 회전을 저감할 수 있어, 의류의 손상을 저감할 수 있다.

더욱이, 전류 검출 수단(5)으로 교류 전류 트랜스를 이용할 수 있어, 저가의 세탁기 모터 구동 장치를 실현할 수 있다.

(제 3 실시예)

도 15는 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 15에 있어서, 도 1에 나타낸 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성을 보여주는 블록도와 가장 다른 점은 제어 수단(6)에서 의복량 검지 수단(69)과 행정 제어 수단(66)을 제거하고, 대신에 토크 제어 수단(366)을 추가하여 제어 수단(306)으로 구성되는 점이다.

본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 특징은 토크 제어 수단(366)을 구비하는 것이다. 이하에, 토크 제어 수단(366)에 대해 간단하게 설명한다.

제어 수단(306)은 세탁 행정 또는 탈수 행정에 따라 모터(4)의 회전수와 토크를 제어하는 토크 제어 수단(366); 회전수 검지 수단(62)의 출력 신호에 따라 모터(4)의 회전수를 제어하는 회전수 제어 수단(67); 및 토크 제어 수단(366)과 회전수 제어 수단(67)으로부터의 d축 전류 설정 신호(Ids) 및 q축 전류 설정 신호(Iqs)와, 3상/2상 dq 변환 수단(61)에 의해 연산된 Id 및 Iq를 비교하여 모터 전류를 제어하기 위한 자속에 대응한 전압 성분(Vd)과 토크에 대응한 전압 성분(Vq)을 연산하는 모터 전류 제어 수단(68)을 구비한다. 행정 제어 수단(66)이 토크 제어 수단(366)으로 대체된 것을 제외하고, 본 발명의 제 1 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 제어 수단(6)과는 신호 수수에서 큰 차이가 없다. 그 외의 구성은 상기 제 1 실시예에서 설명한 예와 동일하고, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략한다.

또한, 토크에 대응한 q축 전류(Iq)가 설정값(Iqs)으로 되도록 피드백 제어함으로써, 정 토크 제어가 가능하게 되고, 또한 회전수가 상승되면, 모터 유기 전압이 상승되어 토크 전류(Iq)가 증가되지 않게 되기 때문에, 회전수에 따라 d축 전류를 부 방향으로 증가시키면, q축 전류도 증가시킬 수 있어, 토크를 증가시킬 수 있다는 기능에 대해서는 상기에서 설명된 제 1 및 제 2 실시예의 설명과 동일하다.

또한, 제동시에는 q축 전류 설정값(Iqs)을 부로 설정함으로써, 부의 토크, 즉 브레이크 토크를 발생시킬 수 있다. 벡터 제어에 의해 브레이크 토크를 일정하게 제어하는 것도 가능하게 되기 때문에, 제어 프로그램을 통상 구동과 제동 구동을 공용화하여, 단순히 q축 전류 설정값(Iqs)과 d축 전류 설정값(Ids)을 변경하는 것 뿐이다. 통상 구동은 q축 전류 마이너 루프의 회전수 피드백 제어, 제동시에는 설정 회전수가 0으로 되어 q축 전류 피드백 제어로 된다.

단, 회전수에 따라 d축 전류를 제어하지 않으면, 회생 에너지가 발생되어, 파워 반도체 또는 전해 콘덴서(21)에 악영향을 끼칠 우려가 있는 인버터 직류 전압이 이상 상승되기 때문에 주의가 필요하다.

본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치는 통상 구동시, 제 1 실시예에서 설명한 도 2와 거의 같은 파형 관계에 따라 구동되기 때문에, 중복을 피하기 위해 상세한 설명을 생략한다.

도 16은 제동시의 각 부분의 파형 관계를 나타내고, 정상 구동으로부터 거의 180°의 위상이 이동되면, 제동 토크가 발생된다. 즉, 유기 전압(Ec)이 최대로 되는 q축에서 부의 최대 전류로 제어하면, 부의 토크가 발생되어 제동 운전으로 할 수 있다.

도 17은 통상 운전시의 dq 좌표에서의 전류 벡터를 나타내고, d축 전류를 부로 설정하여 약계자 제어한 경우를 나타낸다. 로터 표면에 자석을 접착시킨 비 자기 돌극형의 모터에서는 d축 전류를 0으로 설정하면, 최대 효율 운전이 가능하게 된다.

도 18은 제동 운전시의 전류 벡터도로서, 전류(I1)는 제동 초기의 벡터를 나 타내고, 전류(I2)는 제동 개시한 후 회전수가 저하되었을 때의 벡터를 나타낸다. 제동 초기에는 q축 전류, d축 전류를 부로 설정하고, 또한 d축 전류를 q축 전류에 비해 크게 설정하지 않으면, 회생 에너지가 발생된다. 또한, d축 전류가 정이고, q축 전류가 부인 영역은 회생 에너지가 매우 크게 되어, 모터 코일에서 발전 에너지를 소비시키는 것은 거의 불가능하게 된다. 따라서, 세탁기의 제동 운전은 반드시 Id와 Iq 모두 부의 영역에서 운전되도록 제어한다.

도 15에서의 3상/2항 dq 변환 수단(61)은 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 모터 전류(Iu, Iv, Iw)를 상기 수학식 1에 의해 d축 전류(Id)와 q축 전류(Iq)로 변환하는 것으로, 전기각(θ)에 대응하여 검출한 모터 전류 순시값에 의해 Id와 Iq를 연산한다.

기억 수단(63)에는 도 3에 나타낸 sinθ와 cosθ의 진폭과 전기각(θ)에 관한 데이터를 기억하고 있기 때문에, 제 1 실시예의 경우와 마찬가지로, 전기각 데이터에 대응한 데이터를 호출하여 곱셈 연산을 행함으로써, d축 전류(Id)와 q축 전류(Iq)로 분해할 수 있다. 전기각(θ)의 검지와 모터 전류 순시값의 검출은 캐리어 신호에 동기시켜 행하는 것으로, 이것에 대해서도 이후에 흐름도를 따라 상세하게 설명한다. 또한, 전기각(θ)의 기준은 d축을 기준으로 하여 계산한다. 도 2, 도 16에 나타낸 전기각은 H1을 기준으로 하지만, 실제는 d축이 기준이기 때문에, H1의 로우 에지가 30°진각으로, H3의 하이 에지가 q축으로 되어 90°진각으로 하여 연산한다.

회전수 검지 수단(62)은 로터 위치 검출 수단(4a)의 출력 기준 신호(H1)에 의해 모터 회전수를 검지하고, 회전수 신호를 토크 제어 수단(366)과 회전수 제어 수단(67)에 가한다. 토크 제어 수단(366)은 통상 구동시에 모터(4) 회전수의 설정 및 회전수에 따른 d축 전류의 설정을 행하고, 회전수 제어 수단(67)에 회전수 설정 신호(Ns)를 가하며, 모터 전류 제어 수단(68)에 d축 설정 신호(Ids)를 가한다.

회전수 제어 수단(67)은 검지 회전수(N)와 회전수 설정 신호(Ns)를 비교하는 회전수 비교 수단(67a); 및 회전수(N)와 설정 회전수(Ns)와의 오차 신호(ΔN)와, 회전수의 변화율(가속도)에 따라 q축 전류 설정값(Iqs)을 제어하는 토크 전류 설정 수단(67b)으로 구성되고, 모터(4)의 토크에 대응한 q축 전류(Iq)가 설정값(Iqs)으로 되도록 제어한다. 제동시에는 회전수 제어가 아니라 부의 토크 제어를 행하여, 모터 전류 제어 수단(68)의 q전류 설정값을 소정의 부의 토크 전류(-Iqs)로 하고, d축 전류 설정값도 소정의 값(-Ids)으로 한다.

q축 전류 비교 수단(68a), q축 전압 설정 수단(68b), d축 전류 비교 수단(68c) 및 d축 전압 설정 수단(68d)으로 구성되는 모터 전류 제어 수단(68)은 3상/2상 dq 변환 수단(61)의 출력 신호(Iq, Id)와 설정 신호(Iqs, Ids)를 각각 비교하여, q축 전류와 d축 전류를 각각 제어하는 제어 전압 신호(Vq, Vd)를 출력한다. 또한, 2상/3상 dq 역변환 수단(64)은 상기 수학식 2에 따라 전압 신호(Vq, Vd)에 의해 3상 모터 구동 제어 전압(Vu, Vv, Vw)을 연산하는 것으로, 캐리어 신호에 동기시켜, 전기각 검지 수단(60)에 의해 검지된 전기각(θ)에 대응한 정현파 형상의 신호를 PWM 제어 수단에 가한다. 기억 수단(63)에 기억된 sinθ과 cosθ의 곱셈 연산 방법은 3상/2상 dq 변환 수단(61)의 연산과 거의 동일하다. 이들 기능에 대해서 는 제 1 실시예와 동일하다.

다음에, 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치가 구비한 제어 수단(306)의 동작 순서를 설명한다. 동작을 설명하는데 있어서, 본 발명의 제 1, 제 2 실시예와 마찬가지로, 제어 수단(306)을 구성하는 마이크로 컴퓨터의 동작 프로그램 순서를 나타내는 흐름도를 이용한다. 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 구동 제어 장치를 구성하는 제어 수단(306)의 동작 순서 설명에는 제 1 실시예에서의 도 4, 도 7 및 도 8과 새롭게 도 19, 도 20 및 도 21을 이용한다.

본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁 행정의 경우, 동작 행정은 도 4에 나타낸 제 1 실시예에서의 세탁 행정과 같은 흐름도를 따라, 단계 S100에서 세탁 행정을 개시하고, 단계 S112의 세탁 종료 판별 행정까지가 행해진다. 설명이 중복되기 때문에, 각 행정의 설명은 생략한다.

본 발명의 제 3 실시예에서의 탈수 행정은 도 19의 흐름도에 나타낸 순서로 동작이 행해진다. 도 19에 있어서, 단계 S120에서 탈수 행정이 개시되고, 단계 S121에서 탈수 행정의 최대 설정 회전수(Nsmax) 또는 탈수 회전수의 기동 속도등의 각종 초기 설정을 행하며, 다음에 단계 S122로 진행되어 회전수 설정을 행하여, 시간과 함께 설정 회전수를 높게 하는 제어를 행한다. 설정 회전수로는 상한값이 설정되고, 상한값 이상의 회전수로는 설정되지 않는다. 지금까지의 행정은 제 1 실시예의 경우와 완전히 동일하다.

다음에, 설정 회전수에 따라 d축 전류를 설정 변경하는 단계 S1221로 진행된다. 높은 회전수로 구동하기 위해서는 약계자 제어를 행하고, d축 전류는 부로 설 정한다. 다음에, 단계 S123으로 진행되어 도 20에 나타낸 모터 구동 서브루틴을 실행하며, 계속해서 탈수 행정의 종료 판정을 행하는 단계 S127에서, 종료이면 단계 S128로 진행되어 제동 행정 설정을 행한다.

제동 행정의 각종 초기 설정을 행하는 단계 S128에서는 d축 전류와 q축 전류의 초기 설정과, 회전수 제어가 아닌 토크 전류 제어로 설정한다. 기본적으로는 모터 구동 서브루틴내에서 토크 지령을 부로 하는 것 뿐이다. 도 18에 나타낸 벡터도에서 설명한 바와 같이, d축 전류와 q축 전류를 부로 설정하고, 제동 초기값의 d축 전류는 q축 전류보다 크게 설정한다.

다음에, 단계 S128로 진행되어, 회전수에 따라 d축 전류를 변경한다. 이 때, 기본적으로 q축 전류는 일정값으로 제어되어도 무방하지만, 도 22에 나타낸 바와 같이, 회전수에 따라 q축 전류 설정값과 d축 전류 설정값을 변경하면, 고속 회전 영역에서의 인버터 회로(3)로의 전력 회생을 방지하고, 저속 회전 영역에서의 토크 저하를 방지할 수 있다.

다음에, 단계 S1282로 진행되어 다시 도 20에 나타낸 모터 구동 서브루틴을 실행하고, 다음에 단계 S1283으로 진행되어 회전이 정지되었는지 어떤지 판정한다. 회전이 정지되면 다음 행정으로 진행되고, 정지되지 않으면 단계 S1281로 되돌아 간다.

본 발명의 제 3 실시예에서의 모터 구동 서브루틴은 도 20에 나타낸 흐름도를 따라 행해진다. 도 20에 있어서, 단계 S200에서 모터 구동 서브루틴이 개시된다. 단계 S2001은 서브루틴 실행 최초에 초기 판정을 행하는 행정으로, 구체적으로 는 기동 또는 제동 초기를 판정하여, 예(Yes)이면 단계 S201로 진행되어 각종 초기 설정을 행하고, 메인루틴으로부터의 파라미터 수수와 각종 설정을 실행하며, 다음에 단계 S202로 진행되어 회전 기동 제어 또는 제동 초기 제어를 행한다.

단계 S201과 S202는 최초에 1회만 실행된다. 기동 제어는 회전수 피드백 제어를 할 수 없는 기동시에, 소정의 모터 인가 전압으로 설정하여 120°통전하는 것으로, 낮은 모터 인가 전압으로부터 높은 전압까지 시간 경과와 함께 전압을 상승시키는 유연 기동을 행한다. 제동 운전의 경우에는 부의 d축 전류를 증가시키고 부의 q축 전류를 감소시켜, 급격한 브레이크 토크가 가해지지 않는 유연 기동을 행한다.

이 후, 캐리어 신호 인터럽션 유무를 판정하는 단계 S203에서부터 단계 S207의 회전수 제어 서브루틴을 실행하고 단계 S208까지의 행정은 본 발명의 제 1 실시예에서의 행정과 완전히 동일하기 때문에, 중복을 회피하기 위해 설명을 생략한다. 또한, 본 발명의 제 3 실시예의 경우의 모터 구동 서브루틴에서의 단계 S203의 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴에는 제 1 실시예와 같이 도 7에 나타낸 흐름도를 이용하고, 단계 S206의 위치 신호 인터럽션 서브루틴에도 제 1 실시예와 같이 도 8에 나타낸 흐름도를 이용하는 것을 미리 말해 둔다. 단, 회전수 제어 서브루틴을 실행하는데 있어서는 본 발명의 제 1 실시예와는 달리, 도 21에 나타낸 흐름도를 따라 행정을 진행한다.

도 21에 있어서, 단계 S500에서 회전수 제어 서브루틴을 개시하고, 단계 S501에서 모터 회전수(N)를 호출하며, 단계 S5020으로 진행되어 통상 구동인지 저 속 제동인지의 플러그 판정한다. 통상 구동이면 단계 S5021로 진행되어 설정 회전수와 검지 회전수의 오차에 따라 q축 전류를 제어하여 토크 제어를 행하고, 저속 제동이면 단계 S5022로 진행되어 부의 토크 제어, 즉 브레이크 토크 제어를 위해 q축 전류를 -Iqs로 설정한다.

도 21에 나타낸 회전수 제어 서브루틴의 흐름도에서 3상/2상 dq 변환 수단(61)에서 구한 d축 전류(Id)를 호출하는 단계 S505의 행정에서부터 연산된 d축 제어 전압(Vd)과 q축 제어 전압(Vq)을 각각 기억시키는 단계 S511, 회전수 제어 서브루틴을 반환하는 단계 S512의 행정까지는 본 발명의 제 1 실시예와 완전히 동일하기 때문에, 각 행정의 상세한 설명을 생략한다.

도 23은 모터 전류(Im)와 모터 인가 전압(Vm)을 d축과 q축으로 분해한 벡터도를 나타내며, 모터 전류(Im)와 모터 인가 전압(Vm)의 곱이 인버터 회로(3)로부터 모터(4)로 가해지는 에너지이고, 모터 전류(Im)와 모터 인가 전압(Vm)의 각도(α+ β)를 φ로 하면, P = ImVmcosφ가 인버터 회로로부터 모터로 공급되는 유효 에너지이다. 여기서, φ가 90°이내이면 정의 에너지로 되어 인버터 회로로부터 모터측으로 에너지가 공급되고, 모터 발전 에너지(Pg = -Iq ×Ec)는 브레이크 토크로 되며, 모터(4)의 내부 저항에서 발전 에너지가 소비되지만, φ가 90°이상으로 되면 부의 에너지로 되고, 모터(4)로부터 인버터 회로(3)측으로 에너지가 회생된다.

cosφ= cos(α+ β)= cosαcosβ- sinαsinβ= (IqVq - IdVd)/ImVm으로 되기 때문에, P = IqVq - IdVd로 된다. 즉, q축 전력과 d축 전력의 차에 의해 모터 전력을 연산할 수 있어, 모터 전력이 0인 경우는 모터 코일 소비 전력과 모터 발전 에 너지가 밸런스를 이루며, 모터 전력(P)이 정인 경우는 코일 소비 전력이 크고, 역으로 부로 되면, 발전 에너지가 크게 되어 회생 에너지가 발생된다. 따라서, 모터 전력(P)의 대소 판정에 의해 에너지 밸런스를 검출할 수 있다.

도 23의 벡터도에 있어서, IqVq는 정으로 되지만, IdVd는 부로 되고 Id는 부이기 때문에, Vd를 정방향으로 크게 하면 P가 부로 되어 회생 동작으로 된다. 따라서, q축 전류(Id)와 d축 전류(Id)가 부로 되는 제동시에는 d축 전압(Vd)을 정방향으로 크게 하면 회생 동작으로 되기 때문에, d축 전압(Vd) 또는 d축 전류(Id)를 제어함으로써 회생 에너지를 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.

바꿔 말하면, 전압 벡터(Vm)를 반시계 방향으로 회전시키면 에너지가 회생되고, 시계 방향으로 회전시키면 모터(4)에서 에너지가 소비된다. d축 방향의 전압 또는 전류를 제어하여 전력(P)의 증감을 연산하면, 회생되지 않고 모터(4)에서 에너지를 소비시킬 수 있다. 이와 같이, 벡터 제어함으로써 인버터 회로(3)측으로 에너지가 회생되지 않아, 최대 브레이크 토크를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에서의 모터 구동 제어 장치는 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치가 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하기 때문에, 벡터 제어에 의해 토크에 대응한 전류 성분을 제어함으로써 최대 브레이크 토크를 얻을 수 있음과 동시에, 자속에 대응한 전류 성분을 제어함으로써 회생 에너지를 제어하여 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치는 모터 제동시에 토크에 대응한 전류 성분이 소정값으로 되도록 제어되기 때문에, 부의 토크 전류 성분을 설정함으로써, 브레이크 토크를 소정값으로 제어할 수 있고, 브레이크 시간을 단축할 수 있으며, 또한 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분이 각각 소정값으로 되도록 제어되기 때문에, 모터의 발전 에너지와 모터의 내부 저항에 의한 소비 에너지를 각각 제어할 수 있기 때문에, 회생 에너지를 제어할 수 있고, 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 억제할 수 있는 것 외, 회전수에 따라 브레이크 토크와 모터의 내부 저항에 의한 소비 에너지를 각각 제어할 수 있으며, 그 결과 높은 회전수 영역에서의 회생 에너지의 상승과, 낮은 회전수 영역에서의 브레이크 토크의 저감을 방지할 수 있다. 더욱이, 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치는 모터의 제동 개시시에 자속에 대응한 전류 성분이 토크에 대응한 전류 성분보다도 크게 되도록 설정하기 때문에, 제동 개시시의 과대한 브레이크 토크의 인가와 회생 에너지에 의한 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다.

도 24는 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치 구성의 다른 예를 보여주는 블록도이다. 도 15에 나타낸 모터 구동 장치와 달리, 도 24에 나타낸 블록도의 세탁기 모터 구동 장치는 전원부에 콘덴서(21)와 병렬로 전압 검출 수단(7)을 추가하고, 제어 수단(406)에 전압 제어 수단(469)을 추가한 세탁기 모터 구동 장치를 구성한다.

도 24에 있어서, 전압 검출 수단(7)은 인버터 회로(3)의 직류 전압을 검출하는 것이고, 전압 제어 수단(469)은 제어 수단(406)에 설치되어, 벡터 제어에 의해 인버터 회로(3)로의 회생 에너지를 제어하는 것이다. 전압 검출 수단(7)의 출력 신호(Vdc)는 전압 제어 수단(469)으로 입력되고, 전압 제어 수단(469)은 제동시에 전압 검출 수단(7)의 출력 신호(Vdc)와 인버터 회로(3)의 직류 전압 설정값(Vdcs)을 비교하여 d축 전류 설정값(Ids)을 변경하여, 전류 제어 수단(68)의 출력 d축 전압(Vd)을 제어한다. 그 외는 상기 도 15에서 설명한 구성과 동일하고, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략한다.

다음에, 도 24에 블록도로써 구성을 나타낸 세탁기 모터 구동 장치의 동작을 설명한다. 도 23에 나타낸 벡터도에서 설명한 바와 같이, 제동시에 모터 인가 전압 벡터(Vm)를 d축 방향으로 증가시키면, 회생 에너지가 발생되어 인버터 회로(3)의 직류 전압이 상승되기 때문에, d축 전압 또는 d축 전류를 제어함으로써 회생 에너지를 제어하여, 인버터 회로의 직류 전압을 일정하게 제어할 수 있다.

도 25는 도 24에 블록도로써 구성을 나타낸 세탁기 모터 구동 장치에 추가된 전압 검출 수단, 전압 제어 수단에 의한 동작 및 제어를 설명하기 위한 회전수 제어 서브루틴으로, 도 15에 나타낸 블록도 구성의 모터 구동 장치에 대응하는 도 21에서의 회전수 제어 서브루틴에 회생 에너지 제어 단계를 추가하여 변경한 것이다. 즉, 단계 S500에서 회전수 제어 서브루틴을 개시하고, 단계 S501에서 검지 회전수(N)를 호출하며, 단계 S5020에서 통상 운전, 통상 제동 또는 정전시 긴급 제동인지를 판정하여, 정전시 긴급 제동이면, 단계 S5023으로 진행되어 전압 검출 수단(7)에 의해 인버터 회로의 직류 전압을 검출하고, 다음에 단계 S5024로 진행되어 직류 전압 설정값과 검지 전압의 오차 신호에 따라 d축 전류 설정값을 제어하며, 단계 S503으로 진행되어 d축 전류를 호출한다. 이 구성에서의 다른 동작과 제어를 설명하기 위한 행정 및 순서는 도 15에 블록도로써 구성을 나타낸 세탁기 모터 구동 장치의 경우와 동일하기 때문에, 중복을 회피하기 위해 상세한 설명을 생략한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치에 전압 검출 수단과 전압 제어 수단을 추가하는 구성예에서는 정전시 또는 전원 스위치가 차단되었을 때 긴급 브레이크를 가하는 경우, 인버터 회로(3)를 구동하는 제어 회로의 에너지가 확보되지 않기 때문에, 인버터 회로(3)의 직류 전원측으로 모터 전압 에너지를 회생시켜 제어 회로의 전원을 확보함으로써, 인버터 회로(3)를 계속 구동할 수 있다.

또한, 도 24에 나타낸 구성에서는 전압 제어 수단(469)에 의해 d축 전류 설정값(Ids)을 제어하는 예이지만, 전압 제어 수단(469)에 의해 d축 전압(Vd)을 직접 제어하여도 특별히 문제는 없다. 또한, 전압 벡터를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시키기 위해 d축 전압(Vd)과 q축 전압(Vq)을 관계시켜 제어하여도 무방하다. 어떠한 경우에서도, 인버터 직류 전압이 상승되면, d축 전압을 감소시키고 d축 전류를 부방향으로 증가시키며, 반대로 인버터 직류 전압이 저하되면, d축 전압을 증가시키고, d축 전류를 정방향으로 증가시킨다. 또한, q축 전류를 소정의 부의 값으로 제어하고, d축 전류를 직류 전압에 따라 제어하면, 브레이크 토크는 일정하게 될 수 있는 특징이 있다.

도 26은 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치의 구성의 다른 예를 나타내는 블록도이다. 도 15에 나타낸 모터 구동 장치와 달리, 도 26에 나타낸 블록도의 세탁기 모터 구동 장치는 제어 수단(506)에 모터 전력 검지 수단(8)을 추가한 세탁기 모터 구동 장치를 구성한다.

도 26에 있어서, 제어 수단(506)에 모터(4) 전력을 검출하는 모터 전력 검지 수단(8)을 설치한다. 모터 전력 검출은 모터 위상 전류, 위상간 전압 및 그 위상으로부터 검출될 수 있지만, 도 26에 블록도로써 구성을 나타낸 세탁기 모터 구동 장치에서는 우선, 도 23의 벡터도에 의해 동작을 설명한 바와 같이, d축 전류(Id)와 d축 전압(Vd)의 곱과, q축 전류(Iq)와 q축 전압(Vq)의 곱으로부터 구하는 방법을 이용할 수 있다. 그 외는 상기 도 15에서 설명한 구성과 동일하고, 동일 구성 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

다음에, 도 26에 블록도로써 구성을 나타낸 세탁기 모터 구동 장치의 동작을 보다 상세하게 설명한다. 모터 전력을 검출하는 방법으로서, 인버터 회로(3)의 직류 전류와 직류 전압의 곱으로 인버터 회로(3)로부터 모터(4)로의 에너지 흐름을 검출할 수 있으며, 전력이 정으로 되면 모터측에서 에너지가 소비되고, 전력이 부로 되면 에너지 회생이 발생되는 것으로 판단된다. 어떠한 경우에서도, 제동시에 모터 코일의 소비 전력과 모터 발전 전력의 차에 의해 모터 인가 전력이 증감된다.

따라서, 모터 전력이 소정값보다도 감소되면, d축 전류 또는 d축 전압을 부방향으로 증가시켜 전압 벡터를 시계 방향으로 회전시키면, 직류 전류측으로의 전력 회생을 방지할 수 있다. 또한, 역으로 브레이크 토크를 증가시키고 싶은 경우에는 q축 전류를 부 방향으로 증가시키면 된다.

도 27은 도 26에 블록도로써 구성을 나타낸 세탁기 모터 구동 장치에 추가된 모터 전력 검지 수단에 의한 동작 및 제어를 설명하기 위한 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴으로, 도 15에 나타낸 블록도 구성의 모터 구동 장치에 대응하는 도 7에서의 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴의 흐름도에 모터 전력 출력의 행정 순서를 추가하여 변경한 것이다. 단계 S300에서부터 단계 S308까지는 도 7의 단계 S300에서부터 단계 S308까지와 동일하기 때문에, 중복을 회피하기 위해 설명을 생략한다.

계속해서, 추가된 모터 전력 검지 수단에 의한 모터 전력 검출의 행정 순서에 대해 설명한다. Vd와 Vq를 호출하는 단계 S308의 행정이 종료되면, 다음 행정인 단계 S3081에서 모터 전력(P)을 연산하여, 자속에 대응한 전력(Id ×Vd)과 토크에 대응한 전력(Iq ×Vq)의 차를 구한다. 다음에, 단계 S3082로 진행되어 모터 전력(P)과 설정값(Pmin)의 대소 비교를 행하여, 모터 전력(P)이 설정값(Pmin)보다도 크면, 단계 S3083으로 진행되어 d축 전류 설정값(Ids)을 △Id만큼 증가시킨다.

d축 전류 설정값(Ids)의 초기값은 부의 값이기 때문에, 정방향으로 증가시키는 것은 d축 전류를 0에 근접시키는 것과 동일하고, 상대적으로 모터 코일에 의한 소비 전력을 감소시키는 것을 의미한다. 또한, 흐름도에는 나타내지 않았지만, 제동시에 d축 전류 설정값(Ids)은 반드시 부로 설정한다.

모터 전력(P)이 설정값(Pmin)보다도 작으면, 단계 S3084로 진행되어 d축 전류 설정값(Ids)을 △Id만큼 감소시킨다. 이 때에는 d축 전류를 부 방향으로 증가시켜 코일 소비 전력을 증가시킨다. 왜냐하면, 모터 전력(P)이 감소되는 것은 모터 발전 에너지가 증가되어 직류 전원측으로 전력 회생될 가능성이 크게 되기 때문이 다.

다음에, 단계 S309로 이동되어, 도 7과 같은 순서를 실행한다. 캐리어 신호 인터럽션 서브루틴에서 d축 전류 설정값(Ids)를 구하여, 도 21에 나타낸 회전수 제어 서브루틴으로 이들 데이터를 건네줌으로써, d축 전압(Vd)이 제어되기 때문에, d축 전력이 제어되고, 또한 전압 벡터(Vm)의 회전이 제어된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에서의 세탁기 모터 구동 장치에 모터 전력 검지 수단을 추가하는 구성예에서는 모터 전력을 검출하여 d축 전류와 q축 전류를 각각 제어함으로써, 브레이크 토크를 거의 일정하게 제어하면서 모터 코일 소비 전력을 제어할 수 있기 때문에, 모터 발전 에너지를 모두 모터 코일에서 소비시키는 제어가 가능하게 되어, 인버터 회로의 직류 전원측으로의 전력 회생을 방지할 수 있고, 인버터 회로(3)의 이상 전압 상승을 방지하여, 항상 브레이크 토크를 최대로 할 수 있어 신뢰성이 높은 세탁기 제동 장치를 실현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 세탁기 모터 구동 제어 장치는 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치가 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터의 제어 행정에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하기 때문에, 모터의 토크 회전수 특성을 변경할 수 있어, 정 토크 제어가 가능하게 되며, 고속 회전시의 토크 상승 또는 저속 회전시의 효율 개선이 가능하게 되어, 모터를 소형화할 수 있음과 동시에 에너지 절약을 실현할 수 있다. 또한, 모터 회전수에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하기 때문에, 모터의 토크 회전수 특성을 변경함과 동시에, 모터의 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 제어하기 때문에, 모터의 고속 회전시의 토크 상승이 가능하게 되어, 정확한 약계자 제어를 할 수 있으며, 모터의 저속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 거의 0으로 되도록 제어하기 때문에, 효율이 나쁜 모터 저속 회전시에 최대 효율 운전이 가능하게 되며, 세탁/탈수조를 구동하는 탈수 행정의 모터 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 제어하기 때문에, 약계자 제어에 의한 모터 고속 회전시의 토크 상승이 가능하게 되어, 탈수 운전시에 고속 회전까지 제어할 수 있기 때문에, 탈수 회전수를 높여 탈수율을 크게 할 수 있다. 또한, 교반기를 구동하는 세탁 행정의 모터 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 제어하기 때문에, 약계자 제어에 의한 모터 고속 회전시의 토크 상승이 가능하게 되어, 교반 운전시에 고속 회전까지 제어할 수 있기 때문에, 수류를 강하게 하여 세정 성능을 높일 수 있다. 더욱이, 의복량 검지 수단에 의해 검지된 의복량에 따라, 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하기 때문에, 의복량에 따른 약계자 제어에 의한 모터 고속 회전시의 토크 상승이 가능하게 되어, 의복량이 많은 경우에서도 고속 회전까지 제어할 수 있어, 세정 성능을 향상시키고, 더욱이 탈수 운전시의 탈수율을 향상시킬 수 있다.

또한, 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치가 모터 회전 기동시에 모터 회전 을 제어하는 기동 제어 수단을 구비하여, 회전 기동시에는 모터 인가 전압을 직접 제어하고, 그 후 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어함으로써, 기동시의 전류를 낮게 하여 기동 토크를 억제하는 유연 기동이 용이하게 되고, 그 후의 전류 피드백 제어로의 이행을 원활하게 하여 회전수의 이상 상승을 억제할 수 있다. 또한, 회전수에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어함으로써, 전류 피드백 제어로의 이행을 원활하게 하여 회전수의 이상 상승을 억제할 뿐만 아니라, 전류 검출 수단으로 저가의 교류 전류 트랜스를 사용할 수 있기 때문에, 고성능 저가의 모터 구동 장치를 실현할 수 있다.

한편, 본 발명의 세탁기 모터 구동 제어 장치는 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치가 모터 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 모터 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하기 때문에, 벡터 제어에 의해 토크에 대응한 전류 성분을 제어함으로써, 최대 브레이크 토크를 얻을 수 있음과 동시에, 자속에 대응한 전류 성분을 제어함으로써, 회생 에너지를 제어하여 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다. 또한, 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치는 모터 제동시에 토크에 대응한 전류 성분이 소정값으로 되도록 제어하기 때문에, 부의 토크 전류 성분을 설정함으로써, 브레이크 토크를 소정값으로 제어할 수 있어, 브레이크 시간을 단축할 수 있으며, 또한 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분이 각각 소정값으로 되도록 제어하기 때문에, 모터의 발전 에너지와 모터의 내부 저항에 의한 소비 에너지를 각각 제어할 수 있기 때문에, 회생 에너지를 제어할 수 있어, 인버 터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 억제할 수 있는 것 외에, 회전수에 따라 브레이크 토크와 모터의 내부 저항에 의한 소비 에너지를 각각 제어할 수 있으며, 그 결과 높은 회전수 영역에서의 회생 에너지의 상승과, 낮은 회전수 영역에서의 브레이크 토크의 감소를 방지할 수 있다. 더욱이, 모터 구동 장치에 구비된 제어 장치는 모터의 제동 개시시에 자속에 대응한 전류 성분이 토크에 대응한 전류 성분보다도 크게 되도록 설정하기 때문에, 제동 개시시의 과대한 브레이크 토크의 인가와 회생 에너지에 의한 인버터 회로의 직류 전압의 이상 상승을 방지할 수 있다.

Claims

세탁기 모터 구동 장치로서,

교류 전원;

상기 교류 전원에 접속된 정류 회로;

상기 정류 회로의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터 회로;

상기 인버터 회로에 의해 구동되어 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 무브러쉬 직류 모터;

상기 무브러쉬 직류 모터의 로터 위치를 검출하는 로터 위치 검출 수단;

상기 무브러쉬 직류 모터의 전류를 검출하는 전류 검출 수단; 및

상기 인버터 회로를 제어하는 제어 수단을 포함하며,

상기 제어 수단은 상기 무브러쉬 직류 모터의 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고, 상기 자속에 대응한 상기 전류 성분과 상기 토크에 대응한 상기 전류 성분을 각각 제어하고, 상기 무브러쉬 직류 모터의 설정 회전수에 대응하여 상기 자속에 대응하는 전류 성분을 부의 방향으로 증가시키고, 상기 무브러쉬 직류 모터의 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부방향으로 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
삭제
삭제
제 1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 무브러쉬 직류 모터의 저속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 거의 0으로 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 1항에 있어서, 제어 수단은 세탁/탈수조를 구동하는 탈수 행정의 무브러쉬 직류 모터의 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 1항에 있어서, 제어 수단은 교반기를 구동하는 세탁 행정의 무브러쉬 직류 모터의 고속 회전시에 자속에 대응한 전류 성분을 부 방향으로 증가시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 1항에 있어서, 세탁/탈수조내의 의복량을 검지하는 의복량 검지 수단을 포함하고, 제어 수단은 상기 의복량 검지 수단에 의해 검지된 의복량에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 1항에 있어서, 상기 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 회전 기동시에 모터 회전을 제어하는 기동 제어 수단을 포함하고, 제어 수단은 회전 기동시에는 상기 기동 제어 수단에 의해 모터 인가 전압을 직접 제어하고, 그 후 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 1항에 있어서, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 회전 기동시에 모터 회전을 제어하는 기동 제어 수단을 포함하고, 제어 수단은 회전 기동시에는 상기 기동 제어 수단에 의해 모터 인가 전압을 직접 제어하고, 그 후 회전수에 따라 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 1항에 있어서, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 상기 자속에 대응한 전류 성분과 상기 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 10항에 있어서, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 토크에 대응한 전류 성분이 설정값으로 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 10항에 있어서, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 토크에 대응한 전류 성분이 부의 설정값으로 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 10항에 있어서, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분이 각각 설정값으로 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 10항에 있어서, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 제동 개시시에 자속에 대응한 전류 성분이 토크에 대응한 전류 성분보다도 크게 되도록 설정하여 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 10항에 있어서, 로터 위치 검출 수단의 출력 신호에 의해 회전수를 검지하는 회전수 검지 수단을 포함하고, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분을 회전수에 따라 각각 소정값으로 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
세탁기 모터 구동 장치로서,

교류 전원;

상기 교류 전원에 접속된 정류 회로;

상기 정류 회로의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터 회로;

상기 인버터 회로에 의해 구동되어 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 무브러쉬 직류 모터;

상기 무브러쉬 직류 모터의 로터 위치를 검출하는 로터 위치 검출 수단;

상기 무브러쉬 직류 모터의 전류를 검출하는 전류 검출 수단;

상기 인버터 회로의 직류 전압을 검출하는 직류 전압 검출 수단; 및

상기 인버터 회로를 제어하는 제어 수단을 포함하며,

상기 제어 수단은 상기 무브러쉬 직류 모터의 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고,

상기 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 상기 직류 전압이 설정값으로 되도록 상기 자속에 대응한 전류 성분과 상기 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 16항에 있어서, 제어 수단은 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 인버터 회로의 직류 전압이 설정값으로 되도록 자속에 대응한 전류 성분 또는 전압 성분을 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
세탁기 모터 구동 장치로서,

교류 전원;

상기 교류 전원에 접속된 정류 회로;

상기 정류 회로의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터 회로;

상기 인버터 회로에 의해 구동되어 교반기 또는 세탁/탈수조를 구동하는 무브러쉬 직류 모터;

상기 무브러쉬 직류 모터의 로터 위치를 검출하는 로터 위치 검출 수단;

상기 무브러쉬 직류 모터의 전류를 검출하는 전류 검출 수단;

상기 무브러쉬 직류 모터의 전력을 검출하는 모터 전력 검지 수단; 및

상기 인버터 회로를 제어하는 제어 수단을 포함하며,

상기 제어 수단은 상기 무브러쉬 직류 모터의 전류를 자속에 대응한 전류 성분과 토크에 대응한 전류 성분으로 분해하고,

상기 무브러쉬 직류 모터의 제동시에 상기 무브러쉬 직류 모터의 전력에 따라 상기 자속에 대응한 전류 성분과 상기 토크에 대응한 전류 성분을 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.
제 18항에 있어서, 모터 전력 검지 수단은 자속에 대응한 전력 성분과 토크에 대응한 전력 성분에 의해 연산하여 구하도록 하여 제어하는 것을 특징으로 하는 세탁기 모터 구동 장치.