KR102521483B1 - 세탁기 및 모터 - Google Patents

Abstract

로터의 자극수의 전환에 기인하는 문제의 발생을 억제한다. 아우터 로터(20)의 자극수를 전환함으로써, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)를 동기 회전 모드나 상반 회전 모드로 회전 가능하게 되어 있다. 그리고, 아우터 로터(20)가 상반 회전 모드를 행하기 위한 자극수로 설정되어 있을 때에 동작 불가능으로 되었을 경우에, 아우터 로터(20)를 정지시킨 상태에서, 동기 회전 모드를 행하기 위한 자극수로 전환한다.

Description

세탁기 및 모터{WASHING MACHINE AND MOTOR}

본 발명은, 세탁기 및 모터에 관한 것이다.

종래로부터 하나의 스테이터의 내측과 외측에, 이너 로터와 아우터 로터가 배치된 모터를 구비하고, 회전조와 교반체를 독립적으로 회전할 수 있도록 한 세탁기가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에는, 세탁 행정에 있어서 교반체를 정/역회전시킴으로써, 회전조 내의 물이나 세탁물을 정/역 방향으로 유동시켜서 세정 작용을 얻는 동시에, 탈수 행정에 있어서 회전조와 교반체를 동일 방향으로 회전시키도록 한 구성이 개시되어 있다.

그런데, 본원 발명자 등은, 착자 전류를 인가함으로써 자극을 반전시키는 것이 가능한 복수의 전환 자석을 로터에 적용하는 것을 생각하였다. 그리고, 로터의 자극수를 전환함으로써, 이너 로터와 아우터 로터를 동일 방향으로 회전시키는 동기 회전 모드와, 이너 로터와 아우터 로터를 다른 방향으로 회전시키는 상반 회전 모드로, 모터를 회전 동작할 수 있도록 하였다.

그러나, 전환 자석에 착자 전류를 인가하고 있는 도중에, 의도하지 않게 전원이 오프로 되는 등, 전환 자석의 자극이 불분명한 상태로 되어버리는 경우가 있다. 이러한 상태에서 운전을 재개하면, 모터가 동작 불가능해지는 등, 문제가 발생할 우려가 있다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 로터의 자극수의 전환에 기인하는 문제의 발생을 억제하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 세탁기는,

급수 행정 및 세탁 행정을 수행하는 세탁기에 있어서, 세탁물을 수용하는 회전조, 내부에 상기 회전조가 마련된 수조, 상기 회전조의 내부에 회전 가능하게 마련된 펄세이터, 상기 회전조와 상기 펄세이터를 회전시키는 모터 및 상기 모터를 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 모터는, 스테이터, 상기 스테이터에 대하여 각각 독립적으로 회전 가능한 제1로터 및 제2로터, 및 상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나의 자극수를 전환하는 전환부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 전환부의 전환 동작을 제어하여, 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 동일 방향으로 회전시키는 제1회전 모드 및 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 반대 방향으로 회전시키는 제2회전 모드 로 상기 모터를 구동시키고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 급수 행정 개시 전에 상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되도록 상기 전환부를 제어한다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 급수 행정 종료 후에 상기 모터가 상기 제2회전 모드로 구동되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 급수 행정 종료 후에 상기 모터의 U상 코일, V상 코일, W상 코일 중 어느 하나의 코일에 착자 전류가 인가되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 급수 행정 종료 후에 상기 모터의 U상 코일, V상 코일, W상 코일 중 어느 하나의 코일에 미리 정해진 크기의 착자 전류가 인가되도록 제어하고, 상기 미리 정해진 크기의 착자 전류가 인가되면, 상기 모터 제어상의 d축 전류의 진폭 또는 q축 전류의 진폭이 미리 정해진 크기 이상이 될 수 있다.

또한, 상기 제1로터의 제1마그네트 또는 상기 제2로터의 제2마그네트 중 적어도 하나의 자속을 검출하는 자속 센서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 자속 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 제1회전 모드 구동 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 제1로터 및 상기 제2로터의 회전 속도를 검출하는 속도 센서를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 속도 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 제1회전 모드 구동 여부를 판단할 수 있다.

또한, 상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나는, 상기 전환부의 전환 동작에 기초하여 자극이 반전하는 복수의 전환 자석을 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 전환 자석의 위치 및 자극을 기억하고, 상기 기억된 상기 전환 자석의 위치 및 자극에 기초하여, 상기 복수의 전환 자석 중에서 상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되기 위한 자극과 반대 극성인 자극을 반전시키도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되기 위한 자극과 반대 극성인 자극이 없어질 때까지, 반복적으로 상기 전환 자석의 자극을 반전시키도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 모터는,

스테이터와, 상기 스테이터에 대하여 각각 독립적으로 회전 가능한 제1로터 및 제2로터를 포함하는 모터에 있어서, 상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나의 자극수를 전환하는 전환부 및 상기 전환부의 전환 동작을 제어하여, 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 동일 방향으로 회전시키는 제1회전 모드 및 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 반대 방향으로 회전시키는 제2회전 모드로 상기 모터를 구동시키는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제2회전 모드로 구동될 때 상기 제2로터가 동작하지 않는 경우 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제1회전 모드로 구동되도록 상기 전환부를 제어한다.

또한, 상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나는, 코일로부터 착자 전류가 인가됨에 따라 자극이 반전하는 복수의 전환 자석을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 전환 자석의 자극을 전환하기 위한 상기 착자 전류를 상기 모터의 U상 코일, V상 코일, W상 코일에 적어도 1회씩 통전시킬 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 코일에 상기 착자 전류가 통전된 후에 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 상기 제1회전 모드로 구동시키고, 상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 코일에 대한 통전 동작이 반복되도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 복수의 전환 자석 각각이 이격된 폭(θ)은, 전기각 30ㅀ < θ < 180ㅀ일 수 있다.

또한, 상기 복수의 전환 자석 각각이 이격된 폭(θ)은, 전기각 60ㅀ < θ < 120ㅀ일 수 있다.

또한, 상기 복수의 전환 자석은, 상기 전환부의 전환 동작에 기초하여 자극이 반전하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 전환부를 제어하고, 상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고, 상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 세탁기는,

급수 행정 및 세탁 행정을 수행하는 세탁기에 있어서, 세탁물을 수용하는 회전조, 내부에 상기 회전조가 마련된 수조, 상기 회전조의 내부에 회전 가능하게 마련된 펄세이터, 상기 회전조와 상기 펄세이터를 회전시키는 모터 및 상기 모터를 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 모터는, 스테이터, 상기 스테이터에 대하여 각각 독립적으로 회전 가능한 제1로터 및 제2로터 및 상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나의 자극수를 전환하는 전환부를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 전환부의 전환 동작을 제어하여, 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 동일 방향으로 회전시키는 제1회전 모드 및 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 반대 방향으로 회전시키는 제2회전 모드로 상기 모터를 구동시키고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제2회전 모드로 구동 될 때 상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제1회전 모드로 구동되도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

또한, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제1회전 모드로 구동되도록 상기 전환부를 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 로터의 자극수의 전환에 기인하는 문제의 발생을 억제한다.

도 1은 본 실시 형태에 관한 세탁기의 구성을 나타내는 측면 단면도이다.
도 2는 모터의 전체 구성을 도시하는 평면도이다.
도 3은 모터의 주요부를 도시하는 평면도이며, 아우터 로터의 자극수가 32극인 상태를 나타낸다.
도 4는 자속의 이동 경로를 나타내는 평면 단면도이다.
도 5는 모터의 주요부를 도시하는 평면도이며, 아우터 로터의 자극수가 16극인 상태를 나타낸다.
도 6은 자속의 이동 경로를 나타내는 평면 단면도이다.
도 7은 고정 자석과 전환 자석으로 보자력이 다른 자석을 사용했을 경우의 B-H 곡선을 도시하는 도면이다.
도 8은 급수 행정 개시 전에, 동기 회전 모드를 행하기 위한 자극수로 전환하는 초기화 제어의 수순을 나타내는 순서도이다.
도 9는 이극(異極)을 제거하기 위하여 착자 전류를 인가하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 모터가 동작 불가능 상태로 되었을 경우의 복귀 수순을 나타내는 순서도이다.
도 11은 전환 자석의 폭과 전기각의 관계를 설명하는 도면이다.
도 12는 S극의 전환 자석을 증자하는 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 13은 N극의 전환 자석을 증자하는 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 14는 S극의 전환 자석을 극 반전하는 타이밍을 설명하는 도면이다.
도 15는 N극의 전환 자석을 극 반전하는 타이밍을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 또한, 이하의 바람직한 실시 형태의 설명은, 본질적으로 예시에 지나지 않으며, 본 발명, 그 적용물 혹은 그 용도를 제한하는 것을 의도하는 것이 아니다.

<세탁기의 전체 구성>

도 1에, 본 실시 형태의 세탁기(1)를 나타낸다. 이 세탁기(1)는, 세탁으로부터 헹굼, 탈수의 각 처리를 자동 제어에 의해 행할 수 있는 전자동식 세탁기이다.

세탁기(1)는, 직사각형 상자 형상의 하우징(2)을 갖고, 그 전방면에, 도어(3)에 의해 개폐되는 원형의 투입구(4)가 형성되어 있다. 세탁물의 출납은, 이 투입구(4)를 통하여 행해진다.

하우징(2)의 전방면 상부에는, 스위치 등이 배치된 조작부(5)가 설치되어 있고, 그 후방에 컨트롤러(6)(제어부)가 내장되어 있다. 이러한 컨트롤러(6)는 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 하우징(2)의 내부에는, 수조(10), 드럼(11)(회전조), 모터(16), 펄세이터(12) 등이 배치되어 있다.

수조(10)는, 일단부에 내경보다도 소직경의 개구(10a)를 갖는 바닥이 있는 원통 형상의 용기이며, 그 개구(10a)를 투입구(4)를 향해, 그 중심선이 전후의 대략 수평 방향으로 연장되도록 가로 배치로 한 상태에서, 하우징(2)의 내부에 설치되어 있다. 수조(10)의 상부에는, 급수부(7)가 설치되어 있고, 세탁 시나 헹굼 시에는, 급수부(7)로부터 공급된 세정수나 헹굼수가, 수조(10)의 하부에 저류된다. 수조(10)의 하부에는, 밸브에 의해 개폐 제어되는 배수관(8)이 연결되어 있고, 불필요한 물은, 배수관(8)을 통하여 세탁기(1)의 외부로 배수된다.

드럼(11)은, 일단부에 개구부(11a)를 갖고, 타단부에 저부를 갖는 바닥이 있는 원통 형상의 용기이며, 그 개구부(11a)를 전방을 향하게 한 상태에서 수조(10)에 수용되어 있다. 드럼(11)은, 전후 방향으로 연장되는 회전축(J)을 중심으로 회전 가능하게 되어 있고, 드럼(11)에 세탁물이 수용된 상태에서, 세탁, 헹굼, 탈수 등의 각 행정이 실행된다.

드럼(11)의 주위벽부에는, 내외로 관통하는 다수의 통수 구멍(1lb)이 형성되어 있고, 수조(10)에 저류된 세정수는, 이들 통수 구멍(1lb)을 통하여 드럼(11)의 내부로 유입된다.

펄세이터(12)는, 드럼(11)의 저부에 배치되어 있다. 펄세이터(12)는, 드럼(11)과 독립적으로 회전축(J)을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다.

이너 샤프트(13) 및 아우터 샤프트(14)로 이루어지는 이중 샤프트(15)가, 회전축(J)을 중심으로 수조(10)의 저면을 관통한 상태로 설치되어 있다. 아우터 샤프트(14)는, 이너 샤프트(13)보다도 축길이가 짧은 원통 형상의 샤프트이다.

이너 샤프트(13)는, 아우터 샤프트(14)의 내부에 회전 가능하게 축지지되어 있고, 그 선단부에 펄세이터(12)가 연결되어 지지되어 있다. 아우터 샤프트(14)는, 수조(10)에 회전 가능하게 축지지되어 있고, 그 선단부에 드럼(11)이 연결되어 지지되어 있다. 이들 아우터 샤프트(14) 및 이너 샤프트(13)의 기단부는, 수조(10)의 후방측에 배치된 모터(16)에 연결되어 있다.

모터(16)는, 직경이 수조(10)보다도 작은 편평한 원기둥 형상의 외관을 갖고, 수조(10)의 후방측에 부착되어 있다. 모터(16)는, 아우터 샤프트(14) 및 이너 샤프트(13)의 각각을 독립적으로 구동한다.

컨트롤러(6)는, CPU나 메모리 등의 하드웨어와, 제어 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어 있다. 컨트롤러(6)는 세탁기(1) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘, 프로그램 형태의 데이터를 저장하는 메모리, 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하여 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.

컨트롤러(6)는, 세탁기(1)를 종합적으로 제어하고 있으며, 조작부(5)로 입력되는 지시에 따라 급수, 세탁, 헹굼, 탈수 등의 각 행정을 자동으로 운전한다. 컨트롤러(6)에는, 기억부(6a)나 판정부(6b)가 설치되어 있다. 또한, 기억부(6a)나 판정부(6b)에 대해서는 후술한다.

<모터>

일 실시예에 따른 세탁기(1)는 세탁기(1)의 구동을 구현하는 모터부를 포함할 수 있고, 이러한 모터부는 모터(12) 및 컨트롤러(6)를 포함할 수 있다. 이러한 컨트롤러(6)는, CPU나 메모리 등의 하드웨어와, 제어 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어 있다. 컨트롤러(6)는 모터부 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘, 프로그램 형태의 데이터를 저장하는 메모리, 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하여 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다. 컨트롤러(6)는, 모터부를 종합적으로 제어할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 모터(16)는, 아우터 로터(20)(제2 로터), 이너 로터(30)(제1 로터), 스테이터(40) 등으로 구성되어 있다. 즉, 이 모터(16)는, 하나의 스테이터(40)의 직경 방향 외측 및 내측에 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)를 구비한, 소위 듀얼 로터 모터이다.

그리고, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)가, 클러치나 가감속기 등을 개재하는 일없이 펄세이터(12)나 드럼(11)에 연결되어 있으며, 이들을 직접 구동하도록 구성되어 있다.

아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)는, 스테이터(40)의 코일(43)을 공용하고 있고, 코일(43)에 전류를 공급함으로써, 이 모터(16)는, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)의 각각을 독립적으로 회전 구동할 수 있도록 되어 있다.

아우터 로터(20)는, 편평한 바닥이 있는 원통 형상의 부재이며, 저부의 주연에 세워 설치된 로터 요크(22)와, 원호 형상의 영구 자석으로 이루어지는 복수의 아우터 마그네트(24)를 갖고 있다.

본 실시 형태에서는, 아우터 로터(20)는, 컨시퀀트형 로터이며, 16개의 아우터 마그네트(24)가, 둘레 방향으로 간격을 두고 S극이 교대로 배열되도록 배치되고, 로터 요크(22)의 내면에 고정되어 있다. 또한, 상세하게는 후술하지만, 아우터 마그네트(24)는, 코일(43)에의 통전 동작을 제어함으로써, 자력을 증자시키거나 자극을 반전시키는 것이 가능한 전환 자석(25)으로 구성되어 있다.

이너 로터(30)는, 아우터 로터(20)보다도 외경이 작은 편평한 바닥이 있는 원통 형상의 부재이며, 저부의 주위에 세워 설치된 내측 주위벽부(32)와, 직사각형 판 형상의 영구 자석으로 이루어지는 복수의 이너 마그네트(34)를 갖고 있다.

본 실시 형태에서는, 이너 로터(30)는, 스포크형 로터이며, 32개의 이너 마그네트(34)가, 둘레 방향으로 간격을 두고 방사상으로 배열되도록 배치되고, 내측 주위벽부(32)에 설치 고정되어 있다. 이너 마그네트(34) 사이에는 로터 코어(33)가 둘레 방향으로 배치되어 있다.

스테이터(40)는, 아우터 로터(20)의 내경보다도 외경이 작고 이너 로터(30)의 외경보다도 내경이 큰 원환 형상의 부재로 형성되어 있다. 스테이터(40)는, 복수의 티스(41)나 코일(43) 등이, 수지로 매설된 상태로 구비되어 있다. 본 실시 형태의 스테이터(40)에는, 24개의 I형 티스(41) 및 코일(43)이 구비되어 있다.

티스(41)는, 종단면이 I의형상을 갖는 박판 형상의 철 부재이며, 각각이 등간격으로 방사상으로 배열되도록 하여 스테이터(40)의 전체 둘레에 배치되어 있다. 티스(41)의 내주측 및 외주측 측단부는, 그 양쪽 코너로부터 둘레 방향으로 플렌지 형상으로 돌출되어 있다.

티스(41)에는, 절연재를 통하여 절연재로 피복된 3개의 와이어를, 소정의 순서 및 구성으로 연속해서 권회함으로써, 티스(41)마다 코일(43)이 형성되어 있다. 코일(43)이 형성된 일군의 티스(41)는, 각 직경 측단부면만을 노출시킨 상태로 몰드 성형에 의해 열경화성 수지로 매설되어 있고, 절연된 상태로 일정한 배치로 고정되어 있다.

티스(41)의 이너 로터(30)측의 단부는, 로터 코어(33)와 근소한 간극을 두고 대향하고, 티스(41)의 아우터 로터(20)측의 단부는, 아우터 마그네트(24)와 근소한 간극을 두고 대향하도록, 스테이터(40), 이너 로터(30), 아우터 로터(20)가 부착되어 있다.

인접하는 티스(41) 사이에 있어서의 이너 로터(30) 근방의 위치에는, 디지털식 자속 센서(44)나, 속도 센서(46)가 배치되어 있다. 자속 센서(44)는, 이너 로터(30)의 이너 마그네트(34)의 위치를 파악하기 위한 것이다. 또한, 속도 센서(46)는, 이너 로터(30)의 회전 속도를 검출하기 위한 것이다.

또한, 인접하는 티스(41) 사이에 있어서의 아우터 로터(20) 근방의 위치에는, 아날로그식 자속 센서(45)나, 속도 센서(47)가 배치되어 있다. 자속 센서(45)는, 예를 들어 홀 센서로 구성되고, 아우터 로터(20)의 아우터 마그네트(24)의 위치를 파악하기 위한 것이다. 또한, 속도 센서(47)는, 아우터 로터(20)의 회전 속도를 검출하기 위한 것이다.

본 실시 형태에 관한 모터(16)에서는, 스테이터(40)의 코일(43)에 통전되었을 때, 티스(41)의 아우터측과 이너측에는, 동시에, 서로 다른 극이 발생하고, 회전자계에 수반하여, 아우터 로터(20)와 이너 로터(30)가 각각 독립적으로 회전한다.

이와 같이, 스테이터(40)를 아우터 로터(20)와 이너 로터(30)에서 공용함으로써, 하나의 인버터에 의해, 아우터 로터(20)와 이너 로터(30)를 복수의 회전 모드로 회전 구동시킬 수 있다.

<자극수의 전환 동작>

도 3은, 모터의 주요부를 도시하는 평면도이며, 기계각 90ㅀ분의 상태를 나타내고 있다. 아우터 마그네트(24)는, 모두 전환 자석(25)으로 구성되어 있다. 이너 마그네트(34)는, 모두 고정 자석(35)으로 구성되어 있다. 여기서, 전환 자석(25)이란, 전환부로서의 코일(43)에 착자 전류를 공급했을 때에, 그 자석의 극성이 반전하는 자석이다. 또한, 고정 자석(35)이란, 코일(43)에 착자 전류를 공급해도, 그 자석의 극성이 반전하지 않는 자석이다. 후술하는 보자력의 크기나 자석의 종류 등에 의존할 필요는 없다.

여기서, 반전하는, 반전하지 않는다라고 함은, 자석 전체의 극성을 나타내고, 일부에 반대극이 있더라도 토탈 자속으로 판별하면 된다.

본 실시 형태에서는, 스테이터(40)의 극수(St)가 24극, 이너 로터(30)의 극수가 32극, 아우터 로터(20)의 최다 극수가 32극으로 되도록 구성되고, 그 비율은, St:m = 3:4로 되어 있다. 여기서, 아우터 로터(20)는, 착자에 의해 극수를 전환함으로써, 32극 또는 16극으로 전환 가능하게 되어 있다.

도 3에 도시하는 상태에서는, 아우터 마그네트(24)는, 둘레 방향으로 간격을 두고 티스(41)측의 아우터 마그네트(24)의 표면이 S극으로 되도록 배치되어 있다. 아우터 마그네트(24)를 이러한 배치로 함으로써, 인접하는 S극의 아우터 마그네트(24) 사이에 있어서의 아우터 로터(20)의 로터 요크(22)가 N극으로 되고, 아우터 로터(20)의 자극수가 32극으로 된다(도 4 참조). 여기서, 로터 요크(22)의 N극 부분에 돌극 구조를 갖지 않으므로, 로터 요크(22)와 티스(41) 사이의 자기 저항은 대략 동일해진다. 이러한 돌극 구조가 없는 컨시퀀트형 로터를 사용함으로써, 진동이나 소음을 억제한 구성으로 할 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 로터 요크(22)의 N극 부분으로부터 나온 자속은, 티스(41)를 통하여 이너 로터(30)측을 지나고, 다른 티스(41)를 통하여 아우터 마그네트(24)의 S극으로 들어가고, 로터 요크(22)를 통하여 로터 요크(22)의 N극으로 복귀한다.

여기서, 아우터 로터(20)의 자극수가 32극인 경우에는, 아우터 로터(20)의 N극의 로터 요크(22)와 티스(41)와의 간극인 에어 갭이 크기 때문에, 유기 전압이 작아진다. 그로 인해, 고속 또한 저 토크를 필요로 하는 탈수 시에는, 아우터 로터(20)의 자극수를 32극으로 하는 것이 좋다.

한편, 코일(43)에 착자 전류를 공급하여 아우터 마그네트(24)의 일부 자극을 반전시키고, 도 5에 도시한 바와 같이, 둘레 방향으로 간격을 두고 N극과 S극이 교대로 배열되도록 전환하면, 아우터 로터(20)의 자극수가 16극으로 된다.

도 6에 도시한 바와 같이, 아우터 마그네트(24)의 N극으로부터 나온 자속은, 티스(41)를 통하여 이너 로터(30)측을 지나고, 다른 티스(41)를 통하여 아우터 마그네트의 S극으로 들어가고, 로터 요크(22)를 통하여 아우터 마그네트(24)의 N극으로 복귀한다.

여기서, 아우터 로터(20)의 자극수가 16극인 경우에는, N극의 아우터 마그네트(24)와 티스(41)와의 간극인 에어 갭이, 32극인 경우에 비하여 작기 때문에, 유기 전압이 커진다. 그로 인해, 저속 또한 고 토크를 필요로 하는 세탁 시에는, 아우터 로터(20)의 자극수를 16극으로 하는 것이 좋다.

이어서, 도 3을 사용하여, 아우터 마그네트(24)의 자극을 32극으로부터 16극으로 전환하는 방법에 대하여 설명한다. 도 3은 32극이지만, 밑에서부터 2번째의 자석의 자극을 S극으로부터 N극으로 전환함으로써 16극으로 할 수 있다. 밑에서부터 2번째의 티스(41)와 밑에서부터 3번째의 티스(41)에 도 3의 화살표로 나타내는 방향으로 자계가 흐르도록, 코일(43)에 착자 전류를 흘린다. 그에 의해, 밑에서부터 2번째의 아우터 마그네트(24)의 자극을 S극으로부터 N극으로 반전시킬 수 있다.

이어서, 도 5을 사용하여, 아우터 마그네트(24)의 자극을 16극으로부터 32극으로 전환하는 방법에 대하여 설명한다. 도 5는 16극이지만, 밑에서부터 2번째의 자석의 자극을 N극으로부터 S극으로 전환함으로써 32극으로 할 수 있다. 밑에서부터 2번째의 티스(41)와 밑에서부터 3번째의 티스(41)에 도 5의 화살표로 나타내는 방향으로 자계가 흐르도록, 코일(43)에 착자 전류를 흘린다. 그에 의해, 밑에서부터 2번째의 아우터 마그네트(24)의 자극을 N극으로부터 S극으로 반전시킬 수 있다.

또한, 도 5에 도시하는 아우터 마그네트(24)의 배치의 경우, 밑에서부터 2번째의 아우터 마그네트(24)의 일부에 앞의 극이 남는 경우가 있으나, 필요한 경우에는, 아우터 로터(20)의 각도, 코일(43)에 흘리는 착자 전류의 상을 적절히 맞추고, 복수회의 자화를 행함으로써 완전하게 자화를 반전시키는 것은 가능하다.

여기서, 자화되는 티스(41) 사이에 있어서 아우터 마그네트(24)를 지나는 자속의 경로의 자기 저항은, 이너 로터(30)의 에어 갭 근방을 지나는 자속의 경로의 자기 저항보다도 크게 되어 있다. 즉, 이너 로터(30)에서는, 이너 마그네트(34)를 지나는 자속의 일부가, 에어 갭 근방을 지나도록 분기하게 된다.

이에 의해, 착자 전류를 공급했을 때에, 전환 자석(25)에는, 고정 자석(35)보다도 많은 자속이 흐르게 되고, 전환 자석(25)부의 자화력은, 고정 자석(35)부의 자화력보다도 커진다.

이와 같이, 착자를 위한 자속의 자로를 적절하게 설정함으로써, 예를 들어 전환 자석(25)과 고정 자석(35)을, 보자력이 동일한 페라이트 자석으로 구성한 경우라도, 전환 자석(25)만의 자극 전환을 안정적으로 행할 수 있다.

또한, 전환 자석(25)과 고정 자석(35)을, 보자력이 다른 2종류 이상의 자석으로 구성해도 좋다. 예를 들어, 고정 자석(35)의 보자력을, 전환 자석(25)의 보자력보다도 크게 함으로써, 보다 안정된 자화를 얻을 수 있다. 또한, 이너 로터(30)의 고정 자석(35)으로, 희토류 자석을 사용함으로써, 이너 로터(30)와 아우터 로터(20)의 토크 밸런스를 보다 용이하게 취할 수 있다.

도 7은, 고정 자석(35)과 전환 자석(25)으로 보자력이 다른 자석을 사용했을 경우의 B-H 곡선(자기 히스테리시스 곡선)을 도시하는 도면이다. 여기서, 코일(43)에 착자 전류를 흘림으로써, +A 이상, -A 이하 및 고정 자석(35)의 보자력을 초과하지 않는 자계를 발생시키면, 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 전환 자석(25)의 자극을 반전시키는 것이 가능하다. 자화되는 전류는 펄스 전류이면 되며, 수십 msec 정도의 시간에 자화가 가능하다.

그런데, 전환 자석(25)을 자화하는데 있어서, 코일(43)에 인가하는 전압은, 착자 전류를 크게 하기 위하여, 가능한 한 높은 쪽이 유리하다. 또한, 탈수 시와 같은 고속 회전을 행하는 경우에도, 전압이 높은 쪽이 하기 쉽다. 그러나, 세탁이나 헹굼 등의 세탁 시와 같은 저속 회전, 고 토크의 경우에는, 너무 높지 않은 것이 일반적으로 인버터의 효율이 좋다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 자화 시 및 탈수 시에는, 자화와 동일한 전압을 인버터에 공급하는 한편, 세탁 시에는, 자화의 전압보다 낮은 전압을 인버터에 공급하도록 하고 있다. 이에 의해, 소비 전력을 저감시킬 수 있다.

<회전 모드에 대하여>

여기서, 코일(43)에 착자 전류를 공급하여 전환 자석(25)의 자극을 반전시키는 자극수의 전환 동작은, 컨트롤러(6)에 의해 제어된다. 즉, 컨트롤러(6)의 제어 지령에 기초하여, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)를 복수의 회전 모드로 회전 구동시키도록 하고 있다.

구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 아우터 마그네트(24)가 둘레 방향으로 간격을 두고 S극이 배열되도록 배치되어 있으면, 인접하는 S극의 아우터 마그네트(24) 사이에 있어서의 아우터 로터(20)의 로터 요크(22)가 N극으로 되고, 아우터 로터(20)의 자극수가 32극으로 된다. 이때, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)는, 동일한 방향(도 3에서 시계 방향)으로 회전하게 된다. 본 실시 형태에서는, 이 회전 모드를 동기 회전 모드라 칭한다.

한편, 코일(43)에 착자 전류를 공급하여 아우터 마그네트(24)의 일부 자극을 반전시키고, 도 5에 도시한 바와 같이, 아우터 마그네트(24)가 둘레 방향으로 간격을 두고 N극과 S극이 교대로 배열되도록 전환하면, 아우터 로터(20)의 자극수가 16극으로 된다. 이때, 아우터 로터(20)는, 도 5에서 반시계 방향으로 회전하는 한편, 이너 로터(30)는, 도 5에서 시계 방향으로 회전한다. 즉, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)는, 서로 다른 방향으로 다른 속도로 회전하게 된다. 본 실시 형태에서는, 이 회전 모드를 상반 회전 모드라 칭한다.

또한, 회전 모드로서는, 본 실시 형태 이외에 자극수의 조합에 의해 동기 회전 모드, 상반 회전 모드의 다른 회전 비율이나 동일한 회전 비율을 구성할 수 있다. 이와 같이, 동기 회전 모드나 상반 회전 모드는, 동일한 방향 또는 다른 방향으로, 동일 속도 또는 다른 속도로 회전시킴으로써, 임의의 회전 비율로 회전하거나, 다른 토크로 회전하는 회전 모드도 포함한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 자속 센서(44, 45)에 의해 이너 로터(30)나 아우터 로터(20)의 위치를 파악해서 3상 전류를 흘리도록 하고 있지만, 이 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 유기 전압을 이용하거나, 검출 전류를 이용하는 등, 소위 센서레스 방식을 채용해도 좋다. 또한, 인코더 등, 기타의 방법을 사용해서 3상 전류를 흘리도록 해도 좋다.

<급수 행정 개시 전 제어에 대하여>

그런데, 급수 행정 개시 전에는, 드럼(11) 내의 세탁물을 풀기 위하여, 드럼(11)을 회전시키도록 하고 있다. 그러나, 예를 들어 아우터 로터(20)의 자극수를 전환하고 있는 도중에, 의도하지 않게 전원이 오프로 되는 등, 아우터 로터(20)의 자극수가 불분명한 상태로 되면, 운전을 재개했을 때에, 상반 회전 모드에서 모터(16)가 회전할 우려가 있다. 그리고, 상반 회전 모드에서는, 드럼(11)과 펄세이터(12)가 역방향으로 회전하므로, 세탁물이 비틀려버려서, 옷감을 손상시켜버릴 우려가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 급수 행정 개시 전에는, 아우터 로터(20)의 자극수를, 동기 회전 모드를 행하기 위한 자극수로 전환하는 한편, 급수 행정 종료 후에는, 상반 회전 모드를 행하기 위한 자극수로 전환하도록 하고 있다.

구체적으로, 착자 전류를 U상의 코일(43)에 흘리면, 그에 따라 모터 제어의 qd축 전류가 크게 변화한다. 모터(16)의 통상 구동 시의 전류 진폭은 0.5A 내지 10A 정도이지만, 착자에 필요한 전류는, 자석의 사양에 따라 다르지만, 전류 진폭은 15A 내지 30A 정도이다.

이에 의해, 급수 행정 개시 전 세탁물을 푸는 작업은, 반드시 동기 회전 모드로 행해지게 되므로, 세탁물을 손상시킬 우려를 경감시킬 수 있다.

그리고, 모터(16)가 동기 회전 모드로 행해지고 있는지 여부는, 자속 센서(45)나 속도 센서(46, 47)의 검출 결과에 기초하여 판정된다. 구체적으로, 아우터 로터(20)측에 배치된 자속 센서(45)에서는, 복수의 전환 자석(25)의 위치 및 자극이 검출된다. 속도 센서(46)에서는, 이너 로터(30)의 회전 속도가 검출되고, 속도 센서(47)에서는, 아우터 로터(20)의 회전 속도가 검출된다.

자속 센서(45) 및 속도 센서(46, 47)의 검출 결과는, 컨트롤러(6)로 송신되어 기억부(6a)에 기억된다. 컨트롤러(6)의 판정부(6b)에서는, 자속 센서(45)의 검출 결과로부터 아우터 로터(20)의 자극수를 확인하고, 동기 회전 모드를 행하기 위한 자극수로 전환되어 있는지가 판정된다.

또한, 판정부(6b)에서는, 속도 센서(46, 47)의 검출 결과로부터 아우터 로터(20)와 이너 로터(30)의 속도 차를 검출함으로써, 동기 회전 모드가 행해지고 있는지 여부를 판정할 수도 있다.

그리고, 급수 행정 종료 후에는, 아우터 로터(20)의 자극수를 전환함으로써, 모터(16)를 상반 회전 모드로 회전시키도록 제어하면 좋다. 이에 의해, 세탁 행정에서는, 드럼(11)과 펄세이터(12)를 역회전시킴으로써, 세정 효과를 높일 수 있다.

<초기화 제어에 대하여>

이하, 급수 행정 개시 전에, 동기 회전 모드를 행하기 위한 자극수로 전환하는 초기화 제어의 수순에 대하여, 도 8의 흐름도를 사용해서 설명한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 스텝 S101에서는, 모터(16)를 기동시키고, 스텝 S102로 진행한다.

스텝 S102에서는, 복수의 전환 자석(25) 중, 동기 회전 모드를 행하기 위한 자극과는 반대 극성을 갖는 전환 자석(25)이 없는지, 즉, 이극의 유무를 판정한다. 도 9에 도시한 바와 같이, 이극의 유무는, 자속 센서(45)의 출력으로부터 판정할 수 있다. 즉, 자속 센서(45)에 의해 주기적으로 얻어지는 출력 신호 중에서, 플러스 방향으로 돌출되어 있는 부분이, 전환 자석(25)의 자극이 N극이라고 판정할 수 있다. 스텝 S102에서의 판정이 「"예"」의 경우에는, 스텝 S103으로 분기한다. 스텝 S102에서의 판정이 「아니오」의 경우에는, 처리를 종료한다.

스텝 S103에서는, 이극의 위치를 기억부(6a)에 기억하여, 다음 번 착자 위치로 피드백시키고, 스텝 S104로 진행한다.

스텝 S104에서는, 이극의 전환 자석(25)에 대하여 착자를 행하고, 스텝 S102로 복귀한다. 도 9에 도시한 바와 같이, N극의 전환 자석(25)에 대하여 착자 전류를 인가함으로써, 극 반전을 행하도록 하고 있다.

그리고, 동기 회전 모드를 행하기 위한 자극과는 반대 극성이 없어질 때까지, 스텝 S102로부터 스텝 S104까지를 반복하여, 전환 자석(25)의 극 반전을 행한다. 이에 의해, 동기 회전 모드를 확실하게 행할 수 있다.

<로터의 동작 불가능 시의 제어에 대하여>

본 실시 형태에서는, 아우터 로터(20)의 자극수를 전환함으로써, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)를 동기 회전 모드나 상반 회전 모드로 회전 동작시키도록 하고 있다.

그러나, 상반 회전 모드 중에, 의도하지 않게 전원이 오프로 되었을 경우에, 모터(16)의 운전을 재개하고자 해도, 상반 회전 모드 중의 감자 등의 이상이 발생하여 토크 부족으로 되어 있으면, 로터가 완전히 기동할 수 없게 되어버릴 우려가 있다.

따라서, 본 실시 형태에서는, 아우터 로터(20)의 정지 중에 자극수의 전환을 행하여 동기 회전 모드로 복귀시킴으로써, 토크 부족을 해소하고, 아우터 로터(20)를 동작 가능한 상태로 하고 있다. 이하, 모터(16)가 동작 불가능 상태로 되었을 경우의 복귀 수순에 대하여, 도 10의 흐름도를 사용해서 설명한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 스텝201에서는, 모터(16)가 동작 불가능으로 된 것이 검출되고, 스텝 S202로 진행한다.

스텝 S202에서는, U상의 코일(43)에 통전을 행하고, 스텝 S203으로 진행한다.

스텝 S203에서는, V상의 코일(43)에 통전을 행하고, 스텝 S204로 진행한다.

스텝 S204에서는, W상의 코일(43)에 통전을 행하고, 스텝 S205로 진행한다.

스텝 S205에서는, U상, V상, W상의 코일(43)에의 착자 전류의 통전 후에, 아우터 로터(20) 및 이너 로터(30)를 동기 회전 모드로 동작시키도록 모터(16)를 기동하고, 스텝 S206으로 진행한다.

스텝 S206에서는, 모터(16)가 기동되었는지를 판정한다. 스텝 S206에서의 판정이 「"예"」의 경우에는, 스텝 S207로 분기한다. 스텝 S206에서의 판정이 「아니오」의 경우에는, 스텝 S202로 분기한다.

스텝 S207에서는, 동기 회전 모드를 행하기 위하여 전환 자석(25)의 증자를 행하고, 처리를 종료한다. 이에 의해, 토크 부족을 해소하고, 아우터 로터(20)를 동작 가능한 상태로 할 수 있다.

한편, 아우터 로터(20)가 계속해서 동작 불가능일 경우에는, U상, V상, W상의 코일(43)에의 통전 동작을 반복한다(스텝 S202로부터 스텝 S206).

<전환 자석의 폭에 대하여>

그런데, 아우터 로터(20)가 동작 불가능으로 되었을 경우에, U상, V상, W상의 코일(43)에 대하여 적어도 1회씩 통전함으로써, 전환 자석(25)을 극 반전시키기 위해서는, 아우터 로터(20)의 정지 시에, U상, V상, W상 중 어느 하나의 티스(41)에 전환 자석(25)이 대향하고 있을 필요가 있다.

구체적으로, 도 11에 도시한 바와 같이, U상, V상, W상의 티스(41)는, 전기각 120ㅀ 씩 이격되어서 배치되어 있다. 그로 인해, 전환 자석(25)의 폭(θ)을, 최소 자석 폭을 전기각 60ㅀ, 최대 자석 폭을 전기각 120ㅀ로 하고, 60ㅀ < θ < 120ㅀ의 범위 내에서 설정하면, 아우터 로터(20)의 정지 시에, U상, V상, W상 중 어느 하나의 티스(41)에 전환 자석(25)이 대향하게 되므로, 전환 자석(25)의 극 반전을 확실하게 행할 수 있다.

<증자 또는 극 반전의 타이밍에 대하여>

전환 자석(25)의 내부에서는, 자속이 S극으로부터 N극을 향하여 흐르고 있다. 그리고, 전환 자석(25)의 내부를 흐르는 자속과 동일한 방향으로 자속을 흘림으로써, 전환 자석(25)의 자력을 증자할 수 있도록 되어 있다. 또한, 전환 자석(25)의 내부를 흐르는 자속과 반대 방향으로 자속을 흘림으로써, 전환 자석(25)의 극 반전을 행할 수 있도록 되어 있다.

도 12 내지 도 15에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 전환 자석(25)의 자력을 증자 또는 극 반전시킬 때에 아우터 로터(20)의 회전 방향 및 전환 자석(25)의 위치를 고려하도록 하고 있다.

먼저, 도 12에 도시한 바와 같이, 아우터 로터(20)가 일방향(도 12에서 좌측 방향)으로 회전하고 있고, 티스(41)에 대향하는 S극의 전환 자석(25)을 증자할 경우에 대하여 검토한다.

이 경우에는, 아우터 로터(20)의 회전 중에, 티스(41)로부터 전환 자석(25)에 있어서의 회전 방향의 전방측 부분(도 12에서 좌측 부분)을 향하여 자속을 흘림으로써, 전환 자석(25)의 좌측 부분을 증자한다. 이에 의해, 전환 자석(25)을 증자할 때에 전환 자석(25)의 좌측 부분과 티스(41) 사이에 흡인력이 작용하고, 아우터 로터(20)가 회전 방향으로 가속되므로, 착자음을 저감시킬 수 있다.

또한, 전환 자석(25)의 좌측 부분을 증자한 후의, 나머지 우측 부분(도 12에서 회전 방향의 후방측 부분)에 대해서는, 아우터 로터(20)를 역회전시켜서, 마찬가지로 증자하도록 하고 있다.

즉, 아우터 로터(20)의 역회전 중에, 티스(41)로부터 전환 자석(25)에 있어서의 역회전 방향으로 전방측 부분(도 12에서 우측 부분)을 향하여 자속을 흘림으로써, 전환 자석(25)의 우측 부분을 증자한다. 이에 의해, 전환 자석(25)을 증자할 때에 전환 자석(25)의 우측 부분과 티스(41) 사이에 흡인력이 작용하고, 아우터 로터(20)가 역회전 방향으로 가속되므로, 착자음을 저감시킬 수 있다.

도 13에서는, 아우터 로터(20)가 일방향(도 13에서 좌측 방향)으로 회전하고 있고, 티스(41)에 대향하는 N극의 전환 자석(25)을 증자할 경우의 자속 흐름에 대하여 나타내고 있다.

도 13에 도시한 바와 같이, 아우터 로터(20)의 회전 중에, 전환 자석(25)에 있어서의 회전 방향의 전방측 부분(도 13에서 좌측 부분)으로부터 티스(41)를 향하여 자속을 흘림으로써, 전환 자석(25)의 좌측 부분을 증자한다. 이에 의해, 전환 자석(25)을 증자할 때에 전환 자석(25)의 좌측 부분과 티스(41) 사이에 흡인력이 작용하고, 아우터 로터(20)가 회전 방향으로 가속되므로, 착자음을 저감시킬 수 있다.

또한, 전환 자석(25)의 좌측 부분을 증자한 후의, 나머지 우측 부분(도 13에서 회전 방향의 후방측 부분)에 대해서는, 아우터 로터(20)를 역회전시켜서, 마찬가지로 증자하면 된다.

이어서, 도 14에 도시한 바와 같이, 아우터 로터(20)가 일방향(도 14에서 좌측 방향)으로 회전하고 있고, 티스(41)에 대향하는 S극의 전환 자석(25)을 극 반전시킬 경우에 대하여 검토한다.

이 경우에는, 아우터 로터(20)의 회전 중에, 전환 자석(25)에 있어서의 회전 방향의 후방측 부분(도 14에서 우측 부분)으로부터 티스(41)를 향하여 자속을 흘림으로써, 전환 자석(25)의 우측 부분을 극 반전시킨다. 이에 의해, 전환 자석(25)을 극 반전시킬 때에 전환 자석(25)의 우측 부분과 티스(41) 사이에 반발력이 작용하고, 아우터 로터(20)가 회전 방향으로 가속되므로, 착자음을 저감시킬 수 있다.

또한, 전환 자석(25)의 우측 부분을 극 반전시킨 후의, 나머지 좌측 부분(도 14에서 회전 방향의 전방측 부분)에 대해서는, 아우터 로터(20)를 역회전시켜서, 마찬가지로 극 반전시키면 된다.

도 15에서는, 아우터 로터(20)가 일방향(도 15에서 좌측 방향)으로 회전하고 있고, 티스(41)에 대향하는 N극의 전환 자석(25)을 극 반전시킬 경우의 자속 흐름에 대하여 나타내고 있다.

도 15에 도시한 바와 같이, 아우터 로터(20)의 회전 중에, 티스(41)로부터 전환 자석(25)에 있어서의 회전 방향의 후방측 부분(도 15에서 우측 부분)을 향하여 자속을 흘림으로써, 전환 자석(25)의 우측 부분을 극 반전시킨다. 이에 의해, 전환 자석(25)을 극 반전시킬 때에 전환 자석(25)의 우측 부분과 티스(41) 사이에 반발력이 작용하고, 아우터 로터(20)가 회전 방향으로 가속되므로, 착자음을 저감시킬 수 있다.

또한, 전환 자석(25)의 우측 부분을 극 반전시킨 후의, 나머지 좌측 부분(도 15에서 회전 방향의 전방측 부분)에 대해서는, 아우터 로터(20)를 역회전시켜서, 마찬가지로 극 반전시키면 된다.

《기타 실시 형태》

상기 실시 형태에 대해서는, 이하와 같은 구성으로 해도 좋다.

본 실시 형태에서는, 아우터 로터(20)에 전환 자석(25)을 설치함으로써, 아우터 로터(20)의 극수를 전환 가능하게 했으나, 이너 로터(30)에 전환 자석(25)을 설치함으로써, 이너 로터(30)의 극수를 전환 가능하게 해도 좋다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 로터의 자극수의 전환에 기인하는 문제의 발생을 억제할 수 있다고 하는 실용성이 높은 효과가 얻어지는 점에서, 지극히 유용하며 산업상 이용 가능성은 높다.

1: 세탁기
6: 컨트롤러(제어부)
6a: 기억부
6b: 판정부
10: 수조
11: 드럼(회전조)
12: 펄세이터
16: 모터
20: 아우터 로터(제2 로터)
25: 전환 자석
30: 이너 로터(제1 로터)
40: 스테이터
43: 코일(전환부)
45: 자속 센서
46: 속도 센서
47: 속도 센서

Claims (20)

1. 급수 행정 및 세탁 행정을 수행하는 세탁기에 있어서,
   세탁물을 수용하는 회전조;
   내부에 상기 회전조가 마련된 수조;
   상기 회전조의 내부에 회전 가능하게 마련된 펄세이터;
   상기 회전조와 상기 펄세이터를 회전시키는 모터; 및
   상기 모터를 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
   상기 모터는,
   복수의 코일을 포함하는 스테이터;
   상기 스테이터에 대하여 독립적으로 회전 가능한 제1로터; 및
   상기 스테이터에 대하여 독립적으로 회전 가능한 제2로터;를 포함하고,
   상기 복수의 코일은,
   상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나의 자극수를 전환하고,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   전환 동작을 수행하도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하여, 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 동일 방향으로 회전시키는 제1회전 모드 또는 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 반대 방향으로 회전시키는 제2회전 모드로 상기 모터를 구동시키고, 상기 급수 행정 개시 전에 상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하고,
   상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나는,
   상기 전환 동작에 기초하여 자극이 반전하는 복수의 전환 자석을 포함하고,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 전환 자석의 위치 및 자극을 기억하고, 상기 기억된 상기 전환 자석의 위치 및 자극에 기초하여, 상기 복수의 전환 자석 중에서 상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되기 위한 자극과 반대 극성인 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 세탁기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 급수 행정 종료 후에 상기 모터가 상기 제2회전 모드로 구동되도록 제어하는 세탁기.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 급수 행정 종료 후에 상기 복수의 코일의 U상 코일, V상 코일, W상 코일 중 어느 하나의 코일에 착자 전류가 인가되도록 제어하는 세탁기.
4. 제 2항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 급수 행정 종료 후에 상기 복수의 코일의 U상 코일, V상 코일, W상 코일 중 어느 하나의 코일에 미리 정해진 크기의 착자 전류가 인가되도록 제어하고,
   상기 미리 정해진 크기의 착자 전류가 인가되면, 상기 모터 제어상의 d축 전류의 진폭 또는 q축 전류의 진폭이 미리 정해진 크기 이상이 되도록 제어하는 세탁기.
5. ◈청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제 1항에 있어서,
   상기 제1로터의 제1마그네트또는 상기 제2로터의 제2마그네트 중 적어도 하나의 자속을 검출하는 자속 센서;를 더 포함하고,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 자속 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 제1회전 모드 구동 여부를 판단하는 세탁기.
6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

   제 1항에 있어서,
   상기 제1로터 및 상기 제2로터의 회전 속도를 검출하는 속도 센서;를 더 포함하고,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 속도 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 제1회전 모드 구동 여부를 판단하는 세탁기.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되기 위한 자극과 반대 극성인 자극이 없어질 때까지, 반복적으로 상기 전환 자석의 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 세탁기.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고,
   상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 세탁기.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고,
    상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 세탁기.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고,
    상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 세탁기.
12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고,
    상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 세탁기.
13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    모터에 있어서,
    복수의 코일을 포함하는 스테이터;
    상기 스테이터에 대하여 독립적으로 회전 가능한 제1로터;
    상기 스테이터에 대하여 독립적으로 회전 가능한 제2로터; 및
    적어도 하나의 프로세서;를 포함하고,
    상기 복수의 코일은,
    상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나의 자극수를 전환하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    전환 동작을 수행하도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하여, 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 동일 방향으로 회전시키는 제1회전 모드 또는 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 반대 방향으로 회전시키는 제2회전 모드로 상기 모터를 구동시키고, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제2회전 모드로 구동 될 때 상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제1회전 모드로 구동되도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하고,
    상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나는,
    상기 전환 동작에 기초하여 자극이 반전하는 복수의 전환 자석을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 전환 자석의 위치 및 자극을 기억하고, 상기 기억된 상기 전환 자석의 위치 및 자극에 기초하여, 상기 복수의 전환 자석 중에서 상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되기 위한 자극과 반대 극성인 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 모터.
14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 전환 자석의 자극을 전환하기 위한 착자 전류를 상기 복수의 코일의 U상 코일, V상 코일, W상 코일에 적어도 1회씩 통전시키는 모터.
15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 복수의 코일에 상기 착자 전류가 통전된 후에 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 상기 제1회전 모드로 구동시키고,
    상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 복수의 코일에 대한 통전 동작이 반복되도록 제어하는 모터.
16. ◈청구항 16은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 14항에 있어서,
    상기 복수의 전환 자석은,
    상기 전환 동작에 기초하여 자극이 반전하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고,
    상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 모터.
17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고,
    상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 전방측을 증자하도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 모터.
18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

    제 16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터를 일 방향으로 회전시키고,
    상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하고,
    상기 제2로터를 상기 일 방향과 역방향으로 회전시키고,
    상기 제2로터가 회전하는 동안, 상기 전환 자석에서 상기 제2로터의 회전 방향에 대응되는 후방측의 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 모터.
19. 급수 행정 및 세탁 행정을 수행하는 세탁기에 있어서,
    세탁물을 수용하는 회전조;
    내부에 상기 회전조가 마련된 수조;
    상기 회전조의 내부에 회전 가능하게 마련된 펄세이터;
    상기 회전조와 상기 펄세이터를 회전시키는 모터; 및
    상기 모터를 제어하는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 모터는,
    복수의 코일을 포함하는 스테이터;
    상기 스테이터에 대하여 각각 독립적으로 회전 가능한 제1로터 및 제2로터; 및
    상기 복수의 코일은,
    상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나의 자극수를 전환하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    전환 동작을 수행하도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하여, 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 동일 방향으로 회전시키는 제1회전 모드 및 상기 제1로터 및 상기 제2로터를 반대 방향으로 회전시키는 제2회전 모드로 상기 모터를 구동시키고, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제2회전 모드로 구동 될 때 상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 제1로터 및 상기 제2로터가 상기 제1회전 모드로 구동되도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하고,
    상기 제1로터 또는 상기 제2로터 중 적어도 하나는,
    상기 전환 동작에 기초하여 자극이 반전하는 복수의 전환 자석을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 전환 자석의 위치 및 자극을 기억하고, 상기 기억된 상기 전환 자석의 위치 및 자극에 기초하여, 상기 복수의 전환 자석 중에서 상기 모터가 상기 제1회전 모드로 구동되기 위한 자극과 반대 극성인 자극을 반전시키도록 상기 복수의 코일로 공급되는 전류를 제어하는 세탁기.
20. 제 19항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 제2로터가 동작하지 않는 경우, 상기 전환 자석의 자극을 전환하기 위한 착자 전류를 상기 복수의 코일의 U상 코일, V상 코일, W상 코일에 적어도 1회씩 통전시키는 세탁기.
    

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