KR20000043410A - 세탁기의 구동모터 제어회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세탁조 및 펄세이터를 구동하기 위한 세탁모터의 제어회로에 관한 것으로 본 발명의 목적은 탈수시에 토크향상을 위한 기동콘덴서에 의해 구동모터가 자속 불평형 상태에 놓여져 진동소음을 일으키는 것을 방지할 수 있게 하는 세탁기의 구동모터 제어회로를 제공함에 있다.

본 발명의 기술적 구성은 AC구동전압이 인가되는 세탁기 구동모터(20)의 주코일(31)양단에 기동코일(32)과 스위치(34)와 기동콘덴서(33)의 직렬회로를 연결하고, 상기 스위치(34)는 탈수운전 모드시 마이컴(10)에서 출력되는 구동모터회전수 설정값 도달신호 또는 기동시간 설정값 도달신호에 의해 스위치 오프되게 연결하여 구성한다.

이와 같은 본 발명은 탈수운전시와 세탁운전시에 각각 구동모터의 회로결선상태를 스위치시켜 줌으로써 기존의 탈수모드에서 기동코일과 기동콘덴서에 의해 발생되게 되는 자속의 불평형을 방지하여 탈수시의 진동을 방지할 수 있게 된다.

Description

세탁기의 구동모터 제어회로

본 발명은 세탁조 및 펄세이터를 구동하기 위한 세탁구동모터의 제어회로에 관한 것으로, 특히 탈수운전시에 토크향상을 위한 기동콘덴서가 구동모터에 자속 불평형을 초래시켜 진동소음을 일으키는 것을 방지하기 위한 세탁기의 구동모터 제어회로에 관한 것이다.

세탁기에 세탁물을 투입하고 세탁기의 인스트루먼트 패널에 마련된 동작선택부의 각 기능 선택버튼을 이용하여 세탁 운전조건을 결정한 다음 스타트 버튼을 누르게 되면 세탁제어 마이컴은 세탁조 내의 세탁물 중량을 센싱하는 부하센서의 센싱값을 받아들이게 된다.

상기 부하센서에 의한 세탁량의 측량방식에는 로드셀 방식과 부하전류감지 방식이 있다. 로드셀 방식은 세탁조에 세탁물이 투입됨으로써 증가되는 세탁조 중량을 그의 하부에 설치한 로드셀이 측정하여 세탁조 자체의 무게를 차감하는 것으로 실제세탁물의 중량을 측정하게 되고, 부하전류 크기감지 방식은 세탁운전 스타트 스위치가 온되면 일시적으로 구동모터를 구동시켜 이에 접속된 펄세이터가 회전되게 하고 이때의 펄세이터의 회전저항의 크기에 따른 구동모터구동전류의 크기를 기준값에 비교 판단하는 것으로 세탁조내의 세탁량을 측정하게 된다.

전자의 경우 세탁물의 정확한 값을 읽을 수는 있으나 로드셀 센서의 기구적인 설치구조의 설계에 어려움이 있어, 최근에는 후자인 구동모터구동전류의 변화를 읽어들이는 것으로 세탁량을 측정하는 기술이 대부분의 세탁기에 적용되고 있다.

도 1은 일반적인 세탁기 제어시스템의 회로구성도로써, 시스템 프로그램 및 예약 등에 관련된 정보를 저장하는 메모리(13)와 현재시간 정보 및 타이밍 카운트를 위한 타이머(14)를 가지며 세탁기 전체의 동작을 제어하는 마이컴(10)에는 세탁제어 프로그램의 기능선택 및 설정조건을 입력하기 위한 동작선택부(12)의 키 입력 데이터가 입력되게 연결하고 있다.

상기 마이컴(10)에는 또한 세탁조(22)에 급수되는 수량별 수위를 센싱하는 수위센서(11)의 센싱 데이터와, 세탁분량을 판단하기 위해 세탁물의 중량을 센싱하는 부하센서의 센싱 데이터가 입력되게 연결하고 있다.

상기 마이컴(10)에서 출력되는 급수제어신호에 의해서는 급수밸브구동부(15)를 통해 급수밸브(16)가 작동되게 연결하고 또한 배수제어신호에 의해서는 배수밸브구동부(17)를 통해 배수밸브(18)가 작동되게 연결하고 있다.

또한 상기 마이컴(10)에서 출력되는 구동모터제어신호는 모터구동부(19)를 통하여 구동모터(20)에 인가되게 연결하고 이 구동모터(20)에서 발생되는 동력은 기어 메카니즘(21)을 통해 세탁조(22)와 펄세이터(23)에 전달되게 연결하고 있다.

이와 같은 세탁기 제어회로를 가지는 세탁기를 이용하여 세탁을 수행하고자 하는 경우, 세탁기 사용자는 세탁조에 세탁물을 넣고 동작선택부(12)를 이용하여 세탁운전모드 및 탈수시간 등을 선택한 다음 스타트 버튼을 누르게 된다.

이에 따라 세탁기 제어회로의 마이컴(10)은 구동모터(20)를 일시적으로 구동시켜 펄세이터(23)가 수회 정,역 회전되게 하여, 이때에 구동모터에 걸리게 되는 부하전류를 전류센서를 통해 읽어들이게 된다.

이렇게 마이컴(10)에 세탁분량에 따른 부하전류가 입력되면 마이컴은 센싱된 세탁분량별 세탁수량 정보를 메모리(13)의 테이블에서 찾아 현재 세탁조내에 있는 세탁물이 필요로 하는 수량 및 그에 따른 수위를 결정하게 된다.

해당 세탁물에 대한 설정급수 수위를 감지하기 위한 수위센서의 위치가 결정되면 상기 마이컴(10)은 급수밸브 구동부(15)를 제어하는 것으로 급수밸브(16)를 열어 세탁조(22)를 둘러쌓고 있는 저수조에 급수를 수행한다.

급수가 계속 진행되어 상기 수위센서(11)에 의해 설정수위까지의 급수완료가 감지되고 이 센싱데이터가 상기 마이컴(10)에 입력되면, 마이컴(10)은 모터구동부(19)를 통해 구동모터(20)에 구동전류를 공급하여 이 구동모터에 결합된 기어 메카니즘(21)에 의해 펄세이터(23)가 정,역회전되게 함으로써 세탁운전모드를 수행한다.

상기 펄세이터(23)의 회전동작에 따른 세탁운전이 동작선택부(12)의 세탁 프로그램 입력에 의해 설정된 세기 및 시간동안 진행되는 것으로 세탁이 완료되면, 마이컴(10)은 배수밸브구동부(17)를 통해 배수밸브(18)를 작동시켜 저수조에 저수된 세탁수를 배출시킨다.

배수완료후 마이컴(10)은 세탁물에 잔류하는 세제를 헹구어내기 위한 헹굼운전모드와 탈수운전을 수행하는 것으로 일련의 세탁행정을 종료하게 된다.

한편, 세탁기에서의 세탁운전 및 탈수운전은 하나의 구동모터(20)에서 만들어지는 동력을 기어 메카미즘(21)을 통해 전달받아 수행되게 되는데, 이러한 구동모터(20)의 내부회로구성은 강력한 토크를 요구하는 세탁운전에 맞추어 설계되고 있기 때문에 탈수운전모드에서는 진동이 발생되게 된다.

도 2는 종래의 구동모터의 내부회로 구성도로써, 세탁기 구동모터(20)의 주코일(31)양단에 기동코일(32)과 기동콘덴서(33)의 직렬회로가 접속된 상태를 보이고 있다.

여기에서 모터 기동시에는 기동콘덴서(33)를 통하여 기동코일(32)에 큰전류를 공급하게 되므로 강력한 토크가 얻어지게 된다. 이후 구동모터(20)가 일정회전수에 이르게 되면 주코일(31)에 의한 자속에 의해 모터회전이 이루어지게 된다.

이러한 기동콘덴서 접속회로는 강력한 토크를 필요로 하는 세탁운전모드에서 유리한데, 세탁운전은 구동모터의 정,역회전을 반복 수행하는 것으로 이루어지게 되므로 짧은 시간동안 반복적으로 회전동력을 발생시켜 정상속도에 신속하게 도달시킬 필요가 있기 때문이다.

그러나 상기의 기동콘덴서와 기동코일에 의한 직렬회로가 주코일 양단에 접속되어 있는 상태에서 탈수운전모드와 같이 구동모터(20)를 연속적으로 고속 운전시켜야 하는 경우에는 상기 콘덴서(33)에 의한 위상차(용량성회로에서는 전류가 전압보다 앞섬)가 모터 자속의 불평형을 초래하게 되어 진동발생에 따른 세탁기 소음발생의 원인이 되고 있다.

본 발명의 목적은 세탁조 및 펄세이터를 구동하기 위한 세탁모터의 제어회로에서 탈수시에는 구동모터의 토크향상을 위한 기동콘덴서가 위상차를 유발시켜 구동모터의 자속 불평형을 초래하게 됨에 따른 진동소음을 원천적으로 방지할 수 있는 세탁기의 구동모터 제어회로를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 세탁기 제어회로의 블록구성도이다.

도 2는 종래의 구동모터의 내부회로 구성도이다.

도 3은 본 발명에 따른 탈수시의 진동방지 제어회로의 제1실시예이다.

도 4는 본 발명에 따른 탈수시의 진동방지 제어회로의 제2실시예이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 마이컴 11 : 수위센서

12 : 동작선택부 13 : 메모리

14 : 타이머 15 : 급수밸브구동부

16 : 급수밸브 17 : 배수밸브구동부

18 : 배수밸브 19 : 구동모터구동부

20 : 구동모터 21 : 기어메카니즘

22 : 세탁조 23 : 펄세이터

24 : 펄스발생기 31 : 주코일

32 : 기동코일 33 : 기동콘덴서

34 : 스위치

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 AC구동전압이 인가되는 세탁기 구동모터의 주코일양단에 기동코일과 스위치와 기동콘덴서의 직렬회로를 연결하고, 상기 스위치는 탈수운전 모드시 마이컴에서 출력되는 구동모터회전수 설정값 도달신호 또는 기동시간 설정값 도달신호에 의해 스위치 오프되게 연결하여 구성한다는데 있다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 탈수시의 진동방지 제어회로의 제1실시예이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 마이컴(10)의 제어신호를 받아 모터구동부(19)로부터 발생되는 AC 전압이 인가되는 구동모터(20)의 주코일(31)양단간에 기동코일(32)과 스위치(34)와 기동콘덴서(33)로 구성되는 직렬회로를 연결하고, 상기 구동모터(20)의 코일에 기동전류를 투입한 후 사전에 설정한 기준시간에 도달하였는지 여부를 판단하기 위해 타이머(14)로부터의 실시간 타이밍 정보를 읽어들여 상기 설정시간에 도달하였을 때 상기 마이컴(10)으로부터 출력되는 제어신호로 상기 스위치(34)가 스위치 오프되게 연결한다.

이러한 본 발명의 제1실시예의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

세탁 프로그램에 따른 마이컴(10)에서의 모터 제어신호가 모터구동부(19)를 통하여 구동모터(20)에 인가되면 구동전류는 주코일(31)과 기동코일(32)에 투입되게 된다.

이때 기동코일(32)에는 기동콘덴서(33)를 통한 전류가 전압보다 앞서 공급되게 되므로 주코일(31)보다 먼저 기동코일(32)에 전류가 공급되게 되어 모터를 스타트시킨다. 이에 따라 구동모터(20)는 쉽게 기동되고 이어서 주코일(31)에 의한 자속을 받아 큰 토크로 회전하게 된다.

동시에 마이컴(10)에서는 구동모터 제어신호 발생후 타이머(14)로부터 타이밍 카운트를 받아 사전에 설정한 시간에 이르렀는지 여부를 판단한다. 여기에서 사전에 설정하는 시간은 구동모터(20)가 기동을 시작하여 정상속도에 도달하기까지의 시간으로 결정된다.

따라서 구동모터(20)기동후 타이밍 카운트한 값이 사전에 설정한 값에 도달하면 마이컴(10)에서는 타이밍 제어신호를 출력하며, 이 신호에 의해 상기 스위치(34)는 오픈되게 되므로 기동코일(32)에 의한 주코일(31)에서의 자속 불균형상태가 발생되는 현상이 원천적으로 제거되게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 탈수시의 진동방지 제어회로의 제2실시예이다.

여기에서 참고되는 바와 같이, 마이컴(10)의 제어신호를 받아 모터구동부(19)로부터 발생되는 AC 전압이 인가되는 구동모터(20)의 주코일(31)양단간에는 기동코일(32)과 스위치(34)와 기동콘덴서(33)로 구성되는 직렬회로를 접속하고, 상기 구동모터(20)의 코일에 기동전류 투입한 후 사전에 설정한 rpm에 도달하였는지 여부를 판단하기 위해 펄스발생기(24)로부터의 모터회전에 따른 회전속도 정보를 읽어들여 앞서 설정한 모터회전속도, 즉 정상속도에 도달하였을 때 상기 마이컴(10)으로부터 출력되는 펄스제어신호로서 상기 스위치(34)가 스위치 오프되게 연결한다.

이러한 본 발명의 제2실시예의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

세탁 프로그램에 따른 마이컴(10)에서의 모터 제어신호가 모터구동부(19)를 통하여 구동모터(20)에 인가되면 구동전류는 주코일(31)과 기동코일(32)에 투입되게 된다.

이때 기동코일(32)에는 기동콘덴서(33)를 통한 전류가 전압보다 앞서 공급되게 되므로 주코일(31)보다 먼저 기동코일(32)에 전류가 공급되게 되어 구동모터(20)를 스타트시킨다. 이에 따라 구동모터(20)는 쉽게 기동되고 이어서 주코일(31)에 의한 자속을 받아 큰 토크로 회전하게 된다.

동시에 마이컴(10)에서는 구동모터 제어신호를 출력한 후부터 펄스발생기(24)에서 나오는 펄스를 모니터링하여 그 입력 펄스수가 사전에 설정한 정상속도에서 발생되는 펄스수에 이르렀는지 여부를 판단한다.

이와 같은 펄스발생기 측으로부터 나오는 펄스수를 모니터링 하는 것으로 구동모터(20)가 정상속도에 도달하였음이 판단되면 마이컴(10)은 스위치(34)에 펄스제어신호를 출력하여 스위치 오프 시킴으로써 기동코일에 의한 주코일(31)에서의 자속 불균형상태가 일어나게 되는 현상을 원천적으로 봉쇄하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하나의 모터를 이용하여 세탁운전과 탈수운전을 수행하는 경우 탈수운전시 모터의 주코일과 기동코일 사이에 접속되고 있는 모터토크 개선용 콘덴서에 의한 자속의 불균형 문제를 간단한 스위치의 설치를 통하여 해소시킬 수 있게 됨에 따라 상기의 자속 불균형에 따른 세탁조에서의 소음을 제거시킬 수 있게 되는 특유의 효과가 나타나게 된다.

Claims (2)

1. 세탁기의 세탁구동모터 구동회로에 있어서, AC구동전압이 인가되는 세탁기 구동모터(20)의 주코일(31)양단에 기동코일(32)과 스위치(34)와 기동콘덴서(33)의 직렬회로를 연결하고, 상기 구동모터(20)의 코일에 기동전류 투입후 사전에 설정한 rpm에 도달하였는지 여부를 판단하기 위해 펄스발생기(24)로부터의 모터회전에 따른 회전속도 정보를 읽어들여 앞서 설정한 정상속도에 도달하였을 때 상기 마이컴(10)으로부터 출력되는 펄스제어신호로서 상기 스위치(34)가 스위치 오프되게 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동모터 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 스위치(34)는 상기 구동모터(20)의 코일에 기동전류를 투입한 후 사전에 설정한 기준시간에 도달하였는지 여부를 판단하기 위해 타이머(14)로부터의 실시간 타이밍 정보를 읽어들여 설정시간에 도달하였을 때 상기 마이컴(10)으로부터 출력되는 제어신호에 의해 스위치 오프되게 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 세탁기의 구동모터 제어회로.