KR880001331B1 - 세탁기용 브레이커 모우터 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

세탁기용 브레이커 모우터

제1도는 본 발명의 모우터의 단면도.

제2도는 본 발명의 동작제어 루프도.

제3도는 본 발명의 실시예.

제4도는 본 발명의 실시예에 있어서 고정자 및 회전자극의 구성도.

제5도는 본 발명의 회전자의 회전에 따른 고정자극의 여자상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 브레이커 모우터 2 : 세탁통 구동축

3 : 고정자 4 : 회전자

5 : 회전자 영구자석 6 : 위치검출센서

7 : 속도검출센서

8 : 모우터 구동용 전위스위치회로

9 : 전원 스위치 구동용 제어신호 발생회로

10 : 모우터 구동용 전원의 정류부 11 : 구동용 코일

12 : 제어회로용 전원의 정류부 13 : 세탁탈수 모우터

14 : 탈수선택스위치 15 : 안전스위치

본 발명은 세탁기의 회전을 멈추게하기 위한 안전장을 접촉마찰에 의한 기계적인 제동이 아닌 전기적인 제동을 하므로써 세탁기에 가해지는 직접적인 충역 및 소음을 제거하는 세탁기용 브레이커 모우터에 관한 것이다.

종래의 세탁기는 사용자가 탈수행정중에 세탁물 투입구 뚜껑을 열면 고속으로 회전하고 있는 세탁통에 손이 접촉되어 발생할지도 모를 부상을 미연에 방지하기 위하여 즉시 세탁통의 회전을 멈추게하는 안전장치 기능이 대부분 세탁기에 설치되어 있어 현재는 기계적인 마찰력으로 세탁통의 구동축을 단시간에 멈추게 하는 기계적인 메카니즘이 사용되고 있으나 이와같은 경우는 마찰에 의한 기계적인 충격으로 돌발적인 소음이 심하게 발생되어 불쾌감을 주고 세탁기 전체의 진동이 심하여 불필요하게 세탁기 각부에 기계적인 충격을 주어 고장 요인이 되며 마찰시에 접촉부에 마모 및 발열이 심하여 보수에 따른 손실 및 불편함이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위하여 접촉마찰에 의한 기계적인 제동이 아닌 전기적인 제동방법을 제공하므로써 세탁기에 가해지는 직접적인 충역 및 소음을 제거하기 위한 것으로 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 있어서 브레이커 모우터(1)는 원주방향으로 다극착자된 회전자 영구자석(5)을 갖는 회전자(4)가 세탁통 구동축(2)과 동심으로 설치되어 있고 상기 회전자(4)와 일정한 공극을 유지하면서 설치된 다상의 고정자(3)와 상기 회전자 영구자석(5)의 표면과 이격하여 회전자 영구자석(5)의 극성 및 위치를 검출하는 위치검출센서(6) 및 회전자의 회전속도를 검지하는 속도검출센서(7)로 구성된 전형적인 브러쉬리스 모우터의 구조를 하고 있다.

상기 부레이커 모우터(1)가 전기적인 제동을 수행하기 위한 동작 제어루프를 제2도에서 보면 세탁기 사용자가 탈수행정중에 세탁물 투입구 뚜껑을 열면 브레이커 모터(1)는 전기적 제동기능을 수행하기 위하여 위치 검출센서(6)가 회전자(4)의 회전자 영구자석(5)이 자극위치 및 극성을 검출하여 이 정보를 전원 스위치 구동용 제어신호 발생회로(9)에 휘드백시켜주며 이 정보를 받은 제어신호 발생회로(9)는 회전자(4)가 회전하는 방향과 반대방향으로 역회전시키는 회전자계를 고정자(3)에 여자시키기 위하여 파우어 트랜지스터 또는 SCR등으로 구성되는 모우터 구동을 전원스위치회로(8)의 베이스Base를 구동시키는 제어신호를 전원스위치회로(8)로 보내게 된다. 이에 따라 전원스위치회로(8)는 스위칭 동작을 하여 교류전원을 직류로 정류하는 모우터 구동용 전원의 정류부(10)로부터 받은 직류전원을 제어신호 모우드에 따라 브레이커 모우터(1)의 고정자(3)에 공급하여 여자시켜서 전기적인 제동기능을 수행하게 된다. 이러한 제동기능에 의해서 세탁통 구동축(2)에 설치된 회전자(4)는 계속적으로 감속하게 되고 이러한 속도정보를 속도검출센서(7)는 계속해서 제어신호 발생회로(9)에 휘드백시켜준다. 그리하여 마침내 회전자(4)가 정지하면 속도검출센서(7)로부터 이 정보를 받은 제어신호 발생회로는 전원스위치회로(8)의 베이스구동을 정지하여 브레이커 모우터(1)의 구동은 정지되고 전기적 제동기능은 완료하게 된다.

그러면 실제적인 동작원리를 제3도의 실시예, 제4도의 고정자 및 회전자극의 구성도 및 제5도의 고정자극의 여자상태를 가지고 설명하면 다음과 같다.

제3도에서 브레이커 모우터(1)는 고정자에 U.V.W.의 3상 구동용 코일(11)을 갖고 위치검출센서(6)는 각각의 상을 맡는 3개의 HALL 소자로 이루어져 있다. 이 HALL 소자는 회전자 영구자석(5)의 N.S극 자력선이 HALL 소자를 투과하면 ＋, -를 교번하는 전류 또는 전압이 유기되는 특성을 갖는 소자로써 회전자 자극의 극성 및 위치를 검출하는 기능을 갖고 있다.

모우터 구동용 전원스위치회로(8)는 6개의 파우어 트랜지스터가 브릿지 형태로 3상의 구동용 코일(11)에 연결되어 각상에 직류전원을 스위칭하여 공급해 준다. 이밖에 세탁, 탈수 모우터(13)가 브레이커 모우터 및 그 제어회로와 병열로 연결되어 있고, 세탁기의 탈수행정을 선택하는 탈수 선택스위치(14) 및 안전스위치(15)가 교류입력과 직열로 연결되어 있다. 이 실시예에 있어서 제동작용이 일어나는 고정자 및 회전자극의 구성은 제4도에서와 같이 3상 구동용 코일(11)은 각상이 U₁, U₂와 V₁, V₂및 W₁, W₂로서 한 상당 두개의 코일로 구성되며 회전자의 자극은 8개로서 8극 3상 모우터로 구성되어 있다. 그러면 본 실시예를 가지고 세탁기용 브레이커 모우터의 동작원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저 사용자가 탈수 선택스위치(14)를 동작시켜 탈수행정을 선택하면 안전스위치(15)는 a 접점 b쪽에 연결되어 있어 세탁, 탈수모우터(13)에 교류입력이 인가되어 탈수행정이 이루어지며 이때 브레이커 모우터 및 그 제어회로는 안전스위치(15)에 의해 회로가 개방되어 전원이 인가되지 않는다.

탈수행정중 사용자가 세탁물 투입구 뚜껑을 열게되면 안전스위치(15)는 b 접점쪽으로 연결되어 세탁탈수모우터(13)는 정지되고 브레이커 모우터 및 그 제어회로에 전원이 인가되어 브레이커 모우터의 제동기능이 시작된다. 이 때 세탁통 구동축(2)에 설치된 브레이커 모우터(1)의 회전자(4)는 탈수행정의 관성으로 인하여 계속 회전하게되며 이러한 회전자의 영구자석(5)의 극성 및 위치정보는 HALL 소자로 이루어진 위치검출센서(6)에 의해 제어신호 발생회로(9)에 전달되고 또한 동시에 회전자(4) 속도는 속도검출센서(7)에 의해 전달하게 된다. 그러면 제어신호 발생회로(9)는 입수된 정보를 가지고 회전자(4)의 제동에 필요한 제어신호를 연산하여 모우터구동용 전원스위치회로(8)의 파우어 트랜지스터 베이스를 구동시켜 준다. 이에 따라 파우터 트랜지스터는 스위칭이 되어 직류전원을 3상 구동용 코일(11)에 인가하여 브레이커 모우터(1)의 제동작용이 이루어지게 된다.

제동작용은 제5도에서와같이 회전자 영구자석(5)이 8개의 N.S 극이 순차적으로 착자되어 있으므로 2개의 극이 HALL 소자를 통과할때 전기적으로 360°의 전류파형이 HALL 소자에 유기된다. 이 때 회전자(4)의 기계적인 회전각은 90°회전이 된다. 그런데 3상 브러쉬리스 모우터는 브릿지형의 파우어 트랜지스터 스위칭회로특성상 항상 2개의 상은 통전되고 한개의 상은 무통전 상태가 되므로 60°마다 교번하여 여자되게되므로 360°의 전기각중 6번의 교번여자가 이루어지게 된다.

따라서 회전자(4)의 기계각으로보면 15°마다 교번하여 여자되므로 회전자 1회전당 24회의 여자가 교번하게되는 것이다. 이때 U.V.W. 의 3상 구동용 코일(11)을 제동에 필요하도록 여자시키게 되는데 그 모우드는 제5도에서와같이 최초위치인 회전자극의 0°위치에서 U.V. 상이 회전자극의 극성과 반대되게 여자시켜 회전자(4)가 회전하지 못하도록 끌어당기며 회전자(4)의 관성이 이것을 이기고 15°회전하게되면 V.W.상을 회전자극의 극성과 반대로 여자시켜 제동시키고 다시 30°회전하게되면 W.U. 상을 여자시켜 회전자를 제동시키는 방법으로 회전자가 정지할때까지 매 15°의 기계적 회전마다 U.V.W. 상을 순차적으로 여자시켜 제동을 계속하게 된다. 이러한 여자방법은 회전자를 역회전시키는 회전자계를 발생시키는 것으로서 이러한 원리때문에 회전자는 점차 감속하게 된다. 이렇게 하여 마침내 회전자(4)가 정지하게되면 세탁의 세탁통은 멈추게되어 제동이 완료되며 이때 계속해서 회전자의 회전속도를 검출하던 속도검출센서(7)는 제어신호 발생회로(9)에 정지정보를 보내게되어 제어신호 발생회로(9)는 전원스위치회로(8)의 파우어 트랜지스터 베이스구동을 멈추게된다.

이와같은 세탁기용 브레이커 모우터를 사용하므로써 기계적인 제동이 아닌 전기적인 제동을 수행할 수 있으며 탈수시 세탁통의 관성에너지의 크기에 따라 적절한 출력을 갖는 브레이커 모우커를 선택하면 전기적인 제동은 수초간의 짧은 시간내에 이루어지게 되므로 기계적 마찰력에 의한 제동이 아닌 전기적인 제동이기 때문에 구동축과 직접적인 접촉이 없어 불쾌한 접촉소음이 없고 마찰에 의한 마모 및 발열이 없어 보수할 필요가 없으며 또한 충격을 완화하는 제어방법으로 세탁기 각부에 미치는 충격이 적으므로 충격에 의한 세탁기의 진동 및 각 부품의 고장원인을 배제시켜서 사용상의 편리성을 높여주고 고장수리에 따른 비용의 손실을 막을 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 세탁통 구동축(2)에 모우터(1)의 회전자(4)가 장착되고, 회전자 영구자석(5) 주변에 간극을 두고 위치검출센서(6)와 속도검출센서(7)를 배치하여, 그 센서(6)(7)로 부터 회전자 영구자석(5)의 극성, 위칭정보 및 회전속도 정보를 받아 제어신호를 발생시키는 제어신호 발생회로(9)와 그 제어신호 발생회로(9)로 부터 제어신호를 받아 직류전원을 스윗칭하여 고정자(3)를 여자시키는 전원스위치회로(8)로 구성된 모우터구동용 제어회로를 구비하여, 세탁 탈수모우터(13)를 안전스위치(15)동작으로 구동도중에 정지하고자할때 관성력으로 회전하는 세탁통구동축(2)에 장착된 회전자(4)의 회전방향과 반대방향으로 구동시키려는 회전자계를 고정자(3)에 형성시켜 회전을 감속시키는 한편, 속도검출센서(7)로 부터 회전자(4)의 정지정보를 받아 전원스위치회로(8)의 구동 정지시켜 세탁통의 회전을 멈추게함을 특징으로 하는 세탁기용 브레이커 모우터.

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