KR102595183B1 - Motor for washing machine and Washing machine having the same - Google Patents
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Abstract
비교적 간단한 구성으로, 코일의 권선 계수를 개선하여 토크를 효율적으로 발생할 수 있는 세탁기용 모터에 관한 것으로서, 세탁기용 모터(12)는, 아우터 로터(20)와, 인너 로터(30)와, 스테이터(60)를 갖는다. 아우터 로터(20) 및 인너 로터(30)는, 스테이터(60)의 코일(63)을 공용하고 있으며, 코일(63)에 복합 전류를 공급함으로써, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)가 독립적으로 구동된다. 아우터 로터(20)는, 둘레 방향으로 연속하여 N극과 S극이 교대로 나열되도록 배치된 48개의 아우터 마그넷(24)을 갖는다. 인너 로터(30)는, 둘레 방향으로 연속하여 N극과 S극이 교대로 나열되도록 배치된 42개의 인너 마그넷(34)을 갖는다. 스테이터(60)는, 36개의 I형 코어(61) 및 코일(63)을 갖는다. It relates to a motor for a washing machine that can efficiently generate torque by improving the winding coefficient of the coil with a relatively simple configuration. The motor for a washing machine (12) includes an outer rotor (20), an inner rotor (30), and a stator ( 60). The outer rotor 20 and the inner rotor 30 share the coil 63 of the stator 60, and by supplying a composite current to the coil 63, the outer rotor 20 and the inner rotor 30 Runs independently. The outer rotor 20 has 48 outer magnets 24 arranged continuously in the circumferential direction so that the N poles and S poles are alternately arranged. The inner rotor 30 has 42 inner magnets 34 arranged continuously in the circumferential direction so that the N poles and S poles are alternately arranged. The stator 60 has 36 I-shaped cores 61 and coils 63.
Description
본 발명은, 세탁기용 모터, 및 이를 구비한 세탁기에 관한 것이다.The present invention relates to a motor for a washing machine, and a washing machine equipped with the same.
개시하는 제1∼제10의 본 실시예에 관련된 기술이, 다음의 특허문헌 1∼4에 개시되어 있다.Technologies related to the first to tenth embodiments disclosed are disclosed in the following
〈특허문헌 1〉〈
특허문헌 1에는, 듀얼 로터형 모터가 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 각 로터에 대응하는 전류를 추가로 합친 복합 전류에 의해, 내부 로터와 외부 로터를 독립적으로 구동하는 기술이 개시되어 있다. 단, 특허문헌 1의 모터는 자동차용이며, 그 모터의 스테이터(stator)는 내부 로터와 외부 로터의 극수보다 많은 독립적인 코어로 구성되어 있다.
〈특허문헌 2〉〈
특허문헌 2에는, 다이렉트 드라이브 형식(복잡한 변속 기구를 통하지 않고, 드럼 및 펄세이터(pulsator)를 모터로 직접 구동하는 형식)으로, 세탁기의 드럼 및 펄세이터를 회전 구동하는 모터가 개시되어 있다.
이 세탁기의 모터는, 아우터 로터 형상의 세탁 모터(펄세이터를 구동)와, 인너 로터 형상의 탈수 모터(드럼을 구동)가 내외에 배치된 구조가 되어 있으며, 두 모터의 로터 사이에 배치된 스테이터 유닛에, 세탁 모터용 및 탈수 모터용의 2개의 스테이터가 설치되어 있다.The motor of this washing machine has an outer rotor-shaped washing motor (driving the pulsator) and an inner rotor-shaped dewatering motor (driving the drum) arranged inside and outside, and a stator placed between the rotors of the two motors. The unit is equipped with two stators, one for the washing motor and the other for the spin-drying motor.
세탁 처리나 헹굼 처리가 이루어지는 세탁시에는, 드럼 내에 다량의 물이 채워져 있기 때문에, 모터에는, 저속이지만 높은 토크(torque)의 출력이 요구된다. 한편, 탈수 시에는, 드럼 내의 물이 제거되기 때문에 낮은 토크로 구동할 수 있으나, 모터에는 고속 회전의 출력이 요구된다. 이 때문에, 세탁기용 모터는, 저속 고 토크와 고속 저 토크에 대응하는 특정한 출력 성능이 요구된다.When washing or rinsing is performed, the drum is filled with a large amount of water, so the motor is required to output high torque at low speed. Meanwhile, during dehydration, the water in the drum is removed, so it can be driven at low torque, but the motor requires high-speed rotational output. For this reason, motors for washing machines are required to have specific output performance corresponding to low-speed high torque and high-speed low torque.
따라서, 이 세탁기에서는, 높은 토크가 요구되지 않는 탈수 모터를 인너 모터 형상으로 배치하고, 로터의 외경이 크고, 높은 토크가 얻어지는 아우터 로터 형상으로 세탁 모터를 배치하여, 적절한 출력 성능을 실현하고 있다.Therefore, in this washing machine, the dewatering motor that does not require high torque is arranged in the inner motor shape, and the washing motor is arranged in the outer rotor shape that has a large outer diameter of the rotor and high torque is obtained, thereby realizing appropriate output performance.
그리고, 이 세탁기에서는, 높은 토크가 필요한 세척 처리나 헹굼 처리에서는, 종래의 제어와 동일하게, 드럼이 회전하지 않도록 유지한 상태에서, 펄세이터만 정역(正逆:forward and reverse)으로 반전하면서 회전하도록 제어하고 있다.In addition, in this washing machine, in the washing or rinsing process that requires high torque, the drum is kept from rotating, just like in the conventional control, and only the pulsator rotates while reversing forward and reverse. It is controlled to do so.
그리고, 탈수 처리에서는, 세탁 모터와 탈수 모터와의 회전이 어긋나도록 구성되어 있으며, 두 모터의 회전 속도가 소정 속도 이상 다를 때, 회전 속도가 작은 쪽의 모터가 다른 쪽의 모터의 회전 속도와 비슷하게 되도록 제어하고 있다.In the dehydration process, the rotation of the washing motor and the dehydration motor are configured to be offset, and when the rotation speeds of the two motors differ by more than a predetermined speed, the motor with the smaller rotation speed is similar to the rotation speed of the other motor. It is controlled as much as possible.
또, 탈수 처리에서는, 세탁 모터 및 탈수 모터를 동기 운전시키고, 세탁 모터가 소정의 회전 속도에 도달하는 타이밍에서, 탈수 모터만을 구동하고, 세탁 모터로의 통전(通電)을 정지하여 세탁 모터는 회전 프리 상태가 되도록 한다.In addition, in the dehydration process, the washing motor and the dehydration motor are operated synchronously, and at the timing when the washing motor reaches a predetermined rotation speed, only the dewatering motor is driven, and the electricity supply to the washing motor is stopped, so that the washing motor rotates. Make sure it is in a free state.
〈특허문헌 3〉〈
특허문헌 3에는, 듀얼 로터형 모터의 스테이터의 제조방법이 개시되어 있다.
구체적으로는, 양단부에 인슐레이터 부재(절연재)가 장착된 각기둥 형상의 스테이터 코어에 코일을 감음으로써, 코일이 감긴 스테이터 코어가 18개 형성되어 있다. 이와 같은 18개의 코일이 감긴 스테이터 코어를 원주 방향으로 배치한 상태에서, 이들의 양단부를 고리 형상을 한 한 쌍의 갤러리 플레이트 사이에 끼워 넣고, 절연 대책을 수행하면서 볼트나 너트로 이들 갤러리 플레이트를 고정함으로써, 스테이터 골격 구조가 형성된다. Specifically, by winding a coil around a prismatic stator core equipped with an insulator member (insulating material) at both ends, 18 coil-wound stator cores are formed. With such a stator core wound with 18 coils arranged in the circumferential direction, both ends of these are sandwiched between a pair of ring-shaped gallery plates, and these gallery plates are secured with bolts or nuts while taking insulation measures. By doing so, a stator skeleton structure is formed.
스테이터 코어를 적절한 위치에 고정하기 위해, 스테이터 코어의 내면과 외면에는, 축 방향으로 연장되는 볼록부가 형성되어 있어, 이들 볼록부를 스테이터 형성 용기에 마련된 오목부에 끼우면 스테이터 골격체 구조가 스테이터 성형 용기에 삽입된다. 그 후, 스테이터 성형 용기와 스테이터 골격체 구조 사이의 공간에 수지를 충전하면 수지 몰드 성형품이 형성된다.In order to fix the stator core in an appropriate position, convex portions extending in the axial direction are formed on the inner and outer surfaces of the stator core. When these convex portions are inserted into the concave portions provided in the stator forming container, the stator skeleton structure is formed in the stator forming container. is inserted. Afterwards, a resin molded product is formed by filling the space between the stator molding vessel and the stator skeleton structure with resin.
수지 몰드 성형품에 볼록부가 남으므로, 마지막에, 이 볼록부를 기계 가공으로 제거하면 스테이터가 완성된다.Since a convex portion remains in the resin molded product, the stator is completed by removing this convex portion through machining.
〈특허문헌 4〉〈
특허문헌 4에는, 세탁 처리나 헹굼 처리시 드럼을 회전시키는 세로형 세탁기가 개시되어 있다. 이 세탁기에서는, 1개의 모터로 드럼과 펄세이터 쌍방을 구동하고 있으므로, 세탁 처리나 헹굼 처리시에, 종래의 제어와는 반대로, 펄세이터가 회전하지 않도록 고정한 상태에서, 드럼만을 정역으로 반전하면서 회전시키고 있다. 또한, 탈수 처리시에는, 펄세이터의 고정을 해제하고, 펄세이터를 회전 가능하게 한 상태에서 드럼을 고속 회전시킨다.
(제1 실시예)(First Example)
특허문헌 1의 모터는, 스테이터가 발생시키는 회전 자계의 수와 로터의 자계의 수가 동일하도록 설정되어 있다. 그러나, 예를 들면, 아우터 로터측을 3상 구동, 인너 로터측을 6상 구동으로 한 경우에, 아우터 로터측의 권선 계수는 0.87이나, 인너 로터측의 권선 계수는 0.5로 작아지기 때문에, 특히, 저속 회전시에 소정의 토크를 발생시키는 것이 어렵다.The motor of
여기서, 저속 회전시에 높은 토크를 얻을 수 있도록, 아우터 로터측을 3상 구동, 인너 로터측을 9상 또는 12상 구동으로 하는 것도 고려할 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우에는, IGBT나 MOSFET 등과 같은 구동 소자의 수가 18개 또는 24개로 많아지기 때문에, 제조 비용이 증가한다는 문제가 있다.Here, in order to obtain high torque during low-speed rotation, it may be considered to use a 3-phase drive for the outer rotor side and a 9-phase or 12-phase drive for the inner rotor side. However, in this case, there is a problem that manufacturing costs increase because the number of driving elements such as IGBTs or MOSFETs increases to 18 or 24.
그래서, 제1 실시예는, 비교적 간단한 구성으로, 코일의 권선 계수를 개선하여 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있는 모터에 관한 것이다.So, the first embodiment relates to a motor that can efficiently generate torque by improving the winding coefficient of the coil with a relatively simple configuration.
(제2 실시예)(Second Embodiment)
많은 세로형 세탁기에서는, 수조(tub)의 내부에 다수의 통수공을 갖는 드럼(탈수조)이 수용되어 있으며, 펄세이터(교반 날개)가 드럼의 바닥부에 배치되어 있다. 수조의 하부에 모터가 설치되어 있고, 드럼과 펄세이터는, 이 모터에 의해 회전 구동된다. 최근에는, 복잡한 변속 기구를 거치지 않고, 드럼과 펄세이터를 모터로 직접 구동하는 형식이 일반화 되고 있다(다이렉트 드라이브(direct drive) 형식).In many vertical washing machines, a drum (dewatering tank) having a large number of water passage holes is accommodated inside a water tub (tub), and a pulsator (stirring blade) is disposed at the bottom of the drum. A motor is installed at the bottom of the water tank, and the drum and pulsator are driven to rotate by this motor. Recently, a format in which the drum and pulsator are directly driven by a motor without going through a complicated transmission mechanism has become common (direct drive format).
펄세이터가 회전 구동되는 세탁 시나 헹굼 시에는, 드럼 내에 다량의 물이 채워져 있기 때문에, 모터에는 저속이지만 높은 토크인 출력이 요구된다. 한편, 탈수 시에는, 드럼 내의 물이 제거되기 때문에 낮은 토크로 구동할 수 있으나, 모터에는 고속 회전의 출력이 요구된다. 이 때문에, 세탁기용 모터는 저속 고 토크와 고속 저 토크에 대응하는 특정한 출력 성능이 요구된다.During washing or rinsing when the pulsator is rotated, a large amount of water is filled in the drum, so the motor is required to have low speed but high torque output. Meanwhile, during dehydration, the water in the drum is removed, so it can be driven at low torque, but the motor requires high-speed rotational output. For this reason, motors for washing machines are required to have specific output performance corresponding to high torque at low speed and low torque at high speed.
따라서, 특허문헌 2의 세탁기에서는, 높은 토크가 요구되지 않는 탈수 모터를 인너 로터 형상으로 배치하고, 로터의 외경이 크고 높은 토크가 얻어지는 아우터 로터 형상으로 세탁 모터를 배치함으로써, 적절한 출력 성능을 실현하고 있다.Therefore, in the washing machine of
그런데, 최근에는, 운전 제어가 복잡해지고, 세탁 시나 헹굼 시에 펄세이터뿐 아니라 드럼의 회전도 요구되는 경우가 있다. 이런 경우, 드럼의 회전에도 높은 토크가 필요하지만, 특허문헌 2의 세탁기의 모터는, 구조상, 높은 토크를 얻는 것은 어렵다. 탈수 모터의 로터의 외경을 크게 하면 높은 토크를 얻을 수 있으나, 이 경우, 모터 전체의 크기가 커지게 된다.However, in recent years, operation control has become more complex, and rotation of not only the pulsator but also the drum is sometimes required during washing or rinsing. In this case, high torque is required to rotate the drum, but it is difficult to obtain high torque due to the structure of the motor of the washing machine in
만일, 특허문헌 1과 같은 듀얼 로터형 모터라면, 스테이터가 1개이기 때문에, 그만큼 내측의 로터의 외경을 크게 할 수 있으므로 모터 전체가 커지는 것을 피하면서도 탈수 모터의 토크를 높이는 것이 가능하다.If it is a dual-rotor type motor such as
그러나, 이와 같은 듀얼 로터형 모터의 경우, 특허문헌 1의 모터와 같이, 스테이터의 독립적인 코어의 개수가 내부 로터와 외부 로터의 극수보다 많으면, 큰 코깅 토크나 큰 상호 리플(ripple)이 발생한다. 그 결과, 불쾌한 소음이나 진동이 발생하여 세탁기로서의 상품 가치가 저하된다는 문제가 있다.However, in the case of such a dual-rotor type motor, as in the motor of
그래서, 제2 실시예는, 코깅 토크나 상호 리플을 저감시킬 수 있고, 종래의 세탁기에 손색이 없는 레벨까지 소음 등을 억제할 수 있는 듀얼 로터형 모터에 관련된다. Therefore, the second embodiment relates to a dual-rotor type motor that can reduce cogging torque and mutual ripple, and suppress noise, etc., to a level comparable to that of a conventional washing machine.
(제3 실시예)(Third Embodiment)
상술한 바와 같이, 특허문헌 1과 같은 듀얼 로터형 모터라면, 모터 전체의 크기가 커지는 것을 피하면서, 탈수 모터의 토크를 높이는 것도 가능하다.As described above, with a dual rotor type motor such as
그러나, 세탁기용 모터의 경우, 스테이터의 극수가 많기(통상 20개 이상) 때문에, 특허문헌 3과 같이, 코일이 감긴 스테이터 코어를 개별적으로 형성하여 조립하는 제조방법으로는, 작업공수가 많아져서 생산성이 결여된다는 문제가 있다.However, in the case of a motor for a washing machine, the number of stator poles is large (usually 20 or more), so a manufacturing method of individually forming and assembling stator cores with coils, as in
게다가, 특허문헌 3의 제조방법은, 각 코일이 감긴 스테이터 코어를 적정하게 배치한 다음에 한 쌍의 갤러리 플레이트 사이에 끼우기, 절연성이나 조임 정도에 주의를 요하는 다수의 볼트나 너트의 체결, 고도의 정밀도가 요구되는 볼록부의 제거 등과 같이, 스테이터의 극수의 증가로 인해 작업량이나 작업 난이도가 증가하는 작업이 많기 때문에, 생산성이 결여될 뿐 아니라, 품질의 확보에도 지장이 생긴다.In addition, the manufacturing method of
그래서, 제3 실시예는, 극수가 많은 듀얼 로터형 모터의 스테이터도 효율적으로 제조할 수 있도록 함으로써, 다양한 운전 제어에 대응할 수 있는 세탁기용 모터의 실용화와 관련된다.Therefore, the third embodiment is related to the practical use of a motor for a washing machine that can respond to various operation controls by making it possible to efficiently manufacture the stator of a dual-rotor type motor with a large number of poles.
(제4 실시예)(Example 4)
특허문헌 2와 같은 세탁기에서는, 탈수 후 드럼과 펄세이터를 감속시키는 감속 공정에서, 드럼과 펄세이터에 회전 속도의 차가 생기면, 드럼과 펄세이터 사이에서 세탁물이 당겨지게 되어 옷감 손상이 생길 우려가 있다. 이것을 방지하기 위해서는, 상기 감속 공정에 있어서, 드럼(탈수 모터) 및 펄세이터(세탁 모터)의 회전 속도가 동일하거나 유사하도록 동기 제어를 실행할 필요가 있다.In a washing machine such as
또, 특허문헌 2의 세탁기와 같이, 2개의 모터를 이용하여 드럼과 펄세이터를 독립적으로 회전시키는 경우에는, 모터의 토크에 기초하는 회생 전력이 모터가 하나인 경우와 비교하여 커지게 된다. 이 때문에, 드럼과 펄세이터의 회전 속도를 급격하게 저하시키면, 모터로부터의 회생 전력을 다 소비하지 못하고, 회생 전류가 전원으로 역류하여 전원을 파손시킬 우려가 있다. 그래서, 이를 방지하기 위해, 상기 회생 전력이 적절하게 소비되도록, 드럼과 펄세이터를 완만하게 감속시킬 필요가 있다.Also, when the drum and pulsator are independently rotated using two motors, as in the washing machine of
상술한 바와 같이, 동기 제어를 실행하면서 회생 전력을 적절하게 소비시키기 위해서는, 감속률이 낮은 쪽, 즉, 회전 속도가 큰 쪽에 회전 속도를 맞추는 것이 바람직하다. 그러나, 회전 속도가 큰 쪽에 회전 속도를 맞추면, 드럼과 펄세이터를 정지시킬 때까지 시간이 많이 걸린다.As described above, in order to appropriately consume regenerative power while executing synchronous control, it is desirable to adjust the rotation speed to the lower deceleration rate, that is, the higher rotation speed. However, if the rotation speed is set to the higher rotation speed, it takes a long time to stop the drum and pulsator.
그래서, 제4 실시예는, 모터의 회생 전력을 적절하게 소비하면서, 드럼과 펄세이터의 동기 제어를 수행하면서 감속시킬 때의 감속 시간을 단축시키는 것과 관련된다.So, the fourth embodiment relates to shortening the deceleration time when decelerating while performing synchronous control of the drum and pulsator while appropriately consuming the regenerative power of the motor.
(제5 실시예)(Example 5)
스웨터 등은 옷감이 상하기 쉽기 때문에, 이와 같이 섬세한 세탁물을 적절하게 세탁하기 위해서는, 수중에서 세탁물을 적절하게 분산시키면서, 부드러운 터치로 세탁이나 헹굼을 수행할 필요가 있다. 반대로, 쉽게 지워지지 않는 얼룩이 있는 세탁물나, 큰 세탁물 등과 같이, 약한 수류(水流)로는 적절한 세탁이 어려운 세탁물도 있다.Since fabrics such as sweaters are easily damaged, in order to properly wash such delicate laundry, it is necessary to wash or rinse with a gentle touch while properly dispersing the laundry in water. On the other hand, there are also laundry items that are difficult to wash properly with a weak water flow, such as laundry with stains that are not easily removed or large laundry.
이러한 이유로, 방향이나 유속이 다양한 수류를 드럼 내에서 발생시킬 필요가 있으나, 특허문헌 2나 특허문헌 4의 세탁기와 같이, 펄세이터와 드럼 중 어느 하나만을 회전시키는 세탁기로는 다양한 세탁물을 적절하게 세탁하기에 불충분하다.For this reason, it is necessary to generate water flows with various directions and flow speeds within the drum, but a washing machine that rotates only one of the pulsator and the drum, such as the washing machine in
그래서, 제5 실시예는, 다종 다양한 세탁물에 폭넓게 대응할 수 있는 세탁기와 관련된다.So, the fifth embodiment relates to a washing machine that can respond to a wide variety of different types of laundry.
(제6 실시예)(Example 6)
특허문헌 2의 세탁기에서는, 펄세이터를 번갈아 다른 방향으로 회전(이하, 상반 회전이라고 한다)시킴으로써, 드럼 내의 물에 비트는 힘을 발생시켜, 세탁물이 고루 씻겨지지 않는 것을 방지하고 있다.In the washing machine of
이에 대해, 드럼도 펄세이터와 동시에 회전시키면, 한층더 세탁 효과의 향상을 기대할 수 있다. 예를 들면, 드럼을 시계방향으로 회전시키고 동시에 펄세이터를 반시계방향으로 회전시키는 모드와, 반대로 드럼을 반시계방향으로 회전시키고 동시에 펄세이터를 시계방향으로 회전시키는 모드를 생각할 수 있으며, 이 모드들을 교대로 실행하도록 하면, 수류의 방향이 전환되면서 세탁물을 풀 수 있다.In contrast, if the drum is also rotated simultaneously with the pulsator, further improvement in washing effect can be expected. For example, a mode in which the drum is rotated clockwise and the pulsator is rotated counterclockwise at the same time, and a mode in which the drum is rotated counterclockwise and the pulsator is rotated clockwise at the same time, can be considered. If you run them alternately, the direction of the water flow changes, allowing you to unpack the laundry.
그러나, 상반 회전의 방향을 전환할 때에는, 드럼과 펄세이터의 회전 방향을 반전시키기 위해, 모터(탈수 모터와 세탁 모터)에 비교적 큰 기동 부하가 걸린다. 특히, 드럼은 세탁기 안에서도 큰 부품이며, 드럼을 회전시키면, 상기 회전 방향에 대해 비교적 큰 관성력이 드럼에 가해진다. 이 때문에, 드럼의 회전 방향을 반전시킬 때에는, 드럼을 고정한 구성 또는 드럼이 자유롭게 회전할 수 있도록 한 구성의 경우와 비교하여, 모터(특히, 탈수 모터)에 과대한 기동 부하가 가해진다. 이 과대한 기동 부하로 인해, 모터가 기동 불량을 일으킬 우려가 있다.However, when changing the direction of reverse rotation, a relatively large starting load is applied to the motors (dehydration motor and washing motor) to reverse the rotation direction of the drum and pulsator. In particular, the drum is a large part even in a washing machine, and when the drum is rotated, a relatively large inertial force is applied to the drum with respect to the direction of rotation. For this reason, when the rotation direction of the drum is reversed, an excessive starting load is applied to the motor (particularly the dewatering motor) compared to the case of a configuration in which the drum is fixed or a configuration in which the drum is allowed to rotate freely. This excessive starting load may cause the motor to malfunction.
그래서, 제6 실시예는, 드럼과 펄세이터의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터에 가해지는 부하를 저감시켜, 모터의 기동 불량을 방지하는 것에 관련된다.Therefore, the sixth embodiment is related to reducing the load applied to the motor when reversing the rotation direction of the drum and the pulsator, thereby preventing malstarting of the motor.
(제7 실시예)(Embodiment 7)
특허문헌 2의 세탁기에서는, 탈수 처리에 있어서, 세탁 모터의 회전과 탈수 모터의 회전이 어긋나도록 구성되어 있기 때문에, 세탁물의 위치가 변경되는 것을 기대할 수 있다. 그러나, 단순히 세탁물의 위치를 변경하는 것만으로는, 그 위치가 언밸런스량을 크게 하도록 변경되는 경우도 있을 수 있으므로, 반드시 언밸런스의 발생을 확실하게 방지할 수 있다고는 할 수 없다.In the washing machine of
그래서, 제7 실시예는, 보다 안정적으로 언밸런스의 발생을 방지하고, 저진동이며, 탈수 시간의 단축이 가능한 세탁기를 제공하는 것에 관련된다.Therefore, the seventh embodiment is related to providing a washing machine that more stably prevents unbalance, has low vibration, and can shorten spin-drying time.
(제8 실시예)(Eighth Example)
특허문헌 2의 세탁기와 같이, 탈수 처리에 있어서, 회전 속도가 작은 쪽의 모터를 다른 한쪽의 모터의 회전 속도에 가까워지도록 제어하면, 이 속도차의 축적으로 인해 드럼과 펄세이터 사이의 위치 어긋남이 상대적으로 커져 버려서, 옷감 손상을 충분하게 방지할 수 없다는 문제가 있다.As with the washing machine in
구체적으로, 세탁 모터의 회전 속도 쪽이 큰 경우에는, 탈수 모터의 회전 속도를 가속시켜 세탁 모터의 회전 속도에 가까워지도록 제어하나, 이때, 탈수 모터의 회전 속도가 오버 슈팅되어 세탁 모터의 회전 속도를 초과해버리는 경우가 있다. 이 경우, 이번에는, 세탁 모터의 회전 속도를 가속시켜 탈수 모터의 회전 속도에 가까워지도록 제어할 필요가 있다. 이와 같이, 회전 속도가 큰 모터가 랜덤 주기로 바뀜으로 인해 제어가 불안정해져 버려, 드럼과 펄세이터 사이의 위치 어긋남이 상대적으로 커진다는 문제가 있다.Specifically, when the rotation speed of the washing motor is larger, the rotation speed of the dehydration motor is accelerated and controlled to approach the rotation speed of the washing motor. However, at this time, the rotation speed of the dehydration motor is overshooted to reduce the rotation speed of the washing motor. There are cases where it is exceeded. In this case, it is necessary to accelerate the rotation speed of the washing motor and control it so that it approaches the rotation speed of the dehydration motor. In this way, there is a problem that control becomes unstable due to the random cycle of a motor with a high rotation speed, and the positional discrepancy between the drum and the pulsator becomes relatively large.
그래서, 제8 실시예는, 세탁물의 옷감 손상을 줄일 수 있는 탈수 운전이 가능한 세탁기에 관련된다.So, the eighth embodiment relates to a washing machine capable of spin-drying operation that can reduce damage to laundry fabric.
(제9 실시예)(Example 9)
세탁 모터를 회전 프리 상태로 해야 하는 적절한 타이밍은, 세탁물의 중량, 상태, 종류 등에 의해 다양하게 변화될 수 있다. 이 때문에, 특허문헌 2의 발명과 같이, 탈수 처리에서 세탁 모터를 회전 프리 상태로 할 때의 세탁 모터의 회전 속도를 고정하면, 적절한 타이밍에 세탁 모터를 회전 프리 상태로 할 수 없게 되는 경우가 발생할 수 있다.The appropriate timing for turning the laundry motor into a rotation-free state may vary depending on the weight, condition, type, etc. of the laundry. For this reason, if the rotational speed of the washing motor is fixed when the washing motor is set to the free rotation state during dehydration processing, as in the invention in
예를 들면, 적정한 타이밍보다도 빨리 세탁 모터를 회전 프리 상태로 하면, 드럼을 따라 도는 세탁물이 회전 프리가 된 펄세이터와 마찰하여 펄세이터가 함께 돌게 함으로써, 세탁물이 손상될 우려가 있다. 한편, 적정한 타이밍보다도 늦게 세탁 모터를 회전 프리 상태로 하면, 세탁 모터에 전원을 공급하는 시간이 길어지므로 소비 전력이 증가한다.For example, if the washing motor is turned to a free state sooner than the appropriate timing, the laundry rotating along the drum may rub against the freed pulsator and cause the pulsator to rotate together, which may damage the laundry. On the other hand, if the washing motor is put into the rotation-free state later than the appropriate timing, the time for supplying power to the washing motor becomes longer, thereby increasing power consumption.
그래서, 제9 실시예는, 세탁물의 옷감 손상을 경감하고, 전기를 절약하면서 탈수 운전을 할 수 있는 세탁기에 관련된다.Therefore, the ninth embodiment relates to a washing machine that can perform spin-drying operation while reducing damage to laundry fabric and saving electricity.
(제10 실시예)(Example 10)
특허문헌 2의 세탁기에 있어서, 탈수 운전시에 세탁 모터를 회전 프리 상태로 했다고 해도, 예를 들면, 중력으로 의류가 회전조와 교반체를 누르기 때문에, 탈수 모터의 회전에 따라 교반체가 따라 돌아가는 경우가 있다In the washing machine of
즉, 세탁 모터도 탈수 모터에 추종하여 회전하는 경우가 있다. 그러면, 역기 전력에 따른 저항력(탈수 모터의 회전을 방지하는 방향의 힘)이 발생하여 고속 회전이 불가능해진다는 문제가 발생하거나, 탈조나 제어 불능이 발생하거나 할 가능성이 있다. 이와 같은 현상을 회피하기 위해서는, 세탁 모터와 탈수 모터 양쪽을 동일 방향으로 동시에 구동하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 이러한 방법은 2개의 모터를 회전시키는 에너지가 필요하기 때문에, 효율이 떨어진다는 문제가 있다.That is, there are cases where the washing motor also rotates while following the dewatering motor. Then, a resistance force (a force in the direction that prevents rotation of the dehydration motor) due to the counter electromotive force is generated, which may cause problems such as making high-speed rotation impossible, or cause step-out or loss of control. To avoid this phenomenon, it is conceivable to drive both the washing motor and the dewatering motor simultaneously in the same direction. However, this method has the problem of low efficiency because it requires energy to rotate two motors.
그래서, 제10 실시예는, 탈수 운전시의 에너지 효율을 높일 수 있는 세탁기에 관련된다.So, the tenth embodiment relates to a washing machine that can increase energy efficiency during spin-drying operation.
(제1 실시예)(First Example)
제1 실시예에서는, 고리 형상의 스테이터와, 구동 방식의 상수가 다른 제1 및 제2 로터를 구비하고, 상기 제1 로터의 구동 상수가 상기 제2 로터의 구동 상수보다도 많은 모터를 대상으로 하고, 다음과 같은 해결 수단을 강구했다.In the first embodiment, a motor is provided that has a ring-shaped stator and first and second rotors with different driving method constants, and the driving constant of the first rotor is greater than the driving constant of the second rotor. , the following solutions were sought.
즉, 상기 스테이터는, 상기 제1 및 제2 로터에 대응하는 전류를 서로 겹치게 한 복합 전류가 공급됨으로써 상기 제1 및 제2 로터를 독립적으로 구동시키기 위한 각각의 회전 자계를 발생시키는 코일을 갖고, 상기 스테이터가 발생하는 회전 자계의 수는, 상기 제1 및 제2 로터의 자극의 수와는 다르다. 또한, 상기 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 상기 코일의 권선 계수는, 상기 제1 로터측 및 상기 제2 로터측 모두 0.5보다도 크다.That is, the stator has a coil that generates respective rotating magnetic fields for independently driving the first and second rotors by supplying a composite current in which currents corresponding to the first and second rotors overlap each other, The number of rotating magnetic fields generated by the stator is different from the number of magnetic poles of the first and second rotors. Additionally, the winding coefficient of the coil with respect to the fundamental wave of the magnetic flux distribution of the rotor is greater than 0.5 on both the first rotor side and the second rotor side.
제1 실시예에서는, 스테이터가 발생하는 회전 자계의 수와 제1 로터 및 제2 로터의 자극의 수가 다르고 그리고 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 코일의 권선 계수가 0.5보다도 크게 되어 있다.In the first embodiment, the number of rotating magnetic fields generated by the stator and the number of magnetic poles of the first rotor and the second rotor are different, and the winding coefficient of the coil with respect to the fundamental wave of the magnetic flux distribution of the rotor is greater than 0.5.
이로 인해, 코일의 권선 계수를 개선하여 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있다. 특히, 저속 회전시라도 높은 토크를 얻는 것이 가능하다.Because of this, torque can be efficiently generated by improving the winding coefficient of the coil. In particular, it is possible to obtain high torque even during low-speed rotation.
상기 스테이터의 슬롯 수(S), 상기 제1 로터 또는 상기 제2 로터의 어느 하나의 극수(P1), 다른 하나의 극수(P2)는, 1 이상의 정수를 n으로 했을 때에, When the number of slots (S) of the stator, the number of poles (P1) of one of the first rotor or the second rotor, and the number of poles (P2) of the other are set to n as an integer of 1 or more,
S=12nS=12n
P1=(6±1)·2nP1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2nP2=(6±2)·2n
이라는 조건을 만족시키도록 설정해도 좋다.You may set it to satisfy the condition.
이 경우, 스테이터의 슬롯 수, 제1 로터의 극수, 및 제2 로터의 극수를, 상술한 조건을 만족시키도록 설정하고 있다. 이로 인해, 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 코일의 권선 계수가 0.5보다도 큰 모터를 얻을 수 있다.In this case, the number of stator slots, the number of poles of the first rotor, and the number of poles of the second rotor are set to satisfy the above-mentioned conditions. As a result, it is possible to obtain a motor in which the winding coefficient of the coil with respect to the fundamental wave of the magnetic flux distribution of the rotor is greater than 0.5.
상기 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 상기 코일의 권선 계수는, 상기 제1 로터측 및 상기 제2 로터측 양쪽 모두, 0.7 이상으로 할 수 있다.The winding coefficient of the coil with respect to the fundamental wave of the magnetic flux distribution of the rotor can be 0.7 or more on both the first rotor side and the second rotor side.
이 경우, 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 코일의 권선 계수를 0.7 이상으로 함으로써, 높은 토크를 발생시킬 수 있다.In this case, high torque can be generated by setting the winding coefficient of the coil with respect to the fundamental wave of the rotor's magnetic flux distribution to 0.7 or more.
상기 로터의 자속 분포의 고조파에 대한 상기 코일의 단절권 계수는, 상기 제1 로터측 또는 제2 로터측의 어느 하나가, 1 미만이 되도록 할 수 있다. The disconnection coefficient of the coil with respect to the harmonics of the magnetic flux distribution of the rotor, either on the first rotor side or the second rotor side, can be set to be less than 1.
이 경우, 로터의 자속 분포의 고조파에 대한 코일의 단절권 계수를 1 미만으로 함으로써, 토크 리플을 저감해서 진동이나 소음을 억제할 수 있다.In this case, by setting the coil disconnection coefficient with respect to the harmonics of the magnetic flux distribution of the rotor to less than 1, torque ripple can be reduced and vibration and noise can be suppressed.
상술한 특징 중 적어도 하나의 특징을 갖는 모터와, 상기 제1 로터 또는 상기 제2 로터의 어느 하나로 구성되는 인너 로터에 연결되어 세탁물을 수용하는 드럼과, 상기 제1 로터 또는 상기 제2 로터의 다른 하나로 구성되는 아우터 로터에 연결되어 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터를 구비한 세탁기로 구성할 수 있다.A motor having at least one of the above-described characteristics, a drum connected to an inner rotor consisting of one of the first rotor or the second rotor to receive laundry, and another of the first rotor or the second rotor. It can be configured as a washing machine with a pulsator that is connected to a single outer rotor and agitates the laundry in the drum.
그러면, 드럼 및 펄세이터를 독립적으로 구동시키기 위한 모터로서, 제1 실시예의 세탁기용 모터를 적용할 수 있다.Then, the washing machine motor of the first embodiment can be applied as a motor for independently driving the drum and pulsator.
(제2 실시예)(Second Embodiment)
제2 실시예는, 한 개의 스테이터의 내부와 외부에 인너 로터와 아우터 로터를 구비하고, 상기 스테이터가 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터에 의해 공동으로 사용되는 듀얼 로터형 모터에 관한 것이다.The second embodiment relates to a dual-rotor type motor having an inner rotor and an outer rotor inside and outside one stator, and the stator is jointly used by the inner rotor and the outer rotor.
상기 스테이터는, 둘레 방향으로 독립적으로 일정한 간격으로 배치된 복수의 코어 요소와, 상기 코어 요소의 각각에 와이어를 감아 구성한 복수의 코일을 포함하고 있다. 상기 코어 요소는, 상기 인너 로터와 대향하는 내측 티스와, 상기 아우터 로터와 대향하는 외측 티스를 구비하고 있다. 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터는, 다른 극수를 갖고, 상기 코어 요소는, 상기 인너 로터 및 상기 아우터 로터의 어느 하나의 극수보다도 적은 개수로 구성되어 있다.The stator includes a plurality of core elements independently arranged at regular intervals in the circumferential direction and a plurality of coils formed by winding a wire around each of the core elements. The core element has inner teeth facing the inner rotor and outer teeth facing the outer rotor. The inner rotor and the outer rotor have different numbers of poles, and the core element is composed of a smaller number of poles than either the inner rotor or the outer rotor.
그리고, 상기 인너 로터 및 상기 아우터 로터 중, 극수가 많은 로터와 대향하고 있는, 상기 내측 티스 및 상기 외측 티스 중 어느 하나의 티스에 있어서, 해당 티스의 티스 개각(開角)이 180°/Nc ∼ 257°/Nc (Nc는 코어 요소수)의 범위 내로 설정될 수 있다.And, of the inner rotor and the outer rotor, in any one of the inner teeth and the outer teeth that opposes the rotor with a large number of poles, the tooth opening angle of the corresponding tooth is ∼180°/Nc. It can be set within the range of 257°/Nc (Nc is the number of core elements).
즉, 이 모터는, 하나의 스테이터가, 극수가 다른 인너 로터와 아우터 로터에서 공용되고 있는 듀얼 로터형 모터이며, 이 스테이터에는 이들 로터의 극수보다도 적은 개수로 둘레 방향으로 독립적인 복수의 코어 요소가 구비되어 있다. 그리고, 극수가 많은 로터와 대향하고 있는 코어 요소의 티스의 티스 개각이 180°/Nc ∼ 257°/Nc (Nc는 코어 요소수)의 범위 내에 설정되어 있다.In other words, this motor is a dual-rotor type motor in which one stator is shared by an inner rotor and an outer rotor with different numbers of poles, and this stator has a plurality of core elements that are independent in the circumferential direction and are smaller than the number of poles of these rotors. It is provided. And, the tooth opening angle of the teeth of the core element facing the rotor with a large number of poles is set within the range of 180°/Nc to 257°/Nc (Nc is the number of core elements).
이와 같이, 극수가 많은 로터와 대향하고 있는 코어 요소의 티스의 티스 개각을 소정의 범위로 설정함으로써, 후술하는 바와 같이, 듀얼 로터형 모터에 있어서, 종래의 세탁기에 비해 손색이 없는 수준으로 코깅 토크를 줄일 수 있고, 소음 등을 억제할 수 있다.In this way, by setting the tooth opening angle of the teeth of the core element facing the rotor with a large number of poles to a predetermined range, in a dual-rotor type motor, as will be described later, the cogging torque is comparable to that of a conventional washing machine. can be reduced and noise can be suppressed.
또한, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중 극수가 적은 로터와 대향하고 있는, 상기 내측 티스와 상기 외측 티스 중 다른 하나의 티스에 있어서, 해당 티스의 티스 개각은 96°/Nc ∼ 342°/Nc (Nc는 코어 요소수)의 범위 내로 설정할 수 있다.In addition, in the other one of the inner and outer teeth, which faces the rotor with fewer poles among the inner rotor and the outer rotor, the tooth opening angle of the corresponding tooth is 96°/Nc to 342°/Nc ( Nc can be set within the range of the number of core elements.
이렇게 하면, 후술하는 바와 같이, 듀얼 로터형 모터에 있어서, 종래의 세탁기에 비해 손색이 없는 수준으로 상호 리플을 줄일 수 있기 때문에, 한층 더 소음 등을 억제할 수 있다. In this way, as will be described later, in the dual rotor type motor, mutual ripple can be reduced to a level comparable to that of a conventional washing machine, and noise, etc. can be further suppressed.
구체적으로는, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중 극수가 적은 로터의 극수를 P1로 하고, 극수가 많은 로터의 극수를 P2로 한 경우에, 다음의 각 조건을 만족시키는 모터에 적용할 수 있다.Specifically, when the number of poles of the inner rotor and the outer rotor with a small number of poles is set to P1, and the number of poles of the rotor with a large number of poles is set to P2, it can be applied to a motor that satisfies the following conditions.
Nc=12nNc=12n
P1=(6±1)·2nP1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2nP2=(6±2)·2n
(n은 1 이상의 정수)(n is an integer greater than or equal to 1)
Nc=6nNc=6n
P1=6n±2P1=6n±2
P2=6n±4P2=6n±4
(n은 2 이상의 정수)(n is an integer greater than or equal to 2)
Nc=6nNc=6n
P1=6n±4P1=6n±4
P2=6n±8P2=6n±8
(n은 2 이상의 정수)(n is an integer greater than or equal to 2)
이들 조건을 만족시키는 모터라면, 코깅 토크나 상호 리플의 감소를 효과적으로 실현할 수 있다.A motor that satisfies these conditions can effectively reduce cogging torque and mutual ripple.
또, 이와 같은 듀얼 로터형 모터는, 세탁기에 적합하다. 즉, 이와 같은 모터와, 수조의 내부에 회전 가능하게 마련된 드럼과, 상기 드럼의 내부에 회전 가능하게 마련된 펄세이터를 구비한 세탁기이며, 상기 드럼에, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중 어느 하나가 연결되고, 상기 펄세이터에, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중 다른 하나가 연결되어 있도록 하면 된다.Additionally, such a dual rotor type motor is suitable for a washing machine. That is, it is a washing machine equipped with such a motor, a drum rotatably provided inside a water tank, and a pulsator rotatably provided inside the drum, and the drum is equipped with one of the inner rotor and the outer rotor. It is sufficient that the other one of the inner rotor and the outer rotor is connected to the pulsator.
이렇게 하면, 소음이나 진동을 억제하면서, 드럼 및 펄세이터의 쌍방에서 높은 토크를 발휘할 수 있는 세탁기를 실현할 수 있다.In this way, it is possible to realize a washing machine that can exert high torque from both the drum and the pulsator while suppressing noise and vibration.
특히 이 경우, 상기 드럼에 상기 인너 로터가 연결되고, 상기 펄세이터에 상기 아우터 로터가 연결되어 있도록 하면 된다.In particular, in this case, the inner rotor is connected to the drum, and the outer rotor is connected to the pulsator.
그렇게 하면, 구조상, 상대적으로 높은 토크를 상대적으로 높은 토크가 요구되는 펄세이터에서 발휘시킬 수 있기 때문에, 더욱 효율적이다.Doing so is more efficient because structurally, a relatively high torque can be exerted in a pulsator that requires relatively high torque.
(제3 실시예)(Third Embodiment)
제3 실시예의 하나는, 회전축 둘레에 2개의 샤프트를 개별로 회전 구동하는 세탁기용 모터에 관한 것이다. One of the third embodiments relates to a motor for a washing machine that individually rotates two shafts around a rotating shaft.
상기 모터는, 상기 샤프트 중 하나에 연결되어 회전 가능한 인너 로터와, 상기 인너 로터의 외주측에 배치되고, 상기 샤프트의 다른 하나에 연결되어 회전 가능한 아우터 로터와, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터와의 사이에 배치되고, 이들 인너 로터 및 아우터 로터에서 공용되는 스테이터를 구비한다. 상기 스테이터는, 각각이 분리 독립적으로 배치되는 복수의 코어 요소와, 인슐레이터를 통해, 상기 코어 요소의 각각의 주위에 와이어를 감아 형성되는 복수의 코일과, 열경화성 수지로 성형되고, 상기 코어 요소, 상기 코일, 및 상기 인슐레이터를 매설하는 수지 성형체를 갖고 있다. 상기 인슐레이터는, 복수의 상기 코어 요소를 사이에 끼운 상태에서, 축 방향으로 서로 맞대서 연결되는 한 쌍의 고리 형상 연결체로 구성되어 있다. 그리고 상기 고리 형상 연결체의 적어도 하나가 일체로 형성된 주 연결체가 되고, 상기 주 연결체에 상기 코어 요소 각각이 삽입되는 복수의 코어 삽입부가 둘레 방향으로 대략 등간격으로 마련되어 있다.The motor includes an inner rotor that is rotatable and connected to one of the shafts, an outer rotor that is disposed on the outer circumference of the inner rotor and is rotatable and connected to the other one of the shafts, and the inner rotor and the outer rotor. It is disposed between them and has a stator that is common to these inner rotors and outer rotors. The stator includes a plurality of core elements each independently disposed, a plurality of coils formed by winding a wire around each of the core elements through an insulator, and is molded from a thermosetting resin, the core element, the It has a coil and a resin molded body in which the insulator is embedded. The insulator is composed of a pair of ring-shaped connectors connected to each other in the axial direction, with the plurality of core elements sandwiched between them. At least one of the ring-shaped connecting bodies becomes a main connecting body formed integrally, and a plurality of core insertion portions into which each of the core elements is inserted into the main connecting body are provided at approximately equal intervals in the circumferential direction.
즉, 이 모터에 의하면, 복수의 코어 요소와 복수의 코일과의 사이에 개재하는 인슐레이터가, 축 방향으로 서로 맞대서 연결되는 한 쌍의 고리 형상 연결체로 구성되어 있고, 그 적어도 하나가, 일체로 형성된 주 연결체로 되어 있다. 그리고, 그 주 연결체에 코어 요소의 각각이 삽입되는 복수의 코어 삽입부가 둘레 방향으로 등간격으로 마련되어 있기 때문에, 이들 코어 삽입부에 코어 요소의 각각을 1개씩 삽입하는 단순 작업을 반복하는 것만으로, 복수의 코어 요소를 적절한 위치에 배치할 수 있다. 따라서, 극수가 많은 듀얼 로터형 모터의 스테이터라도, 효율적으로 제조할 수 있다.That is, according to this motor, the insulator interposed between the plurality of core elements and the plurality of coils is composed of a pair of annular connectors connected to each other in the axial direction, at least one of which is integrated. It is formed as a main connector. In addition, since a plurality of core insertion portions into which each of the core elements is inserted into the main connection body are provided at equal intervals in the circumferential direction, the simple operation of inserting each core element one by one into these core insertion portions is sufficient. , multiple core elements can be placed in appropriate positions. Therefore, even the stator of a dual rotor type motor with a large number of poles can be manufactured efficiently.
상기 고리 형상 연결체의 다른 하나는, 원호 형상을 한 복수의 연결 요소를 연결하여 형성되는 부 연결체로 구성할 수 있다.The other of the ring-shaped connecting members may be configured as a sub-connecting body formed by connecting a plurality of arc-shaped connecting elements.
주 연결체에 연결되는 고리 형상 연결체가, 일체로 형성되어 있으면, 그 고리 형상 연결체의 코어 삽입부가 모든 코어 요소의 위치와 일치하지 않으면 삽입할 수 없기 때문에 연결이 어렵다. 그러나 복수의 연결 요소로 분리되어 있는 부 연결체로 하면, 연결이 쉬워지므로 효율적으로 작업할 수 있다.If the ring-shaped connecting body connected to the main connecting body is formed integrally, connection is difficult because the core insertion portion of the ring-shaped connecting body cannot be inserted unless it matches the positions of all core elements. However, if a sub-connection body is divided into a plurality of connection elements, connection becomes easier and work can be done efficiently.
이 경우, 상기 부 연결체에 상기 코일로부터 도출되는 상기 와이어의 단부가 접속되는 단자부를 배치할 수 있다.In this case, a terminal portion to which the end of the wire leading from the coil is connected may be disposed on the subconnector.
이렇게 하면, 안정된 주 연결체가 아래쪽에 위치하고 부 연결체에 배치된 단자부가 상측에 위치하게 되기 때문에, 접속 처리를 용이하게 수행할 수 있다.In this way, the connection process can be easily performed because the stable main connector is located at the bottom and the terminal portion disposed on the sub-connector is located at the top.
상기 주 연결체는, 절연성 수지와 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱)로 구성할 수 있다. The main connector may be composed of insulating resin and CFRP (carbon fiber reinforced plastic).
그러면, 주 연결체의 강성을 보다 강화할 수 있기 때문에, 주 연결체의 변형이나 파손을 억제할 수 있고, 취급이 더욱 용이해진다.Then, since the rigidity of the main connector can be further strengthened, deformation or damage of the main connector can be suppressed, and handling becomes easier.
이 경우, 상기 CFRP를 구성하고 있는 수지는, 상기 절연성 수지와 같은 종류의 수지로 할 수 있다.In this case, the resin constituting the CFRP can be the same type of resin as the insulating resin.
이와 같이 하면, CFRP와 절연성 수지의 일체성이 향상되기 때문에, 주 연결체의 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.In this way, the integrity of the CFRP and the insulating resin is improved, so the rigidity of the main connector can be further improved.
복수의 코일은, 예를 들면, 6개의 와이어 각각을 일정한 순서로 상기 복수의 코어 요소 각각에 감아서 형성하고, 한 쌍의 고리 형상 연결체를 연결하여 구성되는 코어 보유 구조체의 외주의 양쪽 가장자리부에, 축 방향으로 튀어나오는 플랜지부를 마련하고, 상기 플랜지부 각각을 따라, 상기 와이어의 점퍼선을 3개씩 배정할 수 있다. The plurality of coils are, for example, formed by winding each of six wires around each of the plurality of core elements in a certain order, and are formed on both edges of the outer periphery of the core holding structure, which is formed by connecting a pair of ring-shaped connectors. A flange portion protruding in the axial direction may be provided, and three jumper wires of the wire may be assigned along each of the flange portions.
와이어의 감김이 붕괴되는 것을 방지하기 위한 양측의 플랜지부에 3개씩 나눠서 점퍼선을 배정함으로써, 인슐레이터, 나아가서는 스테이터의 축 방향의 높이를 억제할 수 있기 때문에, 모터의 소형화를 도모할 수 있다.By assigning three jumper wires to each flange section on both sides to prevent the winding of the wire from collapsing, the axial height of the insulator and, by extension, the stator can be suppressed, making it possible to miniaturize the motor.
한 쌍의 상기 고리 형상 연결체를 연결하여 구성되는 코어 보유 구조체의 내주면과 외주면에는, 상기 코어 요소가 노출됨으로써 내측 코어면부과 외측 코어면부가 형성되어 있다. 상기 내측 코어면부는 상기 인슐레이터의 내주면보다도 내측에 위치하고, 상기 외측 코어면부는 상기 인슐레이터의 외주면보다도 외측에 위치하도록 형성할 수 있다.The core elements are exposed to form an inner core surface portion and an outer core surface portion on the inner and outer peripheral surfaces of the core holding structure, which is formed by connecting a pair of the ring-shaped connectors. The inner core surface portion may be positioned inside the inner peripheral surface of the insulator, and the outer core surface portion may be positioned outside the outer peripheral surface of the insulator.
이렇게 하면, 성형시의 금형에, 내측 코어면부와 외측 코어면부가 닿게 되기 때문에, 코어 요소의 지름 방향으로 정밀하게 위치를 정할 수 있고, 스테이터의 진원도를 높일 수 있다. 그 결과, 인너 로터나 아우터 로터 사이의 간극을 작게 할 수 있게 되어, 모터 성능을 향상시킬 수 있다.In this way, since the inner core surface portion and the outer core surface portion come into contact with the mold during molding, the core element can be precisely positioned in the radial direction and the roundness of the stator can be increased. As a result, the gap between the inner rotor and the outer rotor can be reduced, improving motor performance.
또, 인접하는 상기 코어 삽입부의 내주측과 외주측의 어느 하나의 양 가장자리부의 사이를 연결 벽부로 연결하고, 축 방향으로 볼 때 상기 연결 벽부의 중앙부의 두께가 그 양단부보다도 두껍게 형성할 수 있다.Additionally, both edges of the inner and outer periphery of the adjacent core insertion portion may be connected by a connecting wall, and the central portion of the connecting wall may be thicker than both ends when viewed in the axial direction.
이와 같이 하면, 주 연결체의 강성을 향상시킬 수 있다.In this way, the rigidity of the main connector can be improved.
또한, 일체형의 주 연결체를 이용하지 않고, 복수로 분할되어 있는 연결체로 고리 형상 연결체의 양쪽을 구성할 수 있다. 구체적으로는, 상기 고리 형상 연결체의 양쪽을, 상기 복수의 코어 요소의 각각이 삽입되는 복수의 코어 삽입부가 둘레 방향으로 대략 등간격으로 마련되어 있는 원호 형상을 한 복수의 연결 요소를 연결하여 형성하고, 하나의 상기 고리 형상 연결체에 있어서의 상기 연결 요소의 각각의 사이의 연결 부위와, 다른 하나의 상기 고리 형상 연결체에 있어서의 상기 연결 요소의 각각의 사이의 연결 부위가, 둘레 방향으로 어긋나서 배치되어 있도록 하면 된다.Additionally, instead of using an integrated main connecting body, both sides of the ring-shaped connecting body can be formed with a plurality of divided connecting bodies. Specifically, both sides of the ring-shaped connecting body are formed by connecting a plurality of arc-shaped connecting elements in which a plurality of core insertions into which each of the plurality of core elements is inserted are provided at approximately equal intervals in the circumferential direction; , the connecting portion between each of the connecting elements in one of the ring-shaped connecting bodies and the connecting portion between each of the connecting elements in the other ring-shaped connecting body are shifted in the circumferential direction. All you have to do is keep it positioned.
이 경우, 상하의 고리 형상 연결체에서, 연결 부위가 서로 다르게 되어 있기 때문에, 쌍방의 고리 형상 연결체가 복수의 연결 요소로 구성되어 있어도, 일체화할 수 있고, 안정적으로 지지할 수 있다. 일체형의 주 연결체를 성형하는 금형에 비해 금형을 작게 할 수 있기 때문에, 금형의 비용을 대폭으로 줄일 수 있다.In this case, since the connecting portions of the upper and lower ring-shaped connecting bodies are different from each other, even if both ring-shaped connecting bodies are composed of a plurality of connecting elements, they can be integrated and stably supported. Since the mold can be made smaller than the mold for forming the integrated main connector, the mold cost can be significantly reduced.
또한, 하나의 고리 형상 연결체의 연결 요소의 개수를 다른 하나의 고리 형상 연결체의 연결 요소의 개수보다 적게 구성하고, 상기 연결 요소의 개수가 많은 고리 형상 연결체에 상기 코일로부터 도출되는 상기 와이어의 단부가 접속되는 단자부를 배치할 수 있다.In addition, the number of connecting elements of one ring-shaped connecting body is configured to be less than the number of connecting elements of another ring-shaped connecting body, and the wire derived from the coil is connected to the ring-shaped connecting body having a large number of connecting elements. The terminal portion to which the end is connected can be arranged.
이렇게 하면, 단자부를 상측으로 하여 취급함으로써, 분할수가 적고 강도가 높은 고리 형상 연결체가 하측이 되기 때문에 안정적으로 지지할 수 있고, 접속 처리도 용이하게 수행할 수 있다.In this way, by handling the terminal part from the upper side, a ring-shaped connector with fewer divisions and higher strength becomes the lower side, so that it can be stably supported and connection processing can also be easily performed.
제3 실시예의 다른 하나는, 세탁기에 관한 것이다.Another third embodiment relates to a washing machine.
상기 세탁기는, 세탁시에 회전 구동되는 펄세이터와, 세탁시 및 탈수시에 회전 구동되는 드럼과, 상술한 모터를 구비하고, 상기 샤프트의 하나는 상기 드럼에 연결되고, 상기 샤프트의 다른 하나는 상기 펄세이터에 연결되어 있다.The washing machine includes a pulsator that is rotationally driven during washing, a drum that is rotationally driven during washing and spin-drying, and the above-described motor, one of the shafts is connected to the drum, and the other one of the shafts is It is connected to the pulsator.
상술한 모터라면, 극수가 많은 듀얼 로터형 모터의 스테이터를 효율적으로 제조할 수 있을 뿐 아니라, 모터의 크기가 커지는 것을 회피하면서, 드럼이 연결되는 인너 로터측에서도 비교적 높은 토크를 얻을 수 있기 때문에, 다양한 운전 제어에 대응할 수 있는 세탁기를 저렴하게 제공할 수 있다.With the above-described motor, not only can the stator of a dual-rotor type motor with a large number of poles be manufactured efficiently, but also a relatively high torque can be obtained on the inner rotor side to which the drum is connected while avoiding an increase in the size of the motor, so that various stators can be used. Washing machines capable of operating control can be provided at low cost.
제3 실시예의 다른 하나는, 상술한 세탁기용 모터의 제조방법에 관한 것이다.Another third embodiment relates to a method of manufacturing the above-described motor for a washing machine.
상기 제조방법은, 상기 코어 삽입부의 각각에 상기 복수의 코어 요소의 각각을 삽입한 후, 상기 주 연결체에 상기 고리 형상 연결체의 다른 하나를 서로 맞대서 연결함으로써, 코어 보유 구조체를 형성하는 제1 단계와, 상기 코어 보유 구조체를 권선기에 세팅하고, 상기 인슐레이터로 피복된 상기 코어 요소의 각각에 와이어를 감아 복수의 코일을 형성함으로써, 권선체를 형성하는 제2 단계와, 상기 권선체를 금형에 세팅하고, 열경화성 수지를 이용하여 몰드 성형하는 제3 단계를 포함할 수 있다.The manufacturing method includes forming a core holding structure by inserting each of the plurality of core elements into each of the core insertion parts and then connecting the other one of the ring-shaped connectors to the main connector against each other. A first step, setting the core holding structure in a winding machine, and forming a winding body by winding a wire around each of the core elements covered with the insulator to form a plurality of coils, and forming the winding body into a mold. It may include a third step of setting and molding using a thermosetting resin.
즉, 이 제조방법에 의하면, 단순 작업으로 형성되는 코어 보유 구조체를 권선기로 기계적으로 권선 처리하여 권선체를 형성할 수 있고, 이 권선체를 금형에 세팅하고 몰드 성형할 수 있기 때문에, 비교적 용이하게 제조할 수 있고, 생산성이 뛰어나다.That is, according to this manufacturing method, a core holding structure formed by a simple operation can be mechanically wound with a winding machine to form a winding body, and this winding body can be set in a mold and molded, so it is relatively easy. It can be manufactured and has excellent productivity.
상기 제2 단계에서는, 예를 들면, 3개의 와이어를 동시에 같은 동작으로 감는 처리가 2회 이루어지고, 1회째에 처리되는 3개의 와이어의 점퍼선을 상기 코어 보유 구조체의 외주의 양 가장자리부로부터 축 방향으로 튀어나온 한 쌍의 플랜지부 중 하나의 플랜지부를 따라 배선하고, 2회째로 처리되는 3개의 와이어의 점퍼선을 플랜지부의 다른 하나를 따라 배선하도록 할 수 있다.In the second step, for example, the process of winding three wires simultaneously with the same operation is performed twice, and the jumper wires of the three wires processed the first time are pulled from both edges of the outer periphery of the core holding structure. The wiring can be done along one of the pair of flange parts protruding in one direction, and the jumper wire of the three wires processed second can be wired along the other one of the flange parts.
이렇게 하면, 권선 처리마다 발생하는 점퍼선을 효율적으로 배선할 수 있고, 와이어의 배선 구조가 간소화되기 때문에, 권선기의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.In this way, the jumper wires generated for each winding process can be wired efficiently, and the wiring structure of the wire is simplified, so the processing efficiency of the winding machine can be improved.
상기 주 연결체에는, 예를 들면, 상기 복수의 코어 삽입부의 각각을 연결하는 고리 형상 지지부를 제거 가능하게 마련하고, 상기 제3 단계 후에 상기 고리 형상 지지부를 제거하는 제4 단계를 더 포함할 수 있다.The main connection body may further include, for example, a removable ring-shaped support portion connecting each of the plurality of core insertions, and a fourth step of removing the ring-shaped support portion after the third step. there is.
이렇게 하면, 고리 형상 지지부에서 주 연결체의 강성을 강화할 수 있기 때문에, 권선 처리나 성형 처리시에, 코어 보유 구조체나 권선체의 취급이 쉬워진다. 또한, 코어 보유 구조체 등의 변형을 억제한 상태에서 몰드 성형할 수 있기 때문에, 모터 품질의 향상도 도모할 수 있다.In this way, the rigidity of the main connecting body can be strengthened in the annular support portion, so handling of the core holding structure and winding body becomes easier during winding processing or forming processing. Additionally, since mold forming can be performed while suppressing deformation of the core holding structure, etc., the quality of the motor can be improved.
상기 권선체의 내측과 외측의 적어도 어느 하나의 주면과, 해당 주면과 대향하는 상기 금형의 대향면 사이에 위치 결정 구조를 마련하고, 상기 위치 결정 구조로 인해 상기 권선체를 상기 금형에 대해 둘레 방향으로 위치 결정한 상태에서 몰드 성형하도록 할 수 있다.A positioning structure is provided between at least one main surface inside and outside the winding body and an opposing surface of the mold that faces the main surface, and the positioning structure allows the winding body to be positioned in a circumferential direction with respect to the mold. The mold can be formed with the position determined.
상기 위치 결정 구조는 상기 주면에 노출된 상기 코어 요소에 형성된 오목부와, 상기 오목부에 결합하도록 상기 금형에 형성된 볼록부로 구성할 수 있다. 또는, 상기 주면에 면하는 복수의 슬롯 개구와 상기 슬롯 개구에 결합하도록 상기 금형에 형성된 결합 돌출부로 구성할 수 있다. 특히, 상기 위치 결정 구조는 상기 권선체의 내주면과 상기 내주면과 대향하는 상기 금형의 대향면 사이에 마련할 수 있다. The positioning structure may be composed of a concave portion formed in the core element exposed to the main surface and a convex portion formed in the mold to couple to the concave portion. Alternatively, it may be composed of a plurality of slot openings facing the main surface and a coupling protrusion formed on the mold to engage the slot openings. In particular, the positioning structure may be provided between the inner peripheral surface of the winding body and the opposing surface of the mold that faces the inner peripheral surface.
이렇게 하면, 권선체를 금형에 대해 정밀하게 둘레 방향으로 위치 결정할 수 있다.In this way, the winding body can be positioned precisely in the circumferential direction with respect to the mold.
상기 코어 보유 구조체의 내측과 외측 중 어느 하나의 주면에 협지(挾持:양옆에서 잡다) 구조를 마련하고, 상기 권선기가 상기 협지 구조를 끼워 넣은 상태에서 상기 와이어의 감김 처리(또는, 권선 처리)를 수행하도록 할 수 있다.A clamping structure is provided on either the inner or outer main surface of the core holding structure, and the winding machine performs a winding process (or winding process) on the wire with the clamping structure inserted. It can be done.
상기 협지 구조는 상기 주면으로 노출된 상기 코어 요소에 형성된 홈부로 구성하거나, 상기 주면으로부터 돌출된 상기 코어 요소의 양측의 가장자리부로 구성할 수 있다.The clamping structure may be composed of a groove formed in the core element exposed to the main surface, or may be composed of edge parts on both sides of the core element protruding from the main surface.
이렇게 하면, 코어 보유 구조체를 강하게 지지할 수 있어 안정적으로 권선 처리를 수행할 수 있다.In this way, the core holding structure can be strongly supported and winding processing can be performed stably.
또한, 상기 제3 단계에서, 상기 권선체의 외주측에 면하는 상기 인슐레이터가 상기 금형에 접하도록, 해당 권선체를 해당 금형에 세팅할 수 있다.Additionally, in the third step, the winding body may be set in the mold so that the insulator facing the outer circumference of the winding body is in contact with the mold.
이렇게 하면, 권선체의 내주면과 금형과의 밀착성이 높아지기 때문에, 권선체의 내주측의 진원도를 향상시킬 수 있다.In this way, the adhesion between the inner peripheral surface of the winding body and the mold increases, and the roundness of the inner peripheral side of the winding body can be improved.
(제4 실시예)(Example 4)
제4 실시예는, 세탁물을 수용하는 회전 가능한 드럼과, 상기 드럼의 회전축심과 동심 상으로 마련되고, 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터와, 상기 드럼과 상기 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터를 구비한 세탁기의 모터 제어 장치를 대상으로 한다.The fourth embodiment includes a rotatable drum that accommodates laundry, a pulsator that is provided concentrically with the rotation axis of the drum and agitates the laundry in the drum, and a pulsator that rotates the drum and the pulsator independently. The target is a motor control device for a washing machine equipped with a motor.
상기 모터에 접속되고 상기 드럼을 회전 구동시키기 위한 드럼측 인버터 회로와, 상기 모터에 접속되고 상기 펄세이터를 회전 구동시키기 위한 펄세이터측 인버터 회로와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 회전 속도를 각각 검출하기 위한 회전 속도 검출 수단과, 지령신호와 반송파를 이용하여 PWM 제어된 전기신호에 의해, 상기 드럼측 인버터 회로 및 상기 펄세이터측 인버터 회로를 통해, 상기 모터의 작동 제어를 수행하는 제어장치를 더 구비한다.A drum-side inverter circuit connected to the motor and for rotating the drum, a pulsator-side inverter circuit connected to the motor and rotating the pulsator, and detecting rotational speeds of the drum and the pulsator, respectively. A control device for controlling the operation of the motor through the drum-side inverter circuit and the pulsator-side inverter circuit using a PWM-controlled electrical signal using a command signal and a carrier wave for detecting rotation speed for Equipped with
상기 드럼측 인버터 회로 및 상기 펄세이터측 인버터 회로는 서로 직렬로 접속된 상부 암측 스위칭 소자와 하부 암측 스위칭 소자로 이루어진 인버터가 복수개 병렬로 접속되어 구성되어 있다.The drum-side inverter circuit and the pulsator-side inverter circuit are composed of a plurality of inverters consisting of an upper arm switching element and a lower arm switching element connected in series to each other in parallel.
상기 제어장치는, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를 같은 방향으로 회전시키는 탈수 공정의 종료 후의 감속 공정에 있어서, 상기 회전 속도 검출 수단에 의해 각각 검출되는, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 검출 회전 속도를 같은 정도로 하기 위한 동기 제어와, 상기 상부 암측 스위칭 소자의 전부를 온시키고 그리고 상기 하부 암측 스위칭 소자의 전부를 오프시키고, 상기 모터에 단락 브레이크를 거는 상부 암측 단락 브레이크 제어와, 상기 상부 암측 스위칭 소자의 전부를 오프시키고 그리고 상기 하부 암측 스위칭 소자의 전부를 온 시키고, 상기 모터에 단락 브레이크를 거는 하부 암측 단락 브레이크 제어를 실행함과 동시에, 상기 반송파의 1주기당의 상기 검출 회전 속도에 기초하여 상기 PWM 제어에 의해 설정된, 상기 동기 제어를 실행하는 기간인 동기 제어 기간의 길이를 바꾸지 않고, 상기 상부 암측 단락 브레이크 제어를 실행하는 기간인 상부 암측 단락 브레이크 기간을 단축시킴과 동시에, 상기 하부 암측 단락 브레이크 제어를 실행하는 기간인 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행하도록 구성되어 있다.The control device determines the detected rotational speeds of the drum and the pulsator, respectively detected by the rotational speed detection means, to be the same in a deceleration process after the end of the dehydration process of rotating the drum and the pulsator in the same direction. Synchronization control for adjusting the speed, upper arm short-circuit brake control for turning on all of the upper arm switching elements and turning off all of the lower arm switching elements, and applying a short-circuit brake to the motor, and all of the upper arm switching elements turns off and turns on all of the lower arm switching elements, executes lower arm short circuit brake control to apply a short circuit brake to the motor, and performs the PWM control based on the detected rotation speed per cycle of the carrier wave. Without changing the length of the synchronous control period, which is the period for executing the synchronous control, the upper arm short circuit brake period, which is the period for executing the upper arm short circuit brake control, is shortened, and at the same time, the lower arm short circuit brake control is executed. It is configured to execute lower arm side short circuit break period expansion control, which expands the lower arm side short circuit break period.
이 구성에 따르면, 상기 드럼과 상기 펄세이터를 동기 제어하면서 감속시킬 때의 감속 시간을 단축시킬 수 있다.According to this configuration, the deceleration time when decelerating while synchronously controlling the drum and the pulsator can be shortened.
즉, PWM 제어에 이용되는 반송파의 1주기당에는, 드럼 및 펄세이터의 검출 회전 속도에 기초하여, 상기 PWM 제어에 의해 설정된 전기신호에 따른 동기 제어를 수행하고, 드럼 및 펄세이터(구체적으로는, 모터)의 회전 속도를 조절하는 동기 제어 기간과, 인버터 회로의 상부 암측을 단축시켜 모터에 단락 브레이크를 거는 상부 암측 단락 브레이크 기간과, 인버터 회로의 하부 암측을 단락시켜 모터에 단락 브레이크를 거는 하부 암측 단락 브레이크 기간이 있다.That is, for each cycle of the carrier wave used for PWM control, synchronous control is performed based on the detected rotation speed of the drum and pulsator according to the electrical signal set by the PWM control, and the drum and pulsator (specifically, , motor), a synchronous control period that adjusts the rotation speed of the inverter circuit, an upper arm side short-circuit brake period that shortens the upper arm side of the inverter circuit and applies a short-circuit brake to the motor, and a lower arm side short-circuit brake period that applies a short-circuit brake to the motor by short-circuiting the lower arm side of the inverter circuit. There is a short circuit break period on the dark side.
제어장치는, 이 3개의 기간에 대해, 상기 동기 제어 기간의 길이를 바꾸지 않고, 상기 상부 암측 단락 브레이크 기간을 단축시킴과 동시에, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행한다.The control device performs lower arm short circuit break period expansion control to shorten the upper arm short circuit break period and expand the lower arm short circuit break period without changing the length of the synchronous control period for these three periods. Run.
일반적으로, 상부 암측 단락 브레이크는, 전원 전압의 영향을 받기 때문에, 하부 암측 단락 브레이크와 비교하여 브레이크 효과는 떨어진다. 그래서, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행함으로써, 모터에 브레이크 효과가 큰 하부 암측 단락 브레이크를 거는 기간을 길게 함과 동시에 적절하게 동기 제어를 실행할 수 있다.In general, since the upper arm short-circuit brake is influenced by the power supply voltage, the braking effect is lower compared to the lower arm short-circuit brake. Therefore, by executing the lower arm side short-circuit brake period expansion control, it is possible to lengthen the period for applying the lower arm side short-circuit brake, which has a large braking effect on the motor, and at the same time appropriately execute synchronous control.
이 결과, 드럼과 펄세이터를 동기 제어하여 감속시킬 때의 감속 시간을 단축시킬 수 있다.As a result, the deceleration time when decelerating by synchronously controlling the drum and pulsator can be shortened.
또, 상부 암측 단락 브레이크 기간을 단축함으로써 모터로부터의 회생 전류가 전원측에 흘러들어, 전원을 파손시키는 위험을 감소시킬 수 있다.Additionally, by shortening the upper arm side short-circuit brake period, the risk of regenerative current from the motor flowing into the power supply side and damaging the power supply can be reduced.
상기 세탁기의 모터 제어 장치의 일 실시형태에 있어서, 상기 반송파는 삼각파로 이루어지고, 상기 제어장치는, 상기 PWM 제어에 있어서 상기 지령신호와 상기 반송파에 의해 설정되는, 상기 상부 암측 스위칭 소자를 온시키는 임계값(threshold)을, 상기 삼각파의 정점측에 각각 같은 크기만큼 이동시킴으로써, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In one embodiment of the motor control device of the washing machine, the carrier wave consists of a triangle wave, and the control device turns on the upper arm switching element, which is set by the command signal and the carrier wave in the PWM control. It is preferable that the threshold is moved to the peak side of the triangle wave by the same amount, thereby expanding the lower dark side short-circuit break period.
즉, 상부 암측 스위칭 소자를 온시키는 임계값을, 상기 반송파의 정점측에 같은 크기만큼 이동시키도록 함으로써, 상부 암측 스위칭 소자의 일부 및 하부 암측 스위칭 소자의 일부를 온시키고, 드럼 및 펄세이터의 회전 속도를 같은 정도로 하는 동기 제어 기간의 길이에 대해서는, 변화시키지 않도록 할 수 있음과 동시에, 상부 암측 스위칭 소자의 전부를 오프시키고 그리고 하부 암측 스위칭 소자의 전부를 온시키는 하부 암측 단락 브레이크의 기간을 확대할 수 있다.That is, by moving the threshold for turning on the upper arm switching element by the same amount to the peak side of the carrier wave, part of the upper arm switching element and part of the lower arm switching element are turned on, and the rotation of the drum and pulsator The length of the synchronous control period that keeps the speed at the same level can be left unchanged, and at the same time, the period of the lower arm short-circuit brake that turns off all of the upper arm switching elements and turns on all of the lower arm switching elements can be expanded. You can.
이로 인해, 상기 동기 제어 기간의 길이를 바꾸지 않도록 함과 동시에, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시킬 수 있다.As a result, the length of the synchronization control period can not be changed and at the same time, the lower arm side short-circuit break period can be expanded.
상기 세탁기의 모터 제어 장치에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 상부 암측 스위칭 소자 중, 상기 PWM 제어에 있어서의 듀티비가 가장 작은 상기 상부 암측 스위칭 소자에 있어서의 상기 듀티비에 기초하여, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In the motor control device of the washing machine, the control device short-circuits the lower arm side based on the duty ratio of the upper arm switching element with the smallest duty ratio in the PWM control among the upper arm switching elements. It is preferably configured to determine the length of the break period.
즉, 하부 암측 단락 브레이크 제어에서는, 상부 암측 스위칭 소자의 온하는 기간이 단축되기 때문에, 상부 암측 스위칭 소자의, 상기 PWM 제어에 있어서의 듀티비가 작아진다.That is, in the lower arm side short-circuit brake control, the on period of the upper arm switching element is shortened, so the duty ratio of the upper arm switching element in the PWM control becomes smaller.
그 때문에, 상부 암측 스위칭 소자 중, PWM 제어에 있어서의 듀티비가 가장 작은 상부 암측 스위칭 소자의 듀티비를, 듀티비 0%로 할 때까지가, 확대시킬 수 있는 하부 암측 단락 브레이크 기간의 최대의 길이가 된다. 그 때문에, 상술한 바와 같이 제어함으로써, 적절하게 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대할 수 있다.Therefore, the maximum length of the lower arm short circuit break period that can be extended until the duty ratio of the upper arm switching element, which has the smallest duty ratio in PWM control among the upper arm switching elements, is set to 0%. It becomes. Therefore, by controlling as described above, the lower arm side short circuit break period can be appropriately expanded.
상기 세탁기의 모터 제어 장치에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 상기 검출 회전 속도와 기 설정된 목표 회전 속도와의 차에 기초하여, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In the motor control device of the washing machine, the control device is configured to determine the length of the lower arm side short-circuit brake period based on the difference between the detected rotation speed of the drum and the pulsator and a preset target rotation speed. It is desirable to have
이 구성에 따르면, 드럼 및 펄세이터의 검출 회전 속도와 기 설정된 목표 회전 속도를 비교하면서, 드럼 및 펄세이터를 감속시킬 수 있기 때문에, 드럼 및 펄세이터를 빠르게 그리고 정확하게 감속시키고, 정지시킬 수 있다. According to this configuration, the drum and pulsator can be decelerated while comparing the detected rotation speed of the drum and pulsator with the preset target rotation speed, so the drum and pulsator can be quickly and accurately decelerated and stopped.
또, 검출 회전 속도가 목표 회전 속도보다도 크고, 모터로부터의 회생 전력을 전부 소비하지 못할 가능성이 있을 때 등에는, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 함으로써, 적절하게 모터로부터의 회생 전력을 소비할 수 있다.In addition, when the detected rotation speed is greater than the target rotation speed and there is a possibility that all of the regenerative power from the motor cannot be consumed, the short-circuit brake period on the lower arm side can be lengthened to appropriately consume the regenerative power from the motor. there is.
상기 세탁기의 모터 제어 장치에 있어서, 상기 드럼측 인버터 회로 및 상기 펄세이터측 인버터 회로는 서로 병렬로 접속되어 있으며, 상기 드럼측 인버터 회로 및 상기 펄세이터측 인버터 회로에 인가되는 직류 전압을 검출하는 전압 검출 수단을 더 구비하고, 상기 제어장치는, 상기 전압 검출 수단으로 인해 검출되는 검출 전압이, 기 설정된 목표 전압보다도 높아질수록, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In the motor control device of the washing machine, the drum-side inverter circuit and the pulsator-side inverter circuit are connected in parallel with each other, and a voltage for detecting a direct current voltage applied to the drum-side inverter circuit and the pulsator-side inverter circuit It is preferable that the control device further includes a detection means, and is configured to lengthen the lower arm side short-circuit break period as the detection voltage detected by the voltage detection means becomes higher than a preset target voltage.
즉, 모터로부터의 회생 전력을 전부 소비하지 못하는 경우, 모터측의 전위가 직류 전원의 전위보다도 높아지고, 전압 검출 수단에 의해 검출되는 검출 전압이 높아진다. 그래서, 상기 검출 전압이 목표 전압보다도 높아질수록, 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 함으로써, 상기 회생 전력을 소비할 수 있게 된다. 이 결과, 상기 회생 전력을 적절하게 소비하면서, 드럼 및 펄세이터를 감속시킬 수 있다.That is, when all of the regenerative power from the motor cannot be consumed, the potential on the motor side becomes higher than the potential of the DC power supply, and the detection voltage detected by the voltage detection means becomes high. Therefore, as the detected voltage becomes higher than the target voltage, the lower arm side short-circuit break period is lengthened, so that the regenerative power can be consumed. As a result, the drum and pulsator can be slowed down while appropriately consuming the regenerative power.
(제5 실시예)(Example 5)
제5 실시예는, 세로형 세탁기이며, 수조의 내부에 회전 가능하게 마련된 드럼과, 상기 드럼의 바닥부에 회전 가능하게 마련된 펄세이터와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 각각을 개별로 구동하는 모터와, 상기 모터를 제어하는 제어장치를 구비한다. 그리고, 상기 제어장치가, 세탁 처리 및 헹굼 처리에 있어서의 어느 하나의 공정에 있어서, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 양쪽을 동시에 독립적으로 회전시키는 이중 회전 제어부를 구비한다.The fifth embodiment is a vertical washing machine, and includes a drum rotatably provided inside a water tank, a pulsator rotatably provided at the bottom of the drum, and a motor that individually drives each of the drum and the pulsator. and a control device that controls the motor. In addition, the control device includes a dual rotation control unit that simultaneously and independently rotates both the drum and the pulsator in any one of the washing and rinsing processes.
즉, 이 세탁기에 따르면, 세탁 처리나 헹굼 처리에 있어서, 드럼 및 펄세이터의 양쪽이 동시에 독립적으로 회전되기 때문에, 방향이나 유속이 다양한 수류를 드럼 내에서 발생시킬 수 있고, 수중에서 세탁물을 적당하게 분산시키면서, 다종 다양한 세탁물에 대해 효과적으로 세탁 및 헹굼을 수행할 수 있다.In other words, according to this washing machine, during washing or rinsing, both the drum and the pulsator rotate independently at the same time, so water currents with various directions and flow speeds can be generated within the drum, and the laundry can be properly washed in the water. By dispersing, it is possible to effectively wash and rinse a wide variety of laundry.
구체적으로는, 상기 이중 회전 제어부가, 상기 드럼과 상기 펄세이터를 동일한 방향으로 다른 회전수로 회전시키도록 하면 된다.Specifically, the dual rotation control unit may rotate the drum and the pulsator in the same direction at different rotation speeds.
이렇게 하면, 세탁기를 회전시키면서 완만하게 드럼의 외측이나 내측으로 이동시킬 수 있고, 세탁물을 수중에서 적절하게 분산시키면서, 부드러운 터치감으로 세탁이나 헹굼을 할 수 있다.In this way, while rotating the washing machine, it can be gently moved to the outside or inside of the drum, and the laundry can be properly distributed in the water and washed or rinsed with a soft touch.
이 경우, 상기 드럼 및 상기 펄세이터 중, 상기 드럼만이 상기 모터에 의해 회전 구동되고, 상기 펄세이터가 상기 드럼의 회전에 부수하여 회전하도록 해도 좋다.In this case, among the drum and the pulsator, only the drum may be driven to rotate by the motor, and the pulsator may rotate in conjunction with the rotation of the drum.
그렇게 하면, 소비전력을 억제하면서, 펄세이터를 드럼의 회전에 부수하여 드럼과 동일 방향으로 낮은 회전수로 회전시킬 수 있다.By doing so, the pulsator can be rotated at a low rotation speed in the same direction as the drum in accordance with the rotation of the drum while suppressing power consumption.
또, 상기 이중 회전 제어부가, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 각각을 다른 주기로 반전시키면서 회전시키도록 해도 좋다.Additionally, the dual rotation control unit may rotate each of the drum and the pulsator while reversing them at different cycles.
이 경우라도, 세탁물을 수중에서 적절하게 분산시키면서, 다종 다양한 세탁물에 대해 효과적으로 세탁이나 헹굼을 수행할 수 있다.Even in this case, it is possible to effectively wash or rinse a wide variety of laundry while properly dispersing the laundry in water.
또, 상기 이중 회전 제어부가, 상기 드럼을 동일 방향으로 회전시킨 상태에서, 상기 펄세이터를 반전시키면서 회전시키도록 해도 좋다.Additionally, the dual rotation control unit may rotate the pulsator while rotating the drum in the same direction.
그렇게 하면, 세탁물을 수중에서 적절하게 분산시키면서, 다종 다양한 세탁물에 대해 효과적으로 세탁이나 헹굼을 수행할 수 있고, 적은 수량으로 효율적으로 세탁 처리나 헹굼 처리를 수행할 수 있다.By doing so, it is possible to effectively wash or rinse a wide variety of laundry while dispersing the laundry appropriately in water, and to efficiently wash or rinse with a small amount of laundry.
또, 상기 이중 회전 제어부가, 목표 회전수에 도달하기까지의 기동시간, 및 목표 회전수에서 정지하기까지의 종료시간의 적어도 어느 하나를, 상기 드럼과 상기 펄세이터에서 다르게 해도 좋다.In addition, at least one of the startup time until the dual rotation control unit reaches the target rotation speed and the end time until it stops at the target rotation speed may be different for the drum and the pulsator.
그렇게 하면, 드럼이나 펄세이터의 관성력에 따른 효율적인 기동을 수행할 수 있기 때문에, 소비전력을 저감시킬 수 있다.By doing so, efficient maneuvering according to the inertial force of the drum or pulsator can be performed, and thus power consumption can be reduced.
이 경우, 상기 이중 회전 제어부가, 상기 모터에 따른 구동의 개시 타이밍을, 상기 드럼과 상기 펄세이터에서 다르게 하면 좋다.In this case, the dual rotation control unit may vary the start timing of driving according to the motor for the drum and the pulsator.
그렇게 하면, 드럼과 펄세이터에서 모터에 따른 구동시간을 동일하게 하여, 드럼과 펄세이터가 동시에 목표 회전수로 회전하는 기간에 차가 생겨도, 드럼 및 펄세이터의 목표 회전수에 도달하는 타이밍을 일치시킴으로써 그 기간을 최적화할 수 있다.In this way, the driving time according to the motor in the drum and pulsator is made the same, and even if there is a difference in the period when the drum and pulsator rotate at the target rotation speed at the same time, the timing of reaching the target rotation speed of the drum and pulsator is matched. The period can be optimized.
또 이 경우, 상기 이중 회전 제어부가, 상기 모터에 따른 구동기간 및 구동정지기간의 적어도 어느 하나를, 상기 드럼과 상기 펄세이터에서 다르게 해도 좋다.Also, in this case, the dual rotation control unit may vary at least one of the driving period and the driving stop period according to the motor for the drum and the pulsator.
그렇게 하면, 드럼과 펄세이터에서, 회전기간 및 정지기간의 길이 및 타이밍을 일치시킬 수 있고, 세탁 처리나 헹굼 처리를 효율적으로 수행할 수 있다.By doing so, the length and timing of the rotation period and the stop period can be matched in the drum and the pulsator, and washing or rinsing processing can be performed efficiently.
또, 상기 이중 회전 제어부가, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를, 서로 역방향으로 간헐적으로 회전시킴과 동시에, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 적어도 어느 하나에 있어서, 간헐적으로 수행되는 각 회전의 회전기간 및 이들 회전기간 사이의 각 정지기간의 적어도 어느 하나의 길이를 다르게 해도 좋다.In addition, the dual rotation control unit intermittently rotates the drum and the pulsator in opposite directions, and at the same time, in at least one of the drum and the pulsator, the rotation period of each rotation performed intermittently and these The length of at least one of each stop period between rotation periods may be different.
드럼과 펄세이터를 서로 역방향으로 간헐적으로 회전시킨 경우, 드럼의 내부에 수류가 정체되는 상태가 생겨서, 체류하는 세탁물이 발생하는 경향이 있으나, 이와 같이, 각 회전기간이나 각 정지기간의 길이를 다르게 함으로써, 드럼의 내부에 수류가 정체되는 상태가 생기는 것을 방지할 수 있고, 세탁물을 전체적으로 이동시킬 수 있다.When the drum and pulsator are intermittently rotated in opposite directions, the water flow stagnates inside the drum, which tends to cause stagnant laundry. However, in this way, the length of each rotation period or each stop period can be varied. By doing so, it is possible to prevent the water flow from stagnating inside the drum, and the laundry can be moved as a whole.
또, 상기 이중 회전 제어부가, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를, 서로 역방향으로 간헐적으로 회전시킴과 동시에, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 적어도 어느 하나에 있어서, 간헐적으로 수행되는 각 회전의 회전수를 다르게 해도 좋다.In addition, the dual rotation control unit intermittently rotates the drum and the pulsator in opposite directions, and at the same time, varies the number of rotations of each rotation performed intermittently in at least one of the drum and the pulsator. You can do it.
이 경우라도, 각 회전기간이나 각 정지기간의 길이를 다르게 하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.Even in this case, the same effect can be obtained as varying the length of each rotation period or each stop period.
(제6 실시예)(Example 6)
제6 실시예는, 세탁물을 수용하는 회전 가능한 드럼과, 상기 드럼의 회전축심과 동심 상으로 마련되고, 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터와, 상기 모터를 구동하기 위한 인버터를 구비한 세탁기를 대상으로 한다.The sixth embodiment includes a rotatable drum that accommodates laundry, a pulsator that is provided concentrically with the rotation axis of the drum and agitates the laundry in the drum, and a pulsator that rotates the drum and the pulsator independently. The target is a washing machine equipped with a motor and an inverter for driving the motor.
상기 모터가 작동할 때에, 상기 모터에 가해지는 부하를 검출하는 부하 검출 수단과, 상기 부하 검출 수단에 의해 검출된 검출 부하에 기초하여, 상기 인버터를 통해, 상기 모터에 전기신호를 부여하여, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 동작을 제어하는 제어장치를 더 구비한다.When the motor operates, load detection means for detecting a load applied to the motor, and based on the detection load detected by the load detection means, provide an electric signal to the motor through the inverter, It is further provided with a control device that controls the operation of the drum and the pulsator.
상기 제어장치는, 상기 드럼을 정회전시키고 그리고 상기 펄세이터를 역회전시키는 제1 상반 구동 모드와, 상기 드럼을 역회전시키고 그리고 상기 펄세이터를 정회전시키는 제2 상반 구동 모드를, 정지기간을 중간에 넣으면서 교대로 실행함과 동시에, 상기 검출 부하가, 기 설정된 목표 부하 이하가 되도록, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 적어도 하나의, 온 및 오프의 적어도 하나의 타이밍을 제어하는 부하 저감 보정 제어를 실행하도록 구성되어 있다.The control device includes a first half-phase drive mode that rotates the drum forward and the pulsator in reverse, and a second half-phase drive mode that rotates the drum in the reverse direction and the pulsator in the forward direction, and a stop period. A load reduction correction control that is alternately executed while being inserted in the middle and controls the timing of at least one on and off of at least one of the drum and the pulsator so that the detected load is below a preset target load. It is configured to run.
이 구성에 따르면, 드럼 내의 세탁물의 관성력을 이용함으로써, 모터에 가해지는 부하를 줄일 수 있다.According to this configuration, the load applied to the motor can be reduced by utilizing the inertial force of the laundry in the drum.
구체적으로는, 제1 또는 제2 상반 구동 모드를 온하여, 드럼과 펄세이터를 상반 회전시키면, 드럼 내의 세탁물은, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나에 따라 돌아간다. 이로 인해, 드럼 내의 세탁물에는 관성력이 발생한다. 그리고, 제1 또는 제2 상반 구동 모드로 전환할 때에, 드럼 또는 펄세이터의 온 또는 오프의 타이밍을 제어함으로써, 상기 세탁물의 관성력을 이용하여, 드럼 또는 펄세이터의 회전 방향을 반전시킨다.Specifically, when the first or second reverse drive mode is turned on to rotate the drum and the pulsator in opposite directions, the laundry in the drum rotates according to either the drum or the pulsator. Because of this, an inertial force is generated in the laundry in the drum. And, when switching to the first or second reverse drive mode, the rotation direction of the drum or pulsator is reversed using the inertial force of the laundry by controlling the timing of turning on or off the drum or pulsator.
예를 들면, 세탁물이 펄세이터의 회전 방향으로 따라 돌아가고 있을 때에는, 드럼을 펄세이터보다도 빨리 온하여, 회전 방향을 반전시킴으로써, 세탁물의 관성을 이용하여, 드럼의 회전 방향을 반전시킬 수 있다. 이로 인해, 드럼 또는 펄세이터의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터에 가해지는 부하가 저감된다.For example, when the laundry is rotating in the rotation direction of the pulsator, the drum can be turned on faster than the pulsator and the rotation direction is reversed, thereby utilizing the inertia of the laundry to reverse the rotation direction of the drum. For this reason, when the rotation direction of the drum or pulsator is reversed, the load applied to the motor is reduced.
상기 세탁기에 있어서, 상기 부하 저감 보정 제어는, 상기 정지기간이 경과된 후, 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드의 온 시에, 상기 드럼 또는 상기 펄세이터의 어느 하나를 온시키고 나서, 제1 소정시간이 경과된 후에, 상기 드럼 또는 상기 펄세이터의 다른 하나를 온시키는 제어인 것이 바람직하다.In the washing machine, the load reduction correction control is performed after turning on either the drum or the pulsator when the first upper half drive mode or the second upper half drive mode is turned on after the stop period has elapsed, After the first predetermined time has elapsed, it is preferable that the control turns on the drum or the other one of the pulsator.
이 구성에 따르면, 제1 또는 제2 상반 구동 모드의 온 시에, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나를, 다른 하나보다도 빨리 온시킬 수 있다. 이로 인해, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나를 세탁물의 관성력을 이용하여 반전시킬 수 있다. 예를 들면, 세탁물이 펄세이터의 회전 방향으로 따라 돌아가고 있을 때에는, 드럼을 펄세이터보다도 빨리 온시키고, 회전 방향을 반전시킴으로써, 펄세이터에 의해 세탁물의 회전 방향이 반전되기 전에, 드럼의 회전 방향을 반전시킬 수 있다.According to this configuration, when the first or second half drive mode is turned on, either the drum or the pulsator can be turned on faster than the other. Because of this, either the drum or the pulsator can be inverted using the inertial force of the laundry. For example, when the laundry is rotating in the rotation direction of the pulsator, the drum is turned on faster than the pulsator and the rotation direction is reversed, so that the rotation direction of the drum is changed before the rotation direction of the laundry is reversed by the pulsator. It can be reversed.
이로 인해, 드럼의 회전 방향을 반전시킬 때에는, 상기 드럼의 반전 후의 회전 방향과 같은 방향을 향한, 세탁물의 관성력을 이용할 수 있다. 이로 인해, 드럼 또는 펄세이터의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터에 가해지는 부하가 보다 효율적으로 저감된다.For this reason, when reversing the rotation direction of the drum, the inertial force of the laundry that is directed in the same direction as the rotation direction of the drum after reversal can be used. For this reason, when the rotation direction of the drum or pulsator is reversed, the load applied to the motor is reduced more efficiently.
또, 상기 세탁기에 있어서, 상기 부하 저감 보정 제어는, 상기 정지기간에 들어가기 전인, 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드의 오프 시에, 상기 드럼 또는 상기 펄세이터의 어느 하나를 오프시키고 나서, 제2 소정시간이 경과된 후에, 상기 드럼 또는 상기 펄세이터의 다른 하나를 오프시키는 제어여도 좋다.Additionally, in the washing machine, the load reduction correction control is performed after turning off either the drum or the pulsator when the first upper half drive mode or the second upper half drive mode is turned off before entering the stop period. , control may be used to turn off the drum or the other of the pulsator after a second predetermined time period has elapsed.
이 구성에 따르면, 제1 또는 제2 상반 구동 모드의 오프 시에, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나를, 다른 하나보다도 늦게 오프시킴으로써, 바꿔말하면, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나를, 다른 하나보다도 길게 회전시킴으로써, 세탁물에 보다 강한 관성력을 갖게 할 수 있다.According to this configuration, when the first or second half drive mode is turned off, either the drum or the pulsator is turned off later than the other, in other words, either the drum or the pulsator is turned off longer than the other. By rotating it, the laundry can be given a stronger inertial force.
예를 들면, 세탁물이 펄세이터에 따라 돌아가고 있을 때에, 펄세이터를 드럼보다도 늦게 오프시키도록 하면, 세탁물에는 펄세이터의 회전 방향과 같은 방향의 보다 큰 관성력이 남는다. 이로 인해, 드럼의 회전 방향을 반전시킬 때에는, 상기 드럼의 반전 후의 회전 방향과 같은 방향을 향한, 세탁물의 관성력이 보다 크게 남아 있다. 이로 인해, 세탁물의 관성력을 이용하여 드럼의 회전 방향을 반전시킬 수 있다. 이와 같이 하여, 드럼 또는 펄세이터의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터에 가해지는 부하가 보다 효율적으로 저감된다.For example, when laundry is rotating along the pulsator, if the pulsator is turned off later than the drum, a larger inertial force in the same direction as the rotation direction of the pulsator remains in the laundry. For this reason, when the rotation direction of the drum is reversed, the inertial force of the laundry remains larger in the same direction as the rotation direction of the drum after the rotation. Because of this, the rotation direction of the drum can be reversed using the inertial force of the laundry. In this way, when the rotation direction of the drum or pulsator is reversed, the load applied to the motor is reduced more efficiently.
상기 세탁기에 있어서, 상기 제어장치는, 상기 정지기간이 기 설정된 기준시간보다도 짧은 경우에, 상기 부하 저감 보정 제어를 실행하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In the washing machine, it is preferable that the control device is configured to execute the load reduction correction control when the stop period is shorter than a preset reference time.
즉, 정지기간으로서, 드럼 및 펄세이터의 관성력이 충분히 저감될 정도로 긴 시간(이하, 기준시간이라고 한다)을 설정하고 있는 경우에는, 드럼 및 펄세이터의 회전 방향을 반전시킬 때에 모터에 가해지는 부하는, 모터의 기동 불량이 발생할 정도로 커지지는 않는다. 그 때문에, 정지시간이, 기준시간보다도 짧은 경우에만, 부하 저감 보정 제어를 실행하도록 함으로써, 적절하게 부하 저감 보정 제어를 실행할 수 있다.In other words, if the stop period is set to be long enough to sufficiently reduce the inertial force of the drum and pulsator (hereinafter referred to as the standard time), the load applied to the motor when reversing the rotation direction of the drum and pulsator does not become large enough to cause motor starting failure. Therefore, load reduction correction control can be appropriately executed by executing load reduction correction control only when the stop time is shorter than the reference time.
상기 세탁기에 있어서, 상기 드럼 내에 수용된 세탁물이, 상기 드럼의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고 있을 때에는, 상기 정지기간 동안에, 상기 드럼의 회전을 감속시켜 정지시키고, 상기 정지 후에, 다음의 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드를 온하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In the washing machine, when the laundry stored in the drum is rotating in the same direction as the rotation direction of the drum, the rotation of the drum is slowed down and stopped during the stop period, and after the stop, the next first half cycle is performed. It is preferable that the drive mode or the second half drive mode is configured to turn on.
즉, 세탁물이 드럼에 들러붙어 있으면, 세탁물이 드럼의 회전 방향으로 따라 돌아가는 경우가 있으나, 이때 드럼에는, 드럼 자신의 관성력에 더해, 세탁물의 관성력이 작용하기 때문에, 드럼의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터에는 과대한 부하가 가해져 버린다. In other words, if laundry sticks to the drum, the laundry may rotate in the direction of rotation of the drum. However, in this case, the inertial force of the laundry acts on the drum in addition to the inertial force of the drum itself, so when the direction of rotation of the drum is reversed, the inertial force of the laundry acts on the drum. , excessive load is applied to the motor.
그래서, 세탁물이 드럼 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고 있을 때는, 제1 상반 구동 모드와 제2 상반 구동 모드와의 사이의 정지기간에 있어서, 드럼의 회전을 감속시켜 정지시키고, 상기 정지 후에, 다음의 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드를 온하도록 한다. 이로 인해, 드럼에 관성력이 남아있지 않은 상태에서, 상기 드럼의 회전 방향을 반전시키게 되기 때문에, 모터에 과대한 부하가 가해지는 것을 방지할 수 있다.Therefore, when the laundry is rotating in the same direction as the drum rotation direction, the rotation of the drum is slowed down and stopped during the stop period between the first half drive mode and the second half drive mode, and after the stop, the next Turn on the first half-phase drive mode or the second half-phase drive mode. Because of this, the rotation direction of the drum is reversed while no inertial force remains in the drum, thereby preventing excessive load from being applied to the motor.
제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드의 온 시에, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나를 온시키고 나서, 제1 소정시간이 경과된 후에, 드럼 또는 펄세이터의 다른 하나를 온시키도록 구성된 세탁기에 있어서, 상기 세탁기에 가해지고 있는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 더 구비하고, 상기 제어장치는, 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 검출 진동이, 기 규정된 소정 진동보다도 클 때에는, 상기 제1 소정시간을 짧게 하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.A washing machine configured to turn on either the drum or the pulsator when the first half drive mode or the second half drive mode is turned on, and then turn on the other drum or the pulsator after a first predetermined time has elapsed. further comprising vibration detection means for detecting vibration applied to the washing machine, wherein the control device detects the first vibration when the detected vibration detected by the vibration detection means is greater than a predetermined vibration. It is desirable to configure the predetermined time to be short.
즉, 제1 소정시간 동안은, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나만이 세탁물의 회전 방향과 같은 방향으로 회전했을 때, 세탁물에 쏠림이 있으면, 제1 소정시간 동안에 세탁물의 원심력에 의해 세탁기에 강한 진동이 가해질 우려가 있다.That is, during the first predetermined time, when either the drum or the pulsator rotates in the same direction as the rotation direction of the laundry, if the laundry is tilted, strong vibration occurs in the washing machine due to the centrifugal force of the laundry during the first predetermined time. There is a risk of being harmed.
그래서, 진동 검출 수단에 의해, 소정 진동보다도 큰 진동이 검출됐을 때에는, 제1 소정시간을 짧게 하도록 하여, 조기에 세탁물의 회전 방향과는 역방향의 수류를 발생시켜, 세탁물의 회전을 상기 수류에 의해 감속시키고, 세탁물로부터 세탁기에 작용하는 원심력을 감소시킨다. 이로 인해, 세탁기에 진동이 작용하는 것을 방지할 수 있다.Therefore, when a vibration greater than the predetermined vibration is detected by the vibration detection means, the first predetermined time is shortened, and a water flow in a direction opposite to the rotation direction of the laundry is generated at an early stage, so that the rotation of the laundry is caused by the water flow. Slows down the speed and reduces the centrifugal force acting on the washing machine from the laundry. Because of this, it is possible to prevent vibration from acting on the washing machine.
또, 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드의 오프 시에, 상기 드럼 또는 상기 펄세이터의 어느 하나를 오프시키고 나서, 제2 소정시간이 경과된 후에, 상기 드럼 또는 상기 펄세이터의 다른 하나를 오프시키도록 구성되어 있는 세탁기에 있어서, 상기 세탁기에 가해지고 있는 진동을 검출하는 진동 검출 수단을 더 구비하고, 상기 제어장치는, 상기 진동 검출 수단에 의해 검출된 검출 진동이, 기 규정된 소정 진동보다도 클 때에는, 상기 제2 소정시간을 짧게 하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, when the first half drive mode or the second half drive mode is turned off, either the drum or the pulsator is turned off, and then after a second predetermined time has elapsed, the other one of the drum or the pulsator is turned off. A washing machine configured to turn off, further comprising vibration detection means for detecting vibration being applied to the washing machine, wherein the control device determines that the detected vibration detected by the vibration detection means is at a predetermined level. When it is greater than the vibration, it is preferable that the second predetermined time is shortened.
즉, 제2 소정시간 동안은, 드럼 또는 펄세이터의 어느 하나를, 다른 하나보다도 길게 회전시켜, 세탁물에 보다 큰 관성력을 발생시킬 경우, 세탁물에 쏠림이 있으면, 제2 소정시간 동안에 세탁물의 원심력에 의해 세탁기에 강한 진동이 가해질 우려가 있다. 그래서, 진동 검출 수단에 의해, 소정 진동보다도 큰 진동이 검출되었을 때에는, 제2 소정시간을 짧게 하도록 하여, 세탁물의 회전에 따른 원심력을 감소시킨다. 이로 인해, 세탁기의 진동을 감소시킬 수 있다.That is, during the second predetermined time, when either the drum or the pulsator is rotated longer than the other to generate a greater inertial force on the laundry, if the laundry is tilted, the centrifugal force of the laundry increases during the second predetermined time. There is a risk that strong vibration may be applied to the washing machine. Therefore, when a vibration greater than the predetermined vibration is detected by the vibration detection means, the second predetermined time is shortened to reduce the centrifugal force caused by the rotation of the laundry. Because of this, vibration of the washing machine can be reduced.
제6 실시예의 다른 하나는, 세탁물을 수용하는 회전 가능한 드럼과, 상기 드럼의 회전축심과 동심상으로 마련되고, 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터와, 상기 모터를 구동하기 위한 인버터를 구비한 세탁기를 대상으로 한다.Another sixth embodiment includes a rotatable drum that accommodates laundry, a pulsator that is provided concentrically with the rotation axis of the drum and agitates the laundry in the drum, and the drum and the pulsator are each independently operated. The target is a washing machine equipped with a rotating motor and an inverter to drive the motor.
상기 모터가 작동할 때에, 상기 모터에 가해지는 부하를 검출하는 부하 검출 수단과, 상기 부하 검출 수단에 의해 검출된 검출 부하에 기초하여, 상기 인버터를 통해, 상기 모터에 전기신호를 부여하여, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 동작을 제어하는 제어장치를 더 구비한다.When the motor operates, load detection means for detecting a load applied to the motor, and based on the detection load detected by the load detection means, provide an electric signal to the motor through the inverter, It is further provided with a control device that controls the operation of the drum and the pulsator.
상기 제어장치는, 상기 드럼을 정회전시키고 그리고 상기 펄세이터를 역회전시키는 제1 상반 구동 모드와, 상기 드럼을 역회전시키고 그리고 상기 펄세이터를 정회전시키는 제2 상반 구동 모드를, 정지기간을 중간에 넣으면서 교대로 실행함과 동시에, 상기 드럼 내에 수용된 세탁물이, 상기 드럼의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고 있을 때에는, 상기 정지기간 동안에, 상기 드럼의 회전을 감속시켜 정지시키고, 상기 정지 후에, 다음의 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드를 온하도록 구성되어 있다. The control device includes a first half-phase drive mode that rotates the drum forward and the pulsator in reverse, and a second half-phase drive mode that rotates the drum in the reverse direction and the pulsator in the forward direction, and a stop period. At the same time, when the laundry stored in the drum is rotating in the same direction as the rotation direction of the drum, the rotation of the drum is slowed down and stopped during the stop period, and after the stop, the rotation of the drum is slowed down and stopped. It is configured to turn on the following first half-phase drive mode or second half-phase drive mode.
즉, 예를 들면, 세탁물이 드럼에 들러붙어 있으면, 세탁물이 드럼의 회전 방향으로 따라 돌아가는 경우가 있으나, 이때 드럼에는, 드럼 자신의 관성력에 더해, 세탁물의 관성력이 작용하기 때문에, 드럼의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터에는 과대한 부하가 가해져 버린다.That is, for example, if laundry sticks to the drum, the laundry may rotate in the direction of rotation of the drum. However, in this case, the inertial force of the laundry acts on the drum in addition to the inertial force of the drum itself, so the inertial force of the laundry acts on the drum in the direction of rotation of the drum. When reversing, an excessive load is applied to the motor.
그래서, 세탁물이 드럼의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고 있을 때에는, 제1 상반 구동 모드와 제2 상반 구동 모드와의 사이의 정지기간에 있어서, 드럼의 회전을 감속시켜 정지시키고, 상기 정지 후에, 다음의 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드를 하도록 한다. 이로 인해, 드럼에 관성력이 남아 있지 않은 상태에서, 상기 드럼의 회전 방향을 반전시키게 되기 때문에, 모터에 과대한 부하가 가해지는 것을 방지할 수 있다.Therefore, when the laundry is rotating in the same direction as the rotation direction of the drum, the rotation of the drum is slowed down and stopped during the stop period between the first half drive mode and the second half drive mode, and after the stop, The following first half-phase drive mode or second half-phase drive mode is used. Because of this, the rotation direction of the drum is reversed while no inertial force remains in the drum, thereby preventing excessive load from being applied to the motor.
(제7 실시예)(Embodiment 7)
제7 실시예의 세탁기는, 드럼의 탈수 운전시에, 드럼과 펄세이터와의 사이에 의도적으로 소정의 속도차를 부여함으로써 언밸런스량을 주기적으로 변화시키고, 그 후에 상기 언밸런스량이 최소가 될 때에 드럼 및 펄세이터의 속도가 동일하도록 회전 제어를 수행하도록 했다.The washing machine of the seventh embodiment periodically changes the amount of unbalance by intentionally providing a predetermined speed difference between the drum and the pulsator during drum spin-drying operation, and then, when the amount of unbalance becomes minimum, the drum and Rotation control was performed so that the speed of the pulsator was the same.
즉, 세탁물을 수용하는 회전 가능한 드럼과, 상기 드럼의 회전축심과 동심상으로 마련되고, 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터를 구비한 세탁기이다.That is, a rotatable drum that accommodates laundry, a pulsator that is provided concentrically with the rotation axis of the drum and agitates the laundry in the drum, and a motor that independently rotates the drum and the pulsator. It's a washing machine.
상기 모터는, 상기 펄세이터를 회전시키는 제1 로터와, 상기 드럼을 회전시키는 제2 로터를 갖고, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 적어도 어느 하나의 회전시의 언밸런스량을 검출하는 언밸런스 검출 수단과, 상기 언밸런스량의 검출값에 기초하여 상기 제1 및 상기 제2 로터의 회전 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 세탁물의 탈수 운전시에, 상기 드럼과 상기 펄세이터와의 사이에 소정의 회전 속도차를 부여함으로써 언밸런스량을 주기적으로 변화시키고, 상기 언밸런스량이 최소가 될 때에 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 속도가 동일해지도록 회전 제어를 수행한다.The motor has a first rotor for rotating the pulsator and a second rotor for rotating the drum, and includes unbalance detection means for detecting an amount of unbalance when at least one of the drum and the pulsator rotates, and a control unit that controls the rotational operation of the first and second rotors based on the detected value of the unbalance amount, wherein the control unit controls a predetermined distance between the drum and the pulsator during a spin-drying operation of laundry. The amount of unbalance is periodically changed by providing a rotation speed difference, and rotation control is performed so that the speeds of the drum and the pulsator become the same when the amount of unbalance is minimal.
이 세탁기에 따르면, 제어부는, 드럼과 펄세이터와의 사이에 소정의 속도차를 부여함으로써 언밸런스량을 주기적으로 변화시키고, 언밸런스량의 변화가 최소가 되는 타이밍에서 드럼과 펄세이터와의 속도가 동일해지도록 속도 제어를 수행한다. 이로 인해, 언밸런스를 최소의 상태로 하여 드럼 및 펄세이터를 동일 속도로 회전시킬 수 있다. 즉, 언밸런스의 발생을 방지할 수 있다. 또, 드럼이나 펄세이터의 회전을 정지시키지 않고 언밸런스의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 탈수 시간을 대폭으로 단축할 수 있다.According to this washing machine, the control unit periodically changes the amount of unbalance by providing a predetermined speed difference between the drum and the pulsator, and at the timing when the change in the amount of unbalance is minimal, the speed of the drum and the pulsator are the same. Perform speed control to ensure that Because of this, the drum and pulsator can be rotated at the same speed with minimal unbalance. In other words, the occurrence of imbalance can be prevented. Additionally, since the occurrence of imbalance can be prevented without stopping the rotation of the drum or pulsator, the spin-drying time can be significantly shortened.
상기 언밸런스 검출 수단은, 상기 드럼 및 상기 펄세이터가 동일 속도로 회전하고 있는 상태에서 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 언밸런스량을 검출하는 것이며, 상기 제어부는, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 적어도 어느 하나의 언밸런스량의 검출값이 소정값보다 크고, 그리고, 상기 언밸런스량의 검출값에 기초하여 산출되는 상기 드럼의 언밸런스 모멘트와 상기 펄세이터의 언밸런스 모멘트와의 차가 소정값 이하의 경우, 상기 회전 제어를 실행하도록 구성할 수 있다.The unbalance detection means detects the amount of unbalance of the drum and the pulsator in a state in which the drum and the pulsator are rotating at the same speed, and the control unit detects at least one of the drum and the pulsator. If the detected value of the unbalance amount is greater than a predetermined value, and the difference between the unbalance moment of the drum calculated based on the detected value of the unbalance amount and the unbalance moment of the pulsator is less than or equal to a predetermined value, the rotation control is executed. It can be configured to do so.
그런 경우, 회전 제어를 수행할지 여부를 언밸런스량 및 언밸런스 모멘트에 기초하여 판단한다. 이와 같은 판단 기준을 마련함으로써, 적성도 및 필요도가 보다 높은 조건으로 회전 제어를 실시할 수 있기 때문에, 보다 효과적으로 언밸런스 발생을 방지할 수 있다.In such a case, whether to perform rotation control is determined based on the unbalance amount and unbalance moment. By providing such a judgment standard, rotation control can be performed under conditions of higher suitability and necessity, and thus the occurrence of unbalance can be prevented more effectively.
상기 언밸런스 검출 수단은, 상기 드럼 및 상기 펄세이터가 동일 속도로 회전하고 있는 상태에서 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 언밸런스량을 검출하는 것으로 하고, 상기 제어부는, 상기 언밸런스량의 검출값에 따라 언밸런스의 해소방법을 선택적으로 변경하도록 구성해도 좋다.The unbalance detection means detects the unbalance amount of the drum and the pulsator in a state in which the drum and the pulsator are rotating at the same speed, and the control unit detects the unbalance amount according to the detected value of the unbalance amount. It may be configured to selectively change the solution method.
그런 경우, 제어부가 언밸런스량의 검출값에 따라 언밸런스의 해소방법을 선택적으로 변경하기 위해, 적성도 및 필요도가 보다 높은 언밸런스 해소방법을 적용할 수 있다. 이로 인해, 보다 효과적으로 언밸런스 발생을 방지할 수 있는 방법을 선택할 수 있고, 탈수 시간을 보다 단축하는 것이 가능해진다.In such a case, in order for the control unit to selectively change the unbalance resolving method according to the detected value of the unbalance amount, an unbalance resolving method with higher suitability and necessity can be applied. As a result, it is possible to select a method that can more effectively prevent the occurrence of imbalance, and it is possible to further shorten the dehydration time.
상기 제어부는, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 상기 언밸런스량의 검출값이 모두 소정값 이하인 경우, 상기 회전 제어를 수행하지 않고, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 회전 속도를 동일하게 유지한 채로 상승시키도록 구성해도 좋다.The control unit does not perform the rotation control when the detected values of the unbalance amount of the drum and the pulsator are all less than a predetermined value, and increases the rotation speed of the drum and the pulsator while maintaining the same. You can configure it as well.
그렇게 하면, 언밸런스량이 소정의 기준값 이하인 경우, 회전 제어를 수행하지 않고 드럼 및 펄세이터의 회전 속도를 가속하기 때문에, 탈수 시간을 단축할 수 있다.In that way, when the amount of unbalance is below a predetermined reference value, the rotation speed of the drum and pulsator is accelerated without performing rotation control, so the spin-drying time can be shortened.
또, 상기 제어부는, 상기 드럼 및 펄세이터의 어느 하나의 언밸런스량의 검출값이 소정값보다 크고, 그리고, 상기 언밸런스량의 검출값에 기초하여 산출되는 상기 드럼의 언밸런스 모멘트와 상기 펄세이터의 언밸런스 모멘트와의 차가 소정값보다 큰 경우, 상기 드럼 및 상기 펄세이터 중 언밸런스 모멘트가 큰 쪽에 소정의 속도 변동을 부여하여 언밸런스 상태를 변화시키도록 해도 좋다.In addition, the control unit detects that the detected value of any one of the unbalance amount of the drum and the pulsator is greater than a predetermined value, and determines the unbalance moment of the drum and the unbalance of the pulsator calculated based on the detected value of the unbalance amount. If the difference with the moment is greater than a predetermined value, the unbalanced state may be changed by applying a predetermined speed change to the drum or the pulsator with the larger unbalanced moment.
그렇게 하면, 언밸런스 모멘트의 차에 기초하여, 제어부가 드럼 또는 펄세이터에 소정의 속도 제어를 부여함으로써, 드럼이나 펄세이터를 정지하지 않고, 단시간에 언밸런스를 해소할 수 있다. 이로 인해, 탈수 시간을 대폭으로 단축할 수 있다. In that way, the control unit provides a predetermined speed control to the drum or pulsator based on the difference in unbalance moment, thereby eliminating the imbalance in a short time without stopping the drum or pulsator. Because of this, the dehydration time can be significantly shortened.
제7 실시예의 다른 하나는, 세탁물을 수용하는 회전 가능한 드럼과, 상기 드럼의 회전축심과 동심상으로 마련되고, 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터를 구비하는 세탁기의 제어방법이다.Another seventh embodiment is a washing machine having a rotatable drum that accommodates laundry and a motor that is provided concentrically with the rotation axis of the drum and independently rotates a pulsator that agitates the laundry in the drum. It is a control method.
그 제어방법은, 세탁물의 탈수 운전시에 있어서, 상기 드럼과 상기 펄세이터와의 사이에 소정의 속도차를 부여함으로써 언밸런스량을 주기적으로 변화시키는 단계와, 상기 상대 회전 기간 중에서, 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 적어도 어느 하나의 언밸런스량을 검출하는 단계와, 상기 언밸런스량의 검출값이 최소가 될 때에 상기 드럼 및 상기 펄세이터의 속도가 동일해지도록 하는 단계를 포함한다.The control method includes the steps of periodically changing the amount of unbalance by providing a predetermined speed difference between the drum and the pulsator during the spin-drying operation of laundry, and, during the relative rotation period, the drum and the pulsator. It includes detecting an amount of unbalance in at least one of the pulsators, and ensuring that the speeds of the drum and the pulsator are the same when the detected value of the amount of unbalance is minimal.
이 제어방법에 따르면, 언밸런스의 검출값을 최소의 상태로 하여, 드럼 및 펄세이터를 동일 속도로 회전시킬 수 있다. 즉, 언밸런스의 발생을 방지할 수 있다. 또, 드럼이나 펄세이터의 회전을 정지시키지 않고 언밸런스의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 탈수 시간을 대폭으로 단축할 수 있다. According to this control method, the detected value of unbalance can be set to the minimum, and the drum and pulsator can be rotated at the same speed. In other words, the occurrence of imbalance can be prevented. Additionally, since the occurrence of imbalance can be prevented without stopping the rotation of the drum or pulsator, the spin-drying time can be significantly shortened.
(제8 실시예)(Eighth Example)
제8 실시예는, 세탁물을 수용하는 드럼과, 상기 드럼 내의 상기 세탁물을 교반시키는 펄세이터와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터를 구비한 세탁기를 대상으로 하여, 다음과 같은 해결수단을 강구했다.The eighth embodiment targets a washing machine having a drum for receiving laundry, a pulsator for agitating the laundry in the drum, and a motor for independently rotating the drum and the pulsator, as follows: A solution was sought.
즉, 상기 모터는, 고리 형상의 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되어 상기 펄세이터를 회전시키는 아우터 로터와, 상기 스테이터의 내측에 배치되어 상기 드럼을 회전시키는 인너 로터를 갖고, 상기 아우터 로터 및 상기 인너 로터의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부와, 상기 아우터 로터 및 상기 인너 로터의 회전 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 드럼의 탈수 운전 시에, 상기 속도 검출부에서 검출된 상기 인너 로터의 회전 속도를 목표 속도로서, 상기 아우터 로터의 회전 속도가 상기 목표 속도와 대략 일치하도록 상기 아우터 로터의 회전 동작을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.That is, the motor has a ring-shaped stator, an outer rotor disposed outside the stator to rotate the pulsator, and an inner rotor disposed inside the stator to rotate the drum, the outer rotor and a speed detection unit that detects the rotation speed of the inner rotor, and a control unit that controls rotation operations of the outer rotor and the inner rotor, wherein the control unit detects the speed detected by the speed detection unit during a dehydration operation of the drum. The rotation speed of the inner rotor is set as the target speed, and the rotation operation of the outer rotor is controlled so that the rotation speed of the outer rotor is approximately equal to the target speed.
이 구성에서는, 드럼의 탈수 운전시에, 인너 로터의 회전 속도를 목표 속도로서, 아우터 로터의 회전 속도를 목표 속도에 대략 일치시키도록 하고 있다. 이와 같이, 탈수 운전 시에 아우터 로터 및 인너 로터를 동기 운전시켜 속도 변동을 억제함으로써, 세탁물의 옷감 손상을 경감할 수 있다.In this configuration, during the drum dehydration operation, the rotation speed of the inner rotor is set as the target speed, and the rotation speed of the outer rotor is made to approximately match the target speed. In this way, damage to the fabric of laundry can be reduced by suppressing speed fluctuations by synchronizing the outer rotor and inner rotor during the spin-drying operation.
구체적으로, 탈수 운전시에, 아우터 로터 및 인너 로터를 양측 모두, 목표로 하는 회전 속도까지 가속하려고 하면, 양 모터의 성능의 차이에 따라 서로 다른 가속을 하면서 목표로 하는 회전 속도까지 제어되게 된다. 그 때문에, 목표로 하는 회전 속도에 도달하기까지의 사이, 아우터 로터 및 인너 로터를 같은 속도로 회전수를 올리는 것이 어려워져 버린다.Specifically, during dehydration operation, when attempting to accelerate both the outer rotor and the inner rotor to the target rotation speed, the target rotation speed is controlled while performing different accelerations depending on the difference in performance of both motors. Therefore, it becomes difficult to increase the rotation speed of the outer rotor and the inner rotor at the same speed until the target rotation speed is reached.
이에 반해, 이 세탁기에서는, 목표로 하는 회전 속도까지 인너 로터를 가속하는 반면, 아우터 로터는, 기준이 되는 인너 로터의 회전 속도를 목표 속도로서 추종시키도록 제어하고 있기 때문에, 아우터 로터 및 인너 로터의 속도차를 줄일 수 있다. 또, 인너 로터를 기준으로서 아우터 로터를 추종시키고 있기 때문에, 제어 대상이 되는 로터가 랜덤 주기로 바뀌는 일 없이, 제어 안전성을 향상시킨다.On the other hand, in this washing machine, while the inner rotor is accelerated to the target rotation speed, the outer rotor is controlled to follow the rotation speed of the reference inner rotor as the target speed, so that the outer rotor and the inner rotor The speed difference can be reduced. In addition, since the outer rotor is followed using the inner rotor as a reference, the control target rotor does not change at random cycles, improving control safety.
상기 속도 검출부에서 검출된 상기 아우터 로터 및 상기 인너 로터의 회전 속도에 기초하여, 상기 인너 로터에 대한 상기 아우터 로터의 위상차를 산출하는 위상 산출부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 드럼의 탈수 운전시에, 상기 위상 산출부에서 산출된 상기 위상차가 소정값보다도 큰 경우에, 상기 위상차가 소정값보다도 작아지도록 상기 아우터 로터의 회전 동작을 제어하도록 구성해도 좋다.a phase calculation unit that calculates a phase difference of the outer rotor with respect to the inner rotor based on the rotational speeds of the outer rotor and the inner rotor detected by the speed detection unit; , when the phase difference calculated by the phase calculation unit is greater than a predetermined value, the rotation operation of the outer rotor may be controlled so that the phase difference is smaller than the predetermined value.
이 구성에서는, 인너 로터에 대한 아우터 로터의 위상차가 소정값보다도 커진 경우에, 아우터 로터의 회전 동작을 제어하여 위상차를 해소하도록 하고 있다.In this configuration, when the phase difference between the outer rotor and the inner rotor becomes greater than a predetermined value, the rotational operation of the outer rotor is controlled to eliminate the phase difference.
이로 인해, 드럼과 펄세이터에서 걸쳐서 배치되어 있던 세탁물이, 드럼과 펄세이터와의 위치 어긋남으로 당겨지기 전에, 이 위치 어긋남을 해소함으로써, 세탁물의 옷감 손상을 경감할 수 있다.For this reason, damage to the fabric of the laundry can be reduced by resolving the misalignment of the laundry that has been placed across the drum and the pulsator before it is pulled due to the misalignment between the drum and the pulsator.
(제9 실시예)(Example 9)
제9 실시예는, 세탁물을 수용하는 드럼과, 상기 드럼 내의 상기 세탁물을 교반시키는 펄세이터와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터를 구비한 세탁기를 대상으로서, 다음과 같은 해결 수단을 강구했다.The ninth embodiment is a washing machine equipped with a drum for receiving laundry, a pulsator for agitating the laundry in the drum, and a motor for independently rotating the drum and the pulsator, and provides the following solutions. Means were sought.
즉, 상기 모터는, 고리 형상의 스테이터와, 상기 스테이터의 외측에 배치되어 상기 펄세이터를 회전시키는 아우터 로터와, 상기 스테이터의 내측에 배치되어 상기 드럼을 회전시키는 인너 로터를 갖고, 상기 아우터 로터 및 상기 인너 로터의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부와, 상기 아우터 로터 및 상기 인너 로터의 회전 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 드럼의 탈수 운전 시에, 상기 아우터 로터 및 상기 인너 로터를 동기 운전시켜 회전 속도를 가속하고 있는 도중에 상기 세탁물에 의한 상기 펄세이터의 상기 드럼을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판단한 경우에, 상기 아우터 로터를 회전시키는 상기 모터로의 통전을 정지하여 상기 펄세이터를 회전 프리로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다. That is, the motor has a ring-shaped stator, an outer rotor disposed outside the stator to rotate the pulsator, and an inner rotor disposed inside the stator to rotate the drum, the outer rotor and A speed detector for detecting the rotational speed of the inner rotor and a control unit for controlling the rotational operation of the outer rotor and the inner rotor, wherein the control unit is configured to operate the outer rotor and the inner rotor during a dehydration operation of the drum. When it is determined that the phenomenon of the laundry rotating along the drum of the pulsator due to the laundry has disappeared while the rotation speed is accelerating by synchronizing the operation, the supply of electricity to the motor that rotates the outer rotor is stopped to rotate the pulsator. It is characterized by being configured to be rotation free.
이 구성에서는, 드럼의 탈수 운전시에 세탁물에 의한 펄세이터의 따라 도는 현상이 없어졌다고 판단한 경우에, 펄세이터를 회전 프리로 하도록 하고 있다.In this configuration, when it is determined that the phenomenon of the pulsator spinning due to laundry has disappeared during the spin-drying operation of the drum, the pulsator is set to rotation free.
이로 인해, 드럼을 따라 돌아가는 세탁물이 회전 프리가 된 펄세이터에 마찰하여 펄세이터를 따라 돌게 함으로써 세탁물을 손상시키는 일이 없음과 동시에, 아우터 로터를 회전시키는 모터로의 통전을 정지함으로써 소비 전력을 저감할 수 있다.As a result, the laundry rotating along the drum rubs against the free pulsator and causes it to rotate along the pulsator, preventing damage to the laundry. At the same time, power consumption is reduced by stopping the supply of electricity to the motor that rotates the outer rotor. can do.
상기 제어부는, 상기 아우터 로터의 설정 회전 속도에 대한 상기 속도 검출부에서 검출된 상기 아우터 로터의 회전 속도의 변동이 소정 값보다 커졌을 때, 상기 세탁물에 의한 상기 펄세이터의 상기 드럼을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판단하도록 구성해도 좋다.The control unit, when the variation of the rotation speed of the outer rotor detected by the speed detection unit with respect to the set rotation speed of the outer rotor becomes greater than a predetermined value, there is no phenomenon of the laundry rotating along the drum of the pulsator. You can configure it to judge that you lost.
이 구성에서는, 아우터 로터의 회전 속도의 변동으로부터 펄세이터의 따라 도는 현상의 유무가 판정된다.In this configuration, the presence or absence of the pulsator spinning phenomenon is determined from the variation in the rotational speed of the outer rotor.
이로 인해, 펄세이터의 따라 도는 현상의 유무를 용이하게 판정할 수 있다.Because of this, it is possible to easily determine the presence or absence of the pulsator spinning phenomenon.
또, 상기 모터에 통전되는 전류를 검출하는 전류 검출부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 전류 검출부에서 검출된 전류를 회전 좌표계로 변환한 회전 좌표계전류가 소정량보다 작아졌을 때, 상기 세탁물에 의해 상기 펄세이터의 상기 드럼을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판단하도록 구성해도 좋다.In addition, it is provided with a current detection unit that detects a current flowing through the motor, and the control unit is configured to convert the current detected by the current detection unit into a rotation coordinate system when the rotation coordinate system current becomes smaller than a predetermined amount, and the laundry is detected by the laundry. It may be configured to determine that the phenomenon of the pulsator rotating along the drum has disappeared.
이 구성에서는, 모터에 통전되는 전류로부터 펄세이터의 따라 도는 현상의 유무가 판정된다.In this configuration, the presence or absence of the pulsator rotation phenomenon is determined from the current supplied to the motor.
이로 인해, 펄세이터의 따라 도는 현상의 유무를 용이하게 판정할 수 있다. Because of this, it is possible to easily determine the presence or absence of the pulsator spinning phenomenon.
또한, 이 제어부는, 상기 인너 로터가 최대 회전 속도로부터 소정의 회전 속도까지 감속했을 때, 상기 아우터 로터의 회전 동작의 제어를 재개하여 상기 아우터 로터 및 상기 인너 로터를 동기 운전시켜 회전 속도를 감속시키도록 구성해도 좋다. In addition, when the inner rotor decelerates from the maximum rotation speed to a predetermined rotation speed, this control unit resumes control of the rotation operation of the outer rotor and operates the outer rotor and the inner rotor synchronously to reduce the rotation speed. You can also configure it as follows.
이 구성에서는, 펄세이터를 회전 프리로 한 후, 드럼을 회전시키는 인너 로터가 소정의 회전 속도까지 감속했을 때에 아우터 로터와 인너 로터의 동기 운전을 재개한다.In this configuration, after the pulsator is set to rotation-free, synchronous operation of the outer rotor and the inner rotor is resumed when the inner rotor that rotates the drum decelerates to a predetermined rotation speed.
이로 인해, 탈수 공정의 종료에 있어서, 드럼을 따라 돌아가는 세탁물이 회전 프리의 펄세이터에 마찰하여 펄세이터를 함께 돌림으로써 세탁물을 손상시키는 일을 없앨 수 있다.As a result, at the end of the dehydration process, it is possible to prevent the laundry rotating along the drum from rubbing against the rotating pulsator and damaging the laundry by rotating the pulsator together.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 세탁물에 의해 상기 펄세이터의 상기 드럼을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판단했을 때의 상기 아우터 로터의 회전 속도를 상기 소정의 회전 속도로서 사용하도록 구성하는 것이 바람직하다.In this case, the control unit is preferably configured to use the rotational speed of the outer rotor when it is determined that the phenomenon of the laundry rotating along the drum of the pulsator has disappeared as the predetermined rotational speed.
이 구성에서는, 펄세이터를 회전 프리로 했을 때의 회전 속도로 펄세이터를 재차 회전시켜 시작하도록 하고 있다.In this configuration, the pulsator is rotated again at the rotation speed when the pulsator was set to rotation free to start.
이로 인해, 세탁물의 중량, 상태, 종류 등에 따른 정정한 타이밍에서 펄세이터의 회전을 재개할 수 있고, 세탁물의 옷감 손상을 경감시킬 수 있다. As a result, rotation of the pulsator can be resumed at a corrected timing according to the weight, condition, type, etc. of the laundry, and damage to the fabric of the laundry can be reduced.
(제10 실시예)(Example 10)
제10 실시예의 세탁기에서는, 드럼 및 펄세이터가 각각 독립적으로 회전 가능하게 구성되어 있으며, 세탁물의 탈수 운전시에, 펄세이터를 회전 프리로 한 상태에서 드럼을 회전 제어하는 반면, 세탁물에 의한 펄세이터의 드럼을 따라 도는 현상이 발생하고 있다고 판정한 경우에, 펄세이터를 회전 프리 상태에서 토크 제어 모드로 전환하도록 했다. In the washing machine of the tenth embodiment, the drum and the pulsator are configured to rotate independently, and during the spin-drying operation of laundry, the rotation of the drum is controlled with the pulsator in the rotation free state, while the pulsator is rotated by the laundry. When it was determined that rotation along the drum was occurring, the pulsator was switched from the rotation free state to the torque control mode.
즉, 그 세탁기는, 세탁물을 수용하는 회전 가능한 드럼과, 상기 드럼의 회전축심과 동심상으로 마련되고, 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터와, 상기 드럼 및 상기 펄세이터를 각각 독립적으로 회전시키는 모터와, 상기 모터의 회전을 제어하는 제어부를 구비하고 있으며, 상기 제어부는, 세탁물의 탈수 운전시에, 상기 모터에 따른 상기 펄세이터의 구동을 정지해서 상기 펄세이터를 회전 프리로 한 상태에서 상기 드럼을 회전 제어하는 반면, 상기 세탁물에 의해 상기 펄세이터의 상기 드럼을 따라 도는 현상이 발생하고 있다고 판정한 경우에, 상기 펄세이터를 회전 프리 상태로부터 토크 지령값을 부여하여 상기 펄세이터의 토크를 제어하는 토크 제어 모드로 전환한다.That is, the washing machine includes a rotatable drum that accommodates laundry, a pulsator that is provided concentrically with the rotation axis of the drum and agitates the laundry in the drum, and a pulsator that rotates the drum and the pulsator independently. It is provided with a motor and a control unit that controls the rotation of the motor, and the control unit stops driving the pulsator according to the motor during spin-drying operation of laundry and sets the pulsator to rotation free. While the rotation of the drum is controlled, when it is determined that the laundry is causing the pulsator to rotate along the drum, a torque command value is given to the pulsator from the rotation-free state to control the torque of the pulsator. Switch to torque control mode.
이 구성의 세탁기에 따르면, 제어부는, 탈수 운전시에, 펄세이터를 회전 프리로 한 상태에서 드럼을 회전 제어하기 때문에, 펄세이터 구동에 따른 소비 에너지를 대폭으로 삭감할 수 있다.According to the washing machine of this configuration, the control unit controls the rotation of the drum with the pulsator in the rotation-free state during the spin-drying operation, so that energy consumption due to driving the pulsator can be significantly reduced.
또한, 제어부는, 펄세이터의 드럼을 따라 도는 현상이 발생하고 있다고 판정한 경우에 펄세이터를 회전 프리 상태로부터 적극적으로 토크 제어하도록 전환하도록 구성되어 있다. 펄세이터의 드럼을 따라 도는 현상이 발생하고 있는 경우에는, 펄세이터측의 역기 전력과 드럼측의 제어 전류가 서로 영향을 미침으로써 발생하는 저항력 때문에, 드럼측 모터의 부하가 증대되고, 세탁기의 소비 에너지가 증가하고 있다. 그 때문에, 펄세이터의 토크를 적극적으로 제어함으로써, 세탁기 토탈의 소비 에너지를 감소시키는 제어가 가능해진다.Additionally, the control unit is configured to switch the pulsator from a rotation-free state to active torque control when it is determined that the pulsator is rotating along the drum. When a phenomenon in which the pulsator rotates along the drum occurs, the load on the drum side motor increases due to the resistance generated when the counter electromotive force on the pulsator side and the control current on the drum side influence each other, and the consumption of the washing machine increases. Energy is increasing. Therefore, by actively controlling the torque of the pulsator, it becomes possible to reduce the total energy consumption of the washing machine.
상기 제어부는, 상기 토크 제어에 따른 토크 지령값을 상기 펄세이터의 피구동 토크 이하로 하고, 그리고, 소정의 d축 전류를 부여하여 약계자 제어를 실행하도록 구성해도 좋다.The control unit may be configured to set the torque command value according to the torque control to less than or equal to the driven torque of the pulsator and apply a predetermined d-axis current to perform field weakening control.
또, 상기 제어부는, 상기 토크 제어에 따른 토크 지령값을,In addition, the control unit determines a torque command value according to the torque control,
토크 지령값=0Torque command value = 0
으로 제어하도록 구성해도 좋다.You can configure it to be controlled by .
이와 같이, 토크 지령값을 펄세이터의 피구동 토크 이하로 부여했을 때, 예를 들면 피구동 토크의 토크 지령값을 부여하면, 따라 돌아가고 있는 펄세이터의 회전을 적극적으로 서포트할 수 있고, 따라 도는 부하가 경감된다.In this way, when the torque command value is given below the driven torque of the pulsator, for example, if the torque command value of the driven torque is given, the rotation of the pulsator that is rotating can be actively supported, and the rotation of the pulsator can be actively supported. The load is reduced.
그렇게 하면, 세탁기 전체로서의 소비 에너지를 줄일 수 있다. 또한, 펄세이터의 피구동 토크 이하로 함으로써, 피구동 토크에 따른 소비 에너지 이상의 에너지는 필요로 하지 않기 때문에, 소비 에너지를 증가시키게 되지 않는다. By doing so, the energy consumption of the washing machine as a whole can be reduced. In addition, by setting the driven torque of the pulsator to less than or equal to the driven torque, energy consumed more than the driven torque is not required, so the consumed energy does not increase.
또, 약계자 제어를 실행하고 있기 때문에, 펄세이터의 드럼을 따라 도는 현상(이하, 단순하게 펄세이터의 따라 돎)에 의해 유기되는 역기전력을 억제할 수 있기 때문에, 모터를 보다 고속으로 회전시킬 수 있게 된다. 즉, 탈수 운전시에 고속역까지 안정된 동작이 가능한 세탁기를 실현할 수 있다.In addition, since field weakening control is performed, the back electromotive force induced by the pulsator drum rotation phenomenon (hereinafter simply referred to as pulsator rotation) can be suppressed, allowing the motor to rotate at a higher speed. There will be. In other words, it is possible to realize a washing machine capable of stable operation up to a high speed range during spin-drying operation.
또한, 상술한 바와 같이 펄세이터측의 토크 지령값을 "0"으로 함으로써, 펄세이터측의 역기 전력과 드럼측의 제어 전류가 서로 영향을 미침으로써 발생하는 저항력을 억제하고, 모터(드럼측)로의 부하를 저감할 수 있기 때문에, 세탁기 토탈 소비 에너지도 저감하는 것이 가능해진다.In addition, as described above, by setting the torque command value on the pulsator side to "0", the resistance generated by the influence of the counter electromotive force on the pulsator side and the control current on the drum side is suppressed, and the motor (drum side) Since the load on the furnace can be reduced, it becomes possible to reduce the total energy consumption of the washing machine.
또, 상기 펄세이터의 회전 속도를 검출하는 속도 검출 수단을 구비하고, 상기 제어부는, 상기 속도 검출 수단으로 검출된 상기 펄세이터의 회전 속도가 소정의 임계값에 도달했을 때에, 상기 펄세이터의 드럼을 따라 도는 현상이 발생하고 있다고 판정하도록 구성해도 좋다.In addition, it is provided with a speed detection means for detecting the rotation speed of the pulsator, and the control unit detects the rotation speed of the pulsator by the speed detection means when the rotation speed of the pulsator reaches a predetermined threshold value. It may be configured to determine that a spinning phenomenon is occurring.
또한, 상기 소정의 임계값은, 펄세이터를 제어 가능한 회전 속도라면, 가능한 한 낮은 값인 것이 바람직하다. 예를 들면, 홀 센서를 이용한 제어라면 소정의 임계값으로서 10[rpm]을 설정한다. 단, 10[rpm]에 한정되지 않고, 소정의 임계값은 임의로 설정할 수 있다.In addition, the predetermined threshold value is preferably as low as possible, as long as it is a rotation speed at which the pulsator can be controlled. For example, in the case of control using a Hall sensor, set 10 [rpm] as a predetermined threshold. However, it is not limited to 10 [rpm], and the predetermined threshold value can be set arbitrarily.
이와 같이, 펄세이터의 따라 돎이 발생하고 있는지 여부의 판정에 속도 검출 수단을 이용함으로써, 보다 직접적으로 검출된 값에 기초하는 판정이 가능해진다.In this way, by using the speed detection means to determine whether or not a pulse is occurring along the pulsator, a decision based on the detected value becomes possible more directly.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 토크 제어 모드로 전환한 후에, 상기 속도 검출 수단으로 검출된 상기 펄세이터의 회전 속도가 소정의 임계값 이하가 되었을 경우에, 상기 펄세이터를 회전 프리 상태로 되돌리도록 구성하는 것이 바람직하다.In this case, the control unit returns the pulsator to a rotation-free state when the rotation speed of the pulsator detected by the speed detection means becomes less than or equal to a predetermined threshold value after switching to the torque control mode. It is desirable to configure
이 구성에 따르면, 제어부가 토크 제어 모드로 전환한 후에, 예를 들면, 세탁물이 풀려서 따라 도는 상태가 해제되고 펄세이터의 회전 속도가 소정 속도 이하가 되었을 때에, 펄세이터를 회전 프리 상태로 되돌아가도록 구성되어 있다. 이로 인해, 극저속 회전수에 있어서의 제어 불안정을 방지할 수 있다.According to this configuration, after the control unit switches to the torque control mode, for example, when the laundry is released from the spinning state and the rotation speed of the pulsator becomes a predetermined speed or less, the pulsator is returned to the rotation-free state. Consists of. For this reason, control instability at extremely low rotation speeds can be prevented.
제1 실시예에 의하면, 코일의 권선 계수를 개선하여 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있다.According to the first embodiment, torque can be efficiently generated by improving the winding coefficient of the coil.
제2 실시예에 의하면, 코깅 토크나 상호 리플을 감소시킬 수 있고, 소음이나 진동을 효과적으로 억제하면서, 2개의 축을 높은 토크로 구동할 수 있다.According to the second embodiment, cogging torque and mutual ripple can be reduced, and two axes can be driven at high torque while effectively suppressing noise and vibration.
제3 실시예에 의하면, 극수가 많은 듀얼 로터형 모터의 스테이터라도, 효율적으로 제조할 수 있기 때문에, 다양한 운전 제어에 대응할 수 있는 세탁기를 저렴하게 제공할 수 있게 된다.According to the third embodiment, even the stator of a dual-rotor type motor with a large number of poles can be manufactured efficiently, making it possible to provide a washing machine capable of supporting various operation controls at low cost.
제4 실시예에 의하면, 동기 제어를 실행하면서, 상부 암측 단락 브레이크보다도 브레이크 효과가 큰 하부 암측 단락 브레이크에 의해, 모터로부터의 회생 전력을 적절하게 소비하여, 모터에 브레이크를 걺으로써, 드럼 및 펄세이터를 비교적 빨리 정지시킬 수 있다. 이 결과, 모터로부터의 회생 전력을 적절하게 소비하면서, 드럼 및 펄세이터를 동기 제어하여 감속시킬 때의 감속 시간을 단축시킬 수 있다.According to the fourth embodiment, while performing synchronous control, the regenerative power from the motor is appropriately consumed by the lower arm short-circuit brake, which has a greater braking effect than the upper arm short-circuit brake, and the drum and pulser are braked on the motor. The data can be stopped relatively quickly. As a result, the deceleration time when decelerating by synchronously controlling the drum and pulsator can be shortened while appropriately consuming regenerative power from the motor.
제5 실시예에 의하면, 다종 다양한 세탁물이 적절하고 그리고 효과적으로 세탁할 수 있게 된다.According to the fifth embodiment, a wide variety of laundry can be washed appropriately and effectively.
제6 실시예에 의하면, 드럼 내의 세탁물의 관성력을 이용하여, 드럼 또는 펄세이터의 회전 방향을 반전시킬 수 있다. 이로 인해, 드럼 또는 펄세이터의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터에 가해지는 부하가 저감된다. 이 결과, 모터의 기동 불량을 방지할 수 있다.According to the sixth embodiment, the rotation direction of the drum or pulsator can be reversed by using the inertial force of the laundry in the drum. For this reason, when the rotation direction of the drum or pulsator is reversed, the load applied to the motor is reduced. As a result, poor starting of the motor can be prevented.
제7 실시예에 의하면, 드럼 및 펄세이터의 회전 제어에 의해 언밸런스를 제어함으로써, 보다 안정적으로 언밸런스의 발생을 방지할 수 있다.According to the seventh embodiment, by controlling the imbalance by controlling the rotation of the drum and the pulsator, the occurrence of imbalance can be prevented more stably.
제8 실시예에 의하면, 탈수 운전시에 아우터 로터 및 인너 로터를 동기 운전시켜 속도 변동을 억제함으로써, 세탁물의 옷감 손상을 경감할 수 있다.According to the eighth embodiment, damage to laundry can be reduced by suppressing speed fluctuations by synchronizing the outer rotor and inner rotor during the spin-drying operation.
제9 실시예에 의하면, 드럼의 탈수 운전시에 세탁물에 의한 펄세이터의 따라 도는 현상이 없어졌다고 판정했을 경우에, 펄세이터를 회전 프리로 함으로써, 세탁물의 옷감 손상을 경감하고 전력을 절약하면서 탈수 운전할 수 있다.According to the ninth embodiment, when it is determined that the phenomenon of the pulsator spinning due to the laundry has disappeared during the drum spin-drying operation, the pulsator is set to rotation-free, thereby reducing damage to the fabric of the laundry and dehydrating while saving power. I can drive.
제10 실시예에 의하면, 세탁기의 탈수 운전시에 펄세이터의 따라 돎이 발생하고 있다고 판정했을 경우에 펄세이터를 회전 프리 상태로부터 토크 제어 모드로 전환함으로써, 탈수 운전시의 에너지 효율을 높이고, 고속 영역에 있어서의 제어 안전성을 향상할 수 있다.According to the tenth embodiment, when it is determined that the pulsator is spinning during the spin-dry operation of the washing machine, the pulsator is switched from the rotation-free state to the torque control mode, thereby increasing energy efficiency during the spin-dry operation and Control safety in the area can be improved.
도 1은 세탁기의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 X―X선에 있어서의 개략 단면도이다.
도 3은 모터의 주된 부재를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 모터의 조립 구조를 나타내는 개략 종단면도이다.
도 5는 모터의 조립 구조를 나타내는 개략 횡단면도이다.
도 6은 스테이터의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 7은 제1실시예에 의한 모터의 상수, 슬롯수, 극수의 관계를 나타내는 도이다.
도 8은 종래의 모터에 있어서의 스테이터가 발생하는 회전 자계의 수와 인너 로터의 자극의 수와의 관계를 나타내는 도이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 실시형태의 모터에 있어서의 스테이터가 발생하는 회전 자계의 수와 인너 로터의 자극의 수와의 관계를 나타내는 도이다.
도 10은 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 종래의 모터의 권선 계수를 나타내는 도이다.
도 11은 제1 실시예에 따른 모터에서, 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 본 실시형태의 모터의 권선 계수를 나타내는 도이다.
도 12는 종래의 모터의 티스에서 받는 자속을 설명하는 도이다.
도 13은 종래의 모터의 2개의 티스에서 받은 자속을 합성했을 때의 도이다.
도 14는 제1 실시예에 따른 모터의 티스에서 받는 자속을 설명하는 도이다.
도 15는 제1 실시예에 따른 모터의 2개의 외측 티스에서 받은 자속을 합성했을 때의 도이다.
도 16은 로터의 자속 분포의 고조파에 대한 단절권 계수를 비교한 도이다.
도 17은 종래의 모터에 있어서의 유기 전압의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 18은 제1 실시예에 따른 모터에 있어서의 유기 전압의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 19는 제2 실시예에 따른 모터에서, 무부하에서 구동한 아우터 로터에서 발생하는 유기 전압 및 코깅 토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 20은 제2 실시예에 따른 모터의 티스 개각을 설명하는 도이다.
도 21은 제2 실시예에 따른 모터에서, 무부하에서 구동한 인너 로터에서 발생하는 유기 전압 및 코깅 토크의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 22는 제2 실시예에 따른 모터에서, 아우터 로터를 구동한 경우에, 인너 로터에서 발생하는 상호 리플의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 23은 제2 실시예에 따른 모터에서, 내측 티스 개각에 의해 인너 로터에서 발생하는 상호 리플의 변화를 외측 티스 개각 별로 나타낸 그래프이다.
도 24는 제2 실시예에 관련하여, 다른 슬롯 콤비네이션에 있어서의 도 19에 해당되는 그래프이다.
도 25는 제2 실시예에 관련하여, 다른 슬롯 콤비네이션에 있어서의 도 19에 해당되는 그래프이다.
도 26은 제3 실시예에 따른 모터에서, 코어 보유 구조체의 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
도 27은 제3 실시예에 따른 모터에서, 코어 보유 구조체의 일부를 중심측에서 본 개략 사시도이다.
도 28은 제3 실시예에 따른 모터에서, 코어 보유 구조체의 일부를 외주측에서 본 개략 사시도이다.
도 29는 제3 실시예에 따른 모터에서, 코어 보유 구조체의 일부의 개략 단면도이다.
도 30은 제3 실시예에 따른 모터에 관련하여, 권선 처리를 설명하기 위한 도이다.
도 31은 제3 실시예에 따른 모터에 관련하여, 권선 처리를 설명하기 위한 도이다.
도 32는 제3 실시예에 따른 모터에 관련하여, 권선 패턴을 설명하기 위한 도이다.
도 33은 제3 실시예에 따른 모터에 관련하여, 권선 패턴을 설명하기 위한 도이다.
도 34는 제3 실시예에 따른 모터에 관련하여, 권선체의 일부를 외주측에서 본 개략 사시도이다.
도 35는 제3 실시예에 따른 모터에 관련하여, 위치 결정 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 제3 실시예에 따른 모터에 관련하여, 위치 결정 구조의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 37은 제3 실시예에 따른 모터의 제조방법의 변형예를 설명하기 위한 도이다.
도 38은 제3 실시예에 따른 모터의 제조방법의 변형예를 설명하기 위한 도이다.
도 39는 제3 실시예에 따른 모터의 변형예를 나타내는 도 26에 해당되는 도이다.
도 40은 제4 실시예에 따른 세탁기의 모터, 드럼측 인버터 회로, 펄세이터측 인버터 회로 및 제어장치의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 41은 제4 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 지령신호와 반송파와의 관계, 및 그에 기초하는 상부 암측 및 하부 암측 스위칭 소자로의 신호를 나타내는 모식도이다.
도 42는 제4 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행했을 때의, 지령신호와 반송파와의 관계, 및 그에 기초하는 상부 암측 및 하부 암측 스위칭 소자로의 신호를 나타내는 모식도이다.
도 43은 제4 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치를 구비한 세탁기에 있어서, 드럼의 검출 회전 속도 및 목표 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 44는 제4 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 실시형태 2에 따른 모터 제어 장치를 구비한 세탁기에 있어서, 제어장치에 따른 감속 공정에 있어서의 처리 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 45는 제4 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 실시형태 3에 따른 모터 제어 장치를 구비한 세탁기에 있어서, 모터, 드럼측 인버터 회로, 펄세이터측 인버터 회로 및 제어장치의 구성를 나타내는 개략도이다.
도 46은 제4 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 실시형태 3에 따른 모터 제어 장치를 구비한 세탁기에 있어서, 드럼측 인버터 회로에 인가되는 직류 전압, 드럼의 검출 회전 속도 및 목표 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 47은 제4 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 실시형태 3에 따른 모터 제어 장치를 구비한 세탁기에 있어서, 제어장치에 따른 감속 공정에 있어서의 처리 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 48은 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 드럼 및 펄세이터의 회전 제어에 있어서의 블록도이다.
도 49는 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제1 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 50은 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제2 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 51은 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제3 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 52는 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제4 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 53은 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제5 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 54는 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제6 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 55는 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제7 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 56은 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제8 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 57은 제5 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제9 제어 패턴의 회전 제어의 일 예를 나타내는 타임 차트이다.
도 58은 제6 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터 및 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 59는 제6 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제1 보정 제어의 실행시에, 드럼 및 펄세이터를 구동시킬 때에, 모터에 부여되는 전기신호를 나타내는 그래프이다.
도 60은 제6 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제2 보정 제어의 실행시에, 드럼 및 펄세이터를 구동시킬 때에, 모터에 부여되는 전기신호를 나타내는 그래프이다.
도 61은 제6 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 제어장치에 따른 세탁기의 운전시의 처리 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 62는 제6 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 실시형태 2에 따른 세탁기에 있어서, 제3 보정 제어의 실행시에, 드럼 및 펄세이터를 구동시킬 때에, 모터에 부여되는 전기신호를 나타내는 그래프이다.
도 63은 제7 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터 및 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 64는 제7 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터의 회전 동작을 제어하는 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 65는 제7 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 드럼 및 펄세이터의 회전수의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 66은 제7 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 드럼 및 펄세이터의 회전수의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 67은 제7 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 언밸런스 검출 수단의 검출신호를 나타내는 파형도이다.
도 68은 도 67의 A점에 있어서의 드럼 및 펄세이터의 언밸런스의 위치를 나타내는 개략도이다.
도 69는 도 67의 B점에 있어서의 드럼 및 펄세이터의 언밸런스의 위치를 나타내는 개략도이다.
도 70은 제7 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 드럼 및 펄세이터의 회전수의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 71은 제8 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터 및 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 72는 제8 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터의 회전 동작을 제어하는 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 73은 제8 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 드럼과 펄세이터의 위상차, 및 드럼과 펄세이터의 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 74는 제9 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터 및 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 75는 제9 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 중부하일 때와 경부하일 때에 있어서의 아우터 로터의 회전 속도 변동을 나타내는 그래프이다.
도 76은 제9 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 아우터 로터의 회전 속도와 모터 전류의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 77은 제9 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터의 회전 동작을 제어하는 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 78은 제10 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터 및 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 79는 제10 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 모터 및 제어장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 80은 제10 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 회전 프리 상태에 있어서의 드럼 및 펄세이터의 회전수, Iq 및 Id의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 81은 제10 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 토크 제어 모드에 있어서의 드럼 및 펄세이터의 회전수, Iq 및 Id의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 82는 제10 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 회전 프리 상태에 있어서의 인버터의 상전류의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 83은 제10 실시예에 따른 세탁기와 관련하여, 토크 제어 모드에 있어서의 인버터의 상전류의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic perspective view of a washing machine.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line X-X in FIG. 1.
Figure 3 is an exploded perspective view showing the main members of the motor.
Figure 4 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing the assembly structure of the motor.
Figure 5 is a schematic cross-sectional view showing the assembly structure of the motor.
Figure 6 is a schematic diagram showing the structure of the stator.
Figure 7 is a diagram showing the relationship between constants, number of slots, and number of poles of the motor according to the first embodiment.
Fig. 8 is a diagram showing the relationship between the number of rotating magnetic fields generated by the stator and the number of magnetic poles of the inner rotor in a conventional motor.
Fig. 9 is a diagram showing the relationship between the number of rotating magnetic fields generated by the stator and the number of magnetic poles of the inner rotor in the motor of the embodiment according to the first embodiment.
Figure 10 is a diagram showing the winding coefficient of a conventional motor with respect to the fundamental wave of the magnetic flux distribution of the rotor.
Fig. 11 is a diagram showing the winding coefficient of the motor of this embodiment with respect to the fundamental wave of the magnetic flux distribution of the rotor in the motor according to the first embodiment.
Figure 12 is a diagram explaining the magnetic flux received from the teeth of a conventional motor.
Figure 13 is a diagram showing the synthesis of magnetic flux received from two teeth of a conventional motor.
Figure 14 is a diagram explaining the magnetic flux received from the teeth of the motor according to the first embodiment.
Figure 15 is a diagram showing the synthesis of magnetic flux received from the two outer teeth of the motor according to the first embodiment.
Figure 16 is a diagram comparing the disconnection coefficient for harmonics of the magnetic flux distribution of the rotor.
Figure 17 is a graph showing the waveform of the induced voltage in a conventional motor.
Figure 18 is a graph showing the waveform of the induced voltage in the motor according to the first embodiment.
Figure 19 is a graph showing changes in induced voltage and cogging torque occurring in the outer rotor driven under no load in the motor according to the second embodiment.
Figure 20 is a diagram explaining tooth opening of a motor according to the second embodiment.
Figure 21 is a graph showing changes in induced voltage and cogging torque occurring in the inner rotor driven under no load in the motor according to the second embodiment.
Figure 22 is a graph showing the change in mutual ripple occurring in the inner rotor when the outer rotor is driven in the motor according to the second embodiment.
Figure 23 is a graph showing the change in mutual ripple occurring in the inner rotor due to inner tooth opening for each outer tooth opening in the motor according to the second embodiment.
FIG. 24 is a graph corresponding to FIG. 19 in another slot combination, relating to the second embodiment.
FIG. 25 is a graph corresponding to FIG. 19 in another slot combination, relating to the second embodiment.
Figure 26 is an exploded perspective view schematically showing the core holding structure in the motor according to the third embodiment.
Fig. 27 is a schematic perspective view of a part of the core holding structure viewed from the center side in the motor according to the third embodiment.
Fig. 28 is a schematic perspective view of a part of the core holding structure viewed from the outer peripheral side in the motor according to the third embodiment.
Figure 29 is a schematic cross-sectional view of a portion of the core holding structure, in a motor according to the third embodiment.
Figure 30 is a diagram for explaining winding processing in relation to the motor according to the third embodiment.
31 is a diagram for explaining winding processing in relation to the motor according to the third embodiment.
Figure 32 is a diagram for explaining a winding pattern in relation to a motor according to the third embodiment.
33 is a diagram for explaining a winding pattern in relation to a motor according to the third embodiment.
Fig. 34 is a schematic perspective view of a part of the winding body viewed from the outer circumference side, relating to the motor according to the third embodiment.
Figure 35 is a diagram for explaining the positioning structure in relation to the motor according to the third embodiment.
Figure 36 is a diagram for explaining a modified example of the positioning structure in relation to the motor according to the third embodiment.
Figure 37 is a diagram for explaining a modified example of the motor manufacturing method according to the third embodiment.
Figure 38 is a diagram for explaining a modified example of the motor manufacturing method according to the third embodiment.
FIG. 39 is a diagram corresponding to FIG. 26 showing a modified example of the motor according to the third embodiment.
Figure 40 is a schematic diagram showing the structure of the motor, drum-side inverter circuit, pulsator-side inverter circuit, and control device of the washing machine according to the fourth embodiment.
Figure 41 is a schematic diagram showing the relationship between a command signal and a carrier wave, and signals to the upper arm and lower arm switching elements based thereon, in relation to the washing machine according to the fourth embodiment.
42 shows the relationship between a command signal and a carrier wave when lower arm short-circuit brake period expansion control is executed, and signals to the upper arm and lower arm switching elements based thereon, with respect to the washing machine according to the fourth embodiment. This is a schematic diagram representing:
Fig. 43 is a graph showing the relationship between the detected rotation speed of the drum and the target rotation speed in the washing machine equipped with the motor control device according to
Fig. 44 is a flowchart showing processing operations in a speed reduction process according to the control device in the washing machine provided with the motor control device according to
Figure 45 is a schematic diagram showing the configuration of a motor, a drum-side inverter circuit, a pulsator-side inverter circuit, and a control device in a washing machine equipped with a motor control device according to
46 shows the relationship between the direct current voltage applied to the drum-side inverter circuit, the detected rotation speed of the drum, and the target rotation speed in the washing machine equipped with the motor control device according to
Fig. 47 is a flowchart showing processing operations in a speed reduction process according to the control device in the washing machine provided with the motor control device according to
Figure 48 is a block diagram of rotation control of the drum and pulsator in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 49 is a time chart showing an example of rotation control of the first control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 50 is a time chart showing an example of rotation control of the second control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 51 is a time chart showing an example of rotation control of the third control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 52 is a time chart showing an example of rotation control of the fourth control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 53 is a time chart showing an example of rotation control of the fifth control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 54 is a time chart showing an example of rotation control of the sixth control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 55 is a time chart showing an example of rotation control of the seventh control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 56 is a time chart showing an example of rotation control of the eighth control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 57 is a time chart showing an example of rotation control of the ninth control pattern in relation to the washing machine according to the fifth embodiment.
Figure 58 is a block diagram showing the configuration of a motor and a control device in relation to a washing machine according to the sixth embodiment.
FIG. 59 is a graph showing electrical signals provided to the motor when driving the drum and pulsator when executing the first correction control in relation to the washing machine according to the sixth embodiment.
FIG. 60 is a graph showing electrical signals provided to the motor when driving the drum and pulsator when executing the second correction control in relation to the washing machine according to the sixth embodiment.
Figure 61 is a flowchart showing processing operations during operation of the washing machine according to the control device, in relation to the washing machine according to the sixth embodiment.
62 is a graph showing electrical signals given to the motor when driving the drum and pulsator when executing the third correction control in the washing machine according to
Figure 63 is a block diagram showing the configuration of a motor and a control device in relation to a washing machine according to the seventh embodiment.
Figure 64 is a flowchart showing the procedure for controlling the rotation operation of the motor in relation to the washing machine according to the seventh embodiment.
Figure 65 is a graph showing time changes in the rotation speed of the drum and pulsator in relation to the washing machine according to the seventh embodiment.
Figure 66 is a graph showing time changes in the rotation speed of the drum and pulsator in relation to the washing machine according to the seventh embodiment.
Figure 67 is a waveform diagram showing the detection signal of the unbalance detection means in relation to the washing machine according to the seventh embodiment.
Figure 68 is a schematic diagram showing the unbalanced position of the drum and pulsator at point A in Figure 67.
Figure 69 is a schematic diagram showing the unbalanced position of the drum and pulsator at point B in Figure 67.
Figure 70 is a graph showing time changes in the rotation speed of the drum and pulsator in relation to the washing machine according to the seventh embodiment.
Figure 71 is a block diagram showing the configuration of a motor and a control device in relation to a washing machine according to the eighth embodiment.
Figure 72 is a flowchart showing a procedure for controlling the rotation operation of a motor in relation to a washing machine according to the eighth embodiment.
Figure 73 is a graph showing the relationship between the phase difference between the drum and the pulsator and the rotation speed of the drum and the pulsator, in relation to the washing machine according to the eighth embodiment.
Figure 74 is a block diagram showing the configuration of a motor and a control device in relation to a washing machine according to the ninth embodiment.
Figure 75 is a graph showing the rotational speed variation of the outer rotor at heavy load and light load in relation to the washing machine according to the ninth embodiment.
Figure 76 is a graph showing time changes in the rotational speed of the outer rotor and the motor current in relation to the washing machine according to the ninth embodiment.
Figure 77 is a flowchart showing a procedure for controlling the rotation operation of a motor in relation to a washing machine according to the ninth embodiment.
Figure 78 is a block diagram showing the configuration of a motor and a control device in relation to a washing machine according to the tenth embodiment.
Figure 79 is a block diagram showing the configuration of a motor and a control device in relation to a washing machine according to the tenth embodiment.
Figure 80 is a graph showing time changes in the rotation speed, Iq, and Id of the drum and pulsator in a free rotation state, with respect to the washing machine according to the tenth embodiment.
Figure 81 is a graph showing time changes in the rotation speed, Iq, and Id of the drum and pulsator in the torque control mode, with respect to the washing machine according to the tenth embodiment.
Figure 82 is a graph showing the time change of the phase current of the inverter in the spin-free state with respect to the washing machine according to the tenth embodiment.
Figure 83 is a graph showing the time change of the phase current of the inverter in the torque control mode, with respect to the washing machine according to the tenth embodiment.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 단, 이하의 설명은, 본질적으로 예시에 불과하며, 본 발명, 그 적용물 혹은 그 용도를 제한하는 것이 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. However, the following description is essentially merely illustrative and does not limit the present invention, its applications, or its uses.
먼저, 제1∼제10 실시예에 공통되는 세탁기나 모터의 구성에 대해 설명한다. 그 후에, 제1∼제10 실시예의 각각에 대해 개별적으로 설명한다.First, the configuration of the washing machine and motor common to the first to tenth embodiments will be described. Afterwards, each of the first to tenth embodiments will be described individually.
(세탁기의 전체 구성)(Full configuration of the washing machine)
도 1은 본 실시형태의 세탁기(1)를 나타낸다. 이 세탁기(1)는, 세탁부터 헹굼, 탈수의 각 처리가 자동 제어에 의해 수행되는 전자동식 세탁기다. 세탁기(1)는, 세로로 긴 직사각형 상자 형상의 본체(2)를 갖고, 그 상부에, 뚜껑(3)으로 개폐하는 투입구(4)가 형성되어 있다. 세탁물의 넣고 꺼내는 것은, 이 투입구(4)를 통해 수행된다(이른바 세로형 세탁기). 투입구(4)의 후방에는, 사용자가 조작하는 각종 스위치나 표시부가 마련되어 있다.Figure 1 shows a
도 2에 도시하는 바와 같이, 본체(2)의 내부에는, 수조(tub)(10), 드럼(11), 모터(12), 펄세이터(13), 밸런서(14), 제어장치(15) 등이 마련되어 있다. 특히 이 세탁기(1)에서는 모터(12)가 연구되고 있으며, 콤팩트한 사이즈로 세탁기(1)의 각 처리에 따른 적절한 성능을 발휘할 수 있도록 형성되어 있으므로, 이 모터(12)에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다. As shown in FIG. 2, inside the
수조(10)는 저수 가능한 바닥 있는 원통 형상의 용기이며, 개구를 상방의 투입구(4)를 향하게 한 상태에서, 복수의 매닮 부재(16)에 의해 본체(2)의 내부에 현가 되어 있다. 수조(10)의 내부에는, 미도시의 주수(注水) 기구를 통해 주수 가능하게 되어 있다. 수조(10)의 하부에는 밸브로 개폐가 제어되는 배수관(17)이 연결되어 있으며, 불필요한 물은 이 배수관(17)을 통해 세탁기(1)의 외부로 배수된다.The
드럼(11)은 수조(10)보다도 한 단계 작은, 세탁물을 넣는 바닥이 있는 원통 형상의 용기이다. 드럼(11)은 그 개구가 투입구(4)를 향하며, 수직 방향으로 연장된 세로축(J)을 중심으로 회전할 수 있도록 수조(10)에 수용되어 있다. 세탁물의 처리는 전부 이 드럼(11)의 내부에서 실행된다. 드럼(11)의 원통 형상을 한 원주벽에는 다수의 물빠짐 구멍(11a)이 전면에 걸쳐 형성되어 있다(도 2에서는 일부만 도시). 드럼(11)의 개구부에는 밸런서(14)가 설치되어 있다. 밸런서(14)는 내부에 복수의 볼이나 점성 유체를 수용한 원 고리 형상의 부재이며, 드럼(11)의 회전시에 세탁물의 치우침으로 인해 생기는 중량 밸런스의 불균형을 조정한다. 드럼(11)의 바닥부에는 상면에 교반 날개를 갖는 원판 형상의 펄세이터(13)가 회전 가능하게 설치되어 있다.The
제어장치(15)는 CPU나 ROM 등의 하드웨어와 제어 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어 있으며, 세탁기(1)에서 수행되는 각 처리를 종합적으로 제어한다. 제어장치(15)는 각종 스위치, 모터(12), 밸브 등과 전기적으로 접속되어 있고, 사용자의 지시에 따라, 제어 프로그램이 세탁이나 탈수 운전을 수행하여, 세탁, 헹굼, 탈수의 처리를 실행한다.The
예를 들면, 일반적으로는, 세탁이나 헹굼의 처리에서는, 모터(12)가 펄세이터(13)를 일정 주기로 반전시키면서 회전 구동하고, 물이나 세제와 함께 세탁물을 교반한다. 탈수 처리에서는, 모터(12)가 드럼(11)을 일정 방향으로 고속으로 회전 구동하고, 원심력의 작용으로 세탁물을 원주벽에 밀어붙여서 탈수한다.For example, in general, in washing or rinsing processing, the
이에 반해, 본 세탁기(1)에서는 더욱 고도의 운전 제어를 수행할 수 있도록, 세탁이나 헹굼의 처리시에 펄세이터(13)와 함께 드럼(11)도 회전 구동할 수 있도록 구성되어 있다.On the other hand, the
(모터)(motor)
모터(12)는 직경이 수조(10)보다도 작은 편평한 원주 형상의 외관을 갖고, 세로축(J)이 그 중심을 지나도록, 수조(10)의 하측에 조립되어 있다.The
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 모터(12)는 아우터 로터(20), 인너 로터(30), 인너 샤프트(40), 아우터 샤프트(50), 스테이터(60) 등으로 구성되어 있다. 즉, 이 모터(12)는, 하나의 스테이터(60)의 내외에 2개의 로터(20, 30)를 구비하고 있으며(듀얼 로터), 이들 로터(20, 30)가, 클러치나 가감속기 등을 개재하지 않고 펄세이터(13)나 드럼(11)에 연결되어 있으며, 이들을 직접 구동하도록 구성되어 있다(다이렉트 드라이브(direct drive)). 로터(20, 30)는 스테이터(60)의 코일(63)을 공용하고 있으며, 이들 코일(63)에 제어된 복합 전류를 공급함으로써, 이 모터(12)는 로터(20, 30)의 각각을 독립적으로 구동할 수 있도록 형성되어 있다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
아우터 로터(20)는 편평한 바닥 있는 원통 형상의 부재이며, 중심 부분이 개구된 원판 형상의 바닥벽부(21)와, 바닥벽부(21)의 둘레 가장자리에 설치된 원통 형상의 둘레벽부(22)와, 바닥벽부(21)의 중심 부분에 일체화된 보스부(23)와, 복수의 아우터 마그넷(24)를 포함한다. 바닥벽부(21) 및 둘레벽부(22)는 백 요크로서 기능하도록 철판을 프레스 가공하여 형성되어 있으며, 보스부(23)는 소결 합금 등으로 형성되어 있다. 보스부(23)의 중심에는 톱니 형상으로 하는 세레이션 가공이 내주면에 이루어진 축공이 형성되어 있다.The
바닥벽부(21)에는 방열을 수행하는 복수의 슬릿(21a)이 형성되어 있다. 각 아우터 마그넷(24)은, 직사각형 판 형상 또는 기와 형상의 영구 자석으로 이루어지고, 둘레벽부(22)의 내면에 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 48개의 아우터 마그넷(24)이 원주 방향으로 연속해서 N극과 S극이 교대로 나열되도록 배치되어 있다.A plurality of
인너 로터(30)는, 아우터 로터(20)보다도 외경이 작은 편평한 바닥 있는 원통 형상의 부재이며, 중심 부분이 개구된 사다리꼴 형상의 내측 바닥벽부(31)와, 내측 바닥벽부(31)의 주위에 설치된 원통 형상의 내측 둘레벽부(32)와, 내측 바닥벽부(31)의 중심 부분에 일체화된 내측 보스부(33)와, 복수의 인너 마그넷(34)을 포함한다. 아우터 로터(20)와 마찬가지로, 내측 바닥벽부(31) 및 내측 둘레벽부(32)는 철판을 프레스 가공하여 형성되어 있고, 내측 보스부(33)는 소결 합금 등으로 형성되어 있다. 내측 보스부(33)의 중심에는 보스부(23)의 축공보다도 내경이 크고, 내주면에 세레이션 가공이 이루어진 축공이 형성되어 있다.The
내측 바닥벽부(31)에는 스테이터(60)를 수조(10)에 체결하는 작업용 개구(31a)가 복수 개 형성되어 있다. 각 인너 마그넷(34)은, 직사각형 판 형상 또는 기와 형상의 영구 자석으로 이루어지고, 내측 둘레벽부(32)의 외면에 고정되어 있다. 본 실시형태에서는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 42개의 인너 마그넷(34)이 원주 방향으로 연속해서 N극과 S극이 교대로 나열되도록 배치되어 있다.A plurality of working
인너 샤프트(40)는 가늘고 긴 원주 형상의 축 부재이며, 그 상하의 단부에 외주면에 세레이션 가공이 이루어진 결합 부위를 갖는 설치부(41, 41)가 형성되어 있다. 결합 부위를 축공에 압입 또는 볼트로 고정함으로써 하측의 설치부(41)가 보스부(23)에 고정되고, 인너 샤프트(40)의 하단부는, 아우터 로터(20)에 고정되어 있다.The
아우터 샤프트(50)는 인너 샤프트(40)보다도 짧고, 인너 샤프트(40)의 외경보다도 큰 내경을 갖는 가늘고 긴 원통 형상의 축 부재이다. 아우터 샤프트(50)의 상하의 단부에도 외주면에 세레이션 가공이 이루어진 결합 부위를 갖는 설치부(51, 51)가 형성되어 있다. 결합 부위를 축공에 압입 또는 볼트로 고정함으로써 하측의 설치부(51)가 내측 보스부(33)에 고정되고, 아우터 샤프트(50)의 하단부는 인너 로터(30)에 고정되어 있다.The
스테이터(60)는 아우터 로터(20)의 내경보다도 외경이 작고 인너 로터(30)의 외경보다도 내경이 큰 원 고리 형상의 바디부(60a)와, 그 상부의 내주 가장자리로부터 중심 쪽으로 돌출된 플랜지부(60b)를 구비하고, 수지 몰드 성형으로 형성되어 있다. 스테이터(60)의 상세한 구조에 대해서는 후술한다.The
(모터의 조립)(assembly of the motor)
도 4에 도시하는 바와 같이, 스테이터(60)는 수조(10)의 바닥면에 마련된 모터 브라킷(70)에 플랜지부(60b)를 체결함으로써 설치된다. 인너 로터(30)가 연결된 아우터 샤프트(50)는 베어링(71)과 볼 베어링(72)을 통해 모터 브라킷(70)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 수조(10)의 내부에 돌출된 상측의 설치부(51)에 드럼(11)에 고정된 브라킷이 설치됨으로써, 아우터 샤프트(50)의 상단부는 드럼(11)에 고정되어 있다.As shown in FIG. 4, the
아우터 로터(20)가 연결된 인너 샤프트(40)는 그 상단부가 드럼(11)의 내부에 돌출되도록 아우터 샤프트(50)의 하단부에 삽입되어 있다. 인너 샤프트(40)는 상하의 인너 베어링(73, 73)를 통해, 드럼(11) 및 아우터 샤프트(50)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 펄세이터(13)의 중앙부에 형성된 설치공에 상측의 설치부(41)의 결합 부위를 결합시킨 상태에서 체결함으로써, 인너 샤프트(40)의 상단부는 펄세이터(13)에 고정되어 있다.The
인너 로터(30)와 아우터 로터(20)가 스테이터(60)와 약간의 간극을 두고 대향하도록, 스테이터(60), 인너 로터(30), 및 아우터 로터(20)가 조립되어 있다. 이 모터(12)에서는, 스테이터(60)에 제어된 복합 전류가 공급됨으로써, 각 코일(63)에서 주기적으로 변동하는 자계가 형성된다.The
이 모터(12)의 경우 3상(phase)과 6상(phase)으로 이루어진 복합 전류가 공급되고, 극수가 적은 인너 로터(30)는 3상으로 구동되고, 극수가 많은 아우터 로터(20)는 6상으로 구성되도록 되어 있다.In the case of this
이 주기적인 자계의 변동이 인너 마그넷(34)와 아우터 마그넷(24) 각각에 작용함으로써, 인너 로터(30), 아우터 샤프트(50), 및 드럼(11)으로 이루어진 일체 구조물과, 아우터 로터(20), 인너 샤프트(40), 및 펄세이터(13)로 이루어진 일체 구조물이 세로축(J)을 중심으로 개별적으로 회전 구동된다.This periodic fluctuation of the magnetic field acts on each of the
(스테이터의 세부 구조)(Detailed structure of the stator)
도 6에 도시하는 바와 같이, 스테이터(60)의 본체 부분인 바디부(60a)는 복수의 I형 코어(코어 요소)(61), 인슐레이터(62), 복수의 코일(63), 수지 성형체(75) 등으로 구성되어 있다. 본 실시형태의 스테이터(60)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 36개의 I형 코어(61) 및 코일(63)이 구비되어 있다.As shown in FIG. 6, the
I형 코어(61)는, 도 26이나 도 29에도 도시하는 바와 같이, 축 방향에서 본 단면이 I 형상을 갖는 얇은 판 형상의 철 부재이다. I형 코어(61)의 내주측의 단부에는 양 구석부가 원주 방향으로 칼날 형상으로 튀어나옴으로써, 세로로 길고 가로 폭이 넓은 내측 티스(61a)가 마련되어 있다. 또, I형 코어(61)의 외주측의 단부에도 그 양 구석부가 원주 방향으로 칼날 형상으로 튀어나옴으로써, 세로로 길고 가로 폭이 넓은 외측 티스(61b)가 마련되어 있다. 이들 I형 코어는 바디부(60a)의 둘레 전체에 등 간격으로 방사 형상으로 나열되어 있으며, 각각이 분리 독립된 상태로 배치되어 있다.As shown in Figures 26 and 29, the I-shaped
이들 I형 코어(61)의 각각의 주위에, 인슐레이터(62)를 개재하여 와이어(W)(절연재로 피복된 도전선)를 소정의 순서 및 구성으로 연속해서 감음으로써, I형 코어(61) 마다 코일(63)이 형성되어 있다. I형 코어(61), 인슐레이터(62), 및 코일(63)은 몰드 성형에 의해 원 고리 형상으로 성형된 수지 성형체(75)에 매설되어 있으며, 내측 티스(61a)와 외측 티스(61b)의 각 단면 부분만이 수지 성형체(75)의 내주면과 외주면에 노출되어 있다. 바디부(60a)의 상부에는 제어장치나 전원의 전기 배선이 접속되는 커넥터(76)가 마련되어 있다.By continuously winding the wire W (conductive wire coated with an insulating material) around each of these I-
〈제1 실시예〉<First Embodiment>
제1 실시예는, 세탁기에 적절한 세탁기용 모터에 관한 것이다.The first embodiment relates to a motor for a washing machine suitable for a washing machine.
(슬롯수와 로터의 극수의 관계)(Relationship between number of slots and number of poles of rotor)
도 7에 도시하는 바와 같이, 제1 실시예에 있어서는, 인너 로터(30) 측을 3상 구동하고, 아우터 로터(20) 측을 6상 구동하는 모터(12)를 대상으로 한다. 즉, 아우터 로터(20)가 제1 로터, 인너 로터(30)가 제2 로터이다. 그리고, 권선은 분수 슬롯 권선(fractional slot winding)으로 형성된다. 스테이터(60)의 코일(63)에는 아우터 로터(20)와 인너 로터(30) 각각에 대응하는 전류를 서로 겹치게 한 복합 전류가 공급된다. 이로 인해, 코일(63)은 아우터 로터(20) 및 인너 로터(30)를 독립적으로 구동시키기 위한 별개의 회전 자계를 발생시킨다.As shown in FIG. 7, in the first embodiment, the
또, 이 모터(12)에서는, 스테이터(60)가 발생하는 회전 자계의 수와 아우터 로터(20) 및 인너 로터(30)의 자극의 수가 다르게 구성되어 있다. 구체적으로는, 스테이터(60)의 슬롯수(S)가 36, 인너 로터(30)의 극수(P1)가 42, 아우터 로터(20)의 극수(P2)가 48이 되도록 구성되므로, 그 비율은 S:P1:P2=6:7:8로 된다(도 5 참조). 이때, 스테이터(60)의 슬롯에 삽입되는 코어 요소(61)의 티스의 폭은 로터의 마그넷의 폭보다 크게 형성할 수 있다. 구체적으로, 인너 로터(30)는 스테이터(60)의 내주면과 마주하도록 원주상으로 배치된 복수의 인너 마그넷(34)을 포함하며, 인너 로터(30)와 마주하는 스테이터(60)의 코어 요소(61)의 티스(teeth)(내측 티스)(61a)의 폭은 복수의 인너 마그넷(34) 각각의 폭의 1/2보다 크다. 다른 예로는, 인너 로터(30)와 마주하는 스테이터(60)의 코어 요소(61)의 티스(61a)의 폭은 복수의 인너 마그넷(34) 각각의 폭보다 크게 형성할 수 있다. 또한, 아우터 로터(20)는 스테이터(60)의 외주면과 마주하도록 원주상으로 배치된 복수의 아우터 마그넷(24)을 포함하며, 아우터 로터(20)와 마주하는 스테이터(60)의 코어 요소(61)의 티스(외측 티스)(61b)의 폭은 복수의 아우터 마그넷(24) 각각의 폭의 1/2보다 크다. 다른 예로는, 도 12에 도시된 바와 같이, 아우터 로터(20)와 마주하는 스테이터(60)의 코어 요소(61)의 티스(61b)의 폭은 복수의 아우터 마그넷(24) 각각의 폭보다 크게 형성할 수 있다.In addition, in this
도 8은 종래의 모터에 있어서 스테이터가 발생하는 회전 자계의 수와 인너 로터의 자극의 수와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 종래의 모터는 S:P1:P2=6:4:2가 되도록 구성된 모터이다. 이와 같이 구성된 모터에서는, 스테이터(60)가 발생하는 회전 자계의 수와, 인너 로터(30)의 자극의 수가 동일하다. 또한, 도시는 생략하지만, 아우터 로터의 자극의 수에 대해서도, 스테이터(60)가 발생하는 회전 자계의 수가 동일하다.Figure 8 is a diagram showing the relationship between the number of rotating magnetic fields generated by the stator and the number of magnetic poles of the inner rotor in a conventional motor. As shown in Fig. 8, the conventional motor is a motor configured so that S:P1:P2 = 6:4:2. In the motor configured in this way, the number of rotating magnetic fields generated by the
도 9는 본 실시형태의 모터에 있어서 스테이터가 발생하는 회전 자계의 수와 인너 로터의 자극의 수와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 모터(12)에서는, 스테이터(60)가 발생하는 회전 자계의 수와, 인너 로터(30)의 자극의 수가 다르게 구성되어 있다. 또한, 도시는 생략하지만, 아우터 로터(20)의 자극의 수에 대해서도, 스테이터(60)가 발생하는 회전 자계의 수와는 다르다.Fig. 9 is a diagram showing the relationship between the number of rotating magnetic fields generated by the stator and the number of magnetic poles of the inner rotor in the motor of this embodiment. As shown in FIG. 9, in the
(권선 계수)(winding factor)
이하, 본 실시형태의 모터(12)의 권선 계수를 종래의 모터의 권선 계수와 비교하여 설명한다. 도 10은 종래의 모터의 권선 계수를 나타내는 표이다. 도 11은 본 실시형태의 모터의 권선 계수를 나타내는 표이다. 한편, 단절권 계수를 Kp, 분포권 계수를 Kd, 권선 계수를 Kw라 하면, Kw=Kp·Kd이다.Hereinafter, the winding coefficient of the
도 10에 도시하는 바와 같이, 종래의 모터에서는 인너측(도 10의 4Pole)을 구동할 때, 3상에서는 Kp=0.87, Kd=1, Kw=0.87이 되어 구동할 수 있다. 6상에서는 Kp=0.87, Kd=0, Kw=0이 되어 구동할 수 없다.As shown in Figure 10, when driving the inner side (4 Pole in Figure 10) in a conventional motor, it can be driven in three phases with Kp = 0.87, Kd = 1, and Kw = 0.87. In 6-phase, Kp = 0.87, Kd = 0, Kw = 0 and cannot be driven.
한편, 아우터측(도 10의 2Pole)을 구동할 때, 3상에서는 Kp=0.5, Kd=0, Kw=0이 되어 구동할 수 없다. 6상에서는 Kp=0.5, Kd=1, Kw=0.5가 되어 구동할 수 있다. On the other hand, when driving the outer side (2 Pole in FIG. 10), in three phases, Kp = 0.5, Kd = 0, Kw = 0 and cannot be driven. In 6-phase, it can be driven with Kp = 0.5, Kd = 1, and Kw = 0.5.
즉, 3상 구동은 인너측에만 영향을 끼치고, 아우터측에는 영향을 주지 않는다. 6상 구동에서는 아우터측에만 영향을 끼치고, 인너측에는 영향을 주지 않는다.In other words, three-phase driving only affects the inner side and does not affect the outer side. In 6-phase drive, it only affects the outer side and does not affect the inner side.
도 11에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 모터(12)에서는, 인너측(도 11의 7Pole)을 구동할 때, 3상에서는 Kp=0.97, Kd=0.97, Kw=0.93이 되어 구동할 수 있다. 6상에서는 Kp=0.97, Kd=0, Kw=0이 되어 구동할 수 없다.As shown in FIG. 11, in the
한편, 아우터측(도 11의 8Pole)을 구동할 때, 3상에서는 Kp=0.87, Kd=0, Kw=0이 되어 구동할 수 없다. 6상에서는 Kp=0.87, Kd=0.87, Kw=0.75가 되어 구동할 수 있다. On the other hand, when driving the outer side (8 Pole in Figure 11), in three phases, Kp = 0.87, Kd = 0, Kw = 0 and cannot be driven. In 6-phase, it can be driven with Kp = 0.87, Kd = 0.87, and Kw = 0.75.
즉, 3상 구동은 인너측에만 영향을 끼치고, 아우터측에는 영향을 주지 않는다. 6상 구동에서는 아우터측에만 영향을 끼치고, 인너측에는 영향을 주지 않는다.In other words, three-phase driving only affects the inner side and does not affect the outer side. In 6-phase drive, it only affects the outer side and does not affect the inner side.
이와 같이, 본 실시형태의 모터(12)는 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 코일(63)의 권선 계수가 종래의 모터에 비해 크다. 특히, 아우터 로터(20)측에서는, 종래의 모터의 권선 계수 Kw=0.5인데 반해, 본 실시형태의 모터(12)의 권선 계수 Kw=0.75가 되므로, 권선 계수가 50% 개선되는 것을 알 수 있다. 이로 인해, 권선 계수를 개선하여 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있다.In this way, in the
이하, 도 12∼도 15를 이용하여, 본 실시형태의 모터(12)의 구성을 채용한 경우에, 토크를 효율적으로 발생시키는 것이 가능한 원리에 대해 설명한다.Hereinafter, using FIGS. 12 to 15, the principle by which torque can be efficiently generated when the configuration of the
도 12에 도시하는 바와 같이, 종래의 모터는 아우터 로터(20)의 하나의 아우터 마그넷(24)에 대해 3개의 외측 티스(61b)가 대향하고 있다. 그래서, 중앙 위치의 티스(61b)는 아우터 마그넷(24)의 중앙부를 포함한 자속 파형의 60° 상당의 자속을 받을 수 있다. 이로 인해, 하나의 아우터 마그넷(24)의 전체 자속의 50%를 이용 가능하므로, Kp=0.5가 된다.As shown in Fig. 12, in a conventional motor, three
여기서, 중앙 위치의 티스(61b)가 A상인 경우, 다음의 A상의 티스(61b)도, 하나의 아우터 마그넷(24) 전체의 자속의 50%를 이용 가능하며, Kp=0.5가 된다.Here, when the
또한, Kp의 일반식은 아래와 같이 나타낼 수 있다.Additionally, the general formula for Kp can be expressed as follows.
Kp=sin(β/2), β는 슬롯폭(전기각)Kp=sin(β/2), β is slot width (electrical angle)
그리고, 도 13의 각 상의 벡터도에 도시하는 바와 같이, A상의 2개의 티스(61b)에서 받은 자속을 합성하면, 0.5cos0°+ 0.5cos0°=1이 된다. 즉, A상에 대해 2개의 티스(61b)의 자속 벡터는 크기가 0.5이고, 각각 A상과 동일한 위상이므로 합성하면 크기가 1이 된다. 이 A상에 대한 0°의 어긋남이 Kd를 나타내므로, 종래의 모터에서는, Kd=cos0°=1이다.And, as shown in the vector diagram of each phase in FIG. 13, if the magnetic flux received from the two
한편, 도 14에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 모터(12)에서는 아우터 로터(20)의 하나의 아우터 마그넷(24)의 중앙부로부터 30° 어긋난 위치에 티스(61b)의 중앙부가 마주하고 있다. 이 티스(61b)에서는 인접하는 아우터 마그넷(24)의 N극과 S극에서 취소되는 자속을 제외하고, 자속 파형의 120° 상당의 자속을 받을 수 있다. 이로 인해, 하나의 아우터 마그넷(24)의 전체 자속의 87%를 이용 가능하므로, Kp=0.87이 된다. On the other hand, as shown in FIG. 14, in the
여기서, 상술한 티스(61b)가 A상인 경우, 다음의 A상의 티스(61b)도 하나의 아우터 마그넷(24) 전체의 자속의 87%를 이용 가능하며, Kp=0.87이 된다.Here, when the above-mentioned
그래서, 도 15의 각 상의 벡터도에 도시하는 바와 같이, A상의 2개의 티스(61b)에서 받은 자속을 합성하면, 0.87cos30°+ 0.87cos30°=1.5가 된다. 즉, A상에 대해 2개의 티스(61b)의 자속 벡터는 크기가 0.87로 각각 30° 앞서거나 혹은 늦어지고 있으므로, 합성하면 A상의 위상에서 크기가 1.5가 된다. 이 A상에 대한 30°의 어긋남이 Kd를 나타내므로, 본 실시형태의 모터(12)에서는, Kd=cos30°=0.87이 된다.Therefore, as shown in the vector diagram of each phase in Fig. 15, if the magnetic flux received from the two
이상과 같이, 본 실시형태의 모터(12)의 구성을 채용한 쪽이, 종래의 모터의 구성에 비해, 더 많은 자속을 이용할 수 있으며, 토크를 효율적으로 발생시킬 수 있다.As described above, when the configuration of the
또한, 본 실시형태에서는, A상에 대해서만 자속을 비교하고 있으나, B상∼F상의 자속도 A상과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.Additionally, in this embodiment, the magnetic flux is compared only for the A phase, but since the magnetic fluxes for the B to F phases are the same as the A phase, detailed description is omitted.
(로터의 자속 분포의 고조파(高調波)에 대한 단절권 계수)(Cut-off winding coefficient for harmonics of the rotor’s magnetic flux distribution)
도 16은 로터의 자속 분포의 고조파에 대한 단절권 계수를 비교한 표이다.Figure 16 is a table comparing the disconnection coefficients for harmonics of the magnetic flux distribution of the rotor.
도 16에 도시하는 바와 같이, 종래의 모터에서는 3차, 5차, 및 7차의 고조파에 대한 단절권 계수는, 최대는 6상측의 3차에서 Kp=1이다. 이에 반해, 본 실시형태의 모터(12)에서는 3차, 5차, 및 7차의 고조파에 대한 단절권 계수는, 최대는 6상측의 5차와 7차에서 Kp=0.87이다. 즉, 본 실시형태에서는, 고조파에 대한 단절권 계수를 1 미만으로 할 수 있다.As shown in Fig. 16, in a conventional motor, the maximum disconnection coefficient for harmonics of the 3rd, 5th, and 7th orders is Kp = 1 at the 3rd order on the 6-phase side. On the other hand, in the
여기서, 도 17의 그래프에 도시하는 바와 같이, 종래의 모터에서는 유기 전압의 파형이 일그러져 있으며, 이때의 왜율(Klirrfaktor)은 약 31%이다. 한편, 도 18의 그래프에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 모터(12)에서는 유기 전압의 파형이 거의 일그러져 있지 않으며, 이때의 왜율은 약 4.9%이다.Here, as shown in the graph of FIG. 17, the waveform of the induced voltage is distorted in the conventional motor, and the distortion factor (Klirrfaktor) at this time is about 31%. On the other hand, as shown in the graph of FIG. 18, in the
이상과 같이, 본 실시형태의 모터(12)에서는, 로터의 자속 분포의 고조파에 대한 코일(63)의 단절권 계수가 종래의 모터에 비해 작아져 있다. 또, 본 실시형태의 모터(12)에서는, 종래의 모터에 비해 유기 전압의 파형의 왜율이 84% 정도 낮아져 있다. 이로 인해, 토크 리플이 감소하여 진동이나 소음을 줄일 수 있다.As described above, in the
(변형예 등)(variation examples, etc.)
본 실시형태에서는, 스테이터(60)의 슬롯수를 36, 인너 로터(30)의 극수를 42, 아우터 로터(20)의 극수를 48로 한 구성(S:P1:P2=6:7:8)에 대해 설명했으나, 이 형태에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 스테이터(60)의 슬롯수를 36, 인너 로터(30)의 극수를 48, 아우터 로터(20)의 극수를 42로 한 구성(S:P1:P2=6:8:7)이어도 좋다.In this embodiment, the number of slots of the
이상에서 설명한 스테이터(60)의 슬롯수, 인너 로터(30)의 극수, 및 아우터 로터(20)의 극수의 비를 만족하는 경우, 스테이터이 슬롯 수와 로터의 극수는 다음과 같이 일반화할 수 있다.If the ratio of the number of slots of the
S=12nS=12n
P1=(6±1)·2nP1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2nP2=(6±2)·2n
여기서, S는 상기 스테이터의 슬롯 수, P1은 상기 제1 로터 또는 상기 제2 로터의 어느 하나의 극수(P1), P2는 다른 하나의 극수(P2)이고, n은 1 이상의 정수이다. Here, S is the number of slots of the stator, P1 is the number of poles (P1) of one of the first rotor or the second rotor, P2 is the number of poles (P2) of the other, and n is an integer of 1 or more.
또, 본 실시형태에서는, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 외주 부분에 마그넷이 등간격으로 붙어 있는 모터(12)에 대해 설명했으나, 모터는 이 형태에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 외주 부분에 자성체와 마그넷이 서로 밀착된 상태에서 원주 방향으로 교대로 배치된, 이른바 자속 집중형 모터로 구성할 수도 있다.In addition, in this embodiment, the
〈제2 실시예〉<Second Embodiment>
제2 실시예는, 세탁기에 적절한 한 개의 스테이터의 내측과 외측에 2개의 로터를 구비한 듀얼 로터형 모터에 관한 것이고, 그 중에서도 특히, 스테이터의 코어가 서로 독립된 복수의 코어 요소로 구성되어 있으며, 이들 코어 요소의 개수가 2개의 로터의 극수보다 적은 모터에 관한 것이다.The second embodiment relates to a dual rotor type motor having two rotors inside and outside one stator suitable for a washing machine, and in particular, the core of the stator is composed of a plurality of core elements that are independent of each other, It relates to motors in which the number of these core elements is less than the number of poles of two rotors.
(모터의 요부 구성)(Configuration of the main parts of the motor)
세탁기(1)에서는, 큰 코깅 토크(비여자(deenergization) 상태에서 로터를 움직이는 경우에 마그넷과 코어의 사이에 작용하는 자기적 흡인력에 의해 발생하는 토크)는 소음이나 진동의 원인이 되기 때문에, 코깅 토크는 작은 것이 바람직하다.In the
또, 이 모터(12)와 같이, 인너 로터(30)와 아우터 로터(20)가 하나의 스테이터(60)를 공용하고 있는 듀얼 로터형 모터인 경우, 인너 로터(30)와 아우터 로터(20) 중 어느 하나가 구동하면 그 로터의 구동으로 형성되는 자계의 영향으로 다른 하나의 로터에서 토크 리플이 발생한다는 특유의 문제가 있다(상호 리플).In addition, in the case of a dual-rotor type motor in which the
이 상호 리플이 커지면, 코깅 토크와 마찬가지로 소음이나 진동의 원인이 된다. 그 때문에, 세탁기(1)에 이와 같은 듀얼 로터형 모터를 사용하는 경우, 코깅 토크뿐 아니라 상호 리플도 작게 할 필요가 있다.When this mutual ripple becomes large, it becomes a cause of noise and vibration, similar to cogging torque. Therefore, when using such a dual rotor type motor in the
그래서, 전자계 해석을 수행함으로써, 인너 로터(30)의 극수, 아우터 로터(20)의 극수, 및 스테이터(60)의 슬롯수(I형 코어(61)의 개수와 동수)의 조합(이른바 슬롯 콤비네이션)별로, I형 코어(61)의 티스 개각(teeth 開角)을 검토함으로써, 코깅 토크와 상호 리플 모두를 효과적으로 작게 할 수 있는 조건을 발견했다.Therefore, by performing electromagnetic field analysis, a combination of the number of poles of the
다음으로, 상술한 모터(12)를 예로 들어 상기 내용에 대해 상세하게 설명한다. 참고로, 모터(12)의 슬롯 콤비네이션은 인너 로터(30)의 극수:42, 아우터 로터(20)의 극수:48, 스테이터(60)의 슬롯수:36이며, I형 코어(61)의 개수는 인너 로터(30)와 아우터 로터(20) 각각의 극수보다 적고, 아우터 로터(20)는 인너 로터(30)보다 극수가 많다.Next, the above will be explained in detail using the above-described
도 19에, 극수가 많은 아우터 로터(20)를 무부하로 구동하여, 내측 티스(61a)의 티스 개각(4.76°, 6.19°, 7.62°)별로 외측 티스(61b)의 티스 개각에 따라 아우터 로터(20)에서 발생하는 유기 전압과 코깅 토크가 어떻게 변화하는지를 조사한 결과를 나타낸다.In Figure 19, the
한편, 여기서 말하는 티스 개각이란, 티스의 원주 방향의 양단과 스테이터의 중심(J)을 연결하는 선에 의해 생기는 각도(중심각)이다. 도 20에는 내측 티스(61a)의 티스 개각(내측 티스 개각 θ1)과 외측 티스(61b)의 티스 개각(외측 티스 개각 θ2)을 나타낸다.Meanwhile, the tooth opening angle referred to here is an angle (center angle) created by a line connecting both ends of the tooth in the circumferential direction and the center (J) of the stator. Figure 20 shows the tooth opening angle of the
모터(12)의 경우, I형 코어(61)의 개수가 36개이므로 티스 개각의 물리적 상한은 10°가 되므로(인접하는 티스의 사이의 극간이 0인 경우), 대략 3°∼ 대략 9°의 티스 개각의 범위에서 해석을 수행했다.In the case of the
도 19에 도시하는 바와 같이, 아우터 로터(20)에서 발생하는 유기 전압은, 외측 티스 개각(θ2)의 변화에 영향을 받아, 외측 티스 개각(θ2)의 해석 범위의 중간 정도에서 최대인 피크를 나타내는 곡선 형상으로 변화한다. 또, 아우터 로터(20)에서 발생하는 유기 전압은, 내측 티스 개각(θ1)의 영향을 받아 내측 티스 개각(θ1)이 커질수록 높아지는 경향이 있다.As shown in FIG. 19, the induced voltage generated in the
아우터 로터(20)에서 발생하는 코깅 토크는, 외측 티스 개각(θ2)의 변화에 따라 외측 티스 개각(θ2)의 해석 범위의 중간 정도가 골이 되는 2개의 피크를 나타내는 곡선 형상으로 변화한다. 이에 반해, 아우터 로터(20)에서 발생하는 코깅 토크는 내측 티스 개각(θ1)이 변화해도 변화하지 않으므로 내측 티스 개각(θ1)의 영향은 극히 작다.The cogging torque generated in the
도 21에는, 극수가 적은 인너 로터(30)를 무부하로 구동하여, 외측 티스 개각(θ2)(5.42°, 6.25°, 7.08°) 별로, 내측 티스 개각(θ1)에 따라 인너 로터(30)에서 발생하는 유기 전압과 코깅 토크가 어떻게 변화하는지를 조사한 결과를 나타낸다.In Figure 21, the
도 21에 도시하는 바와 같이, 인너 로터(30)에서 발생하는 유기 전압은, 내측 티스 개각(θ1)의 변화에 영향을 받아, 내측 티스 개각(θ1)의 해석 범위의 중간 정도에서 최대인 피크를 나타내는 곡선 형상으로 변화한다. 또, 인너 로터(30)에서 발생하는 유기 전압은, 외측 티스 개각(θ2)의 영향을 받아 외측 타스 개각(θ2)이 커질수록 높아지는 경향이 있다.As shown in FIG. 21, the induced voltage generated in the
인너 로터(30)에서 발생하는 코깅 토크는, 아우터 로터(20)에서 발생하는 코깅 토크에 비해 매우 작을 뿐 아니라, 내측 티스 개각(θ1)이 변화해도 변화하지 않으므로 내측 티스 개각(θ1)의 영향은 매우 작다. 또, 인너 로터(30)에서 발생하는 코깅 토크는, 외측 티스 개각(θ2)이 변화해도 변화하지 않으므로 외측 티스 개각(θ2)의 영향도 매우 작다.The cogging torque generated by the
따라서, 코깅 토크에 관해서는, 아우터 로터(20)가 문제가 되고 인너 로터(30)는 무시할 수 있다. 그러나, 본 모터(12)의 경우, 아우터 로터(20)의 구동으로 인너 로터(30)에서 상호 리플이 발생하기 때문에, 이 상호 리플이 문제가 될 수 있다. 그래서, 이 상호 리플에 대해서도 검토했다.Therefore, with regard to cogging torque, the
도 22에, 아우터 로터(20)를 구동하고, 내측 티스 개각(θ1)(4.76°, 6.19°, 7.62°)별로, 외측 티스 개각(θ2)에 따라 인너 로터(30)에서 발생하는 상호 리플이 어떻게 변화하는지를 조사한 결과를 나타낸다. 그 결과, 인너 로터(30)에서 발생하는 상호 리플은 외측 티스 개각(θ2)의 영향을 받아 외측 티스 개각(θ2)이 커질수록 높아지는 경향이 있다. In Figure 22, when the
도 23에, 이 경우에 있어서, 외측 티스 개각(θ2)(5.00°, 6.25°, 7.14°)별로, 내측 티스 개각(θ1)에 따라 인너 로터(30)에서 발생하는 상호 리플이 어떻게 변화하는지를 조사한 결과를 나타낸다. 인너 로터(30)에서 발생하는 상호 리플은, 내측 티스 개각(θ1)의 영향을 받아 내측 티스 개각(θ1)의 해석 범위의 중간 정도에서 최소가 되는 곡선 형상으로 변화한다.In Figure 23, in this case, how the mutual ripple occurring in the
도 19에, 현재의 기준치를 일점 쇄선으로 나타낸다. 높은 유기 전압을 확보하면서 아우터 로터(20)에서 발생하는 코깅 토크를 현재의 기준치 이하로 억제하기 위해서는 외측 티스 개각(θ2)을 5.0°∼7.14°의 범위로 설정하면 된다는 것을 알 수 있다. 또, 이 범위라면, 도 22에 도시한 바와 같이, 인너 로터(30)에서 발생하는 상호 리플도 억제할 수 있다.In Figure 19, the current reference value is shown by a dashed-dotted line. It can be seen that in order to secure a high induced voltage and suppress the cogging torque generated in the
또한, 도 23에도 현재의 기준치를 일점 쇄선으로 나타낸다. 인너 로터(30)에서 발생하는 상호 리플도 현재의 기준치를 초과할 수 있기 때문에, 기준치 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 인너 로터(30)에서 발생하는 상호 리플도 기준치 이하로 하려면, 내측 티스 개각(θ1)을 2.67°∼9.5°의 범위로 설정하면 된다는 것을 알 수 있다. Additionally, in Figure 23, the current standard value is indicated by a dashed-dotted line. Since the mutual ripple occurring in the
또한, 모터(12)의 경우, 아우터 로터(20)의 극수가 인너 로터(30)보다 많기 때문에, 내측 티스 개각(θ1)과 외측 티스 개각(θ2)은 상술한 관계가 되나, 아우터 로터(20)의 극수와 인너 로터(30)의 극수가 반대인 경우, 즉, 인너 로터(30)의 극수가 아우터 로터(20)보다 많은 경우에는, 상술한 관계는 반대가 된다.In addition, in the case of the
또, 상술한 내측 티스 개각(θ1)과 외측 티스 개각(θ2)의 범위는 I형 코어(61)의 개수(코어 요소의 개수)에 의해 결정되기 때문에, 이들의 범위는 코어 요소이 개수에 기초하여 일반화할 수 있다.In addition, since the ranges of the above-mentioned inner tooth opening angle θ1 and outer tooth opening angle θ2 are determined by the number of I-shaped cores 61 (number of core elements), their ranges are based on the number of core elements. It can be generalized.
즉, 상술한 외측 티스 개각(θ2)의 범위 5.0°∼7.14°에 대해서는, 인너 로터(30)와 아우터 로터(20) 중 극수가 많은 로터와 대향하고 있는 내측 티스(61a)와 외측 티스(61b) 중 어느 하나의 티스에 있어서, 이 티스의 티스 개각이 180°/Nc ∼ 257°/Nc (Nc는 코어 요소 개수)가 되는 범위로 일반화할 수 있다.That is, for the range of 5.0° to 7.14° of the outer tooth opening angle θ2 described above, the
그리고, 상술한 내측 티스 개각(θ1)의 범위 2.67°∼9.5°에 대해서는, 인너 로터(30)와 아우터 로터(20) 중 극수가 적은 로터와 대향하고 있는 내측 티스(61a)와 외측 티스(61b) 중 다른 하나의 티스에 있어서, 이 티스의 티스 개각이 96°/Nc ∼ 342°/Nc (Nc는 코어 요소 개수)가 되는 범위로 일반화할 수 있다.In addition, for the range of the inner tooth opening angle θ1 described above of 2.67° to 9.5°, the
또, 상술한 관계는 모터(12)의 슬롯 콤비네이션(인너 로터(30) 극수:42, 아우터 로터(20)의 극수:48, 스테이터(60)의 슬롯수:36)에 한정되지 않고, 소정의 슬롯 콤비네이션에 대해서도 성립할 수 있다.In addition, the above-mentioned relationship is not limited to the slot combination of the motor 12 (number of poles of the inner rotor 30: 42, number of poles of the outer rotor 20: 48, number of slots of the stator 60: 36), and is not limited to a predetermined This can also be true for slot combinations.
구체적으로는, 인너 로터(30)와 아우터 로터(20) 중, 극수가 적은 로터의 극수를 P1으로 하고, 극수가 많은 로터의 극수를 P2로 한 경우에, 다음의 조건을 만족시키는 슬롯 콤비네이션에 대해 성립할 수 있다.Specifically, among the
Nc=12nNc=12n
P1=(6±1)·2nP1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2nP2=(6±2)·2n
(n은 1 이상의 정수)(n is an integer greater than or equal to 1)
또한, 상술한 슬롯 콤비네이션에 비교하면 효과는 약하지만, 다음의 조건을 만족하는 슬롯 콤비네이션에 대해서도 성립할 수 있다. In addition, although the effect is weaker compared to the above-described slot combination, it can also be established for slot combinations that satisfy the following conditions.
Nc=6nNc=6n
P1=6n±2P1=6n±2
P2=6n±4P2=6n±4
(n은 2 이상의 정수)(n is an integer greater than or equal to 2)
도 24에, 이 슬롯 콤비네이션에 있어서 도 19에 상당하는 전자계 해석 결과의 일 예를 나타낸다. Figure 24 shows an example of the electromagnetic field analysis result corresponding to Figure 19 in this slot combination.
마찬가지로, 다음의 조건을 만족하는 슬롯 콤비네이션에 있어서도 성립할 수 있다.Likewise, it can also be established in slot combinations that satisfy the following conditions.
Nc=6nNc=6n
P1=6n±4P1=6n±4
P2=6n±8P2=6n±8
(n은 2 이상의 정수)(n is an integer greater than or equal to 2)
도 25에, 이 슬롯 콤비네이션에 있어서 도 19에 상당하는 전자계 해석 결과의 일 예를 나타낸다.Figure 25 shows an example of the electromagnetic field analysis result corresponding to Figure 19 in this slot combination.
이와 같이, 제2 실시예의 실시형태의 모터에 의하면 코깅 토크나 상호 리플을 효과적으로 줄일 수 있기 때문에, 세탁기에 사용하면, 소음이나 진동을 효과적으로 억제하면서, 드럼과 펄세이터를 높은 토크로 구동할 수 있다.In this way, according to the motor of the second embodiment, cogging torque and mutual ripple can be effectively reduced, so when used in a washing machine, the drum and pulsator can be driven at high torque while effectively suppressing noise and vibration. .
〈제3 실시예〉<Third Embodiment>
제3 실시예는, 세탁기의 드럼 등을 다이렉트 드라이브 형식으로 회전 구동하는 듀얼 로터형 모터에 관한 것으로, 그 중에서도 특히, 몰드 성형으로 형성되는 스테이터의 구조에 관한 것이다.The third embodiment relates to a dual rotor type motor that rotates a washing machine drum, etc. in a direct drive format, and in particular, relates to the structure of a stator formed by mold forming.
(인슐레이터 등의 상세, 스테이터의 제조방법)(Details of insulators, etc., stator manufacturing method)
스테이터(60)의 제조는, 분리 독립적으로 형성된 다수의 I형 코어(61)를 정확하게 소정 위치에 배치할 필요가 있는 등, 작업공수가 많을 뿐 아니라 작업 난이도가 높다. 그래서, 고품질을 확보하면서 효율적으로 제조할 수 있는 인슐레이터(62) 등이 연구되고 있다. 이하, 스테이터(60)의 제조방법을 설명하면서 인슐레이터(62)의 구조에 대해서 구체적으로 설명한다.Manufacturing the
도 26에 I형 코어(61)와 인슐레이터(62)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 인슐레이터(62)는 두께가 얇은 벽체가 이어진 구조물이며, 수지의 사출 성형 등으로 형성되어 있다. 인슐레이터(62)는 모든 I형 코어(61)를 사이에 끼워 넣은 상태에서 축 방향으로 서로 닿게 해서 연결되는 한 쌍의 고리 형상 연결체(81, 82)로 구성되어 있다. 26 shows an exploded perspective view of the I-shaped
본 실시형태의 인슐레이터(62)의 경우, 하측의 고리 형상 연결체(81)는 원 고리 형상으로 형성된 한 개의 몸체로 되어 있다(주 연결체(81)). 상측의 고리 형상 연결체(82)는 원호 형상을 한 복수의(본 실시형태에서는 3개)의 연결 요소(82a)로 구성되어 있으며, 이들을 연결함으로써 주 연결체(81)와 상하 대칭 형상의 원 고리 형상으로 형성된다(부 연결체(82)). 단, 부 연결체(82)에는 주 연결체(81)와 다르게 커넥터(76)를 구성하는 단자부(83)가 마련되어 있다. 코일(63)로부터 도출되는 와이어(W)의 단부는 전부 이 단자부(83)에 접속된다.In the case of the
주 연결체(81)에는 I형 코어(61)의 각각이 삽입되는 36개의 코어 삽입부(84)가 둘레 방향으로 등간격으로 마련되어 있다. 코어 삽입부(84)는 I형 코어(61)의 하측의 대략 절반의 부분을 수용하고, 두께가 얇은 벽체로 I형 코어(61)의 외형에 따른 형상으로 형성되어 있다. 각 코어 삽입부(84)는 그 외주측의 양 가장자리부의 사이가 벽체(연결벽부(84a))에 의해 연결되어 있다.The
각 연결요소(82a)의 기본 구조는 주 연결체(81)와 같으며, I형 코어(61)의 각각이 삽입되는 12개의 코어 삽입부(84)가 둘레 방향으로 등간격으로 마련되어 있다. 코어 삽입부(84)는 I형 코어(61)의 상측의 대략 절반 부분을 수용하고, 두께가 얇은 벽체로 I형 코어(61)의 외형에 따른 형상으로 형성되어 있다. 각 코어 삽입부(84)의 외주측의 벽체(연결벽부(84a))가 늘어섬으로써 코어 삽입부(84)는 서로 연결되어 있다.The basic structure of each
인슐레이터(62)인 주 연결체(81)와 부 연결체(82)는 I형 코어(61)와 코일(63) 사이의 절연성을 확보할 필요가 있다. 그 때문에, 주 연결체(81)와 부 연결체(82)는 절연성 수지(절연성이 뛰어난 수지)를 이용하여 형성되어 있다. 특히, 주 연결체(81)는 절연성 수지와 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱)으로 구성할 수 있다. 그러면, 강성이 더 강화되고, 이로 인해, 주 연결체(81)의 변형이나 파손을 억제할 수 있으므로 취급이 용이해 진다.The
단, CFRP는 절연성이 낮기 때문에, 본 실시형태에서는, 예를 들면, 연결벽부(84a) 등과 같이 주 연결체(81) 중 코일(63)이 감기지 않는 부위는 CFRP로 구성되고 코일(63)이 감기는 I형 코어(61)의 주변 부위 등은 절연성 수지로 구성되는, 2중 구조로 성형되어 있다. 다른 예로, CFRP와 절연성 수지를 부위별로 나눠 성형되는 것이 아니라, CFRP가 절연성 수지로 피복되도록 성형하고, 주 연결체(81) 전체를 CFRP와 절연성 수지로 구성할 수도 있다.However, since CFRP has low insulating properties, in the present embodiment, for example, the portion of the main connecting
CFRP를 구성하는 베이스 수지에는, 절연성 수지와 동종의 수지를 이용하는 것이 바람직하다. 베이스 수지를 절연성 수지와 동종으로 함으로써, 2중 성형에 의한 CFRP와 절연성 수지의 일체성이 향상되고, 강성을 더욱 향상시킬 수 있다.It is preferable to use a resin of the same type as the insulating resin as the base resin constituting CFRP. By making the base resin the same as the insulating resin, the integrity of CFRP and the insulating resin by double molding can be improved, and the rigidity can be further improved.
(제1 단계)(Step 1)
제조시에는, 우선, 작업대 등에 주 연결체(81)를 올리고 안정적으로 지지한 후, 주 연결체(81)의 코어 삽입부(84)의 각각에 I형 코어(61) 각각을 1개씩 삽입한다. 단순 작업의 반복이기 때문에, 삽입 작업은 간단하게 할 수 있으며, 자동화하는 것도 용이하다. 코어 삽입부(84)에 삽입하는 것만으로, 각 I형 코어(61)를 적절한 위치에 배치할 수 있다.During manufacturing, first, place the
그리고, 주 연결체(81)에 부 연결체(82)가 서로 닿게 하여 연결함으로써, 코어 보유 구조체(C1)(연결된 한 쌍의 고리 형상 연결체(81, 82)에 I형 코어(61)가 끼워 넣어진 구조체)를 형성한다. 이때, 고리 형상 연결체(81, 82)의 쌍방이 일체로 형성되어 있으면, 모든 I형 코어(61)와 코어 삽입부(84)의 위치를 일치시키지 않으면 삽입할 수 없기 때문에, 연결이 어렵다. 그러나, 본 실시예의 경우에는, 나중에 연결되는 부 연결체(82)가 복수의 연결요소(82a)로 분할되어 있기 때문에, 연결을 비교적 용이하게 할 수 있다. 또, 일체로 형성되어 있어 강성이 뛰어난 주 연결체(81)를 하측으로 하여 취급하기 때문에, 코어 보유 구조체(C1)를 안정적으로 취급할 수 있다. Then, the sub-connector 82 is connected to the
도 27, 도 28, 도 29에, 코어 보유 구조체(C1)를 나타낸다. 코어 보유 구조체(C1)에는, 36개의 티스 본체(61c)와 36개의 슬롯(85)이 형성되어 있다. 티스 본체(61c)는 I형 코어(61)가 인슐레이터(62)로 피복된 부분이며, 여기에 와이어(W)가 감긴다. 슬롯(85)은 서로 인접하는 티스 본체(61c, 61c)의 사이를 축 방향으로 관통한 공간이며, 여기에 감긴 와이어(W)가 수용된다.Figures 27, 28, and 29 show the core holding structure C1. In the core holding structure C1, 36
코어 보유 구조체(C1)의 외주측의 양 가장자리부에는, 축 방향으로 돌출하는 외측 플랜지부(86, 86)가 마련되어 있다. 마찬가지로, 코어 보유 구조체(C1)의 내주측의 양 가장자리부에도, 축 방향으로 돌출하는 내측 플랜지부(87, 87)가 마련되어 있다. 이 외측 플랜지부(86)와 내측 플랜지부(87)는 감겨있는 와이어(W)의 감김이 망가지는 것을 방지하는 것이며, 코일(63)의 축 방향의 높이보다 약간 높게 형성되어 있다.
코어 보유 구조체(C1)의 내주면에는, 각 슬롯(85)에 연통하는 36개의 슬롯 개구(85a)가 슬릿 형상으로 개구되어 있다. 코어 보유 구조체(C1)의 내주면과 외주면에는, I형 코어(61)가 노출되어 내측 코어 면부(88) 및 외측 코어 면부(89)가 형성되어 있다.On the inner peripheral surface of the core holding structure C1, 36
도 29에 도시하는 바와 같이, 축 방향에서 볼 때, 연결벽부(84a)의 중앙부의 두께(t)는 그 양단부보다도 두껍게 형성되어 있다. 그래서, 주 연결체(81)나 코어 보유 구조체(C1)의 강성이 향상될 수 있다. As shown in Fig. 29, when viewed in the axial direction, the thickness t of the central portion of the connecting
마찬가지로, 축 방향에서 볼 때, 내측 코어 면부(88)는 인슐레이터(62)의 내주면보다도 안쪽에 위치하고, 외측 코어 면부(89)는 인슐레이터(62)의 외주면보다도 바깥쪽에 위치하고 있다. 이와 같이 구성하면, 몰드 형성시에, 금형(D)에 내측 코어 면부(88)와 외측 코어 면부(89)가 접하게 되기 때문에, I형 코어(61)를 지름 방향으로 고정밀도로 위치 결정할 수 있고, 스테이터(60)의 진원도를 높일 수 있다. 그 결과, 인너 로터(30)나 아우터 로터(20) 사이의 극간을 작게 할 수 있게 되므로, 모터의 성능을 향상시킬 수 있다.Similarly, when viewed in the axial direction, the inner
(제2 단계)(2nd stage)
코어 보유 구조체(C1)는 권선기(M)에 세팅되어 인슐레이터(62)로 피복된 I형 코어(61)의 각각에 와이어(W)를 감아 코일(63)을 형성하는 권선 처리가 기계적으로 수행된다. 이에 의해, 코어 보유 구조체(C1)에 코일(63)이 형성된 구조체(권선체(C2))를 형성한다.The core holding structure C1 is set on the winding machine M, and the winding process of forming the
도 30에 도시하는 바와 같이, 권선기(M)에는 코어 보유 구조체(C1)를 회전 제어 가능하게 지지하는 지지부재(Ms)와, 코어 보유 구조체(C1)에 대해 축 방향으로 변위 가능함과 동시에 선단으로부터 와이어(W)를 내보내는 3개의 노즐(Mn)이 마련되어 있다. 권선기(M)에서는 코어 보유 구조체(C1)의 외주측을 지지한 지지부재(Ms)를 회전 제어하면서, 코어 보유 구조체(C1)의 내주측에서 3개의 노즐(Mn)을 동기하여 변위 제어함으로써 권선 처리가 수행된다.As shown in FIG. 30, the winding machine M includes a support member Ms that supports the core holding structure C1 in a rotationally controllable manner, and is capable of being displaced in the axial direction with respect to the core holding structure C1 and is positioned from the tip of the winding machine M. There are three nozzles (Mn) that output the wire (W). In the winding machine M, the rotation of the support member Ms supporting the outer circumference of the core holding structure C1 is controlled, and the displacement of the three nozzles Mn is synchronized on the inner circumferential side of the core holding structure C1, thereby performing winding. Processing is performed.
코어 보유 구조체(C1)를 지지부재(Ms)에서 강고하게 지지하기 위해, 도 28에 도시하는 바와 같이, 외측 코어 면부(89)의 상부와 하부에는 축 방향으로 연장되는 홈부(89a)(협지 구조의 일 예)가 형성되어 있다. 지지부재(Ms)에는, 도 30에 도시하는 바와 같이, 이들 홈부(89a)에 끼워 넣는 협지 기구(Mp)가 마련되어 있으므로 권선 처리시에 협지 기구(Mp)를 각 홈부(89a)에 끼워 넣음으로써, 코어 보유 구조체(C1)는 지지부재(Ms)에 강고하게 지지되어 안정적으로 권선 처리를 수행할 수 있다.In order to firmly support the core holding structure C1 on the support member Ms, as shown in FIG. 28,
또, 외측 코어 면부(89)의 양측(원주 방향)의 가장자리부가 인슐레이터(62)의 외면으로부터 돌출되어 있는 경우에는, 협지 기구(Mp)에 홈부(89a)를 끼워 넣는 것이 아니라, 외측 코어 면부(89)의 양측(원주 방향)의 가장가리부를 협지 기구(Mp)에 끼워 넣도록 해도 좋다. In addition, when the edge portions on both sides (circumferential direction) of the outer
복합 전류를 공급하여 인너 로터(30)와 아우터 로터(20) 쌍방을 개별적으로 구동시키기 위해, 각 코일(63)은 3상과 6상 모두에 대응한 6상 구성으로 되어 있다(A∼F상). 구체적으로는, 각 코일(63)은 6개의 와이어(W) 각각을 일정한 순서로 36개의 I형 코어(61) 각각에 감음으로써 형성되어 있으며, 권선 처리에서는 3개의 노즐(Mn)을 동기하여 변위 제어함으로써, 3개의 와이어(W)를 동시에 같은 동작으로 권선하는 처리가 2회 수행된다. 따라서, 적은 공수로 코일(63)을 형성할 수 있으므로 생산성이 뛰어나다. In order to individually drive both the
권선기(M)는 권선 처리가 개시되면, 소정의 티스 본체(61c)에 와이어(W)를 감아 가고, 소정의 권선 패턴으로 자동적으로 3상 코일군을 형성하도록 제어된다. 상세하게는, 각 상의 소정의 티스 본체(61c)에 대해 각 노즐(Mn)이 위치 결정된 후, 와이어(W)의 감기가 시작된다. 그렇게 하여, 도 30과 도 31에 화살표로 나타내는 바와 같이, 각 노즐(Mn)의 축 방향의 변위와 코어 보유 구조체(C1)의 회전을 소정의 순서로 교대로 반복하면서 각 노즐(Mn)을 지름 방향으로 변위시킴으로써, 노즐(Mn)로부터 인출된 와이어(W)가 티스 본체(61c)에 감아진다. When the winding process starts, the winding machine M is controlled to wind the wire W around a
도 32 및 도 33을 참조하여 권선 패턴에 대해 설명한다. 코어 보유 구조체(C1)는 동일한 권선 패턴으로 이루어진 Ⅰ∼Ⅲ의 3개의 구획으로 나눌 수 있다. 하나의 구획은 12개의 티스 본체(61c)로 구성되어 있으며, 도 32에서는 시계방향으로 각 티스 본체(61c)에 1∼12의 번호를 부여하여 구별한다.The winding pattern will be described with reference to FIGS. 32 and 33. The core holding structure C1 can be divided into three sections I to III made of the same winding pattern. One section is composed of 12
도 33은 Ⅰ 구획의 권선 패턴을 나타내고 있다. 흰 동그라미로 표시된 티스 본체(61c)는 반시계방향(CCW)으로 감기는 것을 나타내고, 검은 동그라미로 표시된 티스 본체(61c)는 시계방향(CW)으로 감기는 것을 나타내고 있다. 예를 들면, 1회째의 권선 처리에 있어서, Ⅰ 구획의 번호 2, 4, 6의 티스 본체(61c)로부터 와이어(W)의 감기가 개시된 것으로 한다. 이들 티스 본체(61c)에 와이어(W)가 반시계방향으로 소정 횟수 감기어 코일(63)이 형성되면, 와이어(W)가 상방으로 인출된다. 이어서, 번호 1, 3, 5의 티스 본체(61c)에 와이어(W)가 시계방향으로 소정 횟수 감기어 코일(63)이 형성되고, 와이어(W)가 상방으로 인출된다.Figure 33 shows the winding pattern of division I. The
그렇게 하여 인출된 와이어(W)는 Ⅱ의 구획의 번호 2, 4, 6의 티스 본체(61c)로부터 와이어(W) 감기가 개시되고, Ⅰ의 구획과 동일하게 권선 처리가 수행된다. 이어서, Ⅲ의 구획으로 이행하고, Ⅰ 및 Ⅱ의 구획과 동일하게 권선 처리가 수행된다. 이로 인해, Ⅰ∼Ⅲ의 각 구획에, 같은 권선 패턴의 코일(63)(D, E, F)이 18개 형성된다.The wire W thus drawn out begins to be wound from the
다음으로, 새로운 와이어(W)가 각 노즐(Mn)에서 인출되어 2회째의 권선 처리가 수행된다.Next, a new wire W is pulled out from each nozzle Mn and a second winding process is performed.
Ⅰ 구획의 번호 7, 9, 11의 티스 본체(61c)로부터 와이어(W) 감기가 개시되고, 이들 티스 본체(61c)에 와이어(W)가 반시계방향으로 소정 횟수 감기어 와이어(W)가 하방으로 인출된다. 이어서, 번호 8, 10, 12의 티스 본체(61c)에 와이어(W)가 시계방향으로 소정 횟수로 감기 후, 와이어(W)가 하방으로 인출된다. Ⅰ Winding of the wire W starts from the
그렇게 하여 인출된 와이어(W)는 Ⅱ의 구획으로 이행되고, Ⅱ의 구획의 번호 7, 9, 11의 티스 본체(61c)로부터 와이어(W) 감기가 개시되어 Ⅰ의 구획과 동일하게 권선 처리가 수행된다. 이어서, Ⅲ의 구획으로 이행되어, Ⅰ 및 Ⅱ의 구획과 동일하게 권선 처리가 수행된다. 이로 인해, Ⅰ∼Ⅲ의 각 구획에 같은 권선 패턴의 코일(63)(A, B, C)이 18개 형성되어 권선 처리가 완료된다.The wire W thus drawn out is transferred to division II, and winding of the wire W is started from the
도 34에 도시하는 바와 같이, 권선 처리시, 1회째에 처리되는 3개의 와이어(W)의 점퍼선(Wa)(구획 사이에 걸쳐지는 부분)은, 상측에 위치하는 외측 플랜지부(86)의 외면에 따라 배치되고, 2회째에 처리되는 3개의 와이어(W)의 점퍼선(Wa)은, 하측에 위치하는 외측 플랜지부(86)의 외면에 따라 배치되어 있다. 외측 플랜지부(86)의 소정 부분에는 노치부(86a)가 형성되어 있으므로, 이 노치부(86a)를 통해 와이어(W)는 외측 플랜지부(86)의 외면측에 인출될 수 있다.As shown in FIG. 34, during the winding process, the jumper wire Wa (portion spanning between sections) of the three wires W processed in the first time is of the
이와 같이, 상하의 외측 플랜지부(86)에 3개씩 나눠서 점퍼선(Wa)을 배치함으로써, 인슐레이터(62) 나아가서 스테이터(60)의 축 방향의 높이를 억제할 수 있기 때문에, 모터(12)의 소형화를 도모할 수 있다. 권선 처리마다 점퍼선(Wa)을 같은 쪽의 외측 플랜지부(86)에 배치하기 때문에, 와이어(W)의 배치 구조가 간소화되고, 권선기(M)의 처리 효율을 향상시킬 수 있다.In this way, by arranging three jumper wires Wa on the upper and lower
권선 처리가 종료된 후, 권선체(C2)는 권선기(M)로부터 제거된 후, 작업대에 올려지며, 각 와이어(W)의 시작단과 끝단이 단자부(83)의 소정의 단자에 접속된다. 이때, 권선체(C2)는 주 연결체(81)를 하측으로 하여 취급되고, 부 연결체(82)에 배치되어 있는 단자부(83)가 상측에 위치하게 되기 때문에, 접속 처리를 용이하게 수행할 수 있다.After the winding process is completed, the winding body C2 is removed from the winding machine M and placed on a work table, and the start and end ends of each wire W are connected to predetermined terminals of the
(제3 단계)(Step 3)
권선체(C2)는 금형(D)에 세팅되고, 열경화성 수지를 이용하여 몰드 성형이 수행된다.The winding body C2 is set in the mold D, and mold forming is performed using a thermosetting resin.
도 35에 도시하는 바와 같이, 금형(D)은 축 방향으로 서로 맞닿는 한 쌍의 상형과 하형으로 구성되어 있고, 금형(D)의 내부에는 권선체(C2)를 수용하는 원 고리 형상의 캐비티(Dc)가 형성되어 있다. 내측 코어 면부(88)와 외측 코어 면부(89)의 부분이 수지 성형체(75)로부터 노출되도록 하기 위해, 캐비티(Dc)의 내주면에 내측 코어 면부(88)가 면접촉하고 캐비티(Dc)의 외주면에 외측 코어 면부(89)가 면접촉하도록 캐비티(Dc)의 치수가 설정된다.As shown in FIG. 35, the mold D is composed of a pair of upper and lower molds that contact each other in the axial direction, and inside the mold D is a ring-shaped cavity (C2) that accommodates the winding body C2. Dc) is formed. In order to expose the inner
권선체(C2)의 내주면은 슬롯 개구(85a)에 의해 복수로 분할되어 있기 때문에, 권선 처리로 인해 위치 어긋남이나 변형이 생기기 쉽다. 게다가, 이 모터(12)에서는, 스테이터(60)의 내주측이 고속으로 회전하여 소음을 발생하기 쉽기 때문에, 권선체(C2)의 내주측의 진원도나 자극의 배치의 정밀도가 낮으면 소음이 높아질 가능성이 있다.Since the inner peripheral surface of the winding body C2 is divided into a plurality of parts by the
그래서, 권선체(C2)의 내주면과 이에 대향하는 금형(D)의 대향면 사이에 위치 결정 구조가 마련되어 있다. 이 위치 결정 구조에 의해 권선체(C2)를 금형(D)에 대해 원주 방향으로 위치 결정한 상태에서 몰드 성형하도록 하고 있다. Therefore, a positioning structure is provided between the inner peripheral surface of the winding body C2 and the opposing surface of the mold D opposing it. This positioning structure allows the winding body C2 to be molded while positioned in the circumferential direction with respect to the mold D.
구체적으로는, 권선체(C2)의 내주면에는, 도 27에 도시한 바와 같이, 상부 가장자리와 하부 가장자리 각각으로부터 축 방향으로 연장되는 복수의 오목부(90)가 내측 코어 면부(88)와 인슐레이터(62)에 걸쳐 형성되어 있다. 그리고, 상형이나 하형의 대향면에는, 도 35에 도시하는 바와 같이, 이들 오목부(90)에 삽입되는 볼록부(D1)가 복수 개 형성되어 있다. 각 오목부(90)에 각 볼록부(D1)를 삽입하여 결합하고, 권선체(C2)를 상형과 하형에 장착함으로써, 권선체(C2)를 금형(D)에 대해 고정밀도로 원주 방향으로 위치 결정할 수 있다.Specifically, on the inner peripheral surface of the winding body C2, as shown in FIG. 27, a plurality of
또, 권선체(C2)의 내주면에 면하고 있는 복수의 슬롯 개구(85a)를 이용하여 위치 결정 구조를 마련할 수도 있다. 즉, 도 36에 도시하는 바와 같이, 각 슬롯 개구(85a)에 감합하도록, 복수의 결합 돌출부(D2)를 금형(D)에 마련하고, 이들 결합 돌출부(D2)를 각 슬롯 개구(85a)에 삽입하고, 권선체(C2)를 상향과 하형에 장착한다. 이렇게 함으로써도, 권선체(C2)를 금형(D)에 대해 고정밀도로 원주 방향으로 위치 결정할 수 있다.Additionally, a positioning structure can be provided using a plurality of
또한, 이때, 권선체(C2)의 외주측에 면하는 인슐레이터(62)의 전 둘레의 일부가 금형(D)의 외주면에 접촉하여 권선체(C2)를 내주측으로 누르도록 치수가 설정될 수 있다. 이로 인해, 권선체(C2)의 내주면과 금형(D)과의 밀착성이 높아지기 때문에, 권선체(C2)의 내주측의 진원도를 향상시킬 수 있다. 이와 같이 권선체(C2)를 금형(D)에 세팅하여 몰드 성형을 수행함으로써, 수지 성형체(75)가 형성되고, 도 6에 도시한 바와 같은 구조의 스테이터(60)가 형성된다. Also, at this time, the dimensions may be set so that a portion of the entire circumference of the
(변형예 등)(variation examples, etc.)
예를 들면, 도 37 및 도 38에 도시하는 바와 같이, 부 연결체(82)와 서로 닿는 주 연결체(81)의 연결 부위의 주위에, 복수의 작은 봉 형상의 임시 연결부(92)를 개재하여 복수의 코어 삽입부(84) 각각을 연결하는 고리 형상 지지부(93)를 마련할 수 있다. 이때, 제3 단계 후에, 임시 연결부(92)를 절단하여 고리 형상 지지부(93)를 제거하는 제4 단계를 더 포함할 수 있다.For example, as shown in FIGS. 37 and 38, a plurality of small rod-shaped temporary connecting
이렇게 하면, 고리 형상 지지부(93)로 주 연결체(81)의 강성을 강화할 수 있기 때문에, 권선 처리나 성형 처리 시에, 코어 보유 구조체(C1)나 권선체(C2)의 취급(핸들링)이 쉬워진다. 또한, 코어 보유 구조체(C1)의 변형을 억제한 상태에서 몰드 성형할 수 있기 때문에, 모터 품질의 향상도 도모할 수 있다.In this way, the rigidity of the main connecting
도 39에 도시하는 바와 같이, 주 연결체(81)를 사용하지 않고, 복수로 분할되어 있는 부 연결체(82)로 고리 형상 연결체의 쌍방을 구성할 수도 있다. 이 경우, 하나의 부 연결체(82)에서 복수의 연결 요소(82a)의 각각의 사이의 연결 부위(95)와, 다른 하나의 부 연결체(82)에서의 연결 요소(82a)의 각각의 사이의 연결 부위(95)가 원주 방향으로 어긋나서 서로 일치하지 않도록(상하로 겹치지 않는다.) 배치한다. 이와 같이, 쌍방의 고리 형상 연결체를 복수의 연결 요소로 구성하여도, 일체화할 수 있고, 안정적으로 지지할 수 있다. 일체형의 주 연결체(81)를 성형하는 금형에 비하면, 분할되어 있는 만큼 금형을 작게 할 수 있기 때문에, 금형 비용을 대폭으로 절감할 수 있는 이점도 있다.As shown in FIG. 39, instead of using the main connecting
특히 이 경우, 도 39에 도시하는 바와 같이, 단자부(83)가 배치되어 있는 상측의 부 연결체(82)의 개수보다도 주 연결체(81)에 상당하는 측의 부 연결체(82)의 개수를 적게 하는 것이 좋다. 이렇게 하면, 연결 부위(95)를 쉽게 옮길 수 있고, 분할수가 적어서 강도가 강한 부 연결체(82)가 하측이 되기 때문에 안정적으로 지지할 수 있고, 접속 처리도 용이하게 할 수 있다.In particular, in this case, as shown in FIG. 39, the number of
스테이터(60)의 슬롯 개구(85a)는 외주측에 마련해도 좋다. 스테이터(60), 인너 로터(30), 및 아우터 로터(20)의 극수는 사양에 따라 적절하게 변경할 수 있다. 코일(63)의 배치나 구성도 변경할 수 있다. 모터(12)를 구동하는 전류는 복합 전류에 한정되지 않는다. The
〈제4 실시예〉<
제4 실시예는 세탁기에 이용되는 모터 제어 장치에 관한 것이다.The fourth embodiment relates to a motor control device used in a washing machine.
(모터의 회전 동작의 제어)(Control of the rotational motion of the motor)
도 40에 도시하는 바와 같이, 세탁기(1)에 구비되어 있는 제어장치(15)와 인너 로터(30)는 드럼측 인버터 회로(101)를 통해 접속되어 있고, 제어장치(15)와 아우터 로터(20)는 펄세이터측 인버터 회로(102)를 통해 접속되어 있다. 또, 각 인버터 회로(101, 102)는 서로 병렬로 접속됨과 동시에, 공통의 직류 전원(100)에 접속되어 있다.As shown in FIG. 40, the
제어장치(15)는 소정의 지령신호와 삼각파로 이루어진 반송파를 사용하여, 펄스폭 변조 제어(PWM 제어)된 전기신호를 드럼측 및 펄세이터측 인버터 회로(101, 102)에 입력하고, 모터(12)에 직류 전압을 인가시킨다.The
드럼측 인버터 회로(101)는 3상 인버터 회로이고, 고전위측인 상부 암측에 3개의 상부 암측 스위칭 소자(이하, 상부 암측 SW 소자라고 한다)(80a, 80b, 80c)가 마련되고, 저전위측인 하부 암측에 3개 하부 암측 스위칭 소자(이하, 하부 암측 SW 소자라고 한다(80d, 80e, 80f)가 마련되어 있어, 총 6개의 SW 소자를 갖고 있다.The drum
상부 암측 SW 소자(80a)와 하부 암측 SW 소자(80d)는 서로 직렬로 접속되어 인버터를 형성하고 있으며, 마찬가지로, 상부 암측 SW 소자(80b)와 하부 암측 SW 소자(80e), 및, 상부 암측 SW 소자(80c)와 하부 암측 SW 소자(80f)도 서로 직렬로 접속되어 인버터를 형성하고 있다. 그리고, 이들의 3개의 인버터가 병렬로 접속되어 드럼측 인버터 회로(101)를 구성하고 있다.The upper
각 SW 소자(80a∼80f)는 제어장치(15)로부터의 상기 전기신호에 기초하여 온 또는 오프 제어되고, 이 온 및 오프의 조합에 의해, 모터(12)로의 공급 전력이 제어된다. 이로 인해, 인너 로터(30)의 회전 속도, 즉, 드럼(11)의 회전 속도가 제어된다. 또한, 각 SW 소자(80a∼80f)는, 본 실시형태에서는 IGBT이다.Each
드럼측 인버터 회로(101)에는, 드럼측 인버터 회로(101)로부터 모터(12)로 공급되는 정류를 검출하기 위한 드럼측 전류 센서(103)가 접속되어 있다. 드럼측 전류 센서(103)에서 검출된 검출 전류는 제어장치(15)로 전달된다.A drum-side
한편, 펄세이터측 인버터 회로(102)도 드럼측 인버터 회로(101)와 마찬가지로, 3상 인버터 회로이며, 고전위측인 상부 암측에 3개의 상부 암측 SW 소자(90a, 90b, 90c)가 마련되고, 저전위측인 하부 암측에 3개의 하부 암측 SW 소자(90d, 90e, 90f)가 마련되어 있어, 총 6개의 SW 소자를 갖고 있다. 상부 암측 SW 소자(90a)와 하부 암측 SW 소자(90d)는 서로 직렬로 접속되어 인버터를 형성하고 있고, 마찬가지로, 상부 암측 SW 소자(90b)와 하부 암측 SW 소자(90e), 및, 상부 암측 SW 소자(90c)와 하부 암측 SW 소자(90f)도 서로 직렬로 접속되어 인버터를 형성하고 있다.Meanwhile, the pulsator
그리고, 이들 3개의 인버터가 병렬로 접속되어 펄세이터측 인버터 회로(102)를 구성한다. 또, 드럼용 인버터 회로(101)와 마찬가지로, 각 SW 소자(90a∼90f)는 제어장치(15)로부터의 상기 전기신호에 기초하여 온 또는 오프 제어되고, 이 온 및 오프의 조합에 의해, 모터(12)로의 공급 전력이 제어되어 아우터 로터(20)의 회전 속도, 즉, 펄세이터(13)의 회전 속도가 제어된다. 또한, 각 SW 소자(90a∼90f)는 본 실시형태에서는 IGBT이다.Then, these three inverters are connected in parallel to form the pulsator
또한, 펄세이터측 인버터 회로(102)에는 펄세이터측 인버터 회로(102)로부터 모터(12)로 공급되는 전류를 검출하기 위한 펄세이터측 전류 센서(104)가 접속되어 있다. 펄세이터측 전류 센서(104)에서 검출된 검출 전류는 제어장치(15)로 전달된다.Additionally, a pulsator-side
또, 세탁기(1)는 인너 로터(30)의 회전수를 검출하는 드럼측 위치 센서(105)와 아우터 로터(20)의 회전수를 검출하는 펄세이터측 위치 센서(106)를 구비하고 있다. 드럼측 위치 센서(105)는 인너 로터(30)의 실회전 속도를 검출함으로써, 드럼(11)의 회전 속도를 검출하는 반면, 펄세이터측 위치 센서(106)는 아우터 로터(20)의 실회전 속도를 검출함으로써, 펄세이터(13)의 회전 속도를 검출한다. 각 위치 센서(105, 106)에서 검출된 검출 회전 속도는 제어장치(15)로 전달된다.Additionally, the
제어장치(15)는 드럼측 및 펄세이터측 전류 센서(103, 104)로부터 검출된 검출 전류로부터 산출되는 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 산출 회전 속도나, 드럼측 및 펄세이터측 위치 센서(105, 106)로부터 검출되는 검출 회전 속도에 기초하여, 드럼(11) 및 펄세이터(13)가 원하는 회전 속도가 되도록, 드럼측 및 펄세이터측 인버터(101, 102)에 입력하는 전기신호를 보정한다.The
이로 인해, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 회전 속도가 제어된다. 이상으로부터, 드럼측 및 펄세이터측 전류 센서(103, 104)와 드럼측 및 펄세이터측 위치 센서(105, 106)는 회전 속도 검출 수단을 구성한다. Due to this, the rotation speed of the
여기서, 제어장치(15)는, 탈수 공정에서는 드럼(11)과 펄세이터(13)를 같은 방향으로 고속 회전시키고, 상기 탈수 공정의 종료 후에 드럼(11)과 펄세이터(13)를 상기 고속 회전으로부터 감속시켜 정지시키는 감속 공정을 실행한다. 상기 감속 공정에 있어서, 드럼(11)과 펄세이터(13)에 회전 속도의 차가 생기면, 세탁물이 속도가 늦은 쪽으로 따라 돌아가서 드럼(11)과 펄세이터(13) 사이에서 세탁물이 당겨져서, 옷감 손상이 발생할 우려가 있다. Here, the
또, 본 실시형태와 같이, 인너 로터(30)와 아우터 로터(20)를 구비하고, 드럼(11)과 펄세이터(13)를 독립적으로 회전시키도록 하고 있는 경우, 인너 로터(30) 와 아우터 로터(20) 각각에 작용하는 토크에 기초하는 회생 전력이 발생하기 때문에, 상기 회생 전력이 로터가 하나인 경우의 거의 2배가 된다.In addition, as in the present embodiment, when the
이 때문에, 드럼(11)과 펄세이터(13)(상세하게는, 인너 로터(30)와 아우터 로터(20))를 급격하게 감속시켜 버리면, 상기 회생 전력을 다 소비하지 못하고 상기 회생 전력이 직류 전원(100)에 작용하여, 직류 전원(100)을 파손해버릴 가능성이 있다. 이를 방지하기 위해, 드럼(11)과 펄세이터(13)를 완만하게 감속시켜 상기 회생 전력을 적절하게 처리할 필요가 있다.For this reason, if the
이와 같이, 동기 제어를 실행하면서, 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 완만하게 감속시킬 필요가 있는 경우, 감속률이 낮은 쪽, 즉, 회전 속도가 큰 쪽에 회전 속도를 맞추는 것이 바람직하다. 그러나, 회전 속도가 큰 쪽에 회전 속도를 맞추면, 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 정지시키기까지 시간이 걸린다. In this way, when it is necessary to gently decelerate the
그래서, 실시형태 1에서는, 제어장치(15)가 PWM 제어에 이용되는 반송파의 1 주기마다 실행하는, 드럼측 및 펄세이터측 위치 센서(105, 106)에 의해 검출되는 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 검출 회전 속도를 대략 동일하게 하는 동기 제어와, 상부 암측 SW 소자의 전부를 온시키고 하부 암측 SW 소자의 전부를 오프시켜 단락 브레이크를 거는 상부 암측 단락 브레이크 제어와, 상부 암측 SW 소자의 전부를 오프시키고 하부 암측 SW 소자의 전부를 온시켜 단락 브레이크를 거는 하부 암측 단락 브레이크 제어에 있어서, 상기 반송파의 1 주기마다의 상기 검출 회전 속도에 기초하여 상기 PWM 제어에 의해 설정된, 상기 동기 제어를 실행하는 기간인 동기 제어 기간의 길이를 바꾸지 않고, 상부 암측 단락 브레이크 제어를 실행하는 기간인 상부 암측 단락 브레이크 기간을 단축함과 동시에, 하부 암측 단락 브레이크 제어를 실행하는 기간인 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행하도록 하고 있다.So, in
단락 브레이크에서는 모터(12)로부터 회생 전류가 흐르지 않으면 브레이크 효과를 나타내지 않기 때문에, 직류 전원(100)으로부터의 직류 전압의 영향을 받는 상부 암측 SW 소자를 단락시키는 상부 암측 단락 브레이크보다도, 접지측에 접속되고 직류 전압의 영향을 받지 않는 하부 암측 SW 소자를 단락시키는 하부 암측 단락 브레이크가 브레이크 효과가 크다. 이 때문에, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행함으로써, 드럼(11) 및 펄세이터(13)에 대해 동기 제어를 실행하면서 감속시킬 때의 감속 시간을 단축할 수 있다. Since the short circuit brake does not exhibit a braking effect unless regenerative current flows from the
이하에서, 도 41 및 도 42를 참조하면서, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어에 대해 설명한다. 또한, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어 방법은 드럼측 인버터 회로(101)와 펄세이터측 인버터 회로(102)에서 실질적으로 동일하기 때문에, 이하의 설명에서는, 드럼측 인버터 회로(101)에 대한 제어에 대해서만 설명한다.Hereinafter, the lower arm side short-circuit brake period expansion control will be described with reference to FIGS. 41 and 42. In addition, since the lower arm side short circuit break period expansion control method is substantially the same in the drum
우선, 도 41을 참조하면서, 상기 동기 제어 기간, 상기 상부 암측 단락 브레이크 기간, 및 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간에 대해 설명한다.First, referring to FIG. 41, the synchronization control period, the upper arm short-circuit break period, and the lower arm short-circuit break period are explained.
도 41에, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행하기 전의, PWM 제어에 있어서의 지령신호 Va, Vb, Vc와 반송파(C)와의 관계, 및 이에 기초하는 상부 암측 및 하부 암측 SW 소자(80a∼80f)로의 전기신호를 나타낸다. 또한, 도면 중의 a, b, c, d, e, f는, 예를 들면, a는 상부 암측 SW 소자(80a)로 전송되는 전기신호인 것과 같이, 각 SW 소자에 각각 대응하고 있다. 또, 도 41에서는 드럼측 인버터 회로(101)로 보내지는 전기신호 중 임의의 부분이 빠진 것으로서, 도 41에 도시하는 기간의 전후에 동일하거나 다른 전기신호가 제어장치(15)로부터 드럼측 인버터 회로(101)로 보내지고 있다.In Figure 41, the relationship between the command signals Va, Vb, Vc and the carrier wave C in PWM control before executing the lower arm short-circuit brake period expansion control, and the upper arm and lower
제어장치(15)로부터 드럼측 인버터 회로(101)로 보내지는 PWM 제어된 전기신호는, 지령신호(Va, Vb, Vc)와 반송파(C)의 비교에 의해 결정된다. 상세하게는, 지령신호(Va, Vb, Vc)와 반송파(C)가 교차한 점을 기준으로 하여, 반송파(C)에 대해 지령신호(Va, Vb, Vc)가 상회하고 있는 범위에서는, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)를 오프시키고, 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)를 온시키는 전기신호를 보낸다. 한편, 반송파(C)에 대해 지령신호(Va, Vb, Vc)가 하회하고 있는 범위에서, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)를 오프시키고, 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)를 온시키는 전기신호를 보낸다.The PWM-controlled electrical signal sent from the
또한, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행하기 전의 지령신호(Va, Vb, Vc)는 드럼 및 펄세이터의 검출 회전 속도에 기초하여 결정되어 있다. 또, 설명을 간단하게 하기 위해, 도 41에서는, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 온과 오프의 전환과, 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)의 온과 오프의 전환이, 동시에 수행되도록 그려져 있으나, 실제로는, 인버터를 형성하는 SW 소자끼리(예를 들면, 상부 암측 SW 소자(80a)와 하부 암측 SW 소자(80d))가 동시에 온 상태가 되지 않도록 전환의 타이밍을 어긋나게 하고 있다.In addition, the command signals (Va, Vb, Vc) before executing the lower arm side short-circuit brake period expansion control are determined based on the detected rotation speeds of the drum and pulsator. In addition, to simplify the explanation, in FIG. 41, switching between on and off of the upper
구체적으로는, ∼t1의 기간에서는, 제어장치(15)는, 반송파(C)에 대해 모든 지령신호(Va, Vb, Vc)가 높기 때문에, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 전부를 오프시키고, 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)의 전부를 온시킨 상태로 한다. 이때는, 모터(12)로부터의 회생 전류가 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)를 통해 소비되고, 모터(12)의 인너 로터(30)에는 단락 브레이크가 걸린다. 여기서부터, t1에서 반송파(C)가 지령신호(Va)를 상회하면, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80a)를 온시킴과 동시에, 하부 암측 SW 소자(80d)를 오프시킨다.Specifically, in the period from to t1, the
이로 인해, 모터(12)에 직류 전원(100)으로부터의 직류 전압이 인가되어 인너 로터(30)의 회전 속도가 조정된다. 이후, 반송파(C)가 지령신호(Vb)를 상회할 때에는, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80b)를 온시킴과 동시에, 하부 암측 SW 소자(80e)를 오프시킨다. 그리고, t2에 있어서, 반송파(C)가 지령신호(Vc)를 상회할 때에는, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80c)를 온시킴과 동시에, 하부 암측 SW 소자(80f)를 오프시켜서, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 전부를 온시키고 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)의 전부를 오프시킨 상태로 한다.As a result, a direct current voltage from the direct
이때에는, 모터(12)로 접속된 부분이 모두 동전위가 되어, 모터(12)에는 드럼측 인버터 회로(101)로부터 직류 전압이 인가되지 않게 된다. 이때에는, 모터(12)로부터의 회생 전류가 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)를 통해 소비되고, 인너 로터(30)에는 단락 브레이크가 걸린다.At this time, all parts connected to the
그리고, 반송파(C)인 삼각파의 산 정점을 통과한 후, 시간(t3)에 있어서, 반송파(C)가 지령신호(Vc)를 하회했을 때에는, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80c)를 오프시킴과 동시에, 하부 암측 SW 소자(80f)를 온시킨다. 이로 인해, 모터(12)에 대해 다시 전위차가 생겨, 모터(12)에 직류 전압이 인가되므로 인너 로터(30)의 회전 속도가 조정된다.Then, after passing the peak of the triangular wave, which is the carrier wave C, when the carrier wave C falls below the command signal Vc at time t3, the
이후, 반송파(C)가 지령신호(Vb)를 하회했을 때에는, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80b)를 오프시킴과 동시에, 하부 암측 SW 소자(80e)를 온시킨다. 그리고, t4에서, 반송파(C)가 지령신호(Va)를 하회했을 때에는, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80a)를 오프시킴과 동시에, 하부 암측 SW 소자(80d)를 온시킨다. 이로 인해, 다시 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 전부를 오프시키고 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)의 전부를 온시킨 상태가 된다. 이때는, 다시 모터(12)로부터의 회생 전력이 하부 암측 SW 소자(80a∼80f)를 통해 소비되고, 인너 로터(30)에 단락 브레이크가 걸린다. Thereafter, when the carrier wave C falls below the command signal Vb, the
상술한 바와 같이, 도 41의 ∼t1 및 t4∼의 기간에서는, 모터(12)의 인너 로터(30)에 하부 암측 단락 브레이크가 걸리고, 도 41의 t1∼t2 및 t3∼t4의 기간에서는, 모터(12)에 직류 전압이 인가되어 그 회전 속도가 조정되고, 도 41의 t2∼t3의 기간에서는, 모터(12)의 인너 로터(30)에 상부 암측 단락 브레이크가 걸린다. 즉, 도 41의 ∼t1 및 t4∼의 기간이 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간에 상당하고, 도 41의 t1∼t2 및 t3∼t4의 기간이 상기 동기 제어 기간에 상당하고, 도 41의 t2∼t3의 기간이 상기 상부 암측 단락 브레이크 기간에 상당한다.As described above, in the period from t1 to t4 in Figure 41, the lower arm side short-circuit brake is applied to the
다음으로, 도 42를 참조하면서, 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어에 대해 설명한다.Next, referring to FIG. 42, the lower arm side short-circuit break period expansion control will be explained.
도 42에, 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행했을 때의, PWM 제어에 있어서의 지령신호 Va', Vb', Vc'와 반송파(C)와의 관계, 및 그에 기초하는 상부 암측 및 하부 암측 SW 소자(80a∼80f)로의 전기신호를 나타낸다. 또한, 도 42에 도시하는 가상선은, 도 41에 있어서의 지령신호 Va, Vb, Vc에 대응한다.In Figure 42, the relationship between the command signals Va', Vb', and Vc' in PWM control and the carrier wave C when lower arm side short-circuit brake period expansion control is executed, and the upper arm side and lower arm side SW based thereon. Electric signals to
제어장치(15)는 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행할 때에는, 동기 제어 기간의 길이를 바꾸지 않도록 하여 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시킨다. 구체적으로는, 상기 PWM 제어에 있어서 보정 전의 지령신호 Va, Vb, Vc와 반송파(C)에 의해 설정된다. 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)가 온되는 임계값을 반송파(C)의 산측으로 동일한 크기만큼 이동시킨다.When executing lower arm side short circuit break period expansion control, the
즉, 지령신호 Va, Vb, Vc와 반송파(C)와의 교점이 반송파(C)의 산측으로 이동하도록, 도 42에 가상선으로 나타내는 보정 전의 지령신호 Va, Vb, Vc를 보정하여, 도 42에 실선으로 나타내는 지령신호 Va', Vb', Vc'로 한다. 지령신호 Va, Vb, Vc를 반송파(C)의 산쪽으로 움직이게 해서, 새로운 지령신호 Va', Vb', Vc'로 함으로써, 지령신호가 반송파(C)를 하회하는 기간이 단축되고 지령신호가 반송파(C)를 상회하는 기간이 확대되기 때문에, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)가 전부 온되고 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)가 전부 오프되는 상부 암측 단락 브레이크 기간을 단축시키고, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)가 전부 오프되고 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)가 전부 온되는 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대(구체적으로는, 도 42에 도시하는 t1∼t1' 및 t4'∼t4의 기간만큼 확대)시킬 수 있다.That is, the command signals Va, Vb, and Vc before correction shown by the virtual line in FIG. 42 are corrected so that the intersection point between the command signals Va, Vb, and Vc and the carrier wave C moves to the mountain side of the carrier wave C, and the command signals Va, Vb, and Vc before correction are shown in FIG. The command signals Va', Vb', and Vc' are indicated by solid lines. By moving the command signals Va, Vb, and Vc to the high side of the carrier wave (C) to create new command signals Va', Vb', and Vc', the period during which the command signal falls below the carrier wave (C) is shortened, and the command signal is transferred to the carrier wave (C). Since the period exceeding (C) is expanded, the upper arm short circuit break period in which all upper arm SW elements (80a to 80c) are turned on and all lower arm SW elements (80d to 80f) are turned off is shortened, and the upper arm SW elements (80a to 80c) are all turned on. The lower arm side short-circuit brake period in which all
또, 산측으로 움직이는, 각 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 임계값의 크기를 같게 함으로써, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c) 및 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)가 온 또는 오프되는 타이밍만이 변화하고, 동기 제어 기간(도 42의 t1'∼t2' 및 t3'∼t4'의 기간)의 길이를 유지할 수 있다. 이로 인해, 상기 동기 제어 기간의 길이를 유지하면서, 브레이크 효과가 큰 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시킬 수 있다.In addition, the timing at which the upper arm SW elements (80a to 80c) and the lower arm SW elements (80d to 80f) are turned on or off is made the same as the magnitude of the threshold value of each upper arm SW element (80a to 80c) that moves toward the acid side. only changes, and the length of the synchronization control period (periods t1' to t2' and t3' to t4' in FIG. 42) can be maintained. Because of this, it is possible to expand the lower arm side short-circuit braking period, which has a large braking effect, while maintaining the length of the synchronous control period.
여기서, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)가 온되는 각각의 기간 중 가장 짧은 기간에 기초하여, 즉, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c) 중, PWM 제어에 있어서의 듀티비가 가장 작은 상부 암측 SW 소자(도 41과 도 42에서, 상부 암측 SW 소자(80c))의 상기 듀티비에 기초하여, 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정한다. 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어에서는, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 온되는 기간이 단축되기 때문에, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 상기 듀티비가 작아진다.Here, the
이 때문에, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c) 중 상기 듀티비가 가장 작은 상부 암측 SW 소자의 상기 듀티비가 듀티비 0%로 되는 기간이, 하부 암측 단락 브레이크 기간의 최장 기간이 된다. 이로 인해, 제어장치(15)는 상부 암측 SW 소자(80a∼80c) 중 PWM 제어의 듀티비가 가장 작은 상부 암측 SW 소자의 상기 듀티비에 기초하여, 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정한다. 이로 인해, 적절하게 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대할 수 있다.For this reason, the period during which the duty ratio of the upper arm SW element with the smallest duty ratio among the upper
제어장치(15)는 상술한 하부 암측 단락 브레이크 확대 제어를 펄세이터측 인버터 회로(102)에 대해서도 수행하여 아우터 로터(20)를 감속시킴으로써, 펄세이터(13)를 감속시킨다. 또한, 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어의 방법은 드럼측 및 펄세이터측 인버터 회로(101, 102)에서 동일하나, 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이는 드럼(11)과 펄세이터(13)의 회전 속도의 차이에 따라 적절하게 변경된다. 또, 상기 반송파의 주기는 드럼측 인버터 회로(101)에 대한 제어와 펄세이터측 인버터 회로(102)에 대한 제어에서 다를 수 있다.The
따라서, 실시형태 1에서는, 제어장치(15)는 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 같은 방향으로 회전시키는 탈수 공정의 종료 후의 감속 공정에 있어서, 드럼측 및 펄세이터측 위치 센서(105, 106)에 의해 각각 검출되는, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 검출 회전 속도를 대략 동일하게 하기 위한 동기 제어와, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 전부를 온시키고 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)의 전부를 오프시켜 모터(12)에 단락 브레이크를 거는 상부 암측 단락 브레이크 제어와, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 전부를 오프시키고 하부 암측 SW 소자(80d∼80f)의 전부를 온시켜 모터(12)에 단락 브레이크를 거는 하부 암측 단락 브레이크 제어를 실행함과 동시에, 반송파의 1 주기마다에 있어서의 상기 검출 회전 속도에 기초하여 상기 PWM 제어에 의해 설정된, 상기 동기 제어를 실행하는 기간인 동기 제어 기간의 길이를 바꾸지 않고, 상기 상부 암측 단락 브레이크 제어를 실행하는 기간인 상부 암측 단락 브레이크 기간을 단축시킴과 동시에, 상기 하부 암측 단락 브레이크 제어를 실행하는 기간인 하부 암측 단락 브레이크 기간을 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행하도록 구성되어 있기 때문에, 모터(12)로부터의 회생 전력을 적절하게 소비하면서, 드럼(11)과 펄세이터(13)를 동기 제어하여 감속시킬 때의 감속 시간을 단축시킬 수 있다.Therefore, in
다음으로, 상술한 실시형태(실시형태 1)와는 다른 형태(실시형태 2)에 대해 설명한다. 또한, 실시형태 2는 세탁기(1)의 구성에 대해서는 실시형태 1과 공통이며, 제어장치(15)에 따른 제어의 내용만이 실시형태 1과 다르기 때문에, 이하의 설명에서는, 제어의 내용만을 설명하고, 세탁기(1)의 구성에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 이하의 설명에서는, 실시형태 1과 공통된 요소에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명한다.Next, an embodiment (Embodiment 2) that is different from the above-described embodiment (Embodiment 1) will be described. Additionally,
실시형태 2에서는, 미리 목표 회전 속도가 정해져 있으며, 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 감속시킬 때에는, 드럼측 및 펄세이터측 위치 센서(105, 106)에 의해 검출되는 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도가 되도록 제어되는 점, 특히, 실시형태 1의 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어에 있어서, 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이가 상기 검출 회전 속도와 상기 목표 회전 속도의 차이에 기초하여 결정되는 점에서 실시형태 1과는 다르다.In
이와 같이, 미리 목표 회전 속도를 정해두고, 상기 검출 회전 속도와 상기 목표 회전 속도의 차이에 기초하여, 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정함으로써, 감속 공정에서 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 빨리 그리고 정확하게 감속시켜 정지시킬 수 있다.In this way, by determining the target rotation speed in advance and determining the length of the lower arm side short-circuit brake period based on the difference between the detected rotation speed and the target rotation speed, the
실시형태 2에 있어서의 제어에 대해, 도 43의 그래프를 참조하면서 설명한다. 또한, 드럼(11)에 대한 제어와 펄세이터(13)에 대한 제어는 실질적으로 동일하기 때문에, 이하에서는, 드럼(11)에 대한 제어만을 설명하고, 펄세이터(13)에 대한 제어에 대해서는 생략한다.Control in
도 43은, 드럼(11)의 검출 회전 속도와 목표 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다. 세로축은 회전 속도이며, 가로축은 시간이다. 드럼(11)은, 탈수 공정중(도 43의 0∼t1까지의 기간)은 대략 일정 속도가 되도록 제어된다. 그리고 시간 t1에서 탈수 공정이 종료되면, 감속 공정으로 들어간다.Figure 43 is a graph showing the relationship between the detected rotation speed of the
상기 감속 공정에서, 제어장치(15)는 드럼(11)의 상기 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도가 되도록, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행하면서 드럼(11)을 감속시킨다.In the deceleration process, the
상기 감속 공정에 있어서의 제어를 구체적으로 설명하면, 상기 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도를 하회하며 동시에 상기 검출 회전 속도와 상기 목표 회전 속도의 차이가 소정값보다 커졌을 때에, 제어장치(15)는 드럼(11)과 펄세이터(13)의 회전 속도에 차이가 생길 가능성이 있다고 판단하고, 상기 회전 속도의 차이의 크기에 기초하여, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어에서 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간을 짧게 하도록 제어한다. 이로 인해, 드럼(11)의 회전 속도를 상기 목표 회전 속도에 가까워지게 할 수 있다. To describe the control in the deceleration process in detail, when the detected rotation speed is lower than the target rotation speed and at the same time the difference between the detected rotation speed and the target rotation speed becomes greater than a predetermined value, the
한편으로, 상기 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도를 상회하며 동시에 상기 검출 회전 속도와 상기 목표 회전 속도의 차이가 소정값보다 커졌을 때에는, 제어장치(15)는 모터(12)로부터의 회생 전력을 다 소비하지 못했다고 판단하여, 상기 회전 속도의 차이의 크기에 기초하여, 상기 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하도록 제어한다. 이로 인해, 소비하지 못한 회생 전력을 소비할 수 있다. 또한, 상기 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하는 경우는, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 PWM 제어에 있어서의 듀티비로부터 정해진, 하부 암측 단락 브레이크 기간의 최장 기간의 범위 내에서 길게 한다. On the other hand, when the detected rotation speed exceeds the target rotation speed and at the same time the difference between the detected rotation speed and the target rotation speed becomes greater than a predetermined value, the
다음으로, 도 44의 흐름도를 참조하면서, 실시형태 2에 따른 세탁기(1)의 감속 공정에 있어서의 제어장치(15)의 처리 동작에 대해 설명한다.Next, with reference to the flowchart in FIG. 44, the processing operation of the
최초의 단계 S101에서, 드럼측 위치 센서(105)에 의해 드럼(11)(상세히는, 인너 로터(30))의 회전 속도를 검출한다.In the first step S101, the rotation speed of the drum 11 (specifically, the inner rotor 30) is detected by the drum
다음으로, 단계 S102에서, 단계 S101에서 검출된 검출 회전 속도와 상기 목표 회전 속도의 차이의 절대값이 소정값보다도 작은지 여부에 대해 판단한다. 상기 회전 속도의 차이의 절대값이 상기 소정값 이상인 NO일 경우에는, 단계 S103으로 진행된다. 한편, 상기 회전 속도의 차이의 절대값이 상기 소정값보다 작은 YES일 경우에는 리턴한다. Next, in step S102, it is determined whether the absolute value of the difference between the detected rotational speed detected in step S101 and the target rotational speed is smaller than a predetermined value. If the absolute value of the difference in rotation speed is NO, which is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S103. On the other hand, if the absolute value of the difference in rotation speed is YES, which is less than the predetermined value, it returns.
상기 단계 S103에서는, 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어에 있어서 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간을 변경한다. 구체적으로는, 상기 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도보다도 클 때에는, 상기 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하고, 상기 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도보다도 작을 때에는, 상기 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간을 짧게 한다. 이에 의해, 드럼(11)의 회전 속도를 상기 목표 회전 속도에 가깝게 하면서, 동시에 모터(12)로부터의 회생 전력을 적절하게 소비할 수 있다. 단계 S103 후에는, 단계 S101로 되돌아가서, 드럼(11)의 회전 속도를 검출하고, 단계 S102에서 다시 판정을 한다. In step S103, the lower arm short circuit brake period to be expanded in the lower arm short circuit brake period expansion control is changed. Specifically, when the detected rotation speed is greater than the target rotation speed, the expanded lower arm short-circuit brake period is lengthened, and when the detected rotation speed is smaller than the target rotation speed, the expanded lower arm short-circuit brake period is extended. Make it short. As a result, the rotation speed of the
또한, 펄세이터측 인버터 회로(102)에 대해서도 동일한 흐름도에 기초하여 제어를 수행한다.Additionally, control is performed on the pulsator
따라서, 실시형태 2에서는, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 목표 회전 속도를 미리 설정해두고, 상기 검출 회전 속도와 상기 목표 회전 속도의 차이에 기초하여 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어에서 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정하기 때문에, 실시형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있음과 동시에, 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 정확하게 감속시켜 정지시킬 수 있다.Therefore, in
또 다른 형태(실시형태 3)에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 실시형태 1과 공통된 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.Another form (Embodiment 3) will be described. In addition, in the following description, elements common to
실시형태 3에서는, 도 45에 도시하는 바와 같이, 드럼측 및 펄세이터측 인버터 회로(101, 102)에 인가되는 직류 전압을 검출하기 위한 전압 센서(108)가 마련되어 있는 점에서, 실시형태 1 및 2와 다르다. 전압 센서(108)는 드럼측 및 펄세이터측 인버터 회로(101, 102)보다 직류 전원(100) 쪽에 드럼측 및 펄세이터측 인버터 회로(101, 102)와 병렬이 되도록 접속된 저항(109, 110) 사이의 전압을 측정하여, 드럼측 및 펄세이터측 인버터 회로(101, 102)에 인가되는 직류 전압을 검출한다. 그 외의 세탁기(1)의 구성은 실시형태 1 및 2와 동일하다.In
또, 실시형태 3은 확대시키는 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정하는 방법이 실시형태 1, 2와 다르다. 자세하게는, 실시형태 3에서는, 전압 센서(108)에서 검출되는 검출 전압과 기 설정된 목표 전압의 차이에 기초하여 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이가 결정된다.Additionally,
실시형태 3에 있어서의 제어에 대해, 도 46의 그래프를 참조하면서 설명한다. 또한, 드럼(11)에 대한 제어와 펄세이터(13)에 대한 제어는 실질적으로 동일하기 때문에, 이하에서는, 드럼(11)에 대한 제어만을 설명하고, 펄세이터(13)에 대한 제어에 대해서는 생략한다.Control in
도 46은, 드럼측 인버터 회로(101)에 인가되는 직류 전압, 드럼(11)의 회전 속도 및 목표 회전 속도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 46의 좌측의 세로축은 드럼측 인버터 회로(101)에 인가되는 직류 전압이며, 우측의 세로축은 회전 속도이며, 가로축은 시간이다. 또, 목표 전압은 전압 전원(100)에 기초하는 전압으로 설정되어 있다. 또한, 드럼(11)의 회전 속도는 실시형태 2와 동일하게 드럼측 위치 센서(105)에 의해 검출된다.Figure 46 is a graph showing the relationship between the direct current voltage applied to the drum-
드럼(11)은 탈수 공정 중(도 46의 0∼t1까지의 기간)에는 대략 일정 속도가 되도록 제어된다. 이때, 드럼측 인버터 회로(101)에는 직류 전원(100)으로부터 전원 전압이 인가되어 있기 때문에, 상기 검출 전압은 상기 목표 전압과 동일해진다. 그리고, 시간 t1에서 탈수 공정이 종료되면, 감속 공정에 들어간다. 상기 감속 공정에서, 제어장치(15)는 드럼(11)의 상기 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도가 되도록, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어를 실행하면서, 드럼(11)을 감속시킨다.The
이 감속 공정에서, 상기 검출 회전 속도가 상기 목표 회전 속도를 상회했을 때에는, 모터(12)로부터의 회생 전력을 다 소비하지 못하고, 모터(12)로부터 드럼측 인버터 회로(101)로 직류 전원(100)의 전압보다도 높은 전압이 인가된다. 이때, 도 46에 도시하는 바와 같이, 전압 센서(108)에서 검출되는 검출 전압은 상기 목표 전압보다 높아진다.In this deceleration process, when the detected rotation speed exceeds the target rotation speed, all the regenerative power from the
그래서, 제어장치(15)는 상기 검출 전압이 상기 목표 전압을 상회했을 때에는 모터(12)로부터의 회생 전력을 다 소비하지 못했다고 판단하여, 상기 검출 전압이 상기 목표 전압보다 높은 만큼 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하도록 제어한다. 이로 인해, 소비되지 못한 회생 전력을 소비시키고, 드럼(11)의 상기 검출 회전 속도를 상기 목표 회전 속도로 할 수 있다.Therefore, when the detected voltage exceeds the target voltage, the
상술한 바와 같이 하부 암측 단락 브레이크 기간의 길이를 결정함으로써, 상기 회생 전력을 적절하게 소비하면서, 드럼 및 펄세이터를 감속시킬 수 있다. 또한, 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 할 때에는, 상부 암측 SW 소자(80a∼80c)의 PWM 제어에서의 듀티비로부터 정해진 하부 암측 단락 브레이크 기간의 최장 기간을 초과하지 않는 범위에서 길게 한다.By determining the length of the lower arm short-circuit brake period as described above, the drum and pulsator can be decelerated while appropriately consuming the regenerative power. Additionally, when lengthening the lower arm short-circuit brake period, it is lengthened within a range that does not exceed the longest period of the lower arm short-circuit brake period determined from the duty ratio in the PWM control of the upper
다음으로, 도 47의 흐름도를 참조하면서, 실시형태 3에 따른 세탁기(1)의 감속 공정에 있어서의 제어장치(15)의 처리 동작에 대해 설명한다.Next, with reference to the flowchart in FIG. 47, the processing operation of the
최초의 단계 S201에서, 전압 센서(108)로 드럼측 인버터 회로(101)에 인가되고 있는 전압을 검출한다.In the first step S201, the voltage being applied to the drum
다음으로, 단계 S202에서 단계 S201에서 검출된 검출 전압이 기설정된 목표 전압보다 큰지 아닌지에 대해 판정한다. 단계 S201의 판정이 NO일 때는, 단계 S203으로 진행하고, 단계 S201의 판정이 YES일 때에는, 리턴한다.Next, in step S202, it is determined whether or not the detection voltage detected in step S201 is greater than the preset target voltage. When the decision in step S201 is NO, the process proceeds to step S203, and when the decision in step S201 is YES, it returns.
단계 S203에서는, 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 한다. 이때, 상기 검출 전압이 상기 목표 전압보다 높은 만큼 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하도록 한다. 이로 인해, 모터(12)로부터의 회생 전력을 적절하게 소비할 수 있다. 단계 S203 후에는, 단계 S201로 되돌아가서, 드럼측 인버터 회로(101)에 인가되어 있는 압력을 검출하고, 단계 S202에서 다시 판정을 받는다.In step S203, the lower arm side short circuit break period is lengthened. At this time, the lower dark side short-circuit break period is lengthened to the extent that the detected voltage is higher than the target voltage. Because of this, the regenerative power from the
또한, 펄세이터측 인버터 회로(102)에 대해서도 동일한 흐름도에 기초하여 제어를 수행한다.Additionally, control is performed on the pulsator
따라서, 실시형태 3에서는, 드럼측 및 펄세이터측 인버터 회로(101, 102)에 인가되는 전압을 검출하는 전압 센서(108)를 구비하고, 상기 전압 센서(108)에서 검출되는 검출 전압이 기설정된 목표 전압보다도 높은 만큼 상기 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하도록 구성되어 있기 때문에, 실시형태 1과 동일한 효과를 얻을 수 있음과 동시에, 더욱 적절하게 모터(12)의 회생 전력을 소비하면서, 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 감속시킬 수 있다.Therefore, in
(변형예 등)(variation examples, etc.)
상기 하부 암측 단락 브레이크 기간 확대 제어시에 이용하는 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 검출 회전 속도로서, 드럼측 및 펄세이터측 위치 센서(105, 106)에 의해 검출된 검출 회전 속도를 이용하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 드럼측 및 펄세이터측 전류 센서(103, 104)에서 검출되는 검출 전류로부터 산출된 회전 속도를 이용할 수도 있다.As the detected rotational speed of the
또, 하부 암측 단락 브레이크 기간을 결정하는 제어에 대해서는, 각각 조합하도록 해도 좋다. 예를 들면, 실시형태 2의 제어와 실시형태 3의 제어를 조합하여, 검출 전압이 목표 전압보다도 높아졌을 경우에, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 검출 회전 속도와 목표 회전 속도의 차이로부터 모터(12)로부터의 회생 전력을 소비하고 있지 않은 것이 드럼측 인버터 회로(101)인지 펄세이터측 인버터 회로(102)인지를 특정하여, 상기 회생 전력이 소비되지 않은 쪽만 하부 암측 단락 브레이크 기간을 길게 하는 제어를 할 수 있다.Additionally, the controls for determining the lower arm side short-circuit break period may be combined. For example, when the control of
〈제5 실시예〉<
제5 실시예는, 세탁 운전이나 헹굼 운전에 관한 것이고, 특히, 그 세탁 처리나 헹굼 처리에서의 드럼 및 펄세이터의 회전 제어 기술에 관한 것이다.The fifth embodiment relates to a washing operation or a rinsing operation, and in particular, to a technology for controlling the rotation of drums and pulsators in the washing process or rinsing process.
즉, 이 세탁기(1)의 제어장치(15)에는, 도 48에 도시하는 바와 같이, 세탁 처리 및 헹굼 처리 중의 어느 하나의 행정에서, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 쌍방을 동시에 독립적으로 회전시키는 이중 회전 제어부(15a)가 마련되어 있다. 이중 회전 제어부(15a)가 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 쌍방을 동시에 독립적으로 회전시킴으로써, 드럼(11)의 내부에서 방향이나 유속이 다양한 수류를 발생시킬 수 있고, 세탁물을 적절하게 수중에 분산시키면서 부드러운 터치로 세탁이나 헹굼 처리를 수행할 수 있게 되어 있다.That is, as shown in FIG. 48, the
(세탁 처리나 헹굼 처리에서의 드럼 및 펄세이터의 회전 제어)(Control of rotation of drum and pulsator in washing or rinsing processing)
이 세탁기(1)에는, 상술한 바와 같이 인너 로터(30)와 아우터 로터(20)가 하나의 스테이터(60)를 공용하는 타입의 듀얼 로터형 모터(12)가 설치되어 있다. 이 때문에, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 쌍방을 독립적으로 구동시킬 수 있을 뿐 아니라, 인너 로터(30)의 지름을 아우터 로터(20)에 가깝게 할 수 있기 때문에, 인너 로터(30)에서도 높은 토크를 얻을 수 있게 되어 있다.As described above, this
이 세탁기(1)의 경우, 드럼(11)을 높은 토크에서도 안정적으로 구동할 수 있기 때문에, 도 48에 도시하는 바와 같이, 이중 회전 제어부(15a)가 모터(12)에 공급하는 복합 전류를 제어함으로써, 세탁 처리나 헹굼 처리시에 인너 로터(30)에 의한 드럼(11)의 회전과 아우터 로터(20)에 의한 펄세이터(13)의 회전이 개별로 독립적으로 제어되므로, 고도하며 섬세한 처리를 다양하게 수행할 수 있게 된다.In the case of this
(제1 제어 패턴)(First control pattern)
도 49에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 회전 제어의 일 예(제1 제어 패턴)를 나타낸다. 제1 제어 패턴은 드럼(11)과 펄세이터(13)를 모터(12)로 구동하여 동일한 방향으로 다른 회전수로 회전시키는 제어 패턴이다. 예시한 제1 제어 패턴에서는, 드럼(11)과 펄세이터(13)가 동기하여 간헐적으로 동일한 방향으로 회전하고, 드럼(11)의 회전수(R1)가 펄세이터(13)의 회전수(R2)보다도 크도록 설정되어 있다.Figure 49 shows an example (first control pattern) of rotation control performed by the dual
간헐적으로 수행되는 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 회전의 방향은, 가상선으로 나타내는 바와 같이 동일 방향이어도 좋으며, 역방향, 즉 반전해도 좋다. 드럼(11)과 펄세이터(13)를 같은 방향으로 회전시킴으로써, 세탁물을 회전시키면서 완만하게 드럼(11)의 외측이나 내측으로 이동시킬 수 있으므로, 세탁물을 수중에서 적절하게 분산시키면서 부드러운 터치로 세탁이나 헹굼을 수행할 수 있다.The direction of rotation of the
예시와 같이, 드럼(11)의 회전수를 펄세이터(13)의 회전수보다 크게 하면, 세탁물을 완만하게 드럼(11)의 외측에 이동시킬 수 있고, 반대로 드럼(11)의 회전수를 펄세이터(13)의 회전수보다 작게 하면, 세탁물을 완만하게 드럼(11)의 내측으로 이동시킬 수 있다.As an example, if the rotation speed of the
(제2 제어 패턴)(second control pattern)
도 50에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제2 제어 패턴)를 나타낸다. 제2 제어 패턴은 드럼(11)과 펄세이터(13) 중, 드럼(11)만이 모터(12)에 의해 회전 구동되고, 펄세이터(13)는 드럼(11)의 회전에 부수하여 회전하는 제어 패턴이다. 인너 로터(30) 및 아우터 로터(20)를 구동하는 복합 전류의 공급이 수행되지 않고, 인너 로터(30)만을 구동하는 3상 전류가 스테이터(60)에 공급된다. 이로 인해, 소비 전력을 억제하면서, 펄세이터(13)를 드럼(11)의 회전에 부수하여 드럼(11)과 동일 방향으로 낮은 회전수로 회전시킬 수 있다.Figure 50 shows another example of rotation control (second control pattern) performed by the dual
아우터 로터(20)에는 코깅 토크(비여자의 상태에서 로터를 움직이게 한 경우에, 마그넷과 코어 사이에 작용하는 자기적 흡인력으로 인해 발생하는 토크)가 작용한다. 또, 이 모터(12)의 경우, 아우터 로터(20)에 상호 리플(인너 로터(30)의 구동으로 인해 형성되는 자계의 영향으로 인해, 아우터 로터(20)에서 발생하는 토크 리플)도 작용한다. 이 때문에, 펄세이터(13)의 회전에는 일정한 브레이크가 걸린다.A cogging torque (torque generated due to a magnetic attraction force acting between the magnet and the core when the rotor is moved in an unexcited state) is applied to the
이 때문에, 펄세이터(13)는 드럼(11)보다 낮은 회전수로 회전하게 되므로, 세탁물을 회전시키면서 완만하게 드럼(11)의 외측으로 이동시킬 수 있다.For this reason, since the
(제3 제어 패턴)(Third control pattern)
도 51에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제3 제어 패턴)를 나타낸다. 제3 제어 패턴은, 드럼(11) 및 펄세이터(13) 각각을 다른 주기로 반전시키면서 회전시키는 제어 패턴이다. 예시한 제3 제어 패턴에서는, 드럼(11) 및 펄세이터(13) 각각은 일정 간격으로 반전하면서 회전하고, 드럼(11)에서 1 주기(예시에서는 정회전, 정지, 및 역회전이 수행되는 기간)분의 처리가 수행되는 사이에, 펄세이터(13)에서는 2 주기 분의 처리가 수행되도록 설정되어 있다.Figure 51 shows another example of rotation control (third control pattern) performed by the dual
이와 같이 회전 제어함으로써도, 세탁물을 수중에서 적절하게 분산시키면서, 부드러운 터치로 세탁이나 헹굼을 수행할 수 있게 된다. 또한, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 각 주기는 달라도 좋으며, 1:2의 관계에 한정되지 않는다.By controlling the rotation in this way, it is possible to properly distribute laundry in water and perform washing or rinsing with a gentle touch. Additionally, the respective cycles of the
(제4 제어 패턴)(Fourth control pattern)
도 52에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제4 제어 패턴)를 나타낸다. 제4 제어 패턴은 드럼(11)을 동일 방향으로 회전시킨 상태에서, 펄세이터(13)를 반전시키면서 회전시키는 제어 패턴이다. 예시한 제4 제어 패턴에서는 드럼(11)은 일정한 회전수로 정회전하는 상태로 유지되고, 그 동안 펄세이터(13)는 간헐적으로 반전하여 정회전과 역회전을 반복하도록 설정되어 있다.Figure 52 shows another example (fourth control pattern) of rotation control performed by the dual
이 경우, 펄세이터(13)의 회전수는 드럼(11)의 회전수와 동일해도 좋고 달라도 좋다. 또, 펄세이터(13)의 정회전 시와 역회전 시의 회전수도 동일해도 좋고 달라도 좋다. 이와 같이 회전 제어하면, 드럼(11)의 회전에 의해 드럼(11)의 내부의 물이나 세탁물에 원심력이 작용하기 때문에, 드럼(11)의 주변부의 수위가 상대적으로 높아지고, 세탁물도 드럼(11)의 주변부에 모이기 쉬워진다. 이러한 상태에서 펄세이터(13)가 회전하기 때문에, 세탁물을 수중에서 적절하게 분산시키면서, 다종 다양한 세탁물에 대해 효과적으로 세탁이나 헹굼을 수행할 수 있고, 적은 수량으로 효율적으로 세탁 처리나 헹굼 처리를 수행할 수 있다.In this case, the rotation speed of the
(제5 제어 패턴)(5th control pattern)
도 53에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제5 제어 패턴)를 나타낸다. 제5 제어 패턴은 회전수가 목표 회전수에 도달하기까지의 기동 시간 t1, 및 목표 회전수로부터 회전이 정지할 때까지의 종료시간 t2의 적어도 어느 하나를 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 다르게 하는 제어 패턴이다.Figure 53 shows another example (fifth control pattern) of rotation control performed by the dual
이 회전 제어에서는, 관성력이 큰 드럼(11)은 정지 상태로부터 작은 속도로 기동되고, 기설정되어 있는 목표 회전수까지 천천히 증속된다. 그리고, 관성력이 작은 펄세이터(13)는 정지 상태로부터 큰 속도로 기동되고, 기설정되어 있는 목표 회전수까지 빠르게 증속된다.In this rotation control, the
즉, 드럼(11)의 기동시간 t1이 펄세이터(13)의 기동시간 t1보다도 길게 설정되어 있다. 이렇게 함으로써, 관성력에 대응하는 효율적인 기동을 수행할 수 있기 때문에, 소비 전력을 줄일 수 있다.That is, the startup time t1 of the
기동시간 t1뿐 아니라, 종료시간 t2도 기동시간 t1과 마찬가지로 다르게 하는 것이 바람직하다. 즉, 제동 제어를 수행하지 않고, 관성력이 큰 드럼(11)은 목표 회전수로부터 작은 속도로 종료시켜 정지 상태까지 천천히 감속시킨다. 관성력이 작은 펄세이터(13)는 목표 회전수로부터 큰 속도로 종료시켜 정지상태까지 빨리 감속시킨다. 이렇게 하면, 더욱 더 소비 전력을 줄일 수 있다.It is desirable that not only the start time t1 but also the end time t2 be different from the start time t1. That is, without performing braking control, the
또한, 도 53에서는, 편의상, 전반에서 드럼(11)과 펄세이터(13)를 역방향으로 회전시키는 패턴을, 후반에서 동일 방향으로 회전시키는 패턴을 나타낸 것이다. 후반을, 전반과 마찬가지로 드럼(11)과 펄세이터(13)를 역방향으로 회전시키면서, 반전시켜도 좋으며, 전반을, 후반과 동일하게 드럼(11)과 펄세이터(13)를 같은 방향으로 회전시키면서, 반전시켜도 좋다. 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 회전은 임의로 제어할 수 있다.In addition, in Figure 53, for convenience, a pattern of rotating the
(제6 제어 패턴)(6th control pattern)
도 54에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제6 제어 패턴)를 나타낸다. 제6 제어 패턴은, 제5 제어 패턴에서 추가로 모터(12)에 의한 구동의 개시 타이밍(P)을 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 다르게 하는 제어 패턴이다.Figure 54 shows another example (sixth control pattern) of rotation control performed by the dual
드럼(11) 및 펄세이터(13)는 쌍방이 동시에 목표 회전수로 회전하는 것에 의해 세탁 처리나 헹굼 처리를 효율적으로 수행할 수 있기 때문에, 그 적정 회전 기간(K)은 긴 것이 바람직하다. 그러나 제5 제어 패턴에서는 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 기동 시간이나 종료 시간이 다르기 때문에, 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 모터(12)에 의한 구동시간(Ton)을 동일하게 하면, 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 적정 회전 기간(K)에 차이가 생긴다.Since the
그래서, 예시한 제6 제어 패턴에서는, 드럼(11)의 모터(12)에 의한 구동 개시 타이밍(P)을 펄세이터(13)의 모터(12)에 의한 구동 개시 타이밍(P)보다 빠르게 함으로써, 드럼(11)과 펄세이터(13)가 목표 회전수에 달하는 타이밍을 일치시켜서 쌍방의 적정 회전 기간(K)의 최적의 조합을 실현하고 있다.Therefore, in the illustrated sixth control pattern, the drive start timing (P) by the
(제7 제어 패턴)(7th control pattern)
도 55에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제7 제어 패턴)를 나타낸다. 제7 제어 패턴은, 제5 제어 패턴에서 추가로 모터(12)에 의한 구동 기간(Ton)과 구동 정지 기간(Toff) 중의 적어도 어느 하나를 드럼(12)과 펄세이터(13)에서 다르게 하는 제어 패턴이다. 또한, 구동 기간(Ton)은 드럼(11) 등이 모터(12)에 의해 구동되는 통전 기간이며, 구동 정지 기간(Toff)은 드럼(11) 등이 모터(12)에 의해 구동되지 않는 비통전 기간이다.Figure 55 shows another example of rotation control (seventh control pattern) performed by the dual
제5 제어 패턴에서는, 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 기동 시간이나 종료 시간이 다르기 때문에, 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 회전 기간(회전하고 있는 기간)이나 정지 기간(회전이 정지하고 있는 기간)에 차이가 생긴다.In the fifth control pattern, since the start time and end time are different for the
그래서, 예시한 제7 제어 패턴에서는, 드럼(11)과 펄세이터(13)에서 구동 기간(Ton)과 구동 정지 기간(Toff)을 다르게 함으로써, 드럼(11)과 펄세이터(13)에서, 회전 기간 및 정지 기간의 길이와 타이밍이 일치하도록 설정되어 있다. 따라서, 세탁 처리나 헹굼 처리를 효율적으로 수행할 수 있다.Therefore, in the illustrated seventh control pattern, the driving period (Ton) and the driving stop period (Toff) are varied in the
(제8 제어 패턴)(8th control pattern)
도 56에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제8 제어 패턴)를 나타낸다. 제8 제어 패턴은 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 서로 역방향으로 간헐적으로 회전시키고, 그 상태에서, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 적어도 어느 하나에서, 간헐적으로 수행되는 각 회전의 회전 기간(Tr) 및 이들 회전 기간 사이의 각 정지 기간(Ts)의 적어도 어느 하나의 길이를 다르게 하는 제어 패턴이다.Figure 56 shows another example of rotation control (the eighth control pattern) performed by the dual
드럼(11) 및 펄세이터(13)를 서로 역방향으로 간헐적으로 회전시킨 경우, 드럼(11)의 내부에 수류가 정체되는 상태가 생겨, 체류하는 세탁물이 발생하는 경향이 있다. 그래서, 예시한 제8 제어 패턴에서는, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 쌍방에 있어서, 서로의 회전 기간(Tr) 및 정지 기간(Ts)의 길이 및 타이밍은 일치시키면서, 이들 회전 기간(Tr) 및 정지 기간(Ts)의 길이가 각각 다르게 설정되어 있다.When the
구체적으로는, 전반의 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 회전시의 회전 기간(Tr1)에 대해, 후반의 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 회전시의 회전 기간(Tr2)은 짧아져 있다. 그리고, 전반의 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 정지 기간(Ts1)에 대해, 후반의 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 정지 기간(Ts2)은 길어져 있다.Specifically, with respect to the rotation period Tr1 when the
이와 같이, 각 회전 기간(Tr)이나 각 정지 기간(Ts)의 길이를 다르게 함으로써, 드럼(11)의 내부에 수류가 정체되는 상태가 생기는 것을 방지할 수 있고, 세탁물을 전체적으로 이동시킬 수 있다. 또한, 회전 기간(Tr)이나 정지 기간(Ts)의 길이는 적절하게 조정할 수 있다. 또, 회전 기간(Tr)이나 정지 기간(Ts)의 길이를 다르게 하는 것은 드럼(11)과 펄세이터(13) 중의 어느 하나만이어도 좋으며, 길이를 다르게 하는 것은 회전 기간(Tr)과 정지 기간(Ts) 중의 어느 하나만이어도 좋다.In this way, by varying the length of each rotation period (Tr) or each stop period (Ts), it is possible to prevent the water flow from stagnating inside the
(제9 제어 패턴)(9th control pattern)
도 57에, 이중 회전 제어부(15a)에 의해 수행되는 다른 회전 제어의 일 예(제9 제어 패턴)를 나타낸다. 제9 제어 패턴은 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 서로 역방향으로 간헐적으로 회전시킴과 동시에, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 적어도 어느 하나에서 간헐적으로 수행되는 각 회전의 회전수를 다르게 하는 제어 패턴이다. 이 제9 제어 패턴에 의해서도, 제8 제어 패턴과 동일한 효과를 얻을 수 있다.Figure 57 shows another example of rotation control (ninth control pattern) performed by the dual
예시한 제9 제어 패턴에서는, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 쌍방에서, 서로의 각 회전 기간(Tr) 및 각 정지 기간(Ts)의 길이와 타이밍은 일치시키면서, 각 회전에서의 회전수(R)가 다르게 설정되어 있다.In the illustrative ninth control pattern, the length and timing of each rotation period (Tr) and each stop period (Ts) of both the
구체적으로는, 드럼(11)에서는 전반의 회전 시의 회전수(R1)에 대해, 후반의 회전 시의 회전수(R2)가 작아지도록 설정되어 있다. 그리고, 펄세이터(13)에서는 전반의 회전 시의 회전수(R3)에 대해. 후반의 회전 시의 회전수(R4)가 커지도록 설정되어 있다.Specifically, the
이 경우, 회전수(R)는 적절하게 조정할 수 있다. 또, 회전수(R)를 다르게 하는 것은 드럼(11)과 펄세이터(13) 중의 어느 하나뿐이어도 좋다. 또한, 제8 및 제9의 제어 패턴을 조합하여, 각 회전의 회전수(R)를 다르게 하는 것과, 각 회전 기간(Tr) 및 각 정지 기간(Ts)의 길이를 다르게 하는 것의 쌍방을 조합해서 수행해도 좋다.In this case, the rotation speed (R) can be adjusted appropriately. Additionally, only one of the
제8 및 제9 제어 패턴에 한정되지 않고, 제1∼제9 제어 패턴은, 개별로 수행해도 좋으며, 이들 제어 패턴을 조합해서 수행해도 좋다.It is not limited to the 8th and 9th control patterns, and the 1st to 9th control patterns may be performed individually, or these control patterns may be performed in combination.
(변형예 등)(variation examples, etc.)
예를 들면, 모터의 타입은, 실시형태의 듀얼 로터형 모터(12)에 한정되지 않는다. 특허문헌 2와 같은 구조의 모터여도 좋다. 또, 변속기 등을 조합한 모터여도 좋다. 즉, 드럼과 펄세이터가 개별적으로 구동할 수 있는 모터이면 된다.For example, the type of motor is not limited to the dual
〈제6 실시예〉<
제6 실시예는 드럼과 펄세이터를 상반 회전시킬 때에 모터에 가해지는 부하를 줄일 수 있는 기술에 관한 것이다.The sixth embodiment relates to a technology that can reduce the load applied to the motor when the drum and pulsator rotate in opposite directions.
도 58에 도시하는 바와 같이, 제어장치(15)와 모터(12)는 인버터 회로(111)를 통해 접속되어 있다. 인버터 회로(111)에는 인버터(112)와 부하 검출 수단(113a, 113b)이 마련되어 있다.As shown in FIG. 58, the
인버터(112)는 제어장치(15)로부터 송신된 전기신호에 기초하여, 구동 전압을 모터(12)로 전달한다. 모터(12)의 아우터 로터(20) 및 인너 로터(30)의 동작은 인버터(112)로부터 전달된 구동 전압에 기초하여 제어된다.The
부하 검출 수단(113a, 113b)은 아우터 로터(20)에 구동 연결된 펄세이터(13) 와 인너 로터(30)에 구동 연결된 드럼(11)을 작동시킬 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 검출하는 것이다. 부하 검출 수단(113a)은 펄세이터(13)를 구동시킬 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 검출하고, 부하 검출 수단(113b)은 드럼(11)을 구동시킬 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 검출한다.The load detection means (113a, 113b) detects the load applied to the
부하 검출 수단(113a, 113b)은 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 작동시킬 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 검출할 수 있는 것이라면 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 전류 센서에 의해 모터(12)에 흐르는 전류를 검출함으로써 모터(12)에 가해지는 부하를 검출해도 좋으며, 위치 센서에 의해 검출되는 로터(20, 30)의 회전 속도를 검출함으로써 모터(12)가 작동할 때에 상기 모터(12)에 가해지는 부하를 검출하도록 해도 좋다. 부하 검출 수단(113a, 113b)에서 검출된 검출 부하는 검출신호로서 제어장치(15)로 송신된다.The load detection means 113a and 113b are not particularly limited as long as they can detect the load applied to the
또, 도 58에 도시하는 바와 같이, 세탁기(1)에는 세탁기(1)의 진동을 검출하기 위한 진동 검출 수단(114)이 마련되어 있다. 진동 검출 수단(114)은, 예를 들면, 드럼(11)보다 외측의 수조(10)에 배치되어 있다. 진동 검출 수단(14)은 세탁기(1)의 진동, 특히 드럼(11)의 진동을 검출 가능한 것이라면 특히 한정되지 않는다.Additionally, as shown in FIG. 58, the
예를 들면, 변위 센서에 의해 세탁기(1)의 변위를 측정함으로써, 세탁기(1)의 진동의 크기를 검출하도록 구성해도 좋으며, 가속도 센서에 의해 진동하는 세탁기(1)의 가속도를 검출함으로써, 진동의 크기를 검출하도록 구성해도 좋다. 또, 상기 부하 검출 수단(113a, 113b)을 진동 검출 수단(114)과 겸용하도록 해도 좋다. 진동 검출 수단(114)에서 검출된 검출 진동은 검출 신호로서 제어장치(15)로 송신된다.For example, the magnitude of vibration of the
제어장치(15)는 부하 검출 수단(113a, 113b)에 의해 검출된 검출 부하나 진동 검출 수단(114)에서 검출된 검출 진동에 기초하여, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 동작을 제어한다. 상세하게는, 검출 부하나 검출 진동 등에 기초하여 모터(12)를 제어하기 위한 전기신호를 송신한다. 제어장치(15)로부터 송신된 전기신호는 인버터(112)에 입력되고, 인버터(112)를 통해 상기 전기신호에 기초하는 구동 전압이 모터(12)에 부여된다.The
그리고, 상기 구동 전압에 의해 모터(12)의 아우터 로터(20) 및 인너 로터(30)의 동작이 제어된다. 이상으로, 제어장치(15)로부터 송신된 전기신호에 기초하여, 아우터 로터(20)에 구동 연결된 펄세이터(13) 및 인너 로터(30)에 구동 연결된 드럼(11)의 동작이 제어된다.And, the operation of the
(모터의 회전 동작의 제어)(Control of the rotational motion of the motor)
세탁기(1)는 상술한 바와 같이, 로터(20, 30)를 각각 독립적으로 구동할 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 종래와는 다른 형태의 운전을 실현할 수 있다.As described above, the
특히, 세탁기(1)에서는, 세탁 운전시에, 인너 로터(30)(드럼(11))를 시계방향으로 회전(이하, 정회전이라고 한다)시키고 아우터 로터(20)(펄세이터(13))를 반시계방향으로 회전(이하, 역회전이라고 한다)시키는 제1 상반 구동 모드와, 인너 로터(30)(드럼(11))를 역회전시키고 아우터 로터(20)(펄세이터(13))를 정회전시키는 제2 상반 구동 모드를 정지 기간을 사이에 넣으면서 교대로 반복하는 운전이 제공될 수 있다.In particular, in the
즉, 드럼(11)과 펄세이터(13)를 서로 반대 방향으로 회전시킴으로써, 드럼 내의 물에 비트는 힘을 발생시켜 세탁물의 세척 누락을 방지할 수 있다. 또, 제1 상반 구동 모드와 제2 상반 구동 모드를 정지 기간을 그 사이에 넣으면서 교대로 반복함으로써, 수류의 방향을 전환하고 세탁물을 풀 수 있다. 이 결과, 세탁 효율의 향상이 기대된다.That is, by rotating the
여기서, 제1 상반 구동 모드로부터 제2 상반 구동 모드로, 또는 제2 상반 구동 모드로부터 제1 상반 구동 모드로 전환할 때에는, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 회전 방향을 반전시키기 위해, 모터(12)에 비교적 큰 기동 부하가 가해진다. 특히, 드럼(11)은 세탁기(1) 안에서도 큰 부품이기 때문에, 드럼(11)을 회전시켰을 때에는 상기 회전 방향에 대해 비교적 큰 관성력이 드럼(11)에 부여된다. 그 때문에, 드럼(11)의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터(12)에는 과대한 기동 부하가 가해진다. 이때, 이 과대한 기동 부하에 의해 모터(12)가 기동 불량을 일으킬 가능성이 있다.Here, when switching from the first half-phase drive mode to the second half-phase drive mode, or from the second half-phase drive mode to the first half-phase drive mode, in order to reverse the rotation direction of the
또, 상술한 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 관성력은 모터(12)에 의해 가속된 후인 정지 기간 중에 가장 커지는 경우, 상기 정지 기간이 짧은 만큼 관성력이 많이 남은 상태에서 회전 방향을 반전시키게 되기 때문에, 상기 정지 기간이 짧을수록 모터(12)의 기동 불량이 일어나기 쉽다.In addition, when the inertial force of the above-mentioned
그래서, 실시형태 1에서는, 정지 기간이 기규정된 기준 시간보다 짧은 시간으로 설정되어 있는 경우에, 부하 검출 수단(113a, 113b)에 의해 검출되는 검출 부하가 기설정된 목표 부하 이하가 되도록 드럼(11)과 펄세이터(13)의 적어도 하나의, 온(On)과 오프(Off)의 적어도 어느 하나의 타이밍을 제어하는 부하 저감 보정 제어를 실행하도록 하고 있다.Therefore, in
구체적으로는, 검출 부하가 목표 부하보다도 커졌을 때에, 부하 저감 보정 제어로서, 이하에 설명하는 제1 보정 제어 또는 제2 보정 제어 중 하나를 실행하여 모터(12)에 가해지는 기동 부하를 감소시킨다. 또한, 상기 기준 시간은 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 관성력이 충분히 저하될 정도의 길이의 시간이다. 또, 목표 부하는 모터(12)의 기동 불량이 발생하지 않는 정도의 부하이다.Specifically, when the detected load becomes larger than the target load, either the first correction control or the second correction control described below is executed as load reduction correction control to reduce the starting load applied to the
이하에서, 제1 보정 제어 및 제2 보정 제어에 대해, 도 59 및 도 60을 참조하면서 상세하게 설명한다.Below, the first correction control and the second correction control will be described in detail with reference to FIGS. 59 and 60.
도 59에, 제1 보정 제어의 실행시에 모터(12)에 부여되는 전기신호를 나타낸다. 제1 보정 제어는, 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드의 온 시에, 드럼(11)과 펄세이터(13) 중의 어느 하나를 온시키고 나서 제1 소정 시간이 경과된 후에, 드럼(11)과 펄세이터(13) 중의 나머지 하나를 온시키는 제어이다. 또한, 도 59는, 드럼(11)을 온시키고 나서 제1 소정 시간(도 59에서는 t1)이 경과된 후에 펄세이터(13)를 온시키도록 한 경우에, 모터(12)에 전송되는 전기신호(펄스 신호)를 나타낸다.Figure 59 shows the electrical signal provided to the
여기서는, 도 59에 기초하여, 드럼(11)을 온시키고 나서, 제1 소정 시간이 경과된 후에 펄세이터(13)를 온시키는 경우에 대해서만 상세하게 설명한다.Here, based on FIG. 59, only the case where the
도 59를 참조하면, 우선, 제어장치(15)는 제1 상반 구동 모드를 온으로 하여, 드럼(11)을 정회전시키고 펄세이터(13)를 역회전시킨다. 이때, 드럼(11) 내의 세탁물은 일반적으로 펄세이터(13)의 회전 방향으로 따라 돈다.Referring to FIG. 59, first, the
다음으로, 제1 상반 구동 모드를 오프로 하여 소정 시간(이하, 정지 기간이라고 한다) 동안 모터(12)를 휴지시킨다. 이 정지 기간 동안, 드럼(11)은 관성력에 의해 정회전 방향으로 타성 회전하고, 펄세이터(13)도 관성력에 의해 역회전 방향으로 타성 회전한다.Next, the first upper half drive mode is turned off and the
또, 도 59에 도시하는 바와 같이, 펄세이터(13)의 회전 방향으로 따라 돎으로써 드럼(11) 내의 세탁물에도 관성력이 발생하고, 세탁물은 펄세이터의 회전 방향과 동일하게 역회전 방향으로 타성 회전한다. 이 정지 기간은, 기준 시간보다도 짧기 때문에, 세탁물의 관성력은 다음의 제2 상반 구동 모드가 온 될 때까지 계속 남는다.In addition, as shown in FIG. 59, an inertial force is also generated in the laundry in the
정지 기간의 경과 후, 제어장치(15)는 제2 상반 구동 모드를 온으로 하여 드럼(11)을 역회전시키고 펄세이터(13)를 정회전시킨다.After the stop period has elapsed, the
이 제2 상반 구동 모드를 온할 때에, 부하 검출 수단(113a, 113b)은 모터(12)에 가해지는 부하를 검출한다. 그리고, 상기 검출 부하가 목표 부하보다도 클 때에는, 제어장치(15)는 모터(12)의 기동 불량이 발생할 가능성이 있다고 판단하고, 다음의 제1 상반 구동 모드를 기동할 때에, 제1 보정 제어를 실행한다.When turning on this second half drive mode, the load detection means 113a and 113b detect the load applied to the
다음으로, 제어장치(15)는 제2 상반 구동 모드를 오프로 하여, 정지 기간 동안 모터(12)를 휴지시킨다. 이 정지 기간 동안, 상술한 바와 같이 드럼(11) 및 펄세이터(13)는 관성력으로 타성 회전한다. 이때, 세탁물은 펄세이터(13)의 회전 방향과 같은 정회전 방향으로 타성 회전한다.Next, the
그리고, 정지 기간의 경과 후 제1 상반 구동 모드를 온할 때에, 제어장치(15)는 제1 보정 제어를 실행하여, 우선, 드럼(11)만을 온하여 상기 드럼(11)을 정회전시킨다. 이 시점에서는, 펄세이터(13)는 역회전하고 있지 않기 때문에, 드럼(11) 내의 세탁물에는 정회전 방향의 관성력이 남아 있다.Then, when turning on the first upper half drive mode after the stop period has elapsed, the
이 때문에, 드럼(11)은 세탁물의 관성력을 이용하여 구동된다. 이로 인해, 드럼(11)의 회전 방향을 정회전 방향으로 반전시키기 쉬워지고, 드럼(11)을 정회전시키기 위해 모터(12)에 가해지는 기동 부하가 줄어든다.For this reason, the
다음으로, 드럼(11)을 온으로 하고 나서 제1 소정 시간이 경과한 후, 제어장치(15)는 펄세이터(13)를 온으로 하여 역회전시킨다. 드럼(11) 내의 세탁물은, 다시 펄세이터(13)의 회전 방향으로 따라 돌아서, 정회전 방향으로부터 역회전 방향으로 회전 방향을 바꾼다.Next, after the first predetermined time has elapsed after turning on the
이로 인해, 이번에는 드럼(11) 내의 세탁물에 역회전 방향의 관성력이 발생한다. 이 결과, 다음의 제2 상반 구동 모드를 기동할 때에, 다시 제1 보정 제어를 실행함으로써, 드럼(11)의 회전 방향을 역회전 방향으로 반전시키기 위해 모터(12)에 가해지는 기동 부하가 감소된다.As a result, an inertial force in the reverse rotation direction is generated on the laundry in the
상술한 바와 같이, 제1 보정 제어를 실행함으로써, 드럼(11) 내의 세탁물에 발생한 관성력의 방향이 펄세이터(13)에 의해 전환되기 전에 상기 관성력을 이용하여 드럼(11)의 회전 방향을 반전시킬 수 있으므로, 드럼(11)의 회전 방향을 반전시킬 때에 모터(12)에 가해지는 기동 부하가 감소한다.As described above, by executing the first correction control, the direction of rotation of the
여기서, 예를 들면, 세탁물이 드럼(11)에 달라붙는 등으로, 상술한 바와 반대로, 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌고 있을 때에는 펄세이터(13)를 드럼(11)보다도 먼저 온시키도록 한다. 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌고 있는 경우, 드럼(11)에는 드럼(11) 자신의 관성력에 더해 세탁물의 관성력이 작용하기 때문에, 드럼(11)의 회전 방향을 반전시킬 때에 모터(12)에 과대한 부하가 가해진다.Here, for example, when the laundry sticks to the
그 때문에, 펄세이터(13)를 먼저 회전시켜서, 세탁물이 펄세이터(13)를 따라 돌도록 세탁물에 힘을 가한다. 그리고 세탁물이 펄세이터(13)의 방향으로 따라 돌게 되면, 드럼(11) 쪽을 먼저 온시키도록 한다. 이로 인해, 모터(12)에 과대한 부하가 가해지는 것을 방지한다.Therefore, the
또한, 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌고 있는지 여부는 부하 검출 수단(113a, 113b)에 의해 검출할 수 있다. 예를 들면, 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌고 있을 때에는, 세탁물의 반전 전의 관성력의 방향과 펄세이터(13)의 반전 후의 회전 방향이 같아지기 때문에, 펄세이터(13)의 반전 시에 모터(12)(아우터 로터(20))의 부하가 작아진다.Additionally, whether the laundry is rotating in the rotation direction of the
부하가 작아짐으로써, 전류 센서에 의해 검출되는 전류가 작아진다. 이로 인해, 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌고 있는 것이 검출된다. 또, 위치 센서에 의해 정지 기간 중의 아우터 로터(20) 및 인너 로터(30)의 회전 속도를 검출하여, 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌고 있는 것을 검출할 수도 있다.As the load becomes smaller, the current detected by the current sensor becomes smaller. As a result, it is detected that the laundry is rotating along the rotation direction of the
도 60에, 제2 보정 제어의 실행시에 모터(12)에 부여되는 전기신호를 나타낸다. 제2 보정 제어는, 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드의 오프 시에, 드럼(11)과 펄세이터(13) 중의 어느 하나를 오프시키고 나서 제2 소정 시간이 경과된 후에 드럼(11)과 펄세이터(13) 중의 나머지 하나를 오프시키는 제어이다. 또한, 도 60은, 드럼(11)을 오프시키고 나서 제2 소정 시간(도 60에서는 t2)이 경과된 후에 펄세이터(13)를 오프시키도록 한 경우에, 모터(12)에 전송되는 전기신호(펄스 신호)를 나타낸다.Figure 60 shows the electrical signal provided to the
여기서는, 도 60에 기초하여, 우선 드럼(11)을 오프시키고 나서 펄세이터(13)를 오프시키는 경우에 대해서만 상세하게 설명한다.Here, based on FIG. 60, only the case where the
도 60을 참조하면, 우선, 제어장치(15)는 제1 상반 구동 모드를 온으로 하ㅇ여 드럼(11)을 정회전시키고 펄세이터(13)를 역회전시킨다. 이때, 드럼(11) 내의 세탁물은 펄세이터(13)의 회전 방향으로 따라 돈다.Referring to FIG. 60, first, the
다음으로, 제1 상반 구동 모드를 오프로 하여, 정지 기간 동안 모터(12)를 휴지시킨다. 상술한 바와 같이, 이 정지 기간 동안, 드럼(11) 및 펄세이터(13)는 관성력으로 타성 회전한다. 이때, 세탁물은 펄세이터(13)의 회전 방향인 역회전 방향으로 타성 회전한다.Next, the first upper half drive mode is turned off and the
정지 기간의 경과 후, 제어장치(15)는 제2 상반 구동 모드를 온으로 하여, 드럼(11)을 역회전시키고 펄세이터(13)를 정회전시킨다.After the stop period has elapsed, the
이 제2 상반 구동 모드를 온으로 할 때에, 부하 검출 수단(113a, 113b)은 모터(12)에 가해지는 부하를 검출한다. 그리고, 상기 검출 부하가 목표 부하보다도 클 때에는, 제어장치(15)는 모터(12)의 기동 불량이 발생할 가능성이 있다고 판단하여, 제2 상반 구동 모드를 오프할 때에 제2 보정 제어를 실행한다.When turning on this second half drive mode, the load detection means 113a and 113b detect the load applied to the
제2 보정 제어를 실행할 때, 제어장치(15)는 우선, 드럼(11)만을 오프한다. 드럼(11)은 오프된 후에 관성력에 의해 역회전 방향으로 타성 회전한다. 그리고, 드럼(11)을 오프시키고 나서 제2 소정 시간이 경과된 후에, 펄세이터(13)를 오프시킨다.When executing the second correction control, the
펄세이터(13)를 늦게 오프시키는 것에 의해, 다시 말해, 펄세이터(13)를 길게 회전시키는 것에 의해 드럼(11) 내의 세탁물에 펄세이터(13)의 회전 방향으로 힘이 생기기 때문에, 드럼(11) 내의 세탁물에는 드럼(11)과 펄세이터(13)을 동시에 오프시키는 경우와 비교하여, 큰 관성력이 남는다. 펄세이터(13)를 오프시킨 후, 제어장치(15)는 정지 기간 동안 모터(12)를 휴지시킨다. 이 정지 기간 동안, 드럼(11) 내의 세탁물과 펄세이터(13)는 정회전 방향으로 타성 회전한다.By turning off the
그리고, 정지 기간의 경과 후, 제어장치(15)는 다음의 제1 상반 구동 모드를 온으로 하여, 드럼(11)을 정회전시키고 펄세이터(13)를 역회전시킨다. 이때, 드럼(11) 내의 세탁물에는 드럼(11)과 펄세이터(13)를 동시에 오프시키는 경우에 비해 큰 관성력이 남아있기 때문에, 상기 세탁물의 관성력을 이용하여 드럼(11)의 회전 방향을 정회전 방향으로 반전시킴으로써 모터(12)에 가해지는 기동 부하가 감소한다.Then, after the stop period has elapsed, the
또, 펄세이터(13)의 회전 방향이 역회전 방향으로 반전함으로써, 드럼(11) 내의 세탁물은 다시 펄세이터(13)의 회전 방향으로 따라 돌아, 정회전 방향으로부터 역회전 방향으로 회전 방향을 바꾼다. 이로 인해, 제1 상반 구동 모드를 오프했을 때에는, 이번에는 드럼(11) 내의 세탁물에 역회전 방향의 관성력이 발생한다. 이 결과, 제1 상반 구동 모드를 오프할 때에, 다시 제2 보정 제어를 실행함으로써, 다음의 제2 상반 구동 모드를 온하여 드럼(11)의 회전 방향을 역회전 방향으로 반전시킬 때에, 모터(12)에 가해지는 기동 부하가 감소한다.In addition, by reversing the rotation direction of the
상술한 바와 같이, 제2 보정 제어를 실행함으로써, 드럼(11)과 펄세이터(13)를 동시에 오프시키는 경우와 비교하여, 큰 관성력을 드럼(11) 내의 세탁물에 남길 수 있기 때문에, 상기 관성력을 이용하여 드럼(11)을 기동시킴으로써, 모터(12)에 가해지는 기동 부하를 줄일 수 있다.As described above, by executing the second correction control, compared to the case where the
이상과 같이, 제1 또는 제2 보정 제어 중 어느 하나를 실행함으로써, 제1 상반 구동 모드와 제2 상반 구동 모드를 교대로 실행할 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 감소시킬 수 있다. 이 결과, 모터의 기동 불량이 방지된다.As described above, by executing either the first or second correction control, it is possible to reduce the load applied to the
또한, 정지 기간이 상기 기준 시간보다도 긴 시간으로 설정되어 있는 경우에는 정지 기간 동안에 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 관성력이 충분히 저하되기 때문에, 제1 상반 구동 모드로부터 제2 상반 구동 모드로 또는 제2 상반 구동 모드로부터 제1 상반 구동 모드로 전환될 때에 모터(12)에 가해지는 부하는 목표 부하 이하가 되는 경우가 거의 대부분이다. 이 때문에, 정지 기간이 기준 시간 이상의 시간으로 설정되어 있는 경우에는 상기 제1 또는 제2 보정 제어는 실행되지 않는다.In addition, when the stop period is set to a time longer than the above reference time, the inertial force of the
여기서는, 상술한 제1 보정 제어에서는 드럼(11) 내의 세탁물의 관성력을 이용하여 드럼(11)의 회전 방향을 반전시킴으로써, 드럼(11)의 회전 방향을 반전시키기 쉽게 하고 있다. 제1 보정 제어를 실행할 때에, 제1 소정 시간 동안은, 드럼(11) 만이 세탁물의 관성력과 같은 방향으로 회전하기 때문에, 세탁물에는 관성력에 더해 드럼(11)의 회전력이 부여된다.Here, in the above-described first correction control, the rotation direction of the
이와 같이 관성력과 회전력이 조합됨으로써, 제1 소정 시간 동안 세탁기(1)에는 세탁물의 회전에 따른 원심력이 작용한다. 또, 상술한 제2 보정 제어의 경우에서도, 드럼(11)을 먼저 오프시키고, 제2 소정 시간 동안 펄세이터(13)만을 회전시킴으로써, 드럼(11) 내의 세탁물에 펄세이터(13)와 같은 회전 방향의 비교적 큰 관성력을 부여하고 있기 때문에, 제2 소정 시간 동안은 드럼(11)과 펄세이터(13)를 서로 반대 방향으로 회전시킨 경우와 비교하면, 세탁기(1)에는 세탁물로부터 큰 원심력이 작용한다. 이는, 제1 보정 제어에 있어서 펄세이터(13)를 먼저 온한 경우나, 제2 보정 제어에 있어서 드럼(11)을 늦게 오프시킨 경우에서도 동일하다.As the inertial force and the rotational force are combined in this way, centrifugal force according to the rotation of the laundry acts on the
이와 같이, 세탁기(1)에 세탁물로부터의 원심력이 작용하면, 세탁기(1)가 진동하고, 세탁 공정에서 소음 등의 원인이 되는 경우가 있다. 특히, 세탁물이 드럼(11) 내에서 한군데로 몰려 있는 경우는 상기 원심력이 커지기 때문에, 세탁기(1)의 진동도 커지기 쉽다.In this way, when centrifugal force from laundry acts on the
그래서, 제어장치(15)는 진동 검출 수단(114)으로 세탁기(1)의 진동을 검출하여, 검출된 검출 진동이 기규정된 소정 진동보다도 큰 경우에는, 진동 저감 제어로서 제1 보정 제어에서의 제1 소정 시간의 길이와 제2 보정 제어에서의 제2 소정 시간의 길이를 단축시키는 제어를 실행한다. 제1 소정 시간을 단축시킴으로써, 펄세이터(13)에 의해 세탁물의 회전 방향과 반대 방향의 수류가 조기에 발생하기 때문에, 세탁물의 회전이 상기 수류에 의해 감속되어 세탁물로부터 세탁기(1)에 작용하는 원심력이 감소한다.Therefore, the
이로 인해, 세탁기(1)의 진동을 감소시킬 수 있다. 한편, 제2 소정 시간을 단축시키는 것에 의해 펄세이터(13)의 회전 시간이 짧아지기 때문에, 펄세이터(13)에 의해 세탁물에 발생하는 회전 방향의 관성력이 감소하고, 상기 관성력에 의한 원심력도 감소한다. 이로 인해, 세탁기(1)의 진동을 감소시킬 수 있다.Because of this, vibration of the
또한, 제1 소정 시간 및 제2 소정 시간의 길이를 단축시킴에 따라, 검출 진동이 소정 진동보다도 작아졌을 때에는, 제어장치(15)는 제1 소정 시간 및 제2 소정 시간의 길이를 원래로 되돌리도록 해도 좋다. 예를 들면, 진동의 원인이 세탁물의 쏠림이었던 경우는, 드럼(11)과 펄세이터(13)의 상반 회전으로 인해 세탁물이 풀려서 쏠림이 해소되어 있을 가능성이 있기 때문이다.Additionally, by shortening the length of the first predetermined time and the second predetermined time, when the detected vibration becomes smaller than the predetermined vibration, the
반대로, 제1 소정 시간 또는 제2 소정 시간을 단축시켰다고 해도, 세탁기(1)의 진동이 소정 진동 이하가 되지 않을 때에는, 제1 소정 시간 또는 제2 소정 시간을 더 짧게 한다. 단, 제1 소정 시간 또는 제2 소정 시간을 더 짧게 함으로써, 모터(12)의 부하가 목표 부하보다도 커졌을 때에는, 제어장치(15)는 진동 저감 제어보다도 부하 저감 보정 제어를 우선시켜 제1 소정 시간 또는 제2 소정 시간을 더 짧게 하지 않도록 제어한다.Conversely, even if the first predetermined time or the second predetermined time is shortened, if the vibration of the
상술한 제어에 의해, 모터(12)의 부하를 저감하고, 또한 세탁기(1)의 진동을 저감시킬 수 있다.Through the above-described control, the load on the
다음으로, 도 61을 참조하면서, 제어장치(15)에 의한 세탁기(1)의 부하 저감 보정 실행시의 처리 동작에 대해 설명한다. 또한, 도 61은, 초기 상태로부터 제1 또는 제2 상반 구동 모드가 실행되어, 정지 기간이 경과 되기까지를 생략하고 있으며, 제1 또는 제2 상반 구동 모드로 전환되는 부분부터 기재하고 있다.Next, with reference to FIG. 61, processing operations when the
단계 S101에서, 제어장치(15)는 모터(12)에 전기신호를 보내 모드를, 제1 상반 구동 모드로부터 제2 상반 구동 모드로, 또는 제2 상반 구동 모드로부터 제1 상반 구동 모드로 전환한다.In step S101, the
다음 단계 S102에서, 제어장치(15)는 정지 기간이 기준 시간보다도 짧게 설정되어 있는지 여부를 판단한다. 정지 기간이 기준 시간보다도 짧은 YES인 경우는, 단계 S103로 진행된다. 한편, 정지 기간이 기준 시간 이상인 NO의 경우는, 제어장치(15)는 모터(12)의 기동 불량이 발생할 가능성은 적다고 판단하여, 단계 S103 이후를 생략하고 그 뒤로 리턴시킨다.In the next step S102, the
상기 단계 S103에서는, 부하 검출 수단(113a, 113b)은 모드를 전환할 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 검출한다.In step S103, the load detection means 113a and 113b detect the load applied to the
단계 S104에서는, 제어장치(15)는 단계 S103에서 검출된 검출 부하가 목표 부하보다도 큰지 여부에 대해 판정한다. 이 단계 S104에서, 검출 부하가 목표 부하보다도 큰 YES일 때는, 제어장치(15)는 모터(12)가 기동 불량을 발생시킬 가능성이 있다고 판단하여 단계 S105로 진행한다. 한편, 검출 부하가 목표 부하 이하인 NO일 때에는, 그 뒤로 리턴시킨다.In step S104, the
상기 단계 S105에서는, 검출 부하를 목표 부하 이하로 하기 위해 제1 또는 제2 보정 제어를 실행한다. 어느 쪽을 실행할지는, 미리 제어장치(15)에 의해 결정되어 있어도 좋으며, 세탁기(1)를 조작할 때에 사용자가 임의로 결정할 수 있도록 해도 좋다.In step S105, the first or second correction control is executed to lower the detection load to the target load or less. Which one to execute may be determined in advance by the
다음의 단계 S106에서는, 진동 검출 수단(114)에 의해 세탁기(1)의 진동을 검출한다. 검출 후, 단계 S107로 진행된다. In the next step S106, the vibration of the
상기 단계 S107에서는, 검출 진동이 소정 진동보다 큰지 아닌지에 대해 판정한다. 이 단계 S107에서, 검출 진동이 소정 진동보다 큰 YES인 경우에는, 진동 저감 제어를 실행하기 위해 단계 S108로 진행한다. 한편, 이 단계 S107에서, 검출 진동이 소정 진동 이하인 NO일 때에는, 진동 저감 제어를 실행하지 않고, 그 뒤로 리턴한다. In step S107, it is determined whether or not the detected vibration is greater than a predetermined vibration. In this step S107, if the detected vibration is YES that is greater than the predetermined vibration, the process proceeds to step S108 to execute vibration reduction control. On the other hand, in this step S107, when the detected vibration is NO, which is less than or equal to the predetermined vibration, the vibration reduction control is not executed and the process returns thereafter.
상기 단계 S108에서는, 진동 저감 제어로서 제1 소정 시간 또는 제2 소정 시간을 단축시킨다. 상술한 바와 같이, 제1 소정 시간 또는 제2 소정 시간을 단축시킴으로써, 세탁물의 원심력이 작아지고 진동이 감소한다. 진동 저감 제어의 실행 후는 그 뒤로 리턴한다. In step S108, the first predetermined time or the second predetermined time is shortened as vibration reduction control. As described above, by shortening the first predetermined time or the second predetermined time, the centrifugal force of the laundry is reduced and vibration is reduced. After execution of vibration reduction control, it returns.
따라서, 이 세탁기(1)는, 모터(12)의 부하를 검출하는 부하 검출 수단(113a, 113b)과, 부하 검출 수단(113a, 113b)에 의해 검출된 검출 부하에 기초하여 인버터(112)를 통해 모터(12)에 전기신호를 전송하여 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 동작을 제어하는 제어장치(15)를 구비하고, 제어장치(15)는 드럼(11)을 정회전시키고 펄세이터(13)를 역회전시키는 제1 상반 구동 모드와, 드럼(11)을 역회전시키고 펄세이터(13)를 정회전시키는 제2 상반 구동 모드를, 정지 기간을 그 사이에 넣으면서 교대로 실행함과 동시에, 검출 부하가 기설정된 목표 부하 이하가 되도록, 드럼(11)과 펄세이터(13) 중 적어도 어느 하나의, 온과 오프 중 적어도 어느 하나의 타이밍을 제어하는 제1 보정 제어 또는 제2 보정 제어를 실행하도록 구성되어 있기 때문에, 드럼(11) 내의 세탁물의 관성력을 이용하여 드럼(11) 또는 펄세이터(13)의 회전 방향을 반전시킬 수 있으며, 그 결과로, 제1 및 제2 상반 구동 모드를 전환할 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 줄일 수 있다. 이로 인해, 모터(12)의 기동 불량의 발생을 방지할 수 있다.Therefore, this
다음으로, 상술한 실시형태와 다른 형태(실시형태 2)에 대해 설명한다. 한편, 세탁기(1)의 구성은 상술한 실시형태와 공통되며, 제어장치(15)에 의한 제어가 다르기 때문에, 다른 구성을 설명하고, 공통된 구성에 대해서는 같은 부호를 부여하여 설명을 생략한다.Next, an embodiment (Embodiment 2) different from the above-described embodiment will be described. Meanwhile, the configuration of the
실시형태 2는, 특히, 모터(12)의 부하를 줄이기 위한 부하 저감 보정 제어의 내용이 실시형태 1과는 다르다. 구체적으로는, 제어장치(15)는 드럼(11) 내에 수용된 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향과 같은 방향으로 회전하고 있는 경우는, 정지 기간 동안에 드럼(11)의 회전을 감속시켜 정지시키고, 상기 정지 후에 다음의 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드를 실행시키도록 하고 있다.
즉, 실시형태 1에서는, 제1 또는 제2 보정 제어에 의해 드럼(11) 또는 펄세이터(13)를 온 또는 오프하는 타이밍을 보정함으로써, 모드를 전환할 때에 모터(12)에 가해지는 부하를 감소시키도록 구성하였으나, 실시형태 2에서는, 부하 저감 보정 제어로서 제3 보정 제어에 의해, 정지 기간 동안에 드럼(11)의 회전을 감속시켜 정지시키고, 상기 정지 후에 다음의 제1 상반 구동 모드 또는 제2 상반 구동 모드를 온시키도록 함으로써, 모터(12)에 가해지는 부하를 감소시키도록 하고 있다.That is, in
이하에서, 도 62를 참조하면서, 제3 보정 제어에 대해 상세하게 설명한다.Below, the third correction control will be described in detail with reference to FIG. 62.
도 62는, 제3 보정 제어의 실행 시에 모터(12)에 전송되는 전기신호를 나타낸다. 제3 보정 제어는 상술한 바와 같이 제1 상반 구동 모드와 제2 상반 구동 모드의 사이의 정지 기간에서 드럼(11)의 회전을 감속시켜 정지시키고, 상기 정지 후에 다음의 제1 또는 제2 상반 구동 모드를 온시키는 제어이다.Figure 62 shows an electrical signal transmitted to the
제3 보정 제어는, 예를 들면, 세탁물이 드럼에 달라붙는 등으로, 드럼(11) 내의 세탁물이 펄세이터(13)가 아니라 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌을 때에 실행된다. 또한, 세탁물이 드럼(11)의 회전 방향으로 따라 돌고 있는지 아닌지는 실시형태 1과 마찬가지로 부하 검출 수단(113a, 113b)에 의해 검출할 수 있다.The third correction control is executed when the laundry in the
도 62를 참조하면, 우선, 제어장치(15)는 제1 상반 구동 모드를 온으로 하여, 드럼(11)을 정회전시키고 펄세이터(13)를 역회전시킨다.Referring to FIG. 62, first, the
다음으로, 제어장치(15)는 제1 상반 구동 모드를 오프로 하여, 정지 기간 동안 모터(12)를 휴지시킨다. 정지 기간에서, 부하 검출 수단(113a, 113b)(특히, 위치 센서)은 드럼(11) 내의 세탁물이 회전하고 있는 방향을 검출한다.Next, the
그리고, 세탁물의 회전 방향이 드럼(11)의 회전 방향과 같은 경우, 제어장치(15)는 드럼(11)의 회전 방향을 반전시킬 때에 모터(12)에 과대한 부하가 가해진다고 판단하여, 제3 보정 제어를 실행하여, 정지 기간 동안에 드럼(11)의 회전을 감속시켜 정지시킨다. In addition, when the rotation direction of the laundry is the same as the rotation direction of the
구체적으로, 소위, 전자 브레이크 제어를 실행하여, 모터(12)에 역위상의 펄스 신호를 부여하고 드럼(11)의 회전에 대해 브레이크를 발생시킨다. 상기 펄스 신호의 크기는 정지 기간 동안에 드럼(11)의 회전을 정지시킬 수 있는 정도의 크기이다. 또한, 브레이크는 역위상의 단(短) 펄스를 복수 회 부여하여 발생시킬 수도 있다.Specifically, so-called electromagnetic brake control is performed to apply a pulse signal of anti-phase to the
정지 기간이 경과된 후에는, 제어장치(15)는 제2 상반 구동 모드를 온으로 하여 드럼(11)을 역회전시키고 펄세이터(13)를 정회전시킨다. 제3 보정 제어에 의해, 드럼(11)의 회전을 정지시킴으로써 드럼(11)에는 정회전 방향의 관성력이 발생하고 있지 않기 때문에, 드럼(11)을 역회전시킬 때에 모터(12)에 가해지는 기동 부하가 작아진다.After the stop period has elapsed, the
또, 드럼(11)을 정지시켰다고 해도, 도 62에 도시하는 바와 같이, 드럼(11) 내의 세탁물에는 정회전 방향의 관성력이 남기 때문에, 펄세이터(13)의 회전 방향을 정회전 방향으로 반전시키면 세탁물은 펄세이터(13)의 회전 방향으로 따라 돌기 쉬워진다. 세탁물이 펄세이터(13)의 회전 방향으로 따라 돌면, 도 62에 도시하는 바와 같이, 세탁물의 관성력은 펄세이터(13)의 회전 방향으로 작용하기 때문에, 제2 상반 구동 모드를 오프한 후의 정지 기간에 있어서의 드럼(11)의 관성력은 세탁물의 관성력에 의해 작아진다.Moreover, even if the
이로 인해, 다음의 제1 상반 구동 모드를 온하여 드럼(11)의 회전 방향을 반전시킬 때에, 모터(12)에 가해지는 기동 부하를 작게 할 수 있다. 또, 드럼(11)의 회전을 감속시키는 것만이라면, 모터(12)에는 드럼(11)의 회전 방향을 반전시키는 것보다도 작은 부하밖에 가해지지 않기 때문에, 제3 보정 제어에 의해 모터(12)에 과대한 부하가 가해지는 일도 없다.For this reason, when the next first half drive mode is turned on to reverse the rotation direction of the
또한, 실시형태 2에 있어서도, 정지 기간이 상기 기준 시간보다도 긴 시간으로 설정되어 있는 경우에는, 제어장치(15)는 정지 기간 동안에 드럼(11)의 관성력이 충분히 저하된다고 판단하여 상기 제3 보정 제어를 실행하지 않는다.Also, in
(변형예 등)(variation examples, etc.)
예를 들면, 하나의 모터(12)는 인너 로터(30)와 아우터 로터(20)를 구비하고, 인너 로터(30)로 드럼(11)을 구동하고 아우터 로터(20)로 펄세이터(13)를 구동하도록 구성하고 있었으나, 이에 한정되지 않고, 모터를 2개 마련하고, 드럼(11)과 펄세이터(13)에 각각 접속하도록 해도 좋다.For example, one
이때, 2개 모터에 대해 인버터를 하나씩 마련하도록 해도 좋으며, 2개의 모터에 대해 하나의 인버터를 마련하도록 해도 좋다. 또한, 인버터를 하나로 하는 경우는, 모터는 가변 자극 모터를 이용하는 것이 바람직하다.At this time, one inverter may be provided for two motors, or one inverter may be provided for two motors. Additionally, when using one inverter, it is desirable to use a variable magnetic pole motor as the motor.
또, 부하 검출 수단(113a, 113b)에 의해 검출되는 검출 부하가 목표 부하보다도 커졌을 때에, 제1 또는 제2 보정 제어를 실행하도록 하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 세탁 공정 동안, 항상 제1 또는 제2 보정 제어를 실행하도록 할 수 있다.In addition, when the detection load detected by the load detection means 113a and 113b becomes larger than the target load, the first or second correction control is executed, but the present invention is not limited to this. For example, it is possible to always have the first or second correction control running during the washing process.
또한, 정지 기간이 기준 시간보다도 길 때에는, 제1∼제3 보정 제어를 실행하지 않도록 하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 정지 기간의 길이에 상관없이 제1∼제3 보정 제어를 실행하도록 해도 좋다.Additionally, when the stop period is longer than the reference time, the first to third correction controls are not executed. However, this is not limited to this, and the first to third correction controls may be executed regardless of the length of the stop period.
또, 제1∼제3 보정 제어를 각각 조합하도록 해도 좋다. 예를 들면, 제1 보정 제어와 제2 보정 제어를 조합하여, 드럼(11)의 온의 타이밍을 빠르게 하면서, 펄세이터(13)의 오프의 타이밍을 늦추도록 한다. 이와 같이, 제1∼제3 보정 제어를 각각 조합함으로써, 드럼(11) 내의 세탁물의 관성력을 더 이용하기 쉬워지고, 모터(12)의 부하가 보다 줄어드는 효과가 기대된다.Additionally, the first to third correction controls may be combined respectively. For example, by combining the first correction control and the second correction control, the timing of turning on the
〈제7 실시예〉<
제7 실시예는, 세탁조와 펄세이터를 독립 구동할 수 있는 세탁기에 관한 것이다.The seventh embodiment relates to a washing machine capable of independently driving a washing machine and a pulsator.
도 63에 도시하는 바와 같이, 모터(12)에는 아우터 로터(20)에 구동 연결된 펄세이터(13)와 인너 로터(30)에 구동 연결된 드럼(11)의 언밸런스량을 검출하는 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)이 접속되어 있다. 검출 수단(121a)은 펄세이터(13)의 언밸런스량을 검출하고, 검출 수단(121b)은 드럼(11)의 언밸런스량을 검출한다.As shown in FIG. 63, the
언밸런스 검출 수단(121a, 121b)은 펄세이터(13) 및 드럼(11)의 언밸런스량을 검출할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 전류 센서, 진동 센서, 속도 센서 등을 이용할 수 있다. 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)에서 검출된 언밸런스량은, 검출 신호(D121a, 121b)로서 제어장치(15)로 송신된다. D121a는, 언밸런스 검출 수단(121a)의 검출 신호이며, D121b는, 언밸런스 검출 수단(121b)의 검출 신호이다.The unbalance detection means 121a and 121b are not particularly limited as long as they can detect the amount of unbalance of the
(모터의 회전 동작의 제어)(Control of the rotational motion of the motor)
이 세탁기(1)는, 로터(20, 30)의 각각을 독립적으로 구동할 수 있게 되어 있기 때문에, 다른 형태의 운전을 실현할 수 있다.Since this
=세탁 운전시의 모터 제어==Motor control during washing operation=
세탁 운전시에는 아우터 로터(20)(펄세이터(13))만을 구동하는 일반 세탁, 인너 로터(30)(드럼(11))와 아우터 로터(20)를 반대로 구동하는 역(逆)수류, 인너 로터(30)만을 구동하는 약(弱)수류 등이 제공된다.During washing operation, normal washing in which only the outer rotor (20) (pulsator (13)) is driven, reverse water flow in which the inner rotor (30) (drum (11)) and outer rotor (20) are driven in reverse, inner A weak water flow that drives only the
=탈수 운전시의 모터 제어==Motor control during dehydration operation=
탈수 운전시에는 양쪽의 로터(20, 30)를 같은 방향으로 동시에 구동할 수 있다. 이로 인해, 특히 저속시에 있어서, 큰 토크를 얻기 쉬어지고, 기동이 빨라지는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 형태에서는, 제어장치(15)가 탈수 운전시에 모터 제어를 수행함으로써 언밸런스를 해소할 수 있도록 하고 있다.During dehydration operation, both
이하에 있어서, 탈수 운전시의 언밸런스 해소에 따른 모터 제어에 대해서, 도 64 내지 도 70을 참조하여 상세하게 설명한다.Below, motor control according to the resolution of imbalance during dehydration operation will be described in detail with reference to FIGS. 64 to 70.
―제어예 1――Control Example 1―
도 64에 도시하는 바와 같이, 우선, 단계 S110에서는, 양방의 로터(20, 30)를 같은 방향으로 회전 구동하고, 인너 로터(30)의 회전수(회전 속도) ωIL 및 아우터 로터(20)의 회전수 ωOL이 소정 회전수 ω1(ω1<ωC)이 될 때까지 상승시킨다. 즉, 드럼(11)과 펄세이터(13)가 동일 회전수 ω1로 회전하게 된다. 또한, 본 개시에 있어서, 동일이란 실질적으로 동일한 범위를 포함하는 개념이다. 또, ωC는 세탁기(1)(드럼(11))의 공진 회전수이다.As shown in FIG. 64, first, in step S110, both
아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 회전수 ωOL, ωIL이 ω1이 된 후, 단계 S111에서는 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)이 드럼(11)과 펄세이터(13)의 언밸런스량을 검출하고 단계 S112로 진행한다.After the rotational speeds ωOL and ωIL of the
단계 S112에서, 드럼(11)의 언밸런스량의 검출값 MUSB가 소정값 α 이하이고, 펄세이터(13)의 언밸런스량의 검출값 MUPL이 소정값 β 이하인 경우(S112에서 YES), 단계 S113으로 진행된다. In step S112, if the detected value M USB of the unbalance amount of the
단계 S113에서는, 아어터 및 인너 로터(20, 30)의 회전수 ωIL, ωOL을 동일하게 유지한 채로, 같은 속도 기울기로 공진 회전수 ωC 이상의 소정의 회전수까지 상승시키고, 소정 시간 경과 후에 탈수 운전을 종료한다.In step S113, while maintaining the rotation speeds ωIL and ωOL of the outer and
도 65는, 제어예 1에 따른 로터(20, 30)의 회전수(도 65에서는 드럼 속도, 펄세이터 속도라고 기재하고, 도 66과 도 70에서도 동일하다.)의 시간 변화를 나타낸 그래프이다. 도 65에 도시하는 바와 같이, 드럼(11)과 펄세이터(13)의 언밸런스량의 검출값 MUSB, MUPL이 소정값 이하인 경우, 즉, 그대로 가속해도 진동량이 소정값 이하라고 예측되는 경우에는, 2개의 로터(20, 30)의 회전수를 같은 속도 기울기로 공진 회전수 ωC 이상의 회전수까지 상승시킨다(도 65의 시간 T130 이후 참조). 이로 인해, 보다 짧은 시간에서 탈수 운전을 종료시킬 수 있다. FIG. 65 is a graph showing time changes in the rotational speed of the
―제어예 2――Control Example 2―
한편, 단계 S112에서, 드럼(11)의 언밸런스량의 검출값 MUSB가 소정값 α보다 크거나, 또는, 펄세이터(13)의 언밸런스량의 검출값 MUPL이 소정값 β보다 큰 경우(S112에서 NO), 단계 S114로 진행된다. On the other hand, in step S112, if the detected value M USB of the unbalance amount of the
단계 S114에서, 이하 식(1)의 조건이 만족되는 경우(단계 S114에서 YES), 회전 제어로 이행한다. 구체적으로는, 단계 S115 및 S116으로 진행된다.In step S114, if the condition of equation (1) below is satisfied (YES in step S114), the process proceeds to rotation control. Specifically, the process proceeds to steps S115 and S116.
│(MUSB×L1)―(MUPL×L2)│≤γ·····(1)│(M USB ×L1)—(M UPL ×L2)│≤γ·····(1)
여기서, 도 68 및 도 69에 도시하는 바와 같이, L1은 드럼(11)측의 언밸런스 USB의 회전 반경이고, L2는 펄세이터(13)측의 언밸런스 UPL의 회전 반경이다. Here, as shown in FIGS. 68 and 69, L1 is the rotation radius of the unbalanced USB on the
즉, 'MUSB×L1'은 드럼(11)측의 언밸런스에 따른 모멘트량(PUSB)이고, 'MUPL×L2'는 펄세이터(13)측의 언밸런스에 따른 모멘트량(PUPL)이다. 또, γ는 임의로 설정 가능한 소정의 모멘트량이다. 또한, 상기 식(1)의 L1과 L2로서, 각각, 드럼(11)의 반경과 펄세이터(13)의 반경을 이용해도 좋다. 이하의 식(2)에 있어서도 동일하게 한다. In other words , 'M USB . Additionally, γ is a predetermined amount of moment that can be set arbitrarily. Additionally, the radius of the
단계 S115에서는, 인너 로터(30)의 회전수 ωIL을 ω1로 유지한 채로, 아우터 로터(20)의 회전수 ωOL을 ω1로부터 ω2(ω2<ω1)로 변경한다. 도 66은, 제어예 2에 따른 2개의 로터(20, 30)의 회전수의 시간 변경을 나타낸 그래프이며, 시간 T120로부터 시간 T121에서, 단계 S115에서의 속도 변화를 나타내고 있다.In step S115, while maintaining the rotation speed ωIL of the
이와 같이, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 사이에 소정의 속도차(회전수 차:ω1―ω2)를 부여하여 회전시킴으로써, 드럼(11)측의 언밸런스 USB의 위치와 펄세이터(13)측의 언밸런스 UPL의 위치의 위치관계를 주기적으로 변화시킬 수 있다. 이로 인해, 드럼(11)과 펄세이터(13)를 합한 언밸런스량(UT)이 주기적으로 변화한다.In this way, by providing a predetermined speed difference (rotation speed difference: ω1 - ω2) between the
도 67은, 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)으로서 전류 센서를 이용하여, 상기 언밸런스량의 주기적인 변화를 검출한 결과를 나타내고 있다. 도 67에서, 실선은 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)의 검출 신호(D121a, D121b)인 q축 전류 파형을 나타내고 있다. 도 68은, 도 67의 점 A(검출 신호(D121a, D121b)의 진폭이 최대일 때)에 있어서의 언밸런스의 위치를 나타낸 도면이다. 도 69는, 도 67의 점 B(검출 신호(D121a, D121b)의 진폭이 최소일 때)에 있어서의 언밸런스의 위치를 나타낸 도면이다. Figure 67 shows the results of detecting the periodic change in the amount of unbalance using a current sensor as the unbalance detection means 121a and 121b. In Figure 67, the solid line represents the q-axis current waveform, which is the detection signal (D121a, D121b) of the unbalance detection means (121a, 121b). FIG. 68 is a diagram showing the position of the imbalance at point A in FIG. 67 (when the amplitude of the detection signals D121a and D121b is maximum). FIG. 69 is a diagram showing the position of the imbalance at point B in FIG. 67 (when the amplitude of the detection signals D121a and D121b is minimum).
도 67에 도시하는 바와 같이, 펄세이터측과 드럼측에서 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)의 검출신호의 주기는 다른 반면, 언밸런스량을 나타내는 진폭(도 67의 파선)은 같은 주기로 변화한다. 따라서, 제어장치(15)는 펄세이터측 또는 드럼측 중 어느 하나의 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)으로부터의 검출신호(D121a, D121b)를 확인함으로써, 언밸런스량(UT)의 주기적인 변화를 검출할 수 있다. As shown in FIG. 67, the period of the detection signal of the unbalance detection means 121a and 121b on the pulsator side and the drum side is different, while the amplitude indicating the amount of unbalance (dashed line in FIG. 67) changes at the same period. Therefore, the
그래서, 단계 S116에서는, 검출 신호(D121a, D121b) 중 어느 하나에 기초하여, 언밸런스량의 검출값 MUSB 또는 MUPL이 최소가 되는 타이밍에 맞춰서 아우터 로터(20)의 회전수 ωOL을 ω2로부터 ω1로 선형적으로 변화시키고, 단계 S113으로 진행된다. 단계 S116에 대응한 회전수 변화는, 도 66의 시간 T122부터 시간 T130에 도시되어 있다. 또한, 제어장치(15)는 검출 신호(D121a, D121b)의 양쪽에 기초하여 상기 언밸런스량이 최소가 되는 타이밍을 판단해도 좋다.Therefore, in step S116, based on one of the detection signals D121a and D121b, the rotation speed ωOL of the
이로 인해, 드럼(11)과 펄세이터(13)는 각각의 언밸런스 USB, UPL이, 도 69에 도시하는 바와 같이 평면상으로 볼 때, 대향하는 위치가 된 상태에서 동일한 회전수가 된다. 이와 같은 대향 위치에서의 회전으로 인해, 각각의 언밸런스 모멘트가 서로 상쇄되어 드럼(11)과 펄세이터(13)의 언밸런스량의 합계값(토탈 언밸런스량)이 최소화된다.For this reason, the
그 후, 단계 S113에서, 양쪽의 로터(20, 30)의 회전수 ωIL, ωOL을 ω1로부터 공진 회전수 ωC 이상의 소정의 회전수까지 동일한 속도 기울기로 상승시키고, 소정 시간 경과 후에 탈수 운전을 종료한다(도 66의 시간 T130 이후 참조). 이로 인해, 단계 S116에서 최소화된 언밸런스량을 유지한 채로 가속할 수 있으므로, 드럼(11)의 진동을 방지할 수 있다. 또, 언밸런스량을 적극적으로 제어하고 있기 때문에, 세탁기(10)를 계속 사용할 경우, 탈수 운전 동안의 드럼(11) 진동의 편차를 감소시킬 수 있다.Thereafter, in step S113, the rotation speeds ωIL and ωOL of both
또한, 본 명세서에서, 동일한 속도 기울기란 실질적으로 동일한 범위를 포함하는 개념이다. 예를 들면, 언밸런스 USB와 언밸런스 UPL의 상대적 위치가 실질적으로 변하지 않는 범위에서의 속도 기울기 차(시간차)를 포함하는 개념이다.Additionally, in this specification, the same speed slope is a concept that includes substantially the same range. For example, it is a concept that includes the speed slope difference (time difference) in the range where the relative positions of unbalanced USB and unbalanced UPL do not substantially change.
―제어예 3――Control Example 3―
한편, 단계 S114에 있어서, 하기 식(2)의 조건이 만족되는 경우(단계 S114에서 NO), 속도 변동 제어로 이행한다. 구체적으로는, 단계 S117로 진행된다.On the other hand, in step S114, if the condition of the following equation (2) is satisfied (NO in step S114), the process moves to speed change control. Specifically, the process proceeds to step S117.
│(MUSB×L1)―(MUPL×L2)│>γ·····(2)│(M USB ×L1)—(M UPL ×L2)│>γ·····(2)
단계 S117에서는, 드럼(11)측의 언밸런스에 따른 모멘트량 PUSB와 펄세이터(13)측의 언밸런스에 따른 모멘트량 PUPL의 비교를 수행하고, 모멘트량이 큰 쪽에 소정의 속도 변동을 부여한다.In step S117, a comparison is performed between the moment amount P USB due to unbalance on the
구체적으로는, 예를 들면, 펄세이터(13)측의 모멘트량 PUPL이 큰 경우, 아우터 로터(20)의 회전수 ωOL을 직사각형 파형(소정 주기)으로 감속시킨다. 즉, ω1과 ω3(ω3<ω1)과의 사이에서 직사각형 파형으로 속도 변동시킨다. 이때, 인너 로터(30)의 회전수 ωIL은, ω1로 유지된 채이다. 도 70은, 제어예 3에 따른 로터(20, 30)의 회전수의 시간 변화를 나타낸 도면이며, 시간 T111로부터 시간 T112에서, 단계 S117에서의 속도 변화의 일 예를 나타내고 있다.Specifically, for example, when the moment amount P UPL on the
이와 같이, 모멘트량이 큰 쪽에 소정의 속도 변동을 부여함으로써, 언밸런스의 상태를 변화시킬 수 있다. 또한, 속도 변동은 직사각형 파형으로 감속시키는 것에 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다. 예를 들면, 직사각형 파형으로 증속시키거나, 삼각 파형, 사다리꼴 파형으로 증속 또는 감속하거나, 이들을 조합시켜도 좋다. 단, 모터 토크에 의한 부담이나 발열의 관점에서는 감속시키는 것이 바람직하다.In this way, the state of unbalance can be changed by providing a predetermined speed change to the side with the larger moment amount. Additionally, the speed fluctuation is not limited to decelerating to a rectangular waveform and can be set arbitrarily. For example, the speed may be accelerated using a rectangular waveform, or the speed may be accelerated or decelerated using a triangular waveform or trapezoidal waveform, or a combination of these may be used. However, from the viewpoint of burden caused by motor torque and heat generation, it is desirable to reduce the speed.
소정의 속도 변동 제어가 수행된 후, 흐름은 S112로 되돌아가서, 드럼(11) 과 펄세이터(13)의 언밸런스량의 검출값 MUSB, MUPL의 판정이 수행된다. 이후의 흐름은, 언밸런스량이나 모멘트량에 따라, '제어예 1', '제어예 2' 또는 상기 속도 변동 제어 중 어느 하나가 실시된다.After the predetermined speed change control is performed, the flow returns to S112, and determination of the detected values M USB and M UPL of the amount of unbalance of the
도 70에서는, 시간 T112 이후에 '제어예 2' 기재의 회전 제어가 실시된 예를 나타내고 있다. 또한, 속도 변동 제어가 반복해서 실시되는 경우에 있어서, 그 실시마다 속도 변동 제어의 변동 속도의 증감이나, 변동 파형의 모드(형상 등)를 변경해도 좋다. 또, 속도 변동 제어의 반복 횟수에 상한값을 설정하도록 해도 좋다.Figure 70 shows an example in which the rotation control described in 'Control Example 2' was implemented after time T112. Additionally, in the case where speed variation control is repeatedly implemented, the variation speed of the speed variation control may be increased or decreased or the mode (shape, etc.) of the variation waveform may be changed for each implementation. Additionally, an upper limit may be set to the number of repetitions of speed change control.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 세탁기(1)에 따르면, 드럼과 펄세이터를 소정의 속도차로 회전시키고, 언밸런스가 최소가 되는 타이밍에서 드럼과 펄세이터를 동일 속도로 하여 그대로 가속시키기 때문에, 언밸런스의 발생을 방지할 수 있다.As described above, according to the
보다 구체적으로는, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 토탈의 언밸런스(언밸런스의 합계값)는 각각의 언밸런스가 대향 위치에 있을 때에 언밸런스 모멘트가 서로 상쇄되서 최소가 된다.More specifically, the total unbalance (total value of unbalance) of the
따라서, 본 형태에서는, 드럼(11)과 펄세이터(13) 사이에 소정의 속도차를 부여함으로써 언밸런스의 위치를 주기적으로 변화시키고, 언밸런스가 최소가 되는 타이밍에 맞춰, 즉, 언밸런스가 대향 위치가 될 때에 드럼(11) 및 펄세이터(13)가 동일 속도가 되도록 회전 제어하고, 그 후, 동일 속도인 채로 동일 속도 기울기로 함께 가속시킨다. 이 언밸런스가 최소로 되는 타이밍은 어느 하나의 언밸런스 검출 수단(121a, 121b)으로부터의 검출 신호(D121a, D121b)를 확인함으로써 판단할 수 있다.Therefore, in this form, the position of the unbalance is periodically changed by providing a predetermined speed difference between the
이로 인해, 언밸런스가 대향 위치에 있는 상태에서 드럼(11)과 펄세이터(13)를 가속시킬 수 있기 때문에, 보다 효과적이며 안정적으로 언밸런스의 발생을 방지할 수 있다. 이와 같이, 언밸런스의 발생을 방지할 수 있기 때문에, 드럼의 진동이 방지되고, 탈수 시간이 단축될 수 있다. 또, 언밸런스의 위치가 대향 위치에 오도록 적극적으로 제어하기 때문에, 계속 사용할 경우에 탈수 운전 동안의 드럼의 진동 편차를 감소시킬 수 있다. Because of this, since the
또, 도 64의 단계 S112에서, 언밸런스량이 소정의 기준값 이하인 경우에는, 가속시켜도 소정의 진동 이하로 탈수 운전할 수 있다는 판단에 기초하여, 회전 제어를 수행하지 않고 드럼(11)과 펄세이터(13)를 동시에 같은 속도 기울기로 가속시키도록 하고 있다. 이로 인해, 더욱 짧은 시간에 탈수 시간을 종료시킬 수 있다. 또한, 드럼(11) 및 펄세이터(13)를 동시에 가속시키기 때문에, 특별히 저속시에, 큰 토크를 얻기 쉬워지고, 기동이 빨라지는 효과를 얻을 수 있으며, 탈수 시간을 단축할 수 있다.Additionally, in step S112 of FIG. 64, when the amount of unbalance is below a predetermined reference value, the
또한, 도 64의 단계 S114에 있어서, 드럼(11) 및 펄세이터(13)의 언밸런스 모멘트의 차가 소정의 값보다도 큰 경우에는, 단계 S117에서 소정의 속도 변동 제어를 수행하도록 하고 있다. 드럼(11)과 펄세이터(13) 사이에서 언밸런스 모멘트의 차이가 큰 경우, 회전 제어를 수행해도 충분히 언밸런스의 발생을 방지할 수 없는 경우가 있으므로, 속도 변동 제어에 의해 회전 제어나 가속 제어가 효과적으로 수행될 수 있도록 언밸런스의 상태를 변화시킨다. 이와 같은 속도 변동 제어를 수행함으로써, 드럼(11)과 펄세이터(13)를 정지시키지 않고 언밸런스를 해소할 수 있기 때문에, 탈수 시간의 대폭적인 단축이 가능해진다.Additionally, in step S114 of FIG. 64, when the difference in unbalance moment between the
(변형예 등)(variation examples, etc.)
도 64의 단계 S115에서, 아우터 로터(20)의 회전수 ωOL을 ω1로부터 ω2(ω2<ω1)로 감속하는 것으로 했으나, 회전수 ωOL을 ω1로부터 ω4(ωc>ω4>ω1)로 증속할 수도 있다. 또, 도 64의 단계 S115에서, 아우터 로터(20)의 회전수 ωOL를 ω1로 유지한 채로, 인너 로터(30)의 회전수 ωIL을 ω1로부터 ω2나 ω4로 변경할 수도 있다. In step S115 of FIG. 64, the rotational speed ωOL of the
상기 어느 경우에 있어서도, 단계 S116에서는, 언밸런스량의 검출값 MUSB 또는 MUPL이 최소가 되는 타이밍에 맞추어 2개의 로터(20, 30)의 회전수 ωOL, ωIL을 동일하게 하여, 단계 S113으로 진행된다. 또한, 상술한 동일한 회전수는 ω1로 한정되지 않고, 다른 회전수일 수도 있다. 예를 들면, 상기 동일한 회전수가 ω2나 ω4일 수도 있다.In any of the above cases, in step S116, the rotation speeds ωOL and ωIL of the two
또, 도 66 및 도 70에서는, 공진 회전수 ωC 이하의 회전수에서 회전 제어를 실시하는 것으로 했으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 단계 S113에서 공진 회전수 ωC 이상의 소정의 회전수까지 상승시킨 후에, 언밸런스를 보정하기 위해 회전 제어를 실시해도 좋다. 이 경우, 도 64의 단계 S115 및 S116과 동일하게, 드럼 과 펄세이터를 소정의 속도 차이로 회전시키고, 언밸런스가 최소가 되는 타이밍에서 드럼과 펄세이터를 동일 속도로 되돌리면 된다. Additionally, in Figures 66 and 70, rotation control is performed at a rotation speed equal to or less than the resonance rotation speed ωC, but this is not limited. For example, after increasing the resonance rotation speed to a predetermined rotation speed ωC or more in step S113, rotation control may be performed to correct the imbalance. In this case, as in steps S115 and S116 of FIG. 64, the drum and pulsator are rotated at a predetermined speed difference, and the drum and pulsator are returned to the same speed at the timing when the unbalance is minimized.
〈제8 실시예〉<Eighth Embodiment>
제8 실시예는, 세탁기의 탈수 운전에 관한 것이다.The eighth embodiment relates to spin-drying operation of a washing machine.
(모터의 회전 동작의 제어)(Control of the rotational motion of the motor)
도 71에 도시하는 바와 같이, 모터(12)에는 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 회전 속도를 검출하는 속도 검출부로서의 속도 센서(18)가 접속되어 있다. 속도 센서(18)에 의해 검출된 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 회전 속도를 나타내는 신호는 제어장치(15)로 송신된다.As shown in FIG. 71, a
제어장치(15)는 드럼(11)의 탈수 운전시에, 속도 센서(18)에서 검출된 인너 로터(30)의 회전 속도를 목표 속도로 하고, 아우터 로터(20)의 회전 속도가 목표 속도와 거의 일치하도록 아우터 로터(20)의 회전 동작을 제어한다. 즉, 본 실시형태에서는, 드럼(11)을 회전시키는 인너 로터(30)를 기준으로 펄세이터(13)를 회전시키는 아우터 로터(20)를 추종시키는 제어를 수행하도록 하고 있다. 이와 같이, 탈수 운전시에 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)를 동기 운전시켜 속도 변동을 억제함으로써, 세탁물의 옷감 손상을 경감할 수 있다.During the dewatering operation of the
그런데, 아우터 로터(20)의 회전 속도와 인너 로터(30)의 회전 속도에 속도차가 생기고 있는 경우에는, 이 속도차가 누적되는 것에 의해 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 사이에서 위상차가 생기게 된다.However, when a speed difference occurs between the rotation speed of the
예를 들면, 아우터 로터(20)의 회전 속도와 인너 로터(30)의 회전 속도의 속도차가 5rpm이고, 이 속도차가 일정한 상태인 채로 회전을 계속하면, 1초 후에는, 30deg의 위상차가 생기게 된다. 그리고, 이와 같은 위상차가 생기면, 드럼(11)의 탈수 운전시에 드럼(11)과 펄세이터(13) 사이에서 세탁물이 당겨져서 옷감 손상이 생기기 때문에 바람직하지 않다.For example, if the speed difference between the rotation speed of the
그래서, 본 실시형태에서는, 드럼(11)의 탈수 운전시에, 이와 같은 위상차를 해소할 수 있도록 하고 있다.Therefore, in this embodiment, such phase difference can be resolved during the dewatering operation of the
구체적으로, 도 71에 도시하는 바와 같이, 제어장치(15)는 위상 산출부(15b)를 갖는다. 위상 산출부(15b)는 속도 센서(18)로부터 송신된 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 회전 속도를 적산함으로써, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 위상을 산출한다. 또, 위상 산출부(15b)에서는, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 위상에 기초하여, 인너 로터(30)에 대한 아우터 로터(20)의 위상차가 산출된다. 제어장치(15)는 위상 산출부(15b)에서 산출된 위상차를 해소하도록, 아우터 로터(20)의 회전 동작을 제어한다.Specifically, as shown in FIG. 71, the
(탈수 운전시의 모터의 동작)(Motor operation during dehydration operation)
이하, 탈수 운전시의 모터의 동작에 대해, 도 72를 이용하여 설명한다. 도 72에 도시하는 바와 같이, 우선, 단계 101에서는, 인너 로터(30)의 회전 속도가 목표로 하는 회전 속도가 되도록 인너 로터(30)의 회전 동작을 제어하고, 단계 S102로 진행된다. 도 73에 도시하는 예에서는, 인너 로터(30)는 1000rpm을 목표 속도로 하고 있다.Hereinafter, the operation of the motor during dehydration operation will be explained using Figure 72. As shown in FIG. 72, first, in
단계 S102에서는, 위상 산출부(15b)에 의해, 인너 로터(30)의 회전 속도에 기초하여 인너 로터(30)의 위상을 산출하고, 단계 S103로 진행된다.In step S102, the phase of the
단계 S103에서는, 인너 로터(30)의 회전 속도를 목표 속도로 하고, 아우터 로터(20)의 회전 속도를 목표 속도에 대략 일치되도록 아우터 로터(20)의 회전 동작을 제어하여, 단계 S104로 진행된다.In step S103, the rotation speed of the
단계 S104에서는, 위상 산출부(15b)에 의해 아우터 로터(20)의 회전 속도에 기초하여 아우터 로터(20)의 위상을 산출하고, 단계 S105로 진행된다.In step S104, the phase of the
단계 S105에서는, 위상 산출부(15b)에서 인너 로터(30)에 대한 아우터 로터(20)의 위상차를 산출하고, 단계 S106로 진행한다. 여기서, 도 73에 도시하는 예에서는, 0.5초까지의 사이에, 위상차가 10deg 정도 발생하고 있다. In step S105, the
단계 S106에서는, 제어장치(15)에서 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 위상차가 소정값보다 작은지를 판단한다. 단계 S106에서의 판정이 'YES'인 경우에는, 단계 S101로 되돌아가서 처리를 반복한다. 단계 S106에서의 판정이 'NO'인 경우에는, 단계 S107로 분기한다. 도 73에 도시하는 예에서는, 위상차가 0deg가 되도록, 소정값을 설정하고 있다.In step S106, the
단계 S107에서는, 위상차가 소정값보다 작아지도록 아우터 로터(20)의 목표 속도를 보정하고, 단계 S104로 진행된다.In step S107, the target speed of the
여기서, 도 73에 도시하는 예에서는, 0∼0.4초 정도 동안은 아우터 로터(20)의 회전 속도가 인너 로터(30)의 회전 속도를 하회하고 있기 때문에, 아우터 로터(20)를 가속하도록 목표 속도를 보정하고 있다. 한편, 0.4∼0.9초 정도 동안은, 아우터 로터(20)의 회전 속도가 인너 로터(30)의 회전 속도를 상회하고 있기 때문에, 아우터 로터(20)를 감속하도록 목표 속도를 보정하고 있다.Here, in the example shown in FIG. 73, the rotation speed of the
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 세탁기(1)에 따르면, 목표로 하는 회전 속도까지 인너 로터(30)를 가속하는 한편, 아우터 로터(20)는 기준이 되는 인너 로터(30)의 회전 속도를 목표 속도로서 추종하도록 제어하고 있기 때문에, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 속도차를 줄일 수 있다.As described above, according to the
또, 인너 로터(30)에 대한 아우터 로터(20)의 위상차가 소정값보다도 커진 경우에, 아우터 로터(20)의 회전 동작을 제어하여 위상차를 해소하도록 하고 있다. 이로 인해, 드럼(11)과 펄세이터(13)에 걸쳐 배치되어 있던 세탁물이 드럼(11)과 펄세이터(13)의 위치 어긋남으로 인해 당겨져 버리기 전에, 이 위치 어긋남을 해소함으로써 세탁물의 옷감 손상을 줄일 수 있다.Additionally, when the phase difference between the
〈제9 실시예〉<
제9 실시예도, 제8 실시예와 동일하게 세탁기의 탈수 운전에 관한 것이다.The ninth embodiment also relates to the spin-drying operation of a washing machine in the same way as the eighth embodiment.
(모터의 회전 동작의 제어)(Control of the rotational motion of the motor)
도 74에 도시하는 바와 같이, 제8 실시예와 동일하게, 모터(12)에는 속도 센서(18)가 접속되어 있다. 또, 도 9의 실시예에서는 모터(12)의 스테이터(60)에 마련된 코일(63)에 통전되는 전류를 검출하는 전류 센서(19)가 더 구비되어 있다.As shown in Fig. 74, similarly to the eighth embodiment, a
속도 센서(18)에서 검출된 아우터 로터(20)와 인너 로터(30) 각각의 회전 속도와 전류 센서(19)에서 검출된 모터(12)의 전류값은 제어장치(15)로 피드백되고, 제어장치(15)는 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)를 목표의 회전 속도로 회전 동작시킨다.The rotation speed of each of the
특히, 제어장치(15)는 드럼(11)의 탈수 운전시에 속도 센서(18)에서 검출된 인너 로터(30)의 회전 속도를 목표 속도로 하고, 아우터 로터(20)의 회전 속도가 목표 속도와 거의 일치하도록 아우터 로터(20)의 회전 속도를 제어한다. 즉, 본 실시형태에서는, 드럼(11)을 회전시키는 인너 로터(30)를 기준으로, 펄세이터(13)를 회전시키는 아우터 로터(20)를 추종시키는 제어를 수행하도록 하고 있다. 이와 같이, 탈수 운전시에 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)를 동기 운전시켜 속도 변화를 억제함으로써, 세탁물의 옷감 손상을 경감할 수 있다. In particular, the
또한, 제어장치(15)는 드럼(11)의 탈수 운전시에, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)를 동기 운전시켜 회전 속도를 가속하고 있는 도중에 세탁물에 의한 펄세이터(13)가 드럼(11)을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판단한 경우에, 아우터 로터(20)를 회전시키는 모터(12)로의 통전을 정지하여 펄세이터(13)를 회전 프리로 한다. 즉, 본 실시형태에서는, 펄세이터(13)의 따라 돎이 없어지는 타이밍에서, 아우터 로터(20)만 회전 프리 상태로 하고, 인너 로터(30)의 회전 속도의 가속 제어를 계속한다. 이로 인해, 세탁물의 중량, 상태, 종류 등에 따른 적절한 타이밍에서 펄세이터(13)를 회전 프리로 할 수 있으므로, 세탁물의 옷감 손상을 줄일 수 있고, 모터(12)로의 통전 정지에 의해 전력을 절약할 수 있다.Additionally, during the spin-drying operation of the
세탁물에 의한 펄세이터(13)가 드럼(11)을 따라 도는 현상이 없어졌는지 아닌지는 아우터 로터(20)의 회전 속도의 불안정함으로 판정할 수 있다. 도 75는, 중부하 시와 경부하 시에 있어서의 아우터 로터(20)의 회전 속도 변동을 나타내는 그래프이다. 또한, 도 75의 그래프에서는, 편의상 중부하 시와 경부하 시의 아우터 로터(20)의 회전 속도 변동 주기가 동일하지만, 실제로는 이에 한정되지 않는다. 아우터 로터(20)는 설정 회전 속도로 회전하도록 제어장치(15)에 의해 회전 동작이 제어된다.Whether or not the phenomenon of the
여기서, 중부하 시, 즉, 세탁물이 펄세이터(13)에 마찰하여 아우터 로터(20)의 따라 돎이 있는 경우, 아우터 로터(20)의 설정 회전 속도에 대한 실제의 회전 속도(속도 센서(18)에서 검출된 회전 속도)의 변동이 작은 것에 반해, 경부하 시, 즉, 세탁물에 의한 아우터 로터(20)의 따라 돎이 없는 경우, 아우터 로터(20)의 설정 회전 속도에 대한 실제의 회전 속도의 변동이 크다.Here, during heavy load, that is, when laundry rubs against the
탈수 개시 시에는 세탁물이 드럼(11) 내에 균등하게 분산하여 중력으로 인해 드럼(11)의 바닥에 쌓여 있다. 이 초기 상태로부터 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 동기 운전을 개시시키면, 아우터 로터(20)는 중부하에서 동작하는 것이 되므로 아우터 로터(20)의 설정 회전 속도에 대한 실제의 회전 속도의 변동은 작다. 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 회전 속도의 가속에 따라 세탁물이 원심력에 의해 드럼(11)의 내벽면에 달라붙게 되므로, 아우터 로터(20)에 마찰하는 세탁물이 적어져서 아우터 로터(20)의 부하가 서서히 가벼워진다.When dehydration starts, laundry is evenly distributed within the
즉, 아우터 로터(20)의 설정 회전 속도에 대한 실제의 회전 속도의 변동은 서서히 커진다. 따라서, 제어장치(15)는 아우터 로터(20)의 설정 회전 속도에 대한 속도 센서(18)에서 검출된 아우터 로터(20)의 회전 속도의 변동이 소정량보다도 커졌을 때, 세탁물에 의한 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판정할 수 있다.That is, the variation of the actual rotation speed of the
또, 세탁물에 의한 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 도는 현상이 없어졌는지 아닌지는, 전류 센서(19)에서 검출된 전류로부터 판정할 수 있다. 도 76은, 아우터 로터(20)의 회전 속도와 모터 전류의 시간 변화를 나타내는 그래프이다. 탈수 운전이 개시되면, 모터(12)의 q축 전류가 증대되어 아우터 로터(20)는 서서히 회전 속도를 올리고 설정 회전 속도에 도달한다.Additionally, it can be determined from the current detected by the
아우터 로터(20)의 회전 가속 중에 전압이 포화되면 모터(12)의 d축 전류를 증가시켜서 위상을 진행시킨다. 세탁물이 펄세이터(13)에 마찰하여 아우터 로터(20)의 따라 돎이 있는 경우, 모터(12)의 부하가 무겁기 때문에 d축 전류 및 q축 전류 모두 크지만, 아우터 로터(20)의 따라 돎이 없어지면, 모터(12)의 부하가 가벼워 져서 d축 전류 및 q축 전류 모두 작아진다.When the voltage is saturated during rotational acceleration of the
따라서, 제어장치(15)는 전류 센서(19)에서 검출된 전류를 회전 좌표계로 변환한 회전 좌표계 전류, 구체적으로는, d축 전류, q축 전류, 및 이들을 합성한 벡터량의 적어도 하나가 소정량보다도 작아졌을 때, 세탁물에 의한 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판정할 수 있다. 혹은, d축 전류와 q축 전류의 합성 전류의 진각(進角)으로부터 펄세이터(13)의 따라 돎을 판정할 수도 있다. Accordingly, the
(탈수 운전시의 모터의 동작)(Motor operation during dehydration operation)
이하, 탈수 운전시의 모터의 동작에 대해서, 도 77을 이용하여 설명한다. 도 77에 도시하는 바와 같이, 우선, 단계 S1에서는, 제어장치(15)는 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 동기 운전을 개시하여 회전 속도를 가속시키고, 단계 S2로 진행된다.Hereinafter, the operation of the motor during dehydration operation will be explained using Figure 77. As shown in FIG. 77, first, in step S1, the
단계 S2에서는, 제어장치(15)는 세탁물에 의한 펄세이터(13)의 따라 돎이 있는지 아닌지를 판정한다. 펄세이터(13)의 따라 돎의 유무는, 상술한 바와 같이, 아우터 로터(20)의 회전 속도 변동 또는 모터(12)의 전류량으로부터 판정할 수 있다. 만약 펄세이터(13)의 따라 돎이 있다고 판정하면, 단계 S1로 되돌아간다. 한편, 만약 펄세이터(13)의 따라 돎이 없다고 판정하면, 단계 S3로 진행된다.In step S2, the
단계 S3에서는, 제어장치(15)는 아우터 로터(20)를 회전시키는 모터(12)로의 통전을 정지하여 펄세이터(13)을 회전 프리로 하고, 단계 S4로 진행된다.In step S3, the
단계 S4에서는, 제어장치(15)는 펄세이터(13)를 회전 프리로 했을 때, 즉, 세탁물에 의한 펄세이터(13)가 드럼(11)을 따라 도는 현상이 없어졌다고 판정했을 때의 아우터 로터(20)의 회전 속도를 기억하고, 단계 S5로 진행된다.In step S4, the
단계 S5에서는, 제어장치(15)는 인너 로터(30)의 회전 속도를 최대로 하여 드럼(11)을 최대 회전 속도로 회전시키고, 단계 S6으로 진행된다.In step S5, the
단계 S6에서는, 제어장치(15)는 인너 로터(30)의 회전 속도를 낮춰 드럼(11)을 감속시키고, 단계 S7로 진행된다.In step S6, the
단계 S7에서는, 제어장치(15)는 인너 로터(30)의 회전 속도가 펄세이터(13)를 회전 프리로 했을 때에 기억한 아우터 로터(20)의 회전 속도보다도 작은지를 판정한다. 만약 인너 로터(30)의 회전 속도가 기억하고 있던 회전 속도보다 크면, 단계 S6으로 되돌아간다. 한편, 만약 인너 로터(30)의 회전 속도가 기억하고 있던 회전 속도보다 작으면, 단계 S8로 진행된다. In step S7, the
단계 S8에서는, 제어장치(15)는 아우터 로터(20)를 회전시키는 모터(12)로의 통전을 재개하여, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 동기 운전을 재개시켜 회전 속도를 서서히 낮추어서, 단계 S9로 진행된다.In step S8, the
단계 S9에서는, 제어장치(15)는 모터(12)로의 통전을 정지하여, 아우터 로터(20)와 인너 로터(30)의 회전 속도를 제로로 한다.In step S9, the
상기와 같이, 펄세이터(13)를 회전 프리로 했을 때의 회전 속도로 펄세이터(13)를 다시 회전시키기 시작함으로써, 세탁물의 중량, 상태, 종류 등에 따른 적정한 타이밍에서 펄세이터(13)의 회전을 재개할 수 있으므로, 세탁물의 옷감 손상을 경감할 수 있다.As described above, by starting to rotate the
또한, 아우터 로터(20)의 회전 속도가 소정의 회전 속도에 도달했을 때에 펄세이터(13)를 다시 회전시키기 시작하도록 해도 좋다. 이 경우, 상기 단계 S4를 생략할 수 있다. 단, 해당 소정의 회전 속도로서 몇 개의 값을 준비해두고, 세탁물의 중량, 상태, 종류 등에 따라 사용자가 임의로 설정값을 변경할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.Additionally, when the rotation speed of the
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 세탁기(1)에 따르면, 드럼(11)의 탈수 운전시에 세탁물에 의한 펄세이터(13)의 따라 돎이 없어졌다고 판정한 경우에 펄세이터(13)를 회전 프리로 하도록 하고 있기 때문에, 드럼(11)을 따라 도는 세탁물이 회전 프리가 된 펄세이터(13)에 마찰하여 펄세이터(13)를 따라 돌게 함으로써 세탁물을 손상시키는 일이 없으며, 아우터 로터(20)를 회전시키는 모터(12)로의 통전을 정지함으로써 소비 전력을 줄일 수 있다.As described above, according to the
또, 아우터 로터(20)의 회전 속도의 변동 또는 모터(12)에 통전되는 전류로부터 펄세이터(13)의 따라 돎의 유무를 용이하게 판정할 수 있다.In addition, the presence or absence of a pulse in the
또, 탈수 공정의 종료시에, 드럼(11)을 따라 도는 세탁물이 회전 프리의 펄세이터(13)에 마찰하여 펄세이터(13)를 따라 돌게 함으로써 세탁물을 손상시키는 일을 없앨 수 있다.In addition, at the end of the dehydration process, the laundry rotating along the
또한, 세탁물의 중량, 상태, 종류 등에 따른 적정한 타이밍에서 펄세이터(13)의 회전을 재개할 수 있으므로 세탁물의 옷감 손상을 경감할 수 있다.In addition, since the rotation of the
〈제10 실시예〉<Example 10>
제10 실시예도, 제8 및 제9 실시예와 동일하게 세탁기의 탈수 운전에 관한 것이다.The tenth embodiment also relates to the spin-drying operation of a washing machine in the same way as the eighth and ninth embodiments.
=탈수 운전시의 모터 제어==Motor control during dehydration operation=
탈수 운전시에는, 2개의 로터(20, 30)를 동일 방향으로 동시에 구동할 수 있다. 이로 인해, 특히 저속시에 있어서, 큰 토크를 얻기 쉬워지고, 기동이 빨라 지는 효과를 얻을 수 있다.During dehydration operation, the two
또, 탈수 운전시의 에너지 효율을 높이는, 즉, 세탁기의 전체 소비 에너지를 절감하는 것을 목적으로 하여, 펄세이터(13)를 회전 프리로 한 상태에서 드럼(12)을 회전 제어하는 것이 가능하다.In addition, for the purpose of increasing energy efficiency during dehydration operation, that is, reducing the total energy consumption of the washing machine, it is possible to control the rotation of the
도 78 및 도 79는, 모터(12)와 제어장치(15)(일부 발췌)의 구성을 나타내는 블록도이다.Figures 78 and 79 are block diagrams showing the configuration of the
―통상 상태에 따른 모터 제어――Motor control according to normal conditions―
도 78은, 모터(12) 및 제어장치(15)의 구성 요소 중에서 펄세이터(13)를 회전 프리 상태로 했을 경우에 동작하는 블록을 중심으로 기재한 블록도이다. 본 형태에서는, 모터(12) 측 및 펄세이터(13)측 양쪽이 도 78에 도시한 제어장치(15)에 의해 제어된다.Figure 78 is a block diagram focusing on the block that operates when the
도 78에 도시하는 바와 같이, 모터(12)에는 모터(12)를 구동하는 인버터(131)가 접속되어 있다. 또, 모터(12)에는 아우터 로터(20)에 구동 연결된 펄세이터(13)와 인너 로터(30)에 구동 연결된 드럼(11) 각각의 회전 속도를 검출하는 속도 검출 수단(130)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 78, an
속도 검출 수단(130)은 펄세이터(13)의 회전 속도를 검출할 수 있다면 특별하게 한정되지 않고, 예를 들면, 홀 센서 등과 같은 속도 센서를 이용할 수 있다. 속도 검출 수단(130)에서 검출된 속도 ωmm은 위상 연산기(133)와 제어장치(15)로 송신된다.The speed detection means 130 is not particularly limited as long as it can detect the rotational speed of the
인버터(131)에는 전류 센서(132)가 접속되어 있으며, 인버터(131)의 각 상에 흐르는 상 전류 Iuvw를 검출한다.A
위상 연산기(133)는 상기 검출 속도 ωmm을 각도 θ로 변환하는 기능을 갖고, 예를 들면, 적분기로 실현할 수 있다. 전압 변환기(134)는 후술하는 전류 제어기(152)로부터의 전압 지령값 Vdqs를 받아 3상 전압으로 변환하고, 인버터(131)로 출력한다.The
전류 변환기(135)는 전류 센서(132)에서 검출된 상 전류 Iuvw를 받아 q축 전류 Iq와 d축 전류 Id의 합성 전류인 Idqm으로 변환하고, 제어장치(15)로 피드백한다. 위상 연산기(133)로부터 출력된 각도 θ는 전압 변환기(134) 및 전류 변환기(135)가 전압 및 전류의 변환 과정에서 실시하는 회전 변환에 이용된다.The
도 78에 있어서, 제어장치(15)는 속도 제어기(151), 전류 제어기(152), 약계자 제어기(153), 및 토크 지령부(154)를 더 구비하고 있다.In Figure 78, the
속도 제어기(151)는 탈수시의 속도 프로파일에 따르는 속도 지령값 ωms와 속도 검출 수단(130)으로부터 받은 검출 속도 ωmm의 차분을 받아, 드럼(11)과 펄세이터(13)의 회전 속도가 속도 지령값 ωms가 되도록 하는 토크 지령값 Iqs를 출력한다.The
전류 제어기(152)는 속도 제어기(151)로부터 출력된 토크 지령값 Iqs와 약계자 제어기로부터 출력된 d축 전류 지령값 Ids가 합성된 전류 지령값 Idqs와, 전류 변환기(135)로부터 받은 q축 전류 및 d축 전류의 합성 전류 Idqm의 차분을 받아, 모터(12)의 q축 전류 및 d축 전류가 전류 지령값 Idqs가 되는 전압 지령값 Vdqs를 출력한다.The
도 80은, 회전 프리 상태에 있어서의 드럼 및 펄세이터의 회전수, Iq 및 Id 시간 변화를 나타내는 그래프이다.Figure 80 is a graph showing changes in the rotation speed, Iq, and Id time of the drum and pulsator in a rotation-free state.
또한, 도 80에서, 상단 도면은 펄세이터(13)(아우터 로터(20))의 회전 속도 No1과 드럼(11)(인너 로터(30))의 회전 속도 Ni의 시간 변화를 나타내고 있다. 또, 중단 도면은, 드럼(11)측의 모터 구동에 따른 q축 전류 Iqi 및 d축 전류 Idi의 시간 변화를 나타내고, 하단 도면은, 펄세이터(13)측의 모터 구동에 따른 q축 전류 Iqo 및 d축 전류 Ido(이하, 단순히 q축 전류 Iqo 및 d축 전류 Ido라고도 한다)의 시간 변화를 나타내고 있다. 이하, 도 81에 있어서도 동일하게 한다.In addition, in FIG. 80, the upper drawing shows time changes in the rotational speed No1 of the pulsator 13 (outer rotor 20) and the rotational speed Ni of the drum 11 (inner rotor 30). In addition, the middle figure shows the time changes of the q-axis current Iqi and the d-axis current Idi according to the motor drive on the
도 80의 형태에서는, 상단 도면에 도시하는 바와 같이, 전시간 영역에 있어서 드럼(11)의 회전 속도 Ni에 펄세이터(13)의 회전 속도 No1이 동일 속도로 추종하는 것으로 하고, 도 81의 펄세이터(13)의 회전 속도 No1에 대해서도 동일하게 한다. 예를 들면, 다량의 세탁물이 눌려 넣어진 상태에서 탈수 운전이 수행되면, 이와 같은 상태가 되는 경우가 있다.In the form of Fig. 80, as shown in the upper figure, the rotation speed No1 of the
우선, 도 80의 중단 도면에 도시하는 바와 같이, 제어부(15)는 드럼(11)의 속도 지령값 ωms를 1000[rpm]으로 설정하며, 이에 따라 드럼(11)측의 q축 전류 Iqi가 상승한다. 그 후, 이 드럼(11)의 회전 속도의 상승에 의해 유기된 역기전력에 의한 저항력이 증가한다.First, as shown in the middle diagram of FIG. 80, the
이 때문에, 제어장치(15)에서는 이 저항력을 절감시키기 위한 약계자 제어가 수행된다. 약계자 제어기(153)는 드럼(11)측의 전류 제어기(152)에 대해 시간 경과에 따라 절대값이 커지는 역방향의 d축 전류 Idi를 출력하고 있다. 또한, 약계자 제어는, 공지된 기술을 적용할 수 있다.For this reason, field weakening control is performed in the
또, 드럼(11)의 회전에 추종하여 펄세이터(13)가 따라 도는 상태가 발생하고 있기 때문에, 펄세이터(13)측에 대해 시간 경과에 따라 절대값이 커지는 역방향의 q축 전류 Iqo가 발생하고 있다. 또, 펄세이터(13)의 회전수의 상승에 의해 유기된 역기전력에 의한 저항력이 증가한다. 그 때문에, 제어장치(15)에서는 이 저항력을 줄이기 위한 약계자 제어가 수행된다. 약계자 제어기(153)는 펄세이터(13)측의 전류 제어기(152)에 대해 시간 경과에 따라 절대값이 커지는 역방향의 d축 전류 Idi를 출력하고 있다.In addition, since a state occurs in which the
상기의 펄세이터(13)측의 q축 전류 Iqo와 유기된 역기전력은 펄세이터(13)와 동일한 축을 중심으로 회전하는 드럼(11)측의 저항력도 증가시키기 때문에, 드럼(11)측의 d축 전류 Idi가 발산하여 포화 전류에 도달하므로, 탈조(loss of synchronism)나 제어 불능이 발생하고 있다(도 80 중간 도면의 E 참조).Since the q-axis current Iqo and induced back electromotive force on the
그 결과, 도 80 상단 도면에 도시하는 바와 같이, 소정 시간 경과 후에도 드럼(11)의 회전 속도는 속도 지령값 ωms인 1000[rpm]에 도달하지 않고, 속도 상승이 한계에 도달하는 경우가 있다. 즉, 고속역까지 안정된 동작(제어)이 불가능한 경우가 있다. 또한, 도 80 상단 도면에서는, 일 점 쇄선으로 속도 상승이 이상적으로 수행된 경우의 예를 나타내고 있다.As a result, as shown in the top drawing of FIG. 80, the rotational speed of the
―토크 제어 모드에 따른 모터 제어――Motor control according to torque control mode―
도 79는, 모터(12) 및 제어장치(15)의 구성 요소 중 토크 제어 모드 시에 동작하는 블록을 중심으로 기재한 블록도이다. 또한, 본 실시형태에서는, 드럼(11)측은 도 78과 같은 블록도로 동작시키는 것으로 하고, 펄세이터(13)측에 대해 도 79의 블록도로 동작시키는 것으로 한다.Figure 79 is a block diagram focusing on blocks that operate in torque control mode among the components of the
도 79의 형태에서는, 도 78의 속도 제어기(151) 대신에 전류 제어기(152)에 대해 소정의 토크 지령값 Iqs를 출력하는 토크 지령부(154)를 구비하고 있다. 또한, 펄세이터(13)측을 도 79의 블록도로 동작시키는 경우에, 도 78의 제어장치(15)에 대해, 속도 제어기(151)와 병렬로 토크 지령부(154)를 마련하여, 예를 들면, 제어 프로그램이 속도 제어기(151)와 토크 지령부(154) 중 어느 것을 사용하는지를 스위치로 전환하도록 해도 좋다.In the form of Figure 79, a
소정의 토크 지령값 Iqs는 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 도는 현상이 생긴 경우에서도 원하는 고속역까지의 안정된 동작이 실현되도록 임의의 값을 설정할 수 있다. 또, 소정의 토크 지령값 Iqs는 펄세이터(13)를 회전 프리로 한 상태에서, 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 돎이 생긴 경우와 비교하여, 세탁기 전체의 소비 에너지를 감소시키는 임의의 값을 설정할 수 있다.The predetermined torque command value Iqs can be set to an arbitrary value so that stable operation up to the desired high speed range is realized even when rotation occurs along the
예를 들면, 소정의 토크 지령값 Iqs는, Iqs=0으로 설정할 수 있다. 여기서, 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 도는 현상이 발생하고 있는 경우에는, 펄세이터(13)를 돌리기 위한 토크는 불필요하기 때문에, 상기와 같이 토크 지령값을 Iqs=0으로 설정하는 것이 가능하다.For example, the predetermined torque command value Iqs can be set to Iqs=0. Here, when the phenomenon of rotation of the
도 81은, 드럼(11)과 펄세이터(13)의 회전 속도가 0[rpm]인 상태, 즉, 탈수 운전의 개시 단계로부터 제어장치(15)가 토크 제어 모드로 탈수 운전을 수행한 예를 나타내고 있다. 예를 들면, 제어부(15)는 탈수 운전 개시 직전에 드럼(11)을 구동시키고, 따라 돎이 발생하고 있는지 아닌지를 검출할 수 있는 경우에, 그 결과에 따라 탈수 운전의 개시 단계로부터 토크 제어 모드로 동작시키는 경우가 있다.Figure 81 shows an example in which the
도 80의 경우와 마찬가지로, 우선, 도 81 중단 도면에 도시하는 바와 같이, 제어부(15)는 드럼(11)의 속도 지령값 ωms를 1000[rpm]으로 설정하고, 이에 따라 드럼(11)측의 q축 전류 Iqi가 상승한다. 그 후, 이 드럼(11)의 회전수 상승에 의해 유기된 역기전력에 의한 저항력을 줄이기 위해, 약계자 제어가 수행되고, 드럼(11)측에 대해 시간 경과에 따라 절대값이 커지는 역방향의 d축 전류 Idi가 부여되어 있다.As in the case of FIG. 80, first, as shown in the middle part of FIG. 81, the
도 81 상단 도면에 도시하는 바와 같이, 드럼(11)의 회전에 추종하여 펄세이터(13)가 따라 도는 상태가 발생하고 있다. 그러나, 제어장치(15)는 토크 지령부(154)로부터 토크 지령값 Iqs=0을 출력시켜 펄세이터를 토크 제어하고 있기 때문에, 도 81 하단 도면에 도시하는 바와 같이, 펄세이터(13)측의 q축 전류 Iqo는 략 "0"이 된다.As shown in the upper drawing of FIG. 81, a state occurs in which the
한편, 펄세이터(13)의 회전수의 상승에 따라 유기된 역기전력에 의해 저항력이 증가하기 때문에, 제어장치(15)의 약계자 제어기(153)는 펄세이터(13)측의 전류 제어기(152)에 대해 시간 경과에 따라 절대값이 커지는 역방향의 d축 전류 Ido를 출력하고 있다.On the other hand, since the resistance increases due to the induced back electromotive force as the rotation speed of the
여기서, 도 81에서는, 후술하는 펄세이터측의 토크 제어로 인해 펄세이터(13)측의 q축 전류 Iqo와 유기된 역기전력이 감소하기 때문에, 도 81 중단 도면에 도시한 바와 같이, 드럼(11)측의 q축 전류 Iqi의 탈수 공정 초기의 전류 증가가 적어도 드럼(11)의 회전수를 상승시키는 것이 가능하다. 또한, 도 81 상단 도면에 도시하는 바와 같이, 모터(12)를 더욱 고속으로 회전시킬 수 있고, 탈수 운전시에 고속역까지 안정적인 동작을 실현하는 것이 가능하다.Here, in FIG. 81, the q-axis current Iqo and the induced back electromotive force on the
도 82 및 도 83은 회전 프리 상태 및 토크 제어 모드에서 인버터의 상 전류의 시간 변화를 나타내고 있다. 도 82는 회전 프리 상태의 그래프이고, 도 83은 토크 제어 모드에 있어서의 그래프이다.Figures 82 and 83 show time changes in the phase current of the inverter in the rotation free state and torque control mode. Figure 82 is a graph in a rotation-free state, and Figure 83 is a graph in torque control mode.
도 82, 도 83 및 다음의 표 1에 도시하는 바와 같이, 펄세이터측의 토크 제어를 실시함으로써, 드럼(11)측의 q축 전류 Iqi와 d축 전류 Idi, 및 펄세이터(13)측의 q축 전류 Iqo와 d축 전류 Ido를 대폭으로 삭감하는 것이 가능하다.As shown in Figures 82, 83, and Table 1 below, by performing torque control on the pulsator side, the q-axis current Iqi and d-axis current Idi on the
이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 토크 지령값 Iqs를 "0"으로 함으로써, 펄세이터측의 역기전력과 드럼측의 제어 전류가 서로 영향을 미침으로써 발생하는 저항력이 없어짐으로써 드럼측 모터의 부하가 감소되고, 소비 에너지를 대폭으로 줄일 수 있다.As described above, according to the present embodiment, by setting the torque command value Iqs to "0", the resistance generated by the counter electromotive force on the pulsator side and the control current on the drum side influencing each other is eliminated, thereby reducing the load on the drum side motor. reduced, and energy consumption can be significantly reduced.
(변형예 등)(variation examples, etc.)
탈수 운전의 개시 단계로부터 제어장치(15)가 토크 제어 모드로 탈수 운전을 수행한 예를 나타냈으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 속도 검출 수단(130)에서 검출된 펄세이터(13)의 속도가 소정의 임계값 C에 도달했을 때에, 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 도는 현상이 생기고 있다고 판정하도록 해도 좋다. 도 81 상단 도면에서는, 임계값 C가 10[rpm]으로 설정된 예를 나타내고 있다.An example in which the
이 경우, 펄세이터(13)측은 펄세이터(13)의 속도가 10[rpm] 미만에서는 도 78의 블록도로 제어되고, 펄세이터(13)의 속도가 소정의 10[rpm]에 도달하면 도 79의 블록도로 제어되게 된다. 제어장치(15)에 의한 구체적인 제어는 상기의 실시형태와 동일하므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.In this case, the
소정의 임계값 C는 임의로 설정하는 것이 가능하나, 예를 들면, 이하에 도시하는 바와 같은 기준에 기초하여 설정되는 것이 바람직하다. 세탁기에 이용되는 속도 센서는, 홀 센서를 이용하는 것이 일반적이나, 홀 센서의 경우, 분해능의 문제로 10[rpm] 미만에서 제어하는 것은 바람직하지 않다.The predetermined threshold C can be set arbitrarily, but is preferably set based on the criteria shown below, for example. Speed sensors used in washing machines generally use Hall sensors, but in the case of Hall sensors, it is not desirable to control them at less than 10 [rpm] due to resolution issues.
즉, 홀 센서를 이용하는 경우와 같이, 분해능의 문제 등으로 정확한 속도(자극 위치)를 센싱하는 것이 어려운 시스템에 대해서는, 그 분해능 이상의 회전 속도로 임계값 C를 설정하는 것이 바람직하다. 그래서, 본 명세서에서는, 임계값 C로서 10[rpm]을 설정하고 있는 예를 나타내고 있다.That is, for systems where it is difficult to sense the exact speed (magnetic pole position) due to problems with resolution, such as when using a Hall sensor, it is desirable to set the threshold C to a rotation speed higher than the resolution. Therefore, in this specification, an example in which 10 [rpm] is set as the threshold C is shown.
또, 전시간 영역에 있어서 드럼(11)의 회전 속도 Ni에 펄세이터(13)의 회전 속도 No1이 동일 속도로 추종하는 경우에 대해서 설명했으나, 동일 속도로 추종하는 경우에 한정되지 않는다. In addition, the case where the rotation speed No1 of the
예를 들면, 세탁물의 양이 적어지면, 펄세이터(13)의 드럼(11)을 따라 도는 상태가 변화하여, 예를 들면, 펄세이터(13)의 회전 속도가 도 81 상단의 회전 속도 No2, No3과 같은 상태가 되는 경우가 있다. 회전 속도 No2는 약 400[rpm]에서 펄세이터(13)의 회전이 안정화된 예를 나타내고 있고, 회전 속도 No3은 탈수 운전의 도중에 펄세이터(13)의 따라 돎이 해제된 예를 나타내고 있다. 이와 같은 경우에 있어서도, 제어장치(15)는 소정의 기준에 기초하여 토크 제어를 실시하도록 하면 좋으며, 동일한 효과를 얻을 수 있다.For example, when the amount of laundry decreases, the state in which the
또한, 제어장치(15)는, 회전 속도 No3로 도시된 바와 같이, 탈수 운전의 도중에 펄세이터(13)의 회전수가 감소하여 펄세이터(13)의 회전 속도가 소정의 속도 이하(예를 들면, 임계값 D 이하)가 되는 경우에, 펄세이터(13)를 회전 프리 상태로 되돌리도록 제어할 수 있다.In addition, as shown by the rotation speed No3, the
이로 인해, 펄세이터(13)의 구동에 따른 소비 에너지를 펄세이터(13)의 상태에 따라 최적화할 수 있다. 또한, 임계값 D는 히스테리시스를 고려하여, 임계값 C보다 작은 값으로 설정하는 것이 바람직하며, 도 81 상단 도면에서는, 임계값 D가 5[rpm]로 설정된 예를 나타내고 있다. Because of this, energy consumption due to driving of the
1 세탁기
10 수조
11 드럼
12 모터
13 펄세이터
15 제어장치(제어부)
15a 이중 회전 제어부
15b 위상 산출부
18 속도 센서(속도 검출부)
19 전류 센서(전류 검출부)
20 아우터 로터(제1 로터)
30 인너 로터(제2 로터)
40 인너 샤프트
50 아우터 샤프트
60 스테이터
60a 바디부
60b 플랜지부
61 I형 코어(코어 요소)
61a 내측 티스
61b 외측 티스
62 인슐레이터
63 코일
75 수지 성형체
80a∼80c 상부 암측 스위칭 소자
80d∼80f 하부 암측 스위칭 소자
81 주 연결체
82 부 연결체
84 코어 삽입부
90a∼90c 상부 암측 스위칭 소자
90d∼90f 하부 암측 스위칭 소자
101 드럼측 인버터 회로
102 펄세이터측 인버터 회로
103 드럼측 전류 센서(회전 속도 검출 수단)
104 펄세이터측 전류 센서(회전 속도 검출 수단)
105 드럼측 위치 센서(회전 속도 검출 수단)
106 펄세이터측 위치 센서(회전 속도 검출 수단)
108 전압 센서(전압 검출 수단)
112 인버터
113a 부하 검출 수단
113b 부하 검출 수단
114 진동 검출 수단
121a 언밸런스 검출 수단
121b 언밸런스 검출 수단
130 속도 검출 수단
M 권선기
D 금형
C1 코어 보유 구조체
C2 권선체
J 세로축
Wa 점퍼선
Va∼Vc 지령신호
Va'∼Vc' 지령신호
C 반송파1 washing machine
10 water tank
11 drum
12 motor
13 Pulsator
15 Control device (control unit)
15a dual rotation control
15b phase calculation unit
18 Speed sensor (speed detection unit)
19 Current sensor (current detection unit)
20 Outer rotor (first rotor)
30 Inner rotor (2nd rotor)
40 inner shaft
50 outer shaft
60 stater
60a body part
60b flange part
61 I-shaped core (core element)
61a medial tooth
61b outer teeth
62 insulator
63 coil
75 Resin molded body
80a∼80c upper arm switching element
80d∼80f lower arm switching element
81 main nexus
84 core insertion part
90a∼90c upper arm switching element
90d∼90f lower arm switching element
101 Drum side inverter circuit
102 Pulsator side inverter circuit
103 Drum side current sensor (rotation speed detection means)
104 Pulsator side current sensor (rotation speed detection means)
105 Drum side position sensor (rotation speed detection means)
106 Pulsator side position sensor (rotation speed detection means)
108 voltage sensor (voltage detection means)
112 inverter
113a load detection means
113b load detection means
114 Vibration detection means
121a unbalance detection means
121b unbalance detection means
130 Speed detection means
M winding machine
D mold
C1 core holding structure
C2 winding body
J vertical axis
Wa jumper wire
Va∼Vc command signal
Va'∼Vc' command signal
C carrier
Claims (15)
상기 인너 로터의 외주 측에 설치되는 아우터 로터; 및
상기 인너 로터와 상기 아우터 로터의 사이에 설치되며, 고리 형상으로 형성되고, 복수의 코일과 복수의 코어 요소를 포함하는 스테이터;를 포함하며,
상기 인너 로터를 구동하는 전류의 상수와 상기 아우터 로터를 구동하는 전류의 상수는 서로 다르며,
상기 스테이터의 복수의 코일과 복수의 코어 요소는, 상수가 다른 상기 인너 로터를 구동하는 전류와 상기 아우터 로터를 구동하는 전류가 서로 겹쳐진 복합 전류가 공급되면, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터를 독립적으로 구동시킬 수 있는 회전 자계를 발생시킬 수 있도록 형성되며,
상기 복수의 코어 요소의 각각의 티스(teeth)는 상기 인너 로터를 마주하는 인너 티스와 상기 아우터 로터를 마주하는 아우터 티스를 포함하며,
상기 인너 로터는 상기 스테이터의 내주면과 대응하도록 원주상으로 배치된 복수의 인너 마그넷을 포함하고, 상기 아우터 로터는 상기 스테이터의 외주면과 마주하도록 원주상으로 배치된 복수의 아우터 마그넷을 포함하며,
상기 스테이터의 복수의 코어 요소의 티스의 폭은 상기 복수의 코어 요소를 마주하는 상기 아우터 마그넷 또는 상기 인너 마그넷의 폭의 1/2보다 크고,
상기 스테이터의 슬롯 수(S), 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중 어느 하나의 로터의 자극 수(P1), 다른 하나의 로터의 자극 수(P2)는, 1 이상의 정수를 n이라고 할 때,
S=12n
P1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2n
이라는 조건을 만족하도록 설정되는, 세탁기용 모터.inner rotor;
An outer rotor installed on the outer circumference of the inner rotor; and
A stator installed between the inner rotor and the outer rotor, formed in a ring shape, and including a plurality of coils and a plurality of core elements,
The constant of the current driving the inner rotor and the constant of the current driving the outer rotor are different from each other,
The plurality of coils and the plurality of core elements of the stator independently rotate the inner rotor and the outer rotor when a composite current in which a current driving the inner rotor and a current driving the outer rotor of different constants overlap each other are supplied. It is formed to generate a rotating magnetic field that can be driven,
Each tooth of the plurality of core elements includes an inner tooth facing the inner rotor and an outer tooth facing the outer rotor,
The inner rotor includes a plurality of inner magnets arranged circumferentially to correspond to the inner circumferential surface of the stator, and the outer rotor includes a plurality of outer magnets arranged circumferentially to face the outer circumferential surface of the stator,
The width of the teeth of the plurality of core elements of the stator is greater than 1/2 of the width of the outer magnet or the inner magnet facing the plurality of core elements,
When the number of slots (S) of the stator, the number of magnetic poles (P1) of one of the inner rotor and the outer rotor, and the number of magnetic poles (P2) of the other rotor are an integer of 1 or more,
S=12n
P1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2n
A motor for a washing machine that is set to satisfy the conditions.
상기 스테이터의 코어 요소의 티스의 폭은 마주하는 상기 아우터 마그넷 또는 상기 인너 마그넷의 폭보다 큰, 세탁기용 모터.According to claim 1,
A motor for a washing machine, wherein the width of the teeth of the core element of the stator is larger than the width of the facing outer magnet or the inner magnet.
상기 인너 로터 및 상기 아우터 로터의 자속 분포의 기본파에 대한 상기 코일의 권선 계수는, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 모두, 0.5보다 큰 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터.According to claim 1,
A motor for a washing machine, characterized in that the winding coefficient of the coil with respect to the fundamental wave of the magnetic flux distribution of the inner rotor and the outer rotor is greater than 0.5 for both the inner rotor and the outer rotor.
상기 스테이터에 의해 발생되는 회전 자계의 수는 상기 인너 로터의 자극의 수와 상기 아우터 로터의 자극의 수와 다른 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터.According to claim 1,
A motor for a washing machine, wherein the number of rotating magnetic fields generated by the stator is different from the number of magnetic poles of the inner rotor and the number of magnetic poles of the outer rotor.
상기 인너 로터와 상기 아우터 로터의 자속 분포의 고조파에 대한 상기 코일의 단절권 계수는, 상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중의 어느 하나가 1 미만인 것을 특징으로 하는 세탁기용 모터. According to clause 1,
A motor for a washing machine, wherein the disconnection coefficient of the coil with respect to harmonics of the magnetic flux distribution of the inner rotor and the outer rotor is less than 1 for either the inner rotor or the outer rotor.
상기 스테이터는,
둘레 방향으로 독립적으로 일정한 간격으로 배치된 복수의 코어 요소; 및
상기 복수의 코어 요소의 각각에 와이어를 감아 구성한 복수의 코일;을 구비하고,
상기 복수의 코어 요소 각각의 티스는,
상기 인너 로터와 마주하는 내측 티스;
상기 아우터 로터와 마주하는 외측 티스;를 구비하고,
상기 인너 로터의 자극 수와 상기 아우터 로터의 자극 수는 다르며,
상기 복수의 코어 요소는, 상기 인너 로터의 자극 수와 상기 아우터 로터의 자극 수 중 어느 하나의 자극 수보다도 적은 개수를 포함하고,
상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중 자극 수가 많은 로터와 마주하는, 상기 내측 티스와 상기 외측 티스 중 어느 하나의 티스는, 180°/Nc ∼ 257°/Nc (Nc는 코어 요소의 개수)의 범위로 설정되는 티스 개각(開角)을 갖는, 세탁기용 모터. According to claim 1,
The stator is,
A plurality of core elements arranged independently at regular intervals in the circumferential direction; and
A plurality of coils formed by winding a wire around each of the plurality of core elements,
Teeth of each of the plurality of core elements,
inner teeth facing the inner rotor;
Provided with an outer tooth facing the outer rotor,
The number of magnetic poles of the inner rotor and the number of magnetic poles of the outer rotor are different,
The plurality of core elements include a number smaller than either the number of magnetic poles of the inner rotor or the number of magnetic poles of the outer rotor,
Any one of the inner teeth and the outer teeth, which faces the rotor with the largest number of magnetic poles among the inner rotor and the outer rotor, is in the range of 180°/Nc to 257°/Nc (Nc is the number of core elements). A motor for a washing machine having a set tooth opening.
상기 인너 로터 및 상기 아우터 로터 중 자극 수가 적은 로터와 마주하고 있는, 상기 내측 티스와 상기 외측 티스 중 다른 하나의 티스는, 96°/Nc ∼ 342°/Nc (Nc는 코어 요소 개수)의 범위로 설정되는 티스 개각을 갖는, 세탁기용 모터. According to claim 7,
The other of the inner and outer teeth, which faces the inner rotor and the outer rotor with a smaller number of magnetic poles, is in the range of 96°/Nc to 342°/Nc (Nc is the number of core elements). Motor for a washing machine, having set tooth openings.
상기 인너 로터와 상기 아우터 로터 중 자극 수가 적은 로터의 자극 수를 P1로 하고, 자극 수가 많은 로터의 자극 수를 P2로 한 경우에, 다음의 조건을 만족시키는, 세탁기용 모터.
Nc=12n
P1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2n
(n은 1 이상의 정수)According to claim 7,
A motor for a washing machine that satisfies the following conditions when the number of magnetic poles of the rotor with a small number of magnetic poles among the inner rotor and the outer rotor is set to P1, and the number of magnetic poles of the rotor with a large number of magnetic poles is set to P2.
Nc=12n
P1=(6±1)·2n
P2=(6±2)·2n
(n is an integer greater than or equal to 1)
상기 스테이터는,
각각이 분리 독립적으로 배치되는 복수의 코어 요소;
상기 복수의 코어 요소를 수용하는 인슐레이터(insulator);
상기 인슐레이터를 개재하여 상기 복수의 코어 요소의 각각의 주위에 와이어를 감아 형성하는 복수의 코일; 및
상기 복수의 코어 요소, 상기 복수의 코일, 및 상기 인슐레이터를 매설하는 수지 성형체;를 포함하며,
상기 인슐레이터는 상기 복수의 코어 요소를 사이에 끼운 상태에서, 축 방향으로 서로 맞대서 연결되는 한 쌍의 고리 형상 연결체로 형성되고,
상기 한 쌍의 고리 형상 연결체는 상기 복수의 코어 요소 각각이 삽입되는 복수의 코어 삽입부가 원주 방향으로 등간격으로 마련되는, 세탁기용 모터. According to claim 1,
The stator is,
A plurality of core elements each separately and independently disposed;
an insulator accommodating the plurality of core elements;
a plurality of coils formed by winding a wire around each of the plurality of core elements with the insulator interposed therebetween; and
It includes a resin molded body embedding the plurality of core elements, the plurality of coils, and the insulator,
The insulator is formed of a pair of ring-shaped connectors connected to each other in the axial direction, with the plurality of core elements sandwiched between them,
The pair of ring-shaped connectors is a motor for a washing machine, wherein a plurality of core insertion portions into which each of the plurality of core elements is inserted are provided at equal intervals in the circumferential direction.
상기 한 쌍의 고리 형상 연결체는,
일체로 형성된 고리 형상의 주 연결체; 및
원호 형상의 복수의 연결 요소를 연결하여 형성되는 부 연결체;를 포함하는, 세탁기용 모터. According to claim 10,
The pair of ring-shaped connectors,
A ring-shaped main connector formed as an integral body; and
A motor for a washing machine, including a secondary connection body formed by connecting a plurality of arc-shaped connection elements.
상기 한 쌍의 고리 형상 연결체를 연결하여 구성되는 코어 보유 구조체의 내주면 및 외주면에는 상기 복수의 코어 요소 각각이 노출된 내측 코어 면부 및 외측 코어 면부가 마련되며,
상기 내측 코어 면부는 상기 인슐레이터의 내주면보다 내측에 위치하고, 상기 외측 코어 면부는 상기 인슐레이터의 외주면보다 외측에 위치하는, 세탁기용 모터. According to claim 10,
An inner core surface portion and an outer core surface portion where each of the plurality of core elements is exposed are provided on the inner peripheral surface and outer peripheral surface of the core holding structure formed by connecting the pair of ring-shaped connectors,
The motor for a washing machine, wherein the inner core surface portion is located inside the inner peripheral surface of the insulator, and the outer core surface portion is located outside the outer peripheral surface of the insulator.
상기 세탁기용 모터의 인너 로터에 연결되고, 세탁물을 수용하는 드럼; 및
상기 세탁기용 모터의 아우터 로터에 연결되고, 상기 드럼 내의 세탁물을 교반시키는 펄세이터;를 포함하는, 세탁기.
A motor for a washing machine according to any one of claims 1, 2, 4 to 12;
A drum connected to the inner rotor of the washing machine motor and accommodating laundry; and
A pulsator connected to the outer rotor of the washing machine motor and agitating the laundry in the drum.
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KR102596675B1 (en) * | 2021-08-26 | 2023-10-31 | 주식회사 현대케피코 | Synchronous motor and its control apparatus and method |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006520178A (en) | 2003-03-06 | 2006-08-31 | モトール ルロワ−ソメー | Rotating electric machine having one stator and two rotors |
JP2006345682A (en) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Annular winding motor |
KR100663641B1 (en) | 2006-04-06 | 2007-01-05 | 주식회사 아모텍 | Method for making integrated stator, brushless direct current motor of radial core type having a structure of double rotors and method for making the same using the method |
KR100951755B1 (en) * | 2005-10-13 | 2010-04-08 | 파나소닉 주식회사 | Motor having twin-rotor |
JP2015089240A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 株式会社小松製作所 | Electric motor |
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Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0799923B2 (en) * | 1986-03-28 | 1995-10-25 | 株式会社安川電機 | Brushless motor winding method |
JP3480300B2 (en) | 1998-03-25 | 2003-12-15 | 日産自動車株式会社 | Rotating electric machine |
JP2004321636A (en) | 2003-04-28 | 2004-11-18 | Hitachi Home & Life Solutions Inc | Fully automatic washing machine |
JP2006174637A (en) | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | Manufacturing method for stator of rotary electric machine |
KR101558416B1 (en) * | 2012-12-18 | 2015-10-07 | 주식회사 아모텍 | Driving apparatus and washing machine |
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2016
- 2016-06-14 KR KR1020160073834A patent/KR102595183B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006520178A (en) | 2003-03-06 | 2006-08-31 | モトール ルロワ−ソメー | Rotating electric machine having one stator and two rotors |
JP2006345682A (en) | 2005-06-10 | 2006-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | Annular winding motor |
KR100951755B1 (en) * | 2005-10-13 | 2010-04-08 | 파나소닉 주식회사 | Motor having twin-rotor |
KR100663641B1 (en) | 2006-04-06 | 2007-01-05 | 주식회사 아모텍 | Method for making integrated stator, brushless direct current motor of radial core type having a structure of double rotors and method for making the same using the method |
KR101619472B1 (en) | 2013-07-19 | 2016-05-11 | 주식회사 아모텍 | Driving apparatus for washing machine and washing machine having the same |
JP2015089240A (en) * | 2013-10-30 | 2015-05-07 | 株式会社小松製作所 | Electric motor |
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