KR100408786B1 - Method for pulsator actuating - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 펄세이터 구동 방법은 세탁 부하를 감지하여 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도를 결정하는 시동 단계와; 가속 수행시 모터의 제어를 위하여 상기 결정된 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도를 바탕으로 펄스폭 변조 효율비 및 리드 각도를 결정하는 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The pulsator driving method according to the present invention includes a start-up step of sensing an initial load and determining an initial pulse width modulation efficiency ratio and an initial lead angle; And a control step of determining a pulse width modulation efficiency ratio and a read angle based on the determined initial pulse width modulation efficiency ratio and initial read angle for controlling the motor during acceleration.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 펄세이터 구동 방법은 비례 적분 제어 방식을 사용하여 펄스폭 변조 효율비와 리드 각도를 제어함으로써 와권식 세탁기에서 심하게 발생되는 왜란에 영향을 덜 받으며 정확한 펄세이터의 제어가 가능하게 되어 세탁 성능을 높일 수 있으며, 포 손상 또한 저감시킬 수 있는 장점이 있다.The pulsator driving method according to the present invention having the above characteristics is controlled by the pulse width modulation efficiency ratio and the lead angle by using the proportional integral control method, thereby being less susceptible to severe disturbances generated in the spiral winding washing machine and precisely controlling the pulsator. It is possible to increase the washing performance, there is an advantage that can also reduce the damage to the fabric.
Description
본 발명은 펄세이터 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 와권식 세탁기에서 사용되는 펄세이터를 세탁 부하에 따라 적절하게 제어함으로써, 세탁 성능을 높일 수 있는 펄세이터 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pulsator driving method, and more particularly, to a pulsator driving method that can increase the washing performance by appropriately controlling the pulsator used in the spiral winding washing machine according to the washing load.
기계의 힘을 이용하여 의류의 세탁을 하는 장치인 세탁기는 그 세탁 방식에 따라 드럼식(cylinder type)과 교반식(agitator type) 그리고 와권식(pulsator type)의 세 가지로 크게 분류된다.Washing machine, which is a device for washing clothes by using the power of the machine, is classified into three types according to the washing method: drum type, agitator type, and pulsator type.
교반식은 세탁조의 중앙에 치솟는 날개 모양의 교반기를 좌우로 회전시켜 세탁을 하는 방식으로서, 세척력은 우수하나 세탁기의 소음과 진동이 크고 빨래의 손상이 있으며, 대형 세탁기에 적합한 방식이다.Stirring is a method of washing by rotating the wing-shaped stirrer to the left and right in the center of the washing tank, washing power is excellent, but the noise and vibration of the washing machine is large, there is damage to the laundry, it is a method suitable for large washing machines.
드럼식은 주로 여러 개의 돌출부가 형성되어 있는 드럼의 안쪽에 물과 세제와 빨래를 넣고 수평축으로 저속 회전시켜 빨래가 돌출부에 의해 올려졌다 떨어지는 충격에 의해 세탁을 하게 된다. 이 방식은 빨래의 손상이 거의 없고, 물을 적게 사용할 수 있는 장점이 있으나, 세척력이 약하여 전기 히터를 사용, 물을 데워줘야 하므로 전기소모가 많고, 시간이 오래 걸리며, 소음이 큰 단점을 가지고 있어 비누가 잘 풀리지 않는 센물이 많은 유럽에서 주로 사용되고 있다.In the drum type, water, detergent and laundry are put inside the drum which is formed with several protrusions and rotated slowly on the horizontal axis so that the laundry is lifted by the protrusions. This method has almost no damage to the laundry and has the advantage of using less water. However, since the washing power is weak, the electric heater needs to be heated to warm the water, which takes a long time and makes a big noise. Hard water, which does not work well, is used in many European countries.
와권식은 1960년 일본에서 개발된 방식으로 원판 모양의 펄세이터를 회전시켜 생긴 물살로 세탁을 하는 방식으로서, 초기의 제품은 펄세이터의 직경이 작고 고속회전을 함으로써 옷의 꼬임과 손상이 심한 단점이 있었으나, 펄세이터가 대형화되고 좌우 반전시간이 줄어든 80년대 이후 제품은 이러한 단점이 보완되었으며 세척력 또한 우수하다.Wa Kwon Sik was developed in 1960 in Japan, and washes with water generated by rotating a disk-shaped pulsator. Early products have a small pulsator diameter and high speed rotation, which causes severe twisting and damage of clothes. However, since the 1980s, when the pulsator was enlarged and the reversal time of the left and right was reduced, the product has been compensated for this disadvantage and the cleaning power is also excellent.
도 1은 펄세이터를 사용하는 와권식 세탁기의 구조를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing the structure of a spiral winding washing machine using a pulsator.
도 1을 참조하면, 와권식 세탁기는 일반적으로 중공 육면체 형상의 케이스 (10)와, 상기 케이스(10)의 내부에 수납되며 물이 담기는 외조(11)와, 상기 외조 (11)에 수납되며 탈수공(12a)이 형성되어 있어 물이 자유롭게 출입할 수 있게 되어 있으며 세탁물이 담기는 내조(12)와, 상기 내조(12)의 밑면에 위치하여 물살을 일으키는 펄세이터(13)와, 상기 펄세이터(13)를 회전시키는 모터(14)로 이루어져 있다.Referring to FIG. 1, a spiral winding type washing machine is generally housed in a hollow cube-shaped case 10, an outer tub 11 containing water and filled with water, and the outer tub 11. Dehydration hole (12a) is formed so that water can freely go in and out, the inner tank 12 in which the laundry is contained, the pulsator 13 located on the bottom of the inner tank 12 to cause water, and the pulsator It consists of a motor 14 which rotates the eater 13.
작동 과정을 살펴보면, 우선 세탁물이 상기 내조(12)에 담긴 후, 물이 상기 외조(11)에 차게된다. 상기 외조(11)에 담긴 물은 상기 탈수공(12a)을 통하여 상기 내조(12)로 통하게 된다. 이렇게 상기 내조(12)로 유입된 물은 세탁물, 세재 등과 섞여 상기 내조 하부에 위치한 펄세이터(13)의 회전에 의하여 형성된 물살로 인하여 세탁 작용이 일어나게 된다.Looking at the operation process, first the laundry is contained in the inner tank 12, the water is filled in the outer tank (11). The water contained in the outer tank 11 passes through the dehydration hole 12a to the inner tank 12. The water introduced into the inner tank 12 is mixed with laundry, washing materials, etc., and the washing action occurs due to the water flow formed by the rotation of the pulsator 13 positioned below the inner tank.
여기서 상기 펄세이터(13)의 회전을 제어함으로써 세탁 성능을 향상시킬 수 있는데, 속도 제어가 안되는 유도 모터를 사용할 경우에는 모터에 가하는 전원의 공급 시간을 설정하여 모터를 제어하는 방식을 채택하고 있으며, 무정류자 직류 모터를 사용하는 경우에는 목표 rpm(분당 회전수)을 정한 뒤에 일정 시간 주기로 펄스폭 변조 효율비를 증가시키는 방식을 사용하는데, 종전 세탁시 저장되어 있던 목표 rpm에 도달시 인가한 펄스폭 변조 효율비를 다시 인가하여 실제 rpm과 목표 rpm과의 차를 읽어 이를 다음 회전시 반영하는 방법으로 모터 제어를 하고 있다.In this case, the washing performance can be improved by controlling the rotation of the pulsator 13, but when using an induction motor that does not control the speed, the motor is controlled by setting the supply time of the power applied to the motor. In the case of using a non-commutator DC motor, the pulse width modulation efficiency ratio is increased at a predetermined time interval after setting the target rpm (rpm), and the pulse width applied when the target rpm stored in the conventional laundry is reached. The motor control is performed by applying the modulation efficiency ratio again and reading the difference between the actual rpm and the target rpm and reflecting it at the next rotation.
한편, 유도 모터를 사용하는 경우에는 제어가 거의 이루어지지 않고 있으며, 무정류자 직류 모터를 사용하는 경우라 하더라도 한번의 세탁 패턴이 끝나고 다음 세탁 패턴시 종전의 최대 rpm과 목표 rpm과의 차이를 보상하여 다음 세탁 패턴시 rpm차에 비례하여 Power를 조절하는 방식으로, 한 패턴 중의 세탁물의 엉킴, 포 유동, 불량 등에 의한 부하 변동에 대처할 수 없고, 한 구동 패턴이 끝나고 다음 회에 전회의 부하 상태를 기준으로 구동하므로 부하 변동에 대처 할 수 없어 모터 구동이 불안정하게 되어 시스템 전체에 불안 요소를 증가시키는 문제점이 있다.On the other hand, when the induction motor is used, the control is hardly achieved. Even when the non-commutator DC motor is used, one washing pattern is finished and the next washing pattern compensates for the difference between the maximum rpm and the target rpm. In the next washing pattern, the power is adjusted in proportion to the rpm difference, so it is not possible to cope with the load fluctuation due to the tangling of the laundry in one pattern, the bubble flow, and the defect, and based on the previous load state the next time after one driving pattern is finished. Since it cannot drive load fluctuations, the motor drive becomes unstable, which increases the anxiety factor in the entire system.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 펄세이터의 회전 속도와 리드 각도를 정밀하게 제어함으로써 편심 등의 부정적인 요소를 저감시켜 세탁 성능을 높이며 포 손상을 줄일 수 있는 펄세이터 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was created in order to improve the above problems, by precisely controlling the rotation speed and the lead angle of the pulsator to reduce the negative factors such as eccentricity to increase the washing performance and to reduce the damage to the pulsator drive method The purpose is to provide.
도 1은 펄세이터를 사용하는 와권식 세탁기의 구조를 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing the structure of a spiral winding washing machine using a pulsator;
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 펄세이터 구동 방법을 나타낸 흐름도.2 is a flowchart illustrating a pulsator driving method according to an exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10...케이스 11...외조10 ... case 11 ... outer
12...내조 12a..탈수공12 ... manufacture 12a.
13...펄세이터 14...모터13 ... pulsator 14 ... motor
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 펄세이터 구동 방법은,(a) 세탁 부하를 감지하여 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도를 결정하는 시동 단계와;(b) 가속 수행시 모터의 제어를 위하여 상기 (a) 단계에서 결정된 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도를 바탕으로 펄스폭 변조 효율비 및 리드 각도를 결정하는 제어 단계를 포함하고,상기 제어 단계는,(b-1) 목표rpm과 현재rpm의 속도 차이를 검사하여 오차 누적값을 산출하는 단계로서 상기 오차 누적값은 아래식 (1)에 의하여 결정되는 오차 검사 단계와,......................(1)여기서, integral(t)는 현재의 오차 누적값, integral(t-1)은 이전의 오차 누적값, PIError는 목표rpm - 현재rpm, ST는 PIError의 누적 빈도이다.(b-2) 상기 (b-1) 단계에서의 검사 결과에 따라 보정되는 펄스폭 변조 효율비 및 리드 각도는 각각 아래식 (2) 및 (3)에 의해 결정되는 오차 보정 단계와,....(2)......................(3)여기서, PWM효율비는 펄스폭 변조 효율비, 초기PWM효율비는 초기 펄스폭 변조 효율비, LA는 리드 각도, 초기LA는 초기 리드 각도, Kp는 비례 상수, Ki는 적분 상수, PIError는 목표rpm - 현재rpm, 및 integral(t)는 현재의 오차 누적값이다.(b-3) 상기 (b-2) 단계에서 보정된 펄스폭 변조 효율비와 리드 각도를 모터에 적용하는 실행 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.또한, 상기 시동 단계는 세탁 부하를 감지하는 부하 감지 단계와, 상기 감지된 세탁 부하에 의하여 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도 및 목표rpm을 결정하는 초기값 설정 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the pulsator driving method according to the present invention includes: (a) a startup step of determining an initial pulse width modulation efficiency ratio and an initial lead angle by sensing a laundry load; (b) A control step of determining the pulse width modulation efficiency ratio and the read angle on the basis of the initial pulse width modulation efficiency ratio and the initial read angle determined in the step (a) for control, The control step, (b-1) Calculating an error cumulative value by inspecting a speed difference between a target rpm and a current rpm, wherein the error cumulative value is an error checking step determined by Equation (1) below; (1) where integral (t) is the current error cumulative value and integral (t-1) is the previous error cumulative value , PI Error is the target rpm-current rpm, and ST is the cumulative frequency of PI Error . (B-2) The pulse width modulation efficiency ratio and read angle, which are corrected according to the test result in step (b-1), are as follows. An error correction step determined by equations (2) and (3), ....(2) (3) where PWM efficiency ratio is pulse width modulation efficiency ratio, initial PWM efficiency ratio is initial pulse width modulation efficiency ratio, LA Is the lead angle, initial LA is the initial lead angle, Kp is the proportional constant, Ki is the integral constant, PI Error is the target rpm-the current rpm, and integral (t) is the current error cumulative value (b-3). and a step of applying the pulse width modulation efficiency ratio and the lead angle corrected in step b-2 to the motor. The starting step may include a load sensing step of detecting a washing load, and the detected washing. And an initial value setting step of determining an initial pulse width modulation efficiency ratio, an initial read angle, and a target rpm by the load.
이러한 특징을 가지는 본 발명에 따른 펄세이터 구동 방법은 펄스폭 변조 효율비와 리드 각도를 제어하여 모터가 세탁 부하에 맞게 최적의 상태로 동작할 수 있게 함으로써, 세탁 부하 및 회전 속도에 상관없이 세탁 부하의 손상을 저감시킬 수 있으며, 세탁 성능 또한 높일 수 있다.The pulsator driving method according to the present invention having the above characteristics controls the pulse width modulation efficiency ratio and the lead angle so that the motor can operate in an optimal state according to the washing load, thereby washing the load regardless of the washing load and rotation speed. Damage can be reduced, and washing performance can be improved.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 펄세이터 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a pulsator driving method according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 펄세이터 구동 방법은 세탁 부하를 감지하여 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도를 결정하는 시동 단계(S 100)와; 가속 수행시 모터의 제어를 위하여 상기 결정된 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도를 바탕으로 펄스폭 변조 효율비 및 리드 각도를 결정하는 제어 단계(S 200)로 이루어져 있다.2, the pulsator driving method according to the present invention includes a start-up step (S 100) for detecting the load load to determine the initial pulse width modulation efficiency ratio and the initial lead angle; The control step (S 200) of determining the pulse width modulation efficiency ratio and the read angle based on the determined initial pulse width modulation efficiency ratio and the initial read angle for the control of the motor during acceleration.
보다 상세하게 설명하면, 상기 시동 단계(S 100)는 세탁 부하를 감지하는 부하 감지 단계(S 110)와; 상기 감지된 세탁 부하에 의하여 초기 펄스폭 변조 효율비와 초기 리드 각도 및 목표rpm을 결정하는 초기값 설정 단계(S 120)로 이루어져 있다. 상기 감지 단계(S 110)는 우선 무게 측정 센서를 이용하여 세탁 부하를 감지한 다음 초기값 설정 단계(S 120)에서 세탁 부하에 알맞은 목표rpm을 설정한다. 본 발명은 펄스폭 변조 방식으로 구동되는 모터를 사용하므로, 상기 목표rpm은 모터에 가해지는 펄스폭 변조 효율비에 의하여 결정되기 때문에 초기 펄스폭 변조 효율비도 목표rpm을 결정짓는 세탁 부하에 따라서 결정된다. 이는 초기 펄스폭 변조 효율비가 0인 상태에서 증가시켜 목표rpm에 이르게 하는 것보다 효율을 높이기 위함이다. 또한, 상기 리드 각도는 3상 방식의 상기 모터에서 펄스폭 변조 효율비의 변화에 따른 상 변화를 최소화시켜 상기 모터가 최적의 성능을 발휘하도록 한다.In more detail, the start-up step (S 100) includes a load detection step (S 110) for detecting a laundry load; An initial value setting step (S 120) of determining an initial pulse width modulation efficiency ratio, an initial read angle, and a target rpm by the sensed laundry load is performed. In the detecting step (S 110), first, the laundry load is sensed using a weight sensor, and then, in the initial value setting step (S 120), a target rpm suitable for the laundry load is set. Since the target rpm is determined by the pulse width modulation efficiency ratio applied to the motor, the initial pulse width modulation efficiency ratio is also determined according to the washing load that determines the target rpm. . This is to increase the efficiency than to reach the target rpm by increasing in the state where the initial pulse width modulation efficiency ratio is zero. In addition, the read angle minimizes the phase change caused by the change in the pulse width modulation efficiency ratio in the three-phase motor so that the motor exhibits optimal performance.
또한, 상기 제어 단계(S 200)에서 사용될 상수값 Kp, Ki, ST도 상기 초기값 설정 단계(S 120)에서 결정된다.In addition, the constant values Kp, Ki, and ST to be used in the control step S 200 are also determined in the initial value setting step S 120.
펄스폭 변조 효율비의 범위는 0에서 255사이이고 255일 경우 풀파워를 뜻할 때, 상기 초기 펄스폭 변조 효율비는 아래의 표(1)과 같이 함이 바람직하다.When the pulse width modulation efficiency ratio ranges from 0 to 255 and 255 means full power, the initial pulse width modulation efficiency ratio is preferably as shown in Table 1 below.
한편, 상기 제어 단계(S 200)는 목표rpm과 현재rpm의 오차를 구하는 오차 검사 단계(S 210)와; 상기 검사 결과에 따라 보정이 이루어지는 오차 보정 단계(S 220)와; 상기 보정된 결과를 모터에 적용하는 실행 단계(230)로 이루어져 있다.On the other hand, the control step (S 200) includes an error checking step (S 210) for obtaining the error of the target rpm and the current rpm; An error correction step (S 220) in which correction is made according to the inspection result; An execution step 230 of applying the corrected result to the motor.
상기 오차 검사 단계(S 210)는 목표rpm과 현재rpm의 속도 차이를 검사하여 오차 누적값을 산출하는 단계로서, 상기 오차 누적값은 아래의 수학식(1)에 의하여 결정된다.The error checking step (S 210) is a step of calculating an error accumulation value by checking a speed difference between a target rpm and a current rpm, and the error accumulation value is determined by Equation (1) below.
여기서, integral(t)는 현재의 오차 누적값, integral(t-1)은 이전의 오차 누적값, PIError는 목표rpm - 현재rpm, ST는 PIError의 누적 빈도이다.Where integral (t) is the current error accumulation value, integral (t-1) is the previous error accumulation value, PI Error is the target rpm-present rpm, and ST is the accumulation frequency of PI Error .
또한, 상기 오차 보정 단계(S 220)는 상기 검사 결과에 따라 오차를 보정하는 단계로서, 주로 왜란이 심한 펄세이터의 특성상 비례 적분 제어를 이용하여 보정을 하는 것이 바람직하다.In addition, the error correction step (S 220) is a step of correcting the error according to the test result, it is preferable to correct mainly by using the proportional integral control due to the characteristics of the pulsator severely disturbed.
상기 rpm의 오차 보정은 모터의 rpm을 결정짓는 펄스폭 변조 효율비와 리드 각도에 의하여 이루어지는데, 각각 아래의 수학식(2)(3)에 의하여 결정된다.The error correction of the rpm is performed by the pulse width modulation efficiency ratio and the read angle, which determine the rpm of the motor, and are determined by the following Equations (2) and (3), respectively.
여기서, PWM효율비는 펄스폭 변조 효율비, 초기PWM효율비는 초기 펄스폭 변조 효율비, Kp는 비례 상수, Ki는 적분 상수, PIError는 목표rpm - 현재rpm, integral(t)는 현재의 오차 누적값이다.Where PWM efficiency ratio is pulse width modulation efficiency ratio, initial PWM efficiency ratio is initial pulse width modulation efficiency ratio, Kp is proportional constant, Ki is integral constant, PI Error is target rpm-current rpm, integral (t) is Cumulative error.
여기서, LA는 리드 각도, 초기LA는 초기 리드 각도, Kp는 비례 상수, Ki는 적분 상수, PIError는 목표rpm - 현재rpm, integral(t)는 현재의 오차 누적값이다.Here, LA is a read angle, initial LA is an initial read angle, Kp is a proportional constant, Ki is an integral constant, PI Error is a target rpm-present rpm, and integral (t) is a current error accumulation value.
상기 수학식(2)(3)에서 구해진 펄스폭 변조 효율비와 리드 각도값은 상기 실행 단계(S 230)에서 모터에 적용되어 세탁 부하에 맞추어 상기 모터가 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 한다.The pulse width modulation efficiency ratio and the read angle value obtained in Equation (2) and (3) are applied to the motor in the execution step (S 230) so that the motor can exhibit optimal performance according to the washing load.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 펄세이터 구동 방법은 비례 적분 제어 방식을 사용하여 펄스폭 변조 효율비와 리드 각도를 제어함으로써 와권식 세탁기에서 심하게 발생되는 왜란에 영향을 덜 받으며 정확한 펄세이터의 제어가 가능하게 되어 세탁 성능을 높일 수 있으며, 포 손상 또한 저감시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, the pulsator driving method according to the present invention is controlled by the pulse width modulation efficiency ratio and the lead angle using a proportional integral control method, thereby being less susceptible to severe disturbances generated in the spiral winding washing machine. Can be controlled to increase the washing performance, there is an advantage that can also reduce damage to the fabric.
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2001
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20121026 Year of fee payment: 10 |
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| FPAY | Annual fee payment |
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| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |