WO2015053591A1 - 세탁기 구동장치, 이를 이용한 세탁기 및 구동방법 - Google Patents

세탁기 구동장치, 이를 이용한 세탁기 및 구동방법 Download PDF

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WO2015053591A1
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driving
rotor
pulsator
washing
coil
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PCT/KR2014/009540
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안연수
송덕현
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주식회사 아모텍
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    • D06F37/30—Driving arrangements 
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    • D06F2105/46—Drum speed; Actuation of motors, e.g. starting or interrupting

Definitions

  • the present invention relates to a washing machine driving device and a driving method, and in particular, by rotating the pulsator and the washing tank in one direction, the washing tank is set to a freewheeling state or rotated by inertia by low power driving and rotating the pulsator in reverse.
  • the present invention relates to a washing machine driving device, a washing machine using the same, and a driving method using the same, while minimizing energy consumption and obtaining mutually opposite driving effects due to a twin-power driving.
  • a direct type washing machine selectively rotates a pulsator and a dehydration tank using a single washing machine motor.
  • the pulsator when the washing machine performs the washing and rinsing operations of the laundry, the pulsator is repeatedly rotated in the forward and reverse directions, and when the washing operation is performed, the pulsator and the dehydrating tank are rotated in the same direction by the washing machine motor. Rotate at high speed.
  • the conventional washing machine is a clutch, as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-0438616. And a torque transmission portion.
  • such a washing machine requires a torque transmission portion in which torque conversion is performed so as to provide torque required for washing and dewatering operations from one washing machine motor, but the torque transmission portion includes a sun gear, a planetary gear, a carrier, and the like. It is very complicated and expensive, causing the manufacturing cost of the washing machine to increase.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2006-20266 includes an inner tank rotatably installed in a tub; A pulsator rotatably installed in the inner tank; A washing machine for connecting the first washing shaft through the tub to the inner tank, the second washing shaft to the pulsator, and rotating the first washing shaft and the second washing shaft separately using a double rotor motor has been proposed.
  • the double rotor motor selectively or individually drives the pair of rotors as the stator includes a pair of separate rotors and a pair of windings in one core.
  • the inner rotor having a small diameter and small starting torque is used.
  • the initial start of the washing tank filled with a lot of laundry and water, there is a problem in that the initial starting current is excessively consumed due to the lack of starting torque of the inner rotor, resulting in a decrease in efficiency.
  • the washing tank is filled with a lot of laundry and water, and the weight and volume of the washing tank is larger than that of the pulsator, and high torque driving is required at the initial start-up.
  • the driving torque is generally smaller than that of the outer rotor.
  • the present invention has been made in view of the above, the purpose is to drive the outer rotor and the inner rotor at the same time or sequentially driven at intervals of time to rotate the pulsator and the washing tank in one direction in the reverse rotation of the pulsator
  • the washing tank stops the driving of the inner rotor, or even when the low-power drive is rotated by the inertial force as the rotation is made by the inertia, while minimizing the energy consumption, the washing machine driving device that can obtain the mutually opposite driving effect by the driving force, this It is to provide a washing machine and a driving method used.
  • a washing machine driving apparatus includes: a stator fixed to a lower surface of an outer tub and having a first coil and a second coil respectively provided on an inner side and an outer side; An inner rotor disposed with a gap in the inner circumferential surface of the first coil of the stator and connected to the washing tank; An outer rotor disposed on the outer circumferential surface of the second coil of the stator with a gap and connected to a pulsator; And a control unit for independently applying a first driving signal and a second driving signal to the first coil and the second coil, wherein the control unit rotates the washing tank when driving the pulsator and the washing tank in the opposite direction.
  • the inner rotor After driving the inner rotor and the outer rotor in the first direction, the inner rotor is set to one of freewheeling, intermittent driving or low power driving to rotate the washing tub, and the outer rotor is driven in the opposite direction to the first direction. It is characterized by rotating the pulsator in reverse.
  • a washing machine driving method is a stator having a first coil and a second coil fixed to a lower surface of an outer tub and provided with inner and outer coils respectively, and having an air gap on an inner circumferential surface of the stator and connected to a washing tub.
  • washing machine driving method of the washing machine drive device including a control unit to be applied independently, when driving the pulsator and the washing tank in the opposite direction, driving the inner rotor and the outer rotor in the first direction to rotate the washing tank Making; Rotating the washing tub by setting the inner rotor to one of freewheeling, intermittent driving, or low power driving; And rotating the pulsator in reverse by driving the outer rotor in a direction opposite to the first direction.
  • the washing machine is suspended in the interior of the case to accommodate the wash water;
  • a washing tank rotatably disposed in the outer tub to perform washing and dehydration;
  • a pulsator rotatably disposed in the washing tank to form a washing stream;
  • a driving device installed at a lower portion of the outer tank to simultaneously or selectively drive the washing tank and the pulsator, wherein the driving device is fixed to the lower surface of the outer tank and the first coil and the second coil are respectively disposed on the inner side and the outer side of the outer tub.
  • a stator provided; An inner rotor disposed with a gap in the inner circumferential surface of the first coil of the stator and connected to the washing tank; An outer rotor disposed on the outer circumferential surface of the second coil of the stator with a gap and connected to a pulsator; And a control unit for independently applying a first driving signal and a second driving signal to the first coil and the second coil, wherein the control unit rotates the washing tank when driving the pulsator and the washing tank in the opposite direction.
  • the inner rotor After driving the inner rotor and the outer rotor simultaneously in the first direction or sequentially driving at a time interval, the inner rotor is set to one of freewheeling, intermittent driving, or low power driving to rotate the washing tank, and the outer rotor is rotated.
  • the reverse direction of the pulsator by driving in the opposite direction to the first direction.
  • the present invention can implement various washing methods by selectively driving the inner rotor and the outer rotor of the washing machine motor having the double rotor-double stator without using a separate clutch.
  • a first method of rotating the pulsator and the washing tank in the same direction and at the same speed to form a soft water flow and a second method of rotating the pulsator and the washing tank in the same direction and at different speeds to form a water flow in the form of a vortex Method
  • the third method of driving the pulsator and the washing tank in different directions and at the same speed to form a strong water flow with high degree of cleaning, the pulsator and the washing tank at different directions and at different speeds, the strong water flow in various patterns
  • the fourth method of forming a the fifth method of rapidly changing the rotational speed of the pulsator and the washing tank to form a strong water flow and the rhythm stream, the slowly changing the rotational speed of the pulsator and the washing tank to form a smooth rhythm stream 6th way, the pulsator and the washing tank start with time difference and start at the same time. It can be implemented and the like.
  • the inner rotor and the outer rotor It is necessary to drive in opposite directions.
  • the washing tank in order to avoid the interference between the pulsator and the washing tank load connected to the outer rotor and the inner rotor, first driving the outer rotor and the inner rotor at the same time or sequentially at intervals in the direction to rotate the washing tank first
  • the washing tank stops driving the inner rotor or rotates by inertial force even at low power driving. Therefore, while minimizing energy consumption, the mutual driving effect by the driving force is obtained.
  • the initial starting current is excessively consumed due to insufficient starting torque of the inner rotor, thereby preventing the efficiency from being lowered. have.
  • the outer current having the large starting torque is first driven to rotate the inner rotor in the direction to rotate the inner rotor, and the starting current of the inner rotor having the small starting torque is rotated by rotating the inner rotor in a state of breaking the stop inertia of the washing tank. It is possible to prevent the deterioration of efficiency by reducing the consumption.
  • the starting current of the inner rotor with a small starting torque can be reduced to prevent the efficiency decrease.
  • the outer rotor having a large starting torque is rotated in a desired direction before or at the same time as the inner rotor having a small starting torque, thereby rapidly reaching a preset speed, thereby enabling powerful water flow control according to rapid acceleration.
  • the current consumption is increased by interference between the loads moving in the opposite directions, and as a result, the initial rotor lacks torque due to the inner rotor. Excessive current consumption occurs at start-up to prevent the efficiency from occurring.
  • the present invention can form a strong water flow to increase the degree of cleaning by rotating the washing tank in the opposite direction to the rotation direction of the pulsator in the washing mode and the rinsing mode or by rotating the washing tank in low power.
  • the washing tank is reversely rotated in the freewheeling state in a direction opposite to the rotation direction of the pulsator in the washing mode and the rinsing mode, thereby generating a high water flow rate by generating vortices.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a fully automatic washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the washing machine driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the inner shaft and the outer shaft according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a cross-sectional view in the radial direction of the washing machine drive apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of a split stator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of a split stator core according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a control unit of the fully automatic washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a control method of a fully automatic washing machine according to an embodiment of the present invention.
  • 9 to 12 are flowcharts illustrating washing methods of the reverse rotation type according to the first to fourth embodiments of the present invention, respectively.
  • the fully automatic washing machine is the case 100 and the outer tub 110 for supporting the washing water is suspended in the interior of the case 100, and A washing tank 120 rotatably disposed in the outer tub 110 to perform washing and dehydration, a pulsator 130 rotatably disposed in the washing tub 120 to form a washing stream, and an outer tub 110. It is installed in the lower portion of the includes a driving device 140 for driving the washing tank 120 and the pulsator 130 simultaneously or selectively.
  • the driving device 140 includes an outer shaft 20 having one end connected to the washing tub 120 and a rotatably disposed inside the outer shaft 20, and one end of the pulsator 130.
  • Inner shaft 30 connected to the outer shaft, an inner rotor 40 connected to the other end of the outer shaft 20, and an outer rotor 50 connected to the other end of the inner shaft 30.
  • a stator 60 disposed with a space therebetween, respectively, between the inner rotor 40 and the outer rotor 50.
  • the first bearing 70 and the second bearing 72 rotatably supporting the outer shaft 20 are disposed at a predetermined interval.
  • the first bearing 70 is supported by the first bearing housing 10
  • the second bearing 72 is supported by the second bearing housing 56.
  • the first bearing housing 10 and the second bearing housing 56 are fixed to the outer tub 110.
  • the outer shaft 20 is formed in a cylindrical shape to allow the inner shaft 30 to pass therethrough, and includes a first shaft 22 and a first shaft 22 to which the inter rotor 40 is coupled. It is connected to the upper side of the washing tank 120 includes a second shaft 24 is coupled.
  • a press-fitting groove 26 in which the lower end of the second shaft 24 is press-fitted, and a stepped portion 28 is formed on the outer side of the intermediate side to reduce the outer diameter.
  • the first bearing 70 is mounted on the 28 to prevent the first bearing 70 from flowing up and down.
  • a first connection portion 210 to which the inner rotor housing 42 of the inner rotor 40 is fixed is formed below the portion where the first bearing 70 of the first shaft 22 is mounted, and the first connection portion Below the 210, a first fixing nut 74 is fixed to the inner rotor housing 42 to the first shaft 22.
  • the first bearing 70 is inserted into the stepped portion 28 formed on the outer circumferential surface of the first shaft 22, the inner rotor housing 42 is connected by the first connecting portion 210, and the first fixing portion is fixed.
  • the nut 74 is tightened, the assembly is completed, so the assembly is easy.
  • the first bearing 70 is inserted into the step portion 28 to prevent flow, and the inner rotor housing 42 is prevented from being separated from the first shaft 22 by the first fixing nut 74. Can be.
  • the lower end of the second shaft 24 is pressed into the press-fitting groove 26 of the first shaft 22 to be connected to the first shaft 22, and the second bearing 72 is inserted into the outer circumferential surface thereof.
  • the upper outer circumferential surface of the portion in which the bearing 72 is inserted is formed with a second connection portion 220 connected to the coupling portion 122 formed at the center of the washing tank 110.
  • the first connector 210 and the second connector 220 may have a structure that is splined by forming a serration on the outer surface of the first shaft 22 and forms a key groove to form a key coupled to each other. Can have.
  • first connector 210 and the second connector 220 can connect the inner rotor housing 42 and the washing tub 110 to the outer surface of the first shaft 22 in addition to the structure described above, any structure is applicable. It is possible.
  • the inner shaft 30 is rotatably disposed on the inner surface of the outer shaft 20, and a lower end thereof is drawn out from the lower end of the outer shaft 20 to form a third connection part 280 to which the outer rotor housing 52 is connected.
  • a second fixing nut 76 is fastened to prevent the outer rotor housing 52 from being separated.
  • the upper end of the inner shaft 30 is drawn out of the upper end of the outer shaft 20 to form a fourth connection part 290 to which the pulsator 130 is connected.
  • connection portion 280 and the fourth connection portion 290 are splined to each other by forming a serration on the outer surface of the inner shaft 30, the outer rotor housing 52 and the pulsator 130 It may have a structure, and may have a structure that forms a key groove to be keyed to each other.
  • the first sleeve bearing 80 and the second sleeve bearing 82 are fixed to the upper inner circumferential surface and the lower inner circumferential surface of the outer shaft 20, respectively, and the inner shaft is fixed to the first sleeve bearing 80 and the second sleeve bearing 82. 30 is rotatably supported.
  • the upper outer peripheral surface of the inner shaft 30 is coupled to the departure prevention ring 84, the departure prevention ring 84 prevents the separation of the first sleeve bearing (80).
  • the first bearing housing 10 is formed of a resin material by a mold, and a bearing mounting portion 12 on which the first bearing is mounted is formed on an inner surface thereof, and the stator 60 is fixed at a center in the circumferential direction at a center thereof.
  • the first fastening hole 14 is formed, and the second fastening hole 16 is fastened to the outer tank by a bolt 46 at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the second bearing housing 56 is formed of a metal material, and is formed in the center of the opening to be mounted on the bearing mounting portion 230 to which the second bearing 72 is mounted, and bent upward from the bearing mounting portion 230 to seal the first seal.
  • a fourth fastening hole 19 is further formed outside the third fastening hole 18 of the second bearing housing 56, and the bolt 48 is formed on the outer tub 110 through the fourth fastening hole 19. Fastened to the second bearing housing 56 can be more firmly fixed to the outer tank.
  • the second bearing housing 56 passes through the opening of the outer tub 110 to contact the rear surface of the outer tub 110, and contacts the second bearing housing 56.
  • the first bearing housing 10 is laminated and then fastened to the outer tub 110 by one bolt 46.
  • first bearing housing 10 and the second bearing housing 56 are arranged to be stacked on the rear surface of the outer tub 110, and then the second fastening hole 16 and the second bearing housing of the first bearing housing 10 are disposed.
  • the bolt 46 By passing the bolt 46 through the third fastening hole 18 of the 56 and fastening to the outer tub 110, the first bearing housing 10 and the second bearing housing 56 with one bolt 90. Can be fastened to the outer tub 110 at the same time to improve the assembly.
  • a first seal 260 is installed between the second bearing housing 56 and the outer surface of the outer shaft 20 to prevent the wash water from leaking, and the upper inner surface of the outer shaft 20 and the upper end of the inner shaft 30 are mounted.
  • a second seal 270 is installed between the outer surfaces to prevent the wash water from leaking.
  • the inner rotor 40 includes an inner rotor housing 42 and a first magnet 44 fixed to an outer surface of the inner rotor housing 42.
  • the inner rotor housing 42 is formed in a disc shape having an open center, and a first magnet 44 is fixed to an outer surface thereof, and an inner surface thereof is connected to the first connection portion 210 of the outer shaft.
  • the outer rotor 50 is fixed to the outer rotor housing 52 and the second magnet 54 fixed to the outer inner surface of the outer rotor housing 52 and disposed to face the outer surface of the stator 60 at a predetermined gap. Include.
  • the outer rotor housing 52 has a second magnet 54 fixed to the outer inner surface thereof, the inner surface of which is connected to the third connector 280 of the inner shaft 30.
  • the inner rotor housing 42 and the outer rotor housing 52 are preferably formed of a magneto forming material so that the magneto can be formed without a back yoke.
  • the inner rotor housing 42 and the outer rotor housing 52 may be formed of a thermosetting resin such as a bulk molding compound (BMC) while using a back yoke.
  • BMC bulk molding compound
  • the stator 60 includes a plurality of split stator cores 62 arranged radially, a bobbin 64 that is a nonmagnetic material wrapped around an outer circumferential surface of the split stator core 62, and a split stator.
  • the first coil 66 is wound on one side of the core 62 and the second coil 68 is wound on the other side of the split stator core 62.
  • the outer rotor 50 is rotated when the driving signal is applied to the second coil 68 only, and the inner rotor 40 when the driving signal is simultaneously applied to the first coil 66 and the second coil 68.
  • the outer rotor 50 are rotated at the same time.
  • the split stator core 62 has a first tooth portion 310 on which the first coil 66 is wound and a second tooth portion on the opposite side of the first tooth portion 310 to wind the second coil 68. 312, a partition 314 partitioning between the first and second teeth 310 and 312, and cores 62 formed at both ends of the partition 314 in the lateral direction. And coupling portions 320 and 322 interconnecting them.
  • the first coil 66 is wound around the first tooth part 310 and the second coil 68 is wound around the second tooth part 312 in a three-phase winding manner.
  • the first flange portion 316 disposed to face the first magnet 44 is formed at the end of the first tooth portion 310, and the second magnet 54 is formed at the end of the second tooth portion 312.
  • a second flange portion 318 is disposed to face the formation.
  • the first flange 316 and the second flange portion 318 are inward and at a predetermined curvature so as to correspond to the first magnet 44 of the inner rotor 40 and the second magnet 54 of the outer rotor 50, respectively. It forms an outwardly curved surface. Therefore, since the roundness of the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the split stator core 62 is increased, the magnetic gap is constant while the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the stator 60 are close to each other while the first magnet 44 and the second magnet 54 are close. ) Can be maintained.
  • a through hole 332 through which the fixing bolt 330 passes is formed in the center of the split stator core 62, that is, the partition 314.
  • the bolt 330 passes through the through hole 332 and is fastened to the first fastening hole 14 formed in the first bearing housing 10 so that the split stator core 62 is connected to the first bearing housing 10. It serves to fix.
  • the fastening structure between the split stator core 62 and the first bearing housing 10 may include a thermosetting resin, for example, a thermosetting resin, in addition to the fastening bolt 330.
  • a thermosetting resin for example, a thermosetting resin
  • the split stator core 62 can be formed integrally with the split stator core 62 and the first bearing housing (10). .
  • the coupling parts 320 and 322 have a structure directly connected to allow the plurality of split stator cores 62 to be energized with each other.
  • the coupling parts 320 and 322 are formed such that the coupling protrusion 322 protrudes on one side of the partition 16, and the coupling groove 320 into which the coupling protrusion 322 is fitted to the other side of the partition 314. ) Is formed, and when the coupling protrusion 322 is inserted into the coupling groove 320 to assemble, the split stator cores 62 are radially arranged and have a structure directly connected to each other.
  • the bobbin 64 has a first plan such that the first flange portion 316 and the second flange portion 318 of the split stator core 62 are exposed to interact with the first magnet 44 and the second magnet 54.
  • the branch portion 316 and the second flange portion 318 are formed to be wrapped around the outer circumferential surface of the remaining split stator core 62. That is, the bobbin 64 is formed on the outer circumferential surface of the split stator core 62 by insert molding and insulates the split stator core 62 from the first coil 66 and the second coil 68.
  • the first tooth part 310 on which the first coil 66 is wound forms an inner stator
  • the second coil 68 is formed on the opposite side of the first tooth part 310.
  • the wound second tooth portion 312 forms an outer stator to form a double stator.
  • the driving device of the present invention forms a first magnetic circuit L1 between one side of the stator 60 on which the inner rotor 40 and the first coil 66 are wound, and the outer rotor 50 and the second coil. Since the second magnetic circuit L2 is formed between the other sides of the stator 60 to which the 68 is wound, and a pair of magnetic circuits are formed, each of which is independent of the inner rotor 40 and the outer rotor 50, respectively. Can be driven.
  • the first magnetic circuit L1 includes the first magnet 44 of the N pole, the first tooth portion 310 on which the first coil 66 is wound, the inner portion of the partition 314, and the N pole of the first magnetic circuit L1. Via the first magnet 44 and the inner core housing 42 of the S pole adjacent to the first magnet 44.
  • the second magnetic circuit (L2) is the second magnet portion 54 of the N pole, the second teeth portion 312, the second coil (68) wound around the N pole, 54 Via the outer portion of the portion 314, the second magnet 54 of the S pole, and the outer rotor housing 52.
  • the automatic washing machine is provided with a control unit for applying a driving signal to the first coil 66 and the second coil 68 independently.
  • the control unit includes a first driver 510 for generating a first driving signal applied to the first coil 66 and a second driver 520 for generating a second driving signal applied to the second coil 68.
  • the control unit 500 controls the first driver 510, the second driver 520, and the washing machine as a whole.
  • the first driver 510 and the second driver 520 include an inverter, and each of the first driver 510 and the second driver 520 is provided in the inverter based on, for example, a general six-step method.
  • One of the three pairs of upper switching elements and one of the three pairs of lower switching elements are selectively turned on to generate AC power, and the first three-phase structure of the three-phase structure
  • the pulsator 130 and the washing tank 120 are driven to rotate.
  • the water flow can be formed by controlling the rotation direction and the rotation speed of the pulsator 130 and the washing tank 120. .
  • step S200 power of the washing machine is first turned on in step S200.
  • control unit 500 determines whether to perform the current washing or rinsing mode through the washing control signal input according to the user's selection (S202).
  • the controller 500 drives the inverters of the first driver 510 and the second driver 520 according to the washing or rinsing mode (S204).
  • the first driver 510 and the second driver 520 generates three-phase AC power
  • the generated three-phase AC power is the first coil 66 and the second coil 68 of the stator 60
  • the selective, independently generated and applied is driven by any one of a variety of methods of washing water washing is performed.
  • washing methods can be implemented by selectively driving the inner rotor 40 and the outer rotor 50 in the washing machine motor having the double rotor-double stator.
  • the controller 500 determines whether the current dehydration mode is performed while all the rotors are stopped, or whether the dehydration mode should be performed when the washing mode or the rinsing mode is not performed in step S202. It is determined whether or not (S208).
  • the controller 500 controls the first driver 510 and the second driver 520 to rotate the inner rotor 40 and the outer rotor 50 in the same direction.
  • the controller 500 controls the first driver 510 and the second driver 520 to rotate the inner rotor 40 and the outer rotor 50 in the same direction.
  • the pulsator 130 and the washing tub 120 are rotated in the same direction to perform the dehydration mode operation (S212). .
  • the controller 500 determines whether the execution time of the dehydration mode has elapsed (S214), and terminates the washing operation of the laundry when the dehydration mode has elapsed.
  • washing or rinsing mode according to the present invention described above are as follows.
  • the second driving signal is applied to the second coil 68 by the second driver 520. Then, as the outer rotor 50 is rotated by the magnetic circuit L2, the inner shaft 30 connected to the outer rotor 50 is rotated to rotate the pulsator 130.
  • a rising and falling rotational water stream may be formed, and may be mainly used in a general washing mode.
  • the first driving signal is applied to the first coil 66 by the first driver 510. Then, as the inner rotor 40 is rotated by the magnetic circuit L1, the outer shaft 20 connected to the inner rotor 40 is rotated, thereby rotating the washing tub 120.
  • the controller 500 controls the first driver 510 to rotate only the washing tub 120.
  • the controller 500 simultaneously controls the first driver 510 and the second driver 520 to control the first coil 66.
  • the second coil 68 are simultaneously applied to the driving signal, and the pulsator 130 and the washing tub 120 are rotated in the same direction and at the same speed.
  • the current amounts of the first driving signal and the second driving signal are different from each other so that the first coil 66 and the second coil 68 are different. Is applied.
  • the pulsator 130 and the washing tank 120 may be formed in a vortex-type water flow, and may be used in a washing mode that prevents damage to laundry.
  • the first driver 510 applies the first driving signal in the forward direction and the second driver 520 drives the second drive.
  • the signal is applied in the reverse direction to drive the pulsator 130 and the washing tub 120 in different directions.
  • the first drive signal and the second drive signal applied by the first driver 510 and the second driver 520 may be used.
  • the amount of current and the direction of current are different.
  • the controller 500 controls the first driver and the second driver to vary the amount of current of the first drive signal and the second drive signal.
  • a rhythm stream can be formed and rhythm washing can be implemented. That is, when the rotational speeds of the pulsator 130 and the washing tank 120 are controlled to be sharply variable, it is possible to prevent damage to the laundry while forming a strong stream and a rhythm stream. In addition, when the rotation speed is controlled to be gently variable, a smooth rhythm of water flow can be formed and the damage of the laundry is prevented.
  • the inner rotor 40 in the case of rotating the washing tank 120 in the opposite direction to the rotation direction of the pulsator 130 in order to form a strong water flow to increase the degree of cleaning in the washing mode and the rinsing mode during the washing method
  • the outer rotor 50 need to be driven in opposite directions to each other.
  • the load of the inner rotor 40 and the outer rotor 50 moving in opposite directions that is, the interference between the pulsator 130 and the washing tub 120, and the high starting torque of the washing tub 120 having a large load. This is necessary to prevent excessive current consumption during initial startup.
  • the reverse rotational drive of the pulsator and the washing bath is used to form a strong water stream which increases the degree of cleaning in the washing mode and the rinsing mode.
  • the control unit 500 has motors having different characteristics from a database DB stored in a memory device (not shown). A motor profile required for driving the corresponding motor is loaded (S311).
  • the water stream sequence is determined according to the laundry and the washing course selected by the user, and the corresponding data is loaded from the water stream sequence DB (S312). That is, the water stream sequence defines a course in which washing is performed by rotationally driving the inner rotor 40 and the outer rotor 50, as will be described later, and the inner rotor 40 and the outer rotor 50 are clockwise ( CW) and counterclockwise (CCW) are the data that shows the order, number of driving, driving time, stop time, etc. for each time series.
  • CW clockwise
  • CCW counterclockwise
  • the target RPM and the rotation direction of the inner rotor 40 and the outer rotor 50 are set (S313).
  • the outer rotor 50 is started in a clockwise direction (CW) (S314), and the rotation speed of the outer rotor 50 is preset.
  • PI control Proportional-Integral Control
  • PID control Proportional Integral and Derivative Control
  • the clockwise CW driving of the outer rotor 50 is normally started (S316). That is, whether the outer rotor 50 is normally started is a first method of determining whether the RPM of the outer rotor 50 has reached a predetermined set value, and the rotor from a Hall sensor to detect the rotational position of the rotor. A second method for determining whether the position detection signal is constantly received by the controller 500, a third method for determining whether the amount of current of the second driving signal applied to the second coil 68 has reached a preset setting value, It is determined whether the outer rotor 50 is normally started by one of the fourth methods or a combination of at least two methods of determining whether the driving has been performed for a predetermined time using a timer. Whether the outer rotor 50 is normally started or not is the simplest control method for determining whether the drive is normally started or not.
  • the inner rotor 40 is turned clockwise (CW) while the clockwise CW driving of the outer rotor 50 is normally driven. (S317).
  • starting the inner rotor 40 clockwise CW after the clockwise CW driving of the outer rotor 50 is driven for a predetermined time means that the inner rotor 40 has a small starting torque. This is to reduce the starting current consumption to prevent the efficiency degradation.
  • the outer rotor 50 having a large starting torque is first driven to rotate in the direction in which the inner rotor 40 is rotated to break the stop inertia of the washing tub 120 serving as the load of the inner rotor 40.
  • the inner rotor 40 By rotating the inner rotor 40 at, it is possible to reduce the starting current consumption of the inner rotor 40 with a small starting torque.
  • PI control or PID control is performed such that the rotational speeds of the outer rotor 50 and the inner rotor 40 reach a preset target RPM (S318), and the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are previously made. Run for the set time.
  • the dual rotor that is, the outer rotor 50 and the inner rotor 40 determines whether the rotation drive is performed for a predetermined time, it is determined whether the outer rotor 50 and the inner rotor 40 have been normally started. (S319).
  • a second method of determining whether the inner rotor is normally started is a second method of determining whether the RPM of the inner rotor reaches a preset value instead of the first method of determining whether the preset time has elapsed, and the inner rotor rotates.
  • the third method of determining whether the rotor position detection signal is constantly received from the Hall sensor to detect the position, or whether the current amount of the first drive signal applied to the first coil reaches a preset value.
  • One or a combination of at least two methods of the fourth method may determine whether the inner rotor is normally started.
  • the second driver 520 applies the second driving signal to the second coil 68 to stop the rotation of the inner rotor 40.
  • Block (S320) Accordingly, the inner rotor 40 is freewheeling due to inertia.
  • the outer rotor 50 is counterclockwise (CCW) by inverting and applying the polarity of the first driving signal.
  • CCW counterclockwise direction
  • the controller 500 controls the first driver 510 to stop the outer rotor 50 so as to stop the first driver 510.
  • step S324 application of the first driving signal to the first coil 66 is blocked.
  • the washing tank 120 in the washing mode and the rinsing mode, reversely rotates in the freewheeling state in the opposite direction to the rotation direction of the pulsator 130 to generate vortices. Highly clean water streams can be formed while minimizing energy consumption.
  • the outer rotor 50 is rotated in the clockwise direction CW, and the inner rotor 40 is rotated in the counterclockwise direction CCW, in contrast to the above.
  • the reverse rotation drive is performed to generate vortices to form a high clean water stream while minimizing energy consumption.
  • the target RPM and the rotation direction are set when the inner rotor 40 and the outer rotor 50 are rotated in the counterclockwise direction (CCW) as in the step S312 (S326).
  • the PI control (Proportional-Integral Control) or PID control is performed so that the rotation speed of the outer rotor 50 reaches a preset RPM.
  • PID control Proportional Integral and Derivative Control
  • S328 In order to rotate the outer rotor 50 counterclockwise (CCW), the control unit 500 is applied to the first coil 66 in the first driver 510. Invert the polarity of the first drive signal to apply.
  • the subsequent steps S328 to S338 are repeated by repeating the steps S315 to S325, while the rotation directions of the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are counterclockwise (CCW).
  • the first and second drivers 510 and 520 invert the polarity of the first and second driving signals applied to the first and second coils 66 and 68 so as to be rotated by.
  • step S339) it is determined whether all of the preset washing times have elapsed. If all of the preset washing times have not elapsed, the process proceeds to step S314 and repeats the steps up to step S338.
  • the washing mode ends.
  • the present invention uses a double rotor-double stator motor as the driving device 140, and loads moving in opposite directions when driving the outer rotor 50 and the inner rotor 40 in opposite directions. That is, the current consumption is increased by the interference between the pulsator 130 and the washing tank 120.
  • the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are sequentially driven at a time interval in a direction to rotate the washing tank 120 to rotate the pulsator 130 and the washing tank 120 in one direction.
  • the washing tank 120 reduces energy consumption as the rotation is made by inertia even when the driving of the inner rotor 40 is blocked. Minimize and achieve mutually opposite driving effect by twin-power driving.
  • the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are sequentially driven at a time interval to rotate the pulsator 130 and the washing tub 120 in one direction.
  • the pulsator 130 is rotated in the opposite direction to the washing tank 120.
  • steps S411 to S413 correspond to steps S311 to 3413 of the first embodiment
  • steps S415 to S423 include the first.
  • Steps S318 to S326 of the embodiment correspond to steps S425 to S433 to steps S331 to S339 of the first embodiment. Therefore, the second embodiment corresponding to the first embodiment will not be described.
  • step S414 the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are simultaneously driven to rotate the pulsator 130 and the washing tub 120 in the clockwise direction CW.
  • the rotation direction of the counterclockwise (CCW) (50) (S418) to rotate the pulsator 130 in the opposite direction to the washing tank 120
  • the outer rotor (50) as in step S424
  • the rotation direction of the outer rotor 50 is changed in the clockwise direction CW ( S428) by rotating the pulsator 130 in the opposite direction to the washing tank 120.
  • steps S511 to S516 correspond to steps S411 to S416 of the second embodiment
  • steps S518 to S526 correspond to the second.
  • steps S418 through S426 of the embodiment correspond to steps S528 through S533, which correspond to steps S428 through S433 of the second embodiment. Therefore, the third embodiment corresponding to the second embodiment will not be described.
  • the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are simultaneously driven to rotate the pulsator 130 and the washing tub 120 in the clockwise direction CW, and the inner rotor as in step S517.
  • the pulsator 130 is rotated in the opposite direction to the washing tank 120.
  • the pulsator 130 and the washing tub 120 are rotated counterclockwise (CCW).
  • the inner rotor 40 is set to the intermittent driving and freewheeling state, and the rotation direction of the outer rotor 50 is changed clockwise (CW) (S528) to wash the pulsator 130 by the washing tank ( Reverse rotation in the opposite direction to 120).
  • the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are simultaneously driven, the inner rotor 40 is set to an intermittent drive and a freewheeling state, and the rotation direction of the outer rotor 50 is set.
  • the counterclockwise (CCW) or clockwise (CW) change (S518, S528) to implement the reverse rotation drive is driven by a fast drive (start) and reverse rotation by heavy water flow It can form a strong water flow to increase the.
  • the inner rotor 40 is set to the low power driving state instead of the intermittent driving and the freewheeling state in steps S617 and S627 as compared with the third embodiment. There is a difference.
  • the reverse rotation driving method sets the inner rotor 40 to a low power driving state (S617), and rotates the outer rotor 50 in a counterclockwise direction opposite to the inner rotor 40 (CCW). (CW) or clockwise change (S618, S628) to implement the reverse rotation drive, so as in the third embodiment, a strong water flow which increases the degree of cleaning by fast driving (starting) and reverse rotation by heavy water flow Can be formed.
  • the washing tank 120 is intermittently driven or low-power driven in the opposite direction to the rotation direction of the pulsator 130 in the washing mode and the rinsing mode to reverse rotation. Strong water flow can be formed by increasing the degree of cleaning.
  • the washing tank 120 is to be rotated.
  • the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are driven simultaneously or sequentially at a time interval to rotate the pulsator 130 and the washing tub 120 in one direction, the pulsator 130
  • the pulsator 130 By rotating the washing tank 120 is blocked by the drive of the inner rotor 40 or rotated by the inertial force even at low power drive to achieve mutually opposite driving effect by the two-way drive while minimizing energy consumption do.
  • the outer rotor 50 and the inner rotor 40 are simultaneously driven or timed.
  • sequentially driving at intervals it is possible to prevent the initial starting current from being excessively consumed due to the lack of starting torque of the inner rotor 40 and the reduction in efficiency.
  • a large energy saving can be achieved as compared with the conventional one.
  • the reverse rotation driving method according to the first to fourth embodiments may be combined with each other. It is also possible to control.
  • the present invention is a washing machine driving apparatus using a double rotor-double stator motor capable of selectively rotating a pulsator and a washing tank without providing a separate clutch, and is applied to drive control of a washing machine.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

본 발명은 펄세이터와 세탁조를 일방향으로 회전시킨 상태에서 세탁조는 프리휠링 상태로 설정하거나 또는 저전력 구동으로 관성력에 의해 회전시키고 펄세이터를 역회전시킴에 의해, 에너지 소모를 최소화하면서도 쌍동력 구동에 의한 상호 반대방향 구동 효과를 얻을 수 있는 세탁기 구동장치 및 구동방법에 관한 것이다. 본 발명은 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때, 세탁조를 회전시키고자 하는 제1방향으로 아우터 로터와 인너 로터를 구동한 후, 상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키고, 아우터 로터를 상기 제1방향의 반대방향으로 구동하여 펄세이터를 역회전시키는 것을 특징으로 한다.

Description

세탁기 구동장치, 이를 이용한 세탁기 및 구동방법
본 발명은 세탁기 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로, 특히 펄세이터와 세탁조를 일방향으로 회전시킨 상태에서 세탁조는 프리휠링 상태로 설정하거나 또는 저전력 구동으로 관성력에 의해 회전시키고 펄세이터를 역회전시킴에 의해, 에너지 소모를 최소화하면서도 쌍동력 구동에 의한 상호 반대방향 구동 효과를 얻을 수 있는 세탁기 구동장치, 이를 이용한 세탁기 및 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 직결식 세탁기는 하나의 세탁기용 모터를 사용하여 펄세이터와 탈수조를 선택적으로 회전시키고 있다.
예를 들면, 세탁기가 세탁물의 세탁 동작 및 헹굼 동작을 수행할 경우에 펄세이터를 정방향 및 역방향으로 반복하여 회전시키고, 탈수 동작을 수행할 경우에는 세탁기용 모터로 펄세이터 및 탈수조를 동일한 방향으로 고속 회전시킨다.
하나의 세탁기용 모터를 사용하여 상기 펄세이터만을 회전시키거나 또는 상기 펄세이터 및 상기 탈수조를 함께 회전시킬 수 있도록 하기 위하여, 종래의 세탁기는 등록특허공보 제10-0438616호에 개시된 바와 같이, 클러치 및 토크 변속부를 구비하고 있다.
그러나, 이러한 세탁기는 하나의 세탁기용 모터로부터 세탁 동작과 탈수 동작시에 필요한 토크를 제공하도록 토크 변환이 이루어지는 토크 변속부를 요구하나, 토크 변속부는 선기어, 유성기어, 캐리어 등을 구비하는 것으로서 그 구성이 매우 복잡하고, 고가로서 세탁기의 제조비용이 상승하는 원인으로 작용하였다.
이러한 점을 고려하여 한국 공개특허공보 10-2006-20266호에는 터브의 내부에 회전가능하게 설치되는 내조; 상기 내조 내부에 회전가능하게 설치되는 펄세이터; 상기 제1세탁축을 터브를 관통하여 내조에 연결하고, 제2세탁축을 펄세이터에 연결하며, 이중로터 모터를 사용하여 제1세탁축과 제2세탁축을 개별적으로 회전시키는 세탁기가 제안되어 있다.
이 경우, 상기한 이중로터 모터는 분리된 한쌍의 로터와 하나의 코어에 한쌍의 권선이 이루어진 스테이터를 구비함에 따라 한쌍의 로터를 선택적 또는 개별적으로 구동한다.
그러나, 상기한 더블 로터-더블 스테이터 모터를 사용한 세탁기용 모터 구동장치에서 펄세이터와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시켜서 세정도를 높이는 강한 수류를 형성하려고 할 때, 직경이 작아서 기동 토크가 작은 인너 로터로 많은 세탁물과 물이 채워진 세탁조를 초기 기동하면 인너 로터의 기동 토크 부족으로 초기 기동전류가 과도하게 소모되어 효율 저하가 발생되는 문제가 있다.
또한, 일반적으로 더블 로터-더블 스테이터 모터에서 인너 로터와 아우터 로터를 서로 반대방향으로 구동할 때 인너 로터와 아우터 로터에 연결되어 서로 반대방향으로 운동하는 부하 사이에 간섭이 발생하여 전류 소비가 증가하고, 특히 인너 로터의 토크 부족으로 초기 기동시에 과도한 전류 소모가 발생하여 효율 저하가 발생될 수 있다.
세탁모드 및 헹굼모드 시에 펄세이터의 회전방향과 반대방향으로 세탁조를 역회전시킴에 의해 세정도를 높이는 강한 수류를 형성하는 것이 요구된다.
일반적으로, 세탁조는 많은 세탁물과 물이 채워져 있으며 펄세이터와 비교하여 중량과 부피가 크기 때문에 초기 기동시에 고토크 구동이 요구된다.
세탁조를 구동하는 인너 로터는 아우터 로터의 내측에 배치되어 있기 때문에 아우터 로터와 비교하여 구동 토크가 작은 게 일반적이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출된 것으로, 그 목적은 아우터 로터와 인너 로터를 동시에 구동하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하여 펄세이터와 세탁조를 일방향으로 회전시킨 상태에서 펄세이터를 역회전시킴에 의해, 세탁조는 인너 로터의 구동을 차단하거나 또는 저전력 구동시에도 관성력에 의해 회전이 이루어짐에 따라 에너지 소모를 최소화하면서도 쌍동력 구동에 의한 상호 반대방향 구동 효과를 얻을 수 있는 세탁기 구동장치, 이를 이용한 세탁기 및 구동방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1특징에 따르면, 세탁기 구동장치는 외조의 하면에 고정되고 내측 및 외측에 각각 제1코일 및 제2코일이 구비되는 스테이터; 상기 스테이터의 제1코일 내주면에 공극을 두고 배치되고 세탁조와 연결되는 인너 로터; 상기 스테이터의 제2코일 외주면에 공극을 두고 배치되고 펄세이터와 연결되는 아우터 로터; 및 상기 제1코일 및 제2코일로 제1구동신호 및 제2구동신호를 독립적으로 인가하는 제어유닛을 포함하고, 상기 제어유닛은 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때, 세탁조를 회전시키고자 하는 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 구동한 후, 상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키고, 아우터 로터를 상기 제1방향의 반대방향으로 구동하여 펄세이터를 역회전시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2특징에 따르면, 세탁기 구동방법은 외조의 하면에 고정되고 내측 및 외측에 각각 제1코일 및 제2코일이 구비되는 스테이터, 상기 스테이터의 내주면에 공극을 두고 배치되고 세탁조와 연결되는 인너 로터, 상기 스테이터의 외주면에 공극을 두고 배치되고 펄세이터와 연결되는 아우터 로터, 및 상기 인너 로터와 아우터 로터를 구동하도록 상기 제1코일 및 제2코일로 제1구동신호 및 제2구동신호를 독립적으로 인가하는 제어유닛을 포함하는 세탁기 구동장치의 세탁기 구동방법에 있어서, 상기 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때, 상기 세탁조를 회전시키고자 하는 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 구동하는 단계; 상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키는 단계; 및 상기 아우터 로터를 제1방향의 반대방향으로 구동하여 펄세이터를 역회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3특징에 따르면, 세탁기는 케이스의 내부에 현가 지지되어 세탁수를 수용하는 외조; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁과 탈수를 수행하는 세탁조; 상기 세탁조 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터; 및 상기 외조의 하부에 설치되어 세탁조와 펄세이터를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 구동장치를 포함하는 세탁기로서, 상기 구동장치는 외조의 하면에 고정되고 내측 및 외측에 각각 제1코일 및 제2코일이 구비되는 스테이터; 상기 스테이터의 제1코일 내주면에 공극을 두고 배치되고 세탁조와 연결되는 인너 로터; 상기 스테이터의 제2코일 외주면에 공극을 두고 배치되고 펄세이터와 연결되는 아우터 로터; 및 상기 제1코일 및 제2코일로 제1구동신호 및 제2구동신호를 독립적으로 인가하는 제어유닛을 포함하고, 상기 제어유닛은 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때, 세탁조를 회전시키고자 하는 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 동시에 구동하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 구동한 후, 상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키고, 아우터 로터를 상기 제1방향의 반대방향으로 구동하여 펄세이터를 역회전시키는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 별도의 클러치를 사용하지 않고, 더블 로터-더블 스테이터를 구비한 세탁기용 모터의 인너 로터 및 아우터 로터를 각각 선택적으로 구동시킴에 의해 다양한 세탁 방법을 구현할 수 있다.
예를 들어, 펄세이터와 세탁조를 같은 방향 및 같은 속도로 회전시켜 소프트한 수류를 형성하는 제1방법, 펄세이터와 세탁조를 같은 방향 및 서로 다른 속도로 회전시켜 와류 형태의 수류를 형성하는 제2방법, 펄세이터와 세탁조를 서로 다른 방향 및 동일한 속도로 구동시켜, 세정도 높은 강한 수류를 형성하는 제3방법, 펄세이터와 세탁조를 서로 다른 방향 및 다른 속도로 구동시켜, 여러 가지 패턴의 강한 수류를 형성하는 제4방법, 펄세이터와 세탁조의 회전 속도를 급격하게 가변시켜서 강한 수류 및 리듬 수류를 형성하는 제5방법, 펄세이터와 세탁조의 회전 속도를 완만하게 가변시켜서 부드러운 리듬 수류를 형성하는 제6방법, 펄세이터와 세탁조가 시간차를 두고 스타트하여 동시에 스타트하는 경우 비해 적은 용량의 회로를 절전 운영하는 제7방법 등을 구현할 수 있다.
특히, 상기 제3 및 제4 방법과 같이, 세탁모드 및 헹굼모드 시에 세정도를 높이는 강한 수류를 형성하기 위해 펄세이터의 회전방향과 반대방향으로 세탁조를 역회전시키는 경우 인너 로터와 아우터 로터를 서로 반대방향으로 구동하는 것이 필요하다.
이 경우, 서로 반대방향으로 운동하는 부하 사이에 간섭과, 부하가 큰 세탁조의 고 기동 토크로 인하여 초기 기동시에 과도한 전류 소모가 발생되는 것을 막는 것이 필요하다.
본 발명에서는, 아우터 로터와 인너 로터에 연결되는 펄세이터와 세탁조 부하 사이의 간섭을 피하기 위하여 우선 세탁조를 회전시키고자 하는 방향으로 먼저 아우터 로터와 인너 로터를 동시에 구동하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하여 펄세이터와 세탁조를 일방향으로 회전시킨 상태에서, 작은 부하로서 작은 기동 토크가 요구되는 펄세이터를 역회전시킴에 의해, 세탁조는 인너 로터의 구동을 차단하거나 또는 저전력 구동시에도 관성력에 의해 회전이 이루어짐에 따라 에너지 소모를 최소화하면서도 쌍동력 구동에 의한 상호 반대방향 구동 효과를 얻게 된다.
본 발명에서는 더블 로터-더블 스테이터 모터를 사용한 세탁기용 모터 구동장치에서 인너 로터로 세탁조를 초기 기동할 때 인너 로터의 기동 토크 부족으로 초기 기동전류가 과도하게 소모되어 효율 저하가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 기동 토크가 큰 아우터 로터를 인너 로터를 회전시키고자 하는 방향으로 먼저 회전 구동시켜서 세탁조의 정지 관성을 깨트린 상태에서 인너 로터를 회전시킴에 의해 기동 토크가 작은 인너 로터의 기동 전류 소모를 감소시켜서 효율 저하를 방지할 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 펄세이터와 세탁조를 서로 반대방향으로 회전시켜서 세정도를 높이는 강한 수류를 형성할 때 기동 토크가 작은 인너 로터의 기동 전류 소모를 감소시켜서 효율 저하를 방지할 수 있다.
본 발명은 기동 토크가 큰 아우터 로터를 기동 토크가 작은 인너 로터 보다 먼저 또는 동시에 원하는 방향으로 회전시킴에 따라 미리 설정된 속도까지 빠르게 도달할 수 있어 빠른 가속에 따른 강력한 수류 제어가 가능하다.
본 발명은 더블 로터-더블 스테이터 모터에서 인너 로터와 아우터 로터를 서로 반대방향으로 구동할 때 서로 반대방향으로 운동하는 부하 사이에 간섭에 의해 전류 소비가 증가하고, 그 결과 인너 로터의 토크 부족으로 초기 기동시에 과도한 전류 소모가 발생하여 효율 저하가 발생되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명은 세탁모드 및 헹굼모드 시에 펄세이터의 회전방향과 반대방향으로 세탁조를 간헐 구동하거나 또는 저전력 구동하여 역회전시킴에 의해 세정도를 높이는 강한 수류를 형성할 수 있다.
본 발명은 세탁모드 및 헹굼모드 시에 펄세이터의 회전방향과 반대방향으로 세탁조가 프리휠링 상태로 역회전시킴에 의해 와류를 발생시켜 세정도가 높은 수류를 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 구동장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인너 샤프트 및 아우터 샤프트의 길이방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁기 구동장치의 직경방향 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 스테이터의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할 스테이터 코어의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기의 제어 유닛을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 9 내지 도 12는 각각 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 역회전 방식의 세탁방법을 나타낸 흐름도이다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.
먼저, 본 발명에 따른 세탁기용 모터 구동장치를 설명하기 전에 본 발명이 적용되는 전자동 세탁기와 더블 로터-더블 스테이터 구조의 세탁기용 모터에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기는 외형을 이루는 케이스(100)와, 케이스(100)의 내부에 현가 지지되어 세탁수를 수용하는 외조(110)와, 외조(110)의 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁과 탈수를 수행하는 세탁조(120)와, 세탁조(120) 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터(130)와, 외조(110)의 하부에 설치되어 세탁조(120)와 펄세이터(130)를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 구동장치(140)를 포함한다.
구동장치(140)는 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 세탁조(120)와 연결되는 아우터 샤프트(20)와, 아우터 샤프트(20)의 내부에 회전 가능하게 배치되고 일단이 펄세이터(130)와 연결되는 인너 샤프트(30)와, 아우터 샤프트(20)의 타단과 연결되는 인너 로터(Inner Rotor)(40)와, 인너 샤프트(30)의 타단과 연결되는 아우터 로터(Outer Rotor)(50)와, 상기 인너 로터(40)와 아우터 로터(50) 사이에 각각 공극을 두고 배치되는 스테이터(60)를 포함한다.
아우터 샤프트(20)의 외주면에는 아우터 샤프트(20)를 회전 가능하게 지지하는 제1베어링(70)과 제2베어링(72)이 일정 간격을 두고 배치된다.
제1베어링(70)은 제1베어링 하우징(10)에 지지되고, 제2베어링(72)은 제2베어링 하우징(56)에 지지된다. 제1베어링 하우징(10)과 제2베어링 하우징(56)은 외조(110)에 고정된다.
아우터 샤프트(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 인너 샤프트(30)가 통과하도록 원통 형태로 형성되고, 인터 로터(40)가 결합되는 제1샤프트(22)와, 제1샤프트(22)의 상측에 연결되고 세탁조(120)가 결합되는 제2샤프트(24)를 포함한다.
제1샤프트(22)의 상단 내면에는 제2샤프트(24)의 하단이 압입되는 압입홈(26)이 형성되고, 중간측 외면에는 외경이 작아지는 단차부(28)가 형성되며, 이 단착부(28)에 제1베어링(70)이 장착되어 제1베어링(70)이 상하 유동되는 것을 방지한다.
그리고, 제1샤프트(22)의 제1베어링(70)이 장착되는 부분의 하측으로 인너 로터(40)의 인너 로터 하우징(42)이 고정되는 제1연결부(210)가 형성되고, 제1연결부(210)의 하측에는 인너 로터 하우징(42)을 제1샤프트(22)에 고정시키는 제1고정너트(74)가 체결된다.
여기에서, 제1샤프트(22)의 외주면에 형성된 단차부(28)에 제1베어링(70)을 삽입하고, 제1연결부(210)에 의해 인너 로터 하우징(42)을 연결하고, 제1고정너트(74)를 체결하면 조립이 완료되므로 조립이 간편하다. 그리고, 제1베어링(70)은 단차부(28)에 삽입되어 유동이 방지되고, 인너 로터 하우징(42)은 제1고정너트(74)에 의해 제1샤프트(22)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
제2샤프트(24)는 그 하단이 제1샤프트(22)의 압입홈(26)에 압입되어 제1샤프트(22)와 연결되고, 그 외주면에는 제2베어링(72)이 삽입되며, 제2베어링(72)이 삽입되는 부분의 상측 외주면은 세탁조(110)의 중앙에 형성된 결합부(122)에 연결되는 제2연결부(220)가 형성된다.
제1연결부(210) 및 제2연결부(220)는 제1샤프트(22)의 외면에 세레이션(Serration)을 형성하여 스플라인 결합되는 구조를 가질 수 있고, 키홈을 형성하여 상호 키 결합되는 구조를 가질 수 있다.
이러한 제1연결부(210) 및 제2연결부(220)는 위에서 설명한 구조 이외에 제1샤프트(22)의 외면에 인너 로터 하우징(42) 및 세탁조(110)를 연결할 수 있는 구조이면 어떠한 구조도 적용이 가능하다.
인너 샤프트(30)는 아우터 샤프트(20)의 내면에 회전 가능하게 배치되고, 하단은 아우터 샤프트(20)의 하단에서 인출되어 아우터 로터 하우징(52)이 연결되는 제3연결부(280)가 형성되고, 하단 끝부분에는 아우터 로터 하우징(52)이 이탈되는 것을 방지하는 제2고정너트(76)가 체결된다. 그리고, 인너 샤프트(30)의 상단은 아우터 샤프트(20)의 상단에서 인출되어 펄세이터(130)가 연결되는 제4연결부(290)가 형성된다.
여기에서, 제3연결부(280) 및 제4연결부(290)는 인너 샤프트(30)의 외면, 아우터 로터 하우징(52) 및 펄세이터(130)에 세레이션(Serration)을 형성하여 상호 스플라인 결합되는 구조를 가질 수 있고, 키홈을 형성하여 상호 키 결합되는 구조를 가질 수 있다.
아우터 샤프트(20)의 상부 내주면 및 하부 내주면에 각각 제1슬리브 베어링(80) 및 제2슬리브 베어링(82)이 고정되고, 제1슬리브 베어링(80) 및 제2슬리브 베어링(82)에 인너 샤프트(30)가 회전 가능하게 지지된다.
그리고, 인너 샤프트(30)의 상측 외주면에는 이탈 방지링(84)이 결합되고, 이탈 방지링(84)은 제1슬리브 베어링(80)의 이탈을 방지한다.
제1베어링 하우징(10)은 수지 재질로 금형에 의해 형성되고, 내면에 제1베어링이 장착되는 베어링 장착부(12)가 형성되고, 그 중앙측에는 원주방향으로 일정 간격을 두고 스테이터(60)가 고정되는 제1체결홀(14)이 형성되고, 외측 가장자리에는 원주방향으로 일정 간격을 두고 외조에 볼트(46)로 체결되는 제2체결홀(16)이 형성된다.
제2베어링 하우징(56)은 금속 재질로 형성되고, 개구된 중앙에 형성되어 제2베어링(72)이 장착되는 베어링 장착부(230)와, 베어링 장착부(230)에서 상측방향으로 절곡되어 제1시일(260)이 장착되는 시일 장착부(240)와, 시일 장착부(240)에서 하측방향으로 절곡되어 외조(110)에 볼트(46)로 체결되는 제3체결홀(18)이 형성된 외조 고정부(280)를 포함한다.
그리고, 제2베어링 하우징(56)의 제3체결홀(18)의 외측으로 제4체결홀(19)이 더 형성되고, 제4체결홀(19)을 통해 외조(110)에 볼트(48)로 체결되어 제2베어링 하우징(56)이 보다 견고하게 외조에 고정시킬 수 있다.
여기에서, 외조(110)의 중앙에는 개구부가 형성되고, 제2베어링 하우징(56)은 외조(110)의 개구부를 통과하여 외조(110)의 배면에 접촉되고, 제2베어링 하우징(56)에 제1베어링 하우징(10)을 적층한 후 하나의 볼트(46)에 의해 외조(110)에 체결된다.
즉, 제1베어링 하우징(10)과 제2베어링 하우징(56)을 외조(110)의 배면에 적층되도록 배치한 후 제1베어링 하우징(10)의 제2체결홀(16)과 제2베어링 하우징(56)의 제3체결홀(18)에 볼트(46)를 통과시킨 후 외조(110)에 체결함으로써, 하나의 볼트(90)로 제1베어링 하우징(10)과 제2베어링 하우징(56)을 동시에 외조(110)에 체결할 수 있어 조립성을 향상시킬 수 있다.
제2베어링 하우징(56)과 아우터 샤프트(20)의 외면 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제1시일(260)이 장착되고, 아우터 샤프트(20)의 상단 내면과 인너 샤프트(30)의 상단 외면 사이에는 세탁수가 누수되는 것을 방지하는 제2시일(270)이 장착된다.
도 2에 도시된 구동장치(140)에서 인너 로터(40)는 인너 로터 하우징(42)과, 인너 로터 하우징(42)의 외면에 고정되는 제1마그넷(44)을 포함한다. 인너 로터 하우징(42)는 중앙이 개구된 원판 형태로 형성되고, 그 바깥면에는 제1마그넷(44)이 고정되고, 그 안쪽면은 아우터 샤프트의 제1연결부(210)에 연결된다.
그리고, 아우터 로터(50)는 아우터 로터 하우징(52)과, 아우터 로터 하우징(52)의 외측 내면에 고정되고 스테이터(60)의 외면과 일정 갭을 두고 마주보게 배치되는 제2마그넷(54)을 포함한다. 아우터 로터 하우징(52)은 외측 내면에 제2마그넷(54)이 고정되고, 그 내면은 인너 샤프트(30)의 제3연결부(280)에 연결된다.
여기에서, 인너 로터 하우징(42)과 아우터 로터 하우징(52)은 백요크 없이 자로를 형성할 수 있도록 자로 형성재료로 형성되는 것이 바람직하다. 물론 인너 로터 하우징(42)과 아우터 로터 하우징(52)은 백요크를 사용하면서 BMC(Bulk Molding Compound)와 같은 열경화성 수지로 형성하는 것도 가능하다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 스테이터(60)는 방사상으로 배열되는 다수의 분할 스테이터 코어(62)와, 분할 스테이터 코어(62)의 외주면에 감싸지는 비자성체인 보빈(64)과, 분할 스테이터 코어(62)의 일측에 감겨지는 제1코일(66)과, 분할 스테이터 코어(62)의 타측에 감겨지는 제2코일(68)을 포함한다.
여기에서, 제1코일(66)로는 제1구동신호가 인가되고, 제2코일(68)에는 제2구동신호가 인가되기 때문에, 제1코일(66)로만 구동신호가 인가되면 인너 로터(40)만 회전되고, 제2코일(68)로만 구동신호가 인가되면 아우터 로터(50)만 회전되고, 제1코일(66)과 제2코일(68)에 동시에 구동신호가 인가되면 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 동시에 회전된다.
분할 스테이터 코어(62)는 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310)와, 제1티스부(310)의 반대쪽에 형성되어 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312)와, 제1티스부(310)와 제2티스부(312) 사이를 구획하는 구획부(314)와, 구획부(314)의 측방향 양쪽 끝부분에 형성되어 코어들(62) 사이를 상호 연결하는 결합부(320,322)를 포함한다.
상기 제1코일(66)은 제1티스부(310)에, 제2코일(68)은 제2티스부(312)에 각각 3상 권선방식으로 권선되는 것이 바람직하다.
제1티스부(310)의 끝부분에는 제1마그넷(44)과 마주보게 배치되는 제1플랜지부(316)가 형성되고, 제2티스부(312)의 끝부분에는 제2마그넷(54)과 마주보게 배치되는 제2플랜지부(318)가 형성된다.
제1플랜지(316)와 제2플랜지부(318)는 인너 로터(40)의 제1마그넷(44)과, 아우터 로터(50)의 제2마그넷(54)에 각각 대응하도록 소정 곡률로 내향 및 외향 곡면을 이루고 있다. 따라서, 분할 스테이터 코어(62)의 내주면 및 외주면의 진원도가 높아지므로 스테이터(60)의 내주면 및 외주면과 제1마그넷(44) 및 제2마그넷(54)과의 사이가 근접되면서도 일정한 자기갭(gap)을 유지할 수 있다.
그리고, 분할 스테이터 코어(62)의 중앙 즉, 구획부(314)에는 고정볼트(330)가 통과하는 관통홀(332)이 형성된다.
여기에서, 볼트(330)는 관통홀(332)을 통과하여 제1베어링 하우징(10)에 형성된 제1체결홀(14)에 체결되어 분할 스테이터 코어(62)를 제1베어링 하우징(10)에 고정하는 역할을 한다.
분할 스테이터 코어(62)와 제1베어링 하우징(10) 사이의 체결구조는 위에서 설명한 바와 같이, 고정볼트(330)에 의해 체결되는 구조 이외에, 제1베어링 하우징(10)을 열경화성 수지, 예를 들어 폴리에스터와 같은 BMC(Bulk Molding Compound) 몰딩재로 몰딩하여 제조할 때 분할 스테이터 코어(62)를 인서트 몰딩함에 의해 분할 스테이터 코어(62)와 제1베어링 하우징(10)을 일체로 형성할 수 있다.
다수의 분할 스테이터 코어(62) 사이는 자기회로를 형성할 수 있도록 상호 직접 연결된 구조를 가져야 된다. 따라서, 결합부(320,322)는 다수의 분할 스테이터 코어(62) 사이가 서로 통전될 수 있도록 직접 연결된 구조를 갖는다.
이러한 결합부(320,322)는 일 예로, 구획부(16)의 일측에 결합돌기(322)가 돌출되게 형성되고, 구획부(314)의 타측에 결합돌기(322)가 끼움 결합되는 결합홈(320)이 형성되어, 결합돌기(322)를 결합홈(320)에 끼워 조립하면 분할 스테이터 코어들(62)이 방사상으로 배열되고, 상호 직접 연결된 구조를 갖게 된다.
보빈(64)은 분할 스테이터 코어(62)의 제1플랜지부(316) 및 제2플랜지부(318)가 제1마그넷(44) 및 제2마그넷(54)과 상호 반응하도록 노출되게 제1플랜지부(316) 및 제2플랜지부(318)를 나머지 분할 스테이터 코어(62)의 외주면에 감싸지게 형성된다. 즉, 보빈(64)은 인서트 몰딩에 의해 분할 스테이터 코어(62)의 외주면에 형성되고 분할 스테이터 코어(62)와 제1코일(66) 및 제2코일(68) 사이를 절연시킨다.
본 발명에 따른 스테이터(60)는 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310)가 인너 스테이터를 형성하고, 제1티스부(310)의 반대쪽에 형성되어 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312)가 아우터 스테이터를 형성하여, 더블 스테이터를 구성한다.
이와 같은 본 발명의 구동장치는 인너 로터(40)와 제1코일(66)이 감겨지는 스테이터(60)의 일측 간에 제1자기 회로(L1)를 형성하고, 아우터 로터(50)와 제2코일(68)이 감겨지는 스테이터(60)의 타측 간에 제2자기 회로(L2)를 형성하여, 각각 서로 독립적인 한 쌍의 자기 회로를 형성하므로 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)가 각각 별도로 구동될 수 있다.
구체적으로, 제1자기회로(L1)는 N극의 제1마그넷(44), 제1코일(66)이 감겨지는 제1티스부(310), 구획부(314)의 내측부분, N극의 제1마그넷(44)에 인접한 S극의 제1마그넷(44) 및 인너 코어 하우징(42)을 경유한다.
그리고, 제2자기회로(L2)는 N극의 제2마그넷(54), N극의 제2마그넷(54)에 대향하고 제2코일(68)이 감겨지는 제2티스부(312), 구획부(314)의 외측부분, S극의 제2마그넷(54), 아우터 로터 하우징(52)을 경유한다.
이와 같이, 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 세탁기의 구동방법을 도 7 내지 도 12를 참조하여 다음에서 설명한다.
전자동 세탁기에는 제1코일(66)과 제2코일(68)에 각각 독립적으로 구동신호를 인가하기 위한 제어유닛이 구비된다.
제어유닛은 제1코일(66)로 인가되는 제1구동신호를 발생하는 제1드라이버(510)와, 제2코일(68)로 인가되는 제2구동신호를 발생하는 제2드라이버(520)와, 제1드라이버(510), 제2드라이버(520) 및 세탁기 전체를 제어하는 제어부(500)를 포함한다.
상기 제1드라이버(510) 및 제2드라이버(520)는 인버터를 포함하며, 제1드라이버(510) 및 제2드라이버(520)는 각각 예를 들어, 일반적인 6-스탭 방식에 기초하여 인버터에 구비된 3쌍의 상부 스위칭 소자 중 하나와 3쌍의 하부 스위칭 소자 중 하나를 선택적으로 턴온시켜서 교류전력을 발생시키고, 발생하는 U상, V상 및 W상의 교류전력을 변경하면서 3상 구조의 제1코일(66) 및 제2코일(68)에 인가되는 3상 교류전력의 상을 변경하여 상기 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 회전 구동한다.
본 발명에 따른 전자동 세탁기는 펄세이터(130)와 세탁조(120)가 각각 독립적으로 구동되기 때문에 펄세이터(130) 및 세탁조(120)의 회전방향과 회전속도를 제어하여 다양한 수류를 형성할 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 전자동 세탁기는 먼저 단계(S200)에서 세탁기의 전원이 턴 온된다.
이와 같은 상태에서 제어부(500)는 사용자의 선택에 따라 입력되는 세탁 제어신호를 통해 현재 세탁 또는 헹굼 모드를 수행하는 지의 여부를 판단한다(S202).
상기 판단 결과, 세탁 또는 헹굼 모드를 수행할 경우에 상기 제어부(500)는 세탁 또는 헹굼 모드에 따라 제1드라이버(510) 및 제2드라이버(520)의 인버터를 구동시킨다(S204).
그러면, 상기 제1드라이버(510) 및 제2드라이버(520)가 3상 교류전력을 발생시키고, 발생시킨 3상 교류전력은 스테이터(60)의 제1코일(66) 및 제2코일(68)에 인가되어 선택적, 독립적으로 발생되어 인가됨에 따라 다양한 세탁수류 중 어느 하나의 방법으로 구동되어 세탁이 이루어진다.
즉, 더블 로터-더블 스테이터를 구비한 세탁기용 모터에서 인너 로터(40) 및 아우터 로터(50)를 각각 선택적으로 구동시킴에 의해 다양한 세탁 방법을 구현할 수 있다.
그 후, 상기 제어부(500)는 모든 로터를 정지시킨 상태에서 현재 탈수모드를 수행하는지의 여부를 판단하거나 또는 상기 단계(S202)에서 세탁모드 또는 헹굼모드가 아닐 경우에 탈수모드를 수행해야 되는지의 여부를 판단한다(S208).
상기 판단 결과 탈수 모드를 수행해야 될 경우에 상기 제어부(500)는 인너 로터(40) 및 아우터 로터(50)가 동일한 방향으로 회전할 수 있도록 제1드라이버(510) 및 제2드라이버(520)를 제어하여 제1코일(66)과 제2코일(68)에 동일한 구동신호를 인가함에 의해 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 동일한 방향으로 회전되게 하여 탈수 모드의 동작을 수행한다(S212).
그리고 상기 제어부(500)는 탈수모드의 수행시간이 경과되었는지의 여부를 판단하고(S214), 탈수모드의 시간이 경과되었을 경우에 세탁물의 세탁 동작을 종료한다.
상기한 본 발명에 따른 세탁 또는 헹굼 모드를 부연설명하면, 다음과 같다.
먼저, 펄세이터(130)만 구동될 경우 제2드라이버(520)에 의해 제2코일(68)로 제2구동신호가 인가된다. 그러면, 자기회로(L2)에 의해 아우터 로터(50)가 회전되면서 아우터 로터(50)와 연결된 인너 샤프트(30)가 회전되면서 펄세이터(130)를 회전시킨다.
이와 같이, 펄세이터(130)만 구동될 경우 상승 및 하강 회전 수류를 형성시킬 수 있고, 주로 일반적인 세탁모드에서 사용될 수 있다.
그리고, 세탁조(120)만 구동될 경우, 제1드라이버(510)에 의해 제1코일(66)로 제1구동신호가 인가된다. 그러면, 자기회로(L1)에 의해 인너 로터(40)가 회전되면서 인너 로터(40)와 연결된 아우터 샤프트(20)가 회전되면서 세탁조(120)를 회전시킨다.
이와 같이, 세탁조(120)만 구동될 경우 포 엉킴 방지 수류를 형성시킬 수 있다. 즉, 포 엉킴이 발생된 것으로 판단되면 제어부(500)는 제1드라이버(510)를 제어하여 세탁조(120)만 회전시킨다.
그리고, 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 같은 방향 및 같은 속도로 회전시킬 경우, 제어부(500)는 제1드라이버(510) 및 제2드라이버(520)를 동시에 제어하여 제1코일(66) 및 제2코일(68)로 동시에 구동신호가 인가되어, 펄세이터(130)와 세탁조(120)가 같은 방향 및 같은 속도로 회전된다.
이와 같이, 펄세이터(130)와 세탁조(120)가 같은 방향 및 같은 속도로 회전하게 되면 소프트한 수류를 형성할 수 있다. 따라서 세탁물의 종류에 따라 섬세한 세탁 모드를 필요로 할 경우 사용될 수 있다.
그리고, 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 같은 방향 및 서로 다른 속도로 회전시킬 경우 제1구동신호와 제2구동신호의 전류량을 서로 다르게 하여 제1코일(66) 및 제2코일(68)로 인가한다.
이와 같이, 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 같은 방향 및 서로 다른 속도로 회전시키면 와류 형태의 수류를 형성할 수 있게 되고 세탁물의 손상을 방지하는 세탁 모드에서 사용될 수 있다.
그리고, 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 서로 다른 방향 및 동일한 속도로 구동시킬 경우 제1드라이버(510)에서 제1구동신호를 순방향으로 인가하고, 제2드라이버(520)에서 제2구동신호를 역방향으로 인가하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 서로 다른 방향으로 구동시킨다.
이와 같이, 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 서로 다른 방향 및 동일한 속도로 구동시키면, 강한 수류를 형성할 수 있어 세정도를 향상시킬 수 있으므로 강한 세정도를 필요로 하는 세탁 모드에 사용될 수 있다.
그리고, 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 서로 다른 방향 및 다른 속도로 구동시킬 경우, 제1드라이버(510) 및 제2드라이버(520)에서 인가되는 제1구동신호 및 제2구동신호의 전류량 및 전류방향을 서로 다르게 한다.
이와 같이, 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 서로 다른 방향 및 다른 속도로 구동시키면 여러 가지 패턴의 강한 수류를 형성할 수 있어 다양한 세탁 모드를 구현할 수 있다.
그리고, 펄세이터(130)와 세탁조(120)의 회전 속도를 가변시킬 경우, 제어부(500)에서 제1드라이버 및 제2드라이버를 제어하여 제1구동신호 및 제2구동신호의 전류량을 가변시킨다.
이와 같이, 펄세이터(130)와 세탁조(120)의 회전 속도를 가변시키면 리듬 수류를 형성할 수 있고 리듬 세탁을 구현할 수 있다. 즉, 펄세이터(130)와 세탁조(120)의 회전 속도가 급격하게 가변되도록 제어할 경우 강한 수류 및 리듬 수류를 형성하면서 세탁물의 손상을 방지할 수 있다. 그리고, 회전 속도가 완만하게 가변되도록 제어할 경우 부드러운 리듬 수류를 형성할 수 있고 세탁물의 손상을 방지한다.
그리고, 펄세이터(130)와 세탁조(120)의 시간차를 두고 스타트할 경우, 펄세이터 및 세탁조 중 어느 하나를 구동시킨 후 일정 시간차를 두고 나머지 하나를 구동시킨다. 이 경우 펄세이터와 세탁조가 시간차를 두고 스타트할 경우 동시에 스타트하는 경우 비해 적은 용량의 회로를 운영할 수 있다.
한편, 상기한 세탁방법 중에 세탁모드 및 헹굼모드 시에 세정도를 높이는 강한 수류를 형성하기 위해 펄세이터(130)의 회전방향과 반대방향으로 세탁조(120)를 역회전시키는 경우 인너 로터(40) 및 아우터 로터(50)를 서로 반대방향으로 구동하는 것이 필요하다.
이 경우, 서로 반대방향으로 운동하는 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)의 부하, 즉 펄세이터(130)와 세탁조(120) 사이에 간섭과, 부하가 큰 세탁조(120)의 고 기동 토크로 인하여 초기 기동시에 과도한 전류 소모가 발생되는 것을 막는 것이 필요하다.
이하에 도 9 내지 도 12를 참고하여 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 펄세이터와 세탁조의 역회전 구동방법을 설명한다.
펄세이터와 세탁조의 역회전 구동은 세탁모드 및 헹굼모드 시에 세정도를 높이는 강한 수류를 형성할 때 이용된다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 펄세이터와 세탁조의 역회전 구동방법에서는 우선 제어부(500)는 도시되지 않은 메모리장치에 저장된 데이터베이스(DB)로부터 서로 다른 특성을 갖는 모터마다 해당하는 모터의 구동에 필요한 모터 프로파일(profile)을 로딩한다(S311).
그 후, 세탁물과 사용자가 선택한 세탁코스에 따라 워터 스트림 시퀀스(water stream sequence)를 결정하여 해당되는 데이터를 워터 스트림 시퀀스 DB로부터 로딩한다(S312). 즉, 워터 스트림 시퀀스는 후술하는 바와 같이, 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)를 회전 구동하여 세탁이 이루어지는 코스를 정의하는 것으로, 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)를 시계방향(CW) 및 반시계방향(CCW)으로 구동하는 순서, 구동횟수, 구동시간, 중지시간 등을 시계열별로 나타낸 데이터이다.
이어서, 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)의 목표 RPM과 회전방향을 세팅한다(S313).
본 발명의 제1실시예에 따른 펄세이터와 세탁조의 역회전 구동방법은 먼저 아우터 로터(50)를 시계방향(CW)으로 기동한 후(S314), 아우터 로터(50)의 회전속도가 미리 설정된 RPM에 도달하도록 PI 제어((Proportional-Integral Control) 또는 PID 제어(Proportional Integral and Derivative Control)를 실시한다(S315).
그 후 아우터 로터(50)의 시계방향(CW) 구동이 정상 기동이 이루어졌는 지를 판단한다(S316). 즉, 아우터 로터(50)의 정상 기동 여부는 아우터 로터(50)의 RPM이 미리 설정된 설정값에 도달하였는 지를 판단하는 제1방법, 로터의 회전위치를 검출하기 위해 홀센서(Hall sensor)로부터 로터위치검출신호가 일정하게 제어부(500)에 수신되고 있는 지를 판단하는 제2방법, 제2코일(68)에 인가되는 제2구동신호의 전류량이 미리 설정된 설정값에 도달하였는지를 판단하는 제3방법, 타이머를 이용하여 미리 설정된 시간동안 구동이 이루어졌는 지를 판단하는 제4방법 중 어느 하나의 방법 또는 적어도 2가지 방법을 조합한 방법으로 아우터 로터(50)의 정상 기동 여부를 판단한다. 아우터 로터(50)의 정상 기동 여부는 타이머를 이용하여 미리 설정된 시간동안 구동이 이루어졌는 판단하는 것이 정상 기동 여부를 판단하는 가장 간단한 제어방법이다.
상기 단계(S316)의 판단에서 정상 기동(구동)이 이루어지고 있는 경우, 아우터 로터(50)의 시계방향(CW) 구동이 정상 구동이 이루어지고 있는 상태에서 인너 로터(40)를 시계방향(CW)으로 기동시킨다(S317).
상기한 바와 같이, 아우터 로터(50)의 시계방향(CW) 구동이 미리 설정된 시간동안 구동시킨 후에 인너 로터(40)를 시계방향(CW)으로 기동시키는 것은 기동 토크가 작은 인너 로터(40)의 기동 전류 소모를 감소시켜서 효율 저하를 방지하기 위한 것이다.
즉, 본 발명에서는 기동 토크가 큰 아우터 로터(50)를 인너 로터(40)를 회전시키고자 하는 방향으로 먼저 회전 구동시켜서 인너 로터(40)의 부하인 세탁조(120)의 정지 관성을 깨트린 상태에서 인너 로터(40)를 회전시킴에 의해 기동 토크가 작은 인너 로터(40)의 기동 전류 소모를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기와 같이 기동 토크가 큰 아우터 로터(50)를 기동 토크가 작은 인너 로터(40) 보다 먼저 원하는 방향으로 회전시킴에 따라 미리 설정된 회전속도까지 빠르게 도달할 수 있어 빠른 가속에 따른 강력한 수류 제어가 가능하다.
그 후, 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)의 회전속도가 미리 설정된 목표 RPM에 도달하도록 PI 제어 또는 PID 제어를 실시하고(S318), 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 미리 설정된 시간동안 구동한다.
만약, 듀얼 로터, 즉 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)가 미리 설정된 시간동안 회전 구동이 이루어졌는지를 판단함에 의해 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)가 정상 기동이 이루어졌는 지를 판단한다(S319).
특히, 이 경우 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)의 쌍방향 구동을 위해서는 인너 로터의 정상 기동이 이루어졌는 지를 판단하는 것이 필요하다.
상기 인너 로터의 정상 기동 판단은 상기한 미리 설정된 시간이 경과하였는 지를 판단하는 제1방법 대신에, 상기 인너 로터의 RPM이 미리 설정된 설정값에 도달하는 지를 판단하는 제2방법, 상기 인너 로터의 회전위치를 검출하기 위해 홀센서(Hall sensor)로부터 로터위치검출신호가 일정하게 수신되는 지를 판단하는 제3방법 또는 제1코일에 인가되는 제1구동신호의 전류량이 미리 설정된 설정값에 도달하는 지를 판단하는 제4방법 중 어느 하나 또는 적어도 2가지 방법을 조합하여 인너 로터의 정상 기동 여부를 판단할 수 있다.
상기 인너 로터의 정상 기동 판단에 따라 인너 로터가 정상 기동되고 있는 경우 인너 로터(40)의 회전을 정지시키도록 제2드라이버(520)에서 제2코일(68)에 대한 제2구동신호의 인가를 차단한다(S320). 이에 따라 인너 로터(40)는 관성에 의한 프리휠링(freewheeling)이 이루어진다.
이어서, 제1드라이버(510)에서 제1코일(66)에 대한 제1구동신호를 인가할 때, 제1구동신호의 극성을 반전시켜서 인가함에 의해 아우터 로터(50)를 반시계방향(CCW)으로 회전 방향을 전환시키고(S321), 아우터 로터(50)를 PI 제어하면서 회전속도를 상승시키며(S322), 아우터 로터(50)를 설정된 시간동안 반시계방향(CCW)으로 회전시킨다.
아우터 로터(50)를 설정된 시간동안 구동하여 미리 설정된 시간이 경과한 경우(S323), 아우터 로터(50)를 정지시키도록 제어부(500)는 제1드라이버(510)를 제어하여 제1드라이버(510)에서 제1코일(66)에 대한 제1구동신호의 인가를 차단한다(S324).
상기한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 세탁모드 및 헹굼모드 시에 펄세이터(130)의 회전방향과 반대방향으로 세탁조(120)가 프리휠링 상태로 역회전시킴에 의해 와류를 발생시켜 에너지 소비를 최소화하면서 세정도가 높은 수류를 형성할 수 있다.
그 후, 소정의 정지시간이 경과한 경우(S325), 상기와 반대로 아우터 로터(50)는 시계방향(CW)으로 회전되고, 인너 로터(40)는 반시계방향(CCW)으로 회전하는 것에 의해 역회전 구동이 이루어지도록 하여 와류를 발생시켜 에너지 소비를 최소화하면서 세정도가 높은 수류를 형성한다.
이를 위해 우선, 상기 단계(S312)와 동일하게 반시계방향(CCW)으로 인너 로터(40)와 아우터 로터(50)를 회전 구동할 때 목표 RPM과 회전방향을 세팅한다(S326).
그 후, 아우터 로터(50)를 반시계방향(CCW)으로 기동한 후(S327), 아우터 로터(50)의 회전속도가 미리 설정된 RPM에 도달하도록 PI 제어((Proportional-Integral Control) 또는 PID 제어(Proportional Integral and Derivative Control)를 실시한다(S328). 아우터 로터(50)를 반시계방향(CCW)으로 회전시키기 위해 제어부(500)는 제1드라이버(510)에서 제1코일(66)에 인가하는 제1구동신호의 극성을 반전시켜서 인가한다.
이어서, 후속된 단계(S328) 내지 단계(S338)는 상기 단계(S315) 내지 단계(S325)를 반복하여 진행하되, 아우터 로터(50) 및 인너 로터(40)의 회전방향을 반시계방향(CCW)으로 회전하도록 제1 및 제2 드라이버(510,520)에서 제1 및 제2 코일(66,68)에 인가하는 제1 및 제2 구동신호의 극성을 반전시켜서 인가하는 점에서 차이가 있다.
이어서, 미리 설정된 세탁시간이 모두 경과하였는지를 판단하고(S339), 미리 설정된 세탁시간이 모두 경과하지 않은 경우는 단계(S314)로 진행하여 단계(S338)까지를 반복하여 진행한다.
그러나, 상기 판단결과 미리 설정된 세탁시간이 모두 경과한 경우는 세탁모드가 종료된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 더블 로터-더블 스테이터 모터를 구동장치(140)로 사용하여, 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 서로 반대방향으로 구동할 때 서로 반대방향으로 운동하는 부하, 즉 펄세이터(130)와 세탁조(120) 사이에 간섭에 의해 전류 소비가 증가하는 것을 해결하였다.
즉, 세탁조(120)를 회전시키고자 하는 방향으로 먼저 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 일방향으로 회전시킨 상태에서, 작은 부하로서 작은 기동 토크가 요구되는 펄세이터(130)를 역회전시킴에 의해, 세탁조(120)는 인너 로터(40)의 구동을 차단하여도 관성력에 의해 회전이 이루어짐에 따라 에너지 소모를 최소화하면서도 쌍동력 구동에 의한 상호 반대방향 구동 효과를 얻게 된다.
도 10을 참고하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 펄세이터와 세탁조의 역회전 구동방법을 설명한다.
도 9에 도시된 제1실시예는 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 일방향으로 회전시킨 상태에서, 아우터 로터(50)의 회전방향을 변경함에 의해 펄세이터(130)를 세탁조(120)와 반대방향으로 역회전시키는 것이다.
제2실시예에 따른 역회전 구동방법은 단계(S411) 내지 단계(S413)가 제1실시예의 단계(S311) 내지 단계(3413)에 대응하고, 단계(S415) 내지 단계(S423)가 제1실시예의 단계(S318) 내지 단계(S326)에 대응하며, 단계(S425) 내지 단계(S433)가 제1실시예의 단계(S331) 내지 단계(S339)에 대응한다. 따라서, 제1실시예에 대응하는 제2실시예는 설명을 생략한다.
단계(S414)와 같이 제2실시예에서는 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 시계방향(CW)으로 회전시킨 상태에서, 아우터 로터(50)의 회전방향을 반시계방향(CCW)으로 변경(S418)함에 의해 펄세이터(130)를 세탁조(120)와 반대방향으로 역회전시키거나, 단계(S424)와 같이 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 반시계방향(CCW)으로 회전시킨 상태에서, 아우터 로터(50)의 회전방향을 시계방향(CW)으로 변경(S428)함에 의해 펄세이터(130)를 세탁조(120)와 반대방향으로 역회전시키는 것이다.
상기한 제2실시예와 같이, 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하여 역회전 구동을 구현하는 것은 빠른 구동(기동)이 요구되는 경우에 적용된다.
도 11을 참고하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 펄세이터와 세탁조의 역회전 구동방법을 설명한다.
제3실시예에 따른 역회전 구동방법은 단계(S511) 내지 단계(S516)가 제2실시예의 단계(S411) 내지 단계(S416)에 대응하고, 단계(S518) 내지 단계(S526)가 제2실시예의 단계(S418) 내지 단계(S426)에 대응하며, 단계(S528) 내지 단계(S533)가 제2실시예의 단계(S428) 내지 단계(S433)에 대응한다. 따라서, 제2실시예에 대응하는 제3실시예는 설명을 생략한다.
제3실시예에서는 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 시계방향(CW)으로 회전시킨 상태에서, 단계(S517)와 같이 인너 로터(40)를 간헐 구동 및 프리휠링 상태로 설정하고, 아우터 로터(50)의 회전방향을 반시계방향(CCW)으로 변경(S518)함에 의해 펄세이터(130)를 세탁조(120)와 반대방향으로 역회전시키거나, 단계(S524)와 같이 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 반시계방향(CCW)으로 회전시킨 상태에서, 단계(S527)와 같이 인너 로터(40)를 간헐 구동 및 프리휠링 상태로 설정하고, 아우터 로터(50)의 회전방향을 시계방향(CW)으로 변경(S528)함에 의해 펄세이터(130)를 세탁조(120)와 반대방향으로 역회전시키는 것이다.
상기한 제3실시예와 같이, 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하며, 인너 로터(40)를 간헐 구동 및 프리휠링 상태로 설정하고, 아우터 로터(50)의 회전방향을 인너 로터(40)와 반대로 반시계방향(CCW) 또는 시계방향(CW)으로 변경(S518,S528)하여 역회전 구동을 구현하는 것은 빠른 구동(기동)과 중수류에 의한 역회전에 의해 세정도를 높이는 강한 수류를 형성할 수 있다.
도 12를 참고하여, 본 발명의 제4실시예에 따른 펄세이터와 세탁조의 역회전 구동방법을 설명한다.
제4실시예에 따른 역회전 구동방법은 제3실시예와 비교할 때 단계(S617, S627)에서 인너 로터(40)를 간헐 구동 및 프리휠링 상태로 설정하는 것 대신에 저전력 구동상태로 설정하는 점에서 차이가 있다.
따라서, 제4실시예에 따른 역회전 구동방법은 인너 로터(40)를 저전력 구동 상태로 설정하고(S617), 아우터 로터(50)의 회전방향을 인너 로터(40)와 반대로 반시계방향(CCW) 또는 시계방향(CW)으로 변경(S618,S628)하여 역회전 구동을 구현하는 것이므로 제3실시예와 유사하게 빠른 구동(기동)과 중수류에 의한 역회전에 의해 세정도를 높이는 강한 수류를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 서로 역방향으로 구동할 때 상기와 같이 서로 다른 속도로 구동하여 패턴 형태의 강한 수류를 형성하는 것 대신에 동일한 속도로 구동하거나, 또는 펄세이터와 세탁조를 가변적 속도로 구동하여 패턴 형태의 강한 수류를 형성하는 것도 가능하다.
상기한 바와 같이, 제3 및 제4 실시예에 따른 본 발명에서는 세탁모드 및 헹굼모드 시에 펄세이터(130)의 회전방향과 반대방향으로 세탁조(120)를 간헐 구동하거나 또는 저전력 구동하여 역회전시킴에 의해 세정도를 높이는 강한 수류를 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)에 부하로 연결되는 펄세이터(130)와 세탁조(120) 사이의 간섭을 피하기 위하여 우선 세탁조(120)를 회전시키고자 하는 방향으로 먼저 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하여 펄세이터(130)와 세탁조(120)를 일방향으로 회전시킨 상태에서, 펄세이터(130)를 역회전시킴에 의해 세탁조(120)는 인너 로터(40)의 구동을 차단하거나 또는 저전력 구동시에도 관성력에 의해 회전이 이루어짐에 따라 에너지 소모를 최소화하면서도 쌍동력 구동에 의한 상호 반대방향 구동 효과를 얻게 된다.
또한, 본 발명에서는 더블 로터-더블 스테이터 모터를 사용한 세탁기용 모터 구동장치에서 인너 로터(40)로 세탁조(120)를 초기 기동할 때 아우터 로터(50)와 인너 로터(40)를 동시에 구동하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하는 것에 의해 인너 로터(40)의 기동 토크 부족으로 초기 기동전류가 과도하게 소모되어 효율 저하가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명에서는 종래와 대비하여 큰 에너지 절감을 도모할 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명에서는 세탁모드 및 헹굼모드 시에 펄세이터(130)의 회전방향과 반대방향으로 세탁조(120)를 구동할 때 제1 내지 제4 실시예에 따른 역회전 구동방법을 상호 조합하여 다양한 제어가 이루어지는 것도 가능하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
본 발명은 별도의 클러치를 구비하지 않고, 펄세이터 및 세탁조를 선택적으로 회전시킬 수 있는 더블 로터-더블 스테이터 모터를 사용한 세탁기 구동장치로서, 세탁기의 구동제어에 적용된다.

Claims (17)

  1. 외조의 하면에 고정되고 내측 및 외측에 각각 제1코일 및 제2코일이 구비되는 스테이터;
    상기 스테이터의 제1코일 내주면에 공극을 두고 배치되고 세탁조와 연결되는 인너 로터;
    상기 스테이터의 제2코일 외주면에 공극을 두고 배치되고 펄세이터와 연결되는 아우터 로터; 및
    상기 제1코일 및 제2코일로 제1구동신호 및 제2구동신호를 독립적으로 인가하는 제어유닛을 포함하고,
    상기 제어유닛은 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때, 세탁조를 회전시키고자 하는 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 구동한 후, 상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키고, 아우터 로터를 상기 제1방향의 반대방향으로 구동하여 펄세이터를 역회전시키는 세탁기 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은 상기 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 구동할 때 동시에 구동하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하는 세탁기 구동장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때 서로 다른 속도로 구동하여, 패턴 형태의 강한 수류를 형성하는 세탁기 구동장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때 가변적 속도로 구동하여, 패턴 형태의 강한 수류를 형성하는 세탁기 구동장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은
    상기 인너 로터를 구동하기 위하여 제1코일로 인가되는 제1구동신호를 발생하는 제1드라이버;
    상기 아우터 로터를 구동하기 위하여 제2코일로 인가되는 제2구동신호를 발생하는 제2드라이버; 및
    상기 제1드라이버 및 제2드라이버를 제어하는 제어부를 포함하는 세탁기 구동장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동장치는
    일단이 세탁조와 연결되고 타단이 인너 로터에 연결되는 아우터 샤프트; 및
    상기 아우터 샤프트의 내부에 회전 가능하게 배치되고 일단이 펄세이터와 연결되고 타단이 아우터 로터와 연결되는 인너 샤프트를 더 포함하는 세탁기 구동장치.
  7. 외조의 하면에 고정되고 내측 및 외측에 각각 제1코일 및 제2코일이 구비되는 스테이터, 상기 스테이터의 내주면에 공극을 두고 배치되고 세탁조와 연결되는 인너 로터, 상기 스테이터의 외주면에 공극을 두고 배치되고 펄세이터와 연결되는 아우터 로터, 및 상기 인너 로터와 아우터 로터를 구동하도록 상기 제1코일 및 제2코일로 제1구동신호 및 제2구동신호를 독립적으로 인가하는 제어유닛을 포함하는 세탁기 구동장치의 세탁기 구동방법에 있어서,
    상기 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때, 상기 세탁조를 회전시키고자 하는 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 구동하는 단계;
    상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키는 단계; 및
    상기 아우터 로터를 제1방향의 반대방향으로 구동하여 펄세이터를 역회전시키는 단계를 포함하는 세탁기 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1방향으로 아우터 로터와 인너 로터를 구동하는 단계는
    상기 제1코일 및 제2코일로 제1구동신호 및 제2구동신호를 인가하여 상기 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 동시에 구동하는 세탁기 구동방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1방향으로 아우터 로터와 인너 로터를 구동하는 단계는
    상기 아우터 로터를 먼저 구동한 후 인너 로터를 미리 설정된 시간 간격을 두고 순차적으로 구동하는 세탁기 구동방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 아우터 로터를 제1방향으로 먼저 구동한 후, 아우터 로터의 회전속도가 미리 설정된 RPM에 도달하도록 PI 제어(Proportional-Integral Control) 또는 PID 제어(Proportional Integral and Derivative Control)를 실시하는 단계;
    상기 PI 제어 또는 PID 제어를 실시하여, 상기 아우터 로터가 제1방향으로 정상 기동이 이루어졌는 지를 판단하는 단계;
    상기 아우터 로터가 제1방향으로 회전 구동이 이루어지고 있는 상태에서 인너 로터를 아우터 로터와 동일한 방향으로 기동시키는 단계; 및
    상기 인너 로터와 아우터 로터를 PI 제어또는 PID 제어를 실시하여 인너 로터와 아우터 로터의 회전속도가 미리 설정된 RPM에 도달하도록 제어하는 단계;를 더 포함하는 세탁기 구동방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 아우터 로터의 정상 기동을 판단하는 단계는 미리 설정된 시간동안 구동이 이루어졌는 지를 판단하는 제1방법, 아우터 로터의 RPM이 미리 설정된 설정값에 도달하였는지를 판단하는 제2방법 및 제2코일에 인가되는 제2구동신호의 전류량이 미리 설정된 설정값에 도달하였는지를 판단하는 제3방법 중 어느 하나의 방법 또는 적어도 2가지 방법을 조합한 방법으로 아우터 로터의 정상 기동 여부를 판단하는 세탁기 구동방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키는 단계 이전에, 상기 인너 로터가 제1방향으로 정상 기동이 이루어졌는 지를 판단하는 단계를 더 포함하는 세탁기 구동방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인너 로터의 정상 기동을 판단하는 단계는 미리 설정된 시간동안 구동이 이루어졌는 지를 판단하는 제1방법, 인너 로터의 RPM이 미리 설정된 설정값에 도달하였는지를 판단하는 제2방법 및 제1코일에 인가되는 제1구동신호의 전류량이 미리 설정된 설정값에 도달하였는지를 판단하는 제3방법 중 어느 하나의 방법 또는 적어도 2가지 방법을 조합한 방법으로 인너 로터의 정상 기동 여부를 판단하는 세탁기 구동방법.
  14. 제7항에 있어서, 상기 인너 로터를 프리휠링 상태로 설정하여 세탁조를 회전시키는 단계는 상기 제어유닛에서 제2코일로 인가되는 제2구동신호를 차단하는 세탁기 구동방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 펄세이터와 세탁조는 서로 역방향으로 구동될 때, 서로 다른 속도, 동일한 속도 및 가변적 속도 중 어느 하나의 방법으로 구동되는 세탁기 구동방법.
  16. 제7항에 있어서,
    상기 펄세이터를 역회전시키는 단계 이후에, 세탁조를 제1방향의 반대인 제2방향으로 회전하도록 아우터 로터와 인너 로터를 구동하여 펄세이터와 세탁조를 제2방향으로 회전시키는 단계;
    상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키는 단계; 및
    상기 아우터 로터를 제1방향으로 구동하여 펄세이터를 세탁조와 반대로 역회전시키는 단계를 더 포함하는 세탁기 구동방법.
  17. 케이스의 내부에 현가 지지되어 세탁수를 수용하는 외조; 상기 외조의 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁과 탈수를 수행하는 세탁조; 상기 세탁조 내부에 회전 가능하게 배치되어 세탁 수류를 형성하는 펄세이터; 및 상기 외조의 하부에 설치되어 세탁조와 펄세이터를 동시에 또는 선택적으로 구동시키는 구동장치를 포함하는 세탁기로서,
    상기 구동장치는 외조의 하면에 고정되고 내측 및 외측에 각각 제1코일 및 제2코일이 구비되는 스테이터; 상기 스테이터의 제1코일 내주면에 공극을 두고 배치되고 세탁조와 연결되는 인너 로터; 상기 스테이터의 제2코일 외주면에 공극을 두고 배치되고 펄세이터와 연결되는 아우터 로터; 및 상기 인너 로터와 아우터 로터를 구동하도록 상기 제1코일 및 제2코일로 제1구동신호 및 제2구동신호를 독립적으로 인가하는 제어유닛을 포함하고,
    상기 제어유닛은 펄세이터와 세탁조를 서로 역방향으로 구동할 때, 세탁조를 회전시키고자 하는 제1방향으로 인너 로터와 아우터 로터를 동시에 구동하거나 시간 간격을 두고 순차적으로 구동한 후, 상기 인너 로터를 프리휠링, 간헐 구동 또는 저전력 구동 중 어느 하나로 설정하여 세탁조를 회전시키고, 아우터 로터를 상기 제1방향의 반대방향으로 구동하여 펄세이터를 역회전시키는 세탁기.
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