자이로스코프 시스템을 이용한 드럼 세탁기 과도 진동 제어

Abstract

세탁기의 경우 세탁 방법에 따라 종류를 구분 할 수 있다. 유럽형의 드럼식 세탁기와 미국식의 세탁봉 세탁기, 일본, 한국과 같이 아시아 지역에서 사용하는 펄세이터 세탁기가 있다. 이 중 드럼 세탁기는 옷감 손상이 적고 물사용량 및 에너지 소모량이 적은 장점을 가지고 있다. 최근 드럼 세탁기의 용량이 증대되는 경향과 세탁 성능이 향상 되고 있으나 운송중 도어사이즈와 빌트인 세탁기 사이즈 한계로 세탁기 용량을 키우는데 제한을 갖게 된다. 드럼 세탁기의 주요 진동으로는 편심된 세탁물에 의한 탈수시 언발란스 진동이다. 드럼 세탁기의 고유진동수는 3Hz(180rpm)부근으로 과도 구간 통과시 세탁조의 변위가 가장 크다. 본 연구에서는 자이로스코프 시스템을 이용하여 과도 구간의 진동 변위를 줄이고자 한다. 세탁기 프레임 사이즈의 변화 없이 드럼 세탁기에 자이로스코프 시스템을 적용하고자 하며, 세탁조의 진동을 줄여 세탁조와 프레임사이의 간격을 줄여야 한다.세탁조 좌우 방향의 진동이 가장 크게 되며, 요운동이 좌우방향 진동에 기여도가 크다. 공진점 이전에 위상 업데이트를 하는 제어 알고리즘을 제안하였다. 모터신호와 가속도 신호를 이용하여 위상을 계산하며 140rpm부근에서 업데이트를 하게 된다. 최종 실험 결과에서 제안된 알고리즘은 개루프제어 보다 성능이 우수하고 간단하다. 최종 드럼변위가 기존 대비 36% 개선됨을 확인 하였다.