The washing machines used in the world can be largely classified according to the washing method as follows: the drum-type which is widely used in Europe; the agitator-type used in America; the pulsator-type used in East Asia such as Korea and Japan. Among them, the drum-type washing machine has the advantage that the damage of laundry is small and the use of water is so little that energy can be saved much. Recently, as the capacity of the drum-type washing machine gets expanded and its washing performance is improved, its market share is increasing worldwide. But, the capacity of washing machine is limited because of door size and built-in washing machine size.
The vibration of the washing machine is mainly caused by the unbalance of laundry in the drum. That is the principal source of vibration of the washing machine. The vibration of washing machine is caused by unbalanced cloths in high spinning drum. The displacement of tub is maximized at transient range about 3Hz(180rpm) because of the resonance frequency of the suspension system. In this study, the displacement of tub is controlled during the transient period by using gyroscope system.
The principal aim of this study is to develop a gyroscope system with the drum-type washing machine without changing the frame size. In order to do that, it is necessary to reduce the vibrations of the tub and to allow a reduction of the gap between the tub and the frame. The x axis vibration of tub is the largest. The yaw motion of drum-type washing machine is dominant in the x axis vibration of tub. Gyroscope’s position didn’t make much difference to the tub displacement. Because yaw motion is dominant in the displacement of tub x axis vibration and torque is main reduction of vibration.
The new algorithm is suggested as updating phase before natural frequency. The algorithm is updating the phase that is difference motor encoder signal to accelerator X signal. The updating time is after fixed laundry above 100rpm, now is 12sec(at 140rpm). The desired phase is -100 degrees.
By experimental validation, the new algorithm is better than open loop control. And the vibration of tub have been reduced by 36% over original.
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.
