KR0177691B1 - 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 공기조화기의 압축기 제어방법에 관한 것으로, 특히, 압축기의 운전상태가, 압축기의 운전을 시작하는 초기운전인지의 여부와, 압축기의 운전주파수를 증/감 하는지의 여부와, 운전주파수를 일정하게 하여 지속적으로 운전하는 정상운전인지의 여부를 판단하여, 상기 판단된 상태에 따라 동일 운전주파수에 대한 공급전압을 달리 설정하여 압축기를 운전하는 것을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법이다.

Description

인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법

본 발명은 인버터 공기조화기의 압축기 제어방법에 관한 것으로, 특히, 압축기의 운전상태가 초기운전인지의 여부와 운전주파수의 증/감 여부 및 정상운전여부를 검출하여, 상기 검출된 압축기의 상태에 따라 운전주파수에 따른 전압의 공급량을 제어하므로 인해, 압축기의 효율을 증대함과 동시에 소음을 감소시키기 위한 것이다.

일반적으로, 전기적으로 교류를 직류를 순변환하거나 반대로 직류를 교류로 역변환하는 장치를 컨버터 또는 인버터라 하고, 이를 적용한 공기조화기를 인버터 공기조화기라 한다.

통상적인 인버터 공기조화기는 일정한 교류전압을 정류를 통해 직류로 변환한 후 다시 교류로 변환하여 냉방 부하조건에 따라 주파수나 전밥을 변화시키는 것으로, 일례로 압축기에 적용할 경우 주파수 변화에 따라 회전수가 변하면서 냉방 능력을 가변시킬 수 있게 되는 것이며, 이로 인해 저소비 전력의 절전냉방 운전이 가능하게 된다.

이와 같이 인버터 공기조화기는 부하에 따라 주파수를 변화시킬 수 있기 때문에, 첫째, 실내온도를 상승시키거나(난방시), 하강시킬 경우(냉방시) 설정온도까지 도달하는 시간을 단축시킬 수 있으며, 둘째 압축기의 정지가 거의 없기 때문에 실내온도의 변화를 최소온도 대역에서 정밀하게 유지할 수 있고, 셋째, 최저 주파수로 기동한 후 점차 고속으로 변속되기 때문에 기동전류가 운전전류 보다도 낮아 가동시 다른 전기제품에 미치는 영향이 없으며, 넷째, 일반 공기조화기에 비해 전력 손실이 적다는 장점이 있다.

한편, 인버터 공기조화기는 실내온도 및 실외온도가 설정온도 대역을 넘을 경우 압축기 압력이 증가하면서 직류 전류가 급상승하여 과부하 상태가 되거나, 또는 총합전류가 증가하여 직류 피크전압에 도달하면, 시스템을 보호하기 위해 압축기 운전주파수를 감소시키거나 또는 압축기를 정지시킴과 동시에 실외팬의 구동을 일정시간 구동한 후 정지시키도록 되어 있다.

제1도는 실내기와 실외기로 구성되는 인버터 공기조화기의 구성의 일례를 나타낸 전기적인 연결구성도로써, 상기 실내기는 실내온도를 감지하는 실내온도센서(110)와, 실내열교환기에 의해 열교환된 저온의 기류를 실내로 송풍하기 위한 실내팬모터(120)와, 실내팬 모터제어. 온도 연산 및 타이머 기능 등이 구비되어 설정된 프로그램에 따라 부하를 제어하기 위한 제어신호를 출력하는 실내마이컴(130)으로 구성되며; 상기 실외기는 실외온도를 감지하는 실외온도센서(210)와, 실외열교환기를 냉각시켜 열교환 효율을 높이기 위한 실외팬모터(220)와, 상기 실내마이컴(230)의 제어신호에 의해 압축기를 구동시키는 TR구동부(240)의 구동에 따라 A/D컨버터(250)를 통해 상용전원(AC)이 순변환된 직류전원을 다시 교류로 전환하여 압축기를 구동하는 인버터부(260)와, 상기 인버터부(260)에서 인가된 교류전원에 의해 냉각싸이클의 냉매를 강제적으로 압축하여 순환시키는 압축기(270) 및 과부하 상승에 따라 변동하는 전압과 전류를 검지하기 위한 직류-피크 검출부(280)와, 과전류검출부(290)로 구성되어, 소정의 프로그램에 의해 냉방싸이클, 또는 난방싸이클을 수행하여 냉방, 또는 난방을 하였다.

또한, 상기와 같은 인버터 공기조화기에 있어서 압축기의 운전주파수를 가변시킬 경우에는 공급되는 전압도 소정의 방법으로 가변시켜 압축기의 토오크(TORQUE)를 조절하였다.

즉, 압축기 초기 운전시에 요구되는 기동 토오크 및, 운전주파수 증/감시에 요구되는 토오크와 정상운전시에 요구되는 토오크를 감안하여 설정한 소정의 방법으로 운전주파수에 따른 공급전압을 결정하여 공급하였다.

제2도는 운전주파수와 공급전압의 한계를 나타낸 종래 룩업테이블(LOOK UP TABLE)의 일례를 나타낸 것으로, 예를 들어 운전주파수가 30Hz일 경우에는 70V의 전압을, 60Hz일 경우에는 약 90V의 전압을, 90Hz 이상일 경우에는 약 160V의 전압을 인가하는 것을 나타낸 것이다.

그러나 , 운전주파수의 변화에 따라 공급되는 전압을 조절하여 압축기의 운전을 제어하는 종래의 방법은, 압축기의 초기구동시와 운전주파수 변경시 및, 운전주파수가 일정 주파수에서 지속적으로 운전되는 정상운전시의 상황을 고려하여 상기 룩업테이블을 작성하므로 인해, 압축기의 효율이 저하됨은 물론 소음이 발생된다는 문제점이 있었다.

즉, 압축기가 일정한 주파수로 지속적으로 운전하는 정상운전시에는, 상기 운전주파수에 의한 회전을 유지하기 위한 관성만 유지하여주면 되므로 적은량의 토오크가 필요하고, 운전주파수를 증/감시키고자 할 경우에는, 목표로 하는 운전주파수에 따른 회전수에 도달하게 위해 상기 정상운전시 보다는 좀 더 큰 토오크가 필요하며, 압축기의 초기운전시에는 더욱 큰 토오크가 필요하게 되는데, 종래의 방법에 있어서는, 상기 각 상황을 고려하여 하나의 운전주파수에 따른 하나의 진압을 설정하여 압축기를 동작시키므로 인해, 운전주파수의 증/감이나 정상운전시 과전압이 인가되어 효율이 저하되고 소음이 발생하게 된다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 압축기의 운전상태가 초기운전인지의 여부와 운전주파수의 증/감 여부 및 정상운전여부를 검출하고, 상기 검출된 압축기의 상태에 따른 룩업테이블을 각기 작성하여 운전주파수에 따른 전압의 공급량을 제어하므로 인해, 압축기의 효율을 증대시킴과 동시에 소음을 감소시킨 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법은은 압축기의 운전상태가 압축기의 운전을 시작하는 초기운전인지의 여부와, 압축기의 운전주파수를 증/감하는지의 여부와, 운전주파수를 일정하게 하여 지속적으로 운전하는 정상운전인지의 여부를 판단하여, 상기 판단된 상태에 따라 동일 운전주파수에 대한 공급전압을 달리 설정하여 압축기를 운전하는 것을 그 방법적 구성상으로 특징으로 한다.

또한, 상기 동일 운전주파수에 대한 공급전압은, 초기운전시의 공급전압을 운전주파수 증/감시 보다 크게 설정함을 특징으로 한다.

또한, 상기 동일 운전주파수에 대한 공급전압은, 운전주파수 증/감시의 공급전압을 정상운전시 보다 크게 설정함을 특징으로 한다.

또한, 상기 동일 운전주파수에 대한 공급전압은, 초기운전시의 공급전압을 정상운전시 보다 크게 설정함을 특징으로 한다.

제1도는 인버터 공기조화기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도.

제2도는 종래 압축기 운전 제어 중, 운전주파수와 전압과의 관계를 나타낸 도면.

제3도는 본 발명 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법 중 운전주파수와 전압과의 관계를 나타낸 도면.

제4도는 본 발명 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법을 나타낸 제어흐름도.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 들어 첨부된 도면 제3도와 제4도에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 압축기의 운전상태가 정지상태에서 운전을 시작하는 초기운전일 경우와, 운전주파수를 일정하게 하여 지속적으로 운전하는 정상운전일 경우와, 압축기의 운전주파수를 증/감시킬 경우로 구분하여, 압축기의 운전주파수에 대한 공급전압을 각기 설정하여 룩업테이블을 작성하고, 상기 작성된 룩업테이블을 상기 실내마이컴(130), 또는 실외마이컴(230)의 메모리부(외부 메모리나 또는 내부 메로리)에 저장한다.

즉, 제3도에서 도시되는 바와 같이, 압축기의 운전주파수에 대한 공급전압의 크기를, 압축기의 운전상태가 초기운전일 경우 적용하는 제1룩업테이블과, 정상운전일 경우 적용하는 제2룩업테이블과, 운전주파수를 증/감시킬 경우 적용하는 제3룩업테이블로 구분하여 메모리부에 저장한다.

또한, 상기의 과정을 수행한 후에는, 제4도에서 도시되는 바와 같이, 압축기의 운전 상태를 검출하여 그 상태가 초기운전일 경우에는 제1룩업테이블을 참조하여 운전주파수에 대한 공급전압의 크기를 결정하고, 정상운전일 경우에는 제2룩업테이블을, 운전주파수를 증가시키거나 또는 증가시키고자 할 경우에는 제3룩업테이블을 참조하여 운전주파수에 대한 공급전압의 크기를 결정하게 되는 것이다.

예를 들어, 운전주파수가 60Hz일 경우에 있어서 공급전압은, 제3도와 같이 초기운전일 경우에는 약 100V, 정상운전일 경우에는 약 85V, 운전주파수 증/감시에는 약 95V가 된다.

따라서, 압축기의 각 상황에 맞는 운전주파수에 대한 전압을 공급할 수 있게 되는 것이며, 이로인해 각각의 상황에 적절한 토오크를 발생시킬 수 있어, 압축기의 효율을 증대시킴과 동시에 소음을 저감시킬 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법은 특히, 압축기의 운전상태에 따라 운전주파수에 대한 공급전압을 최적인 상태로 제어하여 회전수 대비 과전압 상태를 해소하므로 인해, 압축기의 효율을 증대시킴은 물론, 소음을 감소시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 압축기의 운전상태가, 압축기의 운전을 시작하는 초기운전인지의 여부와, 압축기의 운전주파수를 증/감하는지의 여부와, 운전주파수를 일정하게 하여 지속적으로 운전하는 정상운전인지의 여부를 판단하여, 상기 판단된 상태에 따라 동일 운전주파수에 대한 공급전압을 달리 설정하여 압축기를 운전하는 것을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 동일 운전주파수에 대한 공급전압은, 초기운전시의 공급전앙을 운전주파수 증/감시 보다 크게 설정함을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 동일 운전주파수에 대한 공급전압은, 운전주파수 증/감시의 공급전압을 정상운전시 보다 크게 설정함을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 압축기 운전 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 동일 운전주파수에 대한 공급전압은, 초기운전시의 공급전압을 정상운전시 보다 크게 설정함을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 압축기운전 제어방법.