KR100190139B1 - Power control device and method for a compressor motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전원에 대해 병렬로 분지되어 연결된 주권선과 보조권선으로 이루어진 코일로의 전원 공급 단속에 의해 제어되는 구동모터를 갖는 압축기의 구동모터 전원접속제어장치 및 전원접속제어방법에 관한 것으로서, 상기 코일에 상기 구동모터의 구동에 필요한 전원을 인가하고, 소정시간 경과 후 상기 보조권선으로의 상기 전원의 공급을 차단하는 것이다. 이에 의해, 구동모터의 기동이 정확하게 수행되고 구동모터의 소손이 발생하지 않게 된다.The present invention relates to a drive motor power connection control apparatus and a power connection control method of a compressor having a drive motor controlled by a power supply interruption to a coil consisting of a main winding and an auxiliary winding, which are branched in parallel with a power source, connected to the coil. The power required for driving the drive motor is applied to the coil, and after a predetermined time elapses, the supply of the power to the auxiliary winding is cut off. As a result, the start of the drive motor is correctly performed, and burnout of the drive motor does not occur.
Description
본 발명은, 전원에 대해 병렬연결된 주권선과 보조권선으로의 전원 공급 단속에 의해 제어되는 구동모터를 갖는 압축기의 구동모터 전원접속제어장치 및 전원접속제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drive motor power connection control apparatus and a power connection control method of a compressor having a drive motor controlled by a power supply interruption to a main winding and a secondary winding connected in parallel to a power source.
냉매를 압축하기 위해 사용되는 압축기는, 기체 상태의 냉매를 흡입하고 압축하여 배출하는 실린더장치와, 이 실린더장치를 구동하기 위한 구동모터를 가지고 있다. 구동모터는 외부로부터의 전원 공급에 의해 자장을 형성하는 주권선과 보조권선을 가지고 있다. 주권선은 구동모터의 회전자가 일정하게 회전하도록 하는 자장을 형성하며, 보조권선은 구동모터가 정지상태로부터 전원을 인가받아 회전을 시작할 때 회전자에 주권선과 위상차가 있는 자장을 형성함으로써 회전자를 초기에 기동시키는 역할을 한다.The compressor used for compressing the refrigerant has a cylinder device for sucking, compressing and discharging the gaseous refrigerant, and a drive motor for driving the cylinder device. The drive motor has main windings and auxiliary windings which form a magnetic field by power supply from the outside. The main winding forms a magnetic field that makes the rotor of the drive motor rotate constantly. The auxiliary winding forms a magnetic field that is out of phase with the main winding when the driving motor starts to rotate with the power applied from the stopped state. It plays a role of initial maneuvering.
이러한 압축기에서, 구동모터의 회전을 위한 초기 기동 및 회전의 유지를 위해 주권선과 보조권선과 전원을 연결하는 전원접속장치의 회로도는 도 2에 도시된 바와 같다.In this compressor, the circuit diagram of the power connection device for connecting the main winding, the auxiliary winding and the power source for the initial start and rotation of the drive motor for rotation is as shown in FIG.
압축기의 구동모터는 회전자와 고정자를 가지고 있다. 통상적으로 회전자는 영구자석으로 구성되며, 고정자에는 코일(60)이 감겨 있다. 고정자에 감겨 있는 코일(60)은 병렬로 연결된 주권선(51)과 보조권선(53)으로 이루어진다. 코일(60)의 양 단부에는 전원이 공급되는 전원공급단자(81, 83)가 형성되어 있다. 양 전원공급단자(81, 83)간의 연결은 과부하스위치(70)에 의해 단속되고, 보조권선(53)으로의 전원 공급은 기동스위치(61)에 의해 단속된다.The drive motor of the compressor has a rotor and a stator. Typically, the rotor is composed of a permanent magnet, the coil 60 is wound around the stator. The coil 60 wound around the stator includes a main winding 51 and an auxiliary winding 53 connected in parallel. Power supply terminals 81 and 83 to which power is supplied are formed at both ends of the coil 60. The connection between both power supply terminals 81 and 83 is interrupted by the overload switch 70, and the power supply to the auxiliary winding 53 is interrupted by the start switch 61.
과부하스위치(70)는 히터(71)와 바이메탈(73)로 구성되어 있어, 히터(71)에 의해 발생하는 열이 소정치를 넘으면 과부하스위치(73)는 개방되도록 되어 있다. 이에 따라 구동모터의 구동 중 과부하에 의한 과전류가 발생하면 과부하스위치(70)는 OFF되어 구동모터를 보호한다.The overload switch 70 is composed of a heater 71 and a bimetal 73. When the heat generated by the heater 71 exceeds a predetermined value, the overload switch 73 is opened. Accordingly, when overcurrent occurs due to overload during driving of the driving motor, the overload switch 70 is turned off to protect the driving motor.
기동스위치(61)는 통상적으로 PTC(Positive Temperature Coefficient) 서미스터(Thermistor)로 구성된다. PTC는 온도가 상승하면 저항값이 증가하여 전류를 차단하는 역할을 한다.The start switch 61 is typically composed of a PTC (Positive Temperature Coefficient) Thermistor. As PTC increases in temperature, the resistance increases to cut off the current.
기동스위치(61)는 상기와 같은 PCT소자에 의한 구성 이외에도, 구동모터의 기동시 전류에 의해 동작하는 접점릴레이를 사용하여 구성하거나, 구동모터의 RPM 증가에 연동하는 스위치로 구성하기도 한다.In addition to the configuration of the PCT element described above, the starting switch 61 may be configured by using a contact relay operated by a current when the driving motor is started, or may be configured by a switch that is linked to an increase in RPM of the driving motor.
압축기가 기동을 시작하기 전에는 기동스위치(61)와 과부하스위치(70)가 ON상태에 있다. 양 전원공급단자(81, 83)에 전원이 공급되어 기동을 시작하면 주권선(51)과 보조권선(53)에 위상차가 있는 전류가 공급되어 자장이 형성되고, 이 자장에 의해 회전자는 회전하기 시작한다. 회전자의 회전이 개시된 후에는 회전자의 지속적인 회전구동력은 주권선(51)에 의해서만 이루어지며, 이를 위해서 기동스위치(61)는 보조권선(53)으로의 전류 공급을 차단한다. 즉, 보조권선에 흐르는 전류는 PTC로 구성된 기동스위치(61)의 온도 상승을 가져오고, 이 상승된 온도에 의해 PTC의 저항치는 무한대에 가깝게 상승한다. 이에 따라 보조권선(53)으로의 전류가 차단되고, 압축기의 구동이 계속되는 동안은 이 상태를 유지한다.Before the compressor starts, the start switch 61 and the overload switch 70 are in the ON state. When power is supplied to both power supply terminals 81 and 83 to start the motor, a phase difference current is supplied to the main winding 51 and the auxiliary winding 53 to form a magnetic field, and the rotor rotates by the magnetic field. To start. After the rotation of the rotor is started, the continuous rotation driving force of the rotor is made by the main winding 51 only. For this purpose, the start switch 61 blocks the supply of current to the auxiliary winding 53. That is, the current flowing through the auxiliary winding causes the temperature of the start switch 61 made of PTC to rise, and the resistance value of PTC rises to near infinity due to this elevated temperature. As a result, the current to the auxiliary winding 53 is cut off, and this state is maintained while driving of the compressor is continued.
압축기의 작동 중 과부하가 걸려 압축기에 무리가 갈 경우에는, 압축기의 보호를 위해 과부하스위치(70)에 의해 코일(60)로의 전류 공급이 차단된다. 압축기에 과부하가 걸리게 되면 주권선(51)에 흐르는 전류치가 증가하게 되고, 이 증가된 전류에 의해 과부하스위치(70) 내의 히터(71)에서 열이 발생한다. 이 열은 바이메탈(73)을 작동시켜 과부하스위치(70)의 스위칭 상태를 ON상태에서 OFF상태로 전환시키고, 이에 의해 코일(60)로의 전류 공급이 차단된다. 이와 같은 구성에 의해 압축기는 회전자의 초기기동 및 과부하시의 동작정지를 수행한다.If the compressor is overloaded while the compressor is operating, the current supply to the coil 60 is cut off by the overload switch 70 to protect the compressor. When the compressor is overloaded, the current flowing in the main winding 51 increases, and heat is generated in the heater 71 in the overload switch 70 by the increased current. This heat actuates the bimetal 73 to switch the switching state of the overload switch 70 from the ON state to the OFF state, thereby interrupting the supply of current to the coil 60. By such a configuration, the compressor performs initial start of the rotor and stops operation during overload.
그런데, 이러한 종래의 전원접속제어장치는, 기동스위치(61)의 작동이 보조권선(53)에 흐르는 전류 혹은 구동모터의 회전상태에 의존하므로 구동모터의 기동이 개시되기 전에 차단되어 기동 불량이 발생하거나, 기동이 된 직후에 전류를 차단하지 못하고 기동 후에도 일정시간이 지난 후에 전류를 차단하여 구동모터의 소손을 가져올 수 있다는 문제점이 있다.By the way, such a conventional power connection control device is interrupted before the start of the start of the drive motor because the operation of the start switch 61 depends on the current flowing through the auxiliary winding 53 or the rotational state of the drive motor. In addition, the current may not be cut off immediately after starting, and after a predetermined time even after starting, the current may be cut off to cause damage to the driving motor.
따라서, 본 발명의 목적은, 보조권선의 단속을 보조권선에 흐르는 전류 또는 구동모터의 구동상태에 의존하지 않고, 구동모터의 기동에 필요한 시간에 따라 제어함으로써, 구동모터의 기동을 정확하게 수행하고 구동모터의 소손이 발생하지 않는 압축기의 구동모터 전원접속제어장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to perform the driving of the driving motor accurately and drive the drive by controlling the control of the auxiliary winding according to the time required for starting the driving motor without depending on the current flowing through the auxiliary winding or the driving state of the driving motor. It is to provide a drive motor power supply control apparatus for a compressor that does not cause burnout of the motor.
본 발명의 다른 목적은, 상기와 같은 전원접속제어장치에 의해 수행되는 압축기의 구동모터 전원접속제어방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a drive motor power connection control method for a compressor performed by the power connection control device as described above.
도 1은 본 발명에 따른 압축기의 전원접속제어장치의 회로도,1 is a circuit diagram of a power supply connection control apparatus of a compressor according to the present invention;
도 2은 종래의 압축기의 전원접속제어장치의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a power supply connection control apparatus of a conventional compressor.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전원에 대해 병렬로 분지되어 연결된 주권선과 보조권선으로 이루어진 코일로의 전원 공급 단속에 의해 제어되는 구동모터를 갖는 압축기의 구동모터 전원접속제어장치에 있어서, 상기 주권선과 상기 전원 사이에 설치되며, 상기 코일의 정격전류에 대한 과부하전류 발생시 상기 주권선으로의 전류의 흐름을 차단하는 과부하스위치와; 상기 보조단자와 상기 보조단자의 분지점 사이에 설치되며, 상기 보조권선에 흐르는 전류를 단속하는 기동스위치와; 상기 구동모터로의 전원 공급 개시에 따라 상기 기동스위치를 소정시간 동안 ON시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 구동모터 전원접속제어장치에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, in the drive motor power connection control apparatus of a compressor having a drive motor controlled by a power supply interruption to a coil consisting of a main winding and an auxiliary winding branched in parallel with respect to a power source, the main winding An overload switch installed between a line and the power supply and blocking the flow of current to the main winding when an overload current is generated with respect to the rated current of the coil; A start switch provided between the auxiliary terminal and the branch point of the auxiliary terminal, the starting switch intermittent with the current flowing in the auxiliary winding; And a control unit for turning on the start switch for a predetermined time according to the start of power supply to the drive motor.
여기서, 상기 기동스위치는 릴레이로 구성하는 것이 바람직하고, 상기 소정시간은 0.5초 내지 2초 정도로 설정할 수 있다.Here, the start switch is preferably configured as a relay, the predetermined time can be set to about 0.5 seconds to 2 seconds.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 전원에 대해 병렬로 분지되어 연결된 주권선과 보조권선으로 이루어진 코일로의 전원 공급 단속에 의해 제어되는 구동모터를 갖는 압축기의 구동모터 전원접속제어방법에 있어서, 상기 코일에 상기 구동모터의 구동에 필요한 전원을 인가하는 단계와, 소정시간 경과 후 상기 보조권선으로의 상기 전원의 공급을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기의 구동모터 전원접속제어방법에 의해 달성된다.Another object of the present invention is a drive motor power connection control method of a compressor having a drive motor controlled by a power supply interruption to a coil consisting of a main winding and an auxiliary winding, which are branched and connected in parallel with a power source. A step of applying a power required for driving the drive motor to the drive motor after the predetermined time, and the step of stopping the supply of the power to the auxiliary winding achieved by the drive motor power connection control method of the compressor do.
여기서, 상기 소정시간은 0.5초 내지 2초 정도로 하는 것이 바람직하다.Here, the predetermined time is preferably about 0.5 seconds to 2 seconds.
또한, 상기 코일에 과전류가 흐를 경우 상기 코일로의 상기 전원의 공급을 차단하는 단계를 더 포함하도록 하여, 과부하 발생시의 구동모터의 소손을 방지할 수 있다.The method may further include blocking the supply of the power to the coil when an overcurrent flows in the coil, thereby preventing damage to the driving motor when an overload occurs.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 압축기의 전원접속장치의 회로도이다. 본 발명에 따른 압축기 전원접속장치는, 도 2에 도시한 종래의 전원접속장치와 마찬가지로, 병렬연결된 주권선(1)과 보조권선(3)으로 이루어진 코일(10)과, 보조권선(3)을 단속하는 기동스위치(40)와 코일(10)로의 전원 공급을 단속하는 과부하스위치(21)을 가지고 있다. 코일(10)의 양 단부에는 제1전원공급단자(31)와 제2전원공급단자(33)로 이루어진 한 쌍의 전원공급단자(31, 33)가 형성되어 있고, 코일(10)로의 전원의 공급은 이 전원공급단자(31, 33)를 통해 이루어진다. 코일(10)은 도시하지 않은 구동모터의 고정자에 감겨 있고, 구동모터의 회전자는 영구자석으로 구성되어 코일(10)로의 전류 공급에 따라 회전한다. 압축기가 기동을 시작하기 전에는 기동스위치(40)와 과부하스위치(21)가 ON상태에 있다. 양 전원공급단자(31, 33)에 전원이 공급되어 기동을 시작하면 주권선(1)과 보조권선(3)에 위상차가 있는 전류가 공급되어 자장이 형성되고, 이 자장에 의해 회전자는 회전하기 시작한다. 회전자의 회전이 개시된 후에는 회전자의 지속적인 회전구동력은 주권선(1)에 의해서만 이루어지며, 이를 위해서 기동스위치(40)는 보조권선(13)으로의 전류 공급을 차단한다.1 is a circuit diagram of a power connection device of a compressor according to the present invention. Compressor power connection device according to the present invention, like the conventional power supply connection device shown in Figure 2, the coil 10 and the auxiliary winding (3) consisting of the main winding (1) and the auxiliary winding (3) connected in parallel It has a starting switch 40 for interrupting and an overload switch 21 for interrupting power supply to the coil 10. At both ends of the coil 10, a pair of power supply terminals 31 and 33 consisting of a first power supply terminal 31 and a second power supply terminal 33 are formed, and the power supply to the coil 10 Supply is made through these power supply terminals 31 and 33. The coil 10 is wound around a stator of a drive motor (not shown), and the rotor of the drive motor is composed of permanent magnets to rotate in accordance with the supply of current to the coil 10. Before the compressor starts, the start switch 40 and the overload switch 21 are in the ON state. When power is supplied to both power supply terminals 31 and 33 to start the motor, a phase difference current is supplied to the main winding 1 and the auxiliary winding 3 to form a magnetic field, and the rotor rotates by the magnetic field. To start. After the rotation of the rotor is started, the continuous rotational driving force of the rotor is made by the main winding 1 only. For this purpose, the start switch 40 blocks the supply of current to the auxiliary winding 13.
과부하스위치(21)는 종래와 마찬가지로 PTC(Positive Temperature Coefficient) 서미스터(Thermistor)로 이루어져 있고 기동스위치(40)는 릴레이로 이루어져 있다.The overload switch 21 is composed of a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor (Thermistor) and the start switch 40 is composed of a relay.
기동스위치(40)는 마이컴(45)에 의해 제어된다. 마이컴(45)에는 기동스위치(40)를 작동시키는 데 필요한 가장 적절한 시간이 입력되어 있으며, 이 시간은 구동모터에 공급되는 전압의 크기에 따라 결정된다. 즉, 구동모터의 정격 전압에 해당하는 전압이 인가될 경우에는 1초 정도의 시간으로 설정하는 것이 바람직하고, 이 시간은 실제로 구동모터에 공급되는 전압에 대략 반비례하게 조절된다. 예컨데, 정격 전압보다 10% 정도 작을 경우에는 2초 정도로 설정하는 것이 바람직하다.The start switch 40 is controlled by the microcomputer 45. The microcomputer 45 is input with the most appropriate time required to operate the start switch 40, which is determined according to the magnitude of the voltage supplied to the drive motor. That is, when a voltage corresponding to the rated voltage of the drive motor is applied, it is preferable to set the time as about 1 second, and this time is actually adjusted in inverse proportion to the voltage supplied to the drive motor. For example, when it is about 10% smaller than the rated voltage, it is preferable to set it at about 2 seconds.
마이컴(45)은 코일(10)로의 전원 공급 개시에 따라 기 설정된 시간동안만 기동스위치(40)를 ON상태로 구동한다. 기동스위치(40)의 구동은 구동IC(41)를 통해 이루어진다. 구동IC(41)는 마이컴(45)으로부터의 신호를 릴레이로 구성된 기동스위치(40)를 구동하는 데 적합한 전류레벨로 바꾸어 주는 버퍼 역할을 한다.The microcomputer 45 drives the start switch 40 to the ON state only for a preset time in accordance with the start of power supply to the coil 10. The start switch 40 is driven through the drive IC 41. The driving IC 41 serves as a buffer for converting the signal from the microcomputer 45 to a current level suitable for driving the start switch 40 composed of a relay.
기동스위치(40)의 구동이 시간에 따라 이루어지므로 구동모터의 구동에 가장 적합한 시간을 미리 설정할 수가 있다. 따라서, 구동모터의 기동 작동의 불량이 발생하지 않고, 보조권선(3)에 불필요한 긴 시간 동안 전원을 인가하는 것이 방지되어 구동모터의 소손이 방지된다.Since the driving of the start switch 40 is made in accordance with time, it is possible to set in advance a time most suitable for driving the drive motor. Therefore, a failure of the start-up operation of the drive motor does not occur, and application of power to the auxiliary winding 3 for an unnecessary long time is prevented, and burnout of the drive motor is prevented.
과부하스위치(21)는 주권선(1)이 정상동작하는 전류치의 범위에서는 일정한 저항치를 유지하고, 과부하가 걸린 것으로 볼 수 있는 때의 전류치 이상에서는 저항이 급격히 증가하여 무한대에 가깝게 된다. 즉, 압축기에 과부하가 걸리게 되면 주권선(1)에 과전류가 흐르게 되고, 이 과전류는 과부하스위치(21)를 이루는 PCT의 온도 상승을 가져온다. 이때, 압축기의 과부하에 해당하는 전류에서 PCT의 온도는 순간적으로 125℃ 이상으로 상승하게 되고, 따라서 과부하스위치(21)의 PTC는 125℃ 이상에서 급격히 저항치가 증가하여 전류를 차단하여 압축기의 구동을 정지시킨다. 이에 따라, 과부하시의 압축기 구동모터의 소손이 방지된다.The overload switch 21 maintains a constant resistance value in the range of the current value in which the main winding 1 operates normally, and when the overload current is overloaded, the resistance increases rapidly and approaches infinity. That is, when the compressor is overloaded, an overcurrent flows through the main winding 1, and this overcurrent causes a temperature rise of the PCT constituting the overload switch 21. At this time, at the current corresponding to the overload of the compressor, the temperature of the PCT instantly rises to 125 ° C or higher. Therefore, the PTC of the overload switch 21 rapidly increases the resistance value at 125 ° C or higher to cut off the current to drive the compressor. Stop it. This prevents the compressor drive motor from being burned out during overload.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 보조권선의 단속을 구동모터의 기동에 필요한 시간에 따라 제어함으로써, 구동모터의 기동이 정확하게 수행되고 구동모터의 소손이 발생하지 않는 압축기의 구동모터 전원접속제어장치 및 전원접속제어방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, by controlling the interruption of the auxiliary winding in accordance with the time required for starting the drive motor, the drive motor power connection control of the compressor is performed correctly and the drive motor is not burned out. An apparatus and a power connection control method are provided.
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| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20070117 Year of fee payment: 9 |
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