KR100207088B1 - 냉장고의 기동회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기용 모터로 브러시리스 직류 모터를 갖는 냉장고의 기동회로에 관한 것이다

그 구성은 전원부로부터 인가되는 전원을 전력스위칭소자의 스위칭동작을 통하여 브러시리스 모터에 구동전원으로 공급하는 인버터부, 냉장고의 부하조건을 검출하기 위한 부하검출부, 냉장고의 각 부하조건에 맞는 브러시리스 모터의 기동전류제한치가 입력되어 부하검출부로부터 검출된 부하조건에 해당하는 기동전류제한치를 출력하는 마이컴, 마이컴에서 기동전류제한치가 출력되면 이를 아날로그 변환시키는 컨버터, 인버터부로부터 입력받은 기동전류와 컨버터로부터 입력받은 기동전류제한치를 비교출력하여 마이컴의 입력단에 피드백하는 비교기, 마이컴은 상기 비교기의 출력신호를 입력받아 인버터부의 전력스위칭소자의 스위칭동작을 제어하므로서 브러시리스 모터를 기동시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 따른 본 발명의 효과는, 냉장고의 부하조건에 따라 기동전류를 각기 인가하므로써, 기동전류의 크기를 낮출수 있게 된다. 따라서, 안정적인 회로구성이 가능하며, 또한 소비전력을 절감할 수 있는 뛰어난 효과를 제공한다.

Description

냉장고의 기동회로

본 발명은 냉장고의 기동 회로에 관한 것으로, 특히 압축기용 모터로 브러시리스 직류 모터를 갖는 냉장고의 기동회로에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 액체상태의 냉매가 기체상태로 상변화하면서 주위로부터 열을 빼앗는 증발 잠열(기화열)의 원리를 이용한 것으로, 이러한 원리가 지속적으로 일어날 수 있도록 냉동사이클상으로 냉매를 강제 송출하는 압축기가 마련된다. 또한, 냉장고의 부하조건에 따라 이 압축기를 제어하기 위한 기동회로가 마련된다.

종래 기동회로는 냉장고의 모든 부하조건에서 구동될 수 있도록 기동전류제한치를 설정하여 두었다. 즉, 미리 설정된 기동전류제한치와 입력단으로부터의 입력전압값을 비교기를 통해 전위차를 판단하여 마이컴에 신호를 출력하면, 마이컴은 브러시리스직류 모터를 스탭핑 구동시켜 역기전력을 검출받아 로터의 위치를 검출하고, 검출된 로터 위치에 따라 인버터스위칭부의 스위칭소자를 제어하여 브러시리스 직류 모터를 구동시켰다.

그러나 종래 기동회로에 의하면 다음과 같은 문제점이 발생한다.

일반적으로 냉장고의 부하조건에 따른 브러시리스 직류 모터의 기동전류는 각기 다른 값을 가지고 있는데, 모든 부하조건에서 브러시리스 직류 모터을 기동시키려면 부하조건중 가장 큰 기동전류를 갖는 조건에 맞추어야 한다. 따라서, 저부하에 의한 기동시 불필요한 전류가 더 인가되므로써, 소비전력 및 진동이 증대되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 냉장고의 부하상태를 판단하고, 판단된 부하조건에 맞는 기동전류를 공급하므로써, 안정적인 회로구성과 소비전력을 줄일 수 있는 냉장고의 기동회로를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉장고의 기동회로,

도 2는 냉장고의 각 조건에 따른 기동전류치의 상대적인 크기를 비교한 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 과부하센서부 20 : 제상센서부

30 : D/A변한기 40 : 비교부

50 : 연산증폭부 60 : 인버터스위칭부

70 : 브러시리스 직류 모터 80 : 냉장고

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 구성은 압축기용 모터로 브러시리스 모터를 갖는 냉장고의 기동회로에 있어서, 전원부로부터 인가되는 전원을 전력스위칭소자의 스위칭동작을 통하여 상기 브러시리스 모터에 구동전원으로 공급하는 인버터부, 상기 냉장고의 부하조건을 검출하기 위한 부하검출부, 상기 냉장고의 각 부하조건에 맞는 브러시리스 모터의 기동전류제한치가 입력되어 상기 부하검출부로부터 검출된 부하조건에 해당하는 기동전류제한치를 출력하는 마이컴, 상기 마이컴에서 기동전류제한치가 출력되면 이를 아날로그 변환시키는 컨버터, 상기 인버터부로부터 입력받은 기동전류와 상기 컨버터로부터 입력받은 기동전류제한치를 비교출력하여 상기 마이컴의 입력단에 피드백하는 비교기, 상기 마이컴은 상기 비교기의 출력신호를 입력받아 상기 인버터부의 전력스위칭소자의 스위칭동작을 제어하므로서 상기 브러시리스 모터를 기동시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉장고의 기동회로를 도시한 것으로, 그 구성부는 냉장고의 압축기용 모터인 3상 권선으로 이루어진 브러시리스 직류 모터(70), 상기 모터(70)의 각 상에 인가되는 전원을 스위칭하도록 다수개의 스위칭소자(Tr1-Tr6)로 마련된 인버터스위칭부(60)로 구성되며, 또한 냉장고(80)의 부하조건을 검출하기 위한 과부하센서부(10) 및 제상센서부(20), 즉 과부하조건을 검지하기 위한 외기 온도센서(11) 및 압축기 온도센서(12), 제상완료조건을 검지하기 위한 제상센서(21)가 마련되며, 또한 센서부를 통해 냉장고의 부하조건이 판단되면 각 부하조건에 맞는 기동전류제한치 신호를 인가하는 마이컴(100), 마이컴(100)에서 디지털적으로 출력된 기동전류제한치를 아날로그로 변환시키는 D/A변환기(30), D/A변환기(30)에서 출력된 아날로그값을 기준전압으로 하여 다른 쪽의 입력전압값을 비교하여 출력을 결정하는 비교부(40), 입력전원단의 기준전압과 노이즈에 의한 전압변화의 폭을 보상하여 비교기(41)에 입력되는 전압값을 출력하는 연산증폭기부(50)로 구성된다.

전술한 구성요소에 따른 냉장고의 기동회로의 동작상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마이컴(100)는 냉장고의 부하조건에 따라 기동전류의 제한치를 결정한다. 즉, 정상조건, 제상후조건, 과부하조건 등을 각 센서(11, 12, 21)로부터 입력된 데이타를 분석하여 프로그램화된 기동전류제한치에서 조건에 맞는 기동전류제한치를 결정한다. 일 예로 마이컴(100)에서의 과부하조건의 판단은 압축기의 과열을 감지하기 위한 온도센서(12) 및 외기 온도센서(11)의 동작에 의해 이루어진다. 또한, 마이컴(100)에서의 제상후조건의 판단은 증발기 측에 마련된 온도센서(21)의 동작에 의해 이루어진다.

이러한 기동전류제한치를 각기 다르게 설정한 이유는 각 조건마다 압축기의 부하조건이 틀리므로 이에 따른 기동토크를 얻기 위한 것이 주된 이유이며, 또한 브러시리스 직류 모터(70)의 구성부중 자석은 온도의 상승에 따라 자화 능력이 감소되는 감자(感磁)곡선의 특성도 고려한 것이다. 따라서, 각 부하조건 및 온도에 의한 자화능력의 보상에 따라 기동전류를 증대시켜 원활한 기동토크를 얻을 수 있게된다.

그리고 마이컴(100)에서 냉장고(80)의 부하조건이 판단되면 기동전류제한치의 기준전압을 D/A변환기(30)를 통해 아날로그로 변환시켜 비교기(41)로 출력한다. 비교기(41)는 이 기준전압과 전원단으로부터 입력되는 인가전압과의 전위차를 살펴 그 결과를 마이컴(100)에 출력하여 기동전류제한치를 결정하게된다. 또한 비교기(41)의 인가전압은 연산증폭기(51)에 의해 만들어지는데 이는 전원단(E)에 포함된 노이즈에 의한 영향을 줄이기 위함이다.

또한, 마이컴(100)은 기동전류제한치가 설정되면 브러시리스 직류 모터(70)를 초기 스테핑 구동시켜 역기전력을 검출받아 이를 토대로 로터의 위치 정보를 얻는다.

이 후, 마이컴(100)은 설정된 기동전류를 인버터스위칭부(60)를 통해 브러시리스 직류 모터(70)의 각 상에 공급되는 전류를 제어하게 된다. 즉, 마이컴(100)는 로터의 위치검출 정보를 토대로 6개의 스위칭소자(Tr1-Tr6)를 제어하여 항시 3상중 2상의 권선에 전류를 공급하여 기동되도록하고 나머지 한상의 전류는 통제한다.

또한, 마이컴(100)은 설정된 기동전류 전류제한치에 의한 기동이 실패하면 시간지연을 두고 재차 기동을 행한다. 이는 압축기의 부하조건을 고려한 것인데 이는 Pd(Pressure discharge)와 Ps(Pressre suction)를 내리거나 평행시켜 원활하게 기동하기 위함이다.

이 후, 재차 기동시 마이컴(100)는 초기 실패한 기동전류제한치보다 더 높게 기동전류제한치를 설정하여 기동을 행한다.

도 2는 냉장고의 각 부하조건에 따른 기동전류제한치의 상태적인 크기를 비교 도시한 것으로 정상시, 제상후, 과부하, 그리고 스위칭소자의 허용전류치를 도시하였다.

전술한 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 냉동사이클을 구비한 제품에 양호하게 적용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 냉장고의 부하조건에 따라 기동전류를 각기 인가하므로써, 기동전류의 크기를 낮출수 있게 된다. 따라서, 안정적인 회로구성이 가능하며, 또한 기동시의 진동과 소비전력을 절감할 수 있는 뛰어난 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 압축기용 모터로 브러시리스 모터를 갖는 냉장고의 기동회로에 있어서,

   전원부로부터 인가되는 전원을 전력스위칭소자의 스위칭동작을 통하여 상기 브러시리스 모터에 구동전원으로 공급하는 인버터부,

   상기 냉장고의 부하조건을 검출하기 위한 부하검출부,

   상기 냉장고의 각 부하조건에 맞는 브러시리스 모터의 기동전류제한치가 입력되어 상기 부하검출부로부터 검출된 부하조건에 해당하는 기동전류제한치를 출력하는 마이컴,

   상기 마이컴에서 기동전류제한치가 출력되면 이를 아날로그 변환시키는 컨버터,

   상기 인버터부로부터 입력받은 기동전류와 상기 컨버터로부터 입력받은 기동전류제한치를 비교출력하여 상기 마이컴의 입력단에 피드백하는 비교기,

   상기 마이컴은 상기 비교기의 출력신호를 입력받아 상기 인버터부의 전력스위칭소자의 스위칭동작을 제어하므로서 상기 브러시리스 모터를 기동시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 기동회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 부하검출부는

   저장실온도를 측정하기 위한 온도센서, 제상완료를 검출하기 위한 온도센서, 압축기 주위의 온도를 측정하기 위한 온도센서로 마련된 것을 특징으로 하는 냉장고의 기동회로.
3. 제 1항에 있어서, 상기 마이컴은

   상기 부하검출부로부터 검출된 부하조건에 해당하는 기동전류제한치를 출력하여 기동에 실패할 경우 실패한 기동전류제한치보다 더 큰 기동전류제한치를 소정시간후 재출력하여 기동을 실시하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 기동회로.

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