KR100208346B1 - Refrigerator compressor control device and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉장고의 압축기제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 압축기제어장치는 압축기모터를 구비한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기제어장치에 있어서, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부와, 상기 압축기모터의 기동시, 상기 교류전압의 복수의 매 반사이클에서 상기 제로교차검출부에서 검출된 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 압축기모터의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬 수 있는 압축기제어장치가 제공된다.The present invention relates to a compressor control apparatus and method for a refrigerator. In the compressor control apparatus of a refrigerator having a compressor having a compressor motor, the compressor control apparatus includes a zero crossing detection unit for detecting a zero crossing time point of an AC voltage for driving the compressor motor, and when the compressor motor is started, And a control unit for controlling the AC voltage to be supplied to the compressor motor after a predetermined delay time elapses from the zero crossing point of the AC voltage detected by the zero crossing detection unit in a plurality of half cycles of the AC voltage. Thereby, the compressor control apparatus which can reduce the inrush current which arises at the start of a compressor motor is provided.

Description

냉장고의 압축기제어장치 및 방법Compressor Control Device and Method of Refrigerator

본 발명은 냉장고의 압축기제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 압축기모터의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬수 있는 압축기제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor control apparatus and method of a refrigerator, and more particularly, to a compressor control apparatus and method that can reduce the inrush current generated when the compressor motor is started.

냉장고는 일반적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉장고의 외형을 형성하는 본체(1)와, 본체(1)내에 형성되는 냉동실(2) 및 냉장실(4)과, 냉동실 및 냉장실(2,4)을 개폐하는 도어(6,8)를 구비하고 있으며, 냉동실(2)에는 냉동실(2)의 온도감지를 위한 F센서(12)가 설치되어 있다.In general, as shown in FIG. 7, the refrigerator includes a main body 1 forming an external shape of the refrigerator, a freezer compartment 2 and a refrigerating compartment 4 formed in the main body 1, and a freezer compartment and a refrigerating compartment 2, 4. The door 6 and 8 which open / close) are provided, and the F sensor 12 is provided in the freezer compartment 2 for the temperature detection of the freezer compartment 2.

냉장실(4)의 후면에는 증발기로부터의 기상 냉매를 압축하여 고압의 냉매 기체로 만들어 토출하는 압축기(미도시)가 설치되어 있으며, 이러한 압축기는 기체상태의 냉매를 흡입하고 압축하여 배출하는 실린더장치와, 이 실린더장치를 구동하기 위한 압축기모터를 구비하고 있다.At the rear of the refrigerating chamber 4, a compressor (not shown) is provided for compressing the gaseous refrigerant from the evaporator and discharging the gaseous refrigerant into a high pressure refrigerant gas. And a compressor motor for driving this cylinder device.

압축기는 냉동실 및 냉장실(2,4)이 소정온도 이하로 유지되도록 동작과 정지를 반복하게 되고, 이에 따라 압축기모터도 구동과 정지상태를 반복하게 된다.The compressor repeats the operation and the stop so that the freezer compartment and the refrigerating compartment 2, 4 are kept below a predetermined temperature, and thus the compressor motor is repeatedly driven and stopped.

그런데, 압축기모터의 기동시에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 순간적으로 돌입전류(60)가 발생하게 된다. 이 돌입전류(60)는 압축기모터의 기동시 짧은 시간동안 비교적 큰 값의 전류가 압축기모터로 흘러들어가는 현상으로, 대략 0.1초 동안 8A 정도의 전류가 흐르게 된다.By the way, when starting the compressor motor, as shown in Fig. 6, the inrush current 60 is generated instantaneously. The inrush current 60 is a phenomenon in which a relatively large current flows into the compressor motor for a short time when the compressor motor is started, and current of about 8A flows for about 0.1 seconds.

그러나, 종래의 냉장고에서는 이러한 돌입전류(60)를 감소시키는 제어장치를 구비하고 있지 아니하였다. 따라서, 돌입전류(60)가 흐르는 경우를 예상하여 필요이상의 큰 값을 갖는 퓨즈를 설치하여야 하며, 압축기모터의 기동시마다 돌입전류(60)가 발생하여 큰전류가 흐르게 되므로 전체적인 냉장고 소비전력이 증가하게 된다는 문제점이 있다.However, the conventional refrigerator has not been provided with a control device for reducing such inrush current (60). Therefore, the fuse having a larger value than necessary should be installed in anticipation of the case where the inrush current 60 flows, and the inrush current 60 is generated every time the compressor motor is started. There is a problem.

따라서, 본 발명의 목적은, 냉장고의 압축기모터의 기동시 순간적으로 흐르는 돌입전류를 감소시킬 수 있는 압축기제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a compressor control apparatus and method capable of reducing the inrush current flowing instantaneously upon startup of the compressor motor of a refrigerator.

도 1은 본 발명에 따른 압축기제어장치의 블럭도,1 is a block diagram of a compressor control apparatus according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 압축기제어방법을 나타낸 흐름도,2 is a flowchart illustrating a compressor control method according to the present invention;

도 3은 압축기모터가 구동되는 시간을 설명하기 위한 그래프,3 is a graph illustrating a time at which a compressor motor is driven;

도 4는 압축기모터의 기동시 교류전압의 파형을 나타낸 그래프,4 is a graph showing the waveform of the AC voltage at the start of the compressor motor,

도 5는 압축기모터의 기동시 전류의 파형을 나타낸 그래프,5 is a graph showing the waveform of the current at the start of the compressor motor,

도 6은 종래의 냉장고에서 압축기모터의 기동시 전류의 파형을 나타낸 그래프,6 is a graph showing the waveform of the current at the start of the compressor motor in a conventional refrigerator,

도 7은 냉장고의 정면도이다.7 is a front view of the refrigerator.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 제로교차검출부 12 : F센서10: zero crossing detection unit 12: F sensor

14 : 마이컴 16 : SSR14: Micom 16: SSR

18 : 릴레이 20 : 압축기모터18: relay 20: compressor motor

22 : 순환팬22: circulation fan

상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기모터를 구비한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기제어장치에 있어서, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부와, 상기 압축기모터의 기동시, 상기 교류전압의 복수의 매 반사이클에서 상기 제로교차검출부에서 검출된 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어장치에 의해 달성된다.The object of the present invention is to provide a compressor control apparatus for a refrigerator having a compressor including a compressor motor, comprising: a zero crossing detection unit for detecting a zero crossing time point of an AC voltage for driving the compressor motor, and the compressor motor; And a control unit for controlling the AC voltage to be supplied to the compressor motor after a predetermined delay time has elapsed from the zero crossing point of the AC voltage detected by the zero crossing detection unit in every half cycle of the AC voltage. It is achieved by the compressor control device of the refrigerator characterized in that.

여기서,상기 지연시간은 매 반사이클이 진행되는 동안 점차 감소하는 것이 바람직하며, 상기 제어부는, 마이컴과, 상기 교류전압을 단속하며 상기 마이컴의 제어에 의해 동작하는 SSR을 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.Here, the delay time is preferably reduced gradually during every half cycle, and the control unit is preferably configured to include a microcomputer and an SSR operating under the control of the microcomputer to control the AC voltage. .

그리고, 냉각실의 온도감지를 위한 온도감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도감지센서의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압축기모터를 기동하도록 하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a temperature sensor for sensing a temperature of the cooling chamber, wherein the controller is configured to start the compressor motor when the temperature of the cooling chamber becomes a predetermined temperature or more as a result of the sensing of the temperature sensor.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 압축기모터를 갖는 압축기를 구비한 냉장고에 있어서, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하는 단계와, 상기 압축기모터의 기동시, 상기 검출단계의 검출결과에 따라, 복수의 매 반사이클동안 상기 검출단계의 검출결과에 따라 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어방법이 제공된다.On the other hand, according to another field of the present invention, in the refrigerator provided with a compressor having a compressor motor, detecting a zero crossing time point of the AC voltage for driving the compressor motor, and at the start of the compressor motor, the detection According to the detection result of the step, intermittently controlling the AC voltage to be supplied to the compressor motor after a predetermined delay time has elapsed from the zero crossing point of the AC voltage according to the detection result of the detection step for every half cycle. A compressor control method of a refrigerator is provided.

여기서, 냉각실의 온도를 감지하는 단계와, 상기 온도감지단계의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압축기모터를 기동하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The method may further include sensing a temperature of the cooling chamber, and starting the compressor motor when the temperature of the cooling chamber becomes a predetermined temperature or more as a result of the sensing of the temperature sensing step.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

본 압축기 제어장치 및 방법이 사용되는 냉장고는, 종래의 기술과 관련하여 설명한 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 냉장고의 외형을 형성하는 본체(1)와, 본체(1)내에 형성되는 냉동실(2) 및 냉장실(4)과, 냉동실 및 냉장실(2,4)을 개폐하는 도어(6,8)를 구비하고 있으며, 냉동실(2)에는 냉동실(2)의 온도감지를 이한 F센서(12)가 설치되어 있다.The refrigerator in which the present compressor control apparatus and method are used includes a main body 1 forming the outer shape of the refrigerator and a freezing chamber 2 formed in the main body 1, as shown in FIG. 7 described in connection with the related art. ) And a refrigerating compartment (4), and doors (6, 8) for opening and closing the freezer compartment and the refrigerating compartment (2, 4), and the F sensor 12 having a temperature sensing of the freezer compartment (2) It is installed.

도 1은 이러한 냉장고에서 본 발명에 따른 압축기제어장치의 블럭도이다. 블럭도에는, 교류전압의 순시값이 0이 되는 순간인 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부(zero-crossing detector)(10)와, 냉동실(2)의 온도감지를 위한 F센서(12)와, 이들로부터 신호를 받아 처리하는 마이컴(14)이 있다.1 is a block diagram of a compressor control apparatus according to the present invention in such a refrigerator. In the block diagram, a zero-crossing detector 10 for detecting a zero crossing point at which the instantaneous value of the AC voltage becomes zero, and an F sensor 12 for sensing the temperature of the freezer compartment 2 are shown. And a microcomputer 14 which receives and processes signals from them.

마이컴(14)은 제어신호를 출력하여 SSR(solid state relay )(16) 및 릴레이(18)를 제어하고, SSR(16)은 압축기모터(20)의 구동을 위해 인가되는 교류전원을 단속하며, 릴레이(18)는 냉기공급을 위한 순환팬(22)에 인가되는 교류전원을 단속한다. 이때, 제로교차검출부(10)와 SSR(16) 및 릴레이(18)에는 동일한 교류전원이 인가된다.The microcomputer 14 outputs a control signal to control the solid state relay (SSR) 16 and the relay 18, and the SSR 16 interrupts AC power applied to drive the compressor motor 20. The relay 18 interrupts the AC power applied to the circulation fan 22 for supplying cold air. At this time, the same alternating current power is applied to the zero crossing detection unit 10, the SSR 16, and the relay 18.

이러한 구성에 의한 압축기제어장치의 동작은, 도 2에 나타낸 흐름도와 같이, 먼저 마이컴(14)은 F센서(12)를 통해 냉동실(2)의 온도를 측정하여, 측정된 냉동실(2)의 온도를 초기에 설정된 설정온도와 비교한다(S30). 비교결과, 냉동실(2)의 온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 냉기공급이 필요하지 아니하므로, SSR(16)과 릴레이(18)를 제어하여 압축기모터(20) 및 순환팬(22)에 전원공급을 차단하여 OFF 상태가 유지되도록 하고(S32), 계속해서 냉동실(2)의 온도를 설정온도가 비교한다(S30).In the operation of the compressor control device having such a configuration, as shown in the flowchart shown in FIG. 2, the microcomputer 14 first measures the temperature of the freezing chamber 2 through the F sensor 12, and thus measures the temperature of the freezing chamber 2. Is compared with the initially set temperature (S30). As a result of the comparison, when the temperature of the freezer compartment 2 is lower than the set temperature, the supply of cold air is not necessary. Therefore, the SSR 16 and the relay 18 are controlled to supply power to the compressor motor 20 and the circulation fan 22. Blocking so that the OFF state is maintained (S32), and then the set temperature is compared with the temperature of the freezer compartment 2 (S30).

냉동실(2)의 온도가 설정온도보다 높아지면, 냉기공급을 위해 압축기모터(20)와 순환팬(22)의 구동이 필요해진다. 이 경우에는, 먼저 압축기모터(20)의 구동을 위해 인가되는 교류전압의 첫번째 파형인지 검사하여(S34), 도 3에 나타낸 바와 같이, 첫 번째 파형인 경우에는, 제로교차검출부(10)에서 검출된 교류전압의 제로교차시간에서 지연시간 TA경과한 시간에 SSR(16)을 동작시켜 압축기모터(20)에 전원이 인가되도록 한다(S36). 같은 방식으로 두 번째 파형인 경우에는, 제로교차시간에서 지연시간 TB경과된 시간에 압축기모터(20)를 구동하고(S38,S40), 세 번째 파형인 경우에는, 제로교차시간에서 지연시간 TC경과된 시간에 압축기모터(20)를 구동하며(S38,S40), 네번째 파형에서는 제로교차시간에서 지연시간 TD경과된 시간에 압축기모터(20)를 구동한다(S38,S40). 그리고, 네번째 파형이후에는 제로교차시간에서 압축기모터(20)를 구동한다(S50). 여기서, 지연시간인 TA,TB,TC,TD는 교류전압의 매 반사이클마다 점차 감소하도록 하여 마침내는 제로교차점에서 압축기모터(20)가 구동되도록 하는데, 이에 의해 압축기모터(20)에 공급되는 교류전압의 크기가 서서히 증가된다.When the temperature of the freezer compartment 2 is higher than the set temperature, the compressor motor 20 and the circulation fan 22 are driven to supply the cold air. In this case, first, it is checked whether it is the first waveform of the AC voltage applied for driving the compressor motor 20 (S34), and as shown in FIG. 3, in the case of the first waveform, the zero crossing detection unit 10 detects it. When the delay time T A has elapsed from the zero crossing time of the alternating current AC voltage, the SSR 16 is operated to supply power to the compressor motor 20 (S36). In the same manner, in the case of the second waveform, the compressor motor 20 is driven at the time elapsed from the delay time T B at the zero crossing time (S38, S40), and in the case of the third waveform, the delay time T at the zero crossing time. The compressor motor 20 is driven at the elapsed time (S38, S40), and in the fourth waveform, the compressor motor 20 is driven at the time elapsed from the delay time T D at the zero crossing time (S38, S40). After the fourth waveform, the compressor motor 20 is driven at the zero crossing time (S50). Here, the delay times T A , T B , T C , T D are gradually reduced every half cycle of the AC voltage, and finally the compressor motor 20 is driven at the zero crossing point, whereby the compressor motor 20 The magnitude of the AC voltage supplied to is gradually increased.

도 4는 이러한 과정을 통해 압축기모터(20)를 구동하는 경우 압축기모터(20)에 인가되는 교류전압의 파형을 나타낸다. 여기서, 그래프 (A)는 압축기모터가 ON상태로 되어 있는 시간을 나타내고, 그래프(B)는 이 시간동안 압축기모터(20)의 구동을 위해 인가되는 교류전압의 파형을 나타낸다. 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 압축기모터(20)에 인가되는 교류전압은 처음부터 일정한 크기를 갖는 교류전압 대신 작은값에서부터 점차 그 크기가 증가되는 교류전압이 인가됨을 알 수 있다.Figure 4 shows the waveform of the AC voltage applied to the compressor motor 20 when driving the compressor motor 20 through this process. Here, the graph A shows the time when the compressor motor is in the ON state, and the graph B shows the waveform of the AC voltage applied for driving the compressor motor 20 during this time. As can be seen from the graph, it can be seen that the AC voltage applied to the compressor motor 20 is an AC voltage whose magnitude is gradually increased from a small value instead of an AC voltage having a constant magnitude from the beginning.

도 5는 상기한 방식에 따라 압축기모터(20)를 구동시킨 경우 압축기모터(20)에 흐르는 전류파형을 나타낸 그래프이다. 압축기모터(20)에 인가되는 전압이, 도 4와 같은 파형으로 됨에 따라, 압축기모터(20)로 인가되는 전류의 파형은 완만한 형상으로 변화하게 되며, 이에 따라 돌입전류(50)는 감소하게 된다.5 is a graph showing a current waveform flowing in the compressor motor 20 when the compressor motor 20 is driven in the above manner. As the voltage applied to the compressor motor 20 becomes a waveform as shown in FIG. 4, the waveform of the current applied to the compressor motor 20 changes into a gentle shape, and thus the inrush current 50 decreases. do.

상기한 바와 같은 방식은, 교류전압의 순시값이 0으로 되는 부근에서 소정시간 경과후에 교류전원의 공급을 ON-OFF 하여 압축기모터(20)를 구동하는 방식으로, 일종의 제로크로스 시스템(zero-cross system)이다. 이와 같은 압축기제어장치 및 방법을 사용함으로써 압축기모터(20)의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬 수 있으며, 이외에도 과도 전압 및 스위칭 노이즈를 억제할 수 있게 된다.As described above, the compressor motor 20 is driven by turning on and off the supply of AC power after a predetermined time in the vicinity of the instantaneous value of the AC voltage being zero, which is a kind of zero-cross system. system). By using such a compressor control apparatus and method, it is possible to reduce the inrush current generated when the compressor motor 20 is started, and to suppress the transient voltage and the switching noise.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제로교차검출부를 사용하여 압축기모터에 인가되는 교류전압의 위상을 제어함으써 압축기모터의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬 수 있는 압축기제어장치 및 방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a compressor control apparatus and method which can reduce the inrush current generated when the compressor motor is started by controlling the phase of an AC voltage applied to the compressor motor by using a zero crossing detection unit. do.

Claims (6)

압축기모터를 구비한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기제어장치에 있어서,In the compressor control apparatus of a refrigerator having a compressor having a compressor motor, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부와,A zero crossing detection unit for detecting a zero crossing time point of an AC voltage for driving the compressor motor; 상기 압축기모터의 기동시, 상기 교류전압의 복수의 매 반사이클에서 상기 제로교차검출부에서 검출된 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어장치.When the compressor motor is started, the AC voltage is controlled to be supplied to the compressor motor after a predetermined delay time elapses from the zero crossing point of the AC voltage detected by the zero crossing detection unit in a plurality of half cycles of the AC voltage. Compressor control device of a refrigerator comprising a control unit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지연시간은 매 반사이클이 진행되는 동안 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.And the delay time gradually decreases during every half cycle. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는, 마이컴과, 상기 교류전압을 단속하며 상기 마이컴의 제어에 의해 동작하는 SSR을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.The control unit, the compressor control device, characterized in that including a microcontroller and the SSR to operate the control of the microcomputer to control the AC voltage. 냉각실의 온도감지를 위한 온도감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도감지센서의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압추기모터를 기동시키는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.And a temperature sensing sensor for sensing a temperature of a cooling chamber, wherein the controller starts the pusher motor when the temperature of the cooling chamber is greater than a predetermined temperature as a result of the sensing of the temperature sensing sensor. . 압축기모터를 갖는 압축기를 구비한 냉장고의 압축기제어방법에 있어서,In the compressor control method of a refrigerator having a compressor having a compressor motor, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하는 단계와,Detecting a zero crossing time point of the AC voltage for driving the compressor motor; 상기 압축기모터의 기동시, 상기 검출단계의 검출결과에 따라, 복수의 매 반사이클동안 상기 검출단계의 검출결과에 따라 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어방법.When the compressor motor starts, the AC voltage is changed after the predetermined delay time has elapsed from the zero crossing point of the AC voltage according to the detection result of the detection step for every half cycle according to the detection result of the detection step. Compressor control method of the refrigerator comprising the step of controlling to be supplied to the motor. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 냉각실의 온도를 감지하는 단계와, 상기 온도감지단계의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압축기모터를 기동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어방법.And detecting the temperature of the cooling chamber, and starting the compressor motor when the temperature of the cooling chamber exceeds a predetermined temperature as a result of the sensing of the temperature sensing step.
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