KR100279624B1 - Linear compressor automatic deviation correction device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치에 관한 것으로, 종래에는 종래 리니어 오실레이팅 컴프레샤는 클리어런스 볼륨(clearance volume)을 정확히 제어해야됨을 요구하지만, 복잡한 센서리스 회로에서의 부품들의 특성편차나 또는 압축기내 중요기계 부품들의 편차로 인하여 동일한 스트로크 제어하에서도 원하는 냉력으로 부터 심각한 편차가 유발되는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 리니어 오실레이팅 모터(10)에 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(20)와, 온도정보에 따른 스트로크 지령치와 상기 모터에 인가되는 스트로크 전압에 의한 추종된 스트로크가 일치하도록 하기 위한 게이트 구동신호를 상기 전기회로부로 제공하는 제어부(30)로 구성된 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)로 공급되는 스트로크 전압들(V0-V3)을 입력받아 스트로크치와 전류정보를 추정하여 출력하는 센서리스 스트로크 추정기(32)와, 상기 추정기(32)에서 출력되는 정보를 받아 현재상태가 불안정 상태인지 안정상태인지를 모니터링하는 불안정 모니터부(36)와, 상기 불안정 모니터부(36)에서 제공하는 불안정성에 대한 정보와 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 추정된 스트로크치로 부터 튜닝 포인트를 결정하여 출력하는 튜닝 포인트 결정기(37)와, 상기 튜닝 포인트 결정기(37)에서 결정한 튜닝 포인트와 외부로 부터의 온도정보를 이용하여 스트로크 지령치를 결정하는 스트로크 지령치 결정기(31)와, 상기 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 추정된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 결정기(31)에서 결정한 스트로크 지령치에 잘 추정하도록 제어하고 그에따른 타이머 지령치를 출력하는 스트로크 제어기(33)와, 입력되는 전압파형으로 부터 제로-크로스 포인트를 검출하고 그에 대한 제로-크로스신호를 출력하는 제로-크로스 검출기(34)와, 상기 제로 크로스 검출기(34)에서 출력되는 제로-크로스신호가 출력되는 시점으로 상기 스트로크 제어기(33)에서 추정한 추정치에 따라 게이트 구동신호를 제공하는 타이머(35)로 구성하여, 시스템 동작을 안정화하고, 컴프레샤의 고장을 예방하여 긴수명을 제공하도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for automatically compensating deviation of a linear compressor. In the related art, a conventional linear oscillating compressor requires precise control of a clearance volume. Due to the deviation of important machine parts, there is a problem that a serious deviation is caused from the desired cooling power even under the same stroke control. Accordingly, the present invention provides an electric circuit section 20 for controlling electric power applied to the linear oscillating motor 10, and a gate for matching a stroke command value according to temperature information with a stroke following the stroke voltage applied to the motor. In the apparatus consisting of a control unit 30 for providing a drive signal to the electric circuit unit, the control unit receives the stroke voltage (V0-V3) supplied to the linear oscillating motor 10 to receive the stroke value and current information A sensorless stroke estimator 32 for estimating and outputting, an instability monitor 36 for monitoring whether the current state is unstable or stable in response to the information output from the estimator 32, and the instability monitor 36 The tuning point is determined from the information on the instability provided by the ") and the stroke value estimated by the sensorless stroke estimator 32. An output tuning point determiner 37, a stroke command value determiner 31 for determining a stroke command value using the tuning point determined by the tuning point determiner 37 and temperature information from the outside, and the sensorless stroke estimator ( A stroke controller 33 which controls the stroke estimated in 32) to be well estimated to the stroke command value determined by the stroke command value determiner 31 and outputs a timer command value according thereto, and detects a zero-cross point from the input voltage waveform. And a zero-cross detector 34 for outputting a zero-cross signal thereto and a time point at which the zero-cross signal output from the zero cross detector 34 is output, according to the estimated value estimated by the stroke controller 33. It is composed of a timer 35 that provides a gate drive signal to stabilize the system operation and to compress To prevent the failure will have to provide a long service life.

Description

리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치Linear compressor automatic deviation correction device

본 발명은 부품들의 특성편차나 컴프레샤내 중요 기계부품들의 편차를 자동으로 보정하기 위한 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치에 관한 것으로, 특히 스스로 최적 절충하여 균일한 냉각능력이 나올 수 있도록 보정하는 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automatic compensator for the deviation of a linear compressor for automatically compensating the characteristic deviation of components and the deviation of important mechanical parts in the compressor. An automatic deviation correction device.

리니어 압축기는 리니어 오실레이팅 모터로 구동되기 때문에 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 크랜크 샤프트가 없어 마찰손실이 적다.Since the linear compressor is driven by a linear oscillating motor, there is no friction loss because there is no crankshaft that converts rotational movement into linear movement.

따라서 다른 압축기에 비하여 효율이 좋다고 알려지고 있다.Therefore, it is known that the efficiency is better than other compressors.

또한 이 압축기가 냉장고나 에어컨으로 사용될 경우, 모터의 스트로크를 가변시켜 줌에 따라 압축비를 가변할 수 있어서 가변냉력 제어에도 사용될 수 있다는 장점이 있다.In addition, when the compressor is used as a refrigerator or an air conditioner, the compression ratio can be varied as the stroke of the motor is varied, so that the compressor can be used for variable cooling power control.

도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 제어장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 오실레이팅 모터(10)와, 게이트 구동신호에 따라 교류전원을 단속시켜 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)에 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(20)와, 입력되는 온도정보에 따른 스트로크 지령치와 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)에 인가되는 스트로크 전압에 의한 추종된 스트로크가 일치하도록 제어하고 그에따른 타이머 구동신호를 상기 전기회로부(20)로 제공하는 제어부(30)로 구성된다.1 is a block diagram of a conventional apparatus for controlling a linear compressor. As shown in FIG. 1, a linear oscillating motor 10 for adjusting a cooling force by varying a stroke by a vertical movement of a piston and an AC according to a gate driving signal The electric circuit unit 20 controls the power applied to the linear oscillating motor 10 by intermittent power, and the stroke command value according to the input temperature information and the stroke voltage applied to the linear oscillating motor 10. The controller 30 is configured to control the following strokes to coincide with each other and provide a timer driving signal accordingly to the electric circuit unit 20.

상기 제어부(30)는, 온도정보를 받아서 그 온도에 대응하는 스크로크 지령치를 결정하여 출력하는 스트로크 지령치 결정기(31)와, 리니어 오실레이팅 모터로 공급되는 스트로크 전압들(V0-V3)을 입력받아 스크로크치를 추정하고 그 추정된 스트로크치를 출력하는 센서리스 스트로크 추정기(32)와, 상기 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 추정된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 결정기(31)에서 결정한 스트로크 지령치에 잘 추정하도록 제어하고, 그에따른 타이머 지령치를 출력하는 스트로크 제어기(33)와, 입력되는 전압파형으로 부터 제로-크로스 포인트를 검출하고 그에 대한 제로-크로스신호를 출력하는 제로-크로스 검출기(34)와, 상기 제로 크로스 검출기(34)에서 출력되는 제로-크로스신호가 출력되는 시점으로 상기 스트로크 제어기(33)에서 추정한 추정치에 따라 게이트 구동신호를 제공하는 타이머(35)로 구성된다.The controller 30 receives the temperature information, receives a stroke command value determiner 31 that determines and outputs a stroke command value corresponding to the temperature, and receives stroke voltages V0-V3 supplied to the linear oscillating motor. A sensorless stroke estimator 32 for estimating a stroke value and outputting the estimated stroke value, and control so that the stroke estimated by the sensorless stroke estimator 32 is well estimated to the stroke command value determined by the stroke command value determiner 31; And a stroke controller 33 for outputting a timer command value according thereto, a zero-cross detector 34 for detecting a zero-cross point from an input voltage waveform and outputting a zero-cross signal thereto, and the zero cross. The weight estimated by the stroke controller 33 at the time point at which the zero-cross signal output from the detector 34 is output. It consists of a timer 35 to provide a gate driving signal according to the value.

이와같이 구성된 종래기술에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured in this way in detail as follows.

전원전압단으로 부터 도 3의 (a)에서와 같은 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(20)의 전류감지용 저항(R)과 트라이악(Tr) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 오실레이팅 모터(10)로 공급된다.When supplying the 220V power supply voltage as shown in (a) of FIG. 3 from the power supply voltage terminal, the power supply voltage is connected to the current sensing resistor (R), triac (Tr), and capacitor (C) of the electric circuit unit (20). It is supplied to the linear oscillating motor 10 through.

이에따라 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)에 전류가 흐르게 된다.Accordingly, current flows through the linear oscillating motor 10.

그러면 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)의 피스톤(11)이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤(11)의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.Then, the piston 11 of the linear oscillating motor 10 reciprocates, and the reciprocating stroke distance of the piston 11 is a stroke, and this stroke is varied to vary the cooling force.

이에따라 냉장고 또는 에어컨의 냉력이 조절된다.Accordingly, the cooling power of the refrigerator or air conditioner is adjusted.

이때 사용자가 냉장고 또는 에어컨의 온도를 설정하면, 이 설정된 온도정보를 제어부(30)의 스트로크 지령치 결정기(31)에서 입력받는다.At this time, when the user sets the temperature of the refrigerator or the air conditioner, the set temperature information is received by the stroke command value determiner 31 of the controller 30.

이렇게 입력받은 온도정보는 도 2에 도시된 스트로크 지령치 결정기(31)의 냉각모드 결정기(31a)에 입력된다.The temperature information thus input is input to the cooling mode determiner 31a of the stroke command value determiner 31 shown in FIG.

그러면 상기 냉각모드 결정기(31a)는 입력된 온도에 대응하는 냉각모드를 결정하고, 이렇게 결정된 냉각모드를 스위치(SW1)를 통해 스트로크 지령치 발생부로 제공한다.Then, the cooling mode determiner 31a determines the cooling mode corresponding to the input temperature, and provides the determined cooling mode to the stroke command value generating unit through the switch SW1.

가령 상기 냉각모드 결정기(31a)에서 냉각모드1을 선택하면, 스트로크 지령치 발생부(31b)의 제1냉각모드 제어기에서 스트로크 지령치(ref_s), ref_s=S1을 스위치(SW2)를 통해 스트로크 제어기(33)로 제공하고, 상기 냉각모드 결정기(31a)에서 냉각모드2를 선택하면 제2냉각모드 제어기에서 스트로크 지령치(ref_s), ref_s=S2를 스위치(SW2)를 통해 상기 스트로크 제어기(33)로 제공한다.For example, when the cooling mode 1 is selected by the cooling mode determiner 31a, the stroke command value ref_s and ref_s = S1 are controlled by the switch SW2 in the first cooling mode controller of the stroke command value generator 31b. When the cooling mode 2 is selected in the cooling mode determiner 31a, the stroke control value ref_s and ref_s = S2 are provided to the stroke controller 33 through the switch SW2 in the second cooling mode controller. .

결국 온도정보가 입력되면 스트로크 지령치 결정기(31)는 그 온도에 대응하는 냉각모드를 결정하고, 이렇게 결정된 냉각모드에 해당하는 스트로크 지령치(ref_s)를 스트로크 제어기(33)로 제공한다.As a result, when the temperature information is input, the stroke command value determiner 31 determines the cooling mode corresponding to the temperature, and provides the stroke command value ref_s corresponding to the thus determined cooling mode to the stroke controller 33.

이때 센서리스 스트로크 추정기(32)는 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)로 전류를 공급하는 전기회로부(20)로 부터 전원전압단과 전류감지용 저항(R) 사이의 전압(Vo), 상기 전류감지용 저항(R)과 트라이악(Tr) 사이의 전압(V1), 상기 트라이악(Tr)에서 리니어 오실레이팅 모터(10)로 공급되는 전압(V2) 및 상기 캐패시터(C)를 거쳐 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)로 공급되는 전압(V3)을 입력받아 스트로크치와 전류정보를 추정하고, 그 추정한 스트로크 정보와 전류정보를 상기 스트로크 제어기(33)로 전송한다.At this time, the sensorless stroke estimator 32 is a voltage (Vo) between the power supply voltage terminal and the current sensing resistor (R) from the electric circuit unit 20 for supplying the current to the linear oscillating motor 10, the current sensing resistance (R) and the triac (Tr), a voltage between the (V 1), the tri-voltage supplied to the Ill (Tr) the linear oscillating motor 10 from (V 2) and the linear via the capacitor (C) The stroke voltage and current information are estimated by receiving the voltage V 3 supplied to the oscillating motor 10, and the estimated stroke information and current information are transmitted to the stroke controller 33.

그러면 상기 스트로크 제어기(33)는 스트로크 지령치 결정기(31)에서 결정된 스트로크 지령치와 추정된 스트로크치가 같아지도록 제어한다.The stroke controller 33 then controls the stroke command value determined by the stroke command value determiner 31 to be equal to the estimated stroke value.

이렇게 제어를 행하여 얻어진 타이머 지령치를 타이머(35)로 전송한다.The timer command value thus obtained is transferred to the timer 35.

이때 제로 크로스 검출기(34)는 상기 전기회로부(20)내 전원전압단과 전류감지용 저항(R) 사이의 전압(Vo) 또는 상기 전원전압단으로 부터 캐패시터(C)를 거치기 이전의 전압(V4)을 입력받아 제로 크로스 포인트를 검출하고, 검출된 제로-크로스신호를 타이머(35)로 제공한다.The zero-cross detector 34 is the electric circuit 20 within the power supply voltage end of the previous undergo a voltage (Vo) or a capacitor (C) from the said power supply voltage terminal between for current sensing resistance (R) voltage (V 4 ), A zero cross point is detected, and the detected zero-cross signal is provided to the timer 35.

그러면 상기 타이머(35)는 제로-크로스신호를 시작단자(start)로 받아들인다.The timer 35 then accepts the zero-cross signal as a start terminal.

상기 시작단자(start)로 제로-크로스신호가 입력되면, 상기 타이머(35)는 스트로크 제어기(33)에서 제공하는 타이머 지령치에 의하여 도 3의 (c)에 도시한 시간(t1)을 설정한다.When the zero-cross signal is input to the start terminal (start), the timer 35 sets the time t1 shown in (c) of FIG. 3 by the timer command value provided by the stroke controller 33.

이렇게 설정된 시간(t1)이 되면, 상기 타이머(35)는 게이트 구동신호를 전기회로부(20)의 트라이악(Tr)의 게이트(G)로 출력한다.When the set time t1 is reached, the timer 35 outputs the gate driving signal to the gate G of the triac Tr of the electric circuit unit 20.

가령 도 3의 (c)에서와 같이 t1이 작으면 게이트 구동신호가 도 3의 (c)에서와 같이 제로-크로스 시점부터 짧게 설정되어 도 3의 (d)에서와 같이 많은 전류가 흐르게 되고, t1이 도 3의 (e)에서와 같이 크면 게이트 구동신호가 제로-크로스 시점부터 멀어져 도 3의 (f)에서와 같이 적은 전류가 흐르게 된다.For example, when t1 is small as in (c) of FIG. 3, the gate driving signal is shortly set from the zero-cross point of time as in (c) of FIG. 3, and a large amount of current flows as in (d) of FIG. 3. When t1 is large as shown in (e) of FIG. 3, the gate driving signal is far from the zero-cross time point, so that a small current flows as shown in (f) of FIG. 3.

이와같이 게이트 구동신호가 전기회로부(20)의 트라이악(Tr)의 게이트(G)로 출력하면, 상기 트라이악(Tr)이 턴온되어 리니어 오실레이팅 모터(10)로 전류가 공급되고, 이에따라 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)의 피스톤이 상하운동을 하여 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.When the gate driving signal is output to the gate G of the triac Tr of the electric circuit unit 20, the triac Tr is turned on so that a current is supplied to the linear oscillating motor 10. The piston of the oscillating motor 10 moves up and down to adjust the cooling power of the refrigerator or air conditioner.

입력전류를 주기함수로 가하면 피스톤의 움직임도 같은 주기를 갖게 되는데 흡입과 토출압에 따라서 모습은 여러 가지로 나타나진다.When the input current is applied to the cycle function, the piston movements have the same cycle. The appearance varies depending on the suction and discharge pressures.

그 한예를 도 5에 도시하였다.One example is shown in FIG.

피스톤의 주기를 T라 할 때, 스트로크는 한 주기내에서 최대변위를 나타내므로 다음과 같이 정의된다.When the period of the piston is referred to as T, the stroke is defined as follows because the stroke represents the maximum displacement within one period.

여기서 는 센서리스에 의한 추정치이므로 실제값과 오차 는 존재할 수 있다.here Is an estimate by sensorless, so the actual value and the error May be present.

리니어 오실레이팅 모터(10)를 도 4와 같은 역기전력이 있는 R-L회로로 모형화할 때 피스톤의 움직임을 나타내는 이론적 근거는 다음과 같이 두 개의 비선형 연립미분 방정식으로 설명될 수 있다.When modeling the linear oscillating motor 10 with the R-L circuit having the counter electromotive force as shown in FIG. 4, the theoretical basis for the piston's movement can be explained by two nonlinear simultaneous differential equations as follows.

기계식 운동방정식Mechanical equations of motion

전기적 등가방정식Electrical equivalence equation

단, x : 피스톤의 변위, i :모터에 흐르는 전류, m : 피스톤의 질량, C : 댐핑계수, k : 등가적 스프링 상수, FP : 피스톤에 미치는 힘, α: 역기전력 상수, L : 등가적 인덕턴스 계수, R : 등가적 저항, r : 전류크기 감지용 저항 r《R, V : 외부전압Where x is the displacement of the piston, i is the current flowing through the motor, m is the mass of the piston, C is the damping coefficient, and k is the equivalent spring constant. F P : Force on the piston, α: Back EMF constant, L: Equivalent inductance coefficient, R: Equivalent resistance, r: Resistor for detecting current magnitude r <R, V: External voltage

상기 식에서 FP 는 흡입과 토출 사이의 압력차에 의한 힘을 나타내는데, 도 6에서와 같이 압축기가 흡입-압축-토출과정을 거치면서 비선형적으로 시시각각 달라진다.In the above formula F P Represents the force due to the pressure difference between the suction and the discharge. As shown in FIG. 6, the compressor is non-linearly changed as the compressor goes through the suction-compression-discharge process.

따라서 전압V가 커지면 식(2)에서 우변이 커져 좌변의 전류도 커지게 되고, 전류가 커지면 식(1)에서 우변이 커져 좌변의 피스톤의 변위도 커지게 된다.Therefore, when the voltage V increases, the right side of the equation (2) increases, and the current on the left side also increases, and when the current increases, the right side of the equation (1) increases, and the displacement of the piston on the left side also increases.

즉, 피스톤의 행정거리는 인가전압에 의하여 변하게 되고, 반도체 스위칭소자인 트라이악을 사용하면 인가전압을 스위칭 조절할 수 있어 동일한 효과를 갖을 수 있다.That is, the stroke distance of the piston is changed by the applied voltage, and using the triac, which is a semiconductor switching element, the applied voltage can be controlled by switching, which can have the same effect.

그러나, 상기에서와 같은 종래 리니어 오실레이팅 컴프레샤는 클리어런스 볼륨(clearance volume)을 정확히 제어해야됨을 요구하지만, 복잡한 센서리스 회로에서의 부품들의 특성편차나 또는 압축기내 중요기계 부품들의 편차로 인하여 동일한 스트로크 제어하에서도 원하는 냉력으로 부터 심각한 편차가 유발되는 문제점이 있다.However, although the conventional linear oscillating compressor as described above requires precise control of the clearance volume, the same stroke control may be due to characteristic deviations of components in complex sensorless circuits or deviations of important mechanical components in the compressor. There is a problem that causes a serious deviation from the desired cooling power even under.

따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 편차들을 자동으로 보정하여 기구부와 제어부를 스스로 최적 절충하여 최종적으로는 균일한 냉각능력이 나올 수 있도록 한 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to automatically correct the deviations by the optimum compromise between the mechanism and the control unit by itself to finally achieve a uniform cooling capacity automatic deviation deviation correction device In providing.

본 발명의 다른 목적은 현재 스트로크의 불안정한 구간을 감지하고, 그 감지된 구간의 편차를 보정하여 제어하도록 함으로써, 시스템 동작을 안정화하고, 컴프레샤의 고장을 예방하여 긴수명을 제공하도록 한 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to detect an unstable section of the current stroke, and to compensate for and control the deviation of the detected section, to stabilize the system operation, prevent the failure of the compressor deviation of the linear compressor to provide a long life An automatic correction device is provided.

도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 제어장치에 대한 블록 구성도.1 is a block diagram of a conventional apparatus for controlling a linear compressor.

도 2는 도 1에서, 스트로크 지령치 결정기의 상세도.2 is a detailed view of a stroke command value determiner in FIG. 1;

도 3은 도 1에서, 각 부의 입출력신호 파형도.3 is an input / output signal waveform diagram of each part in FIG. 1;

도 4은 도 1에서, 리니어 오실레이팅 모터를 역기전력이 있는 R-L회로로 모형화할 때의 등가회로도.FIG. 4 is an equivalent circuit diagram when modeling a linear oscillating motor as an R-L circuit with back electromotive force in FIG. 1. FIG.

도 5는 도 1에서, 흡입과 토출압에 따른 피스톤의 움직임의 주기를 보여주는 파형도.5 is a waveform diagram showing the period of the movement of the piston in accordance with the suction and discharge pressure in FIG.

도 6는 도 1에서, 흡입-압축-토출과정을 거치면서 비선형적으로 달라지는 피스톤에 미치는 힘( FP )에 대한 파형도.FIG. 6 shows the force applied to the piston that is nonlinearly changed during the suction-compression-discharge process in FIG. F P Waveform diagram for).

도 7은 도 1에서, 흡입과 토출압에 따른 피스톤의 움직임의 주기에 대해 불안정한 경우와 안정한 경우를 보여주는 파형도.FIG. 7 is a waveform diagram showing an unstable and stable case with respect to a period of movement of a piston according to suction and discharge pressures in FIG. 1; FIG.

도 8은 본 발명 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치에 대한 블록 구성도.8 is a block diagram of the automatic deviation correction device of the linear compressor of the present invention.

도 9는 도 8에서, 스트로크 지령치 결정기에 대한 상세 구성도.9 is a detailed configuration diagram of the stroke command value determiner in FIG. 8;

도 10은 도 8에서, 리니어 오실레이팅 모터에서 토출밸브면의 이동상태와 피스톤 움직임의 중심의 이동상태에 따른 스트로크 편차를 보여주는 주기 파형도.FIG. 10 is a periodic waveform diagram showing, in FIG. 8, a stroke deviation according to the movement state of the discharge valve surface and the movement state of the center of the piston movement in the linear oscillating motor. FIG.

도 11은 도 8에서, 센서리스 스트로크 추정기에 대한 아날로그 회로도.FIG. 11 is an analog circuit diagram for the sensorless stroke estimator in FIG.

도 12는 도 11을 블록 다이어그램으로 표시한 도.FIG. 12 is a block diagram of FIG. 11;

도 13은 도 11의 불안정 모니터부에서 피스톤의 움직임의 주기를 보여주는 파형도.FIG. 13 is a waveform diagram illustrating a period of movement of a piston in the instability monitor of FIG. 11. FIG.

도 14는 도 11에서, 불안정 모니터부의 모니터링 과정을 보여주는 동작 흐름도.14 is an operation flowchart illustrating a monitoring process of an instability monitor unit in FIG. 11;

도 15는 도 8에서, 튜닝 포인트 결정기에서 불안정이 나타나는 구간을 감지하는 과정을 보여주는 설명도.FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a process of detecting a section in which instability appears in the tuning point determiner in FIG. 8. FIG.

도 16은 도 8에서, 튜닝 포인트 결정기에서 불안정이 나타나는 구간을 RAMP 함수를 이용하여 감지하는 과정을 보여주는 설명도.FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a process of detecting a section in which instability appears in a tuning point determiner using a RAMP function in FIG. 8; FIG.

도 17은 냉각모드에 따른 절대좌표치와 상대좌표치를 보여주는 도표.17 is a table showing absolute coordinates and relative coordinates according to the cooling mode.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

10 : 리니어 오실레이팅 모터 11 : 피스톤10: linear oscillating motor 11: piston

20 : 전기회로부 30 : 회로부20: electric circuit portion 30: circuit portion

31 : 스트로크 지령치 결정기 32 : 센서리스 스트로크 추정기31: Stroke command value determiner 32: Sensorless stroke estimator

33 : 스트로크 제어기 34 : 제로 크로스 검출기33: stroke controller 34: zero cross detector

35 : 타이머 36 : 불안정 모니터부35: timer 36: unstable monitor

37 : 튜닝 포인트 결정기37: tuning point determiner

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 리니어 오실레이팅 모터와, 전기회로부 및 제어부로 구성된 장치에 있어서, 상기 제어부는 리니어 오실레이팅 모터로 공급되는 스트로크 전압들을 입력받아 스트로크치와 전류정보를 추정하여 출력하는 센서리스 스트로크 추정기와, 상기 스트로크 추정기에서 출력되는 정보를 받아 현재상태가 불안정 상태인지 안정상태인지를 모니터링하는 불안정 모니터부와, 상기 불안정 모니터부에서 불안정성 정보 제공시 센서리스 스트로크 추정기에서 추정된 스트로크치로 부터 튜닝 포인트를 결정하여 출력하는 튜닝 포인트 결정기와, 상기 튜닝 포인트 결정기에서 결정한 튜닝 포인트와 외부로 부터의 온도정보를 이용하여 스트로크 지령치를 결정하는 스트로크 지령치 결정기와, 상기 센서리스 스트로크 추정기에서 추정된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 결정기에서 결정한 스트로크 지령치에 잘 추정하도록 제어하고 그에따른 타이머 지령치를 출력하는 스트로크 제어기와, 입력되는 전압파형으로 부터 제로-크로스 포인트를 검출하고 그에 대한 제로-크로스신호를 출력하는 제로-크로스 검출기와, 상기 제로 크로스 검출기에서 출력되는 제로-크로스신호가 출력되는 시점으로 상기 스트로크 제어기에서 추정한 추정치에 따라 게이트 구동신호를 제공하는 타이머로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a device comprising a linear oscillating motor, an electric circuit unit and a control unit, wherein the control unit receives the stroke voltages supplied to the linear oscillating motor to estimate the stroke value and current information and outputs A sensorless stroke estimator, an instability monitor unit for receiving information output from the stroke estimator to monitor whether the current state is unstable or stable, and a stroke value estimated by the sensorless stroke estimator when the instability monitor provides instability information. A tuning point determiner for determining and outputting a tuning point from the controller, a stroke command value determiner for determining a stroke command value using the tuning point determined by the tuning point determiner and temperature information from the outside, and the sensorless stroke estimator A stroke controller for controlling a predetermined stroke to be well estimated at the stroke command value determined by the stroke command value determiner, and outputting a timer command value accordingly, and detecting a zero-cross point from an input voltage waveform and outputting a zero-cross signal thereto. A zero-cross detector and a timer for providing a gate driving signal according to an estimate estimated by the stroke controller at a time point at which the zero-cross signal output from the zero-cross detector is output.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 8은 본 발명 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 게이트 구동신호에 따라 교류전원을 단속시켜 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 오실레이팅 모터(10)와; 캐패시터(C)와 트라이악(Tr)으로 구성되어, 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)에 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(20)와; 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)로 공급되는 스트로크 전압들(V0-V3)을 입력받아 스트로크치와 전류정보를 추정하여 출력하는 센서리스 스트로크 추정기(32)와, 상기 추정기(32)에서 출력되는 정보를 받아 현재상태가 불안정 상태인지 안정상태인지를 모니터링하는 불안정 모니터부(36)와, 상기 불안정 모니터부(36)에서 제공하는 불안정성에 대한 정보와 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 추정된 스트로크치로 부터 튜닝 포인트를 결정하여 출력하는 튜닝 포인트 결정기(37)와, 상기 튜닝 포인트 결정기(37)에서 결정한 튜닝 포인트와 외부로 부터의 온도정보를 이용하여 스트로크 지령치를 결정하는 스트로크 지령치 결정기(31)와, 상기 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 추정된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 결정기(31)에서 결정한 스트로크 지령치에 잘 추정하도록 제어하고 그에따른 타이머 지령치를 출력하는 스트로크 제어기(33)와, 입력되는 전압파형으로 부터 제로-크로스 포인트를 검출하고 그에 대한 제로-크로스신호를 출력하는 제로-크로스 검출기(34)와, 상기 제로 크로스 검출기(34)에서 출력되는 제로-크로스신호가 출력되는 시점으로 상기 스트로크 제어기(33)에서 추정한 추정치에 따라 게이트 구동신호를 제공하는 타이머(35)로 이루어진 제어부(30)로 구성한다.8 is a block diagram of the automatic deviation correction device of the linear compressor according to the present invention. Wow; An electric circuit portion 20 including a capacitor C and a triac Tr for controlling electric power applied to the linear oscillating motor 10; A sensorless stroke estimator 32 for receiving stroke voltages V0-V3 supplied to the linear oscillating motor 10 to estimate stroke values and current information, and information output from the estimator 32. From the instability monitor unit 36 for monitoring whether the current state is in an unstable state or a stable state, information on the instability provided by the instability monitor unit 36 and the stroke value estimated by the sensorless stroke estimator 32 A tuning point determiner 37 for determining and outputting a tuning point, a stroke command value determiner 31 for determining a stroke command value using the tuning point determined by the tuning point determiner 37 and temperature information from the outside, and The stroke estimated by the sensorless stroke estimator 32 is well suited to the stroke command value determined by the stroke command value determiner 31. A stroke controller 33 which controls to estimate and outputs a timer command value according thereto, a zero-cross detector 34 which detects a zero-cross point from an input voltage waveform and outputs a zero-cross signal thereto; The controller 30 includes a timer 35 that provides a gate driving signal according to an estimated value estimated by the stroke controller 33 at a time point at which the zero-cross signal output from the zero cross detector 34 is output.

그리고 상기 스트로크 지령치 결정기(31)의 구성은, 도 9에 도시한 바와같이, 입력되는 온도정보에 따라 기동상태인지 냉각상태인지를 판단하여 튜닝모드를 선택할 것인지 냉각모드를 선택할 것인지를 결정하는 냉각모드 결정기(31A)와, 상기 냉각모드 결정기(31A)의 출력에 따라 해당모드로 스위칭하여 주는 제1스위치(SW1)와, 상기 냉각모드 결정기(31A)에서 기동상태로 판단할 경우 튜닝을 위한 스트로크 지령치를 출력하는 튜닝모드 제어기(31B)와, 상기 냉각모드 결정기(31A)에서 냉각상태로 판단할 경우 제1,제2,..제n냉각모드에 따른 스트로크 지령치를 출력하는 냉각모드 제어부(31c)와, 상기 튜닝모드 제어기(31B)와 냉각모드 제어부(31C)에서 각각 출력되는 스트로크 지령치를 스트로크 제어기로 제공하는 제2스위치(SW2)로 구성한다.In the configuration of the stroke command value determiner 31, as shown in FIG. 9, the cooling mode determines whether to select a tuning mode or a cooling mode by judging whether the starting state or the cooling state is selected according to the input temperature information. 31A, the first switch SW1 for switching to the corresponding mode in accordance with the output of the cooling mode determiner 31A, and the stroke command value for tuning when the cooling mode determiner 31A determines the starting state. A tuning mode controller 31B for outputting the control mode and a cooling mode control unit 31c for outputting a stroke command value according to the first, second, and n-th cooling modes when the cooling mode determiner 31A determines the cooling state. And a second switch SW2 for providing a stroke command value output from the tuning mode controller 31B and the cooling mode control unit 31C to the stroke controller, respectively.

이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.

냉력편차를 일으키는 요인에는 제어적 요인과 기구적 요인이 있다.There are control factors and mechanisms that cause cold power deviation.

먼저, 제어적 요인은 회로에 의한 것으로, 도 8의 제어부(30)에서 센서리스 스트로크 추정기(32)를 도 11에서와 같이 아날로그 회로로 구성할 경우 CS, C1, C2 와 같은 캐패시터의 특성편차는 스트로크의 인식 오차를 초래한다.First, the control factor is due to a circuit, and when the sensorless stroke estimator 32 is configured as an analog circuit in FIG. C S , C1, C2 The characteristic deviation of the capacitor causes a recognition error of the stroke.

상기 도 8을 블록 다이아그램으로 표시하면 도 12에서와 같으며, 여기서 캐패시터 값이 전달함수에 밀접히 관계되어 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 8 as a block diagram, it is the same as in FIG. 12, where the capacitor value is closely related to the transfer function.

즉, 부품편차가 없을 때의 전류 스트로크, 전압 스트로크 사이의 전달함수를 각각 G1, G2라 하자.In other words, the transfer function between the current stroke and the voltage stroke when there is no component deviation is assumed to be G1 and G2, respectively.

그러면 입력측을 [전류, 전압] 이라는 벡터로 정의할 때의 전달함수는 G=[G1,G2]가 된다.Then, when defining the input side as a vector of [current, voltage], the transfer function becomes G = [G1, G2].

따라서 캐패시터의 편차 ΔGS , ΔC1 , ΔC 2 는 전달함수의 편차 ΔG=[ΔC 1,ΔC 2] 를 유발하므로 스트로크의 인식오차를 초래한다.Therefore, the deviation of the capacitor ΔG S , ΔC1 , ΔC 2 Is the deviation of the transfer function ΔG = [ΔC 1, ΔC 2] This causes a recognition error on the stroke.

그리고 ΔG 〉0 일 때는 실제의 스트로크치 보다 큰 값으로 인식되므로 스트로크 제어를 지령치에 잘 추종하도록 폐 루프(closed-loop) 제어로 제어할 경우에는 스트로크가 참값보다 작게된다.And ΔG〉 0 In the case of, the stroke is recognized as a value larger than the actual stroke value, so that the stroke is smaller than the true value when the closed-loop control is performed so that the stroke control follows the command value well.

같은 논리로 ΔG〈 0 일 경우에는 피드백 제어로 인하여 스트로크가 참값 보다 크게 된다.With the same logic ΔG <0 In this case, the stroke is larger than the true value due to the feedback control.

이와같은 편차를 줄여야 한다.This deviation should be reduced.

그리고 기구적 편차에 의한 냉력편차도 대단히 중요하다.In addition, the cold power deviation due to mechanical deviation is also very important.

이는 리니어 오실레이팅 모터(10)를 제어할 경우에 발생하는 것으로, 도 10(a)가 토출밸브면이 정상상태로 있는 경우이고, 도 10(b)는 토출밸브면이 위로 올라간 경우이고, 도 10(c)는 토출밸브면이 아래로 내려간 경우이다.This occurs when the linear oscillating motor 10 is controlled. FIG. 10 (a) shows the case where the discharge valve surface is in a normal state, and FIG. 10 (b) shows the case where the discharge valve surface is raised. 10 (c) is a case where the discharge valve surface is lowered.

이와같은 경우 토출밸브면 까지의 거리가 바뀌면 동일한 스트로크하에서도 압축비가 바뀌어 냉력이 바뀌게 된다.In such a case, if the distance to the discharge valve surface is changed, the compression ratio is changed and the cooling force is changed even under the same stroke.

이렇게 토출밸브면 까지의 거리편차를 발생시키는 요인들로는 가공오차, 조립오차 들이 있다.The factors that cause the distance deviation to the discharge valve surface are machining and assembly errors.

그리고, 도 10(d)는 피스톤 움직임의 중심(middle line)이 정상 위치에 있는 경우이고, 도 10(e)는 피스톤 움직임의 중심(middle line)이 아래로 내려간 경우이고, 도 10(f)는 피스톤 움직임의 중심이 위로 올라간 경우이다.10 (d) is a case where the middle line of the piston movement is in the normal position, and FIG. 10 (e) is a case where the middle line of the piston movement is lowered, and FIG. 10 (f). Is when the center of piston movement is raised.

이와같은 경우 기구부 스프링의 오차가 영구자석의 위치편차가 피스톤 움직임의 중심의 편차를 유발시키는데, 이렇게 되면 동일한 스트로크하에서도 압축비가 바뀌어 냉력이 바뀌게 된다.In such a case, the error of the mechanism spring causes the positional deviation of the permanent magnet to cause a deviation of the center of the piston movement. In this case, even under the same stroke, the compression ratio is changed to change the cooling force.

따라서 상기에서와 같은 편차하에서도 기구부와 제어부가 잘 매칭되기 위해서는 도 10의 (b)(e)는 스크로크 지령치가 더 큰 것이 필요하여 ΔG〈 0 인 조건이 바람직하고, 도 10의 (c)(f)의 경우에는 스트로크 지령치가 더 작은 것이 필요하여 ΔG 〉0 인 조건이 바람직하다.Therefore, even in the above-described deviation, in order for the mechanism and the controller to be well matched, the stroke command value of FIG. 10 (b) (e) needs to be larger. ΔG <0 Condition is preferable, and in the case of FIG. 10 (c) (f), the stroke command value is smaller. ΔG〉 0 Phosphorus conditions are preferred.

만일 센서리스 스트로크 추정기(32) 회로가 ΔG 〉0 를 갖는 제어부가 기구부의 편차가 도 10의 (b)(e)인 경우와 조합되면, 오차가 클 경우,냉장고나 에어컨에서는 냉각능력이 거의 나오지 않을 수도 있다.If the sensorless stroke estimator 32 circuit ΔG〉 0 When the control unit having the combination with the case where the deviation of the mechanism unit is the case of Fig. 10 (b) (e), when the error is large, the cooling capacity in the refrigerator or air conditioner may hardly come out.

그리고 상시 센서리스 스트로크 추정기(32) 회로가 ΔG〈 0 를 갖는 제어부가 기구부의 편차가 도 10의 (c)(f)인 경우와 조합되면, 오차가 클 경우, 과도한 전류가 흐르거나 피스톤이 밸브에 심하게 충돌하여 냉장고나 에어컨에서 압축기가 회손되거나 수명이 단축될 수도 있다.And the sensorless stroke estimator 32 circuit is ΔG <0 When the control unit having the control unit is combined with the case in which the deviation of the mechanism unit is shown in FIG. It may be shortened.

따라서 상기에서와 같은 편차들이 존재할 때,이러한 편차들을 스스로 잘 보정하도록 자기 튜닝(self-tuning) 또는 자기 매칭(self-matching)을 해야한다.Therefore, when such deviations exist, it is necessary to self-tuning or self-matching to correct these deviations by themselves.

그러면 상기 자기 튜닝(self-tuning) 또는 자기 매칭(self-matching)을 행하는 본 발명에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Next, the present invention which performs the self-tuning or self-matching will be described.

전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급되면, 이 전원전압은 전기회로부(20)의 전류감지용 저항(R)과 트라이악(Tr) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 오실레이팅 모터(10)로 공급된다.When the 220V power voltage is supplied from the power supply voltage terminal, the power supply voltage is supplied to the linear oscillating motor 10 through the current sensing resistor R, the triac Tr, and the capacitor C of the electric circuit unit 20. Supplied.

이에따라 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)에 전류가 흐르게 된다.Accordingly, current flows through the linear oscillating motor 10.

그러면 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)의 피스톤(11)은 왕복 운동을 행하여 스트로크를 가변시키고, 이에따라 상기 스트로크 가변에 의해 냉력을 가변시킨다.The piston 11 of the linear oscillating motor 10 then performs a reciprocating motion to vary the stroke, thereby varying the cooling force by the variable stroke.

이에따라 냉장고 또는 에어컨의 냉력이 조절된다.Accordingly, the cooling power of the refrigerator or air conditioner is adjusted.

이때 센서리스 스트로크 추정기(32)는 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)로 공급되는 전압(V0-V3)을 전기회로부(20)로 부터 읽어들인다.At this time, the sensorless stroke estimator 32 reads the voltage V0-V3 supplied to the linear oscillating motor 10 from the electric circuit unit 20.

이렇게 읽어들인 전압을 이용하여 스트로크치와 전류정보를 추정하고, 그 추정한 스트로크 정보와 전류정보를 불안정 모니터부(36)와 튜닝 포인트 결정기(37) 및 스트로크 제어기(33)로 각각 전송한다.The stroke value and current information are estimated using the voltage read in this way, and the estimated stroke information and current information are transmitted to the instability monitor 36, the tuning point determiner 37, and the stroke controller 33, respectively.

그러면 상기 불안정 모니터부(36)는 상기 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 추정된 스트로크 정보를 이용하여 현재의 상태가 불안정 상태인지 안정 상태인지를 체크하는데, 이에 대하여 도 13과 도 14에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.Then, the instability monitor 36 checks whether the current state is in an unstable state or a stable state by using the stroke information estimated by the sensorless stroke estimator 32. Referring to FIG. 13 and FIG. As follows.

먼저, 불안정 모니터부(36)는 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 제공하는 스트로크 정보로 부터 도 13에서와 같이 일정구간 (W ) 의 스트로크(s(k))를 읽어들인다.(S101)First, the instability monitor 36 has a predetermined period from the stroke information provided by the sensorless stroke estimator 32 as shown in FIG. (W) Read the stroke s (k) of (S101).

이렇게 읽어들인 스트로크(s(k))로 부터 최대값 과 최소값 를 구한다.(S102)Maximum value from this read stroke (s (k)) And minimum (S102)

여기서 최대값 과 최소값 은 아래에서와 같이 구한다.Where max And minimum Is obtained as shown below.

그런다음 스트로크의 최대값과 최소값의 차( )를 계산하고, 이 계산된 오차와 미리 설정된 기준값(THD)을 비교한다.(S103)Then the difference between the maximum and minimum values of the stroke ( ) And compares the calculated error with a preset reference value (THD) (S103).

비교 결과, 상기 오차가 기준값(THD) 보다 크면 불안정으로 인식하고(S105), 상기 기준값(THD) 보다 작으면 안정으로 인식한다.(S104)As a result of the comparison, if the error is larger than the reference value THD, it is recognized as unstable (S105), and if it is smaller than the reference value THD, it is recognized as stable (S104).

그런다음 상기 S104와 S105단계에서 불안정 또는 안정상태로 인식한 후에 그 다음의 일정구간을 설정하고(S106), 상기 S101단계로 진행하여 반복한다.Then, after recognizing in the unstable or stable state in the step S104 and S105 sets the next predetermined interval (S106), and proceeds to the step S101 to repeat.

이상에서와 같은 방법으로 불안정 모니터부(36)에서는 스트로크가 안정된 상태에 있는지 불안정한 상태에 있는지를 판단하고, 그 판단한 정보를 튜닝 포인트 결정기(37)로 전송한다.In the same manner as described above, the unstable monitor unit 36 determines whether the stroke is in a stable state or in an unstable state, and transmits the determined information to the tuning point determiner 37.

이에 상기 튜닝 포인트 결정기(37)는 상기 불안정 모니터부(36)에서 모니터링한 정보가 불안정상태이면 도 15에 도시한 바와같이 센서리스 스트로크 추정기(32)에서 추정된 스트로크의 하한치(LB)부터 스캐닝을 시작하는데, 스트로크가 낮은 대역에서는 부품편차가 있더라도 불안정점이 존재하지 않으므로 스캐닝을 빠르게 하기 위하여 하한치(LB)부터 스캐닝을 시작하고 그때까지는 빠르게 단속 가속한다.Accordingly, when the information monitored by the instability monitor 36 is in an unstable state, the tuning point determiner 37 scans from the lower limit LB of the stroke estimated by the sensorless stroke estimator 32 as shown in FIG. 15. In the low stroke band, there is no instability even if there is a component deviation, so that the scanning starts from the lower limit LB in order to accelerate the scanning, and accelerates rapidly until then.

그리고 대역검사의 확실성을 위하여는 스트로크 지령치를 천천히 올리는 것이 중요하다. 따라서 스텝(STEP) 증가로 증가시킨다.And it is important to raise the stroke set point slowly for the certainty of the band test. Therefore, it increases with step STEP.

또한 대역검사의 확실성을 위하여 스트로크 지령치를 천천히 올리는 것이 중요한데, 도 16에서와 같이 RAMP 함수를 사용할 수도 있다.In addition, it is important to slowly increase the stroke command value for the certainty of the band check, and the RAMP function may be used as shown in FIG.

이상에서와 같은 방법으로 스캐닝하여 불안정이 나타나는 구간의 스트로크치를 감지하고, 그 감지한 불안정 스트로크 (SC) 를 스트로크 지령치 결정기(31)로 제공한다.Scan in the same way as above to detect the stroke value of the section where instability appears, and detect the unstable stroke (S C ) To the stroke command value determiner 31.

이에 상기 스트로크 지령치 결정기(31)는 튜닝 포인트 결정기(37)에서 전송된 불안정 스트로크 (SC) 에 외부로 부터 입력되는 온도정보에 따른 냉각모드의 상대좌표로 결정하는 상대치를 더하고, 이렇게 하여 얻은 값을 스트로크 지령치로 하여 스트로크 제어기(33)로 출력한다.Accordingly, the stroke command value determiner 31 is an unstable stroke transmitted from the tuning point determiner 37. (S C ) Is added to the relative value determined by the relative coordinates of the cooling mode according to the temperature information input from the outside, and the value thus obtained is output to the stroke controller 33 as the stroke command value.

그리고 불안정 모니터부(36)에서 모니터링한 결과가 안정할 경우에는 튜닝 포인트 결정기(37)는 상기 센서리스 스트로크 추정기(32)의 추정된 스트로크를 스트로크 지령치 결정기(31)로 제공하지 않는다.When the result of monitoring by the instability monitor 36 is stable, the tuning point determiner 37 does not provide the estimated stroke of the sensorless stroke estimator 32 to the stroke command value determiner 31.

그러면 상기 스트로크 지령치 결정기(31)는 안정 및 불안정 상태에 따른 스트로트 지령치를 출력하는데, 이에 대하여 도 9에 의거하여 살펴보면, 외부에 의해 결정된 온도정보를 냉각모드 결정기(31A)에서 입력받아 처음 기동모드인지 냉각모드인지를 판단하여 출력한다.Then, the stroke command value determiner 31 outputs the stroke command value according to the stable and unstable state. Referring to FIG. 9, the stroke command value determiner 31 receives the temperature information determined by the external device from the cooling mode determiner 31A for the first time. Determine and output cooling mode.

가령 냉각모드 결정기(31A)에서 판단한 결과가 기동모드이면, 상기 제1스위치(SW1)는 튜닝모드 제어기(31B)로 스위칭된다.For example, if the result determined by the cooling mode determiner 31A is the start mode, the first switch SW1 is switched to the tuning mode controller 31B.

그러면 상기 튜닝모드 제어기(31B)는 리니어 오실레이팅 모터(10)를 구동시키기 위한 스트로크 지령치(ref_s)를 ref_s = f(t)로 하여 제2스위치(SW2)를 통해 스트로크 제어기(33)로 제공한다.Then, the tuning mode controller 31B provides the stroke command value ref_s for driving the linear oscillating motor 10 to the stroke controller 33 through the second switch SW2 with ref_s = f (t). .

그리고, 상기 냉각모드 결정기(31A)에서 판단한 결과가 냉각모드이면, 외부로 부터 입력되는 온도정보에 의거하여 해당 냉각모드를 결정한다.If the result determined by the cooling mode determiner 31A is the cooling mode, the cooling mode is determined based on temperature information input from the outside.

그러면 상기 제1스위치(SW1)를 거쳐 냉각모드 결정기(31A)와 냉각모드 제어부(31C)중에서 해당하는 냉각모드 제어기(C1-CM)와 연결된다.Then, the first switch SW1 is connected to the corresponding cooling mode controller C1-CM among the cooling mode determiner 31A and the cooling mode controller 31C.

이에 상기 냉각모드 제어기(C1-CM)는 스트로크가 안정된 상태에서는 도 18에 도시한 절대좌표 방법에 의한 스트로크 지령치를 출력하고, 불안정된 상태에서는 상대좌표 방법에 의해 얻어지는 스트로크 지령치를 출력한다.Accordingly, the cooling mode controller C1-CM outputs a stroke command value by the absolute coordinate method shown in FIG. 18 when the stroke is stable, and outputs a stroke command value obtained by the relative coordinate method when the stroke is unstable.

즉, 불안정한 상태에서는 튜닝 포인트 결정기(37)에서 제공하는 불안정 스트로크 (SC) 에 상대좌표에 의한 냉각모드에 따른 임계치(d)를 더하여 얻은 스트로크 지령치를 제2스위치(SW2)를 통해 스트로크 제어기(33)로 출력한다.That is, in the unstable state, the unstable stroke provided by the tuning point determiner 37 (S C ) The stroke command value obtained by adding the threshold value d according to the cooling mode by the relative coordinate is output to the stroke controller 33 through the second switch SW2.

상기 냉각모드 제어기(C1-CM)에서 출력되는 스트로크 지령치는 안정 및 불안정 상태에 따라 도 18에 도시한 바와같이 절대좌표방법과 상대좌표방법에 의해 결정하고, 그에따른 지령치를 제공한다.The stroke command value output from the cooling mode controller C1-CM is determined by the absolute coordinate method and the relative coordinate method as shown in FIG. 18 according to the stable and unstable state, and provides the corresponding command value.

그러면 상기 스트로크 제어기(33)는 상기 스트로크 지령치 결정기(31)에서 결정된 스트로크 지령치와 추정된 스트로크치가 같아지도록 제어한다.The stroke controller 33 then controls the stroke command value determined by the stroke command value determiner 31 to be equal to the estimated stroke value.

이렇게 제어를 행하여 얻어진 타이머 지령치를 타이머(35)로 전송한다.The timer command value thus obtained is transferred to the timer 35.

이때 제로 크로스 검출기(34)는 상기 전기회로부(20)내 전원전압단과 전류감지용 저항(R) 사이의 전압(Vo) 또는 상기 전원전압단으로 부터 캐패시터(C)를 거치기 이전의 전압(V4)을 입력받아 제로 크로스 포인트를 검출하고, 검출된 제로-크로스신호를 타이머(35)로 제공한다.The zero-cross detector 34 is the electric circuit 20 within the power supply voltage end of the previous undergo a voltage (Vo) or a capacitor (C) from the said power supply voltage terminal between for current sensing resistance (R) voltage (V 4 ), A zero cross point is detected, and the detected zero-cross signal is provided to the timer 35.

그러면 상기 타이머(35)는 제로-크로스신호를 시작단자(start)로 받아들인다.The timer 35 then accepts the zero-cross signal as a start terminal.

상기 시작단자(start)로 제로-크로스신호가 입력되면, 상기 타이머(35)는 스트로크 제어기(33)에서 제공하는 타이머 지령치에 의하여 게이트 구동신호를 설정하고, 이를 전기회로부(20)의 트라이악(Tr)의 게이트단자(G)로 제공한다.When the zero-cross signal is input to the start terminal (start), the timer 35 sets the gate driving signal according to the timer command value provided from the stroke controller 33, and the triac ( It is provided to the gate terminal G of Tr).

그러면 상기 트라이악(Tr)이 턴온되어 리니어 오실레이팅 모터(10)로 전류가 공급되고, 이에따라 상기 리니어 오실레이팅 모터(10)의 피스톤이 상하운동을 하여 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.Then, the triac Tr is turned on to supply current to the linear oscillating motor 10, and accordingly, the piston of the linear oscillating motor 10 moves up and down to adjust the cooling power of the refrigerator or the air conditioner.

따라서, 본 발명은 리니어 컴프레샤를 냉장고나 에어컨에 사용할 경우에는 센서리스 스트로크 추정기와 같은 제어회로에서의 부품편차, 컴프레샤 기계부품들의 특성편차 및 조립편차로 인한 냉각능력의 심각한 불균형을 상당한 수준으로 최소화하기 위하여 현재 스트로크가 안정상태인지 불안정 상태인지를 체크하여 불안정 상태이면, 그 불안정 상태에서의 스트로크 지령치를 상대좌표치를 이용하여 컴프레샤의 편차를 보정하도록 함으로써, 시스템 동작을 안정화하고, 컴프레샤의 고장을 예방하여 긴수명을 제공하도록 한 효과가 있다.Therefore, the present invention is to minimize the serious imbalance of the cooling capacity due to the component deviation, the characteristic deviation of the compressor mechanical parts and the assembly deviation in the control circuit such as the sensorless stroke estimator when the linear compressor is used in a refrigerator or air conditioner. To check whether the current stroke is stable or unstable, and if it is unstable, the stroke command value in the unstable state is corrected by using the relative coordinate value to stabilize the system operation and prevent the failure of the compressor. It has the effect of providing long life.

Claims (4)

게이트 구동신호에 따라 교류전원을 단속시켜 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 오실레이팅 모터에 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와, 온도정보에 따른 스트로크 지령치와 상기 모터에 인가되는 스트로크 전압에 의한 추종된 스트로크가 일치하도록 하기 위한 게이트 구동신호를 상기 전기회로부로 제공하는 제어부로 구성된 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 리니어 오실레이팅 모터로 공급되는 스트로크 전압들을 입력받아 스트로크치와 전류정보를 추정하여 출력하는 센서리스 스트로크 추정기와, 상기 스트로크 추정기에서 출력되는 정보를 받아 현재상태가 불안정 상태인지 안정상태인지를 모니터링하는 불안정 모니터부와, 상기 불안정 모니터부에서 불안정성 정보 제공시 센서리스 스트로크 추정기에서 추정된 스트로크치로 부터 튜닝 포인트를 결정하여 출력하는 튜닝 포인트 결정기와, 상기 튜닝 포인트 결정기에서 결정한 튜닝 포인트와 외부로 부터의 온도정보를 이용하여 스트로크 지령치를 결정하는 스트로크 지령치 결정기와, 상기 센서리스 스트로크 추정기에서 추정된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 결정기에서 결정한 스트로크 지령치에 잘 추정하도록 제어하고 그에따른 타이머 지령치를 출력하는 스트로크 제어기와, 입력되는 전압파형으로 부터 제로-크로스 포인트를 검출하고 그에 대한 제로-크로스신호를 출력하는 제로-크로스 검출기와, 상기 제로 크로스 검출기에서 출력되는 제로-크로스신호가 출력되는 시점으로 상기 스트로크 제어기에서 추정한 추정치에 따라 게이트 구동신호를 제공하는 타이머로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치.An electric circuit section for controlling the power applied to the linear oscillating motor that regulates the cooling power by regulating the AC power according to the gate drive signal to adjust the stroke, and following the stroke command value according to the temperature information and the stroke voltage applied to the motor. An apparatus comprising a controller for providing a gate driving signal to the electric circuit unit to match the strokes, wherein the controller receives stroke voltages supplied to the linear oscillating motor and estimates and outputs a stroke value and current information. A sensorless stroke estimator, an instability monitor unit for receiving information output from the stroke estimator to monitor whether the current state is unstable or stable, and a stroke estimated by the sensorless stroke estimator when the instability information is provided by the instability monitor unit A tuning point determiner for determining and outputting a tuning point from the controller, a stroke command value determiner for determining a stroke command value using the tuning point determined by the tuning point determiner and temperature information from the outside, and an estimated value at the sensorless stroke estimator. A stroke controller that controls the stroke to be well estimated at the stroke command value determined by the stroke command value determiner, and outputs a timer command value according to the stroke command; A linear compressor comprising a cross detector and a timer for providing a gate driving signal according to an estimate estimated by the stroke controller at a time point at which the zero-cross signal output from the zero cross detector is output; Automatic deviation compensator. 제1항에 있어서, 스트로크 지령치 결정기는 입력되는 온도정보에 따라 기동상태인지 냉각상태인지를 판단하여 튜닝모드를 선택할 것인지 냉각모드를 선택할 것인지를 결정하는 냉각모드 결정기와, 상기 냉각모드 결정기의 출력에 따라 해당모드로 스위칭하여 주는 제1스위치와, 상기 냉각모드 결정기에서 기동모드로 판단할 경우 튜닝을 위한 스트로크 지령치를 출력하는 튜닝모드 제어기와, 상기 냉각모드 결정기에서 냉각모드로 판단하고 현재 스트로크가 불안정 상태일 경우 제1,제2,..제n냉각모드에 따른 스트로크 지령치를 상대좌표치를 이용하여 보정하고, 그 보정된 스트로크 지령치를 출력하는 냉각모드 제어부와, 상기 튜닝모드 제어기와 냉각모드 제어부에서 각각 출력되는 스트로크 지령치를 스트로크 제어기로 제공하는 제2스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치.The apparatus of claim 1, wherein the stroke command value determiner comprises: a cooling mode determiner configured to determine whether to select a tuning mode or a cooling mode by judging whether the starting state or the cooling state is selected according to the input temperature information, and the output of the cooling mode determiner. A first switch for switching to the corresponding mode, a tuning mode controller for outputting a stroke command value for tuning when the cooling mode determiner determines the start mode, and the cooling mode determiner determines that the cooling mode and the current stroke are unstable. In the state, the cooling mode control unit for correcting the stroke command value according to the first, second, n-th cooling mode by using the relative coordinate value, and outputting the corrected stroke command value in the tuning mode controller and the cooling mode control unit. Consists of a second switch that provides each stroke command value output to the stroke controller Automatic compensation device variation of the linear compressor according to claim. 제1항에 있어서, 튜닝 포인트 결정기는 센서리스 스트로크 추정기에서 추정된 스트로크를 단계적(STEP)으로 증가시키면서 스캐닝하여 튜닝 포인트를 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the tuning point determiner is configured to scan and determine the tuning point by incrementally increasing the estimated stroke in the sensorless stroke estimator. 제1항에 있어서, 튜닝 포인트 결정기는 센서리스 스트로크 추정기에서 추정된 스트로크를 완만한 RAMP 함수를 사용하여 스캐닝하여 튜닝 포인트를 결정하도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 편차 자동 보정장치.2. The apparatus of claim 1, wherein the tuning point determiner is configured to scan the estimated stroke by the sensorless stroke estimator using a gentle RAMP function to determine the tuning point.
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