KR100347926B1

KR100347926B1 - 압축기의 시동전류 제어장치

Info

Publication number: KR100347926B1
Application number: KR1020000037568A
Authority: KR
Inventors: 노경열; 이감규
Original assignee: 엘지전자주식회사
Priority date: 2000-07-01
Filing date: 2000-07-01
Publication date: 2002-08-09
Also published as: KR20020003735A

Abstract

본 발명은 2개의 압축기를 사용하는 에어컨에 적용되는 압축기의 시동전류 제어장치에 관한 것으로서,

2개의 압축기를 사용하는 제품에 적용되어 초기 시동시 압축기의 시동 전류를 규제하도록 각각의 압축기마다 시동지원부와 운전지원부를 설치하고 시동지원부와 운전지원부의 동작을 결정하는 스위칭부를 시동지원부 전단에 각각 설치함으로써 하나의 압축기 시동이 완료되는 시간만큼 스위칭부의 온 동작 시간을 지연시켜 순차적으로 스위칭부가 온 동작되도록 하여 압축기를 차례차례 시동시키므로 인해 시동전류를 최적화함으로써 기존에 비해 훨씬 소량의 전류로 압축기를 시동시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.

Description

압축기의 시동전류 제어장치{ Apparatus for start-current controlling of compressor }

본 발명은 2개의 압축기를 사용하는 에어컨에 적용되는 압축기의 시동전류 제어장치에 관한 것으로서, 특히 2개의 압축기를 사용하는 제품에 적용되어 초기 시동시 압축기의 시동 전류를 규제하도록 하나의 압축기 시동이 완료되는 시간만큼 스위칭부의 온 동작 시간을 지연시켜 순차적으로 스위칭부가 온 동작되도록 하여 압축기를 차례차례 시동시키므로 인해 시동전류를 최적화함으로써 기존에 비해 훨씬 소량의 전류로 압축기를 시동시킬 수 있는 압축기의 시동전류 제어장치에 관한 것이다.

종래 기술에 의한 압축기의 제어회로가 도 1에 도시되어 있는데 이를 참고하여 압축기 제어회로를 살펴보면 다음과 같다.

외부에서 시스템 구동 전원의 인가 여부에 따라 시스템에 전원을 공급하는 전원단자(1)와, 압축기 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 제1 계전기(2)와, 상기 제1 계전기(2)의 온 동작에 의해 전원단자(1)를 통해 공급되는 전원의 무효 전력을 흡수하고 압축기를 구동시키기 위한 압축기(M)의 주권선(C1)에 전원을 전달하는 리액터(Reactor)(3)와, 상기 리액터(3)의 전압을 감시하기 위해 설치되는 제2 계전기(4)와, 상기 제2 계전기(4)에 의해 개방/폐쇄 동작되도록 상기 리액터(3)와 병렬 결합되는 제1 접점부(4a)와,

상기 리액터(3)와 병렬 결합되는 운전용 캐패시터(5)와, 상기 운전용 캐패시터(5)와 병렬 결합되는 시동용 캐패시터(6)와, 시동시 전압을 감시하기 위해 설치되는 제3 계전기(7)와, 상기 제3 계전기(7)에 의해 개방/폐쇄 동작되도록 제2 계전기(4) 선단에 설치되는 제2 접점부(7a) 및, 시동용 캐패시터(6) 후단에 설치되는 제3 접점부(7b)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 압축기 제어회로의 동작은, 압축기 제어신호가 인가되면 제1 계전기(2)가 온 동작되면서 리액터(3)를 통해 압축기(M)의 주권선(C1)에 전원이 공급되게 된다. 이때, 상기 주권선(C1)에 공급되는 전원은 리액터(3)에 의해 무효 전력이 제거되게 된다.

한편, 상기 압축기(M)의 보조권선(C2)에는 운전용 캐패시터(5)를 통해 전원이 공급되는 경로, 시동용 캐패시터(6)를 통해 제3 접점부(7b)를 거쳐 전원이 공급되는 경로의 병렬회로 구조를 통해 전원이 공급되게 된다.

그런데, 도 1에 도시된 시동 제어회로(A)의 동작을 자세히 살펴보면, 시동 초기 순간에는 압축기(M)가 회전하지 않으므로 제3 계전기(7)에 걸리는 전압이 낮아 제3 계전기(7)가 작동되지 않게 되고, 압축기(M)가 회전하면서 제3 계전기(7)에 걸리는 전압이 상승되어 압축기(M)의 회전수가 일정 이상이 되면 제3 계전기(7)가 작동되고 그에 따라 제2 접점부(7a)는 폐쇄 동작, 제3 접점부(7b)는 개방 동작되게 된다.

따라서, 상기 제2 접점부(7a)의 폐쇄 동작으로 제2 계전기(4)가 작동되므로 제1 접점부(4a)가 폐쇄 동작되어 리액터(3)는 단락되고, 상기 제3 접점부(7b)의 개방 동작으로 시동용 캐패시터(6)는 회로와 분리되게 된다. 즉, 시동 순간에는 상기 리액터(3)가 압축기(M)와 직렬로 연결되어 있어 과다한 전류를 제한하게 되며, 상기 시동용 캐패시터(6)는 시동 순간에 용량을 크게 하여 시동 특성이 향상되도록 하는 기능을 수행하게 된다.

그러나, 종래 경우에는 상기 시동 제어회로(A)의 불량이 빈번히 발생하며, 압축기 제어회로의 설계시 비용이 많이 소비된다는 문제점이 있다. 또한, 시동시 압축기(M)의 회전에 따른 전압 상승에 의해 시동 제어를 완료하게 됨으로써 시동 전류의 제한이 정확하게 이루어지지 않거나 시동 특성이 크게 향상되지 않는다는 문제점이 있다.

또한, 종래 경우에 압축기의 초기 시동시 보조권선(C2)의 운전을 위해 제2 계전기(4)가 온 동작시 운전용 캐패시터(5)에 충전된 전하가 시동용 캐패시터(6)로 방전하는 과정에서 순간적인 방전에 의해 제2 계전기(4)가 융착되기도 하는데, 이는 시동용 캐패시터(6)의 충전된 전류와 함께 운전용 캐패시터(5)에 충전된 전류가 보조권선(C2)으로 흐르게 되므로 그로 인한 고전류가 상기 제2 계전기(4)를 융착시키고 손상되는 문제점도 있다.

한편, 압축기 시동시 과도 전류가 발생하게 되면 차단기가 작동하고, 주변 기기에 악영향을 미치게 되고 이를 원상태로 복귀시키는 데에 불편함이 수반된다는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 2개의 압축기를 사용하는 제품에 적용되어 초기 시동시 압축기의 시동전류를 규제하도록 하나의 압축기 시동이 완료되는 시간만큼 스위칭부의 온 동작 시간을 지연시켜 순차적으로 스위칭부가 온 동작되도록 하여 압축기를 차례차례 시동시키므로 인해 시동전류를 최적화함으로써 기존에 비해 훨씬 소량의 전류로 압축기를 시동시킬 수 있는 압축기의 시동전류 제어장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 압축기의 제어회로의 구성이 도시된 회로도이고,

도 2는 본 발명에 따른 압축기의 시동전류 제어장치의 구성이 도시된 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

21 : 전원부 23 : 주제어부

25 : 마이컴 30, 40 : 제1 및 제2 압축기

31, 41 : 주권선 32, 42 : 보조권선

Rd : 구동스위칭부

R1, R2, R3, R4 : 제1 내지 제4 스위칭부

Cs1, Cs2 : 제1 및 제2 시동지원부

Cd1, Cd2 : 제1 및 제2 운전지원부

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 압축기의 시동전류 제어장치의 특징에 따르면, 복수개의 압축기를 구동시키기 위한 구동전압을 시스템에 공급하는 전원부와; 상기 전원부의 구동전압을 통해 위상 제어값을 산출하여 그에 따라 초기 시동시 복수개의 압축기로 공급되는 시동 전류가 순차적으로 규제되도록 위상 제어 시점을 결정하면서 압축기의 시동/운전 전류 제한에 대한 제반 제어 기능을 수행하는 마이컴과; 상기 마이컴의 위상 제어값에 따라 복수개의 압축기 주권선에 일정 시간 동안 위상 제어된 시동전류를 전달하는 전류제한부와; 상기 마이컴에 의해 전류제한부와 압축기 사이를 연결 여부가 결정되도록 온/오프 동작되는 제1 스위칭부와; 상기 마이컴의 시동 전류 제어에 첫 번째 압축기의 초기 시동을 위해 온/오프 동작되는 제2 스위칭부와; 상기 제2 스위칭부의 오프 동작과 동시에 온 동작되어 다음 압축기로 전류 공급을 지시하는 제3 스위칭부와; 상기 제3 스위칭부의 온 동작에 따라 다음 압축기의 초기 시동을 위해 온/오프 동작되는 제4 스위칭부와; 상기 제2 내지 제4 스위칭부의 온/오프 동작에 따라 순차적으로 압축기 보조권선에 일정 시간 동안 시동용량을 제공하는 제1 및 제2 시동지원부 및; 압축기의 보조권선에 필요한 운전 용량을 제공하는 제1 및 제2 운전지원부를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 압축기의 시동전류 제어장치의 구성이 도시된 블록도로서 이를 참고하면 본 발명은, 2개의 압축기(30, 40)를 갖는 시스템의 구동을 위해 구동전압을 공급하는 전원부(21), 시스템 구동을 위한 각 요소들을 제어하면서 제1 및 제2 압축기(30, 40)의 구동 여부를 결정하는 주제어부(23), 상기 주제어부(23)의 제어에 따라 압축기 구동/정지 신호를 생성 출력시키는 압축기 구동부(Rd), 상기 전원부(21)에 의해 압축기(30, 40)로 공급되는 전류 제어 기능을 수행하는 마이컴(25), 상기 마이컴(25)의 제어에 따라 위상 제어된 전류를 압축기로 공급하는 전류제한부(T), 상기 전류제한부(T)의 구동 여부가 결정되도록 온/오프 동작되는 제1 스위칭부(R1), 상기 마이컴(25)의 제어에 따라 제1 압축기(30)의 시동 및 운전 용량 제공 시점을 결정하는 제2 스위칭부(R2) 및 제2 압축기(40)의 시동 및 운전 용량 제공 시점을 결정하는 제3 및 제4 스위칭부(R3, R4), 상기 제2 내지 제4 스위칭부(R2, R3, R4)에 따라 압축기(30, 40)로 시동 용량을 제공하는 제1 및 제2 시동지원부(Cs1, Cs2) 및 운전 용량을 제공하는 제1 및 제2 운전지원부(Cd1, Cd2)로 구성된다.

상기 압축기 구동부(Rd)는 구동 스위칭부이고, 전류제한부(T)는 트라이액이며, 상기 제1 내지 제4 스위칭부(R1, R2, R3, R4)는 각각 릴레이이다.

또한, 상기 마이컴(25)은 상기 압축기 구동부(Rd)의 압축기 구동신호를 전달받아 상기 전원부(21)에서 공급되는 구동전압 값을 감지하여 그 감지결과에 따라 시동시 압축기(30, 40)의 주권선(31, 41)으로 공급되는 시동 전류가 규제되도록 위상 제어 시점을 결정하고, 제1 및 제2 압축기(30, 40)의 순차적 시동 전류 및 운전 전류 제한에 대한 제반 제어 기능을 수행하게 된다.

상기 전류제한부(T)는 상기 마이컴(25)에서 산출된 위상 제어값에 따라 온 동작되어 과전류를 방지하면서 압축기(30, 40)의 주권선(31, 41)에 일정 시간 동안 위상 제어된 시동전류를 전달한 후에 제1 스위칭부(R1)가 온 동작됨과 동시에 전류제한부(T)는 오프 동작된다.

또한, 상기 전류제한부(T)가 위상 제어 기능을 수행함과 동시에 제2 스위칭부(R2)가 온 동작되어 제1 압축기(30)의 보조권선(32)으로 시동 용량을 제공하기 위한 제1 시동지원부(Cs1)가 온 동작됨으로 인해 제1 압축기(30)가 시동된다. 그 후, 상기 제2 스위칭부(R2)가 오프 동작되는 동시에 상기 제3 및 제4 스위칭부(R3, R4)가 온 동작되어 제2 시동지원부(Cs2)도 온 동작됨에 따라 제2 압축기(40)의 보조권선(42)에 시동 용량이 제공되므로 제2 압축기(40)가 시동된다.

상기 제1 및 제2 압축기(30, 40)의 시동이 순차적으로 완료되면 제4 스위칭부(R4)가 오프 동작되고 제1 스위칭부(R1)는 계속적으로 온 동작됨과 아울러 제1 및 제2 운전지원부(Cr1, Cr2)가 제1 및 제2 압축기(30, 40)의 보조권선(32, 42)으로 운전 용량을 각각 제공함으로써 압축기(30, 40)가 구동되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작은, 주제어부(23)에서 압축기 구동부(Rd)를 온 동작시켜 압축기 구동신호가 생성되어 마이컴(25)에 전달되게 된다. 그러면, 상기 마이컴(25)은 전원부(21)의 구동전압에 대한 전압값, 주파수를 감지하여 상기 구동전압에 따라 위상 제어값을 산출함으로써 저전압일 경우에 전류제한부(T)의 온 시간을 더 길게 하여 저전압에서도 압축기(30, 40)의 시동이 잘되도록 하고, 과전압에서는 전류제한부(T)의 온 시간을 저전압보다 짧게 하여 압축기(30, 40)의 주권선(31, 41)에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지할 수 있도록 한다.

상기 마이컴(25)은 전류제한부(T)의 위상 제어와 동시에 제2 스위칭부(R2)를 온 동작시켜 제1 시동지원부(Cs1)가 온 동작되도록 함으로써 제1 압축기(30)의 보조권선(32)에 시동용량을 제공하여 제1 압축기(30)가 시동되도록 한다. 그 후에, 상기 제1 압축기(30)의 시동이 완료되면 제2 스위칭부(R2)는 오프 동작되고 제3 및 제4 스위칭부(R3, R4)가 온 동작되어 제2 압축기(40)의 보조권선(42)으로 제2 시동지원부(Cs2)의 시동 용량이 제공되어 제2 압축기(40)가 시동되게 된다.

이렇게, 상기 제1 및 제2 압축기(30, 40)가 순차적으로 시동된 후에 제4 스위칭부(R4)가 오프 동작되어 제1 운전지원부(Cd1)와 제2 운전지원부(Cd2)가 각각 제1 및 제2 압축기(30, 40)로 운전 용량을 제공하게 되어 2개의 압축기(30, 40)가 운전되게 된다.

이때, 상기 압축기 구동부(Rd)가 오프 동작되어 압축기 정지신호가 생성 출력되게 되면 마이컴(25)은 즉시 압축기(30, 40)의 운전을 정지시키게 된다.

이와 같이, 본 발명은 2개의 압축기를 사용하는 에어컨에 적용되어 시동전류를 최적화하기 위해 제1 압축기(30)를 먼저 시동시킨 후에 제2 압축기(40)를 시동시키게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 압축기의 시동전류 제어장치는 2개의 압축기를 사용하는 제품에 적용되어 초기 시동시 압축기의 시동 전류를 규제하도록 각각의 압축기마다 시동지원부와 운전지원부를 설치하고 시동지원부와 운전지원부의 동작을 결정하는 스위칭부를 시동지원부 전단에 각각 설치함으로써 하나의 압축기 시동이 완료되는 시간만큼 스위칭부의 온 동작 시간을 지연시켜 순차적으로 스위칭부가 온 동작되도록 하여 압축기를 차례차례 시동시키므로 인해 시동전류를 최적화함으로써 기존에 비해 훨씬 소량의 전류로 압축기를 시동시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

복수개의 압축기를 구동시키기 위한 구동전압을 시스템에 공급하는 전원부와; 상기 전원부의 구동전압을 통해 위상 제어값을 산출하여 그에 따라 초기 시동시 복수개의 압축기로 공급되는 시동 전류가 순차적으로 규제되도록 위상 제어 시점을 결정하면서 압축기의 시동/운전 전류 제한에 대한 제반 제어 기능을 수행하는 마이컴과; 상기 마이컴의 위상 제어값에 따라 복수개의 압축기 주권선에 일정 시간 동안 위상 제어된 시동전류를 전달하는 전류제한부와; 상기 마이컴에 의해 전류제한부와 압축기 사이를 연결 여부가 결정되도록 온/오프 동작되는 제1 스위칭부와; 상기 마이컴의 시동 전류 제어에 첫 번째 압축기의 초기 시동을 위해 온/오프 동작되는 제2 스위칭부와; 상기 제2 스위칭부의 오프 동작과 동시에 온 동작되어 다음 압축기로 전류 공급을 지시하는 제3 스위칭부와; 상기 제3 스위칭부의 온 동작에 따라 다음 압축기의 초기 시동을 위해 온/오프 동작되는 제4 스위칭부와; 상기 제2 내지 제4 스위칭부의 온/오프 동작에 따라 순차적으로 압축기 보조권선에 일정 시간 동안 시동용량을 제공하는 제1 및 제2 시동지원부 및; 압축기의 보조권선에 필요한 운전 용량을 제공하는 제1 및 제2 운전지원부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압축기의 시동전류 제어장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 스위칭부가 온 동작되면 제1 시동지원부가 온 동작되고, 상기 제2스위칭부가 오프 동작되면 제1 시동지원부가 오프 동작되면서 제1 운전지원부가 온 동작됨과 아울러 제3 및 제4 스위칭부가 온 동작되어 제2 시동커패시터가 온 동작되며, 상기 제4 스위칭부가 오프 동작되면 제2 시동지원부가 오프 동작되고 제2 운전지원부가 온 동작되는 것을 특징으로 하는 압축기의 시동전류 제어장치.