KR100386281B1 - 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법에 관한 것으로, 마이크로 컴퓨터에서 단순하고 체계적으로 인식 할 수 있도록 함에 있어 최적 상태 및 안전 영역에서의 운전이 가능한지를 감지하여 제어 하기 위한 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 스트로크 지령치에 따른 인가 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기에 있어서, 모터에 인가되는 현재 전류를 검출하는 검출 과정과; 각각의 상기 소정 전류 데이터를 소정 번째 떨어진 전류 데이터와 비교하는 비교 과정과; 상기 비교 과정으로 출력된 소정 데이터들의 덧셈의 합과 음의 갯수로 스위칭 제어 신호의 최적 상태 또는 안정 영역 여부를 판별하는 판별 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 왕복동식 압축기의 전동기에 공급 되는 전류에 있어 그 전류의 크기들을 비교하여 데이터를 구성함으로써 한번에 많은 데이터를 이용하여 평가할 수 있고 마이크로 컴퓨터에서 구현이 가능하도록 단순하고 체계적으로 이루어져 최적의 상태 및 안전 영역의 상태를 인식하는 효과가 있다.

Description

왕복동식 압축기의 상태 인식 방법{STATE RECOGNIZING METHOD FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법에 관한 것으로, 특히 마이크로 컴퓨터에서 단순하고 체계적으로 인식 할 수 있도록 함에 있어 최적 상태 및 안전 영역에서의 운전이 가능한지를 감지하여 제어 하기 위한 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식 압축기는 다상의 고정자에 권취된 코일에 공급되는 전원을 스위칭 소자를 이용하여 단속함으로써, 회전 토오크(TORQUE)를 발생 시키게 되는데 회전자와 고정자간의 여자 상태를 순차적으로 가변시킴으로써, 자기 흡입력에 의하여 정방향 회전 토오크를 발생 시킬 수 있다.

만약, 특정 여자 상태를 가변시키지 않을 때에는 일정 위치에서 회전자가 정지하도록 할 수 있으며, 최대 인덕턴스 형상을 기점으로 스위칭 소자에 인가되는 입력 펄스 신호의 위상을 제어함으로써, 역회전력을 발생 시킬수 있는 다양한 구동제어가 가능함에 따라 방향 제어가 필요한 전자 제품들에 적용되어 사용되고 있다.

특히, 냉장고나 에어컨에 사용되는 왕복동식 압축기는 모터에 인가되는 전압으로 압축비를 가변할 수 있고, 따라서 냉력을 사용자의 의도에 따라 가변하여 제어하는 장점이 있는 것으로, 이와 같은 왕복동식 압축기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 운전 제어 장치에 대한 구성을 보인 블럭도로서, 이에 도시된 바와 같이 스트로크 지령치에 따라, 내부 모터(M)에 인가되는 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축부(L.COMP)와 인가 전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부(30)와; 인가 전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(20)와; 상기 전압 검출부(30) 및 전류 검출부(20)로 부터 검출된 전압과 전류로 스트로크를 계산하고, 그 스트로크를 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(40)와; 상기 마이크로 컴퓨터(40)의 스위칭 제어 신호에 따라, 교류 전원을 트라이액(Tr1)으로 단속시켜 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 전압을 인가하는 전기 회로부(10)로 구성되고, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 왕복동식 압축부(L.COMP)는 사용자에 의해 설정된 스트로크 지령치에 따른 인가 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동되고, 이로 인해 스트로크가 가변되어 냉력을 조절한다.

한편, 전기 회로부(10)의 상기 트라이액(Tr1)은 마이크로 컴퓨터(40)의 스위칭 제어 신호에 의해 턴온 주기가 길어짐에 의해 스트로크가 증가되는데, 이때 왕복동식 압축부(L.COMP)의 모터(M)에 인가되는 인가 전압과 전류를 각기 전압 검출부(30)와 전류 검출부(20)에서 검출하여 이를 그 마이크로 컴퓨터(40)에 인가한다.

그러면, 상기 마이크로 컴퓨터(40)는 상기 전압 검출부(30)와 전류 검출부(20)로 부터 검출된 인가 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 계산한후, 이스트로크를 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따라 스위칭 제어 신호를 출력 한다.

즉, 상기 마이크로 컴퓨터(40)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 작으면, 상기 트라이액(Tr1)의 온주기를 길게 하는 스위칭 제어 신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 증가시킨다.

상술한 바와 달리, 상기 마이크로 컴퓨터(40)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 크면, 상기 트라이액(Tr1)의 온주기를 짧게 하는 스위칭 제어 신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 감소시킨다.

그러나, 상술한 바와 같이 동작하는 왕복동식 압축기는, 기구적 운동 특성이 심한 비선형성을 가지고 있으므로 그 비선형성을 감안하지 않은 선형적인 제어 방법으로는 정밀 제어가 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 왕복동식 압축기에서 발생하는 전류 크기 정보를 이용하여 데이터를 구성하고, 그 데이터에 의해 마이크로 컴퓨터에서 상기 왕복동식 압축기의 최적의 상태 및 안전 영역의 상태를 판단하여 실제 노이즈에도 강한 인식 방법을 이용하여 냉장고의 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 왕복동식 압축기의 운전 제어 장치에 대한 구성을 보인 회로도.

도 2는 본 발명 왕복동식 압축기를 이용한 냉장고의 운전 제어 방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 회로도.

도 3은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법에 대한 흐름도.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 전류 데이터의 크기를 비교한 데이터를 보인도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스트로크 지령치에 따른 인가 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기에 있어서, 모터에 인가되는 현재 전류를 검출하는 검출 과정과; 각각의 상기 소정 전류 데이터를 소정 번째 떨어진 전류 데이터와 비교하는 비교 과정과; 상기 비교 과정으로 출력된 소정 데이터들의 덧셈의 합과 음의 갯수로 스위칭 제어 신호의 최적 상태 또는 안정 영역 여부를 판별하는 판별 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명 왕복동식 압축기를 이용한 냉장고의 운전 제어 방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 모터(M)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(20)와; 상기 전류 검출부(20)의 검출 전류를 소정 번째 검출된 전류와 비교하여 그에 따라 전류 피크치 검출 신호를 출력하는 전류 피크치 검출부(100)와; 상기 전류 피크치 검출부(100)로 부터 전류 피크치 검출 신호가 입력 되면 그 전류 피크치가 유지 되도록 스위칭 제어 신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(40)와; 상기 마이크로 컴퓨터(40)의 스위칭 제어 신호에 따라, 교류 전원(AC)을 트라이액(Tr1)으로 단속 시켜 왕복동식 압축부(L.COMP)에 전압을 인가하는 전기 회로부(10)로 구성된다. 이하 본 발명에 의한 왕복동식 압축기를 이용한 냉장고의 운전 제어 방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법에 대한 흐름도로서, 이에 도시된 바와 같이 스트로크 지령치에 따른 인가 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기에 있어서, 모터에 인가되는 현재 전류를 검출하는 검출 과정과; 각각의 상기 소정 전류 데이터를 소정 번째 떨어진 전류 데이터와 비교하는 비교 과정과; 상기 비교 과정으로출력된 소정 데이터들의 덧셈의 합과 음의 갯수로 스위칭 제어 신호의 최적 상태 또는 안정 영역 여부를 판별하는 판별 과정으로 이루어진다. 이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 왕복동식 압축부(L.COMP)는 사용자에 의해 설정된 스트로크 지령치에 따른 스트로크 전압에 의해 피스톤이 상하 운동되고, 이로 인해 스트로크가 가변되어 냉력을 조절한다.

즉, 전기 회로부(10)의 트라이액(Tr1)이 마이크로 컴퓨터(40)의 스위칭 제어 신호에 의해 턴온 주기가 길어짐에 의해 스트로크가 증가되면, 그 스트로크에 의해 왕복 동식 압축부(L.COMP)가 구동된다.

이때, 전류 검출부에서 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하여 이를 전류 피크치 검출부(100)에 인가하고, 이에 따라 상기 전류 피크치 검출부(100)는 상기 전류 검출부(20)로 부터 검출 전류를 입력 받아 이를 마이크로 컴퓨터(40)에서 이전 4번째 전류 데이터와 비교하도록 한다.

여기서 도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 상태 인식을 보인 흐름도로서, 이에 도시된 바와같이 검출한 11개의 전류 데이터를 각각 이동 시키고 빈 데이터 자리에 현재 검출된 전류값을 입력한다. 4번째 떨어진 데이터(J)와 비교하여 4번째 전류보다 크게 되면 '1'을 표기하고 작으면 '-1'을 표기하며 같으면 '0'을 표기한다.

상기와 같은 과정은 J가 10일때까지 반복하여 계산되고, 그 J가 11이 될경우에는 데이터의 총합이 1보다 작거나 같을때, 혹은 데이터 '-1'의 갯수가 3보다 크거나 같을 경우에 최적의 상태나 안전 영역으로 판별되어 진다.

즉, 상기와 같은 과정을 7번 수행하여 7개의 데이터를 얻고, 그 데이터의 총합과 '-1'의 갯수로서, 그때에 왕복동식 압축부(L.COMP)의 상태를 판단한다.

그 결과, 도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 전류 데이터의 크기를 비교한 데이터를 보인도로서, 이에 도시된 바와 같이 (A)는 데이터의 총합이 5이고, '-1'의 갯수가 0이므로 최적의 상태나 안전 영역이 아님을 알수 있다.

그러나, (B)∼(F)는 상기 데이터의 총합이 '1', '0' 이므로 최적의 상태나 안전 영역의 전류임을 알 수 있다.

따라서, 상기 마이크로 컴퓨터(40)는 최적의 상태나 안정 영역으로 운전 할 수 있는 전류의 듀티비를 결정하여 노이즈에 강한 인식 방법으로 상기 왕복동식 압축부에 전력을 공급하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 왕복동식 압축기의 전동기에 공급 되는 전류에 있어 그 전류의 크기들을 비교하여 데이터를 구성함으로써 한번에 많은 데이터를 이용하여 평가할 수 있고 마이크로 컴퓨터에서 구현이 가능하도록 단순하고 체계적으로 이루어져 최적의 상태 및 안전 영역의 상태를 인식하는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 스트로크 지령치에 따른 인가 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기에 있어서, 모터에 인가되는 현재 전류를 검출하는 검출 과정과; 각각의 상기 소정 전류 데이터를 소정 번째 떨어진 전류 데이터와 비교하는 비교 과정과; 상기 비교 과정으로 출력된 소정 데이터들의 덧셈의 합과 음의 갯수로 스위칭 제어 신호의 최적 상태 또는 안정 영역 여부를 판별하는 판별 과정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법.
2. 제1 항에 있어서, 상기 비교 과정은 순차적으로 각각의 데이터와 소정 번째 데이터의 대소를 비교하여 그 비교 결과로 1,-1,0 을 얻는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법.
3. 제2 항에 있어서, 각각의 데이터와 소정 번째 데이터와 비교하여 작으면 '1' 크면 '-1' 같으면 '0' 을 출력함을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법.
4. 제1 항 있어서, 상기 판별과정은 상기 데이터의 합이 1보다 크거나 같을 경우, 또는 상기 데이터의 음의 갯수가 3보다 크거나 같을 경우 최적의 상태 및 안전영역의 상태임을 확인하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법.
5. 제1 항에 있어서, 상기 소정 번째 데이터는 4번째 전류 데이터와 비교하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 상태 인식 방법.