KR100394244B1 - 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 운전장치 및 방법에 관한 것으로, 저온운전에서 트라이악에 걸리는 전압을 강하시키도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 상용교류전원을 공급시, 입력되는 트리거 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 왕복동식 압축기로 전류가 유입되도록 하는 전류제어용 트라이악과, 모터에 의해 스트로크(변위)를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기와, 상기 왕복동식 압축기의 저항성분을 줄이는 완충작용을 행하는 커패시터와, 상기 커패시터에 병렬로 연결되어, 마이크로컴퓨터의 제어신호에 의해 온/오프되어 상기 전류제어용 트라이악에 걸리는 전압을 강하하는 스위치와, 온도센서를 통해 외부온도를 감지하여 그 감지온도를 설정온도와 비교하여 그에 따른 상기 스위치의 온/오프동작을 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.

Description

왕복동식 압축기의 저부하 운전장치 및 방법{LOW LOAD DRIVING APPARATUS AND METHOD FOR LINEAR COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 저온운전에서 트라이악에 걸리는 전압을 강하시키도록 한 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식 압축기(Linear Compressor)는 회전운동을 직선운동으로 변환하는 크랭크 샤프트가 없어 마찰 손실이 적으므로, 효율면에서 다른 컴프레샤 보다 효율이 좋으며, 또한 왕복동식 압축기가 냉장고나 에어컨으로 사용될 경우, 왕복동식 압축기에 인가되는 스트로크전압을 가변시켜줌에 따라 압축비를 가변할 수 있어 가변 냉력 제어에도 사용될 수 있는 장점이 있는 것으로, 이와 같은 왕복동식 압축기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 종래 왕복동식 압축기의 운전장치에 대한 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와같이 상용교류전원을 공급시, 입력되는 트리거 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 왕복동식 압축기로 전류가 유입되도록 하는 전류제어용 트라이악(Tr)과, 모터에 의해 스트로크(변위)를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기(100)와, 상기 왕복동식 압축기(10)의 저항성분을 줄이는 완충작용을 행하는 커패시터(C)와, 상기 커패시터(C)와 병렬로 연결되어 상기 커패시터의 충방전을 조절하는 충방전 조절부(400)와, 상기 전류제어용 트라이악으로 부터 왕복동식 압축기(100)로 유입되는 전류를 검출하는 전류 검출부(200)와, 상기 전류 검출부(200)로부터 전류검출신호를 입력받아 그에 따라 상기 충방전 조절부(400)를 제어하는 마이크로컴퓨터(300)로 구성되며, 이와같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 전원단에서 220V의 교류전원을 전류제어용 트라이악(Tr1)으로 공급하는데, 상기 전류제어용 트라이악(Tr1)으로 전원이 공급될 때, 게이트(G1)로 입력되는 트리거 신호에 의해 상기 교류전원을 단속시켜 왕복동식 압축기(100)의 모터에 인가되는 전력을 통제한다.

그러면, 상기 왕복동식 압축기(100)의 모터에 의해 스트로크(변위)가 가변되고, 이에따라 압축비를 가변할 수 있다.

이때, 커패시터(C)는 상기 왕복동식 압축기(100)를 구성하는 인덕터(L)의 저항성분을 줄이는 완충작용을 한다.

이상에서와 같이 압축비를 가변하여 에어콘이나 냉장고의 냉력을 조절하는데 많이 사용된다.

가령, 상기 전류제어용 트라이악(Tr1)의 게이트(G1)로 인가되는 게이트 제어신호가 하이상태이면, 상기 전류제어용 트라이악(Tr1)이 턴온되고, 이에따라 상기 왕복동식 압축기(100)로 전류가 유입되고, 전류가 유입됨에 따라 구동되어 스트로크를 가변시킨다.

이때, 전류 검출부(200)에서는 상기 왕복동식 압축기(100)로 유입되는 전류를 검출하고, 그 검출한 전류값을 마이크로컴퓨터(300)로 제공한다.

그러면 상기 마이크로컴퓨터(300)는 왕복동식 압축기(100)가 계속해서 동작할 수 있도록 충방전 조절부(400)로 상기 왕복동식 압축기(100) 뒷단에 연결된 커패시터(C)를 충전시키기 위한 제어신호를 출력하고, 그 제어신호를 입력받은 상기 충 방전 조절부(400)의 게이트신호 발생부 (500)는 로우상태의 게이트 제어신호를 충방전용 트라이악(Tr2)의 게이트(G2)로 출력하여, 상기 충방전용 트라이악(Tr2)을 턴오프시켜 커패시터(C)는 충전된다.

그리고 상기 전류제어용 트라이악(Tr1)의 게이트(G1)로 인가되는 게이트 제어신호가 로우상태이면, 상기 전류제어용 트라이악(Tr1)이 턴오프되어 상기 왕복동식 압축기(100)로 전류가 흐르지 않게 된다.

이때, 전류 검출부(200)에서는 상기 왕복동식 압축기(100)로 유입되는 전류를 검출하고, 그 검출한 전류 즉, 제로값을 마이크로컴퓨터(300)로 제공한다.

그러면 상기 마이크로컴퓨터(300)는 왕복동식 압축기(100)가 계속해서 동작하지 않도록 충방전 조절부(400)로 상기 왕복동식 압축기(100) 뒷단에 연결된 커패시터(C)를 방전시키기 위한 제어신호를 출력한다.

상기 방전 제어신호를 입력받은 상기 충방전 조절부(400)의 게이트신호 발생부 (500)는 하이 상태의 게이트 제어신호를 충방전용 트라이악(Tr2)의 게이트 (G2)로 출력하여, 상기 충방전용 트라이악(Tr2)을 턴온시킨다.

그러면 커패시터(C)는 방전된다.

여기서, 상기 트라이악(Tr1)에는, 왕복동식 압축기(100)의 구동시 발생하는 역기전력에 의해 높은 전압이 걸리게 되는데,특히 저온운전시 높은 전압이 발생하게 되어 소자를 파손시키게 되므로, 이를 위하여 내전압이 높은 고가의 트라이악(Tr1)을 사용한다.

즉, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 저온운전시 왕복동식 압축기에서 발생하는 역기전력으로 인해 트라이악에 높은 전압이 걸리게 되어 그 트라이악이 파손되고, 이를 해결하기 위해 내전압이 높은 트라이악을 사용하게 되면 비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 왕복동식 압축기의 저온운전시 역기전력으로 인해 발생하는 높은 전압을 강하시킬 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 왕복동식 압축기의 운전장치에 대한 구성을 보인 회로도.

도2는 본 발명 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치에 대한 구성을 보인 회로도.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 저부하 운전방법에 대한 동작흐름도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100:왕복동식 압축기 200:전류검출부

300:마이크로컴퓨터 400:충방전제어부

500:게이트신호발생부 C;커패시터

Tr1,Tr2:트라이악 S1:온도센서

SW1:스위치

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 상용교류전원을 공급시, 입력되는 트리거 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 왕복동식 압축기로 전류가 유입되도록 하는 전류제어용 트라이악과, 모터에 의해 스트로크(변위)를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기와, 상기 왕복동식 압축기의 저항성분을 줄이는 완충작용을 행하는 커패시터와, 상기 커패시터에 병렬로 연결되어, 마이크로컴퓨터의 제어신호에 의해 온/오프되어 상기 전류제어용 트라이악에 걸리는 전압을 강하하는 스위치와, 온도센서를 통해 외부온도를 감지하여 그 감지온도를 설정온도와 비교하여 그에 따른 상기 스위치의 온/오프동작을 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 왕복동식 압축기를 운전시킨후, 외부온도가 소정 온도보다 작은지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과, 외부온도가 소정온도보다 크면 스위치를 오프시켜 왕복동식 압축기와 직접 연결된 전원을 차단하는 제2 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과, 외부 온도가 소정온도보다 작으면 스위치를 온시켜 왕복동식 압축기와 전원을 직접 연결하는 제3 단계로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 상용교류전원을 공급시, 입력되는 트리거 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 왕복동식 압축기(100)로 전류가 유입되도록 하는 전류제어용 트라이악(Tr1)과, 모터에 의해 스트로크(변위)를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기(100)와, 상기 왕복동식 압축기(100)의 저항성분을 줄이는 완충작용을 행하는 커패시터와, 상기 커패시터(C)와 병렬로 연결되어 상기 커패시터(C)의 충방전을 조절하는 충방전 조절부(400)와, 상기 커패시터(C)에 병렬로 연결되어, 마이크로컴퓨터(300)의 제어신호에 의해 온/오프되어 상기 전류제어용 트라이악 (Tr1)에 걸리는 전압을 강하하는 스위치(SW1)와, 상기 전류제어용 트라이악(Tr1)으로 부터 왕복동식 압축기(100)로 유입되는 전류를 검출하는 전류 검출부(200)와, 상기 전류검출부(200)로부터 전류검출신호를 입력받아 그에 따라 상기 충방전 조절부 (400)를 제어함과 아울러 온도센서(S1)를 통해 외부온도를 감지하여 그 감지온도를 설정온도와 비교하여 그에 따라 상기 스위치(SW1)의 온/오프 동작을 제어하는마이크로컴퓨터(300)로 구성한다.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 저부하 운전방법에 대한 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 왕복동식 압축기를 운전시킨후, 외부온도가 소정 온도보다 작은지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과, 외부온도가 소정온도보다 크면 스위치를 오프시켜 왕복동식 압축기와 직접 연결된 전원을 차단하는 제2 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과, 외부 온도가 소정온도보다 작으면 스위치를 온시켜 왕복동식 압축기와 전원을 직접 연결하는 제3 단계로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 일반적인 동작은 종래와 동일하다. 즉,전원단에서 220V의 교류전원을 전류제어용 트라이악(Tr1)으로 공급하는데, 상기 전류제어용 트라이악(Tr1)으로 전원이 공급될 때, 게이트(G1)로 입력되는 트리거 신호에 의해 상기 교류전원을 단속시켜 왕복동식 압축기(100)의 모터에 인가되는 전력을 통제한다.

그러면, 상기 왕복동식 압축기(100)의 모터에 의해 스트로크(변위)가 가변되고, 이에따라 압축비를 가변할 수 있다.

이때, 커패시터(C)는 상기 왕복동식 압축기(100)를 구성하는 인덕터(L)의 저항성분을 줄이는 완충작용을 한다.

이상에서와 같이 압축비를 가변하여 에어콘이나 냉장고의 냉력을 조절하는데 많이 사용된다.

여기서, 본 발명은, 마이크로컴퓨터(300)가 온도센서(S1)를 통해 외부온도를 감지하여 그 감지온도가 기설정된 온도보다 높으면 그에 따른 오프 제어신호 (OFF)를 스위치(SW1)에 인가한다.

그러면, 상기 마이크로컴퓨터(300)의 오프 제어신호(OFF)에 따라, 상기 스위치(SW1)는 오프되어 왕복동식 압축기(100)와 직접 연결된 전원을 차단한다.

한편, 상기 마이크로컴퓨터(300)는 온도센서(S1)를 통해 감지된 외부온도가 기설정된 온도보다 낮으면 그에 따른 온제어신호(ON)를 스위치(SW1)에 인가하고, 이에 의해 상기 스위치(SW1)는 온되어 왕복동식 압축기(100)와 전원을 직접 연결하게 되며, 이에따라 전류제어용 트라이악(Tr1)에 걸리는 고전압이 전압강하된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 왕복동식 압축기의 저온운전시 역기전력으로 인해 트라이악에 걸리는 높은 전압을 스위칭소자를 이용하여 강하시킴으로써, 소자의 파손을 방지할 수 있을뿐만 아니라 고가의 트라이악이 필요하지 않으므로 비용이 저감되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 상용교류전원을 공급시, 입력되는 트리거 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 왕복동식 압축기로 전류가 유입되도록 하는 전류제어용 트라이악과, 모터에 의해 스트로크(변위)를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축기와, 상기 왕복동식 압축기의 저항성분을 줄이는 완충작용을 행하는 커패시터와, 상기 커패시터에 병렬로 연결되어, 마이크로컴퓨터의 제어신호에 의해 온/오프되어 상기 전류제어용 트라이악에 걸리는 전압을 강하하는 스위치와, 온도센서를 통해 외부온도를 감지하여 그 감지온도를 설정온도와 비교하여 그에 따른 상기 스위치의 온/오프동작을 제어하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치.
2. 제1 항에 있어서, 마이크로컴퓨터는 외부온도가 설정온도보다 낮으면 스위치를 온시키고, 외부온도가 설정온도보다 높으면 스위치를 오프시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 저부하 운전장치.
3. 왕복동식 압축기를 운전시킨후, 외부온도가 소정 온도보다 작은지를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계의 판단결과, 외부온도가 소정온도보다 크면 스위치를 오프시켜 왕복동식 압축기와 직접 연결된 전원을 차단하는 제2 단계와;

   상기 제1 단계의 판단결과, 외부 온도가 소정온도보다 작으면 스위치를 온시켜 왕복동식 압축기와 전원을 직접 연결하는 제3 단계로 수행함을 특징으로 왕복동식 압축기의 저부하 운전방법.