KR100414109B1 - 왕복동식 압축기의 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것으로, 초기 기동시 발생하는 급격한 부하변동에 의해 피스톤 스트로크가 급격하게 변동하는 것을 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은,초기 기동시, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하는 제1 과정과; 상기 제1과정의 스트로크를 소정 시간동안 서서히 감소시키면서 운전 제어하는 제2 과정과; 정상운전 상태에서, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하여 그 스트로크에 따라 운전 제어하는 제3 과정으로 수행한다.

Description

왕복동식 압축기의 운전제어방법{DRIVING CONTROL METHOD FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 초기 기동시 발생하는 급격한 부하변동에 의해 피스톤 스트로크가 급격하게 변동하는 것을 방지하도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적인 왕복동식 압축기는, 다상의 고정자에 권취된 코일에 공급되는 전원을 스위칭소자를 이용하여 단속함으로써, 회전 토오크(TORQUE)를 발생시키게 되는데, 회전자와 고정자간의 여자상태를 순차적으로 가변시킴으로써, 자기 흡입력에 의하여 정방향 회전 토오크를 발생시킬 수 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.

도1은 일반적인 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 스트로크 지령치에 따라, 내부 모터에 인가되는 전압에 의해, 피스톤이 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축부(L.COMP)와; 인가전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 발생하는 전압을 검출하는 전압검출부(30)와; 인가전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(20)와; 상기 전압검출부(30) 및 전류 검출부(20)로부터 검출된 전압과 전류로 스트로크를 계산하고, 그 스트로크를 스트로크지령치와 비교하여 그에 따른 스위칭제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(40)와; 상기 마이크로컴퓨터 (40)의 스위칭제어신호에 따라, 교류전원을 트라이악(Tr1)으로 단속시켜 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 전압을 인가하는 전기회로부(10)로 구성되고, 이와같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.

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

한편, 전기회로부(10)의 트라이악(Tr1)은 마이크로컴퓨터(40)의 스위칭제어신호에 의해 턴온 주기가 길어짐에 의해 스트로크가 증가되는데, 이때 왕복동식 압축부(L.COMP)의 모터(M)에 인가되는 인가전압과 전류를 각기 전압검출부(30)와 전류검출부(20)에서 검출하여 이를 마이크로컴퓨터(40)에 인가한다.

그러면, 상기 마이크로컴퓨터(40)는 상기 전압검출부(30)와 전류검출부(20)로부터 검출된 인가전압과 전류를 이용하여 'TDC=0'인 지점의 스트로크를 계산한후, 이 스트로크를 스트로크지령치와 비교하여 그에 따라 스위칭제어신호를 출력한다.

즉, 상기 마이크로컴퓨터(40)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 작으면, 트라이악(Tr1)의 온주기를 길게 하는 스위칭제어신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 증가시킨다.

상술한 바와 달리, 상기 마이크로컴퓨터(40)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 크면, 트라이악(Tr1)의 온주기를 짧게 하는 스위칭제어신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 감소시킨다.

이때, 상기 왕복동식 압축기의 초기 기동시, 도2와 같이 왕복동식 압축기에 인가되는 전압/전류 사이클의 상태는, 정상 운전상태와 비교하여 보면 급격한 변동을 가지게 된다.

만약, 초기 기동시, 'TDC=0'인 지점을 탐색하게 되면, 정상상태에서 'TDC=0'에 해당되는 피스톤 스트로크와 비교하여 상대적으로 피스톤 스트로크로 결정되게 된다.

이에 따라, 초기 기동시, 상대적으로 큰 입력값에 따른 피스톤 스트로크로 왕복동식 운전을 제어하게 되면, 정상상태에 가까워지면서 피스톤 스트로크가 점점 커지는 결과를 야기하게 되고, 이로 인해 왕복동식 압축기의 파손을 초래하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 초기 기동시 탐색한 TDC=0인 입력값에 따른 피스톤 스트로크를 일정시간 동안 서서히 감소시키면서 운전을 실시함으로써, 초기 기동시에 발생하는 급격한 부하변동에 의한 피스톤 스트로크의 급격한 변동을 방지하여 안정되게 운전되도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 도1에 있어서, 모터에 인가되는 전압과 전류의 파형도.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 동작흐름도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10:전기회로부 20:전류검출부

30:전압검출부 40:마이크로컴퓨터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 초기 기동시, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하는 제1 과정과; 상기 제1과정의 스트로크를 소정 시간동안 서서히 감소시키면서 운전 제어하는 제2 과정과; 정상운전 상태에서, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하여 그 스트로크에 따라 운전 제어하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법이 적용되는 장치는 종래 도1과 동일하며, 도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 초기 기동시, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하는 제1 과정(SP1)과; 상기 제1 과정의 스트로크를 소정 시간동안 서서히 감소시키면서 운전 제어하는 제2 과정(SP2,SP3)과; 정상운전 상태에서, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하여 그 스트로크에 따라 운전 제어하는 제3 과정(SP4,SP5)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 일반적인 동작은 종래와 동일하다, 즉, 전기회로부(10)의 트라이악 (Tr1)은 마이크로컴퓨터(40)의 스위칭제어신호에 의해 턴온 주기가 길어짐에 의해 스트로크가 증가되는데, 이때 왕복동식 압축부(L.COMP)의 모터(M)에 인가되는 인가전압과 전류를 각기 전압검출부(30)와 전류검출부(20)에서 검출하여 이를 마이크로컴퓨터(40)에 인가한다.

그러면, 상기 마이크로컴퓨터(40)는 상기 전압검출부(30)와 전류검출부(20)로부터 검출된 인가전압과 전류를 이용하여 'TDC=0'인 지점의 스트로크를 계산한후, 이 스트로크를 스트로크지령치와 비교하여 그에 따라 스위칭제어신호를 출력한다.

즉, 상기 마이크로컴퓨터(40)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 작으면, 트라이악(Tr1)의 온주기를 길게 하는 스위칭제어신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 증가시키고, 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 크면, 트라이악(Tr1)의 온주기를 짧게 하는 스위칭제어신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 감소시킨다.

여기서, 초기 기동시 모터에 인가되는 전압과 전류는, 도2와 같이 급격한 변동을 갖게 되는데, 본 발명은 초기 기동시 'TDC=0'인 지점의 스트로크를 검출하여, 그 스트로크를 소정 시간동안, 도2의 전압 및 전류파형도에 대응되게 서서히 감소시켜 왕복동식압축기를 운전시키다가, 소정시간이 지나, 전압과 전류의 파형이 일정한 값을 유지하게 되면, 그 시점에 다시 'TDC=0'인 지점의 스트로크를 검출한후, 그 스트로크로 운전제어하는데, 이를 상세히 상세히 설명한다.

우선, 초기 기동시, 초기 기동시, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하는데(SP1), 즉 모터에 인가되는 전류와 전압의 위상차를 검출하는 검출한 다음, 그 전류와 전압의 위상차에 대한 변곡점을 검출하고, 그 변곡점에서의 스트로크를 'TDC=0'인 지점의 스트로크로 검출한다.

상기 'TDC=0'인 지점의 스트로크를 소정시간동안 서서히 감소시키면서 왕복동식 압축기의 운전을 제어하다가(SP2,SP3), 도2에서와 같이 모터에 인가되는 전압과 전류가 일정한 값으로 유지되면, 다시 'TDC=0'인 지점의 스트로크를 검출한다 (SP4).

이후, 정상운전 상태에서, 상기 재 검출된 'TDC=0'인 지점의 스트로크로 왕복동식 압축기의 운전을 제어한다(SP5).

다시 말해서, 본 발명은, 초기 기동시 모터에 인가되는 전압과 전류의 급격한 변동에 대응하기 위하여, 초기 기동시 검출된 'TDC=0'인 지점의 스트로크를 소정 시간동안 감소시키도록 왕복동식 압축기의 운전을 제어한다.

본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 초기 기동시 탐색한 TDC=0인 입력값에 따른 피스톤 스트로크를 일정시간 동안 서서히 감소시키면서 운전을 실시함으로써, 초기 기동시에 발생하는 급격한 부하변동에 의한 피스톤 스트로크의 급격한 변동을 방지하여, 왕복동식 압축기를 안정되게 운전하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 초기 기동시, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하는 제1 과정과;

   상기 제1과정의 스트로크를 소정 시간동안 서서히 감소시키면서 운전 제어하는 제2 과정과;

   정상운전 상태에서, 'TDC=0'인 스트로크를 검출하여 그 스트로크에 따라 운전 제어하는 제3 과정으로 수행함을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 운전제어방법.
2. 제1 항에 있어서, 제1 과정은,

   모터에 인가되는 전류와 전압의 위상차를 검출하는 제1 단계와;

   상기 모터에 인가되는 전류와 전압의 위상차에 대한 변곡점을 검출하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 변곡점에서의 스트로크를 'TDC=0'인 지점의 스트로크로 검출하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 운전제어방법.