KR100461615B1 - 전동압축기 및 그의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동압축기에서 모터의 동기어긋남의 발생을 회피하면서, 그 모터를 효율적으로 구동하는데 있다.

따라서, 전동압축기의 기동시에는 셀렉터 (62) 에 의해 초기전류 데이터가 선택되고, 모터 (1) 는 그 초기전류 데이터에 대응하는 토크로 구동된다. 모터 (1) 가 2 분의 1 회전만큼 구동되면, 셀렉터 (62) 는 오차전류 데이터를 선택한다. 오차전류 데이터는 지령속도에 대응한다. 모터 (1) 는 셀렉터 (62) 가 전환된 후는, 지령속도로 회전하도록 구동된다.

Description

전동압축기 및 그의 제어방법 {ELECTRIC COMPRESSOR AND CONTROL METHOD THEREFOR}

본 발명은 전동압축기를 제어하는 방법에 관한 것으로, 특히 전동압축기가 구비하는 모터를 제어하는 방법에 관한 것이다.

전동압축기 (전동컴프레서) 는 공조기기나 냉장고 등, 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다.

전동압축기는 모터를 구비하고, 그 모터의 회전운동을 이용하여 냉매를 압축시킴으로써 냉각기능을 실현한다. 또한, 이 모터는 통상 동작시에는, 예컨대 일정한 속도로 회전하도록 제어되거나 또는 사용자에 의해 지정된 온도와 현재의 실제 온도와의 오차 등에 기초하여 제어된다.

모터의 속도 (회전수) 는 기본적으로는 홀소자 등의 위치센서를 사용하여 회전자의 위치를 모니터함으로써 제어할 수 있다. 그러나, 전동압축기에서는 그와 같은 위치센서를 형성하는 대신에, 모터의 역기전력이나 전류 등에 기초하여 회전자의 위치를 추정함으로써 모터의 속도를 제어하는 방식 (이하, 「센서리스방식」이라고 함) 이 선호되고 있다. 그리고, 센서리스방식에서는 기본적으로 제어지령값으로 회전수가 부여되고, 실제 회전수가 그 제어지령값과 일치하도록 모터가 구동된다.

그런데, 일반적으로 압축기가 사용되지 않는 상태로 장시간 방치되면, 그 동작시에 가스상태로 되어 있던 냉매가 액화되어 압축기 내부에 잔존하는 경우가 있다. 그리고, 이 상태에서 압축기를 구동하고자 하면 모터는 큰 토크가 요구된다. 특히, 센서리스방식에서 제어지령값으로 소정의 회전수가 부여되었을 때에, 그 지령값에 따라 모터를 구동하고자 하면 큰 토크가 발생하고, 경우에 따라서는 모터의 동기어긋남이 일어나는 경우가 있다. 또, 상기 서술한 바와 같은 큰 토크를 생성하기 위해서는 용량이 큰 인버터회로가 필요하였다.

또한, 전동압축기에서 상기 문제를 해결하는 방법은, 예컨대 일본 공개특허공보 평6-241183 호에 기재되어 있다. 이 공보에 기재된 전동압축기는 구동개시시에 일정 기간 모터를 스텝동작시킴으로써 액상의 냉매를 배출하고, 그 후에 통상적인 동작을 행한다. 그러나, 상기 공보에 기재된 방법에서는, 액상의 냉매를 배출하기 위한 동작에 필요한 시간이 길어지는 경우가 있다. 또, 상기 공보에는 몇가지 다른 방법이 소개되어 있는데, 압축기의 사이즈가 커지거나, 액상의 냉매를 확실하게 제거할 수 없거나, 또는 압축기가 진동하는 등의 결점이 지적되어 있다.

본 발명의 과제는, 전동압축기에서 모터의 동기어긋남의 발생을 회피하면서 그 모터를 효율적으로 구동할 수 있는 제어방법을 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시형태의 전동압축기의 단면도이다.

도 2 는 전동압축기가 구비하는 모터를 구동하는 제어계 블록도이다.

도 3 은 컨트롤러의 동작을 설명하는 흐름도이다.

도 4 는 모터를 구동하는 회로의 실시형태이다.

도 5 는 본 발명의 제 2 실시형태의 전동압축기의 단면도이다.

도 6 의 (a) 및 (b) 는 피스톤 위치와 냉매 배출의 관계를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 모터 22: 인버터

23: 컨트롤러 51; 추정부

52: 토크 모드 제어부 53: 속도 모드 제어부

61: 속도 제어부 62: 셀렉터

63: 전류 제어부 64: 회전 검출부

본 발명의 방법은 냉매를 압축하기 위해 사용되는 모터를 구비하는 전동압축기를 제어하는 방법으로서, 기동시에 상기 모터의 회전자의 초기위치를 추정 또는 검출하고, 상기 모터를 미리 결정된 토크로 구동하고, 상기 회전자가 상기 초기위치로부터 미리 결정된 회전량만큼 구동된 후, 상기 모터를 소정의 속도로 구동한다.

전동압축기가 사용되지 않는 상태로 장시간 방치되면, 그 동작시에 가스상태로 되어 있던 냉매가 액화되어 압축기내부에 잔존하는 경우가 있다. 그리고, 이 상태에서 압축기를 구동하고자 하면 모터에 큰 부하가 걸린다.

본 발명의 방법에 의하면, 전동압축기의 기동시에 상기 모터가 미리 결정된 토크로 구동되고, 그 모터구동에 의해 잔류냉매가 배출되어 간다. 그리고, 상기 모터가 미리 결정된 회전량만큼 구동되면, 상기 잔류냉매가 충분히 배출된 것으로 간주하고, 이후 상기 모터는 소정의 속도로 구동된다.

여기에서, 전동압축기의 기동시에 액상의 냉매가 잔류하고 있지 않으면, 상기 모터에 걸리는 부하는 가벼울 것이다. 따라서, 상기 모터가 미리 결정된 토크로 구동되면, 단시간내에 상기 미리 결정된 회전량 구동된다. 그리고, 상기 모터는 전동압축기의 기동시로부터 단시간내에 소정의 속도로 구동되게 된다.

한편, 전동압축기의 기동시에 액상의 냉매가 잔류하고 있으면, 상기 모터에 걸리는 부하는 무거워 질 것이다. 따라서, 상기 모터가 미리 결정된 토크로 구동되면, 상기 모터는 천천히 회전하게 되지만, 동기어긋남의 발생은 회피된다.

또한, 본 발명의 다른 양태의 방법에서는, 기동시에 상기 모터가 미리 결정된 토크로 미리 결정된 회전량만큼 구동되고, 그 후 상기 모터는 소정의 속도로 구동된다. 또, 본 발명의 또 다른 양태의 방법은, 기동시에 정토크 모드로 상기 모터가 구동되고, 상기 모터의 회전자가 상기 정토크 모드에 의해 미리 결정된 회전량만큼 구동되었을 때에, 상기 모터의 동작모드가 정토크 모드로부터 정속도 모드로 전환된다. 이들 방법에서도 상기 서술한 작용에 의해 동일한 효과를 얻을수 있다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태의 전동스크롤식 압축기의 단면도이다. 이 전동압축기는 모터 (1) 및 압축부 (2) 를 구비한다. 또한, 전동압축기의 하우징은 고정측 스크롤 (3), 센터 하우징 (4) 및, 모터 하우징 (5) 으로 구성되어 있다. 여기에서, 고정측 스크롤 (3) 은 고정측 기판 (3a) 및 그 고정측 기판 (3a) 으로부터 연장되는 고정측 스크롤벽 (3b) 을 포함하고 있다.

모터 (1) 는 샤프트 (11), 로터 (12), 스테이터 (13) 등을 구비한다. 또한, 샤프트 (11) 는 베어링 (14, 15) 을 통하여 회전이 가능하게 센터 하우징 (4) 및 모터 하우징 (5) 에 지지되어 있고, 그 선단부에는 편심축 (11a) 이 형성되어 있다. 또, 로터 (12) 는 샤프트 (11) 에 고정적으로 장착되어 샤프트 (11) 와 일체적으로 회전한다. 또한, 스테이터 (13) 는 로터 (12) 를 둘러싸도록 형성되어 있다. 여기에서, 스테이터 (13) 에는 복수개의 돌극 (突極) 이 형성되어 있고, 각 돌극에는 각각 코일이 감겨져 있다. 또한, 스테이터 (13) 의 각 돌극에 감겨지는 코일은, 예컨대 U 상용 코일, V 상용 코일 및 W 상용 코일이다.

모터 (1) 는 배터리 (21) 로부터 전력이 부여된다. 또한, 배터리 (21) 로부터 출력되는 직류전력은 인버터 (22) 에 의해 교류로 변환되어 모터 (1) 에 공급된다. 또, 이 인버터 (22) 는 컨트롤러 (23) 에 의해 제어된다.

샤프트 (11) 의 편심축 (11a) 에는 부시 (31) 가 외부에서 끼워져 있다.그리고, 그 부시 (31) 에는 베어링 (33) 을 통하여 가동측 스크롤 (32) 이 상대회전이 가능하게 지지되어 있다. 또한, 가동측 스크롤 (32) 은 가동측 기판 (32a) 및 그 가동측 기판 (32a) 으로부터 연장되어 고정측 스크롤 (3) 의 고정측 스크롤벽 (3b) 에 맞물리도록 형성된 가동측 스크롤벽 (32b) 을 포함한다. 그리고, 고정측 기판 (3a), 고정측 스크롤벽 (3b), 가동측 기판 (32a) 및, 가동측 스크롤벽 (32b) 에 의해 구획된 영역이 압축실 (34) 을 구성한다. 또한, 이 전동압축기는 복수의 압축실 (34) 을 구비한다.

상기 구성에서 모터 (1) 를 구동함으로써 편심축 (11a) 이 회전하면, 그 회전에 따라 가동측 스크롤 (32) 이 공전한다. 또한, 특별히 설명하지 않지만, 이 전동압축기에는 가동측 스크롤 (32) 이 자전하지 않는 구조가 형성되어 있다.

외부냉매회로 (냉동사이클) (41) 는 응축기 및 증발기 등을 구비하고, 압축부 (2) 로부터 토출되는 냉매가스에 대해 응축공정 및 증발공정을 행하고, 그 후 그 냉매가스를 압축부 (2) 로 순환시킨다.

고정측 스크롤 (3) 의 바깥둘레벽부에는 외부 냉매회로 (41) 의 증발기를 스크롤벽 (3b) 및 스크롤벽 (32b) 으로 구성되는 스크롤의 가장 외종단에 위치하는 압축실 (34) 에 접속하기 위한 흡입포트 (35) 가 형성되어 있다. 한편, 고정측 기판 (3a) 의 중앙부에는 스크롤벽 (3b) 및 스크롤벽 (32b) 으로 구성되는 스크롤의 가장 내종단에 위치하는 압축실 (34) 을 외부 냉매회로 (41) 의 응축기에 접속하기 위한 토출포트 (36) 가 형성되어 있다.

상기 구성의 전동압축기에서 모터 (1) 를 구동함으로써 샤프트 (11) 가 회전하면, 그에 수반하여 가동측 스크롤 (32) 이 공전한다. 그리고, 가동측 스크롤 (32) 이 공전하면, 스크롤벽 (3b) 및 스크롤벽 (32b) 으로 구성되는 스크롤의 가장 외종단에 위치하는 압축실 (34) 이 그 스크롤의 내측을 향해 수속해 감으로써, 그 압축실 (34) 의 용적이 감소해 간다. 이 결과, 압축실 (34) 에 흡입된 냉매가 압축되고, 그 후 그 압축된 냉매는 토출포트 (36) 를 통하여 외부 냉매회로 (41) 로 배출된다.

또한, 이 전동압축기는 상기 서술한 바와 같이, 복수의 압축실 (34) 을 구비한다. 그리고, 모터 (1) 를 구동함으로써, 각 압축실 (34) 에 대해 순서대로 상기 서술한 흡입공정, 압축행정 및, 토출공정이 반복된다.

상기 전동압축기의 운전을 정지하면, 통상 복수의 압축실 (34) 중 적어도 하나의 압축실 (34) 내에 냉매가스가 잔류하게 된다. 그리고, 그 냉매가스는 장시간 방치되면 액화된다. 즉, 상기 전동압축기가 사용되지 않는 상태로 장시간 방치되면, 압축실 (34) 내에 액상의 냉매가 잔류하게 된다. 따라서, 전동압축기의 기동시에는 우선, 잔류하고 있는 액상의 냉매를 배출할 필요가 있다.

도 2 는, 전동압축기가 구비하는 모터 (1) 를 구동하는 제어계의 블록도이다. 또한, 본 실시형태에서는 모터 (1) 는 센서리스방식으로 제어되는 것으로 한다. 즉, 모터 (1) 에는 회전자 (도 1 에서는 로터 (12) 에 상당함) 의 위치를 직접적으로 검출하기 위한 위치센서는 형성되어 있지 않고, 회전자의 위치는 전류파형 또는 역기전력파형 등에 기초하여 추정되는 것으로 한다.

컨트롤러 (23) 는 추정부 (51), 토크 모드 제어부 (52) 및, 속도 모드 제어부 (53) 등을 구비한다. 추정부 (51) 는 전류파형 또는 역기전력 등에 기초하여 모터 (1) 의 회전자의 위치를 추정한다. 여기에서, 전류파형으로는 인버터 (22) 의 직류측 전류파형이 검출된다. 또, 역기전력은 모터 (1) 의 권선 (도 1 에서는 스테이터 (13) 의 코일에 상당함) 에서 생기는 역기전력이 검출된다.

토크 모드 제어부 (52) 는 지정된 토크로 모터 (1) 를 구동하기 위한 제어신호를 생성하고, 그것을 인버터 (22) 에 부여하다. 또한, 모터 (1) 의 토크는 그 모터 (1) 에 공급되는 전류의 크기에 거의 비례한다. 한편, 속도 모드 제어부 (53) 는 지정된 속도 (회전수) 로 모터 (1) 를 구동하기 위한 제어신호를 생성하고, 그것을 인버터 (22) 에 부여한다.

인버터 (22) 는 컨트롤러 (23) 에 의해 생성되는 제어신호에 따라 3 상 교류를 생성하고, 그것을 모터 (1) 에 공급한다. 그리고, 모터 (1) 는 인버터 (22) 로부터 공급되는 3 상 교류에 의해 구동된다.

또한, 본 실시형태에서는 모터 (1) 가 센서리스방식으로 제어되는 것으로 기재되어 있지만, 본 발명은 홀소자 등의 위치센서를 이용하여 모터 (1) 를 제어하는 구성을 배제하는 것은 아니다.

도 3 은 컨트롤러 (23) 의 동작을 설명하는 흐름도이다. 또한, 이 흐름도의 처리는 전동압축기의 기동시에 실행된다.

단계 S1 에서는, 모터 (1) 의 회전자의 초기위치를 추정한다. 여기에서, 센서리스방식에서 회전자의 초기위치를 추정하는 방법은 공지된 기술을 이용한다. 또한, 센서리스방식에서 회전자의 초기위치를 추정하는 방법은, 예컨대 하기의 문헌에 기재되어 있다.

ㆍ다케시타, 이치가와, 마츠이, 야마다, 미즈타니 「센서리스돌극형 브러시리스 DC 모터의 초기위치각 추정법」전학론 D, 116 권 7 호, 평성 8 년

ㆍ니시다, 곤도「전류벡터궤적을 사용한 PM 모터의 위치센서리스 계자극검출법에서의 추정정밀도의 평가」평성 7 년 전기학회 산업응용부분 전대, 180, 195 (평성 7 년 - 8)

단계 S2 에서는, 미리 결정된 일정한 토크로 모터 (1) 를 구동하기 위한 제어신호를 생성한다. 여기에서, 모터 (1) 의 토크는 그 모터 (1) 에 공급되는 전류의 크기에 거의 비례한다. 따라서, 단계 S2 에서는, 미리 결정된 일정한 전류를 모터 (1) 에 공급하기 위한 제어신호가 생성된다. 또한, 「미리 결정된 일정한 전류」란, 예컨대 모터 (1) 의 최대 정격전류이다.

단계 S3 에서는, 모터 (1) 의 회전자의 위치를 추정한다. 여기에서, 센서리스방식에서 동작 중의 모터의 회전자의 위치를 추정하는 방법은 공지된 기술을 이용한다.

단계 S4 에서는, 단계 S1 에서 추정된 초기위치로부터 단계 S3 에서 추정된 현재 위치까지의 회전량이, 미리 결정된 회전량 이상인지의 여부가 조사된다. 여기에서, 「미리 결정된 회전량」은 예컨대 2 분의 1 회전으로 하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 모터 (1) 의 회전자의 초기위치로부터의 회전량이 2 분의 1 회전 이상이 될때까지 정토크 모드에 의한 구동이 계속된다.

모터 (1) 가 2 분의 1 회전 이상 구동되면, 단계 S5 에서 모터 (1) 의 동작모드가 정토크 모드에서 정속도 모드로 전환되고, 이후 모터 (1) 는 정속도 모드로 구동된다. 여기에서, 정속도 모드는 지정된 속도 (회전수) 로 모터 (1) 를 구동하는 동작모드이다.

또한, 상기 흐름도에 나타내는 처리에서, 모터 (1) 의 회전자가 전동압축기의 기동시로부터 일정 시간내에 2 분의 1 회전까지 구동되지 않은 경우는, 모터 (1) 의 구동을 정지하도록 해도 된다.

이와 같이, 본 실시형태의 전동압축기에서는 그 기동시에 우선, 모터 (1) 가 일정한 토크로 구동된다. 그리고, 이로써 가동측 스크롤 (32) 이 회전하고, 그에 수반하여 압축실 (34) 에 잔류하고 있는 냉매가 토출포트 (36) 를 통하여 외부 냉매회로 (41) 로 토출되어 간다.

여기에서, 압축실 (34) 에 액상의 냉매가 잔류하고 있지 않으면, 가동측 스크롤 (32) 을 회전시키기 위한 부하는 가벼울 것이다. 따라서, 모터 (1) 가 일정한 토크로 구동되면, 모터 (1) 는 단시간내에 2 분의 1 회전 이상 회전한다. 그리고, 모터 (1) 의 동작모드는 즉시 정토크 모드에서 정속도 모드로 전환된다. 즉, 이 경우, 모터 (1) 가 정토크 모드로 구동되는 시간은 짧다.

한편, 압축실 (34) 에 액상의 냉매가 잔류하고 있으면, 가동측 스크롤 (32) 을 회전시키기 위한 부하는 무거워 질 것이다. 따라서, 모터 (1) 가 일정한 토크로 구동되면, 모터 (1) 는 천천히 회전할 것이다. 그럼으로써, 모터 (1) 의 회전량이 2 분의 1 회전 이상이 될때까지는 비교적 긴 시간을 필요로 하지만, 동기어긋남의 발생은 회피된다.

또한, 이 실시형태에서는 모터 (1) 가 2 분의 1 회전 이상 구동되었을 때에 동작모드가 정토크 모드에서 정속도 모드로 전환되는데, 본 발명은 이 값에 한정되는 것은 아니다. 즉, 동작모드의 전환을 지시하는 모터 (1) 의 회전량은 가동측 스크롤 (32) 을 회전시킴으로써 압축실 (34) 로부터 액상의 냉매가 배출되는 값으로 설정되어 있으면 된다.

도 4 는 모터 (1) 를 구동하는 회로의 실시형태이다. 또한, 이 회로는 도 1 또는 도 2 에 나타낸 컨트롤러 (23) 에 상당한다.

속도 제어부 (61) 는, 예컨대 PI (비례ㆍ적분) 제어기로서, 외부로부터 부여되는 지령속도 데이터와 추정부 (51) 에 의해 산출된 추정속도 데이터와의 오차로부터 지령전류 데이터를 산출한다. 또한, 지령속도 데이터는 모터 (1) 를 정속도 모드로 구동할 때의 회전수를 지시한다.

셀렉터 (62) 는 회전 검출부 (64) 로부터의 지시에 따라, 오차전류 데이터 또는 초기전류 데이터의 한쪽을 선택한다. 여기에서, 오차전류 데이터는 속도 제어부 (61) 에 의해 산출된 지령전류 데이터와 모터 (1) 에 공급되는 전류를 전류센서 (65) 에 의해 검출한 모터전류 데이터와의 오차를 나타낸다. 또, 초기전류데이터는 모터 (1) 의 최대 정격전류 또는 최대 정격토크에 대응하는 전류값을 나타낸다.

전류 제어부 (63) 는, 예컨대 PI 제어기로서, 셀렉터 (62) 에 의해 선택된 데이터 및 추정부 (51) 에 의해 산출된 추정위치를 이용하여 인버터 (22) 를 구동하기 위한 구동신호를 생성한다. 그리고, 인버터 (22) 는 전류 제어부 (63) 에의해 생성되는 구동신호에 따라 모터 (1) 에 인가하기 위한 3 상교류를 생성한다.

추정부 (51) 는 모터인가전압 및/또는 모터전류에 기초하여 모터 (1) 의 회전자의 위치를 추정한다. 또, 추정부 (51) 는 그 추정위치를 이용하여 모터 (1) 의 추정속도를 산출한다. 여기에서, 추정부 (51) 는 소정 시간 간격마다 상기 추정처리를 행한다. 또한, 모터 (1) 의 회전자의 위치는 공지된 기술을 이용하여 추정된다.

회전 검출부 (64) 는 전동압축기의 기동시에는 셀렉터 (62) 에 대해 초기전류데이터를 선택하기 위한 지시를 부여한다. 또, 모터 (1) 의 회전자의 위치를 추정하고, 그 값을 초기위치 데이터로서 유지해 둔다. 이어서, 회전 검출부 (64) 는 추정부 (51) 로부터 추정위치 데이터가 출력될때마다, 모터 (1) 의 초기위치로부터의 회전량을 산출한다. 그리고, 모터 (1) 가 소정량 이상 구동되었음을 검출하면, 셀렉터 (62) 에 대해 오차전류 데이터를 선택하기 위한 지시를 부여한다.

상기 구성의 제어회로의 동작은 이하와 같다. 즉, 전동압축기의 기동시는 셀렉터 (62) 에 의해 초기전류데이터가 선택된다. 따라서, 모터 (1) 는 그 초기전류데이터에 대응하는 토크로 구동된다. 그리고, 모터 (1) 가 소정의 회전량 (예컨대, 2 분의 1 회전) 만큼 구동되면, 셀렉터 (62) 에 의해 오차전류 데이터가 선택된다. 따라서, 이후 모터 (1) 는 지령속도 데이터에 대응하는 속도로 회전하도록 구동된다. 즉, 모터 (1) 의 동작모드는 정토크 모드로부터 정속도 모드로 전환된다.

또한, 상기 실시형태에서는 스크롤식 전동압축기를 채택하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 예컨대 전동경사판식 압축기에도 적용이 가능한다.

도 5 는, 본 발명의 제 2 실시형태의 전동경사판식 압축기의 단면도이다. 이 전동압축기는 모터 (1) 및 압축부 (2) 를 구비한다.

모터 (1) 는 회전축 (101), 자석 (102), 스테이터 코어 (103), 코일 (104) 등을 구비한다. 또한, 자석 (102) 은 회전축 (101) 에 고정적으로 장착된 회전자로서, 회전축 (101) 과 일체적으로 회전한다. 또, 스테이터 코어 (103) 는 자석 (102) 을 둘러싸도록 형성되어 있다. 여기에서, 스테이터 코어 (103) 는 복수개 (예컨대, 9 개) 형성되어 있다. 또한, 각 스테이터 코어 (103) 에는 각각 코일 (104) (예컨대, U 상용 코일, V 상용 코일, W 상용 코일) 이 감겨져 있다.

압축부 (2) 는 회전축 (111), 경사판 (112), 실린더 보어 (113), 피스톤 (114) 등을 구비한다. 회전축 (111) 은 모터 (1) 의 회전축 (101) 에 연결되어 있고, 모터 (1) 가 구동되면 그 회전축 (101) 과 일체적으로 회전한다. 경사판 (112) 은 회전축 (111) 의 회전에 연동하여 요동하도록 지지되어 있다. 복수의 실린더 보어 (113) 는 회전축 (111) 을 둘러싸도록 형성되어 있다. 또한, 도 5 에서는 하나의 실린더 보어만이 표시되어 있다. 피스톤 (114) 은 슈 (116) 를 통하여 경사판 (112) 과 연결되어 있고, 경사판 (112) 의 요동운동에 의해 왕복직선운동하도록 실린더 보어 (113) 내에 수용되어 있다.

상기 구성에서 모터 (1) 를 구동하면, 그에 연동하여 회전축 (111) 이 회전한다. 회전축 (111) 의 회전운동은 경사판 (112) 및 슈 (116) 에 의해 피스톤 (114) 의 왕복직선운동으로 변환된다. 이 때, 실린더 보어 (113) 내의 압축실 (115) 의 체적은 피스톤 (114) 의 위치에 따라 변화된다. 즉, 압축실 (115) 의 체적은 피스톤 (114) 이 하사점에 위치할 때에 최대가 되고, 상사점에 위치할 때에 최소가 된다.

흡입실 (121) 에는 외부 냉매회로 (41) 로부터 냉매가스가 도입되고 있다. 그리고, 피스톤 (114) 이 상사점 위치에서 하사점 위치로 향해 이동을 시작하면, 그 냉매가스가 흡입실 (121) 로부터 흡입밸브 (122) 를 통하여 압축실 (115) 로 흡입된다. 또, 피스톤 (114) 이 하사점 위치로부터 상사점 위치로 향해 이동하면, 압축실 (115) 로 흡입되고 있는 냉매가스가 압축된다. 그리고, 압축실 (115) 내의 압력이 소정값까지 상승하면, 그 압축된 냉매가스가 토출밸브 (123) 를 통하여 토출실 (124) 로 토출된다. 또한, 토출실 (124) 로 토출된 냉매가스는 외부 냉매회로 (냉동사이클) (41) 를 통하여 흡입실 (121) 로 순환된다.

상기 전동압축기의 운전을 정지하면, 경우에 따라서는 압축실 (115) 내에 냉매가스가 잔류하게 된다. 따라서, 이 전동압축기의 기동시에도 도 1 에 나타낸 스크롤식 압축기와 마찬가지로, 잔류하고 있는 액상의 냉매를 배출할 필요가 있다.

도 6 은, 피스톤 위치와 냉매 배출의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 전동압축기의 기동시에 피스톤 (114) 이 하사점 위치에 있는 경우는, 도 6 의 (b) 에 나타내는 바와 같이, 그 피스톤 (114) 을 상사점 위치로 이동시킴으로써 압축실 (115) 에 잔류하고 있는 냉매를 배출할 수 있다.여기에서, 모터 (1) 가 1 회전했을 때에 피스톤 (114) 이 1 왕복하는 것으로 하면, 피스톤 (114) 을 도 6 의 (a) 에 나타내는 위치로부터 도 6 의 (b) 에 나타내는 위치까지 이동시키기 위해서는, 모터 (1) 를 2 분의 1 회전만큼 구동하면 된다. 즉, 이 경우 모터 (1) 를 2 분의 1 회전만큼 구동하면, 압축실 (115) 로부터 냉매가 배출될 것이다. 한편, 전동압축기의 기동시에 피스톤 (114) 이 상사점 위치에 있었을 경우는, 압축실 (115) 에는 냉매가 잔류하고 있지 않을 것이다. 따라서, 이들을 감안하면, 이 예에서는 전동압축기의 기동시 피스톤 (114) 의 위치에 관계없이, 모터 (1) 를 2 분의 1 회전만큼 구동하면, 기본적으로 압축실 (115) 로부터 냉매가 배출될 것이다.

단, 압축실 (115) 에 잔류하고 있는 냉매를 확실하게 배출하기 위해서는, 전동압축기의 기동시에 피스톤 (114) 이 1 왕복할때까지 모터 (1) 를 정토크 모드로 구동하도록 해도 된다.

또, 상기 서술한 실시형태에서는 전동압축기의 기동시에 모터 (1) 가 정토크 모드로 구동되고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 모터 (1) 는 전동압축기의 기동시에는 토크를 제어파라미터로 하여 구동되면 되고, 반드시 일정한 토크를 생성하도록 구동될 필요는 없다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는 액상의 냉매가 배출된 후는, 모터 (1) 가 정속도 모드로 구동되고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 모터 (1) 는 그 속도를 제어파라미터로 하여 구동되면 되고, 반드시 일정한 속도로 구동될 필요는 없다.

또한, 상기 서술한 실시형태에서는 공지된 기술을 이용하여 모터 (1) 의 회전자의 초기위치가 추정되고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 전동압축기의 기동시에 모터 (1) 의 U 상, V 상, W 상에 미리 결정된 패턴의 전류를 흐르게 하여, 회전자를 그 패턴에 대응하는 위치에 강제적으로 일치시키도록 제어해도 된다. 또한, 이 방법에 대해서는 본원 특허출원인이 이전에 특허출원을 하였다 (일본 특허출원 2001-174499 호).

또한, 상기 서술한 실시형태는 센서리스방식을 전제로 하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 홀소자 등을 사용하여 모터 (1) 의 회전자의 위치를 직접적으로 검출하는 제어계에도 적용이 가능하다.

본 발명에 의하면, 전동압축기의 기동시에 잔류하고 있는 액상의 냉매를 배출할 때에, 모터의 동기어긋남이 일어나지 않는다. 또, 필요 최소한의 시간으로 통상 동작모드로 바뀔 수 있다.

Claims (5)

1. 냉매를 압축하기 위해 사용되는 모터를 구비하는 전동압축기를 제어하는 방법으로서,

   기동시에 상기 모터의 회전자의 초기위치를 추정 또는 검출하고,

   상기 모터를 미리 결정된 토크로 구동하고,

   상기 회전자가 상기 초기위치로부터 미리 결정된 회전량만큼 구동된 후, 상기 모터를 소정의 속도로 구동하는 것을 특징으로 하는 전동압축기의 제어방법.
2. 냉매를 압축하기 위해 사용되는 모터를 구비하는 전동압축기를 제어하는 방법으로서,

   기동시에 상기 모터를 미리 결정된 토크로 미리 결정된 회전량만큼 구동하고,

   그 후, 상기 모터를 소정의 속도로 구동하는 것을 특징으로 하는 전동압축기의 제어방법.
3. 냉매를 압축하기 위해 사용되는 모터를 구비하는 전동압축기를 제어하는 방법으로서,

   기동시에 정토크 모드로 상기 모터를 구동하고,

   상기 모터의 회전자가 상기 정토크 모드에 의해 미리 결정된 회전량만큼 구동되었을 때에, 상기 모터의 동작모드를 정토크 모드로부터 정속도 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 전동압축기의 제어방법.
4. 냉매를 압축하기 위해 사용되는 모터를 구비하는 전동압축기로서,

   기동시에 상기 모터의 회전자의 초기위치를 추정 또는 검출하는 수단과,

   상기 모터를 미리 결정된 토크로 구동하는 수단과,

   상기 회전자가 상기 초기위치로부터 미리 결정된 회전량만큼 구동된 후, 상기 모터를 소정의 속도로 구동하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전동압축기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 모터에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출수단을 추가로 갖고,

   상기 모터는 상기 전류검출수단에 의해 검출된 전류값에 기초하여 구동되는 것을 특징으로 하는 전동압축기.