KR100498391B1 - Stroke control method of reciprocating compressor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법에 관한 것으로, 초기 기동시 및 부하에 따라서, 스트로크의 상승 기울기 및 스트로크를 동시에 가변하여 제어함으로써, 오버 스트로크를 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 모터전압과 모터전류를 검출하는 제1 과정과; 상기 모터전압 및 모터전류를 이용하여, 현재 부하를 검출한후, 그 부하를 기준 부하와 비교하는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 비교결과에 근거하여, 스트로크를 제어하기 위한 스위칭제어신호의 도통시간과 차단시간을 가변하는 제3 과정과; 상기 제3 과정에서 도통시간과 차단시간이 가변된 스위칭제어신호에 의해 트라이악의 스위칭을 제어하여 왕복동식 압축기를 구동하는 제4 과정으로 이루어진다.The present invention relates to a stroke control method of a reciprocating compressor, and to prevent overstroke by simultaneously controlling the rising slope and the stroke of the stroke in accordance with the initial startup and the load. To this end, the present invention includes a first process for detecting a motor voltage and a motor current; A second process of detecting a current load using the motor voltage and the motor current, and comparing the load with a reference load; A third process of varying the conduction time and the interruption time of the switching control signal for controlling the stroke based on the comparison result of the second process; In the third process, a fourth process of driving the reciprocating compressor is performed by controlling the switching of the triac by a switching control signal having a varying conduction time and a cutoff time.

Description

왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법{STROKE CONTROL METHOD OF RECIPROCATING COMPRESSOR}Stroke control method of reciprocating compressor {STROKE CONTROL METHOD OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히 초기 기동시 및 부하에 따라서, 스트로크의 상승 기울기 및 스트로크를 동시에 가변하여 제어함으로써, 오버 스트로크를 방지하도록 한 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reciprocating compressor, and more particularly, to a stroke control method of a reciprocating compressor which prevents overstroke by simultaneously controlling the rising slope and the stroke of the stroke in accordance with initial startup and load.

일반적으로, 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 크랭크샤프트(Crankshaft)가 없어 마찰 손실이 적으므로, 압축 효율면에서 일반 압축기 보다 압축 효율이 높다.In general, a reciprocating compressor (Reciprocating Compressor) has no friction loss because there is no crankshaft (Crankshaft) for converting the rotational motion to linear motion, the compression efficiency is higher than the general compressor in terms of compression efficiency.

상기 왕복동식 압축기가 냉장고나 에어컨에 사용될 경우에, 상기 왕복동식 압축기에 입력되는 스트로크 전압(Stroke Voltage)을 가변 시킴에 따라 상기 왕복동식 압축기의 압축 비(compression ratio)를 가변 할 수 있어 냉력(Freezing Capacity)을 제어할 수 있다.When the reciprocating compressor is used in a refrigerator or an air conditioner, the compression ratio of the reciprocating compressor can be varied by varying the stroke voltage input to the reciprocating compressor, thereby freezing. Capacity can be controlled.

도1은 종래 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 회로도로서, 왕복동식 압축기가 운전됨에 따라 모터(13)에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출부(14)와; 상기 왕복동식 압축기가 운전됨에 따라 상기 모터(13)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(12)와; 상기 전압 검출부(14)로부터 검출된 전압과 상기 전류 검출부(12)로부터 검출된 전류를 이용하여 스트로크를 계산하고, 그 계산된 스트로크와 상기 스트로크 지령치(Stroke Reference Value)를 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 스위칭 제어 신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(15)와, 상기 마이크로컴퓨터(15)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호에 따라 상기 왕복동식 모터(13)로 공급되는 교류 전원을 내부 트라이악(Tr1)을 이용하여 온-오프 제어함으로써 스트로크 전압을 상기 모터(13)로 공급하는 전원 공급부(11)로 구성하며, 이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.1 is a circuit diagram showing a configuration of an operation control apparatus of a conventional reciprocating compressor, comprising: a voltage detector 14 detecting a voltage applied to a motor 13 as the reciprocating compressor is operated; A current detector 12 which detects a current applied to the motor 13 as the reciprocating compressor is operated; The stroke is calculated using the voltage detected by the voltage detector 14 and the current detected by the current detector 12, the stroke is compared with the stroke reference value, and the comparison result is compared. On the basis of the microcomputer 15 for outputting the switching control signal and the AC power supplied to the reciprocating motor 13 in accordance with the switching control signal output from the microcomputer 15 using the internal triac Tr1. By the on-off control, the power supply unit 11 supplies the stroke voltage to the motor 13, and the operation of the conventional apparatus will be described.

먼저, 왕복동식 압축기, 사용자에 의해 설정된 상기 스트로크 지령치에 의존하여 상기 모터(13)로 공급되는 전압을 입력 받아 상기 스트로크를 가변 하고, 그에 따라 상기 피스톤을 상하 운동시킨다. First, the stroke is varied by receiving a voltage supplied to the motor 13 depending on the stroke command value set by the reciprocating compressor and the user, thereby moving the piston up and down.

여기서, 상기 스트로크란 상기 왕복동식 압축기내의 피스톤이 왕복 운동하면서 움직이는 거리를 의미한다.Here, the stroke means the distance that the piston in the reciprocating compressor moves while reciprocating.

상기 전원 공급부(11)의 트라이악(Triac)(Tr1)은 상기 마이크로컴퓨터(15)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호에 의해 도통주기가 길어지고, 상기 도통 주기가 길어지면서 상기 교류 전원이 상기 모터(13)로 공급되어 그 모터(13)가 구동한다. In the triac Triac Tr1 of the power supply unit 11, the conduction period is increased by a switching control signal output from the microcomputer 15, and as the conduction period becomes longer, the AC power is supplied to the motor 13. ) And the motor 13 is driven.

이때, 상기 전압 검출부(14)와 상기 전류 검출부(12)는 상기 모터(13)로 인가되는 전압과 전류를 각각 검출하여 이를 상기 마이크로컴퓨터(15)로 출력한다.At this time, the voltage detector 14 and the current detector 12 detects the voltage and current applied to the motor 13, respectively, and outputs them to the microcomputer 15.

상기 마이크로컴퓨터(15)는 상기 전압 검출부(14)와 상기 전류 검출부(12)로부터 검출된 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 계산한 후, 그 계산된 스트로크를 상기 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따른 스위칭 제어 신호를 출력한다. The microcomputer 15 calculates a stroke by using the voltage and current detected by the voltage detector 14 and the current detector 12, and then compares the calculated stroke with the stroke command value to thereby control switching. Output the signal.

즉, 상기 마이크로컴퓨터(15)는 상기 계산된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 보다 작으면, 상기 트라이악(Tr1)의 도통주기를 길게 하는 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부(11)로 출력하여 상기 모터(13)에 공급되는 스트로크 전압을 증가시킨다. That is, when the calculated stroke is smaller than the stroke command value, the microcomputer 15 outputs a switching control signal for extending the conduction period of the triac Tr1 to the power supply unit 11 so as to output the motor 13. Increase the stroke voltage supplied to

반면, 상기 마이크로컴퓨터(15)는 상기 계산된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 보다 크면, 상기 트라이악(Tr1)의 도통주기를 짧게 하는 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부(11)로 출력하여 상기 모터(13)에 공급되는 스트로크 전압을 감소시킨다.On the other hand, if the calculated stroke is larger than the stroke command value, the microcomputer 15 outputs a switching control signal for shortening the conduction period of the triac Tr1 to the power supply unit 11 so as to output the motor 13. Reduce the stroke voltage supplied to

여기서, 상기 마이크로컴퓨터(15)는 왕복동식 압축기의 기동시, 스트로크를 가변함에 있어서, 도2와 같이, 트라이악(Tr1)의 도통주기와 차단주기를 동일하게 가변하여 상승 기울기를 일정하게 유지하면서 스트로크를 증가시킨다.Here, the microcomputer 15 changes the conduction period and the interruption period of the triac Tr1 in the same way as in FIG. To increase the stroke.

이에 따라, 상기 왕복동식 압축기는 초기 기동시 또는 부하에 따라 일정 구간에서만 큰 스트로크를 필요한데, 그 큰 스트로크까지 이르는 시간이 오래 걸려, 큰 부하가 필요하지 않는 정상 운전구간에서 오버 스트로크가 발생하는 문제점이 있다.Accordingly, the reciprocating compressor requires a large stroke only in a certain section depending on the initial startup or the load, and takes a long time to reach the large stroke, so that an overstroke occurs in a normal operating section that does not require a large load. have.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 초기 기동시 및 부하에 따라서, 스트로크의 상승 기울기 및 스트로크를 동시에 가변하여 제어함으로써, 오버 스트로크를 방지하도록 한 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and the stroke control method of the reciprocating compressor which prevents overstroke by simultaneously controlling the rising slope and the stroke of the stroke in accordance with the initial starting time and the load. The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터전압과 모터전류를 검출하는 제1 과정과; 상기 모터전압 및 모터전류를 이용하여, 현재 부하를 검출한후, 그 부하를 기준 부하와 비교하는 제2 과정과; 상기 제2 과정의 비교결과에 근거하여, 스트로크를 제어하기 위한 스위칭제어신호의 도통시간과 차단시간을 가변하는 제3 과정과; 상기 제3 과정에서 도통시간과 차단시간이 가변된 스위칭제어신호에 의해 트라이악의 스위칭을 제어하여 왕복동식 압축기를 구동하는 제4 과정으로 수행함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the first process for detecting the motor voltage and motor current; A second process of detecting a current load using the motor voltage and the motor current, and comparing the load with a reference load; A third process of varying the conduction time and the interruption time of the switching control signal for controlling the stroke based on the comparison result of the second process; In the third process, the switching of the triac is controlled by the switching control signal in which the conduction time and the interruption time are varied, and the fourth process of driving the reciprocating compressor may be performed.

이하, 본 발명 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법에 대한 실시예의 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation and effect of the embodiment of the stroke control method of the reciprocating compressor of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법이 적용되는 장치의 구성은 종래 도1과 동일하다.First, the configuration of the apparatus to which the stroke control method of the reciprocating compressor according to the present invention is applied is the same as that of FIG.

도2는 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법에 따른 동작흐름도로서, 이에 도시한 바와같이 모터전압과 모터전류를 검출하는 제1 과정(SP1)과; 상기 모터전압 및 모터전류를 이용하여, 현재 부하를 검출한후, 그 부하를 기준 부하와 비교하는 제2 과정(SP2,SP3)과; 상기 제2 과정의 비교결과에 근거하여, 스트로크를 제어하기 위한 스위칭제어신호의 도통시간과 차단시간을 가변하는 제3 과정(SP4)과; 상기 제3 과정에서 도통시간과 차단시간이 가변된 스위칭제어신호에 의해 트라이악(Tr1)의 스위칭을 제어하여 왕복동식 압축기를 구동하는 제4 과정(SP5)으로 이루어지며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.FIG. 2 is a flowchart illustrating an operation of a stroke control method of a reciprocating compressor according to the present invention, and as shown therein, a first process SP1 for detecting a motor voltage and a motor current; A second process (SP2, SP3) for detecting a current load using the motor voltage and the motor current, and comparing the load with a reference load; A third process (SP4) of varying the conduction time and the interruption time of the switching control signal for controlling the stroke based on the comparison result of the second process; In the third process, a fourth process (SP5) of driving the reciprocating compressor by controlling the switching of the triac (Tr1) by a switching control signal having a varying conduction time and a disconnection time is performed. Explain.

여기서, 상기 종래와 동일한 운전 제어 장치의 동작은 생략하고, 본 발명에 따른 스트로크 제어방법에 대한동작을 상세히 설명한다.Here, the operation of the same operation control apparatus as the conventional one will be omitted, and the operation of the stroke control method according to the present invention will be described in detail.

먼저, 사용자에 의해 전원이 투입되면, 마이크로컴퓨터(15)는, 트라이악 (Tr1)의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를, 도통시간은 길게하고 차단시간을 짧게 하도록 가변하여 트라이악(Tr1)에 인가하고, 이에 따라 상기 트라이악 (Tr1)은 도통시간은 길어지고 차단시간은 짧게 되어, 모터(13)로 공급되는 전압이 급속히 증가되며, 이에 따라 도4의 (a)와 같이 스트로크가 급격히 증가하게 된다.First, when the power is turned on by the user, the microcomputer 15 changes the switching control signal for controlling the switching of the triac Tr1 so that the conduction time is long and the interruption time is shortened so that the triac Tr1 is changed. As a result, the triac Tr1 has a long conduction time and a short interruption time, so that the voltage supplied to the motor 13 is rapidly increased, and as a result, the stroke rapidly increases as shown in FIG. Will increase.

소정 시간 이후, 마이크로컴퓨터(15)는, 스트로크를 도4의 (b)와 같이 정상적으로 가변하여 왕복동식 압축기를 구동시킨다.After a predetermined time, the microcomputer 15 drives the reciprocating compressor by varying the stroke normally as shown in Fig. 4B.

이때, 마이크로컴퓨터(15)는 현재 왕복동식 압축기의 부하를 계속하여 검출하여 그 검출된 부하가 기준부하보다 크게 되면, 다시 도4의 (a)와 같이 스트로크를 급격히 증가시켜 왕복동시 압축기를 구동시킨다.(SP1~SP5)At this time, the microcomputer 15 continuously detects the load of the current reciprocating compressor, and when the detected load is larger than the reference load, the microcomputer 15 rapidly increases the stroke as shown in FIG. (SP1-SP5)

즉, 현재 부하가 기준부하보다 크면, 트라이악(Tr1)의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를, 도통시간은 길게하고 차단시간을 짧게 하도록 가변하여 트라이악에 인가하고, 현재 부하가 기준부하보다 작으면 정상적인 스위칭제어신호를 트라이악에 인가한다. That is, if the current load is greater than the reference load, the switching control signal for controlling the switching of the triac Tr1 is applied to the triac by varying the conduction time and shortening the breaking time, and the current load is greater than the reference load. If small, the normal switching control signal is applied to the triac.

여기서, 상기 마이크로컴퓨터(15)는, 모터전압과 모터전류를 이용하여 부하를 검출하거나, 스트로크 전압 및 전류 피크치를 이용하여 부하를 검출하거나, 상기 스트로크 전압과 전류 피크치의 위상차를 이용하여 부하를 검출하거나, 주위 온도센서를 통해 입력되는 온도에 따라 부하를 검출한다. Here, the microcomputer 15 detects a load using a motor voltage and a motor current, detects a load using a stroke voltage and a current peak value, or detects a load using a phase difference between the stroke voltage and a current peak value. Or detect the load according to the temperature input through the ambient temperature sensor.

따라서, 상기 트라이악(Tr1)에 인가되는 스위칭 제어신호의 도통시간과 차단시간을 각각 가변시켜, 과부하 또는 기동시 큰 스트로크가 필요할 때 빠른 시간에 그 큰 스트로크를 모터에 인가함으로써, 보다 안정적으로 왕복동식 압축기를 구동한다.Therefore, the conduction time and the interruption time of the switching control signal applied to the triac Tr1 are varied, and when the large stroke is required at the time of overload or start-up, the large stroke is applied to the motor in a short time, thereby reciprocating more stably. Run a compressor.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은, 트라이악(Tr1)에 인가되는 스위칭 제어신호의 도통시간과 차단시간을 각각 가변시켜, 과부하 또는 기동시 큰 스트로크가 필요할 때 빠른 시간에 그 큰 스트로크를 모터에 인가함으로써, 보다 안정적으로 왕복동식 압축기를 구동시켜 오버 스트로크를 방지함과 아울러 소음을 저감하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention varies the conduction time and the interruption time of the switching control signal applied to the triac Tr1, respectively, so that the large stroke is quickly generated when a large stroke is required when overloading or starting. When applied to, the reciprocating compressor can be driven more stably, thereby preventing overstroke and reducing noise.

도1은 종래 기술에 따른 왕복동식 압축기의 운전 제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for an operation control apparatus of a reciprocating compressor according to the prior art.

도2는 도1에 있어서, 시간과 스트로크 사이의 파형도.Figure 2 is a waveform diagram between time and stroke in Figure 1;

도3은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법에 대한 동작흐름도.Figure 3 is an operation flow chart for the stroke control method of the reciprocating compressor according to the present invention.

도4는 도3에 있어서, 시간과 스트로크 사이의 파형도.Figure 4 is a waveform diagram between time and stroke in Figure 3;

Claims (5)

모터전압과 모터전류를 검출하는 제1 과정과; Detecting a motor voltage and a motor current; 상기 모터전압 및 모터전류를 이용하여, 현재 부하를 검출한후, 그 부하를 기준 부하와 비교하는 제2 과정과; A second process of detecting a current load using the motor voltage and the motor current, and comparing the load with a reference load; 상기 제2 과정의 비교결과에 근거하여, 스트로크를 제어하기 위한 스위칭제어신호의 도통시간과 차단시간을 가변하는 제3 과정과; A third process of varying the conduction time and the interruption time of the switching control signal for controlling the stroke based on the comparison result of the second process; 상기 제3 과정에서 도통시간과 차단시간이 가변된 스위칭제어신호에 의해 트라이악의 스위칭을 제어하여 왕복동식 압축기의 스트로크를 제어하는 제4 과정으로 수행함을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법.And a fourth step of controlling the stroke of the reciprocating compressor by controlling the switching of the triac by the switching control signal in which the conduction time and the interruption time are varied in the third process. 제1 항에 있어서, 스트로크 전압 및 전류 피크치를 이용하여 부하를 검출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법.The stroke control method of claim 1, further comprising detecting a load using a stroke voltage and a current peak value. 제1 항에 있어서, 스트로크 전압과 전류 피크치의 위상차를 이용하여 부하를 검출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법.The stroke control method of claim 1, further comprising detecting a load by using a phase difference between a stroke voltage and a current peak value. 제1 항에 있어서, 주위 온도센서를 통해 입력되는 온도에 따라 부하를 검출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법.The stroke control method of claim 1, further comprising detecting a load according to a temperature input through an ambient temperature sensor. 제1 항에 있어서, 제3 과정은, 현재 부하가 기준부하보다 크면, 트라이악의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를 도통시간은 길게하고, 차단시간을 짧게 하도록 가변하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 제어방법.The method of claim 1, wherein the third process includes varying the switching control signal for controlling the switching of the triac so as to increase the conduction time and shorten the interruption time when the current load is greater than the reference load. Stroke control method of a reciprocating compressor.
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