KR100504857B1 - Inverter driving apparatus of multi airconditioner - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티 에어컨의 인버터 구동장치에 관한 것으로, 부하에 흐르는 전류를 지연없이 정확하게 검출하여 그 값을 과부하의 기준이 되는 기설정된값과 비교함으로써,과부하에 의한 오동작으로 인하여 발생하는 장치의 손상을 미연에 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 3상 교류전원을 필터링하여 노이즈를 제거하는 입력필터회로와; 상기 입력필터회로를 통해 3상교류전원을 입력받아 정류 및 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 정류 및 평활회로와; 상기 정류 및 평활회로에서 출력되는 직류링크전압을,펄스폭 변조 제어신호에 의해 가변하여 그에 따른 3상 교류전원을 출력하는 인버터 구동 및 스위칭회로와; 상기 입력필터회로와 상기 정류 및 평활회로 사이에서 부하전류를 감지하는 부하전류감지회로와; 3상 교류전원의 역상 및 결상을 감지하는 역상 및 결상감지회로와; 입력필터회로와 상기 정류 및 필터회로 사이에서, 릴레이 구동신호에 의해 3상 교류전원을 스위칭하는 전자 스위치와; 과부하시, 릴레이 구동신호에 의해 전원을 차단하는 고압 스위치 및 전원 릴레이 스위치와; 마이크로컴퓨터의 구동신호에 의해, 상기 전자 스위치와 고압스위치 및 전원 릴레이 스위치를 온/오프시키기 위한 릴레이구동신호를 출력하는 릴레이 구동회로와; 상기 부하전류감지회로에서 감지되는 부하전류에 의해, 상기 인버터 구동 및 스위칭회로를 제어하기 위한 펄스폭 변조 제어신호를 출력하고, 아울러 상기 부하전류에 의해 과부하가 인식되면 상기 전원릴레이 스위치를 차단하기 위한 구동신호를 출력함과 아울러 배관의 압력을 체크하여 고압으로 인식되면 상기 고압스위치를 차단하기 위한 구동신호를 출력하며,또한, 상기 역상 및 결상감지회로의 역상 및 결상 감지신호에 의해, 상기 전자스위치를 구동 또는 차단하기 위한 구동신호를 출력하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.The present invention relates to an inverter driving apparatus of a multi-air conditioner, and accurately detects a current flowing in a load without delay and compares the value with a preset value, which is a reference value for overload, thereby preventing damage to the device caused by malfunction due to overload. It is to prevent in advance. To this end, the present invention includes an input filter circuit for filtering out three-phase AC power to remove noise; A rectifying and smoothing circuit which receives a three-phase AC power supply through the input filter circuit, rectifies and smoothes it, and outputs a DC link voltage according thereto; An inverter driving and switching circuit for varying a DC link voltage output from the rectifying and smoothing circuit by a pulse width modulation control signal and outputting a three-phase AC power according thereto; A load current sensing circuit for sensing a load current between the input filter circuit and the rectifying and smoothing circuit; A reverse phase and phase detection circuit for detecting reverse phase and phase loss of the three-phase AC power supply; An electronic switch for switching a three-phase alternating current power source by a relay drive signal between an input filter circuit and the rectifier and filter circuit; A high voltage switch and a power relay switch which cut off power by a relay driving signal when an overload occurs; A relay drive circuit for outputting a relay drive signal for turning on / off said electronic switch, high voltage switch and power relay switch by a drive signal of a microcomputer; Outputs a pulse width modulation control signal for controlling the inverter driving and switching circuit by the load current sensed by the load current sensing circuit, and cuts off the power relay switch when overload is recognized by the load current. Outputs a drive signal and checks the pressure of the pipe and outputs a drive signal for shutting off the high voltage switch when it is recognized as a high pressure, and by the reverse phase and phase detection signals of the reverse phase and phase detection circuit, the electronic switch It comprises a microcomputer for outputting a drive signal for driving or blocking the.
Description
본 발명은 멀티에어컨의 구동장치에 관한 것으로, 특히 부하에 흐르는 전류를 지연없이 정확하게 검출하여 그 값을 과부하의 기준이 되는 기설정된값과 비교함으로써,과부하에 의한 오동작으로 인하여 발생하는 장치의 손상을 미연에 방지하도록 한 멀티에어컨의 구동장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device of a multi-air conditioner. In particular, by accurately detecting a current flowing in a load without delay and comparing the value with a predetermined value as a reference for overload, damage to the device caused by malfunction due to overload is prevented. The present invention relates to a driving device of a multi-air conditioner.
일반적으로, 멀티 에어컨 등의 공기 조화기를 구동시키기 위하여 유도전동기가 사용되는데, 상기 유도 전동기란 회전하지 않는 고정자와 회전할 수 있는 회전자로 이루어지는 모터를 의미하며, 고정자 권선에 회전 자계를 발생시키기 위한 전류를 공급하면 전자유도에 의하여 회전자 권선에 유도전류가 흘러 들고 그에 따라 토크가 발생하여 회전하는 전동기를 의미한다. In general, an induction motor is used to drive an air conditioner such as a multi air conditioner. The induction motor means a motor consisting of a stator that does not rotate and a rotor that can rotate, and for generating a rotating magnetic field in the stator windings. When current is supplied, an induction current flows through the rotor winding due to electromagnetic induction, and thus a torque is generated to rotate the motor.
도1은 종래 단상 유도전동기의 구동장치의 구성을 보인 블록도로서, 단상 전원부(1)에서 단상의 220V 교류전압이 공급되면 정류부(2)를 통해 약 300V의 직류 전압으로 정류하게 되는데, 상기 정류된 전압은 파워회로부(5)를 통해 약 400V로 승압하여 인버터부에 보내 유도 전동기를 구동하였다. Figure 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional single-phase induction motor drive device, when a single-phase 220V AC voltage is supplied from the single-phase power supply unit 1 is rectified to a DC voltage of about 300V through the rectifying unit 2, the rectification The voltage was boosted to about 400V through the power circuit section 5 and sent to the inverter section to drive the induction motor.
최근 들어서는 공기 조화기를 구동시키기 위하여 3상 전원을 사용한 3상 유도 전동기의 사용이 증가하고 있다. Recently, the use of three-phase induction motor using a three-phase power source to drive the air conditioner is increasing.
상기 3상 유도 전동기를 구동시키기 위한 장치는, 도2에 도시한 바와 같이 3상 380V 전압을 공급하는 3상 전원부(11)와, 상기 3상 전압을 정류하는 정류부 (12)와, 상기 정류부(12)에서 530V의 직류 전압으로 정류된 전압에 따라 3상 유도 전동기 (14)를 구동시키는 인버터부(13)로 구성된다.The apparatus for driving the three-phase induction motor includes a three-phase power supply unit 11 for supplying a three-phase 380V voltage, a rectifier 12 for rectifying the three-phase voltage, and the rectifier ( 12) is composed of an inverter unit 13 for driving the three-phase induction motor 14 in accordance with the voltage rectified to a DC voltage of 530V.
그러나, 상술한 종래 장치는, 부하에 흐르는 전류를 감지하지 못하므로, 과부하에 따른 오동작을 차단하지 못하여 그 오동작으로 인하여 장치가 손상되는 문제점이 있다.However, the above-described conventional apparatus does not sense the current flowing in the load, and thus, there is a problem in that the malfunction due to the overload is not blocked and the apparatus is damaged due to the malfunction.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 부하에 흐르는 전류를 지연없이 정확하게 검출하여 그 값을 과부하의 기준이 되는 기설정된값과 비교함으로써,과부하에 의한 오동작으로 인하여 발생하는 장치의 손상을 미연에 방지하도록 한 멀티에어컨의 인버터 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention has been made in order to solve the above problems, by accurately detecting the current flowing in the load without delay and comparing the value with a predetermined value that is the reference of the overload, the device that occurs due to malfunction due to overload It is an object of the present invention to provide an inverter drive device of a multi-air conditioner to prevent damage in advance.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 3상 교류전원을 필터링하여 노이즈를 제거하는 입력필터회로와;상기 입력필터회로를 통해 3상교류전원을 입력받아 정류 및 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 정류 및 평활회로와;상기 정류 및 평활회로에서 출력되는 직류링크전압을,펄스폭 변조 제어신호에 의해 가변하여 그에 따른 3상 교류전원을 출력하는 인버터 구동 및 스위칭회로와;상기 입력필터회로와 상기 정류 및 평활회로 사이에서 부하전류를 감지하는 부하전류감지회로와;3상 교류전원의 역상 및 결상을 감지하는 역상 및 결상감지회로와;입력필터회로와 상기 정류 및 필터회로 사이에서, 릴레이 구동신호에 의해 3상 교류전원을 스위칭하는 전자 스위치와;과부하시, 릴레이 구동신호에 의해 전원을 차단하는 고압 스위치 및 전원 릴레이 스위치와;마이크로컴퓨터의 구동신호에 의해, 상기 전자 스위치와 고압스위치 및 전원 릴레이 스위치를 온/오프시키기 위한 릴레이구동신호를 출력하는 릴레이 구동회로와;상기 부하전류감지회로에서 감지되는 부하전류에 의해, 상기 인버터 구동 및 스위칭회로를 제어하기 위한 펄스폭 변조 제어신호를 출력하고, 아울러 상기 부하전류에 의해 과부하가 인식되면 상기 전원릴레이 스위치를 차단하기 위한 구동신호를 출력함과 아울러 배관의 압력을 체크하여 고압으로 인식되면 상기 고압스위치를 차단하기 위한 구동신호를 출력하며,또한, 상기 역상 및 결상감지회로의 역상 및 결상 감지신호에 의해, 상기 전자스위치를 구동 또는 차단하기 위한 구동신호를 출력하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the input filter circuit for filtering the three-phase AC power to remove the noise; The three-phase AC power input through the input filter circuit rectified and smoothed accordingly the DC link voltage A rectifying and smoothing circuit for outputting the inverter; an inverter driving and switching circuit for varying a DC link voltage output from the rectifying and smoothing circuit by a pulse width modulation control signal and outputting a three-phase AC power according thereto; A load current detection circuit for detecting a load current between the circuit and the rectification and smoothing circuit; a reverse phase and phase detection circuit for detecting reverse phase and phase loss of a three-phase AC power source; between an input filter circuit and the rectification and filter circuit, An electronic switch for switching the three-phase AC power by the relay drive signal; A relay drive circuit for outputting a relay drive signal for turning on / off the electronic switch, the high voltage switch, and the power relay switch by a drive signal of a microcomputer; a load current detected by the load current detection circuit; Outputting a pulse width modulation control signal for controlling the inverter driving and switching circuit, and outputting a driving signal for shutting off the power relay switch when overload is detected by the load current, When it is recognized as a high voltage and outputs a drive signal for shutting off the high voltage switch, and outputs a drive signal for driving or blocking the electronic switch by the reverse phase and phase detection signals of the reverse phase and phase detection circuit. It is characterized by including a microcomputer to.
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이하, 본 발명에 의한 멀티에어컨의 인버터 구동장치에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the operation and effect of the multi-air conditioner inverter driving apparatus according to the present invention will be described in detail.
도3은 본 발명 멀티에어컨의 인버터 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 3상 교류전원을 필터링하여 노이즈를 제거하는 입력필터회로 (100)와; 상기 입력필터회로(100)를 통해 3상교류전원을 입력받아 정류 및 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 출력하는 정류 및 평활회로(101)와; 상기 정류 및 평활회로(101)에서 출력되는 직류링크전압을,펄스폭 변조 제어신호에 의해 가변하여 그에 따른 3상 교류전원을 출력하는 인버터 구동 및 스위칭회로(102)와; 상기 입력필터회로(100)와 정류 및 평활회로(101) 사이에서 부하전류를 감지하는 부하전류감지회로(103)와; 상기 부하전류감지회로(103)에서 감지되는 부하전류에 의해, 상기 인버터 구동 및 스위칭회로(102)를 제어하기 위한 펄스폭 변조 제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(104)와; 3상 교류전원의 역상 및 결상을 감지하는 역상 및 결상감지회로(105)와; 입력필터회로(100)와 정류 및 필터회로(101) 사이에서, 릴레이 구동신호에 의해 3상 교류전원을 스위칭하는 전자 스위치(SW1)와; 과부하시, 고압발생 및 릴레이 구동신호에 의해 전원을 차단하는 고압 스위치(SW2) 및 전원 릴레이 스위치 (SW3)와; 마이크로컴퓨터(104)의 구동신호에 의해, 상기 전자 스위치 (SW1)와 고압스위치(SW2) 및 전원 릴레이 스위치(SW3)를 온/오프시키기 위한 릴레이 구동회로 (106)로 구성한다.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the inverter driving apparatus of the present invention multi-air conditioner, as shown in the input filter circuit 100 for filtering out the three-phase AC power supply to remove noise; A rectifying and smoothing circuit 101 for receiving a three-phase AC power through the input filter circuit 100 to rectify and smooth the outputted DC link voltage; An inverter driving and switching circuit (102) for varying a DC link voltage output from the rectifying and smoothing circuit (101) by a pulse width modulation control signal and outputting a three-phase AC power according thereto; A load current sensing circuit 103 for detecting a load current between the input filter circuit 100 and the rectifying and smoothing circuit 101; A microcomputer (104) for outputting a pulse width modulation control signal for controlling the inverter driving and switching circuit (102) by the load current sensed by the load current sensing circuit (103); A reverse phase and phase detection circuit 105 for detecting reverse phase and phase loss of the three-phase AC power source; An electronic switch (SW1) for switching the three-phase AC power source by the relay drive signal between the input filter circuit 100 and the rectification and filter circuit 101; A high voltage switch (SW2) and a power relay switch (SW3) for cutting off power by high voltage generation and a relay driving signal when overloaded; By the drive signal of the microcomputer 104, the electronic switch SW1, the high voltage switch SW2, and the power relay switch SW3 are constituted by a relay drive circuit 106.
본 발명은, 상기 구성 이외에, 마이크로컴퓨터(104)에 전원을 인가하는 제어용 전원회로와, 상기 마이크로컴퓨터(104)를 초기화하기 위하여 전원을 온/리셋시키는 전원온/리셋회로와, 외부와의 통신을 위한 통신회로와, 온도를 감지하는 온도센서회로와,직류링크전압의 충전을 감지하는 직류링크전압충전감지회로와, 장치의 순간정전을 감지하는 순간정전감지회로를 더 포함하여 구성한다.In addition to the above configuration, the present invention provides a control power supply circuit for applying power to the microcomputer 104, a power on / reset circuit for turning on / resetting the power to initialize the microcomputer 104, and communication with the outside. It further comprises a communication circuit, a temperature sensor circuit for sensing the temperature, a DC link voltage charge detection circuit for detecting the charge of the DC link voltage, and a momentary power failure detection circuit for detecting the momentary power failure of the device.
상기 부하전류감지회로(103)는, 변류기(CT)를 통해 검출되는 전류를 입력받아 정류하는 제1~제4다이오드(D1~D4)를 브리지 다이오드(B/D) 형식으로 연결하고, 그 브리지 다이오드(B/D)의 최종 출력단과 접지단 사이에 저항(R2)을 접속하며, 상기 브리지 다이오드(B/D)의 최종 출력단과 캐소드에 전원전압(5V)이 인가된 제6 다이오드(D6)의 애노드 사이에 저항(R1)과 제5 다이오드(D5)를 병렬로 접속하고, 그 제6 다이오드(D6)의 애노드와 접지단 사이에 제1,제2 커패시터(C1,C2)를 병렬로 접속하며, 그 제6 다이오드(D6)의 애노드에서 최종 출력신호가 출력되도록 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.The load current detection circuit 103 connects the first to fourth diodes D1 to D4, which receive and rectify the current detected through the current transformer CT, in the form of a bridge diode (B / D), and the bridge. The resistor R2 is connected between the final output terminal of the diode B / D and the ground terminal, and the sixth diode D6 to which the power supply voltage 5V is applied to the final output terminal and the cathode of the bridge diode B / D. The resistor R1 and the fifth diode D5 are connected in parallel between the anodes of the resistors, and the first and second capacitors C1 and C2 are connected in parallel between the anode and the ground terminal of the sixth diode D6. The final output signal is output from the anode of the sixth diode D6, and the operation of the present invention will be described.
먼저, 입력필터회로(100)는 3상 교류전원을 필터링하여 노이즈를 제거하고, 정류 및 평활회로(101)는 상기 입력필터회로(100)를 통해 3상교류전원을 입력받아 정류 및 평활하여 그에 따른 직류링크전압을 인버터구동 및 스위칭회로(102)에 인가한다.First, the input filter circuit 100 filters the three-phase AC power to remove noise, and the rectifying and smoothing circuit 101 receives the three-phase AC power through the input filter circuit 100 to rectify and smooth it. The corresponding DC link voltage is applied to the inverter driving and switching circuit 102.
여기서, 상기 직류링크전압은, 직류링크전압충전감지회로에서 충전이 감지되어 어느 이상 충전되면 마이크로컴퓨터(104)에 의해 인버터 구동 및 스위칭회로 (102)에 인가한다. Here, the DC link voltage is applied to the inverter driving and switching circuit 102 by the microcomputer 104 when the charge is detected in the DC link voltage charge detection circuit and is charged at least.
그러면, 상기 인버터 구동 및 스위칭회로(102)는 상기 정류 및 평활회로(10 1)에서 출력되는 직류링크전압을,펄스폭 변조 제어신호에 의해 가변하여 그에 따른 3상 교류전원으로 압축기를 구동한다.Then, the inverter driving and switching circuit 102 varies the DC link voltage output from the rectifying and smoothing circuit 10 1 by a pulse width modulation control signal to drive the compressor with a three-phase AC power source accordingly.
이때, 부하전류감지회로(103)는 상기 입력필터회로(100)에서 출력되는 전류를 변류기를 통해 검출하여 이를 부하전류로 감지하고, 상기 마이크로컴퓨터(104)는 상기 부하전류를 기설정된 기준전류와 비교하여, 그에 따라 상기 펄스폭 변조신호의 펄스폭을 제어하여 압축기의 구동속도를 제어한다.At this time, the load current detection circuit 103 detects the current output from the input filter circuit 100 through a current transformer and detects it as a load current, and the microcomputer 104 detects the load current with a predetermined reference current. In comparison, the driving speed of the compressor is controlled by controlling the pulse width of the pulse width modulated signal accordingly.
이때, 상기 마이크로컴퓨터(104)는, 전원 온/리셋회로에 의해 초기화되고, 역상 및 결상감지회로에 의해 감지된 신호에 의해 전기배선이 올바른지를 판단하여 압축기의 구동을 정지시키거나 구동시키며, 또한 통신회로를 통해 공조신호가 입력되면 압축기를 구동시키기 위한 펄스폭 변조신호를 상기 인버터 구동 및 스위칭회로(102)에 인가한다.At this time, the microcomputer 104 is initialized by the power on / reset circuit and determines whether the electrical wiring is correct according to a signal detected by the reverse phase and phase detection circuit, and stops or drives the drive of the compressor. When the air conditioning signal is input through the communication circuit, a pulse width modulation signal for driving the compressor is applied to the inverter driving and switching circuit 102.
상기 마이크로컴퓨터(104)는 압축기의 구동을 정지시키기 위하여 릴레이를 구동하는 신호를 릴레이 구동부(106)에 인가하고, 이에 따라 상기 릴레이 구동부 (106)는 전자 스위치(SW1)를 오프시켜 압축기의 구동을 정지시킨다.The microcomputer 104 applies a signal for driving a relay to the relay driver 106 in order to stop driving of the compressor. Accordingly, the relay driver 106 turns off the electronic switch SW1 to stop the compressor. Stop it.
또한, 상기 릴레이 구동부(106)는 장치의 보호를 위하여, 전원 릴레이 스위치(SW3)를 오프시키고, 마이크로컴퓨터(104)에 의해 과부하시 배관에 고압이 발생되면 상기 릴레이 구동부(106)는 차단되고, 이에 따라 고압스위치(SW2)가 오프된다. In addition, the relay driver 106 is turned off the power relay switch (SW3) for the protection of the device, when the high pressure is generated in the pipe when overloaded by the microcomputer 104, the relay driver 106 is cut off, Accordingly, the high pressure switch SW2 is turned off.
상기 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.The specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 부하에 흐르는 전류를 지연없이 정확하게 검출하여 그 값을 과부하의 기준이 되는 기설정된값과 비교함으로써,과부하에 의한 오동작으로 인하여 발생하는 장치의 손상을 미연에 방지하는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention accurately detects a current flowing in a load without delay and compares the value with a predetermined value which is a reference value for overload, thereby preventing damage to the device caused by a malfunction caused by an overload. It is effective.
도1은 단상 유도전동기의 구동장치를 보인 블록도.1 is a block diagram showing a driving device of a single-phase induction motor.
도2는 3상 유도전동기의 구동장치를 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing a driving device of a three-phase induction motor.
도3은 본 발명 멀티 에어컨의 인버터 구동장치에 대한 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of the inverter driving apparatus of the present invention multi air conditioner.
도4는 도3에 있어서, 부하전류감지회로에 대한 구성을 보인 회로도.4 is a circuit diagram showing a configuration of a load current sensing circuit in FIG.
*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****
100:입력필터회로 101:정류 및 평활회로.100: input filter circuit 101: rectification and smoothing circuit.
102:인버터 구동 및 스위칭회로 103:부하전류감지회로102: inverter driving and switching circuit 103: load current detection circuit
104:마이크로컴퓨터 105:역상 및 결상감지회로104: microcomputer 105: reverse phase and phase detection circuit
106:릴레이구동회로 107:직류링크전압충전감지회로106: relay drive circuit 107: DC link voltage charge detection circuit
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