KR100588719B1 - Controlling apparatus of linear compressor and its method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히 구형파 형태의 정현파 전압을 리니어 압축기에 인가하여 출력을 향상시키는 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control apparatus and a control method of a linear compressor, and more particularly, to a control apparatus and a control method of a linear compressor for improving output by applying a sine wave voltage in the form of a square wave to the linear compressor.
본 발명인 리니어 압축기의 제어장치는 교류 전압을 인가받아 직류 전압으로 변환하는 정류부와, 상기 직류 전압을 인가받아, 인버터 제어신호에 따라 정현파 전압을 생성하는 인버터부 및, 부하에 따른 소정의 최대 전압 한계치 이상의 전압 지령치에 따라 인가받아 이에 대한 정현파 전압을 설정하고, 상기 설정된 정현파 전압에 대한 인버터 제어신호를 생성하여 상기 인버터부로 전송하는 제어부로 이루어진다. The control apparatus of the linear compressor according to the present invention includes a rectifying unit which receives an AC voltage and converts it into a DC voltage, an inverter unit which receives the DC voltage and generates a sinusoidal voltage according to the inverter control signal, and a predetermined maximum voltage limit value according to the load. The control unit is configured to receive a voltage command value and set a sinusoidal wave voltage thereto, and to generate an inverter control signal for the set sinusoidal wave voltage and transmit the generated inverter control signal to the inverter unit.
Description
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 구성도, 1 is a block diagram of a control apparatus of a linear compressor according to the prior art,
도 2는 도 1에 따른 리니어 압축기에 인가되는 전압 및 전류의 파형,2 is a waveform of a voltage and a current applied to the linear compressor according to FIG.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 구성도, 3 is a configuration diagram of a linear compressor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 구성도,4 is a block diagram of a control device of the linear compressor according to the present invention;
도 5는 도 4에 따른 리니어 압축기에 인가되는 전압 및 전류의 파형 및,5 is a waveform of a voltage and a current applied to the linear compressor according to FIG. 4, and
도 6은 전압 지령치에 따른 리니어 압축기의 입력 전력의 변화를 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing a change in input power of the linear compressor according to the voltage command value.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>
51: 정류부 52: 인버터부51: rectifier 52: inverter
53: 리니어 압축기 54: 제어부53: linear compressor 54: control unit
본 발명은 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 특히 구형파 형태의 정현파 전압을 리니어 압축기에 인가하여 출력을 향상시키는 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control apparatus and a control method of a linear compressor, and more particularly, to a control apparatus and a control method of a linear compressor for improving output by applying a sine wave voltage in the form of a square wave to the linear compressor.
일반적으로 압축기(Compressor)는 전기모터나 터빈 등의 동력발생장치로부터 동력을 전달받아 공기나 냉매 또는 그 밖의 다양한 작동가스를 압축시켜 압력을 높여주는 기계장치로써, 냉장고와 에어컨 등과 같은 가전기기 또는 산업전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다.In general, a compressor is a mechanical device that increases pressure by receiving power from a power generator such as an electric motor or a turbine to compress air, refrigerant, or various other working gases. It is widely used throughout.
이러한 압축기를 크게 분류하면, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting scroll)과 고정 스크롤(Fixed scroll) 사이에 작동가스가 흡,토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 선회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll compressor)로 나뉘어진다.These compressors are classified into a reciprocating compressor which compresses the refrigerant while linearly reciprocating the inside of the cylinder by forming a compression space in which the working gas is absorbed and discharged between the piston and the cylinder. And a rotary compressor for compressing the refrigerant while the roller is eccentrically rotated along the inner wall of the cylinder to form a compression space in which the working gas is sucked and discharged between the eccentrically rotating roller and the cylinder. As a scroll compressor that compresses the refrigerant while the rotating scroll rotates along the fixed scroll to form a compression space in which the working gas is absorbed and discharged between the orbiting scroll and the fixed scroll. Divided.
최근에는 왕복동식 압축기 중에서 특히 피스톤이 왕복 직선 운동하는 구동모터에 직접 연결되도록 하여 운동전환에 의한 기계적인 손실이 없어 압축효율을 향상시킬 뿐 아니라 구조가 간단한 리니어 압축기가 많이 개발되고 있다.Recently, among the reciprocating compressors, in particular, the piston is directly connected to the reciprocating linear motion drive motor, so that there is no mechanical loss due to the motion conversion to improve the compression efficiency as well as a simple linear compressor has been developed a lot.
일반적으로 리니어 압축기는 모터의 직선 구동력을 이용하여 냉매를 흡입, 압축, 토출시키게 되는데, 크게 냉매 가스를 압축시키는 실린더 및 피스톤 등이 포함된 압축부와, 상기 압축부에 구동력을 공급하는 리니어 모터가 포함된 구동부로 나뉘어진다.In general, a linear compressor sucks, compresses, and discharges a refrigerant by using a linear driving force of a motor. A compression unit including a cylinder and a piston for compressing a refrigerant gas is large, and a linear motor supplying driving force to the compression unit. It is divided into included driving parts.
구체적으로, 상기 리니어 압축기는 밀폐용기 내부에 실린더가 고정되도록 설치되고, 상기 실린더 내부에 피스톤이 왕복 직선운동 가능하게 설치되며, 상기 피스톤이 상기 실린더 내부에서 왕복 직선 운동 함에 따라 상기 실린더 내부의 압축공간으로 냉매를 유입되도록 하여 압축시킨 다음, 토출시키도록 구성되며, 상기 압축공간에는 흡입밸브 어셈블리 및 토출밸브 어셈블리가 설치되어 상기 압축공간 내부의 압력에 따라 냉매의 유입 및 토출을 조절한다.Specifically, the linear compressor is installed so that the cylinder is fixed inside the sealed container, the piston is installed in the cylinder to reciprocate linear movement, the compression space in the cylinder as the piston reciprocating linear movement in the cylinder It is configured to compress and then discharge the refrigerant into the inlet, the inlet and outlet valve assembly is installed in the compression space to adjust the inflow and discharge of the refrigerant in accordance with the pressure in the compression space.
또한, 상기 피스톤에 직선 운동력을 발생시키는 리니어 모터가 서로 연결되도록 설치되는데, 상기 리니어 모터는 상기 실린더 주변에 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층되도록 구성된 이너 스테이터 및 아웃터 스테이터가 소정의 간극을 두고 설치되되, 상기 이너 스테이터 또는 아웃터 스테이터 내측에는 코일이 감겨지도록 설치되며, 상기 이너 스테이터와 아웃터 스테이터 사이의 간극에는 영구자석이 상기 피스톤과 연결되도록 설치된다.In addition, the linear motor for generating a linear movement force to the piston is installed to be connected to each other, the linear motor is installed in the inner stator and the outer stator configured to have a plurality of laminations circumferentially stacked around the cylinder with a predetermined gap. The coil is wound around the inner stator or the outer stator, and a permanent magnet is installed in the gap between the inner stator and the outer stator so as to be connected to the piston.
이때, 상기 영구자석은 상기 피스톤의 운동방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 코일에 전류가 흐름에 따라 발생되는 전자기력에 의해 상기 피스톤의 운동방향으로 왕복 직선 운동하게 되는데, 보통 상기 리니어 모터는 일정한 운전주파 수(fc)로 작동될 뿐 아니라 상기 피스톤이 소정의 스트로크(S)로 왕복 직선 운동하도록 한다.At this time, the permanent magnet is installed to be movable in the direction of movement of the piston, and the reciprocating linear motion in the direction of movement of the piston by the electromagnetic force generated as the current flows in the coil, the linear motor is a constant operation Not only is it operated at a frequency f c but also causes the piston to reciprocate linearly with a predetermined stroke S.
따라서, 상기와 같이 구성된 리니어 압축기는 상기 리니어 모터에 전류가 인가되면, 상기 코일에 전류가 흐름이 따라 상기 아웃터 스테이터 및 이너 스테이터와 상호 작용에 의해 전자기력이 발생되고, 이러한 전자기력에 의해 상기 영구자석 및 이와 연결된 피스톤이 왕복 직선 운동하게 된다.Therefore, in the linear compressor configured as described above, when a current is applied to the linear motor, an electromagnetic force is generated by interacting with the outer stator and the inner stator as a current flows in the coil, and the permanent magnet and The piston connected to this causes the reciprocating linear motion.
이와 같이, 상기 피스톤이 상기 실린더 내부에서 왕복 직선 운동함에 따라 상기 압축공간 내부의 압력이 변화되고, 이와 같이 상기 압축공간의 압력 변화에 따라 냉매가 상기 압축공간으로 흡입된 다음, 압축되어 토출된다. As such, the pressure inside the compression space is changed as the piston reciprocates linearly in the cylinder, and the refrigerant is sucked into the compression space according to the pressure change of the compression space, and then compressed and discharged.
도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 제어장치는 외부 교류 전원을 인가받아 소정의 최대 전압 한계치 이하의 교류 전원을 리니어 압축기(42)에 인가하는 전원부(41)와, 상기 전원부(41)로부터 교류 전원을 인가받아 압축 및 흡입 행정을 수행하는 리니어 압축기(42)와, 상기 전원부(41)를 제어하여 부하(또는 냉력)에 따라 리니어 압축기(42)로 인가되는 교류 전원의 크기를 조절하는 제어부(43)로 이루어진다. 상기 최대 전압 한계치는 제어장치의 보호 및 리니어 압축기의 보호를 위해 설정된다. 1 is a block diagram of a control apparatus of a linear compressor according to the prior art. As shown in the drawing, the control device receives an external AC power and supplies AC power below a predetermined maximum voltage limit to the
이 제어부(43)는 외부의 별도의 제어수단으로부터 지령치(전압 및/또는 전류 지령치)를 입력받아 이에 따라 전원부(41)를 제어한다. 다만, 이 제어부(43)는 최대 전압 한계치 이하의 지령치만을 처리하여 상기 전원부(41)를 제어하게 되므로, 이 최대 전압 한계치를 초과하는 지령치는 처리하지 않거나, 최대 전압 한계치만을 처리하게 된다. 따라서, 제어부(43)는 부하에 따라 고부하가 발생하여 고냉력이 요구되는 경우에도, 이 최대 전압 한계치 이내의 지령치를 수신하여 최대 전압 한계치 이내의 교류 전압이 리니어 압축기(42)로 인가되도록 할 수 밖에 없다. The
도 2는 도 1에 따른 리니어 압축기에 인가되는 전압 및 전류의 파형을 도시한다. 도시된 바와 같이, 지령치가 최대 전압 한계치(vp) 이내로 제한되므로, 이 지령치에 따른 교류 전압(v)도 이 최대 전압 한계치(vp) 이내로 제한된다. 또한, 교류 전압(v)이 제한되므로, 이에 따른 교류 전류(i)도 제한되며, 이러한 제한된 교류 전압(v) 및 전류(i)로 인하여 리니어 압축기(42)로 인가되는 전력도 제한된다. 2 shows waveforms of voltage and current applied to the linear compressor according to FIG. 1. As shown, since the command value is limited within the maximum voltage limit v p , the AC voltage v according to this command value is also limited within this maximum voltage limit v p . In addition, since the alternating voltage v is limited, the alternating current i is thus limited, and the power applied to the
이러한, 제한된 교류 전압(v) 및 전류(i)에 따른 종래 기술은 고부하에 따라 고냉력이 요구되는 경우에도 소정의 크기 이상의 냉력을 구현하지 못하는 문제점이 있다. Such a prior art according to the limited AC voltage and current i has a problem in that a cooling force of a predetermined size or more is not realized even when a high cooling force is required according to a high load.
또한, 종래 기술에 따른 제어장치는 냉동 싸이클 내에서 과부하시에 고냉력을 출력하기 위해 공진 운동(power mode)이 수행되도록 하고, 냉동 싸이클 내에서 저부하시에 또는 중간부하시에 저냉력 또는 중간 냉력을 출력하기 위해 정상 운동(saving mode)이 수행되도록 한다. 이 정상 운동에서는, 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 리니어 압축기(42)로 입력되는 교류 전압(v)이 최대 전압 한계치(vp) 이상으로 증가하지 않아, 피스톤이 상사점(TDC)까지 도달하지 않게 된다. 따라서, 제어장치는 리니어 모터의 효율이 떨어짐에도 불구하고 공진 운동으로 제어하여 피스 톤이 상사점(TDC)에 도달하도록 하는 문제점이 있다. In addition, the control apparatus according to the prior art allows a resonant power mode to be performed in order to output a high cooling force upon overload in a refrigeration cycle, and a low or medium cold force at a low load or a medium load in a refrigeration cycle. In order to output the normal mode (saving mode) is performed. In this normal motion, as shown in FIG. 2, the control device does not increase the AC voltage v input to the
이러한 문제점에 대하여, 본 발명은 종래 기술에 따른 전력 이상의 전력을 실현하여, 냉력을 현저하게 향상시키는 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a control apparatus and a control method for a linear compressor that realizes power more than the electric power according to the prior art and significantly improves the cooling power.
또한, 본 발명은 냉력을 현저하게 향상시키면서도 최대 전압 한계치 이내의 전압을 생성하는 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is also an object of the present invention to provide a control apparatus and a control method for a linear compressor which generates a voltage within the maximum voltage limit while significantly improving the cooling power.
또한, 본 발명은 전압 지령치를 제어하여 높은 냉력과 상사점(TDC) 운동이 구현되는 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide a control apparatus and a control method of a linear compressor in which a high cold power and a top dead center (TDC) motion is implemented by controlling a voltage command value.
본 발명인 리니어 압축기의 제어장치는 교류 전압을 인가받아 직류 전압으로 변환하는 정류부와, 상기 직류 전압을 인가받아, 인버터 제어신호에 따라 정현파 전압을 생성하는 인버터부 및, 부하에 따른 소정의 최대 전압 한계치 이상의 전압 지령치에 따라 이에 대한 정현파 전압을 설정하고, 상기 설정된 정현파 전압에 대한 인버터 제어신호를 생성하여 상기 인버터부로 전송하는 제어부로 이루어진다. The control apparatus of the linear compressor according to the present invention includes a rectifying unit which receives an AC voltage and converts it into a DC voltage; The control unit is configured to set a sine wave voltage according to the voltage command value and generate an inverter control signal for the set sine wave voltage to the inverter unit.
이때, 상기 설정된 정현파 전압은 상기 최대 전압 한계치에 의해 제한되는 것이 바람직하다. In this case, the set sinusoidal voltage is preferably limited by the maximum voltage limit.
또한, 상기 제어부는 상기 최대 전압 한계치에 대응하는 상기 인버터 제어신호의 스위칭 주기 한계치에 따라 상기 인버터 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다. The controller may generate the inverter control signal according to a switching cycle limit value of the inverter control signal corresponding to the maximum voltage limit value.
또한, 상기 설정된 정현파 전압은 상기 최대 전압 한계치에 의해 클램프된 정현파 전압인 것이 바람직하다. In addition, the set sinusoidal voltage is preferably a sinusoidal voltage clamped by the maximum voltage limit.
또한, 상기 클램프된 정현파 전압은 구형파 형태인 것이 바람직하다.In addition, the clamped sinusoidal voltage is preferably in the form of a square wave.
또한, 본 발명인 리니어 압축기의 제어방법은 부하에 따라 소정의 최대 전압 한계치 이상의 전압 지령치를 인가받는 단계와, 상기 전압 지령치에 대한 정현파 전압을 설정하는 단계 및, 상기 설정된 정현파 전압에 대한 인버터 제어신호를 생성하는 단계를 포함한다. In addition, the control method of the linear compressor according to the present invention includes the steps of receiving a voltage command value of a predetermined maximum voltage limit value according to the load, setting the sine wave voltage for the voltage command value, and the inverter control signal for the set sine wave voltage Generating.
이때, 상기 설정 단계는 상기 정현파 전압을 상기 최대 전압 한계치에 의해 제한되는 단계를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다. In this case, the setting step preferably further includes the step of limiting the sinusoidal voltage by the maximum voltage limit.
또한, 상기 생성 단계는 상기 최대 전압 한계치에 대응하는 상기 인버터 제어신호의 스위칭 주기 한계치에 따라 상기 인버터 제어신호를 생성하는 것이 바람직하다. In addition, the generating step preferably generates the inverter control signal according to the switching period limit value of the inverter control signal corresponding to the maximum voltage limit.
또한, 상기 설정된 정현파 전압은 상기 최대 전압 한계치에 의해 클램프된 정현파 전압인 것이 바람직하다. In addition, the set sinusoidal voltage is preferably a sinusoidal voltage clamped by the maximum voltage limit.
또한, 상기 클램프된 정현파 전압은 구형파 형태인 것이 바람직하다. In addition, the clamped sinusoidal voltage is preferably in the form of a square wave.
이상에서, 본 발명은 본 발명의 실시예들 및 첨부도면에 기초하여 리니어 압 축기의 제어장치를 예로 들어 상세하게 설명하였다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the above, the present invention has been described in detail by taking an example of the control device of the linear compressor based on the embodiments of the present invention and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the contents described in the claims below.
도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 리니어 압축기는 밀폐용기(2) 일측에 냉매가 유,출입되는 유입관(2a) 및 유출관(2b)이 설치되고, 상기 밀폐용기(2) 내측에 실린더(4)가 고정되도록 설치되며, 상기 실린더(4) 내부의 압축공간(P)으로 흡입된 냉매를 압축시킬 수 있도록 상기 실린더(4) 내부에 상기 피스톤(6)이 왕복 직선 운동 가능하게 설치되는 동시에 상기 피스톤(6)의 운동방향에 탄성 지지되도록 각종 스프링이 설치되고, 상기 피스톤(6)은 직선 왕복 구동력을 발생시키는 리니어 모터(10)와 연결되도록 설치되고, 상기 리니어 모터(10)는 압축용량이 가변되도록 상기 피스톤(6)의 스트로크(S)를 제어한다.3 is a block diagram of a linear compressor according to the present invention. As shown, the linear compressor is provided with an
아울러, 상기 압축공간(P)과 접하고 있는 상기 피스톤(6)의 일단에 흡입밸브(22)가 설치되고, 상기 압축공간(P)과 접하고 있는 상기 실린더(4)의 일단에 토출밸브 어셈블리(24)가 설치되며, 상기 흡입밸브(22) 및 토출밸브 어셈블리(24)는 각각 상기 압축공간(P) 내부의 압력에 따라 개폐되도록 자동적으로 조절된다.In addition, a
여기서, 상기 밀폐용기(2)는 내부가 밀폐되도록 상,하부 쉘이 서로 결합되도록 설치되고, 일측에 냉매가 유입되는 유입관(2a) 및 냉매가 유출되는 유출관(2b)이 설치되며, 상기 실린더(4) 내측에 상기 피스톤(6)이 왕복 직선 운동 가능하게 운동방향으로 탄성 지지되도록 설치됨과 아울러 상기 실린더(4) 외측에 상기 리 니어 모터(10)가 프레임(18)에 의해 서로 조립되어 조립체를 구성하고, 이러한 조립체가 상기 밀폐용기(2) 내측 바닥면에 지지스프링(29)에 의해 탄성 지지되도록 설치된다.Here, the airtight container (2) is installed so that the upper and lower shells are coupled to each other so that the inside is sealed, the inlet pipe (2a) and the outlet pipe (2b) for the coolant flow in one side is installed, the The
아울러, 상기 밀폐용기(2) 내부 바닥면에는 소정의 오일이 담겨지고, 상기 조립체 하단에는 오일을 펌핑하는 오일공급장치(30)가 설치됨과 아울러 상기 조립체 하측 프레임(18) 내부에는 오일을 상기 피스톤(6)과 실린더(4) 사이로 공급될 수 있도록 오일공급관(18a)이 형성되며, 이에 따라 상기 오일공급장치(30)는 상기 피스톤(6)의 왕복 직선 운동함에 따라 발생되는 진동에 의해 작동되어 오일을 펌핑하고, 이러한 오일은 상기 오일공급관(18a)을 따라 상기 피스톤(6)과 실린더(4) 사이의 간극으로 공급되어 냉각 및 윤활 작용을 하도록 한다.In addition, a predetermined oil is contained in the bottom surface of the airtight container (2), and an oil supply device (30) for pumping oil is installed at the bottom of the assembly, and oil is provided in the lower frame (18) of the assembly. An
다음, 상기 실린더(4)는 상기 피스톤(6)이 왕복 직선 운동할 수 있도록 중공 형상으로 형성됨과 아울러 일측에 압축공간(P)이 형성되고, 상기 유입관(2a) 내측에 일단이 근접하게 위치된 상태에서 상기 유입관(2a)과 동일 직선상에 설치되는 것이 바람직하다.Next, the
물론, 상기 실린더(4)는 상기 유입관(2a)과 근접한 일단 내부에 상기 피스톤(6)이 왕복 직선 운동 가능하게 설치되고, 상기 유입관(2a)과 반대방향 측 일단에 상기 토출밸브 어셈블리(24)가 설치된다.Of course, the cylinder (4) is installed in one end close to the inlet pipe (2a) so as to reciprocate linear movement, the discharge valve assembly ( 24) is installed.
이때, 상기 토출밸브 어셈블리(24)는 상기 실린더(4)의 일단 측에 소정의 토출공간을 형성하도록 설치되는 토출커버(24a)와, 상기 실린더의 압축공간(P) 측 일단을 개폐하도록 설치되는 토출밸브(24b)와, 상기 토출커버(24a)와 토출밸브 (24b) 사이에 축방향으로 탄성력을 부여하는 일종의 코일 스프링인 밸브 스프링(24c)으로 이루어지되, 상기 실린더(4)의 일단 내둘레에 오링(R)이 끼움되도록 설치되어 상기 토출밸브(24a)가 상기 실린더(4) 일단을 밀착되도록 한다. At this time, the
아울러, 상기 토출커버(24a)의 일측과 상기 유출관(2b) 사이에는 굴곡지게 형성된 루프 파이프(28)가 연결 설치되는데, 상기 루프 파이프(28)는 압축된 냉매가 외부로 토출될 수 있도록 안내할 뿐 아니라 상기 실린더(4), 피스톤(6), 리니어 모터(10)의 상호 작용에 의한 진동이 상기 밀폐용기(2) 전체로 전달되는 것을 완충시켜 준다.In addition, a
따라서, 상기 피스톤(6)이 상기 실린더(4) 내부에서 왕복 직선 운동함에 따라 상기 압축공간(P)의 압력이 소정의 토출압력 이상이 되면, 상기 밸브 스프링(24c)이 압축되어 상기 토출밸브(24b)를 개방시키고, 냉매가 상기 압축공간(P)으로부터 토출된 다음, 상기 루프 파이프(28) 및 유출관(2b)을 따라 완전히 외부로 토출된다.Therefore, when the pressure of the compression space P becomes equal to or greater than a predetermined discharge pressure as the
다음, 상기 피스톤(6)은 상기 유입관(2a)으로부터 유입된 냉매가 유동될 수 있도록 냉매유로(6a)가 중앙에 형성되고, 상기 유입관(2a)과 근접한 일단이 연결부재(17)에 의해 상기 리니어 모터(10)가 직접 연결되도록 설치됨과 아울러 상기 유입관(2a)과 반대방향 측 일단에 상기 흡입밸브(22)가 설치되며, 상기 피스톤(6)의 운동방향으로 각종 스프링에 의해 탄성 지지되도록 설치된다.Next, the
이때, 상기 흡입밸브(22)는 박판 형상으로 중앙부분이 상기 피스톤의 냉매유로(6a)를 개폐시키도록 중앙부분이 일부 절개되도록 형성되고, 일측이 상기 피스 톤(6a)의 일단에 스크류에 의해 고정되도록 설치된다.At this time, the
따라서, 상기 피스톤(6)이 상기 실린더(4) 내부에서 왕복 직선 운동함에 따라 상기 압축공간(P)의 압력이 상기 토출압력보다 더 낮은 소정의 흡입압력 이하가 되면, 상기 흡입밸브(22)가 개방되어 냉매가 상기 압축공간(P)으로 흡입되고, 상기 압축공간(P)의 압력이 소정의 흡입압력 이상이 되면, 상기 흡입밸브(22)가 닫힌 상태에서 상기 압축공간(P)의 냉매가 압축된다.Therefore, as the
도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 제어장치는 외부 교류 전압을 인가받아 직류 전압으로 변환하는 정류부(51)와, 상기 직류 전압을 인가받아, 인버터 제어신호에 따라 정현파 제어전압을 생성하는 인버터부(52)와, 정현파 제어전압을 인버터부(52)로부터 인가받아 압축 및 흡입 행정을 수행하는 리니어 압축기(53)와, 부하(또는 냉력)에 따른 소정의 최대 전압 한계치 이상의 전압 지령치에 따라 이에 대한 정현파 제어전압을 설정하고, 상기 설정된 정현파 제어전압에 대한 인버터 제어신호를 생성하여 상기 인버터부(52)로 전송하는 제어부(54)로 이루어진다. 이때, 이러한 부하(또는 냉력)에 대한 판단은 제어부(54)가 다른 제어수단으로부터 수신한 부하(또는 냉력) 정보 등에 따라 이루어지거나, 독자적으로 리니어 압축기(53) 내의 부하를 판단하여 이루어질 수 있다. 4 is a block diagram of a control device of the linear compressor according to the present invention. As shown, the control device includes a rectifying
자세하게는, 상기 인버터부(52)는 제어부(54)로부터의 인버터 제어신호(예를 들면, PWM 신호 등)에 따라, 제어부(54)에 의해 설정된 정현파 제어전압을 생성한다. In detail, the
또한, 제어부(54)는 부하(또는 냉력)가 고부하(또는 고냉력)일 때, 종래 기술에서 언급된 최대 전압 한계칭(vp) 이상의 전압 지령치(v*)에 따라 정현파 구동전압을 설정하고, 이 설정된 정현파 구동전압에 대한 인버터 제어신호를 생성한다. 이 설정된 정현파 구동전압은 전압 지령치(v*)에 대응하는 피크치로 먼저 설정되나, 상기 최대 전압 한계치(vp)에 의해 그 피크치가 제한된다. 이러한 제한 과정은 도 5에 도시된다. In addition, when the load (or cold force) is a high load (or high cold force), the
도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(54)는 전압 지령치(v*)에 따라 먼저 정현파 구동전압을 설정하며, 그 다음에 최대 전압 한계치(vp)에 의해 제한을 가하여 최대 전압 한계치(vp)를 초과하는 구동 전압이 최대 전압 한계치(vp)로 설정되도록 한다. 즉, 전압 지령치(v*)의 크기(또는 피크치)에 대한 제한 은 없으나, 리니어 압축기(53)에 인가되는 정현파 구동전압의 크기(또는 피크치)에 대한 제한은 적용된다. 제어부(54)는 이렇게 설정된 클램프된 정현파 구동전압(v')에 대응하는 인버터 제어신호를 생성하여 인버터부(52)로 인가한다. 이때, 정현파 구동전압(v')이 커짐에 따라 정현파 구동전류(i')도 커짐은 당연하다. 5, the
달리 말하면, 이 제어부(54)는 상기 최대 전압 한계치(vp)에 대응하는 상기 인버터 제어신호의 스위칭 주기 한계치를 지니고 있다. 그럼으로써, 최대 전압 한 계치(vp) 이상의 전압 지령치(v*)에 따른 정현파 구동전압이 설정된 후, 이 설정된 정현파 구동전압을 인버터 제어신호로 변환할 때, 상기 인버터 제어신호의 스위칭 주기 한계치가 적용되어, 최대 전압 한계치(vp)를 초과하는 정현파 구동전압에 대한 생성을 막게 된다. In other words, the
상술된 바와 같이, 제어부(54)는 전압 지령치(v*)에 대한 제한은 없고, 인버터 제어신호의 스위칭 주기 한계치만을 지님으로써, 실제 인버터부(52)가 생성하는 정현파 구동전압은 항상 최대 전압 한계치(vp) 이하로 유지되도록 한다. As described above, the
도 2에서의 전압(v)과 전류(i)에 따른 전력과, 도 5에서의 전압(v')과 전류(i')에 따른 전력을 비교하면, 본 발명에 따른 전압(v')과 전류(i')에 따른 전력이 더 큼이 명백하며, 이에 따라 리니어 압축기(53)에서 이루어지는 냉력의 최대치를 향상시키게 된다. 즉, 동일한 외부 교류 전압에 대하여 보다 큰 전력을 인가할 수 있게 됨으로, 전력의 효율면에서도 향상된다. When comparing the power according to the voltage v and the current i in FIG. 2 and the power according to the voltage v 'and the current i' in FIG. 5, the voltage v 'according to the present invention and It is apparent that the power according to the current i 'is greater, thereby improving the maximum value of the cooling force made in the
또한, 이상적으로 본 발명에 따른 전압(v')가 구형파의 형태가 되면, 이에 따른 전력의 효율이 현저하게 증가하게 되어, 보다 냉력의 최대치를 향상시킬 수 있게 된다. In addition, ideally, when the voltage v 'according to the present invention is in the form of a square wave, the efficiency of power accordingly increases significantly, and thus the maximum value of the cooling power can be improved.
도 6은 전압 지령치에 따른 리니어 압축기의 입력 전력의 변화를 나타내는 그래프이다. 이 그래프는 주위 온도가 43도인 리니어 압축기에서 이루어진 실험 결과이며, 이때 최대 전압 한계치(vp)는 220V(RMS)이다. 6 is a graph showing a change in input power of the linear compressor according to the voltage command value. This graph shows the results of an experiment on a linear compressor with an ambient temperature of 43 degrees, with a maximum voltage limit (v p ) of 220V (RMS).
도시된 바와 같이, X축은 제어부(54)에 의해 부하에 따라 설정되는 전압 지령치(v*)의 변화를 나타내며, Y축은 리니어 압축기의 입력 전력 비율(%)을 의미한다. 여기서, 입력 전력 비율(%)은 (현재 입력 전력/TDC 운동시에 입력 전력)으로 정의된다. As shown, the X axis represents a change in the voltage command value v * set by the
제1구간은 제어부(54)의 전압 지령치(v*)가 최대 전압 한계치(vp)인 220V이하에서 정현파 교류 전압을 설정하여, 인버터부(52)를 통하여 리니어 압축기(53)에 인가할 때의 리니어 압축기의 입력 전력 비율(%)을 나타낸다. 이 제1구간에서 전압 지령치(v*)가 증가됨에 따라 입력 전력 비율(%)도 증가하게 되나, 피스톤(6)이 상사점(TDC)까지 왕복 직선운동을 수행하지 못하므로, 입력 전력 비율(%)은 최고 약 78%정도 밖에 되지 않는다. In the first section, when the voltage command value v * of the
제2구간은 제어부(54)의 전압 지령치(v*)가 최대 전압 한계치(vp) 이상으로 설정되어, 클램프된 정현파 교류 전압(즉, 구형파 형태의 교류 전압)을 설정하여, 인버터부(52)를 통하여 리니어 압축기(53)에 인가할 때의 리니어 압축기의 입력 전력 비율(%)을 나타낸다. 이 제2구간에서 전압 지령치(v*)가 증가됨에 따라 입력 전력 비율(%)이 증가됨이 나타난다. 특히, 제2구간 내의 제3구간에 이르기 이전인 전압 지령치(v*)가 약 310V 정도부터 이전의 입력 전력 비율(%)이 증가하는 정도에 비하여 급격히 증가하게 되며, 제3구간의 시작인 약 330V 정도에서 입력 전력 비율 (%)이 100%에 도달하게 된다. 이 제3구간 직전은 피스톤(6)이 상사점(TDC)에 상당히 근접하여 왕복 직선운동을 수행하게 되어, 입력 전력 비율(%)이 급격하게 증가되는 것이고, 제3구간에서 피스톤(6)이 상사점(TDC)까지 도달하는 왕복 직선운동을 수행하게 되어, 입력 전력 비율(%)이 100%가 되는 것이다. In the second section, the voltage command value v * of the
이러한 본 발명은 종래 기술에 따른 전력 이상의 전력을 실현하여, 냉력을 현저하게 향상시키는 효과가 있다. The present invention has the effect of realizing a power more than the power according to the prior art, significantly improving the cooling power.
또한, 본 발명은 냉력을 현저하게 향상시키면서도 최대 전압 한계치 이내의 전압을 생성하는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of generating a voltage within the maximum voltage limit while significantly improving the cooling power.
또한, 본 발명은 전압 지령치를 제어하여 높은 냉력과 상사점(TDC) 운동을 구현하는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of implementing a high cold power and top dead center (TDC) movement by controlling the voltage command value.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01122382A (en) * | 1987-11-04 | 1989-05-15 | Hitachi Ltd | Controlling method for voltage type inverter |
JPH0880097A (en) * | 1994-09-07 | 1996-03-22 | Meidensha Corp | Vector controller of motor |
KR970075368A (en) * | 1996-05-08 | 1997-12-10 | 구자홍 | Linear compressor drive |
KR20020001783A (en) * | 2000-01-20 | 2002-01-09 | 요트.게.아. 롤페즈 | Speed control for induction motor with variable voltage-frequency ratio |
KR20020041984A (en) * | 2000-11-29 | 2002-06-05 | 구자홍 | Phase angle control apparatus for linear compressor |
KR20030069711A (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | 엘지전자 주식회사 | Driving control apparatus for reciprocating compressor |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01122382A (en) * | 1987-11-04 | 1989-05-15 | Hitachi Ltd | Controlling method for voltage type inverter |
JPH0880097A (en) * | 1994-09-07 | 1996-03-22 | Meidensha Corp | Vector controller of motor |
KR970075368A (en) * | 1996-05-08 | 1997-12-10 | 구자홍 | Linear compressor drive |
KR20020001783A (en) * | 2000-01-20 | 2002-01-09 | 요트.게.아. 롤페즈 | Speed control for induction motor with variable voltage-frequency ratio |
KR20020041984A (en) * | 2000-11-29 | 2002-06-05 | 구자홍 | Phase angle control apparatus for linear compressor |
KR20030069711A (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | 엘지전자 주식회사 | Driving control apparatus for reciprocating compressor |
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