KR100745773B1

KR100745773B1 - 압축기의 예열운전제어방법

Info

Publication number: KR100745773B1
Application number: KR1020010027411A
Authority: KR
Inventors: 강훈
Original assignee: 주식회사 엘지이아이
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2007-08-02
Also published as: KR20020088643A

Abstract

본 발명은 압축기의 예열운전제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전 후, 전원 재공급시에 압축기의 예열운전을 효율적으로 제어하기 위한 압축기의 예열운전제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 실외온도 및 압축기 돔의 온도 변화 추이에 기초해서 압축기의 예열운전을 제어하기 때문에, 정전이 발생된 직후와 같이, 제품 내부로 전원이 재공급되었을때, 불필요한 압축기의 예열동작을 방지하므로서 예열운전의 효율을 높이게 된다. 또한, 본 발명은 예열운전시간동안 설정되고 있는 패턴에 따라서 상기 인버터부 내의 6개의 스위칭소자의 온/오프를 제어하여, 압축기 내부 3개 코일에 직접 전압을 인가하는 것을 특징으로 한다. 이때, 압축기의 예열운전을 위한 패턴은, 압축기의 내부 3개 코일에 각 설정되고 있는 소정시간(△T)동안 전류통로는 형성시켜주지만, 압축기 모터의 회전을 위한 자계는 형성시켜주지 않도록 구성되어진다.

압축기, 예열운전

Description

압축기의 예열운전제어방법{Method for compress pre-heating control}

도 1은 종래 압축기와 예열을 위한 섬프히터의 구성도,

도 2a,2b는 종래 섬프히터의 제어 개략도,

도 2c는 종래 압축기 예열운전 제어를 위한 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 3상 인버터 압축기의 제어 장치도,

도 4는 본 발명에 다른 3상 인버터 압축기의 예열 운전 제어를 위한 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 실외온도에 따른 압축기의 예열시간 설정 상태도,

도 6은 본 발명에 따른 3상 인버터 압축기의 예열운전신호 패턴,

도 7은 본 발명에 따른 3상 인버터 압축기의 예열전류 흐름 상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1,101 : 압축기 3 : 섬프히터

5,109 : 제어부 7 : 릴레이

103 : 인버터부 105 : 컨버터부

107 : 전원 111 : 인버터구동회로

113 : IGBT 구동회로 115 : DC LINK 전압감지부

117 : 실외온도감지부 119 : 센서

본 발명은 압축기의 예열운전제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전 후, 재전원 공급시에 압축기의 예열운전을 효율적으로 제어하기 위한 압축기의 예열운전제어방법에 관한 것이다.

종래 기술에 따른 압축기의 예열운전제어방법은, 도 1과 도 2에 도시되고 있는 바와 같이, 압축기의 예열운전을 위한 별도의 섬프 히터(sump heater)를 구비하여 수행하고 있다.

즉, 도 1에 도시되고 있는 바와 같이, 압축기의 외부 프레임에 압축기의 예열운전을 위한 섬프 히터(3)가 감겨있다.

그리고 도 2a,2b에 도시되고 있는 바와 같이, 상기 섬프히터(3)는, 제어부(5)의 제어하에 구동되는 릴레이(7)에 의해서 전원공급이 제어된다. 즉, 상기 제어부(5)에서 상기 릴레이(7)를 구동했을때, 전원단(11)의 전원이 상기 릴레이(7)를 통해서 섬프 히터(3)에 공급되면서 상기 섬프 히터(3)가 동작되는 것이다.

이렇게 구성되는 종래 압축기의 예열운전제어방법은, 도 2c에 도시되고 있는 흐름도에 따라서 제어가 이루어진다.

사용자의 선택 또는 온도변화에 따른 자동제어 동작으로 난방운전을 수행하게 될때(제 50 단계), 제어부(5)은 외부온도센서(13)로부터 검출되는 실외온도를 읽어들인다. 이때 읽어들인 실외온도가 일정온도(T℃) 이하일 때(제 53 단계), 제어부(5)는 압축기의 예열운전을 제어하게 된다.

즉, 상기 제어부(5)는, 릴레이(7)를 구동하여 섬프 히터(3)에 전원이 공급되도록 한다(제 56 단계).

상기 제 56 단계에 의한 압축기의 예열운전은, 설정되고 있는 시간동안 이루어지며, 설정되고 있는 시간이 완료되면 예열운전 제어를 종료하고 있다(제 59 단계).

이와 같이 종래의 압축기 예열운전제어방법은, 사용자의 선택 또는 자동동작으로 난방운전을 수행하기에 앞서서, 실외온도가 일정온도 이하상태이면, 우선적으로 상기 압축기(1)의 예열운전이 수행되도록 구성되고 있다. 그리고 압축기(1)가 충분히 예열된 후, 압축기(1)에 전원이 공급되면서 난방운전이 제어되는 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 압축기 예열운전제어방법은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 난방운전을 수행하기에 앞서서 실외온도가 소정온도 이하일 때, 무조건적으로 압축기의 예열운전 수행을 제어하고 있다. 따라서 정전과 같은 이유로 인해서 제품 내부로 유입되던 전원이 순간 차단되었다가 다시 공급되는 경우, 난방운전이 재수행되기 전에 또 다시 압축기의 예열운전이 수행되게 된다. 즉, 종래의 압축기 예열운전제어방법은, 전원이 재공급되는 순간마다 압축기의 예열운전이 반복해서 수행되도록 구성되기 때문에 불필요한 압축기의 예열운전으로 전력낭비와 함께 실제 난방운전에 들어가는 시간이 지연되는 문제점을 발생시키고 있다.

둘째, 압축기의 예열운전을 위해서 별도의 예열히터인 섬프 히터를 구비해야 하는 점이다. 따라서 종래의 공기조화기에 있어서는 압축기 예열히터인 섬프 히터와, 상기 섬프 히터를 제어하기 위한 제어구성이 필요하였다. 즉, 도 2에 도시되고 있는 바와 같이, 상기 섬프 히터의 구동부인 릴레이와 상기 릴레이를 제어하기 위한 제어부, 신호라인 등을 구비해야만 하기 때문에, 그에 따른 제조비용이 상승되는 문제점이 있었다.

셋째, 압축기의 예열 히터인 섬프 히터는 압축기의 외부 프레임에 설치되어 있다. 그렇기 때문에 상기 압축기 내부 윤활유에 섬프 히터의 열이 전달되기까지는 소정시간 이상이 소요되게 된다. 따라서 압축기의 예열운전에 소정시간 이상이 소요되면서 결국 소비자의 요구에 따른 난방운전이 지연되는 문제점을 초래하게 된다. 결과적으로 제품에 대한 만족도를 저하시키게 되는 것이다.

넷째, 이러한 문제점들로부터 종래의 압축기 예열운전제어방법은, 제품에 대한 신뢰도 및 만족도를 저하시키고, 또한 제조경비를 상승시키므로 인해서 제품에 대한 구매력을 낮추는 문제점을 더불어 가지고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 제품으로 전원이 재공급되는 경우에 압축기의 예열운전을 효율적으로 제어할 수 있는 압축기 예열운전제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 압축기 내부 3상 코일에 직접 전류를 공급하여, 압축기의 예열운전을 제어하기 위한 압축기 예열운전제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압축기 예열운전제어방법은, 3상 인버터 압축기의 예열운전제어방법에 있어서: 실외온도와, 압축기 돔 온도를 검출하는 검출단계와; 상기 검출된 실외온도와 기설정된 예열온도1를 비교하고, 압축기의 예열운전 여부를 판단하는 제 1 판단단계와; 상기 검출된 압축기 돔 온도와 기설정된 예열온도2를 비교하고, 압축기의 예열운전여부를 판단하는 제 2 판단단계와; 상기 제 1,2 판단단계에서 압축기의 예열운전이 필요할 때, 검출된 실외온도에 따른 압축기 예열시간을 설정하는 시간설정단계와; 상기 설정된 압축기 예열시간동안 압축기 모터가 회전되지 않도록 제어하면서 상기 3상 코일에 전압을 인가하는 예열운전단계를 포함하여 구성된다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 압축기 예열운전제어방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 예열운전제어를 위한 구성도이다. 본 발명에 사용되고 있는 압축기는 3상 인버터 압축기(101)이다. 상기 3상 인버터 압축기(101)는 내부에 3개의 코일(C1,C2,C3)이 권선되어 있고, 상기 3개의 코일에 서로 다른 위상을 갖는 교류전원을 인가하므로서 압축기의 구동이 이루어진다.

상기 압축기(101)에 공급될 3상 교류전원은 인버터부(103)에 의해서 형성되어진다. 상기 인버터부(103)는, 도시되고 있는 바와 같이 6개의 스위칭소자(U,V,W,X,Y,Z)로 구성되고 있고, 한 쌍의 스위칭소자씩 직렬 연결되어 세개의 출력라인으로 3상 압축기(101)에 3상 교류전원을 공급하게 된다.

본 발명에서는 상기 인버터부(103)를 통해서 상기 압축기(101)의 내부 코일에 예열전류를 공급하도록 하고 있다. 이때, 상기 압축기(101) 모터가 회전되지 않도록 제어하면서 상기 압축기(101)의 예열운전을 제어해야만 한다. 따라서 본 발명에서는 상기 압축기(101)의 내부 코일에 전압 공급하는 방법을 제어하여, 상기 압축기(101) 모터가 회전되지 않으면서도 코일의 발열로 예열이 이루어질 수 있도록 한다. 이 부분에 대해서는 동작설명 부분에서 자세하게 설명한다.

그리고 본 발명은 상기 인버터부(103)에 공급될 직류 전압을 발생시키는 컨버터부(105)를 포함하고 있다. 상기 컨버터부(105)는 제품 내부로 입력되는 교류전원단(107)에 연결되어 있으며, 입력되는 교류 전원을 정류시켜서 압축기(101)의 구동에 필요한 크기의 직류전압을 발생시킨다.

상기 컨버터부(105)는, 도시되고 있는 바와 같이, 스위칭소자(IGBT)의 온/오프 동작과 대용량 캐패시터(C)의 충방전으로 압축기(101)의 구동에 필요한 높은 직류전압을 만들어낸다. 그리고 상기 컨버터부(105)는, 역률 개선을 위한 리액터(R)도 포함하고 있다.

그리고 본 발명은 상기 컨버터부(105)와 인버터부(103)를 구동하기 위한 IGBT 구동회로(113)와, 인버터구동회로(111)를 포함하고 있다. 상기 IGBT 구동회로(113)는, 제어부(109)의 제어를 받아서 상기 컨버터부(105) 내의 스위칭소자(IGBT)의 동작시간(온/오프)을 제어한다. 상기 인버터구동회로(111)는 제어부(109)의 제어를 받아서 상기 인버터부(103) 내의 6개 스위칭소자(U,V,W,X,Y,Z)의 동작시간(온/오프)을 제어한다. 따라서 본 발명의 상기 인버터구동회로(111)는, 압축기(101)의 예열을 위한 상기 스위칭소자의 동작시간을 제어한다.

그리고 본 발명에 따른 압축기의 예열운전 제어구성은, 실외온도감지부(117)를 포함하고 있다. 상기 실외온도감지부(117)는, 실외온도를 검출하고, 이를 제어부(109)에 전달해준다. 그리고 상기 압축기(101) 돔의 온도를 검출하기 위한 온도센서(119)가 상기 압축기(101)의 돔에 설치되고 있다. 상기 센서(119)로부터 검출된 압축기 돔 온도도 상기 제어부(109)에 입력된다.

따라서 상기 제어부(109)는 상기 실외온도감지부(117)의 감지온도와 상기 센서(119)의 검출온도에 기초해서 압축기 예열운전의 필요성을 판단한다. 즉, 정전이 발생된 직후, 제품 내부로 전원이 다시 공급될 때, 상기 실외온도감지부(117)에서 검출된 실외온도와, 상기 센서(119)에서 검출된 압축기 돔의 온도 변화 추이를 동시에 비교하면, 제품의 구동 중 정전의 발생 직후인지 또는 압축기가 운전 정지된지 오래된 경우인지를 판단하게 된다. 상기 제어부(109)는 예열운전이 필요하다고 판단된 경우, 상기 인버터구동회로(111)에 후술되는 스위칭제어신호를 출력하여, 압축기(101)의 예열운전을 제어하게 된다.

그리고 부호 115는 DC 링크전압감지부이다. 상기 DC 링크전압감지부는, 상기 컨버터부(105)에서 인버터부(103)로 전달되는 직류전압의 크기를 검출하고, 이를 제어부(109)에 인가한다.

다음은 상기 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 압축기 예열운전 제어방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 압축기 예열운전 제어방법을 나타내는 동작 흐름도이다.

우선, 본 발명에 따른 압축기의 예열운전은, 압축기의 구동을 필요로 하는 임의의 운전 전에 수행되어진다. 특히, 난방운전과 같이 외기온도가 낮은 경우에 더욱 필요하다. 따라서 본 발명에 따른 압축기의 예열운전은 사용자 선택 또는 자동온도제어에 의한 난방운전 수행조건이 선행되어야만 한다.

따라서 제어부(109)는 제 300 단계에서 제품의 운전상태인지를 판단하게 된다. 상기 제 300 단계에서 제품의 운전상태 판단은, 압축기(101)의 운전주파수가 0Hz인지를 판단하는 것에 의해서 이루어진다. 상기 압축기(101)의 운전주파수에 의해서 압축기가 정지상태 또는 운전상태로 제어되고 있는가를 판단하는 것이다.

상기 제 300 단계에서 제품이 운전상태면, 다음은 현재 실외온도의 상태가 압축기의 예열운전을 필요로 하는 상태인지를 판단하게 된다.

상기 제 303 단계는, 실외온도를 판단한다. 즉, 제어부(109)는 실외온도감지부(117)를 통해서 검출되는 실외온도가 소정온도(T℃) 이상인지를 판단하고, 상기 온도 이상에서는 압축기의 예열운전이 필요하지 않다고 판단한다. 그러나 상기 온도보다 실외온도가 낮은 경우, 압축기의 예열운전이 필요하다고 판단한다.

그리고 제 303 단계에서 실외온도가 소정온도보다 낮은 경우, 제 306 단계에서는 정전에 의한 전원 재공급상태인지 또는 제품이 소정시간 이상동안 정지상태에서 새롭게 동작되고 있는 상태인지를 판단한다.

상기 제 306 단계는 압축기(101) 돔의 온도를 검출하는 것에 의해서 이루어진다. 즉, 센서(119)의 검출온도를 읽어들이고, 상기 센서(119)의 검출온도가 소정온도(X1) 이상일때, 순간 정전에 의한 전원 재공급상태로 판단한다. 이 경우에는 정전 발생 이전에 압축기가 운전되었다고 판단되기 때문에, 압축기의 예열운전은 필요로 하지 않는다.

그러나 상기 제 306 단계에서 검출된 압축기 돔 온도가 소정온도 이하일 때, 제어부(109)는, 압축기가 운전 정지된 지 오래되었거나 또는 운전을 하지 않았다고 판단하여 압축기의 예열운전을 제어하게 된다.

따라서 상기 제 306 단계까지 수행하여, 실외온도가 소정온도보다 낮고, 압축기 돔 온도도 소정온도보다 낮을 때, 제어부(109)는 압축기의 예열운전이 필요하다고 판단하게 된다. 그리고 제 309 단계에서는 현재 압축기의 예열운전이 진행되는 상태인지를 판단한다.

상기 제 309 단계에서 압축기(101)의 예열운전이 진행상태가 아닐때, 제어부(109)는 압축기의 예열운전이 시작됨을 알리는 예열운전 플래그를 세팅하고, 압축기의 예열운전을 시작한다(제 312 단계).

그리고 상기 제 312 단계에서는 예열운전시간이 설정되어진다. 즉, 상기 제어부(109)는, 도 5에 도시되고 있는 바와 같이, 실외온도에 따른 예열운전시간을 설정하고 있다. 즉, 실외온도가 X2도에서 X1도 사이인 경우에는 예열시간은 T1으로 설정되고, 실외온도가 X3도에서 X2도 사이인 경우에는 예열시간은 T2로 설정되며, 실외온도가 X3도 미만인 경우에는 예열시간은 T3로 설정되어 진다.

따라서 상기 제어부(109)는 상기 제 300 단계 내지 제 309 단계까지의 수행에 의해서 예열운전의 제어가 필요하다고 판단될때, 실외온도감지부(117)를 통해서 실외온도를 검출한다.

그리고 검출된 실외온도가 X2도에서 X1도 사이인 경우(제 315 단계), T1시간동안 예열운전이 제어된다(제 327 단계, 제 330 단계). 상기 실외온도감지부(117)를 통해서 검출된 실외온도가 X3도에서 X2도 사이인 경우(제 318 단계), T2시간동안 예열운전이 제어된다(제 333 단계, 제 336 단계). 그리고 상기 실외온도감지부(117)를 통해서 검출된 실외온도가 X3도 미만인 경우, T3 시간동안 예열운전이 제어된다(제 321 단계, 제 324 단계).

그리고 상기 각 단계에서 설정된 시간이 경과되면, 예열운전 완료를 알리는 플래그가 세팅되면서 예열운전은 종료된다(제 339 단계).

다음은 상기와 같이 설정된 시간동안 상기 제 327 단계, 제 321 단계, 제 333 단계에서 수행되는 본 발명에 따른 압축기의 예열운전 제어 과정에 대해서 설명한다.

본 발명에서 압축기의 예열운전은, 압축기의 3상 코일에 직접 예열전류를 공급하는 것에 의해서 이루어진다. 즉, 상기 각 단계에서 설정되고 있는 예열시간동안 압축기(101)의 3상 코일(C1,C2,C3)에 예열전류가 인가된다.

도 6은 본 발명에 따라 압축기의 예열운전시에 3상 코일에 인가되는 전압 패턴을 도시하고 있고, 도 7은 3상 코일에 인가된 전류방향을 도시하고 있다.

우선, 도 3에 도시된 컨버터부(105)는, IGBT 구동회로(113)의 제어를 받아서 스위칭소자(IGBT)의 온/오프를 수행하여, 압축기의 예열운전에 필요한 크기의 직류전압을 발생시킨다. 상기 직류전압은 인버터부(103)에 인가된다.

상기 제어부(109)는, 상기 인버터부(103)에 인가된 전압이 6개의 스위칭소자를 통해서 압축기(101)의 3개 코일에 인가되도록 제어한다. 이때, 제어부(109)는, 압축기 모터가 회전되지 않으면서도 코일의 발열로 압축기 예열이 이루어질 수 있도록 도 6에 도시되고 있는 바와 같이, U,V,W,X,Y,Z상 순차적으로 전압을 인가한다.

본 발명의 실시예에서 상기 제어부(109)는, 도 7에 도시되고 있는 바와 같이, U상에서 V상으로, 다시 V상에서 U상으로 전류가 흐르도록 제어한 후, 같은 방법으로 V상에서 W상으로, 다시 W상에서 V상으로 전류가 흐르도록 제어하고, 마지막으로 W상에서 U상으로, 다시 U상에서 W상으로 전류가 흐르도록 제어하는 패턴을 구현하고 있다.

상기 패턴은 도 6에 도시되고 있는 바와 같이, 각 상의 신호가 △T 시간동안 신호를 출력하도록 하고 있고, 세개의 코일에 전류를 인가하는 상태를 총 12개 구간으로 구분하고 있다.

첫번째 구간(①)에서는 상기 U상에서 V상으로 전류가 인가되는 상태이다. 이 구간에서는 인버터부(103) 내의 두개의 트랜지스터(U,Y)가 인버터구동회로(111)의 제어를 받아 도통상태를 갖는다. 따라서 상기 트랜지스터(U)에서부터 코일(C1)과 코일(C2)로 연결된 후, 다시 트랜지스터(Y)를 경유하여 그라운드까지 전류통로가 형성되어진다. 따라서 상기 구간에서 소정시간(△T)동안 U상에서 V상 측으로, 즉, C1에서 C2 측으로 전류가 흐르면서 코일의 발열이 이루어진다.

두번째 구간(②)에서는 모든 트랜지스터(U,V,W,X,Y,Z)가 오프 상태를 갖는다. 즉, 인버터구동회로(111)는, 소정시간(△T)동안 압축기(101) 코일에 인가되는 전압을 차단시킨다.

세번째 구간(③)에서는 V상측에서 U상으로 전류를 인가한다. 이 구간에서는 인버터부(103) 내의 두개의 트랜지스터(V,X)가 인버터구동회로(111)의 제어를 받아 도통상태를 갖는다. 따라서 상기 트랜지스터(V)에서부터 코일(C2)과 코일(C1)로 연결된 후, 다시 트랜지스터(X)를 경유하여 그라운드까지 전류통로가 형성되어진다. 따라서 상기 구간에서 소정시간(△T)동안 V상에서 U상 측으로, 즉, 코일 C2에서 C1 측으로 전류가 흐르면서 코일의 발열이 이루어진다.

네번째 구간(④)에서는 모든 트랜지스터(U,V,W,X,Y,Z)가 오프 상태를 갖는다. 즉, 인버터구동회로(111)는, 소정시간(△T)동안 압축기(101) 코일에 인가되는 전압을 차단시킨다.

다섯번째 구간(⑤)에서는 V상측에서 W상으로 전류를 인가한다. 이 구간에서는 인버터부(103) 내의 두개의 트랜지스터(V,Z)가 인버터구동회로(111)의 제어를 받아 도통상태를 갖는다. 따라서 상기 트랜지스터(V)에서부터 코일(C2)과 코일(C3)로 연결된 후, 다시 트랜지스터(Z)를 경유하여 그라운드까지 전류통로가 형성되어진다. 따라서 상기 구간에서 소정시간(△T)동안 V상에서 W상 측으로, 즉, 코일 C2에서 C3 측으로 전류가 흐르면서 코일의 발열이 이루어진다.

여섯번째 구간(⑥)에서는 모든 트랜지스터(U,V,W,X,Y,Z)가 오프 상태를 갖는 다. 즉, 인버터구동회로(111)는, 소정시간(△T)동안 압축기(101) 코일에 인가되는 전압을 차단시킨다.

일곱번째 구간(⑦)에서는 W상측에서 V상으로 전류를 인가한다. 이 구간에서는 인버터부(103) 내의 두개의 트랜지스터(W,Y)가 인버터구동회로(111)의 제어를 받아 도통상태를 갖는다. 따라서 상기 트랜지스터(W)에서부터 코일(C3)과 코일(C2)로 연결된 후, 다시 트랜지스터(Y)를 경유하여 그라운드까지 전류통로가 형성되어진다. 따라서 상기 구간에서 소정시간(△T)동안 W상에서 V상 측으로, 즉, 코일 C3에서 C2 측으로 전류가 흐르면서 코일의 발열이 이루어진다.

여덟번째 구간(⑧)에서는 모든 트랜지스터(U,V,W,X,Y,Z)가 오프 상태를 갖는다. 즉, 인버터구동회로(111)는, 소정시간(△T)동안 압축기(101) 코일에 인가되는 전압을 차단시킨다.

아홉번째 구간(⑨)에서는 W상측에서 U상으로 전류를 인가한다. 이 구간에서는 인버터부(103) 내의 두개의 트랜지스터(W,X)가 인버터구동회로(111)의 제어를 받아 도통상태를 갖는다. 따라서 상기 트랜지스터(W)에서부터 코일(C3)과 코일(C1)로 연결된 후, 다시 트랜지스터(X)를 경유하여 그라운드까지 전류통로가 형성되어진다. 따라서 상기 구간에서 소정시간(△T)동안 W상에서 U상 측으로, 즉, 코일 C3에서 C1 측으로 전류가 흐르면서 코일의 발열이 이루어진다.

열번째 구간(⑩)에서는 모든 트랜지스터(U,V,W,X,Y,Z)가 오프 상태를 갖는다. 즉, 인버터구동회로(111)는, 소정시간(△T)동안 압축기(101) 코일에 인가되는 전압을 차단시킨다.

열한번째 구간(⑪)에서는 U상에서 W상측으로 전류가 인가된다. 이 구간에서는 인버터부(103) 내의 두개의 트랜지스터(U,Z)가 인버터구동회로(111)의 제어를 받아 도통상태를 갖는다. 따라서 상기 트랜지스터(U)에서부터 코일(C1)과 코일(C3)로 연결된 후, 다시 트랜지스터(Z)를 경유하여 그라운드까지 전류통로가 형성되어진다. 따라서 상기 구간에서 소정시간((△T)동안 U상에서 W상 측으로, 즉, 코일 C1에서 C3 측으로 전류가 흐르면서 코일의 발열이 이루어진다.

열두번째 구간(⑫)에서는 모든 트랜지스터(U,V,W,X,Y,Z)가 오프 상태를 갖는다. 즉, 인버터구동회로(111)는, 소정시간(△T)동안 압축기(101) 코일에 인가되는 전압을 차단시킨다.

이와 같은 열두개 구간의 제어신호가 예열운전시간동안 상기 제어부(109)에서 반복해서 출력되고, 인버터구동회로(111)는 상기 제어신호에 기초해서 상기 인버터부(103) 내의 6개의 스위칭소자의 온/오프를 제어하여, 상기 압축기(101) 내부 3개 코일에 인가되는 전압을 제어한다.

즉, 도 6에 도시되고 있는 압축기의 예열운전을 위한 패턴은, 압축기의 내부 3개 코일에 각 설정되고 있는 소정시간(△T)동안 전류통로는 형성시켜주지만, 압축기 모터의 회전을 위한 자계는 형성시켜주지 않도록 구성되어진다. 따라서 본 발명에서와 같이 상기 압축기 내부 코일에 직접 전류를 공급하여도 상기 압축기 모터가 회전되지 않는다면, 상기 도 6에 도시된 패턴이 아닌 다른 상태로도 상기 압축기 예열운전을 제어하는 것은 가능하다. 또한, 압축기의 예열운전시간동안 상기 패턴의 각 신호 출력시간(△T)은 가변 제어 가능하다.

이와 같은 제어로, 상기 압축기 3상 코일에 일정시간동안 전압이 인가되면서 예열전류가 코일에 인가되면, 상기 권선 내부의 코일의 발열 및 와류 전류에 의한 발열로 압축기 내부의 프레임 및 오일의 온도가 상승하게 된다. 따라서 압축기 내부 오일의 점도가 좋아지면서 압축기 시동을 쉽게 하면서 시동전류를 낮추어준다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 압축기의 예열운전제어방법은 다음의 효과를 갖게 된다.

첫째, 실외온도 및 압축기 돔의 온도 변화 추이에 기초해서 압축기의 예열운전을 제어하기 때문에, 정전이 발생된 직후와 같이, 제품 내부로 전원이 재공급되었을때, 불필요한 압축기의 예열동작을 방지하므로서 예열운전의 효율을 높이게 된다.

둘째, 압축기 내부 코일에 직접 전류를 인가해서, 압축기 예열운전을 제어하므로 예열운전에 따른 별도의 히터를 구비할 필요가 없으며, 그에 따른 경제적인 잇점을 얻게 된다.

셋째, 압축기 구동 회로를 그대로 이용하여 압축기 예열운전을 제어하는 것이 가능하므로, 별도의 제어소자를 필요로 하지 않으므로서 제품의 단가를 낮출 수 있는 잇점을 얻게 된다.

넷째, 저온상태에서도 압축기 예열운전으로 압축기 내부 모터의 로터의 베어링의 오일의 점도가 좋아져 시동 전류가 낮아지게 된다.

다섯째, 압축기 시동 전류가 낮아지므로서 DC 링크 양단의 캐패시터 용량을 불필요하게 커지는 것을 방지하므로서 원가 상승을 방지하게 된다.

여섯째, 압축기 시동 전류가 낮아지므로, 압축기 내부 기구적 마모를 감소시켜서 압축기 및 제품의 신뢰성을 증가시킬 수 있는 장점도 더불어 기대할 수 있다.

Claims

3상 인버터 압축기의 예열운전제어방법에 있어서:

실외온도와, 압축기 돔 온도를 검출하는 검출단계와;

상기 검출된 실외온도와 기설정된 예열온도1를 비교하고, 압축기의 예열운전 여부를 판단하는 제 1 판단단계와;

상기 검출된 압축기 돔 온도와 기설정된 예열온도2를 비교하고, 압축기의 예열운전여부를 판단하는 제 2 판단단계와;

상기 제 1,2 판단단계에서 압축기의 예열운전이 필요할 때, 검출된 실외온도에 따른 압축기 예열시간을 설정하는 시간설정단계와;

상기 설정된 압축기 예열시간동안 압축기 모터가 회전되지 않도록 제어하면서 상기 3상 코일에 전압을 인가하는 예열운전단계를 포함하여 구성되는 압축기의 예열운전제어방법.
제 1 항에 있어서:

상기 예열운전단계는, 3상 코일 내 임의의 상에서 다른 상으로 전류가 공급되도록 제어한 후, 이어서 반대 방향으로 전류 공급이 이루어지도록 제어하는 단계를 상기 설정된 압축기 예열시간동안 반복하는 것을 특징으로 하는 압축기의 예열운전제어방법.
제 2 항에 있어서:

상기 예열운전단계는, U상에서부터 V상으로, 다시 V상에서부터 U상으로 전류가 흐르도록 제어하고; V상에서부터 W상으로, 다시 W상에서부터 V상으로 전류가 흐르도록 제어하고; W상에서부터 U상으로, 다시 U상에서부터 W상으로 전류가 흐르도록 제어하는 단계를 상기 설정된 압축기 예열시간동안 반복하며, 시작점은 어느 상에서든지 관계없음을 특징으로 하는 압축기의 예열운전제어방법.
제 1 항에 있어서:

상기 압축기 예열시간은 상기 검출된 실외온도와 미리 정해진 실외온도에 따른 압축기 예열시간의 구분에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 압축기의 예열운전제어방법.
제 4 항에 있어서:

상기 실외온도에 따른 압축기 예열시간의 구분은 상기 검출된 실외온도에 따라 요구되는 압축기 예열시간을 하나 이상의 구분으로 분류하여 미리 정한 것을 특징으로 하는 압축기의 예열운전제어방법.