KR100756720B1 - Control apparatus for linear compressor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 인가되는 전원이 가변되더라도 리니어 압축기의 출력의 변동을 최소화하는 리니어 압축기의 제어장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor, and more particularly, to a control apparatus of a linear compressor that minimizes variations in the output of the linear compressor even when an applied power source varies.

본 발명인 리니어 압축기의 제어장치는 리니어 압축기의 원주 방향으로 적층된 코일 권선체와, 일단이 상기 코일 권선체에 직렬로 연결된 제1캐패시터와, 상기 제1캐패시터와 병렬 구조를 지닌 캐패시턴스 가변부와, 상기 제1캐패시터 및 상기 캐패시턴스 가변부 중의 적어도 하나 이상의 양단 간의 전압(Vc)을 측정하는 전압 감지부와, 상기 전압 감지부로부터의 측정 전압(Vc)에 따라 상기 캐패시턴스 가변부를 제어하여 제어장치의 전체 캐패시턴스를 가변함으로써 부하에 따른 상기 리니어 압축기의 출력변화를 유도하는 제어부로 이루어진다.The controller of the linear compressor according to the present invention includes a coil winding body stacked in the circumferential direction of the linear compressor, a first capacitor having one end connected in series with the coil winding body, a capacitance variable portion having a parallel structure with the first capacitor, A voltage sensing unit measuring a voltage Vc between at least one end of the first capacitor and the capacitance varying unit, and controlling the capacitance varying unit according to the measured voltage Vc from the voltage sensing unit. It is made of a control unit for inducing a change in output of the linear compressor according to the load by varying the capacitance.

Description

리니어 압축기의 제어장치{CONTROL APPARATUS FOR LINEAR COMPRESSOR}CONTROL APPARATUS FOR LINEAR COMPRESSOR}

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a control apparatus of a linear compressor according to the prior art.

도 2는 본 발명에 따른 리니어 압축기가 도시된 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of a linear compressor according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 제1실시예의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a first embodiment of a control apparatus of the linear compressor according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 제2실시예의 구성도이다. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the control apparatus of the linear compressor according to the present invention.

도 5는 도 3 및 4의 제어장치에 대한 제어방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of a control method for the control device of FIGS. 3 and 4.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

40: 온오프 스위치 50, 50a: 캐패시턴스 가변부40: on-off switch 50, 50a: capacitance variable portion

61, 62, 63: 전압 감지부 70: 제어부61, 62, 63: voltage sensing unit 70: control unit

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 특히 인가되는 전원이 가변되더 라도 리니어 압축기의 출력의 변동을 최소화하는 리니어 압축기의 제어장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor, and more particularly, to a control apparatus of a linear compressor that minimizes variations in the output of the linear compressor even when an applied power source is varied.

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.

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 코일(또는 코일 권선체)이 감겨지도록 설치되며, 상기 이너 스테이터와 아웃터 스테이터 사이의 간극에는 영구자석이 상기 피스톤과 연결되도록 설치된다.In addition, the linear motor for generating a linear motion force to the piston is installed so as to be connected to each other, the linear motor is provided with an inner stator and an outer stator configured to be laminated in a circumferential direction around the cylinder with a predetermined gap, A coil (or coil winding) is installed inside 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 운전주파수(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 frequency f c , but it also causes the piston to reciprocate linearly with a predetermined stroke S.

도 1은 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 제어장치는 리니어 압축기의 원주방향으로 권선되고 전원을 인가받는 코일 권선체(L)와, 코일 권선체(L)의 일부 또는 전체에 전원이 인가되도록 하는 분 지수단(100)과, 부하에 따라 냉력을 조절하기 위해 분지수단(100)을 제어하는 제어부(200)로 이루어진다. 1 is a block diagram of a control apparatus of a linear compressor according to the prior art. As shown, the control device is a coil winding (L), which is wound in the circumferential direction of the linear compressor and is supplied with power, and branching means (100) for applying power to part or all of the coil winding (L). And, the control unit 200 for controlling the branch means 100 to adjust the cooling force according to the load.

자세하게는, 코일 권선체(L)의 일단은 전원에 연결되고, 코일 권선체(L)의 타단에는 분지수단(100)의 연결단자(100a)가 형성되고, 연결단자(100b)는 코일 권선체(L)의 중간점(M)(또는 중간점(M)의 분지선)에 연결되며, 제어부(200)의 제어에 의해 전원을 연결단자(100a) 또는 (100b)에 인가하는 스위칭 소자(100c)가 분지수단(100)에 포함된다. In detail, one end of the coil winding L is connected to a power source, and a connection terminal 100a of the branching means 100 is formed at the other end of the coil winding L, and the connection terminal 100b is a coil winding body. A switching element 100c connected to the midpoint M of the L (or the branch line of the midpoint M) and applying power to the connection terminal 100a or 100b under the control of the controller 200. ) Is included in the branching means (100).

제어부(200)는 냉동 싸이클 내에서 과부하시에 고냉력을 출력하기 위해 코일 권선체(L) 일부에 전원이 인가되도록 하는 공진 운동(power mode)이 수행되도록 하고, 냉동 싸이클 내에서 저부하시에 또는 중간부하시에 저냉력 또는 중간 냉력을 출력하기 위해 코일 권선체(L) 전체에 전원이 인가되도록 하는 정상 운동(saving mode)이 수행되도록 한다. 이를 위해, 제어부(200)는 공진 운동을 위해 분지수단(100)의 스위칭 소자(100c)가 연결단자(100b)에 연결되도록 하고, 또는 제어부(200)는 정상 운동을 위해 분지수단(100)의 스위칭 소자(100c)가 연결단자(100a)에 연결되도록 한다. The control unit 200 performs a resonant power mode in which power is applied to a portion of the coil winding L in order to output a high cooling power in case of an overload in the refrigeration cycle, or at a low load in the refrigeration cycle. In order to output a low cooling force or an intermediate cooling force at the intermediate load, a saving mode is performed so that power is applied to the entire coil winding L. To this end, the control unit 200 allows the switching element 100c of the branching means 100 to be connected to the connection terminal 100b for the resonance movement, or the control unit 200 of the branching means 100 for the normal movement. The switching device 100c is connected to the connection terminal 100a.

이러한 종래 기술에서, 인가되는 전원이 가변되는 경우, 이러한 가변은 제어부(200)의 제어와 상관없이 리니어 압축기의 출력에 변동을 야기하는 문제점이 있다. 또한, 이러한 제어부(200)는 인가되는 전원이 과도한 경우, 압축기가 과부하에 걸리거나 이상 상태의 운전을 수행하게 되어, 리니어 압축기가 정상적인 동작을 수행하지 못하게 되는 문제점이 있다. In this prior art, when the applied power is varied, this variation causes a change in the output of the linear compressor irrespective of the control of the controller 200. In addition, when the applied power is excessive, the control unit 200 may cause the compressor to be overloaded or perform an abnormal operation, thereby preventing the linear compressor from performing a normal operation.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 인가되는 전원이 변동하더라도 이 변동에 따라 출력이 감소되거나 증가되지 않도록 제어하는 리니어 압축기의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In order to solve this problem, it is an object of the present invention to provide a control apparatus of a linear compressor that controls the output so that the output is not reduced or increased in accordance with this change even if the applied power source varies.

또한, 본 발명은 인가되는 전원이 과도하여 압축기의 과부하에 걸리거나 또는 이상 상태의 운전이 수행되지 않도록 하는 리니어 압축기의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a control apparatus for a linear compressor such that the applied power is excessive so that the compressor is overloaded or the abnormal operation is not performed.

또한, 본 발명은 리니어 압축기의 운전(저냉력 운전, 고냉력 운전)을 가변하면서도 이에 따른 돌입전류의 발생을 방지하는 리니어 압축기의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a control apparatus for a linear compressor that varies the operation of the linear compressor (low cooling power operation, high cooling power operation) while preventing the occurrence of inrush current.

본 발명인 리니어 압축기의 제어장치는 리니어 압축기의 원주 방향으로 적층된 코일 권선체와, 일단이 상기 코일 권선체에 직렬로 연결된 제1캐패시터와, 상기 제1캐패시터와 병렬 구조를 지닌 캐패시턴스 가변부와, 상기 제1캐패시터 및 상기 캐패시턴스 가변부 중의 적어도 하나 이상의 양단 간의 전압(Vc)을 측정하는 전압 감지부와, 상기 전압 감지부로부터의 측정 전압(Vc)에 따라 상기 캐패시턴스 가변부를 제어하여 제어장치의 전체 캐패시턴스를 가변함으로써 부하에 따른 상기 리니어 압축기의 출력변화를 유도하는 제어부로 이루어진다.The controller of the linear compressor according to the present invention includes a coil winding body stacked in the circumferential direction of the linear compressor, a first capacitor having one end connected in series with the coil winding body, a capacitance variable portion having a parallel structure with the first capacitor, A voltage sensing unit measuring a voltage Vc between at least one end of the first capacitor and the capacitance varying unit, and controlling the capacitance varying unit according to the measured voltage Vc from the voltage sensing unit. It is made of a control unit for inducing a change in output of the linear compressor according to the load by varying the capacitance.

이때, 상기 캐패시턴스 가변부는 일단이 상기 제1캐패시터의 일단에 연결되고, 타단이 상기 코일 권선체의 권선탭에 연결되는 것이 바람직하다. In this case, it is preferable that one end of the capacitance variable part is connected to one end of the first capacitor, and the other end is connected to a winding tap of the coil winding body.

또한, 상기 캐패시턴스 가변부는 적어도 하나의 제2캐패시터와 상기 제2캐패시터와 상기 코일 권선체의 권선탭 간의 전류 흐름을 제어하는 캐패시터 스위치로 이루어진 것이 바람직하다. In addition, the capacitance variable portion is preferably made of at least one second capacitor and a capacitor switch for controlling the current flow between the second capacitor and the winding tap of the coil winding.

또한, 상기 캐패시턴스 가변부는 적어도 하나의 제3캐패시터와, 돌입전류 방지소자 및, 상기 제3캐패시터와 상기 제1캐패시터 간의 연결을 제어하는 캐패시터 스위치 간의 직렬 연결구조로 이루어진 것이 바람직하다. In addition, the capacitance variable portion preferably comprises a series connection structure between at least one third capacitor, the inrush current prevention element, and a capacitor switch for controlling the connection between the third capacitor and the first capacitor.

또한, 상기 제어부는 상기 측정 전압(Vc)이 소정의 기준전압(Vr)과의 비교에 따라 상기 캐패시턴스 가변부를 제어하되, 상기 측정 전압(Vc)이 상기 기준전압(Vr)보다 작은 경우, 전체 캐패시턴스가 증가되도록 하고, 상기 측정 전압(Vc)이 상기 기준전압(Vr)과 같거나 큰 경우, 전체 캐패시턴스가 감소되도록 하는 것이 바람직하다. In addition, the controller controls the capacitance variable part according to the comparison of the measured voltage Vc with a predetermined reference voltage Vr, but the total capacitance when the measured voltage Vc is smaller than the reference voltage Vr. Is increased, and when the measured voltage Vc is equal to or greater than the reference voltage Vr, it is desirable to reduce the total capacitance.

또한, 상기 제어장치는 상기 리니어 압축기의 온오프 스위치를 추가적으로 구비하는 것이 바람직하다. In addition, the control device preferably further comprises an on / off switch of the linear compressor.

또한, 상기 제어부는 상기 측정 전압이 과부하전압보다 크면 상기 온오프 스위치를 오프하여 전원 공급을 차단하는 것이 바람직하다. In addition, when the measured voltage is greater than the overload voltage, it is preferable that the control unit turns off the on / off switch to cut off the power supply.

또한, 상기 제어부는 추가적으로 상기 캐패시터 스위치를 오프시키는 것이 바람직하다. In addition, the control unit preferably further turns off the capacitor switch.

또한, 상기 제어부는 상기 캐패시턴스 가변부를 제어하기 위해, 상기 온오프 스위치를 우선적으로 오프시키는 것이 바람직하다. In addition, the controller is preferably to turn off the on-off switch in order to control the capacitance variable.

또한, 상기 제어부는 상기 캐패시턴스 가변부의 제어 이후에 상기 온오프 스위치를 온시키는 것이 바람직하다. The controller may be configured to turn on the on / off switch after controlling the capacitance variable unit.

이하에서, 본 발명은 본 발명의 실시예들 및 첨부도면에 기초하여 무빙 마그네트 타입의 리니어 모터가 작동되고, 이와 연결된 피스톤이 실린더 내부에서 왕복 직선 이동되면서 냉매를 흡입, 압축, 토출시키는 리니어 압축기를 예로 들어 상세하게 설명된다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.Hereinafter, the present invention is a linear compressor for operating a moving magnet type linear motor based on the embodiments of the present invention and the accompanying drawings, and the piston connected thereto reciprocates linearly in the cylinder to suck, compress and discharge the refrigerant. It is explained in detail by way of example. 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.

본 발명에 따른 리니어 압축기는 도 2에 도시된 바와 같이 밀폐용기(2) 일측에 냉매가 유,출입되는 유입관(2a) 및 유출관(2b)이 설치되고, 밀폐용기(2) 내측에 실린더(4)가 고정되도록 설치되며, 실린더(4) 내부의 압축공간(P)으로 흡입된 냉매를 압축시킬 수 있도록 실린더(4) 내부에 피스톤(6)이 왕복 직선 운동 가능하게 설치되는 동시에 피스톤(6)의 운동방향에 탄성 지지되도록 각종 스프링이 설치되고, 피스톤(6)은 직선 왕복 구동력을 발생시키는 리니어 모터(10)와 연결되도록 설치된다. In the linear compressor according to the present invention, as shown in FIG. 2, an inlet tube 2a and an outlet tube 2b through which refrigerant flows in and out are installed at one side of the sealed container 2, and a cylinder is formed inside the sealed container 2. (4) is fixed so that the piston (6) is installed inside the cylinder (4) to reciprocate linear movement to compress the refrigerant sucked into the compression space (P) inside the cylinder (4) Various springs are installed to elastically support in the direction of movement of 6), and the piston 6 is installed to be connected to the linear motor 10 for generating a linear reciprocating drive force.

아울러, 압축공간(P)과 접하고 있는 피스톤(6)의 일단에 흡입밸브(22)가 설치되고, 압축공간(P)과 접하고 있는 실린더(4)의 일단에 토출밸브 어셈블리(24)가 설치되며, 흡입밸브(22) 및 토출밸브 어셈블리(24)는 각각 압축공간(P) 내부의 압 력에 따라 개폐되도록 자동적으로 조절된다.In addition, a suction valve 22 is installed at one end of the piston 6 in contact with the compression space P, and a discharge valve assembly 24 is installed at one end of the cylinder 4 in contact with the compression space P. , The suction valve 22 and the discharge valve assembly 24 are automatically adjusted to open and close according to the pressure in the compression space (P), respectively.

여기서, 밀폐용기(2)는 내부가 밀폐되도록 상,하부 쉘이 서로 결합되도록 설치되고, 일측에 냉매가 유입되는 유입관(2a) 및 냉매가 유출되는 유출관(2b)이 설치되며, 실린더(4) 내측에 피스톤(6)이 왕복 직선 운동 가능하게 운동방향으로 탄성 지지되도록 설치됨과 아울러 실린더(4) 외측에 리니어 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, and an inlet tube 2a through which refrigerant is introduced and an outlet tube 2b through which the refrigerant is discharged are installed, and a cylinder ( 4) Inside the piston 6 is elastically supported in the movement direction to enable the reciprocating linear motion, and the linear motor 10 is assembled to each other by the frame 18 outside the cylinder 4 to constitute an assembly, The assembly is installed to be elastically supported by the support spring 29 on the inner bottom surface of the sealed container (2).

아울러, 밀폐용기(2) 내부 바닥면에는 소정의 오일이 담겨지고, 조립체 하단에는 오일을 펌핑하는 오일공급장치(30)가 설치됨과 아울러 조립체 하측 프레임(18) 내부에는 오일을 피스톤(6)과 실린더(4) 사이로 공급될 수 있도록 오일공급관(18a)이 형성되며, 이에 따라 오일공급장치(30)는 피스톤(6)의 왕복 직선 운동함에 따라 발생되는 진동에 의해 작동되어 오일을 펌핑하고, 이러한 오일은 오일공급관(18a)을 따라 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 oil supply pipe 18a is formed to be supplied between the cylinders 4, so that the oil supply device 30 is operated by the vibration generated by the reciprocating linear movement of the piston 6 to pump oil, and The oil is supplied into the gap between the piston 6 and the cylinder 4 along the oil supply pipe 18a to cool and lubricate.

다음, 실린더(4)는 피스톤(6)이 왕복 직선 운동할 수 있도록 중공 형상으로 형성됨과 아울러 일측에 압축공간(P)이 형성되고, 유입관(2a) 내측에 일단이 근접하게 위치된 상태에서 유입관(2a)과 동일 직선상에 설치되는 것이 바람직하다.Next, the cylinder 4 is formed in a hollow shape so that the piston 6 can reciprocate linearly, and a compression space P is formed at one side, and one end is located close to the inside of the inflow pipe 2a. It is preferable to be provided on the same straight line as the inflow pipe 2a.

물론, 실린더(4)는 유입관(2a)과 근접한 일단 내부에 상기 피스톤(6)이 왕복 직선 운동 가능하게 설치되고, 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 that the reciprocating linear movement of the piston 6, the discharge valve assembly 24 is provided at one end on the opposite side to the inlet pipe (2a) Is installed.

이때, 토출밸브 어셈블리(24)는 실린더(4)의 일단 측에 소정의 토출공간을 형성하도록 설치되는 토출커버(24a)와, 실린더의 압축공간(P) 측 일단을 개폐하도록 설치되는 토출밸브(24b)와, 토출커버(24a)와 토출밸브(24b) 사이에 축방향으로 탄성력을 부여하는 일종의 코일 스프링인 밸브 스프링(24c)으로 이루어지되, 실린더(4)의 일단 내둘레에 오링(R)이 끼움되도록 설치되어 상기 토출밸브(24a)가 실린더(4) 일단을 밀착되도록 한다. At this time, the discharge valve assembly 24 is a discharge cover (24a) is provided to form a predetermined discharge space on one end side of the cylinder 4, and the discharge valve is installed to open and close one end of the compression space (P) side of the cylinder ( 24b) and a valve spring 24c, which is a kind of coil spring that imparts an elastic force in the axial direction between the discharge cover 24a and the discharge valve 24b, and has an O-ring R around one end of the cylinder 4; It is installed so that the discharge valve 24a is in close contact with one end of the cylinder (4).

아울러, 토출커버(24a)의 일측과 유출관(2b) 사이에는 굴곡지게 형성된 루프 파이프(28)가 연결 설치되는데, 루프 파이프(28)는 압축된 냉매가 외부로 토출될 수 있도록 안내할 뿐 아니라 실린더(4), 피스톤(6), 리니어 모터(10)의 상호 작용에 의한 진동이 밀폐용기(2) 전체로 전달되는 것을 완충시켜 준다.In addition, between the one side of the discharge cover (24a) and the outlet pipe (2b) is connected to the loop pipe 28 is formed bent, the loop pipe 28 not only guides the compressed refrigerant to be discharged to the outside The vibration caused by the interaction of the cylinder 4, the piston 6, and the linear motor 10 buffers the transmission of the entire sealed container 2.

따라서, 피스톤(6)이 실린더(4) 내부에서 왕복 직선 운동함에 따라 상기 압축공간(P)의 압력이 소정의 토출압력 이상이 되면, 밸브 스프링(24c)이 압축되어 토출밸브(24b)를 개방시키고, 냉매가 압축공간(P)으로부터 토출된 다음, 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 piston 6 reciprocates linearly inside the cylinder 4, the valve spring 24c is compressed to open the discharge valve 24b. The refrigerant is discharged from the compressed space P, and then completely discharged along the loop pipe 28 and the outlet pipe 2b.

다음, 피스톤(6)은 유입관(2a)으로부터 유입된 냉매가 유동될 수 있도록 냉매유로(6a)가 중앙에 형성되고, 유입관(2a)과 근접한 일단이 연결부재(17)에 의해 리니어 모터(10)가 직접 연결되도록 설치됨과 아울러 유입관(2a)과 반대방향 측 일단에 흡입밸브(22)가 설치되며, 피스톤(6)의 운동방향으로 각종 스프링에 의해 탄성 지지되도록 설치된다.Next, the piston 6 has a coolant flow path 6a formed at the center so that the coolant flowing from the inlet pipe 2a flows, and one end of the piston 6 adjacent to the inlet pipe 2a is connected by a linear motor. The suction valve 22 is installed at one end of the opposite side to the inflow pipe 2a and is installed to be directly connected to the inlet pipe 2a, and is installed to be elastically supported by various springs in the movement direction of the piston 6.

이때, 흡입밸브(22)는 박판 형상으로 중앙부분이 피스톤(6)의 냉매유로(6a) 를 개폐시키도록 중앙부분이 일부 절개되도록 형성되고, 일측이 피스톤(6a)의 일단에 스크류에 의해 고정되도록 설치된다.At this time, the intake valve 22 is formed in a thin plate shape so that the center portion is partially cut to open and close the refrigerant passage 6a of the piston 6, and one side is fixed by a screw to one end of the piston 6a. It is installed as possible.

따라서, 피스톤(6)이 실린더(4) 내부에서 왕복 직선 운동함에 따라 압축공간(P)의 압력이 토출압력보다 더 낮은 소정의 흡입압력 이하가 되면, 흡입밸브(22)가 개방되어 냉매가 압축공간(P)으로 흡입되고, 압축공간(P)의 압력이 소정의 흡입압력 이상이 되면, 흡입밸브(22)가 닫힌 상태에서 압축공간(P)의 냉매가 압축된다.Therefore, when the pressure of the compression space P becomes below the predetermined suction pressure lower than the discharge pressure as the piston 6 reciprocates linearly inside the cylinder 4, the suction valve 22 is opened to compress the refrigerant. When the suction in the space P and the pressure in the compression space P becomes equal to or greater than a predetermined suction pressure, the refrigerant in the compression space P is compressed in the state where the suction valve 22 is closed.

특히, 피스톤(6)은 운동방향으로 탄성 지지되도록 설치되는데, 구체적으로 유입관(2a)과 근접한 피스톤(6)의 일단에 반경방향으로 돌출된 피스톤 플랜지(6b)가 코일 스프링 등과 같은 기계 스프링(8a,8b)에 의해 피스톤(6)의 운동방향으로 탄성 지지되고, 유입관(2a)과 반대방향 측 압축공간(P)에 포함된 냉매가 자체 탄성력에 의해 가스 스프링으로 작용하여 피스톤(6)을 탄성 지지하게 된다.In particular, the piston 6 is installed so as to be elastically supported in the movement direction. Specifically, a piston flange 6b protruding in a radial direction at one end of the piston 6 proximate to the inflow pipe 2a includes a mechanical spring such as a coil spring or the like. 8a, 8b is elastically supported in the movement direction of the piston 6, the refrigerant contained in the compression space (P) on the opposite side to the inlet pipe (2a) acts as a gas spring by its elastic force to the piston (6) It will elastically support.

여기서, 기계 스프링(8a,8b)은 부하와 상관없이 일정한 기계 스프링 상수(Km)를 가지되, 기계 스프링(8a,8b)은 상기 피스톤 플랜지(6b)를 기준으로 상기 리니어 모터(10)에 고정되는 소정의 지지프레임(26)과 실린더(4)에 각각 축방향으로 나란하게 설치되는 것이 바람직하며, 지지프레임(26)에 지지되는 기계 스프링(8a)과 실린더(4)에 설치되는 기계 스프링(8a)이 동일한 기계 스프링 상수(Km)를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다. Here, the mechanical springs 8a and 8b have a constant mechanical spring constant K m regardless of the load, and the mechanical springs 8a and 8b are applied to the linear motor 10 based on the piston flange 6b. It is preferable to be installed side by side in the axial direction, respectively, the predetermined support frame 26 and the cylinder 4 to be fixed, the mechanical spring (8a) and the mechanical spring installed on the cylinder (4) supported by the support frame 26 Preferably, 8a is configured to have the same mechanical spring constant K m .

도 3은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 제1실시예의 구성도이다. 3 is a configuration diagram of a first embodiment of a control apparatus of the linear compressor according to the present invention.

도 2와 관련하여, 리니어 모터(10)는 복수개의 라미네이션(12a)이 원주방향으로 적층되도록 구성되어 프레임(18)에 의해 실린더(4) 외측에 고정되도록 설치되는 이너 스테이터(12)와, 코일이 감겨지도록 구성된 코일 권선체(14a) 주변에 복수개의 라미네이션(14b)이 원주방향으로 적층되도록 구성되어 상기 프레임(18)에 의해 상기 실린더(4) 외측에 이너 스테이터(12)와 소정의 간극을 두고 설치되는 아웃터 스테이터(14)와, 이너 스테이터(12)와 아웃터 스테이터(14) 사이의 간극에 위치되어 피스톤(6)과 연결부재(17)에 의해 연결되도록 설치되는 영구자석(16)으로 이루어지되, 코일 권선체(14a)는 이너 스테이터(12) 외측에 고정되도록 설치될 수도 있다.2, the linear motor 10 includes an inner stator 12 configured to stack a plurality of laminations 12a in a circumferential direction and installed to be fixed to the outside of the cylinder 4 by the frame 18, and a coil. The plurality of laminations 14b are laminated in the circumferential direction around the coil winding body 14a configured to be wound so that a predetermined gap is formed between the inner stator 12 and the outside of the cylinder 4 by the frame 18. It consists of an outer stator 14, which is installed and disposed, and a permanent magnet 16 which is positioned in a gap between the inner stator 12 and the outer stator 14 and is connected to be connected by the piston 6 and the connecting member 17. However, the coil winding 14a may be installed to be fixed to the outer side of the inner stator 12.

특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 리니어 압축기의 제어장치는 전원을 인가받아 모터(10)에 공급되도록 온오프 스위치(SW1)(40)와, 리니어 압축기의 원주방향으로 권선된 코일 권선체(L)(도 2의 코일 권선체(14a)와 동일한 소자)와, 코일 권선체(L)와 직렬로 연결된 캐패시터(C1)와, 캐패시터(C1)에 대하여 병렬로 연결된 캐패시턴스 가변부(50)와, 캐패시터(C1)와 캐패시터(C2)(또는 캐패시턴스 가변부(50)) 각각의 양단 전압(Vc1), (Vc2)을 측정하는 전압 감지부(61), (62)와, 리니어 압축기의 출력변화를 위해 캐패시턴스 가변부(50)를 제어하는 제어부(70)로 이루어진다. In particular, as shown in FIG. 3, the control apparatus of the linear compressor includes an on / off switch (SW1) 40 and a coil winding wound in the circumferential direction of the linear compressor to be supplied to the motor 10 by receiving power. L) (the same element as the coil winding 14a of FIG. 2), the capacitor C1 connected in series with the coil winding L, and the capacitance variable portion 50 connected in parallel with the capacitor C1; And voltage sensing units 61 and 62 for measuring voltages Vc1 and Vc2 of each of capacitor C1 and capacitor C2 (or capacitance variable unit 50), and the output of the linear compressor. It consists of a control unit 70 for controlling the capacitance variable unit 50 for.

자세하게는, 온오프 스위치(SW1)(40)는 제어부(70)의 제어에 의해 리니어 모터(10)에 전원을 인가하는 메인 스위치에 해당된다. 여기서, 전원은 외부의 상용전원이거나, 이 리니어 압축기가 장착되는 장치(예를 들면, 냉장고 등)의 전원공급부 로부터 인가되는 전원을 의미한다. In detail, the on-off switch (SW1) 40 corresponds to the main switch for applying power to the linear motor 10 under the control of the control unit 70. Here, the power source means an external commercial power source or a power source applied from a power supply unit of a device (for example, a refrigerator) on which the linear compressor is mounted.

다음으로, 캐패시터(C1) 및 캐패시턴스 가변부(50)는 리니어 모터(10)의 전체 캐패시턴스를 결정하며, 도시된 바와 같이 병렬로 연결된다. Next, the capacitor C1 and the capacitance variable part 50 determine the total capacitance of the linear motor 10, and are connected in parallel as shown.

또한, 캐패시턴스 가변부(50)는 캐패시터(C2)와, 캐패시터 스위치(SW2) 및 돌입전류 방지소자(52)의 직렬 연결로 이루어진다. 이 캐패시턴스 가변부(50)가 캐패시터(C1)에 대하여 다수개가 병렬로 연결될 수도 있다. In addition, the capacitance variable unit 50 is composed of a capacitor C2, the capacitor switch SW2 and the inrush current preventing element 52 in series connection. A plurality of capacitance variable parts 50 may be connected in parallel with the capacitor C1.

여기서, 캐패시터(C2)는 캐패시터(C1)보다 작은 용량의 캐패시턴스를 지닌 캐패시터가 연결된다. 또한, 캐패시터 스위치(SW2)는 전원으로부터의 전류 또는 전압이 캐패시터(C2)를 통하여 코일 권선체(L)에 인가되도록 그 연결을 조절하는 것으로서, 제어부(70)가 캐패시턴스 가변부(50)를 제어한다고 함은 캐패시터 스위치(SW2)의 온오프를 제어함을 의미한다. Here, the capacitor C2 is connected to a capacitor having a capacitance smaller than that of the capacitor C1. In addition, the capacitor switch SW2 controls the connection so that a current or voltage from a power source is applied to the coil winding L through the capacitor C2, and the control unit 70 controls the capacitance variable unit 50. The term "control" on and off of the capacitor switch SW2.

또한, 돌입전류 방지소자(52)는 온오프 스위치(SW1)(40)가 닫힌 상태에서 캐패시터 스위치(SW2)를 온시키게 되는 경우, 캐패시터(C1)에 충전된 전하가 캐패시터(C2)로 순간적으로 흐르게 되는 돌입전류가 발생되어 캐패시터 스위치(SW2)의 접점이 용착될 수 있으므로, 이러한 돌입전류로 인한 캐패시터 스위치(SW2)의 파손을 방지하기 위해 구비된다. 이에 돌입전류 방지소자(52)는 이 돌입전류를 다른 형태의 에너지로 변환하거나 캐패시터 스위치(SW2)로 과도하게 인가되지 않도록 하기 위해, 저항 또는 NTC(Negative Temperature Coefficient: 부온도 특성) 소자 또는 인턱터 중의 적어도 하나를 포함하게 된다. In addition, when the inrush current preventing device 52 turns on the capacitor switch SW2 while the on / off switch SW1 40 is closed, the charge charged in the capacitor C1 is momentarily transferred to the capacitor C2. Since the inrush current that flows may be generated and the contacts of the capacitor switch SW2 may be welded, the inrush current may be provided to prevent breakage of the capacitor switch SW2 due to the inrush current. In order to prevent the inrush current 52 from converting the inrush current into other forms of energy or being excessively applied to the capacitor switch SW2, the inrush current preventing element 52 is formed in a resistor or a negative temperature coefficient (NTC) element or inductor. It will contain at least one.

또한, 전압 감지부(61)는 온오프 스위치(SW1)(40)가 온 상태인 경우, 캐패시 터(C1)의 양단 전압(Vc1)을 측정한다. 또한, 전압 감지부(62)는 온오프 스위치(SW1)과 캐패시터 스위치(SW2) 모두가 온 상태인 경우의 캐패시터(C2)의 양단 전압 또는 캐패시턴스 가변부(50) 양단의 전압(Vc2)을 측정한다. 여기서, 이러한 전압(Vc1), (Vc2)은 리니어 모터(10)에 인가되는 전원이 가변할 경우, 이러한 가변 전원의 전압은 캐패시터(C1) 및 캐패시터(C2) 또는 캐패시턴스 가변부(50)의 양단 전압(Vc1), (Vc2)에 직접적인 영향을 미치게 되어, 전압(Vc1), (Vc2)만을 측정하여도 인가되는 전원의 가변 정도를 정확하게 파악할 수 있다. 상술된 바와 같이, 캐패시터(C1)이 캐패시터(C2)보다 캐패시턴스가 더 크기 때문에 전압(Vc1)을 사용할 수 있으며, 캐패시턴스 가변부(50)의 양단 전압(Vc2)을 사용하여도 무방하다. In addition, when the on / off switch SW1 40 is in the on state, the voltage detector 61 measures the voltage Vc1 of both ends of the capacitor C1. In addition, the voltage detector 62 measures the voltage at both ends of the capacitor C2 or the voltage Vc2 at both ends of the capacitor variable part 50 when both the on-off switch SW1 and the capacitor switch SW2 are in an on state. do. Here, when the voltages Vc1 and Vc2 vary in the power applied to the linear motor 10, the voltages of the variable power supply are both ends of the capacitor C1 and the capacitor C2 or the capacitance variable part 50. Since the voltage Vc1 and Vc2 are directly affected, the degree of variation of the applied power source can be accurately determined even by measuring only the voltages Vc1 and Vc2. As described above, since the capacitor C1 has a larger capacitance than the capacitor C2, the voltage Vc1 may be used, and the voltage Vc2 of both ends of the capacitance variable part 50 may be used.

또한, 제어부(70)는 상술된 캐패시턴스 가변부(50)를 제어하여, 리니어 모터(10)의 전체 캐패시턴스를 가변함으로써, 이러한 가변된 캐패시턴스와 코일 권선체(L)로 인한 운전 주파수를 가변하여 리니어 압축기의 출력, 즉 냉력을 변경할 수 있게 된다. 특히, 제어부(70)는 인가되는 전원의 가변 정도를 전압 감지부(61 또는 62)를 통하여 인식하여, 측정된 전압(Vc)(Vc1 또는 Vc2 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 전압)이 낮아지면(특히, 저냉력 운전시) 출력이 감소되므로, 현재의 출력을 유지하기 위해서는 고냉력 운전이 이루어지도록 해야 하므로, 그에 따른 고냉력 운전이 수행되도록 한다. 또한, 측정된 전압(Vc)이 높아지면(특히, 고냉력 운전시), 출력이 증가하므로, 현재의 출력을 유지하기 위해서는 저냉력 운전이 이루어지도록 해야 하므로, 그에 따른 저냉력 운전이 수행되도록 한다. 이러한 출력 변경 및 돌입전류의 방지에 대한 제어부(70)의 제어에 대하여는 하기의 도 5와 관련되어 설명된다. In addition, the control unit 70 controls the capacitance variable unit 50 described above to vary the overall capacitance of the linear motor 10, thereby varying the operating frequency due to the variable capacitance and the coil winding L to linearly. It is possible to change the output of the compressor, ie the cold power. In particular, the control unit 70 recognizes the degree of change of the applied power through the voltage sensing unit 61 or 62, and when the measured voltage Vc (voltage including at least one of Vc1 or Vc2) is lowered ( In particular, since the output is reduced during the low-cooling operation, the high-cooling operation must be performed to maintain the current output, so that the high-cooling operation is performed accordingly. In addition, when the measured voltage Vc becomes high (especially during high-cooling operation), the output increases, so that low-cooling operation should be performed to maintain the current output, so that low-cooling operation is performed accordingly. . The control of the controller 70 for the output change and the prevention of the inrush current is described with reference to FIG. 5 below.

도 4는 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어장치의 제2실시예의 구성도이다. 4 is a configuration diagram of a second embodiment of the control apparatus of the linear compressor according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이 리니어 모터(10)(즉, 리니어 압축기의 제어장치)는 전원을 인가받아 모터(10)에 공급되도록 온오프 스위치(SW1)(40)와, 리니어 압축기의 원주방향으로 권선된 코일 권선체(L)(도 2의 코일 권선체(14a)와 동일한 소자)와, 코일 권선체(L)와 직렬로 연결된 캐패시터(C1)와, 일단이 캐패시터(C1)의 일단에 연결되고 타단이 코일권선체(L)의 권선탭(T)에 연결되어 캐패시터(C1)에 대하여 병렬로 연결된 캐패시턴스 가변부(50a)와, 캐패시터(C1)와 캐패시터(C3)(또는 캐패시턴스 가변부(50a)) 각각의 양단 전압(Vc1), (Vc3)을 측정하는 전압 감지부(61), (63)와, 리니어 압축기의 출력변화를 위해 캐패시턴스 가변부(50a)를 제어하는 제어부(70)로 이루어진다. As shown in FIG. 4, the linear motor 10 (that is, the control device of the linear compressor) has an on / off switch (SW1) 40 and a circumferential direction of the linear compressor so as to be supplied with power to the motor 10. The wound coil winding L (the same element as the coil winding 14a in FIG. 2), the capacitor C1 connected in series with the coil winding L, and one end thereof are connected to one end of the capacitor C1. And the other end of which is connected to the winding tap T of the coil winding body L and connected in parallel to the capacitor C1, the capacitance variable part 50a, the capacitor C1, and the capacitor C3 (or the capacitance variable part ( 50a)) the voltage sensing units 61 and 63 for measuring the voltages Vc1 and Vc3 of each end, and the controller 70 for controlling the capacitance variable unit 50a to change the output of the linear compressor. Is done.

여기서, 도 4의 온오프 스위치(SW1)(40)와, 코일 권선체(L) 및 캐패시터(C1)는 도 3의 동일한 식별번호의 소자와 동일한 소자이다. Here, the on-off switch (SW1) 40 of FIG. 4, the coil winding L, and the capacitor C1 are the same element as the element of the same identification number of FIG.

도 4의 캐패시턴스 가변부(50a)는 캐패시터(C3)와, 캐패시터 스위치(SW2)의 직렬 연결로 이루어진다. 특히, 도 4의 캐패시턴스 가변부(50a)는 도 3의 캐패시턴스 가변부(50)와 달리 돌입전류 방지소자(52)를 포함하지 않고, 타단이 코일 권선체(L)의 권선탭(T)에 직접 연결되어, 캐패시터(C1)와 권선탭(T) 사이의 코일이 인덕터의 기능을 수행하므로, 상술된 경우의 돌입전류가 발생되는 때, 이 돌입전류가 캐패시터 스위치(SW2)를 파손하지 못하도록 한다. 이러한 캐패시턴스 가변부(50a) 와 코일 권선체(L)의 연결에 의하여, 도 3에서 언급된 별도의 돌입전류 방지소자가 구비될 필요가 없게 되어, 전체적인 리니어 모터(10)가 차지하는 면적을 감소시킬 뿐만 아니라 생산 비용적인 면에서 절감이 이루어진다. 특히, 저항의 경우 돌입전류를 발열에 의하여 소모하나, 운전시에 전류에 의한 발열이 지속적으로 이루어지기 때문에, 리니어 모터(10)의 온도를 상승시키는 문제가 야기될 수도 있으며, NTC의 경우 주위 온도가 높은 경우 그 저항값이 떨어지게 되어 돌입전류를 막는 효과가 떨어질 수 있도 있으며, 인덕터의 경우 상대적으로 그 크기가 크기 때문에 리니어 압축기에서 차지하는 면적이 상당히 크게될 수도 있으므로, 이러한 가능한 문제점을 캐패시턴스 가변부(50a)와 코일 권선체(L)의 연결이 해결할 수 있다. The capacitance variable part 50a of FIG. 4 consists of a series connection of a capacitor C3 and a capacitor switch SW2. In particular, unlike the capacitance variable unit 50 of FIG. 3, the capacitance variable unit 50a of FIG. 4 does not include the inrush current preventing element 52, and the other end is connected to the winding tap T of the coil winding L. Directly connected, the coil between the capacitor C1 and the winding tap T performs the function of the inductor, thus preventing the inrush current from damaging the capacitor switch SW2 when the inrush current in the case described above occurs. . By the connection of the capacitance variable part 50a and the coil winding L, it is not necessary to provide a separate inrush current preventing element mentioned in FIG. 3, thereby reducing the area occupied by the entire linear motor 10. In addition, savings are made in terms of production costs. In particular, in the case of resistance, the inrush current is consumed by heat, but since the heat is continuously generated by the current during operation, a problem of raising the temperature of the linear motor 10 may be caused, and in the case of NTC, the ambient temperature When the resistance is high, the resistance value may be reduced, and the effect of preventing the inrush current may be reduced. Since the inductor has a relatively large size, the area occupied by the linear compressor may be considerably large. The connection between 50a) and the coil winding L can be solved.

이 캐패시턴스 가변부(50a)가 캐패시터(C1)에 대하여 다수개가 병렬로 연결될 수도 있으며, 이때 이 캐패시턴스 가변부(50a)를 위한 권선탭(T)은 하나이거나 그 이상이 될 수도 있다. A plurality of capacitance variable units 50a may be connected in parallel with respect to capacitor C1, and at this time, one or more winding taps T for the capacitance variable unit 50a may be provided.

여기서, 캐패시터(C3)는 도 3의 캐패시터(C2)와 그 소자적인 면(캐패시턴스의 크기 포함)이나 기능적인 면에서 동일하다. 또한, 제어부(70)가 캐패시턴스 가변부(50a)를 제어한다고 함은 캐패시터 스위치(SW2)의 온오프를 제어함을 의미한다. Here, the capacitor C3 is the same as the capacitor C2 of FIG. 3 in terms of its elemental surface (including the size of the capacitance) and its functionality. In addition, the fact that the control unit 70 controls the capacitance variable unit 50a means controlling the on / off of the capacitor switch SW2.

또한, 전압 감지부(61)는 온오프 스위치(SW1)(40)가 온 상태인 경우, 캐패시터(C1)의 양단 전압(Vc1)을 측정한다. 또한, 전압 감지부(63)는 온오프 스위치(SW1)과 캐패시터 스위치(SW2) 모두가 온 상태인 경우의 캐패시터(C3)의 양단 전압 또는 캐패시턴스 가변부(50a) 양단의 전압(Vc3)을 측정한다. 여기서, 이러한 전압 (Vc1), (Vc3)은 리니어 모터(10)에 인가되는 전원이 가변할 경우, 이러한 가변 전원의 전압은 캐패시터(C1) 및 캐패시터(C3) 또는 캐패시턴스 가변부(50a)의 양단 전압(Vc1), (Vc3)에 직접적인 영향을 미치게 되어, 전압(Vc1), (Vc3)만을 측정하여도 인가되는 전원의 가변 정도를 정확하게 파악할 수 있다. 상술된 바와 같이, 캐패시터(C1)이 캐패시터(C3)보다 캐패시턴스가 더 크기 때문에 전압(Vc1)을 사용할 수 있으며, 캐패시턴스 가변부(50a) 또는 캐패시터(C3)의 양단 전압(Vc3)을 사용하여도 무방하다. In addition, when the on / off switch (SW1) 40 is in the on state, the voltage detector 61 measures the voltage Vc1 of both ends of the capacitor C1. In addition, the voltage detector 63 measures the voltage at both ends of the capacitor C3 or the voltage Vc3 at both ends of the capacitor variable part 50a when both the on-off switch SW1 and the capacitor switch SW2 are in an on state. do. Here, when the voltages Vc1 and Vc3 vary in the power applied to the linear motor 10, the voltages of the variable power supplies are both ends of the capacitor C1 and the capacitor C3 or the capacitance variable part 50a. Since the voltages Vc1 and Vc3 are directly influenced, the degree of variation of the applied power source can be accurately determined even by measuring only the voltages Vc1 and Vc3. As described above, since the capacitor C1 has a larger capacitance than the capacitor C3, the voltage Vc1 may be used, and the voltage Vc3 at both ends of the capacitance variable portion 50a or the capacitor C3 may be used. It's okay.

또한, 제어부(70)는 상술된 캐패시턴스 가변부(50a)를 제어하여, 리니어 모터(10)의 전체 캐패시턴스를 가변함으로써, 이러한 가변된 캐패시턴스와 코일 권선체(L)로 인한 운전 주파수를 가변하여 리니어 압축기의 출력, 즉 냉력을 변경할 수 있게 된다. 특히, 제어부(70)는 인가되는 전원의 가변 정도를 전압 감지부(61 또는 63)를 통하여 인식하여, 측정된 전압(Vc)(Vc1 또는 Vc3 중의 적어도 하나 이상을 포함하는 전압)이 낮아지면(특히, 저냉력 운전시) 출력이 증가하므로, 현재의 출력을 유지하기 위해서는 고냉력 운전이 이루어지도록 해야 하므로, 그에 따른 고냉력 운전이 수행되도록 한다. 또한, 측정된 전압(Vc)이 높아지면(특히, 고냉력 운전시) 출력이 증가하므로, 현재의 출력을 유지하기 위해서는 저냉력 운전이 이루어지도록 해야 하므로, 그에 따른 저냉력 운전이 수행되도록 한다. 이러한 출력 변경 및 돌입전류의 방지에 대한 제어부(70)의 제어에 대하여는 하기의 도 5와 관련되어 설명된다. In addition, the control unit 70 controls the above-described capacitance variable unit 50a to vary the overall capacitance of the linear motor 10, thereby varying the operating frequency due to the variable capacitance and the coil winding L so as to be linear. It is possible to change the output of the compressor, ie the cold power. In particular, the controller 70 recognizes the degree of change of the applied power through the voltage sensing unit 61 or 63, and when the measured voltage Vc (voltage including at least one of Vc1 or Vc3) is lowered ( In particular, since the output is increased during the low-cooling operation, in order to maintain the current output, the high-cooling operation must be performed, so that the high-cooling operation is performed accordingly. In addition, since the output increases when the measured voltage Vc is increased (particularly during high cold power operation), the low cold power operation must be performed to maintain the current output, so that the low cold power operation is performed accordingly. The control of the controller 70 for the output change and the prevention of the inrush current is described with reference to FIG. 5 below.

도 5는 도 3 및 4의 제어장치에 대한 제어방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of a control method for the control device of FIGS. 3 and 4.

이 순서도의 시작 단계에서, 제어부(70)는 온오프 스위치(SW1)(40)를 닫히도록 하여 전원이 코일 권선체(L)와 캐패시터(C1)에 인가되도록 하여 리니어 압축기가 소정의 출력을 생성하도록 한다. 이하에서, 제어부(70)는 캐패시터(C1)의 양단 전압(Vc1)을 하기의 전압(Vc)으로 사용하는 것을 예로 한다. At the beginning of this flowchart, the control part 70 causes the on-off switch (SW1) 40 to be closed so that power is applied to the coil winding L and the capacitor C1 so that the linear compressor generates a predetermined output. Do it. Hereinafter, the controller 70 uses the voltage Vc1 at both ends of the capacitor C1 as the following voltage Vc.

단계(S51)에서, 제어부(70)는 전압 감지부(61)로부터 캐패시터(C1)의 양단 전압(Vc)을 입력받아 과부하전압(Vo)과 비교한다. 이 과부하전압(Vo)은 제어부(70)가 기저장하는 값으로서, 리니어 압축기의 과부하에 걸리거나 또는 이상 상태의 운전을 야기할 수 있다고 판단되는 값으로서, 이 전압(Vc)이 인가되는 전원의 값을 반영하므로, 이 전압(Vc)와 과부하전압(Vo)을 비교하게 된다. 만약 전압(Vc)이 과부하전압(Vo)보다 작으면 단계(S52)로 진행하고, 그렇지 않고 전압(Vc)이 과부하전압(Vo)과 같거나 크면 단계(S60)로 진행하여 인가되는 전원이 차단되도록 한다. In step S51, the control unit 70 receives the voltage Vc of both ends of the capacitor C1 from the voltage sensing unit 61 and compares the voltage Vc with the overload voltage Vo. The overload voltage Vo is a value pre-stored by the control unit 70 and is a value determined to be overloaded with the linear compressor or cause an abnormal operation. The overload voltage Vo is applied to the power supply to which the voltage Vc is applied. Since the value is reflected, the voltage Vc and the overload voltage Vo are compared. If the voltage Vc is less than the overload voltage Vo, the process proceeds to step S52. Otherwise, if the voltage Vc is equal to or greater than the overload voltage Vo, the process proceeds to step S60, where the applied power is cut off. Be sure to

단계(S52)에서, 제어부(70)는 리니어 압축기에 인가되는 전원이 변화되었는지를 판단하여 이후의 단계(S53 내지 S59)에서 현재의 냉력을 유지하는 운전을 수행한다. 여기서, 전압(Vc)과 비교되는 값은 소정의 기준전압(Vr)으로, 이 기준전압(Vr)은 제어부(70)가 저냉력 운전 및 고냉력 운전을 수행하는데 있어서, 안정적으로 수행할 수 있는 최적의 크기의 전압을 의미하는 것으로, 인가전원은 187~250V 정도로 가변되는 경우, 예를 들면 220V와 같은 하나의 값을 지니거나 소정의 범위(200~240V)를 지닌 기준전압으로 정할 수 있다. 단계(S52)에서, 만약 전압(Vc)이 기준전압(Vr)보다 작으면 출력이 감소될 것이므로, 제어부(70)는 이를 방지하기 위해 고냉력 운전을 위해 단계(S53)로 진행한다. 만약 전압(Vc)이 기준전압(Vr)과 같 거나 크면 출력이 증가될 것이므로, 제어부(70)는 이를 방지하기 위해 저냉력 운전을 위해 단계(S56)로 진행한다. In step S52, the control unit 70 determines whether the power applied to the linear compressor has changed, and performs the operation of maintaining the current cooling force in the subsequent steps S53 to S59. Here, the value compared with the voltage (Vc) is a predetermined reference voltage (Vr), the reference voltage (Vr) can be stably performed when the control unit 70 performs a low-cooling operation and a high-cooling operation Meaning the voltage of the optimal magnitude, when the applied power source is variable to about 187 ~ 250V, for example, it can be determined as a reference voltage having a value such as 220V or having a predetermined range (200 ~ 240V). In step S52, if the voltage Vc is less than the reference voltage Vr, the output will be reduced, so that the controller 70 proceeds to step S53 for high cooling operation to prevent this. If the voltage Vc is equal to or greater than the reference voltage Vr, the output will be increased, so that the controller 70 proceeds to step S56 for low cooling operation to prevent this.

단계(S53)에서, 제어부(70)는 온오프 스위치(SW1)를 오프시킨다(즉 개방한다). 여기서, 제어부(70)는 소정의 시간(예를 들면, 수 초) 동안 이 오프 상태를 유지하여, 캐패시터(C1)에 충전된 전하가 어느 정도 소모될 수 있도록 한다. In step S53, the control unit 70 turns off (ie, opens) the on-off switch SW1. Here, the controller 70 maintains this off state for a predetermined time (for example, several seconds), so that the charges charged in the capacitor C1 can be consumed to some extent.

단계(S54)에서, 제어부(70)는 캐패시턴스 가변부(50, 50a)를 제어하여, 즉 캐패시터 스위치(SW2)가 온되도록, 즉 닫히도록 한다. 여기서, 제어부(70)는 이러한 온 상태(SW1은 오프이고, SW2는 온)를 유지하여, 캐패시터(C1)에 충전된 전하가 거의 모두 소모될 수 있도록 한다. 이러한 소모는 돌입전류 방지소자(52) 또는 코일 권선체(L)의 일부 코일에 의해 이루어진다. In step S54, the controller 70 controls the capacitance variable parts 50, 50a, i.e., the capacitor switch SW2 is turned on, i.e., closed. Here, the controller 70 maintains this on state (SW1 is off and SW2 is on) so that almost all the charges charged in the capacitor C1 can be consumed. This consumption is made by the inrush current preventing element 52 or some coils of the coil winding L. As shown in FIG.

단계(S55)에서, 제어부(70)는 온오프 스위치(SW1)를 온시킴으로써(즉, 닫히도록 함으로써), 전원이 캐패시터(C1)와 캐패시턴스 가변부(50, 50a)(즉 캐패시터(C2, C3))에 인가되도록 함으로써, 즉 전체 캐패시턴스가 이전보다 증가되어 고냉력 운전이 수행되도록 한다. In step S55, the control unit 70 turns on the on / off switch SW1 (i.e., closes it) so that the power is supplied to the capacitor C1 and the capacitance variable parts 50 and 50a (i.e., the capacitors C2 and C3). By)), i.e., the total capacitance is increased than before so that high-cooling operation is performed.

단계(S56)에서, 제어부(70)는 현재 캐패시터 스위치(SW2)가 온 상태인지, 즉 닫혀있는지 판단한다. 만약 캐패시터 스위치(SW2)가 온 상태(현재 고냉력 운전 상태)이면 단계(S57)로 진행하고, 그렇지 않으면 현재의 저냉력 운전을 그대로 유지하는 경우이므로 그대로 종료된다. In step S56, the controller 70 determines whether the current capacitor switch SW2 is on, that is, closed. If the capacitor switch SW2 is in an on state (current high cold power operation state), the process proceeds to step S57, otherwise the operation is terminated as it is because the current low cold power operation is maintained as it is.

단계(S57)에서, 제어부(70)는 온오프 스위치(SW1)를 오프시킨다. 이 오프 시간이 소정의 시간동안 단계(S53)에서와 같이 유지된다. 제어부(70)가 단계(S57)의 수행없이 단계(S58)를 수행하게 되면, 캐패시터(C2)에 충전된 전하로 인한 돌입전류가 온오프 스위치(SW1)에 흐르게 되어, 파손시킬 수 있으므로, 단계(S57)가 요구된다. In step S57, the control unit 70 turns off the on-off switch SW1. This off time is maintained as in step S53 for a predetermined time. When the controller 70 performs the step S58 without performing the step S57, the inrush current due to the charge charged in the capacitor C2 flows to the on-off switch SW1, and thus may be damaged. S57 is required.

단계(S58)에서, 제어부(70)는 캐패시터 스위치(SW2)를 오프시킴으로써 열리게 한다. 이 열린 상태가 소정의 시간 동안 유지되도록 하여, 제어부(70)는 캐패시터(C1) 및/또는 (C2), (C3)에 충전된 전하, 특히 캐패시터(C2), (C3)에 충전된 전하가 소모될 수 있도록 한다. 이때, 다수의 캐패시턴스 가변부(50), (50a)가 병렬로 연결된 경우, 각각의 캐패시터 스위치(SW2)를 개폐시킴으로써, 보다 다양한 캐패시턴스의 가변이 가능하도록 할 수도 있다. In step S58, the controller 70 is opened by turning off the capacitor switch SW2. By keeping this open state for a predetermined time, the controller 70 controls the charges of the capacitors C1 and / or C2 and C3, in particular the charges charged to the capacitors C2 and C3. Allow it to be consumed. In this case, when the plurality of capacitance variable units 50 and 50a are connected in parallel, the various capacitor switches SW2 may be opened and closed to enable more variable capacitance.

단계(S59)에서, 제어부(60)는 온오프 스위치(SW1)를 온시킴으로써, 전원이 캐패시터(C1)와 코일 권선체(L)를 통하여 인가되도록 하여, 즉 전체 캐패시턴스가 이전보다 감소되어 저냉력 운전이 이루어지도록 한다. In step S59, the controller 60 turns on the on-off switch SW1 so that the power is applied through the capacitor C1 and the coil winding L, that is, the total capacitance is reduced than before so that the low cooling force Allow the operation to take place.

단계(S60)에서, 제어부(70)는 온오프 스위치(SW1)(40)를 오프시킴으로써 전원이 더 이상 코일 권선체(L)와 캐패시터(C1) 및/또는 캐패시터(C2, C3)에 인가되지 않도록 하며, 캐패시터(C1) 및/또는 캐패시터(C2), (C3)의 전하가 소모되도록 한다. 이 온오프 스위치(SW1)(40)의 오프 상태를 소정의 시간 유지할 수 있다. In step S60, the controller 70 turns off the on-off switch (SW1) 40 so that power is no longer applied to the coil winding L and the capacitor C1 and / or the capacitors C2 and C3. The charges of the capacitor C1 and / or the capacitors C2 and C3 are consumed. The off state of this on-off switch (SW1) 40 can be maintained for a predetermined time.

단계(S61)에서, 제어부(70)는 캐패시터 스위치(SW2)가 온 상태인지를 판단하여, 만약 온 상태이면(현재 고냉력 운전), 단계(S62)로 진행하고, 그렇지 않으면(현재 저냉력 운전), 그대로 종료된다. In step S61, the controller 70 determines whether the capacitor switch SW2 is on, and if it is on (currently high cold power operation), proceeds to step S62, otherwise (currently low cold power operation). ), And ends as is.

단계(S62)에서, 제어부(70)는 캐패시터 스위치(SW2)를 오프시킴으로써 캐패 키서(C2), (C3) 및/또는 캐패시터(C1)의 전하가 소모되도록 한다. In step S62, the controller 70 turns off the capacitor switch SW2 so that the charge of the capacitor C2, C3 and / or capacitor C1 is consumed.

상술된 실시예에 따른 제어방법에서, 제어부(70)는 캐패시터 가변부(50, 50a)의 제어를 통하여 전체 캐패시턴스를 가변하기 이전에 온오프 스위치(SW1)(40)가 먼저 오프되도록 함으로써, 도 3 및 4의 구성에 따른 돌입 전류 방지 이외에도 추가적인 돌입 전류를 방지하도록 한다. In the control method according to the above-described embodiment, the control unit 70 causes the on-off switch (SW1) 40 to be turned off first before changing the total capacitance through the control of the capacitor variable units 50 and 50a. In addition to the inrush current protection according to the configuration of 3 and 4 to prevent additional inrush current.

또한, 리니어 압축기의 가동을 중단시키는 경우에도, 제어부(70)는 온오프 스위치(SW1)(40)의 오프를 우선적으로 수행하고, 그 이후에 캐패시터 스위치(SW2)가 오프되도록 하여, 돌입전류에 의한 스위치(SW2 또는 SW1)의 파손이 방지될 수 있다. In addition, even when the operation of the linear compressor is stopped, the controller 70 preferentially turns off the on-off switch (SW1) 40, and after that, the capacitor switch (SW2) is turned off, so that the inrush current Damage to the switch SW2 or SW1 can be prevented.

이러한 구성의 본 발명은 인가되는 전원이 변동하더라도 이 변동에 따라 출력이 감소되거나 증가되지 않도록 하여 안정된 운전이 수행되도록 하는 효과가 있다. The present invention having such a configuration has an effect that the stable operation is performed by preventing the output from being reduced or increased in accordance with this change even if the applied power varies.

또한, 본 발명은 인가되는 전원이 과도하여 압축기의 과부하에 걸리거나 또는 이상 상태의 운전이 수행되지 않도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect that the applied power is excessive so that the overload of the compressor or the abnormal operation is not performed.

또한, 본 발명은 리니어 압축기의 운전(고냉력 운전, 저냉력 운전)을 가변하면서도 이에 따른 돌입전류의 발생을 방지하는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of varying the operation of the linear compressor (high cold power operation, low cold power operation) while preventing the generation of inrush current.

Claims (10)

리니어 압축기에 형성된 코일 권선체와; A coil winding body formed in the linear compressor; 코일 권선체에 직렬로 연결된 제1캐패시터와; A first capacitor connected in series with the coil winding; 제1캐패시터와 병렬로 연결된 캐패시턴스 가변부와; A capacitance variable unit connected in parallel with the first capacitor; 제1캐패시터의 양단 간의 또는 캐패시턴스 가변부의 양단 간의 전압(Vc)을 측정하는 전압 감지부와; A voltage sensing unit measuring a voltage Vc between both ends of the first capacitor or between both ends of the capacitance variable part; 코일 권선체로 전원을 공급 및 차단하는 전원 온오프 스위치와;A power on / off switch for supplying and cutting off power to the coil winding body; 전압 감지부로부터의 측정 전압(Vc)에 따라 전원 온오프 스위치와 캐패시턴스 가변부를 제어하여 제어장치의 전체 캐패시턴스를 가변하여, 부하에 따른 리니어 압축기의 출력변화를 유도하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. A control unit for controlling the power on-off switch and the capacitance variable unit according to the measured voltage (Vc) from the voltage sensing unit to vary the overall capacitance of the control device, the control unit for inducing the output change of the linear compressor according to the load Control unit of the compressor. 제1항에 있어서, 캐패시턴스 가변부는 일단이 제1캐패시터에 연결되고, 타단이 코일 권선체의 권선탭에 연결되는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. 2. The control apparatus of a linear compressor according to claim 1, wherein one end of the capacitance variable part is connected to the first capacitor and the other end is connected to a winding tap of the coil winding. 제2항에 있어서, 캐패시턴스 가변부는 적어도 하나의 제2캐패시터와, 제2캐패시터와 코일 권선체의 권선탭 간의 전류 흐름을 제어하는 캐패시터 스위치로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. The linear compressor control device according to claim 2, wherein the capacitance variable part comprises at least one second capacitor and a capacitor switch for controlling a current flow between the second capacitor and the winding tap of the coil winding. 제1항에 있어서, 캐패시턴스 가변부는 적어도 하나의 제3캐패시터와, 돌입전류 방지소자 및, 제3캐패시터와 돌입전류 방지소자 간의 전류 흐름을 제어하는 캐패시터 스위치로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. The linear compressor control device according to claim 1, wherein the capacitance variable part comprises at least one third capacitor, an inrush current preventing element, and a capacitor switch for controlling a current flow between the third capacitor and the inrush current preventing element. . 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 제어부는 측정 전압(Vc)와 기준전압(Vr)과의 비교에 따라 캐패시턴스 가변부를 제어하되, 측정 전압(Vc)이 기준전압(Vr)보다 작은 경우, 전체 캐패시턴스가 증가되도록 하고, 측정 전압(Vc)이 기준전압(Vr)과 같거나 큰 경우, 전체 캐패시턴스가 감소되도록 하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. The controller of claim 1, wherein the controller controls the capacitance variable part according to the comparison between the measured voltage Vc and the reference voltage Vr, wherein the measured voltage Vc is greater than the reference voltage Vr. The control device of the linear compressor, characterized in that, when small, the total capacitance is increased, and when the measured voltage (Vc) is equal to or greater than the reference voltage (Vr), the total capacitance is reduced. 삭제delete 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 제어부는 측정 전압이 과부하전압보다 큰 경우, 전원 온오프 스위치를 제어하여 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. The linear compressor control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit cuts off the power by controlling the power on / off switch when the measured voltage is greater than the overload voltage. 제7항에 있어서, 제어부는 캐패시터 스위치를 제어하여 전류 흐름을 차단시키는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. 8. The control apparatus of a linear compressor according to claim 7, wherein the controller controls the capacitor switch to block current flow. 제1항에 있어서, 제어부는 캐패시턴스 가변부를 제어하기 위해, 전원 온오프 스위치를 우선적으로 제어하여 전원을 차단시키는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. The apparatus of claim 1, wherein the controller cuts off the power by preferentially controlling the power on / off switch in order to control the capacitance variable unit. 제9항에 있어서, 제어부는 캐패시턴스 가변부의 제어 이후에 전원 온오프 스위치를 제어하여 전원을 공급시키는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어장치. 10. The control apparatus of claim 9, wherein the control unit supplies power by controlling the power on / off switch after the control of the capacitance variable unit.
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