KR100765167B1

KR100765167B1 - 공기조화기의 팬 모터 제어방법

Info

Publication number: KR100765167B1
Application number: KR1020060083538A
Authority: KR
Inventors: 성병모
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2007-10-12

Abstract

본 발명은 공기조화기의 팬 모터 제어방법에 관한 것으로, 최초 공기조화기로 전원이 입력된 후 팬 운전이 개시되면 임의의 기준시점을 기준으로 입력되는 팬 모터의 피드백(feedback) 신호를 검출하여 입력 전원의 주파수를 추정한 다음 그에 따라 인가전압의 크기를 조절하여 팬 모터의 속도를 가변 제어하는 방법을 제공함으로써, 외란에 의해 외부 입력전원이 50㎐(혹은 60㎐)가 아닌 25㎐ 등의 입력전원이 들어와도 팬 모터의 속도와 목표속도와의 비교에 따라 팬 모터의 속도를 가변 제어하기 때문에 오동작을 일으키는 것이 방지되며, 제로크로스 회로의 추가가 필요하지 않기 때문에 비용 및 PCB 기판에 공간이 필요없는 효과가 있다.

Description

공기조화기의 팬 모터 제어방법{Fan Motor Control Method for Air Conditioner}

도 1은 종래 제로크로스 검출신호와 위상제어신호와의 관계를 보인 그래프.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 구성을 간략하게 보인 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 팬 모터 제어를 위한 동작 과정을 보인 흐름도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임의의 기준시점에서 입력 전원전압과 모터 입력전압과의 비교 그래프.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100 : 중앙연산장치 200 : 위상제어장치

300 : 팬 모터 400 : 홀 센서

본 발명은 공기조화기의 팬 모터 제어방법에 관한 것으로, 특히 팬 모터의 위상 제어를 위한 전원 전압의 제로크로스(zero cross) 검출없이 팬 모터의 속도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기와 같은 기기는 팬을 회전하기 위하여 교류 전원을 이용하는 모터와 모터제어장치를 구비한다.

도 1에 도시된 바와 같이 모터에 인가하는 교류 전원을 스위칭하여 모터 출력을 제어하기 위해 교류 전원을 공급받는 제로크로스 검출회로에서 전압 파형이 영점을 지나는 시간을 검출하면 이를 기준으로 중앙연산장치(CPU)에서 모터 구동을 위한 트리거 신호를 만들고, 영점으로부터 특정한 시간이 지난 후(특정 위상에서) 위상제어장치로 상기 트리거 신호를 출력하며, 이에 따라 상기 위상제어장치가 구동되어 전압파형의 일부분만을 모터에 인가함으로써, 평균적으로 모터에 인가되는 전압의 크기를 제어하여 전압에 따른 속도비를 이용하여 팬 모터의 속도를 제어한다.

이때, 속도의 오차는 모터의 홀 센서를 거쳐 상기 중앙연산장치에 입력되는 피드백(feedback) 신호를 이용하여 기준이 되는 제로크로스 신호와 비교한 후, 연산 알고리즘을 거쳐 수정되어 다음 사이클(cycle)에서 변형된 위상에서 상기 위상제어장치로 인가된다.

그러나, 종래에는 제로크로스 신호가 입력되어 0도 위상임을 인지한 후 제어 알고리즘을 통해 속도 제어를 수행하기 때문에 반드시 제로크로스 검출회로가 필요한데, 이 제로크로스 검출회로는 외란에 의해 외부 입력전원이 50㎐(혹은 60㎐)가 아닌 25㎐ 등의 입력전원이 들어와도 동일하게 동작하기 때문에 이로 인하여 오동 작을 일으킬 수 있고, 제로크로스 회로의 추가에 따른 비용 및 PCB 기판에 공간이 필요하게 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 위상 제어를 위한 제로크로스(Zero Cross) 검출회로를 제거하고, 그 기능을 대신하여 중앙연산장치(CPU)에서 정한 임의의 시간을 기준으로 입력되는 팬 모터의 피드백 신호를 이용하여 팬 모터의 속도를 제어하는 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 공기조화기의 팬 모터 제어방법은, 최초 공기조화기로 전원이 입력된 후 팬 운전이 개시되면 임의의 기준시점을 기준으로 입력되는 팬 모터의 피드백(feedback) 신호를 검출하여 입력 전원의 주파수를 추정한 다음 그에 따라 인가전압의 크기를 조절하여 팬 모터의 속도를 가변 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 동작과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 팬 모터 제어장치의 구성을 간략하게 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 팬 모터(300); 트리거신호에 의 해 전압파형의 일부분만을 상기 팬 모터(300)에 인가하여 평균적으로 팬 모터에 인가되는 전압의 크기를 제어하는 위상제어장치(200); 상기 팬 모터(300)의 속도를 감지하여 중앙연산장치(100)로 피드백하는 홀 센서(400); 및 팬 모터(300) 구동을 위한 트리거 신호를 만들고, 임의의 기준시점에서 특정한 시간이 지난 후(특정 위상에서)에 상기 위상제어장치(200)로 상기 트리거 신호를 출력하고, 상기 피드백 신호와 목표속도를 비교하여 입력 주파수를 추정한 후, 다음 사이클(cycle)에서 상기 기준시점을 기준으로 + 또는 - 시간에 상기 위상제어장치(200)로 트리거 신호를 인가하는 중앙연산장치(CPU, 100)로 구성한다.

이와 같이 구성한 본 발명의 실시예의 동작 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 팬 모터 제어를 위한 동작 과정을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 최초 공기조화기로 전원이 입력된 후 사용자에 의해 공기조화기의 운전 모드(예를 들어 강풍운전)가 선택되면 중앙연산장치(100)는 임의의 기준시점을 기준으로 위상제어장치(200)로 트리거 신호를 출력하고, 그에 위상제어장치(200)는 팬 모터(300)로 전압을 인가하여 구동을 시작하도록 한다(S200 ~ S210).

이후, 홀 센서(400)에서 상기 팬 모터(300)의 속도를 감지하여 상기 중앙연산장치(100)로 피드백하고(S220), 상기 중앙연산장치(100)는 상기 피드백 신호와 목표속도(강풍운전에 따른 팬 모터의 속도)의 비교를 통하여 입력 주파수를 추정한 후, 다음 사이클(cycle)에서 현 위상제어신호 인가시간보다 + 시간(현 위상제어신호보다 느린 시간) 또는 - 시간(현 위상제어신호보다 빠른 시간)에 상기 위상제어장치(200)로 트리거 신호를 인가하여 팬 모터(300)의 속도를 제어한다(S230 ~ S270).

즉, 도 4에 도시한 바와 같이 임의 기준시점에서 위상제어신호를 팬 모터(300)로 출력한 후, 홀 센서(400)에서 피드백되는 팬 모터 속도와 목표속도를 비교한 결과(S230) 목표속도보다 빠른 경우 + 시간에 위상제어신호를 출력하여 인가되는 전압의 평균 크기를 낮추도록 한다(구간 A)(S240, S250).

이후, 피드백 되는 팬 모터 속도와 목표속도를 다시 비교한 결과 목표속도보다 느린 경우에는 - 시간에 위상제어신호를 출력하여 인가되는 전압의 평균크기를 크게 한다(구간 B)(S240, S260).

상기 비교 동작을 통해 팬 모터 속도와 목표속도가 일치하는 경우, 상기 위상제어장치(200)에서 출력하는 현재 위상제어신호의 인가시간을 고정하여 팬 모터(300)로 인가되는 전압의 크기를 유지하도록 한다(구간, C, D)(S230, S270).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 공기조화기의 팬 모터 제어방법은, 외란에 의해 외부 입력전원이 50㎐(혹은 60㎐)가 아닌 25㎐ 등의 입력전원이 들어와도 팬 모터의 속도와 목표속도와의 비교에 따라 팬 모터의 속도를 가변 제어하기 때문에 오동작을 일으키는 것이 방지되며, 제로크로스 회로의 추가가 필요하지 않기 때 문에 비용 및 PCB 기판에 공간이 필요없는 등의 효과가 있다.

Claims

최초 공기조화기로 전원이 입력된 후 팬 운전이 개시되면 미리 정한 기준시점에서 입력되는 팬 모터의 피드백(feedback) 신호를 검출하여 입력 전원의 주파수를 추정한 다음 그에 따라 인가전압의 크기를 조절하여 팬 모터의 속도를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팬 모터 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 입력 주파수 추정은 피드백된 신호를 통한 모터속도와 목표 속도와의 차이를 비교하여 추정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팬 모터 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 속도 비교결과 목표속도보다 모터속도가 빠른 경우 위상제어신호를 현재의 위상제어신호보다 더 늦은 시간에 인가하여 인가전압의 크기를 이전보다 감소시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팬 모터 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 속도 비교결과 목표속도보다 모터속도가 느린 경우 위상제어신호를 현재의 위상제어신호보다 더 빠른 시간에 인가하여 인가전압의 크기를 이전보다 증가시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팬 모터 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 목표속도는 선택된 공기조화기 운전모드에 따른 팬 모터속도인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 팬 모터 제어방법.