KR100779192B1 - 컴프레서의 직류 모터 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피스톤과 모터 회전자의 관성을 이용하여 재기동 실패를 방지할 수 있는 컴프레서의 직류 모터 구동 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 컴프레서의 직류 모터를 구동하는 방법은 컴프레서의 직류 모터의 회전력을 이용하여 냉매를 흡입, 압축 및 토출하는 과정을 반복하는 컴프레서의 직류 모터를 구동하는 방법에 있어서, (a) 직류 모터의 작동을 정지하고 상기 냉매가 흡입된 상태로 피스톤을 정지하는 단계; (b) 상기 직류 모터를 역방향으로 회전시켜 상기 냉매를 토출시키고 상기 역방향 회전에 따라 움직인 상기 피스톤을 정지하는 단계; 및 (c) 상기 직류 모터를 정방향으로 회전시켜 상기 컴프레서를 재기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

컴프레서의 직류 모터 구동 방법{METHOD FOR DRIVING DC MOTOR OF COMPRESSOR}
도 1은 종래 기술에 따른 3상 브러쉬리스 직류 모터(brushless DC motor)를 구동하는 인버터를 도시한 블록도.
도 2a 내지 도 2d는 종래의 3상 브러쉬리스 직류 모터의 회전에 따른 피스톤 및 실린더의 동작 상태를 나타낸 개략도.
도 3은 종래 기술에 따른 직류 모터의 회전자의 위치에 따른 3상 파형을 도시한 회로도.
도 4는 종래 기술에 따른 직류 모터에 인가되는 PWM 파형을 도시한 파형도.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명에 따른 컴프레서의 직류 모터 구동 방법을 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 컴프레서의 직류 모터 구동 파형을 도시한 파형도.
본 발명은 컴프레서의 직류 모터 구동 방법에 관한 것으로, 특히 피스톤과 모터 회전자의 관성을 이용하여 재기동 실패를 방지할 수 있는 컴프레서의 직류 모터 구동 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 3상 브러쉬리스 직류 모터(brushless DC motor)의 구동에 사용되는 인버터를 도시한 블록도이다.
에어컨이나 냉장고에 사용되는 3상 브러쉬리스 직류 모터는 구동을 위하여 도 1의 인버터를 필요로 한다.
상기 인버터는 제어부(10), IPM(Intelligent Power Module)(80) 및 곱셈기(50)를 포함한다. 제어부(10)는 속도 제어부(20), PWM 발생부(30) 및 위치 검출부(60)를 포함한다.
도 1의 인버터는 센서리스(sensorless) 형태로 모터의 역기전력을 감지하여 모터 회전자의 위치를 감지하고, 상기 위치에 해당하는 PWM파형을 IPM(80)에 입력하면 모터(90)를 동작시킬 수 있는 고전압 PWM파형을 발생시킨다.
도 2a 내지 도 2d는 종래의 3상 브러쉬리스 직류 모터의 회전에 따른 피스톤 및 실린더의 동작 상태를 나타낸 개략도이다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 회전축(120)이 브러쉬리스 직류 모터와 함께 회전하면 회전운동을 피스톤(110)의 왕복운동으로 바꾸어 냉매를 흡입, 압축, 토출시킨다. 피스톤(110)이 도 2b에 도시된 위치에 있는 경우에는 저온, 저압의 냉매가 흡입되고, 피스톤(110)이 도 2c의 위치에 있는 경우에는 피스톤에 의해 유입된 냉매가 압축되면서 고온, 고압이 된다. 피스톤(110)이 도 2d의 위치에 있는 경우에는 밸브(100)가 개방되어 고온, 고압의 냉매가 토출된다.
피스톤이 가장 위 또는 아래에 위치하는 경우, 즉 도 2b 또는 도 2d에 도시된 위치에 있는 경우에는 초기 구동시 에너지 소모가 크고, 피스톤이 실리더의 중간에 위치할 때(도 2a 또는 도 2c)는 있을 때는 초기 구동시 에너지 소모가 가장 작다. 상기 두 경우에는 초기 구동시 필요로 하는 에너지 차이가 크지는 않지만, 초기 구동시 소비전력이 작은 경우에 맞는 입력파형이 인가되므로 회전자가 다른 위치에 있을 경우에는 순간적으로 많은 전력을 인가하여 도 2a 또는 도 2c의 상태로 강제정렬시켜야 한다. 따라서, 큰 소음과 많은 전력 소모가 발생한다.
도 3은 종래 기술에 따른 직류 모터의 회전자의 위치에 따른 3상 파형을 도시한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 6개의 스위치(U+, V+, W+, U-, V-, W-)의 스위칭 동작에 의해 모터에 인가되는 파형이 변화한다.
도 4는 종래 기술에 따른 직류 모터에 인가되는 PWM 파형을 도시한 파형도이다.
도 4를 참조하면, U+, V+, W+, U-, V- 및 W-에 인가되는 신호는 IPM을 통하여 모터에 입력되는데, V-와 W+에 인가되는 입력 전압(강제 정렬 신호)으로 모터가 초기 구동 되며 상기 입력 전압에 의해 회전축은 강제로 도 2a 또는 도 2c도 도시된 위치에 있게 된다. 만약, 초기 구동 전에 회전축이 도 2b 또는 도 2d의 위치에 있게 되면, 초기 구동시 많은 전류소모가 발생하며, 큰 소음이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 모터는 회전에 실패하기도 한다. 회전자의 정렬이 완료되면, 위치감지 없이 강제로 기동하여(강제 기동 구간) 위치를 검출할 수 있는 속도까지 끌어올린다. 그 다음에 위치를 검출하며 적절한 파형을 입력하여 모터를 구동한다(구동 구간).
회전시 가장 압력이 높은 경우는 도 2c에서 도 2d의 상태로 피스톤이 이동하는 경우이다. 실제로 콤프레서가 회전하다가 정지하면 로터는 대부분 도 2b의 상태에 위치한다. 피스톤이 올라갈 때 압력이 높아 올라가지 못하고 아래쪽에 머물게 된다. 정지시에는 도 2b 상태에 로터가 정지해 있기 때문에 정렬은 도 1b 근처에서 하고(정렬시 소음감소), 강제기동으로 피스톤을 밀고 올라가는 것이 가장 이상적이다. 그러나, 이러한 방법으로 콤프레서를 재기동하는 경우라도 따라 기동이 실패할 수가 있다는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여 피스톤과 모터 회전자의 관성을 이용하여 재기동 실패를 방지할 수 있는 컴프레서의 직류 모터 구동 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 컴프레서의 직류 모터를 구동하는 방법은 컴프레서의 직류 모터의 회전력을 이용하여 냉매를 흡입, 압축 및 토출하는 과정을 반복하는 컴프레서의 직류 모터를 구동하는 방법에 있어서, (a) 직류 모터의 작동을 정지하고 상기 냉매가 흡입된 상태로 피스톤을 정지하는 단계; (b) 상기 직류 모터를 역방향으로 회전시켜 상기 냉매를 토출시키고 상기 역방향 회전에 따라 움직인 상기 피스톤을 정지하는 단계; 및 (c) 상기 직류 모터를 정방향으로 회전시켜 상기 컴프레서를 재기동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직류모터는 상기 (b) 단계에서 정지한 위치로부터 상기 (c) 단계의 재기동 위치까지 360˚ 회전한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5a 내지 도 5i는 본 발명에 따른 컴프레서의 직류 모터 구동 방법을 도시한 도면이다.
먼저, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 직류 모터의 회전력은 피스톤의 왕복 운동으로 변환되어 냉매의 흡입과 압축 및 토출이 반복된다.
직류 모터의 회전에 따라 도 5e와 같이 피스톤은 하강하고 직류 모터의 작동이 정지되면 피스톤은 도 5f의 위치에 정지하게 된다. 도 5f의 위치에 정지하는 이유는 도 5f의 위치가 정지시 소음이 가장 적기 때문이다.
도 5f의 위치에 정지한 후 재기동시 직류 모터는 역방향으로 회전하여 도 5g의 위치를 거쳐 도 5h의 위치에 정지하게 된다. 이때 냉매는 토출된다.
도 5h의 위치에 정지한 후 직류 모터는 도 5i에 도시된 바와 같이 다시 순방향으로 회전을 시작하고 컴프레서가 재기동된다.
상기 도 5h의 위치로부터 실제로 컴프레서가 재기동되는 위치에 도달하면 직류 모터는 적어도 360˚ 회전한 상태가 되어 관성력의 의해 실패없이 재기동이 가능하다.
즉, 초기 기동이 성공하기 위해서는 첫회전시 큰 에너지가 필요하며 로터 회전속도도 빨라야한다. 따라서, 모터 회전방향과 반대(역방향)로 강제로 피스톤을 끌어올린후 강제기동을 시작하면 관성에 의해 안정적으로 피스톤을 밀어올릴 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 컴프레서의 직류 모터 구동 파형을 도시한 파형도이 다.
도 6을 참조하면, 강제 정렬 구간에서 역방향 회전이 발생하고 역회전 후 재기동이 시작되어 안정적인 재기동이 가능하다.
본 발명은 컴프레서의 직류 모터 구동 방법에 관한 것으로, 특히 모터를 역회전시켜 피스톤과 모터 회전자의 관성을 발생시킴으로써 재기동 실패를 방지하고 안정적인 재기동이 가능하다는 장점이 있다.

Claims (2)

  1. 컴프레서의 직류 모터의 회전력을 이용하여 냉매를 흡입, 압축 및 토출하는 과정을 반복하는 컴프레서의 직류 모터를 구동하는 방법에 있어서,
    (a) 직류 모터의 작동을 정지하고 상기 냉매가 흡입된 상태로 피스톤을 정지하는 단계;
    (b) 상기 직류 모터를 역방향으로 회전시켜 상기 냉매를 토출시키고 상기 역방향 회전에 따라 움직인 상기 피스톤을 정지하는 단계; 및
    (c) 상기 직류 모터를 정방향으로 회전시켜 상기 컴프레서를 재기동하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴프레서의 직류 모터 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직류모터는 상기 (b) 단계에서 정지한 위치로부터 상기 (c) 단계의 재기동 위치까지 360˚ 회전하는 것을 특징으로 하는 컴프레서의 직류 모터 구동 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130280095A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 General Electric Company Method and system for reciprocating compressor starting
US9897082B2 (en) 2011-09-15 2018-02-20 General Electric Company Air compressor prognostic system
US10338580B2 (en) 2014-10-22 2019-07-02 Ge Global Sourcing Llc System and method for determining vehicle orientation in a vehicle consist
US10464579B2 (en) 2006-04-17 2019-11-05 Ge Global Sourcing Llc System and method for automated establishment of a vehicle consist

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960023790A (ko) * 1994-12-02 1996-07-20 김광호 직류 브러쉬리스 모터 컴프레서의 기동 회로 보호 장치 및 방법
KR970021731A (ko) * 1995-10-25 1997-05-28 전성원 자동차용 전동식 에어컨 콤푸레샤
KR20030096251A (ko) * 2001-03-30 2003-12-24 요크 인터내셔날 코포레이션 조정 가능한 크랭크핀 스로우 구조물을 갖는 가변 용량형압축기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960023790A (ko) * 1994-12-02 1996-07-20 김광호 직류 브러쉬리스 모터 컴프레서의 기동 회로 보호 장치 및 방법
KR970021731A (ko) * 1995-10-25 1997-05-28 전성원 자동차용 전동식 에어컨 콤푸레샤
KR20030096251A (ko) * 2001-03-30 2003-12-24 요크 인터내셔날 코포레이션 조정 가능한 크랭크핀 스로우 구조물을 갖는 가변 용량형압축기

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10464579B2 (en) 2006-04-17 2019-11-05 Ge Global Sourcing Llc System and method for automated establishment of a vehicle consist
US9897082B2 (en) 2011-09-15 2018-02-20 General Electric Company Air compressor prognostic system
US20130280095A1 (en) * 2012-04-20 2013-10-24 General Electric Company Method and system for reciprocating compressor starting
US9677556B2 (en) 2012-04-20 2017-06-13 General Electric Company System and method for a compressor
US9771933B2 (en) 2012-04-20 2017-09-26 General Electric Company System and method for a compressor
US10233920B2 (en) 2012-04-20 2019-03-19 Ge Global Sourcing Llc System and method for a compressor
US10338580B2 (en) 2014-10-22 2019-07-02 Ge Global Sourcing Llc System and method for determining vehicle orientation in a vehicle consist

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