KR101198234B1

KR101198234B1 - 모터의 기동 제어 장치

Info

Publication number: KR101198234B1
Application number: KR1020060039678A
Authority: KR
Inventors: 최재학; 이성호; 박진수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-05-02
Filing date: 2006-05-02
Publication date: 2012-11-07
Also published as: EP2013962B1; WO2007126251A1; KR20070107335A; EP2013962A4; US20080309281A1; EP2013962A1; US7791294B2; CN101356713A; CN101356713B

Abstract

본 발명은 모터의 기동 제어 장치에 관한 것으로, 종래에는 냉장고의 전자 제어 장치와 모터 제어 장치는 서로 다른 제어 장치로 구분되며 상기 전자 제어 장치 및 모터 제어 장치는 복잡한 제어기 회로로 구성되므로 복잡한 제어기 회로의 구성은 시스템의 복잡도를 높이는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 감안한 본 발명은 모터의 주권선, 보조권선 및 여자 코일에 전원을 공급하는 여자 회로와; 상기 전원을 타이머에 공급하는 주 접점과; 전원을 여자 코일에 공급하는 보조 접점과; 상기 주 접점과 상기 보조 접점을 스위칭하여 여자 투입시간 및 여자 시간을 결정하여 상기 여자 회로의 여자 코일을 온/오프 제어하는 타이머로 구성되어 아날로그 타이머를 이용하여 모터의 여자 코일을 제어하도록 구성하여 모터 제어 장치의 여자 제어 회로를 제어함으로써 여자 코일을 여자시키는 여자 제어 회로를 단순화하고 여자 제어기의 부품 구성을 단순화하여 부품 수를 적게 하는 효과가 있다.

Description

모터의 기동 제어 장치{EXCITING CONTROL APPARATUS FOR MOTOR}

도 1은 종래 냉장고의 모터의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터의 기동 제어 장치의 구성을 보인 블록도.

도 3은 도 2의 모터 회로의 여자 제어 회로를 보인 예시도.

도 4는 도 3의 모터 회로의 여자 스위치 동작을 보인 예시도.

도 5는 도 2의 모터의 속도-토크 곡선을 보인도.

도 6은 도 2의 여자 회로를 보인 예시도.

도 7은 도 6의 여자 회로에서의 타이머 동작의 타이밍도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

20 : 스테이터 30 : 자기층

33 : 피드백 코일 38 : 여자 코일

40 : 로터 101 : 여자 회로

102 : 타이머

본 발명은 모터의 기동 제어 장치에 관한 것으로, 특히 아날로그 타이머를 이용하여 여자 코일을 여자시킬 수 있게 한 모터의 기동 제어 장치에 관한 것이다.

냉장고의 모터는 치/슬롯 구조의 코어와 주권선과 보조권선으로 이루어진 종래의 단상 유도전동기 스테이터에 2개의 여자기 폴 및 여자 코일을 별도 설치한다. 상기 모터의 로터는 일반적인 농형 도체 바를 갖는 유도 전동기 회전자에 탈자 및 착자를 용이하게 하는 자기층을 구비한다. 모터 회로의 여자 제어 회로는 상기 자기층을 착자하기 위한 여자 코일을 제어하는 회로이다. 상기 여자 제어 회로는 피드백 코일, 캐패시터, 속도 응답 스위치, 외부 컨트롤러, 및 외부 컨트롤러로 구성된다.

도 1은 종래 냉장고의 모터의 구성을 보인 블록도이다. 종래 냉장고의 모터 제어 장치는 상기 모터의 스테이터(20)의 주권선과 보조권선에 전원을 인가하여 자기층(30)을 포함한 로터(40)를 회전시킨 후, 일정 속도 이상(동기속도 75~80%)에서 외부 제어 회로를 이용한 스위치를 온/오프하여 여자 코일을 여자하여 자기층(30)을 착자시킨다. 여자 코일을 여자하는 모터 제어 장치는 외부에 별도의 컨트롤러로 설치된다. 상기 모터 제어 장치는 여자 코일을 여자하므로 복잡한 제어기 회로를 구성해야 한다. 그리고, 복잡한 제어기 회로의 구성은 시스템의 복잡도를 높인다.

그러나 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 냉장고의 전자 제어 장치와 모터 제어 장치는 서로 다른 제어 장치로 구분되며 상기 전자 제어 장치 및 모터 제어 장치는 복잡한 제어기 회로로 구성되므로 복잡한 제어기 회로의 구성은 시스템의 복잡도를 높이는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 아날로그 타이머를 이용하여 모터의 여자 코일을 제어하도록 구성하여 모터 제어 장치의 여자 제어 회로를 제어할 수 있도록 한 모터의 기동 제어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터의 주권선, 보조권선 및 여자 코일에 전원을 공급하는 여자 회로와; 상기 전원을 타이머에 공급하는 주 접점과; 전원을 여자 코일에 공급하는 보조 접점과; 상기 주 접점과 상기 보조 접점을 스위칭하여 여자 투입시간 및 여자 시간을 결정하여 상기 여자 회로의 여자 코일을 온/오프 제어하는 타이머로 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 모터의 기동 제어 장치의 구성을 보인 블록도이고, 도 3은 도 2의 모터 회로의 여자 제어 회로를 보인 예시도이고, 도 4는 도 3의 모터 회로의 여자 스위치 동작을 보인 예시도이고, 도 5는 도 2의 모터의 속도-토크 곡선을 보인도이고, 도 6은 도 2의 여자 회로를 보인 예시도이고, 도 7은 도 6의 여자 회로에서의 타이머 동작의 타이밍도이다.

이하, 본 발명의 실시 예에 의한 것으로, 모터의 기동 제어 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

상기 첨부된 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 의한 모터의 기동 제어 장치를 설명하면, 모터의 주권선, 보조권선 및 여자 코일에 전원을 공급하는 여자 회로(101)와; 여자 투입시간 및 여자 시간을 결정하여 상기 여자 회로(101)의 여자 코일을 온/오프 제어하는 타이머(102)로 구성된다. 여기서, 상기 타이머(102)는 여자 투입 시간을 조절하는 주 타이머와; 여자 시간을 결정하는 보조 타이머로 구성된다.

모터의 기동 제어 장치는 아날로그 타이머를 이용하여 여자 투입시간 및 여자 시간을 결정한다. 상기 아날로그 타이머의 주 타이머는 여자 투입시간을 조절하고, 보조 타이머는 여자 코일의 스위칭 작용을 위해 여자 시간을 결정한다.

상기 모터의 기동 제어 장치 구성을 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명에서 사용되는 용어를 정의한다.

본 발명에서 사용되는 양방향 도통 전력용 반도체는 Triac이다. 그리고 PTC는 주변 온도에 따라 저항값이 달라지는 소자이다. 보조 권선의 축은 주권선의 축보다 90°앞서게 한다. 또한, 주 고정자 권선의 권선수보다 적은 권선수가 필요하고 작은 컨덕터 크기의 보조 권선은 주권선 보다 인덕턴스 비율로 볼 때 큰 저항값을 가진다. 여자 코일은 전자 제어기의 릴레이 제어에 의해 로터의 자기층을 착자시킴.

도 3은 도 2의 모터 회로의 여자 제어 회로를 보인 예시도이다. 모터 회로는 여자 코일(38), 캐패시터(94), 속도 응답 스위치(92) 및 외부 컨트롤러로 구성된 여자 제어 회로와; 상기 여자 제어 회로의 여자 코일의 온/오프를 제어하는 전자 제어기로 구성된다.

여자 제어 회로는 스테이터(20)의 주권선과 보조권선에 전원을 인가하여 자기층(30)을 포함한 로터(40)를 회전시킨다. 전자 제어기는 일정 속도 이상(동기속도 75%~80%)에서 릴레이를 온/오프하여 여자 코일(38)을 여자하여 자기층(30)을 포함한 로터(40)를 착자시킨다.

도 4는 도 3의 모터 회로의 여자 스위치 동작을 보인 예시도이다. 여자 스위치(SW)는 여자 코일(38)에 공급되는 전원을 온/오프한다. 여자 스위치(SW)는 릴레이 또는 양방향 도통 전력용 반도체에 해당한다. 여자 스위치(SW)가 닫히면 여자 코일(38)에 전원이 공급되어 여자 코일(38)은 여자되어 자기층(30)을 포함한 로터(40)를 착자시킨다. 다시 여자 스위치(SW)가 열리면 여자 코일(38)에 공급되던 전원이 차단된다.

도 5는 도 2의 모터의 속도-토크 곡선을 보인도이다. 히스테리시스 토크는 일정하고, 인덕션 토크는 상승하다 하강하고 동기 영역에서 마그네틱 토크는 급상승한 후 하강한다.

도 6은 도 2의 여자 회로를 보인 예시도이다.

아날로그 타이머는 여자 코일(E)의 온/오프를 제어하는 여자 투입 시간 및 여자 시간을 결정한다. 아날로그 타이머는 여자 투입 시간을 조절하는 주 타이머와; 여자 시간을 결정하는 보조 타이머로 구성된다.

주 타이머는 주 a 접점으로 여자 투입 시간을 조절하고, 보조 타이머는 보조 a 접점 및 보조 b 접점의 시간 차이를 이용하여 여자 시간을 결정한다.

도 7은 도 6의 여자 회로에서의 타이머 동작의 타이밍도이다.

전원이 투입되면 주 a 접점의 타이머가 동작하여

이 지나면 주 a 접점은 개로 상태에서 폐로 상태로 진입한다. 주 a 접점이 폐로 상태에 놓이면 보조 a 접점의 타이머와 보조 b 접점의 타이머가 동작한다.

보조 a 접점의 타이머는 동작하여

가 지나면 보조 a 접점은 개로 상태에서 폐로 상태로 진입한다. 그리고 보조 b 접점의 타이머가 동작함과 동시에 보조 b 접접점은 개로 상태에서 폐로 상태로 진입하고

가 지나면 보조 b 접점은 폐로 상태에서 개로 상태로 진입한다.

따라서 여자 코일의 여자 투입 시간은

이고, 여자 시간은

이다. 이를 상세히 설명하면, 스텝 0~3에서 전원이 투입되어 주 타이머가 동작하여 타이머 온-개로 상태(

)이다. 스텝 3~5에서

이후 주 a 접점은 타이머 온-폐로 상태이다. 또한, 보조 a, b 접점이 동작하여 보조 a 접점의 타이머 온-보조 a 접점 개로 상태, 보조 b 접점의 타이머 온-보조 b 접점 폐로 상태(

)이다. 스텝 5~6에서 보조 a 접점이 보조 a 접점의 타이머 온-보조 a 접점 폐로 상태가 되면 여자 코일 스위치는 온되어 1 사이클동안 여자 전류가 인가된다. 스텝 6~8에서 보조 b 접점이 타이머 온-폐로 상태에서 타이머 온-개로 상태가 되면 여자 코일의 스위치가 오프되어 여자 전류는 인가되지 않는다.

이상, 상기 구성의 모터의 기동 제어 장치는 여자 회로에 의해 모터의 주권 선, 보조권선 및 여자 코일에 전원을 공급하고, 타이머에 의해 여자 투입시간 및 여자 시간을 결정하여 상기 여자 회로의 여자 코일을 온/오프 제어한다. 즉, 상기 모터의 기동 제어 장치는 서로 다른 장치 구성에 의해 구현 가능하지만 필요에 따라 장치 구성을 합치거나 세분화된 구성으로 구현될 수 있다.

또한, 상기 타이머는 여자 투입 시간을 조절하는 주 타이머와; 여자 시간을 결정하는 보조 타이머로 구성된다. 그리고 타이머의 구성을 필요에 따라 보조 타이머는 장치 구성을 합치거나 세분화된 구성으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 보조 타이머는 보조 a 접점의 타이머와 보조 b 접점의 타이머가 서로 뒤바뀐 위치에서 동작할 수 있다. 상기 타이머는 일련의 절차를 수행하는 프로그램의 실행이 가능한 마이크로 컨트롤러와 같은 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 마이크로 컨트롤러는 시간 경과를 측정하는 타이머와; 소정 시간이 경과하면 스위치를 스위칭하는 출력 인터페이스를 포함할 수 있다.

이상, 상기 마이크로 컨트롤러에 의해 구현된 제어기는 타이머와 출력 인터페이스를 여자 투입 시간의 조절과 여자 시간의 조절에 적용할 수 있다. 또한, 상기 스위치는 릴레이 또는 양방향 도통 전력용 반도체로 다르게 적용될 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 아날로그 타이머를 이용하여 모터의 여자 코일을 제어하도록 구성하여 모터 제어 장치의 여자 제어 회로를 제어함으로써 여자 코일을 여자시키는 여자 제어 회로를 단순화하고 여자 제어기의 부품 구성을 단순화하여 부품 수를 적게 하는 효과가 있다.

Claims

모터의 주권선, 보조권선 및 여자 코일에 전원을 공급하는 여자 회로와;

상기 전원을 타이머에 공급하는 주 접점과;

전원을 여자 코일에 공급하는 보조 접점과;

상기 주 접점과 상기 보조 접점을 스위칭하여 여자 투입시간 및 여자 시간을 결정하여 상기 여자 회로의 여자 코일을 온/오프 제어하는 타이머를 포함하고,

상기 타이머는,

상기 전원을 보조 타이머에 공급하는 주 a 접점과; 상기 주 a 접점으로 여자 투입 시간을 조절하는 주 타이머와; 상기 전원을 여자 코일에 공급하는 보조 a 접점 및 보조 b 접점과; 상기 보조 a 접점 및 상기 보조 b 접점의 시간 차이를 이용하여 여자 시간을 결정하는 보조 타이머로 구성된 것을 특징으로 하는 모터의 기동 제어 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 주 타이머는

전원을 보조 타이머에 공급하는 주 a 접점과;

상기 주 a 접점으로 여자 투입 시간을 조절하는 주 a 접점의 타이머로 구성된 것을 특징으로 하는 모터의 기동 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 보조 타이머는

전원을 여자 코일에 공급하는 보조 a 접점 및 보조 b 접점과;

상기 보조 a 접점 및 상기 보조 b 접점의 시간 차이를 이용하여 여자 시간을 결정하는 보조 a 접점의 타이머 및 상기 보조 b 접점의 타이머로 구성된 것을 특징으로 하는 모터의 기동 제어 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 주 접점 및 보조 접점은

릴레이 또는 양방향 도통 전력용 반도체로 구성된 것을 특징으로 하는 모터의 기동 제어 장치.