KR101348720B1

KR101348720B1 - 멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치

Info

Publication number: KR101348720B1
Application number: KR1020070082737A
Authority: KR
Inventors: 오정언; 오세기
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2007-08-17
Filing date: 2007-08-17
Publication date: 2014-01-10
Also published as: KR20090018345A

Abstract

본 발명은 멀티형 공기 조화기에서 다수의 실내기 사용을 위해 220V를 뽑아 쓸 경우, 3상 전원을 고르게 사용함으로써 상 불균형이 발생하지 않도록 하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.

본 발명은 3상(R,S,T) 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하여 출력하는 교류/직류 변환부, 상기 교류/직류 변환부에서 출력된 직류 전원과 N상을 이용해 220V의 교류 전원으로 변환하여 출력하는 직류/교류 변환부, 상기 직류/교류 변환부를 제어하여 사용자가 원하는 교류 전원으로 출력하도록 상기 직류 전원을 펄스폭 변조(PWM)하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.

공기 조화기, 3상 전원, 상밸런스

Description

멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치{power supply of the multi-type air conditioner}

본 발명은 멀티형 공기 조화기에 관한 것으로, 특히 본 발명은 멀티형 공기 조화기에서 다수의 실내기 사용을 위해 220V를 뽑아 쓸 경우, 3상 전원을 고르게 사용함으로써 상 불균형이 발생하지 않도록 하는 전원 공급 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 시스템에어컨(또는, 멀티형 공기 조화기)은 한 대의 실외기에 다수의 실내기를 냉매배관으로 연결하는 냉난방시스템이다.

일반 가정용 스탠드형 공기 조화기나 패키지형 공기 조화기와는 개념이 다르며 중앙공조방식과도 차이가 있다.

상기 멀티형 공기 조화기는 중앙공조방식에서 필요한 기계실이나 냉각탑 공조기 등 부대적인 기계설비가 필요없어 공간절약 공기 건축비 등의 저렴하고 간단한 조작만으로 ON/OFF를 할 수 있어 따로 관리자를 둘 필요도 없다.

따라서 공간절약성이 뛰어나며 건축비 절감 및 공기 단축효과가 기존 시스템에 비해 우수해 미래지향적 공조시스템으로 각광받고 있다. 일반 가정용 공기 조화기가 건물 완성 후 설치하는 냉방방식이라면, 멀티형 공기 조화기는 건물 설계시 반영되는 공조시스템이라는 점도 다른 점이다.

도1은 일반적인 멀티형 공기 조화기의 구성을 보인 도면이다.

도1에 도시된 바와 같이, 일반적인 멀티형 공기 조화기는 실외기(100) 한 대와 상기 실외기를 공유하는 다수의 실내기(110A ~ 110N)로 구성되며, 난방 운전시 상기 실내측 열교환기에 고온 고압의 냉매가 흐르고, 상기 냉매가 실내측 열교환기를 순환하는 공기에 열을 방출함으로써, 실내측으로 따뜻한 바람이 토출되도록 하며, 냉방운전시 상기 실내측 열교환기에 저온고압의 냉매가 흐르고, 상기 냉매가 실내측 열교환기를 순환하는 공기에 포함된 열을 흡수함으로써, 실내측으로 차가운 바람이 토출되도록 구성되어 있다.

이러한 공기 조화기는 제품 내부로 공급되는 교류 전압의 크기와 실내온도 및 설정온도 등에 따라 결정되는 운전 주파수 즉, 캐리어 주파수에 따라 압축기의 운전을 제어하게 된다.

일반적으로, 공기 조화기는 3상(R,S,T) 4선 380V를 사용하는데, 도2에 도시된 바와 같이 실외기에 사용되는 압축기(100A) 및 모터(100B)는 3상의 전원으로 구동되고, 전장 회로부(200) 및 다수의 실내기(300A ~ 300N)는 T와 N상의 220V를 이용하여 구동된다.

따라서, 3상으로 압축기(100A)와 모터(100B)를 구동하면서, T상과 N상으로 220V를 사용한다면, T상은 R,S상보다 더 많은 전류가 흐르므로, 상 밸런스가 깨지고, 그 깨진 밸런스만큼 N상 전류가 흐르게 된다. 이에 따라, 상기 멀티형 공기 조화기는 압축기 또는 압축기 모터는 불균형 전원 인가로 인해 손상될 수 있다.

본 발명은 멀티형 공기 조화기에서 다수의 실내기 사용을 위해 220V를 뽑아 쓸 경우, 3상 전원을 고르게 사용함으로써 상 불균형이 발생하지 않도록 하는 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 3상(R,S,T) 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하여 출력하는 교류/직류 변환부, 상기 교류/직류 변환부에서 출력된 직류 전원과 N상을 이용해 220V의 교류 전원으로 변환하여 출력하는 직류/교류 변환부, 상기 직류/교류 변환부를 제어하여 사용자가 원하는 교류 전원으로 출력하도록 상기 직류 전원을 펄스폭 변조(PWM)하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명은 3상 전원을 고르게 사용하여 220V 전원을 출력함으로써, 상 불균형이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 220V 전원을 사용하는 다수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기 조화기에 있어서, 상기 220V 전원을 불균형이 발생하지 않도록 출력함으로써, 압축기와 모터에 손상이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

이하, 발명에 따른 다양한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지기술 및 그 구 성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 도면을 참조하여 본 발명을 설명함에 있어서, 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하여 설명하기로 한다.

이하, 본 발명과 관련된 멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이, 3상(R,S,T) 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하여 출력하는 교류/직류 변환부(401)와, 상기 교류/직류 변환부(401)에서 출력된 직류 전원과 N상을 이용해 220V의 단상 교류 전원으로 변환하여 출력하는 직류/교류 변환부(402)와, 상기 직류/교류 변환부(402)를 통해 220V 교류 전원이 출력될 수 있도록 상기 직류 전원을 펄스폭 변조(PWM) 방식으로 제어하는 마이크로컴퓨터(430)를 포함하여 구성한다. 이때, 상기 구성요소들은 실제 응용에서 구현될 때 필요에 따라 2 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나, 하나의 구성요소가 2 이상의 구성요소로 세분되어 구성될 수 있음을 유념해야 한다.

이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

먼저, 교류/직류 변환부(401)는 3상 4선식 380V의 높은 교류 전원을 단상 220V의 교류 전원으로 변환하기 전에 직류 전원으로 변환하기 위한 것으로, 통상적으로, 다이오드(Diode)(미도시)와 싸이리스터(Thyristor)(미도시)가 큰 역할을 한다.

상기 다이오드는 방향을 바꿔가며 흐르는 교류 중 한쪽 방향의 전류만 통과시켜 교류를 직류로 만들 수 있다. 또한, 싸이리스터는 다이오드에 신호전류를 보내주면 전류가 통과하게 하고 신호전류를 끊어주면 전류가 통과하지 않도록 하여 전기가 흐르는 양을 제어한다.

상기 싸이리스터는 위상제어를 통해 신호전류를 보내줄 때만 전류가 흐르게 하고 이 신호전류를 보내주는 시간(통전시간)을 조절하면 전기가 흐르는 양을 조절할 수 있게 된다.

다음, 직류/교류 변환부(402)는 상기 교류/직류 변환부(401)를 통해 출력된 직류 전원을 멀티형 공기 조화기의 다수 실내기에서 사용할 220V 교류 전원으로 변환한다. 상기 직류 전원을 트랜지스터와 같은 반도체 소자를 스위칭하여 교류로 역변환하는 것이다. 이때, 스위칭 간격을 가변시킴으로써 주파수를 임의로 변환할 수 있다. 상기 주파수는 마이크로컴퓨터(403)를 통해 제어할 수 있다. 상기 직류/교류 변환부는 컨버터라고 할 수도 있다.

상기 직류/교류 변환부(402)에는 다양한 전력 스위칭 소자를 사용할 수 있다. 예를 들어, 바이폴라 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터(FET), 게이트턴오프(GTO) 사이리스터, 절연게이트형 바이폴라 트랜지스터(IGBT) 등이 있으며, 여기에 구동회로와 보호회로를 하나의 칩으로 집적한 모듈을 사용할 수 있다. 상기 직류/교류 변환부(402)는 인버터라고 할 수도 있다.

상기 직류/교류 변환부(402)는 상기 마이크로컴퓨터(403)의 제어에 따라 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 직류/교류 변환부를 구성하는 다수의 스위칭 소자(미도 시)를 제어한다. 상기 마이크로컴퓨터(403)는 펄스 폭 변조 제어 시 출력파형의 패턴을 미리 결정해두고, 전압 및 주파수의 지령에 따라서 펄스를 출력하는 방법을 사용할 수 있다.

즉, 상기 마이크로컴퓨터(403)는 조작 판넬(404)을 통해 사용자가 설정하는 전압에 따라, 펄스 폭을 가변하여 220V 이외의 다른 레벨의 전압을 출력할 수도 있다. 이상으로, 상술한 구성은 가장 기본적인 구성으로써, 이를 구현하기 위해서는 출력할 전압 및 주파수에 따른 펄스 폭 정보를 저장하기 위한 메모리(미도시)를 더 포함하여 구성할 수도 있다.

도4는 본 발명을 적용하여 구성한 다수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기 조화기의 구성을 보인 블록도이다.

도4를 참조하면, 본 발명의 전원 공급 장치(400)는 입력으로 R,S,T,N을 연결하고, 그로부터 380V 교류 전원을 입력받아 220V의 단상 교류 전원을 출력한다. 상기 220V 교류 전원은 실외기의 전장 회로부(200) 및 다수의 실내기(300A ~ 300N)로 공급된다. 그러나, 상기 220V 전원을 출력함에 있어서 3상을 고르게 이용하므로, 종래와 같이 상 밸런스가 달라지는 현상은 발생하지 않는다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 일반적인 멀티형 공기 조화기의 구성을 보인 도면.

도 2는 일반적인 공기 조화기의 3상 전원 연결 구성을 보인 예시도.

도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치의 구성을 보인 블록도.

도 4는 본 발명을 적용하여 구성한 다수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기 조화기의 구성을 보인 블록도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

400 : 전원 공급 장치 401 : 교류/직류 변환부

402 : 직류/교류 변환부 403 : 마이크로컴퓨터

404 : 조작판넬

Claims

3상(R,S,T) 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하여 출력하는 교류/직류 변환부와;

상기 교류/직류 변환부에서 출력된 직류 전원과 N상을 이용해 220V의 교류 전원으로 변환하여 출력하는 직류/교류 변환부와;

상기 직류/교류 변환부를 제어하여 사용자가 원하는 교류 전원으로 출력하도록 상기 직류 전원을 펄스폭 변조(PWM)하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 교류/직류 변환부는,

다이오드(Diode)를 이용한 정류 회로, 또는 위상제어에 의해 전류의 흐름을 제어하는 싸이리스터(Thyristor) 소자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치.
제1항에 있어서, 상기 직류/교류 변환부는,

상기 직류 전원을 스위칭하여 교류로 역변환하기 위한 스위칭 소자로 구성하며, 상기 마이크로컴퓨터에 의해 상기 스위칭 소자를 출력할 전압 및 주파수에 따라 기 지정된 패턴으로 펄스폭 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 멀티형 공기 조화기의 전원 공급 장치.