KR101466293B1 - Motor controller of air conditioner - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고 삼상 교류 전원을 입력받아 컨버터용 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원으로 변환하며 삼상 브릿지 다이오드 모듈과 교체를 위해 착탈 가능하도록 모듈화된 컨버터와, 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고 직류 전원을 공급받아 인버터용 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기에 공급하는 인버터와, 컨버터의 스위칭 동작을 제어하는 컨버터 마이컴과, 인버터의 스위칭 동작을 제어하는 인버터 마이컴을 포함하는 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것이다. 이에 의하여, 삼상 브릿지 다이오드 모듈과 컨버터 모듈을 선택적으로 착탈할 수 있어, 직류전원 변환을 효율적으로 수행할 수 있게 된다. 또한, 컨버터 모듈을 사용함으로 인하여, 역률 제어, 직류 전압 부스팅 및 하모닉(harmonic) 규제에 대응 가능하게 된다.

Figure R1020070100927

공기조화기, 전동기, 컨버터, 모듈

The present invention relates to a converter having a plurality of converter switching elements and being modularized so as to be detachable for replacement with a three-phase bridge diode module by converting a three-phase AC power source into a DC power source by a switching operation of a switching element for a converter, An inverter which is provided with switching devices for inverter and which is supplied with DC power and converts the AC power into an AC power having a predetermined frequency by a switching operation of an inverter switching device and supplies the AC power to the three- phase motor, a converter microcomputer for controlling the switching operation of the converter, And an inverter microcomputer for controlling the switching operation of the motor. Thus, the three-phase bridge diode module and the converter module can be selectively attached and detached, and the DC power conversion can be performed efficiently. In addition, the use of the converter module makes it possible to cope with power factor control, DC voltage boosting, and harmonic regulation.

Figure R1020070100927

Air conditioner, electric motor, converter, module

Description

공기조화기의 전동기 제어장치{Motor controller of air conditioner}Technical Field [0001] The present invention relates to a motor controller of an air conditioner,

본 발명은 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것으로, 다른 부품과의 교체가 용이하도록 컨버터를 모듈화하며, 컨버터 모듈과 삼상 브릿지 다이오드 모듈의 교체에 의해 공기조화기의 용량에 따라 직류전원 변환이 효율적으로 수행되도록 하며, 나아가 역률 제어, 직류 전압 부스팅 및 하모닉(harmonic) 규제에 대응 가능한 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric motor control device for an air conditioner, in which a converter is modularized so as to be easily replaced with other components, and DC power conversion is efficiently performed according to the capacity of the air conditioner by replacing a converter module and a three- And moreover, to an electric motor control device of an air conditioner capable of coping with power factor control, DC voltage boosting, and harmonic regulation.

공기조화기는 방, 거실, 사무실 또는 영업 점포 등의 공간에 배치되어 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 하는 장치이다.The air conditioner is disposed in a room such as a room, a living room, an office or a business store, and is capable of maintaining a comfortable indoor environment by controlling the temperature, humidity, cleanliness and airflow of the air.

공기조화기는 일반적으로 일체형과 분리형으로 나뉜다. 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만, 일체형은 냉각과 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 설치한 것이고, 분리형은 실내측에는 냉/난방을 수행하는 실내기를 설치하고 실외측에는 방열과 압축 기능을 수행하는 실외기를 설치한 후 서로 분리된 두 기기를 냉매 배관으로 연결시킨 것이다. The air conditioner is generally divided into an integral type and a separated type. The integral type and the separate type are the same as the functional type, but the integral type is formed by integrating the functions of cooling and heat dissipation to form a hole in the wall of the house or by hanging the device on the window. Side, an outdoor unit that performs heat dissipation and compression functions is installed, and the two devices separated from each other are connected by a refrigerant pipe.

한편, 공기조화기에는 압축기 등에 전동기가 사용되며, 이를 구동하기 위한 전동기 제어장치가 사용되고 있다. 종래에는 단상 교류 전원을 이용하여 이를 직류 전원으로 변환하고, 이를 다시 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 전동기 제어장치가 사용되고 있었다.On the other hand, in the air conditioner, a motor is used for a compressor and the like, and a motor control device for driving the motor is used. Conventionally, there has been used an electric motor control device which converts a single-phase AC power source into a DC power source and converts it into an AC power source of a predetermined frequency.

도 1은 종래의 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a conventional motor control apparatus for an air conditioner.

도면을 참조하여 설명하면, 종래의 공기조화기의 전동기 제어장치(100)는 삼상 교류 전원을 리액터(105)를 통해 고조파 성분을 제거하고, 모듈화된 삼상 브릿지 다이오드(110)를 사용하여, 교류 전원을 직류 전원으로 정류하고, 평활 커패시터(C1)에 의해 정류된 전압을 평활한다. 이와 같이 정류 및 평활 된 직류 전원을 공급받아, 인버터(120)는 구비되는 스위칭 소자들 및 각 스위칭 소자에 역병렬로 접속된 다이오드를 이용하여 소정의 주파수를 갖는 삼상 교류 전원으로 변환하고, 이러한 변환된 삼상 교류 전원을 삼상 전동기(150)에 인가한다. 또한, 인버터 출력단의 출력전류(id)를 검출하는 출력전류 검출수단(Z)에 의해 검출된 출력전류(id)에 기초하여 인버터 마이컴(130)은 인버터(120)의 스위칭 소자들을 구동하기 위한 스위칭 제어신호(Sc)를 출력한다.Referring to the drawings, a conventional motor controller 100 of an air conditioner removes harmonic components from a three-phase AC power source through a reactor 105, and uses a modulated three-phase bridge diode 110 to generate AC power Is rectified by a DC power supply, and the voltage rectified by the smoothing capacitor C1 is smoothed. The inverter 120 receives the rectified and smoothed DC power and converts the converted AC power into a three-phase AC power having a predetermined frequency by using the switching elements provided and the diodes connected in anti-parallel to the respective switching elements. Phase AC power to the three-phase electric motor 150. The three- Based on the output current id detected by the output current detection means Z for detecting the output current id of the inverter output stage, the inverter microcomputer 130 performs switching for driving the switching elements of the inverter 120 And outputs the control signal Sc.

통상, 도 1과 같은 전동기 제어장치를 살펴보면, 삼상 교류 전원으로부터 직류 전원 변환시, 삼상 브릿지 다이오드(110)를 사용함으로 인하여 직류 전원 변환시의 부스팅이 수행될 수 없어, 직류 전압의 최대치에 제약이 있게 된다. 또한, 삼상 교류 전원과 삼상 브릿지 다이오드(110) 사이에 리액터(105)를 사용함으로써, 역률 개선 제어가 적절히 수행되지 못하며, 또한 삼상 교류 전원 또는 전동기 제어장치 내에서 발생하는 고조파를 제한하기가 용이하지 않게 된다.Generally, in the motor control apparatus as shown in FIG. 1, since the three-phase bridge diode 110 is used in converting the DC power from the three-phase AC power source, boosting at the time of DC power conversion can not be performed, . Further, by using the reactor 105 between the three-phase AC power supply and the three-phase bridge diode 110, the power factor improving control can not be properly performed and the harmonics generated in the three-phase AC power source or the motor control device can be easily limited .

본 발명의 목적은, 컨버터를 착탈가능한 모듈화하여 다른 부품과의 교체가 용이하도록 하는 공기조화기의 전동기 제어장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an electric motor control device for an air conditioner that makes it possible to replace the converter with other components by modularly attaching and detaching the converter.

본 발명의 다른 목적은, 컨버터 모듈을 삼상 브릿지 다이오드 모듈과의 교체를 통해, 직류전압 크기를 가변가능하도록 하고, 요구되는 공기조화기의 용량에 맞춰 효율적인 직류전압 변환이 수행되도록 하는 공기조화기의 전동기 제어장치를 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an air conditioner in which the converter module can be replaced with a three-phase bridge diode module so that the DC voltage magnitude can be varied and efficient DC voltage conversion is performed in accordance with the required capacity of the air conditioner. And to provide an electric motor control device.

본 발명의 다른 목적은, 역률 제어, 직류 전압 부스팅 및 하모닉(harmonic) 규제에 대응 가능한 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것이다. Another object of the present invention is to provide an electric motor control apparatus of an air conditioner that can cope with power factor control, DC voltage boosting, and harmonic regulation.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 공기조화기의 전동기 제어장치의 내부 이상시 컨버터 마이컴 및 인버터 마이컴 중 어느 하나의 마이컴이 상대 마이컴에 비상 데이터를 인가하여, 컨버터 및 인버터의 동작을 정지하도록 하는 공기조화기의 전동기 제어장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an air conditioner in which any one of a converter microcomputer and an inverter microcomputer is supplied with emergency data to the other microcomputer to stop the operation of the converter and the inverter, And to provide an electric motor control device for a harmonizer.

상술한 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는, 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고 삼상 교류 전원을 입력받아 컨버터용 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원으로 변환하며 삼상 브릿지 다이오드 모듈과 교체를 위해 착탈 가능하도록 모듈화된 컨버터와, 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고 직류 전원을 공급받아 인버터 용 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기에 공급하는 인버터와, 컨버터의 스위칭 동작을 제어하는 컨버터 마이컴과, 인버터의 스위칭 동작을 제어하는 인버터 마이컴을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an electric motor of an air conditioner, including a plurality of switching elements for a converter, And a plurality of switching devices for the inverter. The switching device is supplied with a DC power source and is supplied with an AC power of a predetermined frequency by a switching operation of the switching device for the inverter. To the three-phase motor, a converter microcomputer for controlling the switching operation of the converter, and an inverter microcomputer for controlling the switching operation of the inverter.

상술한 바와 같이 본 발명 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는, 컨버터를 모듈화함으로써, 다른 부품과의 교체가 용이하게 된다.As described above, in the motor control apparatus for an air conditioner according to the embodiment of the present invention, the converter is modularized so that replacement with other components is facilitated.

또한, 컨버터 모듈을 삼상 브릿지 다이오드 모듈과의 교체를 통해, 직류전압 크기가 가변 가능하게 되고, 요구되는 공기조화기의 용량에 맞춰 효율적인 직류전압 변환이 수행된다.In addition, through the replacement of the converter module with the three-phase bridge diode module, the DC voltage magnitude becomes variable, and an efficient DC voltage conversion is performed in accordance with the required capacity of the air conditioner.

또한, 스위칭 소자를 구비하여 삼상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터과, 스위칭 소자를 구비하여 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터와, 컨버터를 제어하는 컨버터 마이컴 및 인버터를 제어하는 인버터 마이컴을 포함함으로써, 역률 제어 및 직류 전압 부스팅이 가능하며, 하모닉(harmonic) 규제에 대응할 수 있게 된다.In addition, it includes a converter that is provided with a switching element to convert the three-phase AC power source into a DC power source, an inverter that includes a switching element to convert the DC power source into an AC power source, a converter microcomputer that controls the converter, and an inverter microcomputer that controls the inverter , Power factor control and DC voltage boosting are possible, and it is possible to cope with harmonic regulation.

또한, 전동기 제어장치 내의 이상동작시, 컨버터 마이컴과 인버터 마이컴이 서로 통신하여 컨버터의 동작 및 인버터의 동작을 정지하도록 하는 비상 데이터를 공유함으로써, 회로 소자를 보호할 수 있게 된다. In addition, in the abnormal operation in the electric motor control device, it is possible to protect the circuit element by sharing the emergency data in which the converter micom and the inverter micom communicate with each other to stop the operation of the converter and the operation of the inverter.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명과 관련된 공기조화기의 개략도이다.2 is a schematic view of an air conditioner related to the present invention.

도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(I)와 실외기(O)로 구분된다. Referring to the drawings, the air conditioner 50 is largely divided into an indoor unit (I) and an outdoor unit (O).

실외기(O)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(2)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(2b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(4)와, 실외 열교환기(5)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(5a)과 실외팬(5a)을 회전시키는 전동기(5b)로 이루어진 실외 송풍기(5)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(6)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(10)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(3) 등을 포함한다. The outdoor unit (O) includes a compressor (2) serving to compress refrigerant, a compressor (2b) for driving the compressor, an outdoor heat exchanger (4) serving to dissipate the compressed refrigerant, An outdoor fan 5 disposed at one side of the heat exchanger 5 and composed of an outdoor fan 5a for accelerating the heat radiation of the refrigerant and an electric motor 5b for rotating the outdoor fan 5a and an outdoor air blower 5 for expanding the condensed refrigerant An accumulator 3 for temporarily storing the gasified refrigerant to remove moisture and foreign substances, and then supplying a refrigerant of a certain pressure to the compressor, a compressor 6 for compressing the refrigerant, a cooling / heating switching valve 10 for changing the flow path of the compressed refrigerant, And the like.

실내기(I)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(8)와, 실내측 열교환기(8)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(9a)과 실내팬(9a)을 회전시키는 전동기(9b)로 이루어진 실내 송풍기(9) 등을 포함한다. The indoor unit I includes an indoor heat exchanger 8 disposed inside the room and performing a cooling / heating function, an indoor fan 9a disposed at one side of the indoor heat exchanger 8 for promoting heat radiation of the refrigerant, And an indoor air blower 9 composed of an electric motor 9b for rotating the fan 9a.

실내측 열교환기(8)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(2)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one indoor heat exchanger 8 may be installed. At least one of an inverter compressor and a constant speed compressor can be used as the compressor (2).

또한, 상기 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the air conditioner 50 may be constituted by a cooler for cooling the room, or a heat pump for cooling or heating the room.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치에서의 전동기는 도면에서 도시한, 실외팬, 압축기 또는 실내 팬을 동작시키기 각 전동기(2b,5b,9b)일 수 있다. The electric motor in the electric motor control apparatus of the air conditioner according to the embodiment of the present invention may be an electric motor 2b, 5b or 9b for operating an outdoor fan, a compressor or an indoor fan as shown in the figure.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an electric motor control apparatus of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는, 리액터(205), 컨버터 모듈(210), 평활 커패시터(C11), 인버터(220), 컨버터 마이컴(240), 인버터 마이컴(230) 등을 포함한다. 또한, 삼상 브릿지 다이오드 모듈(215), 입력전류 검출 수단(A), 입력전압 검출 수단(B), dc 단 전압 검출 수단(D), dc단 전류 검출 수단(C), 출력 전류 검출 수단(E) 등을 더 포함할 수 있다. The apparatus 200 for controlling an electric motor of an air conditioner according to an embodiment of the present invention includes a reactor 205, a converter module 210, a smoothing capacitor C11, an inverter 220, A microcomputer 240, an inverter microcomputer 230, and the like. The three-phase bridge diode module 215, the input current detection means A, the input voltage detection means B, the dc short voltage detection means D, the dc short current detection means C, the output current detection means E ), And the like.

리액터(205)는 삼상 교류 전원을 승압하여 컨버터 모듈(210)에 공급한다. 구체적으로 설명하면, 컨버터 모듈(210) 내에 구비되는 복수개의 컨버터용 스위치의 온/오프 동작에 의해, 리액터(205)에는 교류 전원이 저장되었다가 컨버터 모듈(210)에 공급함으로써, 승압동작을 수행한다. 한편, 리액터(205)는 교류 전원의 역률 보정을 위해 사용되며, 삼상 교류 전원과 컨버터 모듈(210) 사이의 고조파를 제거하여, 계통 또는 컨버터 소자를 보호하는 역할을 한다.The reactor 205 boosts the three-phase AC power source and supplies it to the converter module 210. Specifically, AC power is stored in the reactor 205 by the on / off operation of a plurality of converter switches provided in the converter module 210, and the AC power is supplied to the converter module 210 to perform a boost operation do. On the other hand, the reactor 205 is used for power factor correction of the AC power source, and serves to protect harmonics between the three-phase AC power source and the converter module 210 to protect the system or the converter elements.

컨버터 모듈(210)은 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 리액터(205)를 거친 삼상 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 구체적으로 설명하면, 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자 및 하암 스위칭 소자가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결된다. 각 스위칭 소자에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. 컨버터 마이컴(240)으로부터의 스위칭 제어 신호(Scc)가 각 스위칭 소자의 게이트 단자에 입력되면, 각 스위 칭 소자는 스위칭 동작을 수행한다. 이에 의해 역률이 제어되며, 또한 삼상 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 출력된다. The converter module 210 includes a plurality of converter switching elements, and converts the three-phase AC power supplied through the reactor 205 to DC power by on / off operation of the switching elements. Specifically, the upper and lower arm switching elements connected in series to each other are paired, and a total of three pairs of upper and lower arm switching elements are connected in parallel with each other. Diodes are connected in anti-parallel to each switching element. When the switching control signal Scc from the converter microcomputer 240 is inputted to the gate terminal of each switching element, each switching element performs a switching operation. As a result, the power factor is controlled, and the three-phase AC power is converted into DC power and output.

컨버터 모듈(210)은 다른 모듈과의 교체를 위해 공기조화기의 전동기 제어장치 내에서 모듈화된다. 모듈화된 컨버터 모듈(210)은 공기조화기의 전동기 제어장치가 실장되는 인쇄회로기판(PCB) 등에 부착된다. 컨버터(210)를 모듈화하여, 인쇄회로 기판(PCB) 등에 부착함으로써, 컨버터(210) 내의 스위칭 소자의 소손 등이 발생한 경우, 손쉬운 교체 및 수리 가능하게 된다. 한편, 컨버터 모듈과 교체되는 다른 모듈은, 다른 컨버터 모듈 외에, 삼상 다이오드 브릿지 모듈(215)로 교체하는 것이 가능하다.Converter module 210 is modularized in the motor control of the air conditioner for replacement with other modules. The modularized converter module 210 is attached to a printed circuit board (PCB) on which the motor control device of the air conditioner is mounted. When the converter 210 is modularized and attached to a printed circuit board (PCB) or the like, if the switching element in the converter 210 is burned or the like, an easy replacement and repair becomes possible. On the other hand, the other module to be replaced with the converter module can be replaced with the three-phase diode bridge module 215 in addition to other converter modules.

삼상 브릿지 다이오드 모듈(215)은 삼상 브릿지 형태로 접속되는 복수의 다이오드가 모듈화한 것이다. 서로 직렬연결되는 상암 다이오드와 하암 다이오드가 한 쌍이되며, 총 세 쌍의 상,하암 다이오드가 서로 병렬 연결된다. 컨버터 모듈(210) 대신에 삼상 브릿지 다이오드 모듈(215)이 사용되는 경우, 삼상 교류 전원이 삼상 브릿지 다이오드 모듈에서 정류되어 직류 전원으로 출력된다.The three-phase bridge diode module 215 is a module in which a plurality of diodes connected in a three-phase bridge form are modularized. A pair of serially connected sands and diodes are connected in series, and three pairs of phase and bottom amps are connected in parallel. When the three-phase bridge diode module 215 is used instead of the converter module 210, the three-phase AC power is rectified in the three-phase bridge diode module and output to the DC power source.

삼상 브릿지 다이오드 모듈(215)은 스위칭 소자를 구비하지 않으므로, 리액터(205)와 연계하여 삼상 교류 전원을 승압을 할 수 없으므로, 공기조화기의 용량이 상대적으로 작은 경우, 즉 직류 전압의 크기가 상대적으로 작아야 하는 경우에 사용될 수 있다. 이에 반해, 컨버터 모듈(210)은 스위칭 소자를 구비하므로, 리액터(205)와 연계하여 삼상 교류 전원을 승압하면서 직류전원으로 변환하므로, 공기조화기의 용량이 상대적으로 큰 경우, 즉 직류전압의 크기가 상대적으로 커야하는 경우에 사용될 수 있다. 한편, 직류전압의 클수록 전동기(250)의 고속구동에 적합하게 된다. 이와 같이, 삼상 브릿지 다이오드(215)와 컨버터(210)를 모두 착탈 가능한 모듈로 구성하면, 인쇄회로기판(PCB) 상에서 손쉬운 교체가 가능하며, 따라서 공기조화기의 용량에 따라 필요한 직류전압을 선택할 수 있게 되어, 직류 전압 변환을 효율적으로 수행할 수 있게 된다.Since the three-phase bridge diode module 215 does not have a switching element, the three-phase AC power supply can not be stepped up in conjunction with the reactor 205. Therefore, when the capacity of the air conditioner is relatively small, In the case where it is required to be small. On the contrary, since the converter module 210 includes the switching device, the three-phase AC power is converted into the DC power while the three-phase AC power is boosted in conjunction with the reactor 205. Therefore, when the capacity of the air conditioner is relatively large, Lt; RTI ID = 0.0 > relatively large < / RTI > On the other hand, the larger the DC voltage is, the more suitable for high-speed driving of the electric motor 250. Thus, if the three-phase bridge diode 215 and the converter 210 are both detachable modules, it is possible to easily replace the three-phase bridge diode 215 and the converter 210 on the printed circuit board (PCB). Therefore, So that DC voltage conversion can be efficiently performed.

평활 커패시터(C11)는 컨버터의 출력단에 접속된다. 컨버터 모듈(210) 또는 삼상 브릿지 다이오드 모듈(215)로부터 출력되는 변환된 직류 전원을 평활하게 된다. 이하에서는 컨버터 모듈(210) 또는 삼상 브릿지 다이오드 모듈(215)의 출력단을 dc 단 또는 dc 링크단이라고 한다. dc 단에 평활된 직류 전압은 인버터(220)에 인가된다.The smoothing capacitor C11 is connected to the output terminal of the converter. The converted DC power output from the converter module 210 or the three-phase bridge diode module 215 is smoothed. Hereinafter, the output terminals of the converter module 210 or the three-phase bridge diode module 215 are referred to as a dc stage or a dc link stage. A smoothed DC voltage on the dc stage is applied to the inverter 220.

인버터(220)는 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 구체적으로 설명하면, 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자 및 하암 스위칭 소자가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결된다. 각 스위칭 소자에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. 인버터 마이컴(230)으로부터의 스위칭 제어 신호(Sic)가 각 스위칭 소자의 게이트 단자에 입력되면, 각 스위칭 소자는 스위칭 동작을 수행한다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 출력되게 된다.The inverter 220 includes a plurality of switching elements for inverter, and converts the smoothed DC power to a three-phase AC power having a predetermined frequency by on / off operation of the switching element and outputs the same. Specifically, the upper and lower arm switching elements connected in series to each other are paired, and a total of three pairs of upper and lower arm switching elements are connected in parallel with each other. Diodes are connected in anti-parallel to each switching element. When the switching control signal Sic from the inverter microcomputer 230 is inputted to the gate terminal of each switching element, each switching element performs a switching operation. Thus, three-phase AC power having a predetermined frequency is output.

인버터(220)에서 출력되는 삼상 교류 전원은 삼상 전동기(250)의 각 상에 인가된다. 여기서 삼상 전동기(250)는 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 삼상 전동기(250)의 종류로는 BLDC 전동기, synRM 전동기 등 다양한 형태가 가능하다. 한편, 삼상 전동기(250)의 기능별로 분류하면, 공기조화기의 압축기에 사용되는 압축기용 전동기(2b)일 수 있으며, 팬을 구동하기 위한 팬용 전동기(5b,9b) 일수도 있다.The three-phase AC power outputted from the inverter 220 is applied to each phase of the three-phase motor 250. Here, the three-phase motor 250 has a stator and a rotor, and each phase alternating current power of a predetermined frequency is applied to a coil of each stator so that the rotor rotates. The three-phase motor 250 may be of various types such as a BLDC motor and a synRM motor. The three-phase motor 250 may be classified into a compressor-use electric motor 2b used in a compressor of an air conditioner and a fan-use electric motor 5b or 9b for driving a fan.

한편, 컨버터 마이컴(240)은, 컨버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터용 스위칭 제어신호(Scc)를 컨버터(210)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Scc)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 dc 단 전압을 기초로 생성되어 컨버터(210)에 출력된다. On the other hand, the converter microcomputer 240 outputs the converter switching control signal Scc to the converter 210 to control the switching operation of the converter. The switching control signal Scc is generated as a switching control signal for PWM based on the detected dc step voltage and outputted to the converter 210. [

한편, 인버터 마이컴(230)은, 인버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터용 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(220)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 출력 전류를 기초로 생성되어 인버터(230)에 출력된다.On the other hand, the inverter microcomputer 230 outputs the inverter switching control signal Sic to the inverter 220 in order to control the switching operation of the inverter. The switching control signal Sic is generated as a switching control signal for PWM based on the detected output current and is output to the inverter 230. [

본 발명의 실시예와 같이, 삼상 교류 전원을 이용하여, 컨버터와 인버터를 동작시키는 공기조화기의 전동기 제어장치에 따르면, 컨버터용 스위칭 소자를 구비하는 컨버터(210)와 리액터(205)가 서로 연계하여, 교류 전원 승압, 역률 제어 및 고조파 제한 등을 수행하게 된다. 한편, 컨버터(210)의 동작을 위해, 본 발명의 일실시예에서는 컨버터(210)를 제어하기 위한 컨버터 마이컴(240)을 별도로 마련한다.According to the motor control apparatus of the air conditioner for operating the converter and the inverter using the three-phase AC power source as in the embodiment of the present invention, the converter 210 having the converter switching element and the reactor 205 are connected to each other Thereby performing AC power supply boosting, power factor control, harmonic limitation, and the like. Meanwhile, in order to operate the converter 210, a converter microcomputer 240 for controlling the converter 210 is separately provided in an embodiment of the present invention.

또한, 컨버터 마이컴(240)은, 컨버터단의 동작 이상 검출시 인버터 마이 컴(230)으로 비상 데이터(id)를 송신한다. 이에 의해 컨버터 마이컴(240)과 인버터 마이컴(230)은 비상 데이터(Emergency data;Ed)를 공유한다. 컨버터단은, 컨버터(210)는 물론, 삼상 교류 전원부터 컨버터(210) 출력단인 dc 링크단까지로 정의할 수 있다. The converter microcomputer 240 also transmits the emergency data id to the inverter microcomputer 230 when an abnormality of the converter stage is detected. Accordingly, the converter microcomputer 240 and the inverter microcomputer 230 share emergency data (Ed). The converter stage can be defined not only by the converter 210 but also from the three-phase AC power source to the dc link stage which is the output stage of the converter 210. [

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는, 컨버터단의 동작 이상 검출을 위해, 삼상 교류 전원으로부터의 입력 전류(ii)를 검출하는 입력전류 검출수단(A)을 포함한다. 입력전류 검출수단(A)은 삼상 교류 전원과 리액터(205) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, 전류 센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 한편, 삼상 교류 전원 중 2상의 입력 전류(ii)를 검출하는 것이 가능하다. 삼상 평형을 고려하면, 2상의 전류를 검출한 후, 나머지 한 상의 전류는 예측할 수 있다.The apparatus for controlling an electric motor 200 of an air conditioner according to an embodiment of the present invention includes input current detecting means A for detecting an input current i i from a three- . The input current detecting means A may be located between the three-phase AC power source and the reactor 205, and a current sensor, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for current detection. On the other hand, it is possible to detect the two-phase input current (i i ) of the three-phase AC power source. Considering the three-phase equilibrium, after detecting the current of two phases, the current of the other phase can be predicted.

입력전류 검출수단(A)은 순시적으로 입력전류(ii)를 검출할 수 있으며, 검출된 입력전류(ii)는 컨버터 마이컴(240)에 인가된다. 컨버터 마이컴은(240) 검출된 입력전류(ii)와 미리 결정된 기준치와 비교를 하여, 검출된 입력전류(ii)가 과전류이거나, 저전류로 판단되면, 비상 데이터(Ed)를 생성하고, 이를 인버터 마이컴(230)에 송신한다. 이러한 비상 데이터(Ed)에 의해, 컨버터 마이컴(240)과 인버터 마이컴(230)은 각 스위칭 제어 신호(Scc,Sic)의 출력을 중지하고, 이에 의해 컨버터(210)와 인버터(220)는 그 동작을 정지하게 된다. 이와 같이, 컨버터단의 동작 이상을 인버터 마이컴(230)에 바로 전달함으로써, 공기조화기의 전동기 제어장치(200) 전체의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.Input current detection means (A) is the instantaneous, and can detect the input current (i i), the detected input current (i i) is applied to the converter microcomputer (240). The converter microcomputer 240 compares the detected input current i i with a predetermined reference value to generate the emergency data Ed if the detected input current i i is determined to be an overcurrent or a low current, And transmits it to the inverter microcomputer 230. The converter microcomputer 240 and the inverter microcomputer 230 stop the output of the respective switching control signals Scc and Sic by the emergency data Ed so that the converter 210 and the inverter 220 operate . As described above, it is possible to protect the circuit elements of the entire motor control device 200 of the air conditioner by directly transmitting the operation abnormality of the converter stage to the inverter microcomputer 230.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는 삼상 교류 전원으로부터의 입력전압(vi)을 검출하는 입력전압 검출 수단(B)을 포함한다. 입력전압 검출수단(B)은 삼상 교류 전원과 리액터(205) 사이에 위치할 수 있으며, 전압 검출을 위해, 저항 등이 사용될 수 있다. 한편, 삼상 교류 전원 중 2상의 입력 전압(vi)을 검출하는 것이 가능하다. 삼상 평형을 고려하면, 2상의 전압을 검출한 후, 나머지 한 상의 전압은 예측할 수 있다.Further, the motor control apparatus 200 of the air conditioner according to the embodiment of the present invention includes input voltage detecting means B for detecting an input voltage v i from a three-phase AC power source. The input voltage detecting means B may be located between the three-phase AC power source and the reactor 205, and a resistor or the like may be used for voltage detection. On the other hand, it is possible to detect the input voltage (v i ) of two phases among the three-phase AC power. Considering the three-phase equilibrium, after detecting the voltage of two phases, the voltage of the remaining one phase can be predicted.

입력전압 검출수단(B)은 순시적으로 입력전압(vi)을 검출할 수 있으며, 검출된 입력전압(vi)은 컨버터 마이컴(240)에 인가된다. 컨버터 마이컴(240)은 검출된 입력전압(vi)과 미리 결정된 기준치와 비교를 하여, 검출된 입력전압(vi)이 과전압이거나, 저전압으로 판단되면, 비상 데이터(Ed)를 생성하고, 이를 인버터 마이컴(230)에 송신한다. 이러한 비상 데이터(230)에 의해, 컨버터 마이컴(240)과 인버터 마이컴(230)은 각 스위칭 제어 신호(Scc,Sic)의 출력을 중지하고, 이에 의해 컨버터(220)와 인버터(230)는 그 동작을 정지하게 된다. 이와 같이, 컨버터단의 동작 이상을 인버터 마이컴(230)에 바로 전달함으로써, 전동기 제어장치(200) 전체의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.Input voltage detection means (B) are able to detect the instantaneous input voltage (v i), the detected input voltage (v i) is applied to the converter microcomputer (240). The converter microcomputer 240 compares the detected input voltage v i with a predetermined reference value and generates the emergency data Ed if the detected input voltage v i is determined to be an overvoltage or a low voltage, To the inverter microcomputer (230). The converter microcomputer 240 and the inverter microcomputer 230 stop outputting the respective switching control signals Scc and Sic by the emergency data 230 so that the converter 220 and the inverter 230 can perform the operation . In this way, by transmitting the operation abnormality of the converter stage directly to the inverter microcomputer 230, the circuit elements of the entire motor control device 200 can be protected.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는 dc단 전압(Vdc)을 검출하는 dc단 전압 검출 수단(D)을 포함한다. dc단 전압 검출수단(D)으로 dc 단의 양단 사이에 저항 등이 사용될 수 있다. Also, the motor controller 200 of the air conditioner according to the embodiment of the present invention includes the dc short-circuit voltage detecting means D for detecting the dc short-circuit voltage Vdc. a resistor or the like may be used between both ends of the dc stage by the dc stage voltage detection means (D).

dc단 전압 검출수단(D)은 평균적으로 dc단 전압(Vdc)을 검출할 수 있으며, 검출된 dc단 전압(Vdc)은 컨버터 마이컴(240)에 인가될 수 있다. 컨버터 마이컴(240)은 검출된 dc단 전압(Vdc)과 미리 결정된 기준치와 비교를 하여, 검출된 dc단 전압(Vdc)이 과전압이거나, 저전압으로 판단되면, 비상 데이터(Ed)를 생성하고, 이를 인버터 마이컴(230)에 송신한다. 이러한 비상 데이터(Ed)에 의해, 컨버터 마이컴(240)과 인버터 마이컴(230)은 각 스위칭 제어 신호(Scc,Sic)의 출력을 중지하고, 이에 의해 컨버터(210)와 인버터(220)는 그 동작을 정지하게 된다. 이와 같이, 컨버터단의 동작 이상을 인버터 마이컴(230)에 바로 전달함으로써, 전동기 제어장치(200) 전체의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.The dc short voltage detection means D can detect the dc short voltage Vdc on average and the detected dc short voltage Vdc can be applied to the converter microcomputer 240. The converter microcomputer 240 compares the detected dc terminal voltage Vdc with a predetermined reference value and generates the emergency data Ed if the detected dc terminal voltage Vdc is determined to be an overvoltage or a low voltage, To the inverter microcomputer (230). The converter microcomputer 240 and the inverter microcomputer 230 stop the output of the respective switching control signals Scc and Sic by the emergency data Ed so that the converter 210 and the inverter 220 operate . In this way, by transmitting the operation abnormality of the converter stage directly to the inverter microcomputer 230, the circuit elements of the entire motor control device 200 can be protected.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는 dc 단 전류(Idc)를 검출하는 dc 단 전류 검출 수단(C)을 포함한다. dc 단을 제1 모선과 제2 모선 사이로 정의할 때, dc 단 전류 검출수단(C)은 제2 모선에 위치할 수 있으며, 전류검출을 위해, 전류센서, CT(current transformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. In addition, the motor control device 200 of the air conditioner according to the embodiment of the present invention includes the dc-stage current detection means C for detecting the dc-stage current Idc. The dc stage current detection means C may be located on the second bus line when the dc stage is defined between the first bus line and the second bus line and the current sensor, current transformer (CT), shunt resistor, etc. Can be used.

검출된 dc단 전류(Idc)는 직류전류로서, 컨버터 마이컴(240)에 인가될 수 있다. 컨버터 마이컴(240)은 검출된 dc단 전류(Idc)와 미리 결정된 기준치와 비교를 하여, 검출된 dc단 전류가 과전류이거나, 저전류로 판단되면, 비상 데이터(Ed)를 생성하고, 이를 인버터 마이컴(230)에 송신한다. 이러한 비상 데이터(Ed)에 의해, 컨버터 마이컴(240)과 인버터 마이컴(230)은 각 스위칭 제어 신호(Scc,Sic)의 출력을 중지하고, 이에 의해 컨버터(210)와 인버터(220)는 그 동작을 정지하게 된다. 이와 같이, 컨버터단의 동작 이상을 인버터 마이컴(230)에 바로 전달함으로써, 전동기 제어장치(200) 전체의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.The detected dc step current Idc can be applied to the converter microcomputer 240 as a DC current. The converter microcomputer 240 compares the detected dc step current Idc with a predetermined reference value and generates the emergency data Ed if the detected dc step current is determined to be an overcurrent or a low current, (230). The converter microcomputer 240 and the inverter microcomputer 230 stop the output of the respective switching control signals Scc and Sic by the emergency data Ed so that the converter 210 and the inverter 220 operate . In this way, by transmitting the operation abnormality of the converter stage directly to the inverter microcomputer 230, the circuit elements of the entire motor control device 200 can be protected.

한편, 인버터 마이컴(230)은, 인버터단의 동작 이상 검출시 컨버터 마이컴(240)으로 비상 데이터(Ed)를 송신한다. 이에 의해 컨버터 마이컴(240)과 인버터 마이컴(230)은 비상 데이터(Ed)를 공유한다. 인버터 단은, 인버터(220)는 물론, 인버터(220)로부터 전동기(250)까지로 정의할 수 있다. On the other hand, the inverter microcomputer 230 transmits the emergency data Ed to the converter microcomputer 240 upon detection of an operation failure of the inverter stage. Thus, the converter microcomputer 240 and the inverter microcomputer 230 share the emergency data Ed. The inverter stage can be defined not only from the inverter 220 but also from the inverter 220 to the electric motor 250.

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는, 인버터단의 동작 이상 검출을 위해, 인버터 출력단의 출력전류(io) 즉, 전동기에 인가되는 전류를 검출하는 출력전류 검출수단(E 또는 F)을 포함한다. 출력전류 검출수단(E)은 인버터(220)와 전동기(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 또한 출력 전류 검출 수단(F)은 전동기(250) 내부에 위치하는 전류 센서일 수도 있다. 또한, 출력전류 검출수단(E)은 상기 인버터의 3개의 하암 스위칭 소자에 일단이 각각 접속되는 션트 저항일 수 있다. 한편, 삼상 교류 전원 중 2상의 출력 전류를 검출하는 것이 가능하다. 삼상 평형을 고려하면, 2상의 전류를 검출한 후, 나머지 한 상의 전류는 얘측할 수 있다.The apparatus for controlling an electric motor 200 of an air conditioner according to an embodiment of the present invention detects an output current (i o ) of an inverter output stage, that is, an output current detection Means (E or F). The output current detecting means E may be located between the inverter 220 and the motor 250. A current sensor, a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for detecting the current. The output current detection means F may be a current sensor located inside the electric motor 250. [ Further, the output current detecting means E may be a shunt resistor having one end connected to the three lower arm switching elements of the inverter, respectively. On the other hand, it is possible to detect the output currents of two phases among the three-phase AC power. Considering the three-phase equilibrium, after detecting the currents of the two phases, the current of the remaining one phase can be considered.

출력전류 검출수단(E 또는 F)은 순시적으로 출력전류(io)를 검출할 수 있으 며, 검출된 출력전류(io)는 인버터 마이컴(230)에 인가될 수 있다. 인버터 마이컴(230)은 검출된 출력전류(io)와 미리 결정된 기준치와 비교를 하여, 검출된 출력전류(io)가 과전류이거나, 저전류로 판단되면, 비상 데이터(Ed)를 생성하고, 이를 컨버터 마이컴(240)에 송신한다. 이러한 비상 데이터(Ed)에 의해, 컨버터 마이컴(240)과 인버터 마이컴(230)은 각 스위칭 제어 신호(Scc,Sic)의 출력을 중지하고, 이에 의해 컨버터(210)와 인버터(220)는 그 동작을 정지하게 된다. 이와 같이, 인버터단의 동작 이상을 컨버터 마이컴(240)에 바로 전달함으로써, 전동기 제어장치(200) 전체의 회로 소자를 보호할 수 있게 된다.Output current detection means (E or F) is said to be able to detect the instantaneous output current (i o), the detected output current (i o) may be applied to the inverter microcomputer (230). The inverter microcomputer 230 compares the detected output current i o with a predetermined reference value and generates the emergency data Ed if the detected output current i o is determined to be an overcurrent or a low current, And transmits it to the converter microcomputer 240. The converter microcomputer 240 and the inverter microcomputer 230 stop the output of the respective switching control signals Scc and Sic by the emergency data Ed so that the converter 210 and the inverter 220 operate . As described above, since the operation abnormality of the inverter stage is directly transferred to the converter microcomputer 240, the circuit elements of the entire motor control device 200 can be protected.

도 4는 컨버터 마이컴 내부의 간략 블록도이다.4 is a simplified block diagram of the converter microcomputer.

도면을 참조하여 설명하면, 컨버터 마이컴(240)은, 검출된 dc 단 전압(Vdc)과 dc 전압 지령치(V*dc)에 기초하여 d, q축 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성하는 전류 지령 생성부(410)와, d, q축 전류 지령치(i* d,i* q)와 검출되는 입력 전류(ii)에 기초하여 d,q 축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성하는 전압 지령 생성부(420)와, d, q축 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여 컨버터용 스위칭 소자를 구동하도록 스위칭 제어 신호(Scc)를 출력하는 스위칭 제어신호 출력부(430)를 포함한다.The converter microcomputer 240 calculates d and q axis current instruction values (i * d and i * q ) based on the detected dc voltage Vdc and the dc voltage instruction value V * and the current command generation unit 410 for generating, d, q-axis current instruction value on the basis of (i * d, i * q ) and the detected input current (i i) is d, q-axis voltage command value (v * d, v * and q) a voltage command generating section 420 for generating a, d, q-axis voltage command value (v * d, v * q) and switching and outputting the switching control signal (Scc) to drive the switching elements for converter based on the And a control signal output unit 430.

한편, 전류 지령 생성부(410)는, 검출된 dc 단 전압(Vdc)과 dc 전압 지령 치(V*dc)에 기초하여 d, q축 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성하는 PI 제어기(미도시) 및 d,q축 전류 지령치(i* d,i* q)가 각각 소정치를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 d,q축 전류 지령 제한부(415)를 포함할 수 있다.On the other hand, the current command generation section 410 generates the d, q-axis current command value (i * d , i * q ) based on the detected dc terminal voltage Vdc and the dc voltage command value V * Q-axis current command restricting section 415 that limits the level so that the PI controller (not shown) and the d-axis current command value (i * d , i * q ) have.

한편, 전압 지령 생성부(420)는, d, q축 전류 지령치(i* d,i* q)와 검출되는 입력 전류(ii)에 기초하여 d,q 축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성하는 PI 제어기(미도시) 및 d,q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 각각 소정치를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 d,q축 전압 지령 제한부(미도시)를 포함할 수 있다.On the other hand, the voltage command generation section 420, d, q-axis current instruction value on the basis of (i * d, i * q) and the detected input current (i i) is d, q-axis voltage command value (v * d, v * q) PI controller (not shown) and the d, q-axis voltage command value (v to generate a * d, v * q) is d, q-axis voltage command limit, which restricts the level so as not to each greater than a predetermined value unit ( Not shown).

한편, 컨버터 마이컴(240)은, 검출되는 입력전류(ii), dc 단 전류(idc), 입력 전압(vi) 및 dc 단 전압(vdc) 각각을 입력받아 각각의 기준치와 비교하여 이상 유무를 판단하고 이상판단시 비상 데이터(Ed)를 출력하는 이상 유무 결정부(440)를 더 포함한다. 이 비상 데이터(Ed)는 컨버터 마이컴(240) 내부의 스위칭 제어신호 출력부(430) 및 인버터 마이컴(230) 내부의 스위칭 제어신호 출력부(도 5의 530)에 각각 입력된다. 비상 데이터(Ed)에 의해 각 마이컴 내부의 스위칭 제어신호 출력부(430,530)는 더 이상 스위칭 제어신호(Scc,Sic)를 출력하지 않게 되며, 결국 컨버터(210) 및 인버터(220)는 그 동작을 정지하게 된다.Meanwhile, the converter microcomputer 240 receives the input current i i , the dc step current i dc , the input voltage v i , and the dc step voltage v dc and compares them with the respective reference values And an abnormality determination unit 440 for determining whether there is an abnormality or not and outputting the emergency data Ed when an abnormality is determined. The emergency data Ed are input to the switching control signal output unit 430 in the converter microcomputer 240 and the switching control signal output unit 530 in the inverter microcomputer 230, respectively. The switching control signal output units 430 and 530 in each microcomputer no longer output the switching control signals Scc and Sic due to the emergency data Ed and the converter 210 and the inverter 220 Stop.

도 5는 인버터 마이컴 내부의 간략 블록도이다.5 is a simplified block diagram of the inverter microcomputer.

도면을 참조하여 설명하면, 인버터 마이컴(230)은 검출된 출력전류(io)에 기초하여 전동기의 회전자 속도(v)를 추정하는 속도 추정부(505)와, 추정 속도(v)와 지령 속도(v*)에 기초하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성하는 전류 지령 생성부(510)와, 전류 지령치(i* d,i* q)와 검출 전류(io)에 기초하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성하는 전압 지령 생성부(520)와, 생성된 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여 인버터용 스위칭 소자에 스위칭 제어 신호(Sic)를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부(530)를 포함한다.The inverter microcomputer 230 includes a speed estimator 505 for estimating the rotor speed v of the electric motor based on the detected output current io, based on a (v *) the current command value (i * d, i * q) command current generating unit 510, and a current command value (i * d, i * q) and the detected current (i o) for generating on the basis of the voltage command values (v * d, v * q), voltage command generation unit 520, and the generated voltage command value for generating a (v * d, v * q) switching control signal to the switching element for the inverter on the basis of (Sic And a switching control signal output unit 530 for outputting the switching control signal.

한편, 인버터 마이컴(230)은, 검출되는 출력전류(io)를 입력받아 기준치와 비교하여 이상 유무를 판단하고 이상 판단시 비상 데이터(Ed)를 출력하는 이상 유무 결정부(540)를 더 포함한다. 이 비상 데이터(Ed)는 인버터 마이컴(230) 내부의 스위칭 제어신호 출력부(530) 및 컨버터 마이컴(240) 내부의 스위칭 제어신호 출력부(도 4의 430)에 각각 입력된다. 비상 데이터(Ed)에 의해 각 마이컴 내부의 스위칭 제어신호 출력부(430,530)는 더 이상 스위칭 제어신호(Scc,Sic)를 출력하지 않게 되며, 결국 컨버터(210) 및 인버터(220)는 그 동작을 정지하게 된다.On the other hand, the inverter microcomputer 230, detects the output current (i o) an input for carrying out the determining abnormality by comparing with the reference value, and determining at least further includes an emergency data (Ed) abnormality determination unit 540 for outputting which is do. The emergency data Ed is input to the switching control signal output unit 530 in the inverter microcomputer 230 and the switching control signal output unit 430 in FIG. 4 of the converter microcomputer 240. The switching control signal output units 430 and 530 in each microcomputer no longer output the switching control signals Scc and Sic due to the emergency data Ed and the converter 210 and the inverter 220 Stop.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram showing an electric motor controller of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 도 3의 공기조화기의 전동기 제어장치(200)와 동일하게 도 6의 공기조화기의 전동기 제어장치(600)는, 다른 모듈과의 교체를 위해 착탈가능한 컨버터 모듈(610), 인버터(620),컨버터 마이컴(640), 인버터 마이컴(630)을 포함한다. 또한, 삼상 브릿지 다이오드 모듈(215), 입력전류 검출 수단(A), 입력전압 검출 수단(B), dc 단 전압 검출 수단(D), dc단 전류 검출 수단(C), 출력 전류 검출 수단(E) 등을 더 포함할 수 있다. 3, the motor controller 600 of the air conditioner of FIG. 6 includes a detachable converter module 610 for replacement with other modules, An inverter 620, a converter microcomputer 640, and an inverter microcomputer 630. The three-phase bridge diode module 215, the input current detection means A, the input voltage detection means B, the dc short voltage detection means D, the dc short current detection means C, the output current detection means E ), And the like.

다만, 도 3의 리액터(205) 대신에, 삼상 교류 전원과 컨버터(610) 사이에, 고조파 전류 제거를 위한 커몬 모드 LCL 필터(605)가 배치된다. LCL 필터(605)는 삼상 교류 전원의 각 상에 접속되는 제1 인덕터들(La,Lb,Lc), 컨버터(610)에 접속되는 제2 인덕터들(Laa,Lbb,Lcc), 및 일단이 제1 인덕터와 제2 인덕터 사이에 접속되고 타단은 공통 접점(N)에 접속되는 커패시터들(Ca,Cb,Cc)을 포함한다. 커패시터들(Ca,Cb,Cc)은 서로 병렬로 연결된다. 이와 같은 구조에 의하면, 고조파는 커패시터(Ca,Cb,Cc)에 저장되게 되어, 고조파 전류가 계통 또는 컨버터(610)로 인가되지 않게 되며, 저주파는 제1 인덕터들 및 제2 인덕터들을 통해, 컨버터로 원활하게 전달된다. 제2 인덕터들(Laa,Lbb,Lcc)에 교류 전원이 승압되어 dc 단 전압이 부스팅되게 된다. However, a common mode LCL filter 605 for removing harmonic current is disposed between the three-phase AC power source and the converter 610 instead of the reactor 205 shown in Fig. The LCL filter 605 includes first inductors La, Lb and Lc connected to each phase of the three-phase AC power source, second inductors Laa, Lbb and Lcc connected to the converter 610, The capacitors Ca, Cb, and Cc are connected between the first inductor and the second inductor, and the other end is connected to the common node N. The capacitors Ca, Cb, and Cc are connected in parallel with each other. With this structure, the harmonics are stored in the capacitors Ca, Cb, and Cc, so that the harmonic current is not applied to the system or converter 610, and the low frequency is transmitted through the first inductors and the second inductors, . The AC power source is boosted to the second inductors Laa, Lbb, and Lcc to boost the dc voltage.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진 다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that the invention may be practiced. It is therefore to be understood that the embodiments described above are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive. In addition, the scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description. Also, all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

도 1은 종래의 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram showing a conventional motor control apparatus for an air conditioner.

도 2는 본 발명과 관련된 공기조화기의 개략도이다.2 is a schematic view of an air conditioner related to the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an electric motor control apparatus of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 4는 컨버터 마이컴 내부의 간략 블록도이다.4 is a simplified block diagram of the converter microcomputer.

도 5는 인버터 마이컴 내부의 간략 블록도이다.5 is a simplified block diagram of the inverter microcomputer.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram showing an electric motor controller of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

205:리액터 210,610:컨버터 모듈205: reactor 210, 610: converter module

215,615:삼상 브릿지 다이오드 모듈 220,620:인버터215,615: Three-phase bridge diode module 220,620: Inverter

230,630:인버터 마이컴 240,640:컨버터 마이컴230,630: Inverter microcomputer 240,640: Converter microcomputer

430,530:스위칭 제어신호 출력부 440,540:이상유무 결정부430, 530: Switching control signal output unit 440, 540:

605:LCL 필터605: LCL filter

Claims (14)

공기조화기의 전동기 제어장치에 있어서,An electric motor control apparatus for an air conditioner, 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 삼상 교류 전원을 입력받아 상기 컨버터용 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원으로 변환하며, 다른 모듈과의 교체를 위해 착탈 가능하도록 모듈화된 컨버터;A converter having a plurality of converter switching elements and converting the three-phase AC power into DC power by a switching operation of the switching element for the converter and being detachable for replacement with another module; 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 상기 직류 전원을 공급받아 상기 인버터용 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기에 공급하는 인버터;An inverter that includes a plurality of inverter switching elements, converts the AC power to an AC power having a predetermined frequency by the switching operation of the switching element for the inverter in response to the DC power, and supplies the AC power to the three-phase motor; 상기 삼상 교류 전원으로부터의 입력 전압을 검출하는 입력 전압 검출수단; 및Input voltage detecting means for detecting an input voltage from the three-phase AC power supply; And 상기 컨버터 출력단인 dc단 전압을 검출하는 dc단 전압 검출수단;Dc voltage detection means for detecting a dc voltage at the converter output terminal; 상기 컨버터의 스위칭 동작을 제어하는 컨버터 마이컴; 및A converter microcomputer for controlling a switching operation of the converter; And 상기 인버터의 스위칭 동작을 제어하는 인버터 마이컴;을 포함하며,And an inverter microcomputer for controlling a switching operation of the inverter, 상기 컨버터 마이컴은,The converter microcomputer includes: 상기 검출된 입력 전압, 및 상기 dc 단 전압을, 각각의 기준치와 비교하여, 상기 검출된 입력 전압, 및 상기 dc 단 전압이 과전압 또는 저전압인 경우, 비상 데이터를 생성하고, 상기 생성된 비상 데이터를 인버터 마이컴에 송신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.And comparing the detected input voltage and the dc step voltage with respective reference values to generate emergency data when the detected input voltage and the dc step voltage are either an overvoltage or a low voltage, To the inverter microcomputer. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 다른 모듈은 삼상 브릿지 다이오드 모듈인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.Wherein the other module is a three-phase bridge diode module. 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 컨버터 마이컴은,The converter microcomputer includes: 상기 컨버터 내의 스위칭 소자를 구동하는 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부; 및A switching control signal output unit for outputting a switching control signal for driving a switching element in the converter; And 상기 검출된 입력 전압, 및 상기 dc 단 전압에 기초하여, 이상 유무를 판단하고, 이상 판단시 상기 스위칭 제어신호 출력부 및 상기 인버터 마이컴으로 상기 비상 데이터를 출력하는 이상유무 결정부;를 포함하고,And an abnormality determination unit for determining an abnormality based on the detected input voltage and the dc step voltage and outputting the emergency data to the switching control signal output unit and the inverter microcomputer when the abnormality is determined, 상기 스위칭 제어 신호 출력부가 상기 비상 데이터를 수신하는 경우, 상기 스위칭 제어 신호를 출력하지 않는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.Wherein the switching control signal output unit does not output the switching control signal when the switching control signal output unit receives the emergency data. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 삼상 교류 전원으로부터의 입력전류를 검출하는 입력전류 검출수단을 더 포함하고,Further comprising input current detecting means for detecting an input current from the three-phase AC power supply, 상기 이상유무 결정부는, 상기 검출된 입력전류에 기초하여 이상 유무를 판단하고, 이상판단시, 상기 스위칭 제어신호 출력부 및 상기 인버터 마이컴으로 상기 비상 데이터를 출력하는 것을 특징으로하는 공기조화기의 전동기 제어장치.Wherein the abnormality determination unit determines the abnormality based on the detected input current and outputs the emergency data to the switching control signal output unit and the inverter microcomputer when the abnormality is determined, Control device. 삭제delete 삭제delete 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 컨버터 출력단인 dc단 전류를 검출하는 dc단 전류 검출수단을 더 포함하고, Further comprising dc-stage current detection means for detecting a dc-stage current that is the converter output terminal, 상기 이상유무 결정부는, 상기 검출된 dc단 전류에 기초하여 이상 유무를 판단하고, 이상판단시, 상기 스위칭 제어신호 출력부 및 상기 인버터 마이컴으로 상 기 비상 데이터를 출력하는 것을 특징으로하는 공기조화기의 전동기 제어장치.Wherein the abnormality determination unit determines an abnormality based on the detected dc step current and outputs the emergency data via the switching control signal output unit and the inverter microcomputer when an abnormality is determined, Of the motor. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 컨버터 마이컴은,The converter microcomputer includes: 상기 컨버터의 출력단인 dc 링크단 전압 및 dc 링크단 전압의 지령치에 기초하여 d,q축 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부 ; 및A current command generator for generating d and q axis current command values based on the command values of the dc link terminal voltage and the dc link terminal voltage, which are the output terminals of the converter; And 상기 d, q축 전류 지령치 및 상기 삼상 교류 전원으로부터의 입력 전류에 기초하여 d,q축 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.And a voltage command generator for generating a d, q-axis voltage command value based on the d, q-axis current command value and the input current from the three-phase ac power source. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 인버터 출력단 전류인 출력전류를 검출하는 출력전류 검출수단을 더 포함하고, Further comprising output current detection means for detecting an output current that is the inverter output terminal current, 상기 인버터 마이컴은,The inverter microcomputer includes: 상기 검출된 출력 전류를, 기준치와 비교하여, 상기 검출된 출력 전류가 과전류 또는 저전류인 경우, 비상 데이터를 생성하고, 상기 생성된 비상 데이터를 컨버터 마이컴에 송신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.Wherein the control unit compares the detected output current with a reference value to generate emergency data when the detected output current is an overcurrent or a low current and transmits the generated emergency data to the converter microcomputer Motor control device. 제10항에 있어서,11. The method of claim 10, 상기 인버터 마이컴은,The inverter microcomputer includes: 상기 인버터 내의 스위칭 소자를 구동하는 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부; 및A switching control signal output unit for outputting a switching control signal for driving a switching element in the inverter; And 상기 검출된 출력 전류에 기초하여 이상 유무를 판단하고, 이상 판단시 상기 스위칭 제어신호 출력부 및 상기 컨버터 마이컴으로 상기 비상 데이터를 출력하는 이상유무 결정부;를 포함하고,And an abnormality determination unit for determining an abnormality based on the detected output current and outputting the emergency data to the switching control signal output unit and the converter microcomputer when the abnormality is determined, 상기 스위칭 제어 신호 출력부가 상기 비상 데이터를 수신하는 경우, 상기 스위칭 제어 신호를 출력하지 않는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.Wherein the switching control signal output unit does not output the switching control signal when the switching control signal output unit receives the emergency data. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 인버터 마이컴은,The inverter microcomputer includes: 상기 인버터의 출력단으로부터 검출되는 출력전류에 기초하여 전동기의 속도를 추정하는 속도 추정부;A speed estimator for estimating a speed of the electric motor based on an output current detected from an output terminal of the inverter; 상기 추정 속도 및 지령 속도에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부; 및A current command generator for generating a current command value based on the estimated speed and command speed; And 상기 전류 지령치와 상기 검출 출력전류에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.And a voltage command generator for generating a voltage command value based on the current command value and the detection output current. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 삼상 교류 전원과 상기 컨버터 모듈 사이에 접속되며, 상기 삼상 교류 전원을 승압하는 리액터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.Further comprising: a reactor connected between the three-phase AC power source and the converter module for boosting the three-phase AC power. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 삼상 교류 전원과 상기 컨버터 모듈 사이에 접속되며, 상기 삼상 교류 전원으로부터 또는 상기 컨버터로부터의 고조파를 제한하는 커몬모드 LCL 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동기 제어장치.Further comprising a common mode LCL filter connected between the three-phase AC power source and the converter module and limiting harmonics from the three-phase AC power source or from the converter.
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