KR101591884B1 - Motor controller, method and Air conditioner comprising the same - Google Patents

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KR101591884B1 KR1020140104291A KR20140104291A KR101591884B1 KR 101591884 B1 KR101591884 B1 KR 101591884B1 KR 1020140104291 A KR1020140104291 A KR 1020140104291A KR 20140104291 A KR20140104291 A KR 20140104291A KR 101591884 B1 KR101591884 B1 KR 101591884B1
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Abstract

The present invention relates to a motor control apparatus which comprises: a current detecting unit for detecting current of a u-phase, a v-phase, and a w-phase applied to a motor for driving a compressor; an inverter for controlling an operation of the compressor through a pulse width modulation (PWM) duty ratio of power applied to the motor; and a control unit for estimating voltage of the u-phase, the v-phase, and the w-phase applied to the motor with the PWM duty ratio, converting the estimated voltage of the u-phase, the v-phase, and the w-phase into voltage of a d-axis, and a q-axis, converting the current of the u-phase, the v-phase, and the w-phase detected in the current detecting unit into current of the d-axis and the q-axis, calculating power consumption for driving the compressor using the current, and limiting the operation of the compressor by controlling the inverter based on the power consumption.

Description

전동기 제어 장치, 방법 및 이를 포함하는 공기 조화기{Motor controller, method and Air conditioner comprising the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an electric motor control apparatus,

본 발명은 전동기 제어 장치, 방법 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소비전력을 기반으로 압축기의 운전을 제한하는 전동기 제어 장치, 방법 및 이를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor control apparatus and method, and an air conditioner including the electric motor control apparatus and method. More particularly, the present invention relates to an electric motor control apparatus and method for restricting operation of a compressor based on power consumption, and an air conditioner including the same.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.The air conditioner is installed to provide a comfortable indoor environment for humans by discharging cold air to the room to adjust the room temperature and purify the room air to create a pleasant indoor environment. Generally, the air conditioner includes an indoor unit which is constituted by a heat exchanger and installed in a room, and an outdoor unit which is constituted by a compressor, a heat exchanger and the like and supplies the refrigerant to the indoor unit.

이러한 공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로서 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.Such an air conditioner is controlled separately by an indoor unit constituted by a heat exchanger, an outdoor unit constituted by a compressor, a heat exchanger and the like, and controlled by a power source supplied to a compressor or a heat exchanger. Also, at least one indoor unit may be connected to the outdoor unit, and the air conditioner is operated in the cooling or heating mode by supplying the refrigerant to the indoor unit according to the requested operation state.

공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방운전되거나 난방운전되는데, 냉방운전시, 실외기의 압축기에서 실외기의 열교환기를 거쳐 고온고압의 액체냉매가 실내기로 공급되면 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되어 기화되면서 주변공기의 온도가 내려가 실내기 팬이 회전동작함에 따라 실내로 냉기가 토출되고, 난방운전 시 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체냉매가 액화되어 방출된 에너지에 의해 따뜻해진 공기가 실내기팬의 동작에 따라 실내로 토출된다.When the liquid refrigerant of high temperature and high pressure is supplied from the compressor of the outdoor unit to the indoor unit through the heat exchanger of the outdoor unit during the cooling operation, the refrigerant expands and vaporizes in the heat exchanger of the indoor unit, When the temperature of the air is lowered and the indoor fan is rotated, the cool air is discharged into the room. When the gas refrigerant of high temperature and high pressure is supplied from the compressor of the outdoor unit to the indoor unit during the heating operation, the gas refrigerant of high temperature and high pressure is liquefied in the heat exchanger of the indoor unit The air warmed by the released energy is discharged to the room according to the operation of the indoor fan.

한편, 기존의 공기 조화기의 소비 전력을 계산하기 위해서는 입력전압 및 입력전류에 역률을 보상하여 연산하였다. 이경우, 별도의 입력전압 감지 장치 및 입력 전류 감지 장치가 요구되기 때문에, 비용 및 PCBA 크기 면에서 불리한 문제가 있었다.In order to calculate the power consumption of the conventional air conditioner, the power factor was compensated for the input voltage and the input current. In this case, since a separate input voltage sensing device and an input current sensing device are required, there are disadvantages in cost and PCBA size.

한편, 기존의 공기 조화기는 공기 조화기의 소비전력을 고려하지 않고, 운전됨에 따라, 각종 부품에 소손이 발생하는 문제가 있었다.
배경 기술로 일본 공개특허공보 특개2006-191721이 있음.On the other hand, existing air conditioners have problems in that various components are burned out as they are operated without considering the power consumption of the air conditioner.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-191721 is known as background technology.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 소비전력을 기반으로 압축기의 운전을 제한하는 전동기 제어 장치, 방법 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공함에 있다. 본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electric motor control apparatus and method for restricting the operation of a compressor based on power consumption, and an air conditioner including the same. The problems of the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전동기 제어 장치는 압축기를 구동하는 전동기, 상기 전동기에 인가되는 u상, v상, w상의 전류를 감지하는 전류 검출부, 상기 전동기에 인가되는 전원의 PWM 듀티비 제어를 통해, 상기 압축기의 구동을 제어하는 인버터 및 상기 PWM 듀티비로 상기 전동기에 인가되는 u상, v상, w상의 전압을 산정하고, 상기 산정된 u상, v상, w상의 전압을 d축 및 q축 전압으로 전환하고, 상기 전류 검출부에서 감지된 u상, v상, w상의 전류를 d축 및 q축 전류로 전환하고, 상기 d축의 전압, 전류 및 상기 q축의 전압, 전류를 이용하여 상기 압축기를 구동하는 소비전력을 계산하고, 상기 소비전력을 기반으로 상기 압축기의 운전을 제한하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention includes an electric motor for driving a compressor, a current detector for detecting currents of u-phase, v-phase and w-phase applied to the electric motor, An inverter for controlling the driving of the compressor through the PWM duty ratio control of the U phase, the v phase, and the w phase applied to the motor by the PWM duty ratio, Wherein the control unit switches the voltage to a d-axis and a q-axis voltage, converts the currents of the u-phase, v-phase, and w-phase sensed by the current detection unit to d-axis and q-axis currents, And a control unit for calculating power consumption for driving the compressor using a current and restricting operation of the compressor based on the power consumption.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 실시예는 다음과 같은 효과가 있다.The embodiment of the present invention has the following effects.

첫째, 압축기에서 소비되는 소비전력을 기초로 공기 조화기 전체의 소비전력을 산정할 수 있는 효과가 있다.First, there is an effect that the power consumption of the entire air conditioner can be calculated based on the power consumption consumed by the compressor.

둘째,　소비전력을 구하기 위한 입력 전류 감지 장치, 입력 전압 감지 장치 회로를 구성하는 부품이 줄어들어 제조 원가가 낮아지는 효과도 있다.Second, the manufacturing cost is lowered because the parts constituting the input current sensing device and the input voltage sensing circuit for obtaining the power consumption are reduced.

셋째, 별도의 입력 전류 감지 장치 및 입력 전압 감지 장치를 구성하지 않음으로 인해, 부품수 감소, 제조 공정 단순화의 효과도 있다.Third, since separate input current sensing devices and input voltage sensing devices are not provided, the number of components can be reduced and the manufacturing process can be simplified.

넷째,　소비전력 기반으로 압축기의 운전을 제한하여 각종 부품에 발생하는 소손을 줄이는 효과도 있다.Fourth, the operation of the compressor is restricted based on the power consumption, thereby reducing the burnout occurring in various parts.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기용 전동기 제어장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 보상 소비전력을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 존(zone)으로 구분하여 수행하는 압축기의 구동 제한 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of the outdoor unit and the indoor unit of FIG.
3 and 4 are block diagrams of a motor controller for a compressor according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram referred to explain compensation power consumption according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram referred to explain driving limiting operation of a compressor which is divided into a plurality of zones according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining an operation of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "~부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.The suffix "module" and "part" for constituent elements used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

본 명세서에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the present specification, the names of the components are denoted by the first, second, and so on in order to distinguish the names of the components from each other in the same relationship, and are not necessarily limited to the order in the following description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 실내기(10), 상기 실내기(10)에 연결되는 적어도 하나의 실외기(20), 실내기(10)와 연결되는 리모컨(미도시), 그리고 실내기(10) 및 실외기(20)를 제어하는 제어기(미도시)를 포함할 수 있다. 1, an air conditioner 100 according to an embodiment of the present invention includes an indoor unit 10, at least one outdoor unit 20 connected to the indoor unit 10, a remote controller 20 connected to the indoor unit 10, (Not shown), and a controller (not shown) for controlling the indoor unit 10 and the outdoor unit 20.

제어기(미도시)는 실내기(10) 및 실외기(20)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어할 수 있다. 이때, 제어기(미도시)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어 등을 수행할 수 있다. 제어기(미도시)는 실내기(10) 또는 실외기(20)에 포함되는 구조일 수 있다. 제어기(미도시)는 실내기(10) 또는 실외기(20)에 포함될 수 있다.A controller (not shown) may be connected to the indoor unit 10 and the outdoor unit 20 to monitor and control the operation thereof. At this time, the controller (not shown) may be connected to a plurality of indoor units to perform operation setting, lock setting, schedule control, and the like for the indoor unit. The controller (not shown) may be included in the indoor unit 10 or the outdoor unit 20. The controller (not shown) may be included in the indoor unit 10 or the outdoor unit 20.

공기조화기(100)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기, 덕트형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 스탠드형 공기조화기를 예로 설명한다. The air conditioner 100 may be any of a stand-type air conditioner, a wall-mounted air conditioner, a ceiling type air conditioner, and a duct type air conditioner. However, for convenience of explanation, Explain.

실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브를 포함할 수 있다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.The outdoor unit 20 includes a compressor for receiving and compressing refrigerant, an outdoor heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and outdoor air, an accumulator for extracting the gas refrigerant from the supplied refrigerant and supplying the gas refrigerant to the compressor, A four-way valve. In addition, it may further include a plurality of sensors, valves, oil collectors, and the like.

실외기(20)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(10)로 냉매를 공급한다. 실외기(20)는 제어기(미도시) 또는 실내기(10)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기(10)에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기(20)에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다. The outdoor unit 20 operates the compressor and the outdoor heat exchanger to compress or heat-exchange the refrigerant according to the setting to supply the refrigerant to the indoor unit 10. The outdoor unit 20 is driven by the request of the controller (not shown) or the indoor unit 10 and the number of operations of the compressors installed in the outdoor unit 20 as the cooling / heating capacity is changed corresponding to the indoor unit 10 to be driven Lt; / RTI >

실내기(10)는 실외기(20)에 연결되어, 냉매를 공급받아 공조 대상으로 냉온 또는 열온의 공기를 토출한다. 실내기(10)는 실내 열교환기와, 실내기팬, 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브, 다수의 센서를 포함할 수 있다.The indoor unit (10) is connected to the outdoor unit (20), and receives the refrigerant to discharge the cold or hot air to the air conditioning object. The indoor unit 10 may include an indoor heat exchanger, an indoor fan, an expansion valve through which the refrigerant supplied is expanded, and a plurality of sensors.

이때, 실외기(20) 및 실내기(10)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하고, 실외기 및 실내기는 제어기(미도시)와 별도의 통신선으로 연결되어 제어기(미도시)의 제어에 따라 동작한다. At this time, the outdoor unit 20 and the indoor unit 10 are connected to each other via a communication line to transmit and receive data, and the outdoor units and the indoor units are connected to each other through a communication line separate from the controller (not shown) and operate under the control of a controller (not shown).

리모컨(미도시)은 실내기(10)에 연결되어, 실내기(10)로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기(10)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때, 리모컨(미도시)은 실내기(10)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신한다. 이를 위해, 리모컨(미도시)은 데이터를 송신 또는 수신할 수 있는 통신 모듈을 포함할 수 있다.The remote controller (not shown) is connected to the indoor unit 10, receives the user's control command to the indoor unit 10, and receives and displays the status information of the indoor unit 10. [ At this time, the remote controller (not shown) communicates with the indoor unit 10 in a wired or wireless manner. To this end, a remote control (not shown) may include a communication module capable of transmitting or receiving data.

예를 들어, 사용자는 리모컨(미도시)을 통해 목표 온도를 입력할 수 있다. 이경우, 리모컨(미도시)은 목표 온도에 대한 사용자 입력을 수신하고, 제어기(미도시)로 전송한다.For example, the user can input the target temperature through a remote controller (not shown). In this case, the remote controller (not shown) receives the user input for the target temperature and transmits it to the controller (not shown).

도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.2 is a schematic view of the outdoor unit and the indoor unit of FIG.

도 2를 참조하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(10)와 실외기(20)로 구분된다. Referring to FIG. 2, the air conditioner 100 is divided into an indoor unit 10 and an outdoor unit 20.

실외기(20)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102a)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105a)과 실외팬(105a)을 회전시키는 전동기(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함한다. The outdoor unit 20 includes a compressor 102a that compresses the refrigerant, a compressor 102b that drives the compressor, an outdoor heat exchanger 104 that dissipates the refrigerant compressed, An outdoor fan 105 which is disposed at one side of the heat exchanger 104 and includes an outdoor fan 105a for accelerating the heat radiation of the refrigerant and an electric motor 105b for rotating the outdoor fan 105a and an outdoor fan 105 for expanding the condensed refrigerant An accumulator 103 for temporarily storing the gasified refrigerant to remove moisture and foreign substances, and then supplying a refrigerant with a predetermined pressure to the compressor, a compressor 106 for compressing the refrigerant, a cooling / heating switching valve 110 for changing the flow path of the compressed refrigerant, And the like.

실내기(10)는 실내에 배치되어 냉방, 난방 또는 제습 기능을 수행하는 실내측 열교환기(108)와, 실내측 열교환기(108)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다. The indoor unit 10 includes an indoor heat exchanger 108 disposed in a room for performing a cooling, heating, or dehumidifying function, an indoor fan 109a disposed at one side of the indoor heat exchanger 108 for promoting heat radiation of the refrigerant, And an electric motor 109b for rotating the indoor fan 109a.

실내측 열교환기(108)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102a)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. At least one indoor heat exchanger 108 may be installed. At least one of an inverter compressor and a constant-speed compressor may be used as the compressor 102a.

또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.Further, the air conditioner 50 may be constituted by a cooling unit that cools the room, or a heat pump that cools or heats the room.

한편, 도 2에서는 실내기(10)와 실외기(20)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실외기와 복수개의 실내기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.Although the indoor unit 10 and the outdoor unit 20 are shown in FIG. 2, the driving unit of the air conditioner according to the embodiment of the present invention is not limited to this, The present invention is also applicable to an air conditioner, an air conditioner having one outdoor unit and a plurality of indoor units.

한편, 본 이하에서는 공기 조화기(100)의 냉방운전을 기준으로 각각의 구성을 설명하나, 난방운전, 제습운전 또는 송풍운전의 경우도 본 발명의 범위에 포함됨은 통상의 기술자에게 자명한 사항이다.Although the respective constitutions are described based on the cooling operation of the air conditioner 100, it is obvious to those skilled in the art that the heating operation, the dehumidifying operation or the blowing operation are also included in the scope of the present invention .

한편, 도 3 내지 도 7을 참조한 설명에서, 특별한 명시가 없으면, 압축기는 실외기(20)에 포함된 압축기(102a)를 의미한다. 또한, 전동기는 실외기(20)에 포함된 압축기용 전동기(102b)를 의미한다.On the other hand, in the description with reference to Figs. 3 to 7, unless otherwise specified, the compressor means the compressor 102a included in the outdoor unit 20. In addition, the electric motor means a compressor-use electric motor 102b included in the outdoor unit 20.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기용 전동기 제어장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a motor controller for a compressor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)의 압축기용(102a)전동기 제어장치(200)는, 전류 검출부(210), 컨버터(202), dc단 전압 검출부(205), 인버터(230), 제어부(260)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치(200)는 리액터(L) 및 평활 커패시터(C)를 더 포함할 수 있다. 3, an electric motor controller 200 for a compressor 102a of an air conditioner 100 according to an embodiment of the present invention includes a current detecting unit 210, a converter 202, a dc step voltage detecting unit 205, an inverter 230, and a control unit 260. The motor control apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may further include a reactor L and a smoothing capacitor C. [

리액터(L)는, 상용 교류 전원과 컨버터(202) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(202)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다. The reactor L is disposed between the commercial AC power source and the converter 202 to perform a power factor correcting or boosting operation. The reactor L may also function to limit the harmonic current due to the fast switching of the converter 202. [

컨버터(202)는 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원의 종류에 따라 컨버터(202)의 내부 구조도 달라진다. 예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다. 컨버터(202)는 복수개의 스위칭 소자를 구비하여, 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행한다. The converter 202 converts the commercial AC power supplied through the reactor L into DC power and outputs the DC power. Although the commercial AC power source is shown as a single-phase AC power source in the figure, it may be a three-phase AC power source. The internal structure of the converter 202 also changes depending on the type of the commercial AC power source. For example, in the case of a single-phase AC power source, a half-bridge type converter in which two switching elements and four diodes are connected may be used, and in the case of a three-phase AC power source, six switching elements and six diodes may be used. The converter 202 includes a plurality of switching elements, and performs a boosting operation, a power factor correction, and a DC power conversion by a switching operation.

평활 커패시터(C)는 컨버터(202)의 출력단에 접속된다. 컨버터(202)로부터 출력되는 변환된 직류 전원을 평활하게 된다. 이하에서는 컨버터(202)의 출력단을 dc 단 또는 dc 링크단이라고 한다. dc 단에서 평활된 직류 전압은 인버터(230)에 인가된다.The smoothing capacitor C is connected to the output terminal of the converter 202. The converted DC power outputted from the converter 202 is smoothed. Hereinafter, the output stage of the converter 202 is referred to as a dc stage or a dc link stage. In the dc stage, a smoothed direct current voltage is applied to the inverter 230.

dc단 전압 검출부(205)는 dc 단 평활 커패시터(C)에 저장된 전압(Vdc)를 검출할 수 있다. 이를 위해, dc단 전압 검출부(205)는, VT(voltage transformer) 또는 저항소자 등을 구비할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은 제어부(260)에 입력될 수 있다.the dc short voltage detection unit 205 may detect the voltage Vdc stored in the dc short-circuit capacitor C. [ To this end, the dc voltage detection unit 205 may include a voltage transformer (VT), a resistance element, or the like. The detected dc voltage (Vdc) may be input to the controller 260.

인버터(230)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. The inverter 230 includes a plurality of inverter switching elements, and converts the smoothed direct current power into a three-phase alternating current power having a predetermined frequency by the 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.

인버터(230)에서 출력되는 삼상 교류 전원은 삼상 전동기(250)의 각 상(u,v,w)에 인가된다. 여기서 전동기(102b)는 삼상 전동기로, 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.The three-phase AC power outputted from the inverter 230 is applied to each phase (u, v, w) of the three-phase motor 250. Here, the electric motor 102b is a three-phase motor having a stator and a rotor, and alternating current power of a predetermined frequency is applied to the 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.

제어부(260)는 인버터(230)를 제어한다. 이를 위하여, 제어부(260)는, 인버터(230)에서 출력되는 출력전류 또는 dc 단 전압 검출부(205)에서 검출되는 전압에 기초하여 인버터의 스위칭 제어신호(Sic)를 생성하여 출력할 수 있다. 이때, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호일 수 있다. 예를 들면, 제어부(260)는 PWM 듀티비 제어를 통해 인버터(230)를 제어할 수 있다.The control unit 260 controls the inverter 230. The control unit 260 may generate and output the switching control signal Sic of the inverter based on the output current output from the inverter 230 or the voltage detected by the dc voltage detection unit 205. [ At this time, the inverter switching control signal Sic may be a switching control signal of the pulse width modulation method (PWM). For example, the control unit 260 can control the inverter 230 through the PWM duty ratio control.

또한, 제어부(260)는 후술하는 전동기(102b)의 소비 전력에 따라 전동기(102b)의 운전 주파수가 가변되도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit 260 can control the operation frequency of the motor 102b to be variable according to the power consumption of the electric motor 102b to be described later.

전류 검출부(210)는, 인버터(420)와 전동기(102b) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출할 수 있다. 즉, 전동기(102b)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 u,v,w 상의 출력 전류(iu,iv,iw)를 모두 검출할 수 있다.The current detection unit 210 can detect the output current io flowing between the inverter 420 and the electric motor 102b. That is, the current flowing in the electric motor 102b is detected. The output current detection unit E can detect all of the output currents (iu, iv, iw) on the u, v, and w phases.

전류 검출부(210)는 인버터(230)와 전동기(102b) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.The current detection unit 210 may be located between the inverter 230 and the motor 102b, and a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for detecting the current.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기용 전동기 제어장치의 블럭도이다.4 is a block diagram of a motor controller for a compressor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 압축기(102a)용 전동기 제어장치(200)는 dc단 전압 검출부, 전류 검출부(210), 메모리(220), 인버터(230) 및 제어부(265)를 포함한다.4, the motor control device 200 for a compressor 102a includes a dc voltage detection unit, a current detection unit 210, a memory 220, an inverter 230, and a control unit 265.

dc단 전압 검출부(205)는 dc 단 평활 커패시터(C)에 저장된 전압(Vdc)를 검출할 수 있다. 이를 위해, dc단 전압 검출부(205)는, VT(voltage transformer) 또는 저항소자 등을 구비할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은 제어부(260)에 입력될 수 있다.the dc short voltage detection unit 205 may detect the voltage Vdc stored in the dc short-circuit capacitor C. [ To this end, the dc voltage detection unit 205 may include a voltage transformer (VT), a resistance element, or the like. The detected dc voltage (Vdc) may be input to the controller 260.

전류 검출부(210)는 전동기(102b)에 인가되는 u상, v상 w상의 전류를 감지한다. 전류 검출부(210)는 인버터(230)와 전동기(102b) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.The current detection unit 210 senses the currents on the u-phase and v-phase w applied to the motor 102b. The current detection unit 210 may be located between the inverter 230 and the motor 102b, and a current transformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used for detecting the current.

메모리(220)는 제어부(260)와 전기적으로 연결된다. 메모리(220)는 유닛에 대한 기본데이터, 유닛의 동작제어를 위한 제어데이터, 입출력되는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(220)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브 등과 같은 다양한 저장기기 일 수 있다. 메모리(220)는 전류 검출부(210)에서 감지되는 각 상의 전류값 데이터, d축 및 q축 전류값 데이터, 각상의 전압값 데이터, d축 및 q축 전압값 데이터를 저장할 수 있다.The memory 220 is electrically connected to the controller 260. The memory 220 may store basic data for the unit, control data for controlling the operation of the unit, and input / output data. The memory 220 may be various storage devices such as ROM, RAM, EPROM, flash drive, hard drive, and the like. The memory 220 may store current value data of each phase, d-axis and q-axis current value data, voltage value data of each phase, and d-axis and q-axis voltage value data sensed by the current detector 210.

인버터(230)는 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 전동기(102b)에 출력할 수 있다. 인버터(230)는 전동기(102b)에 인가되는 전원의 PWM 듀티비 제어를 통해, 압축기(102a)의 구동을 제어한다. 여기서, 전동기(102b)는 삼상 전동기로, 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.The inverter 230 includes a plurality of inverter switching elements and converts the smoothed direct current power supply Vdc into a three-phase alternating current power having a predetermined frequency by on / off operation of the switching element and outputs it to the three-phase motor 102b have. The inverter 230 controls the driving of the compressor 102a through PWM duty ratio control of the power source applied to the electric motor 102b. Here, the electric motor 102b is a three-phase motor having a stator and a rotor, and each alternating-current power source of a predetermined frequency is applied to the coils of the stators of the respective phases, so that the rotor rotates. The three-phase motor 250 may be of various types such as a BLDC motor and a synRM motor.

한편, 인버터(230)는 전동기(102b)를 구동하는 구동 주파수에 따라 복수의 스텝으로 구분하여 압축기(102a)의 구동을 제어할 수 있다. 압축기(102a) 공진 주파수 회피 등의 이유로, 인버터(230)는 구동 주파수를 복수의 스텝으로 구분하여 제어한다. 예를 들어, 압축기(102a)의 구동 주파수가 15 내지 60Hz인 경우, 인버터(230)는 제1 스텝을 15Hz, 제2 스텝을 21Hz, 제3 스텝을 26Hz,... 제10 스텝을 60Hz로 구분하여 압축기(102a)의 구동을 제어할 수 있다.Meanwhile, the inverter 230 can control driving of the compressor 102a by dividing it into a plurality of steps according to the driving frequency for driving the electric motor 102b. For reasons such as avoiding resonance frequency of the compressor 102a, the inverter 230 divides the drive frequency into a plurality of steps and controls the drive frequency. For example, when the driving frequency of the compressor 102a is 15 to 60 Hz, the inverter 230 sets the first step to 15 Hz, the second step to 21 Hz, the third step to 26 Hz, the 10th step to 60 Hz So that the driving of the compressor 102a can be controlled.

제어부(260)는 전압 산정부(262), 전압 변환부(263), 전류 변환부(264), 소비전력 계산부(266), 필터링부(267), 보상부(268) 및 구동 제한부(269)를 포함할 수 있다. The control unit 260 includes a voltage calculation unit 262, a voltage conversion unit 263, a current conversion unit 264, a power consumption calculation unit 266, a filtering unit 267, a compensation unit 268, 269).

전압 산정부(262)는 PWM 듀티비로 전동기(102b)에 인가되는 u상, v상, w상의 전압을 산정할 수 있다. 즉, 전압 산정부(262)는 dc단 전압 검출부(205)에서 검출된 전압에 각 상의 듀티비를 곱하여 각 상의 선전압을 산정할 수 있다. 전압 산정부(262)는 각 상의 선전압을 중성점 전압으로 빼서 각 상의 상전압을 구할 수 있다. 예를 들어, dc단 전압이 300[V]이고, PWM 듀티비가 100%인 경우, 산정되는 전압은 300[V]일 수 있다. 또는 dc단 전압이 300V이고, PWM 듀티비가 50%인 경우, 산정되는 전압은 150[V]일 수 있다. PWM 듀티비를 이용하여 계산된 u상의 선전압이 A[V], v상의 선전압이 B[V], w상의 선전압이 C[V]인 경우, 중성점의 전압은 (A+B+C)/3[V]일 수 있다. 이경우, 각 상의 선전압에서 중성점 전압을 빼면, 각 상의 상전압을 구할 수 있다.The voltage calculation unit 262 can estimate the voltages on the u-phase, v-phase, and w-phase applied to the motor 102b with the PWM duty ratio. That is, the voltage calculating section 262 can calculate the line voltage of each phase by multiplying the voltage detected by the dc voltage detecting section 205 by the duty ratio of each phase. The voltage calculation unit 262 subtracts the line voltage of each phase to the neutral point voltage to obtain the phase voltage of each phase. For example, if the dc terminal voltage is 300 [V] and the PWM duty ratio is 100%, the estimated voltage may be 300 [V]. Alternatively, when the dc-stage voltage is 300V and the PWM duty ratio is 50%, the estimated voltage may be 150 [V]. When the line voltage of u phase calculated using the PWM duty ratio is A [V], the line voltage of v phase is B [V], and the line voltage of w phase is C [V], the voltage of neutral point is (A + B + C ) / 3 [V]. In this case, if the neutral voltage is subtracted from the line voltage of each phase, the phase voltage of each phase can be obtained.

전압 변환부(263)는 산정된 u상, v상, w상의 전압을 d축 및 q축 전압으로 회전 변환할 수 있다. 이때, 전압 변환부(263)는 회전 좌표계의 d축 및 q축 전압으로 변환할 수 있다.The voltage converter 263 can convert the voltage of the estimated u-phase, v-phase, and w-phase into the d-axis and q-axis voltages. At this time, the voltage converter 263 can convert the d-axis voltage and the q-axis voltage of the rotating coordinate system.

전류 변환부(264)는 전류 검출부(210)에서 감지된 u상, v상, w상의 전류를 d축 및 q축 전류로 변환할 수 있다. 이때, 전류 변환부(264)는 회전 좌표계의 d축 및 q축 전류로 변환할 수 있다.The current converting unit 264 can convert the currents of the u-phase, v-phase, and w-phase sensed by the current detecting unit 210 into d-axis and q-axis currents. At this time, the current converting section 264 can convert the current into the d-axis and q-axis currents of the rotating coordinate system.

소비전력 계산부(266)는 d축의 전압, 전류 및 q축의 전압, 전류를 이용하여 압축기를 구동하는 소비전력을 계산할 수 있다. 이때, 소비전력은 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.The power consumption calculator 266 can calculate the power consumption for driving the compressor using the d-axis voltage, current, and q-axis voltage and current. At this time, the power consumption can be calculated by Equation (1).

Figure 112014076144618-pat00001
Figure 112014076144618-pat00001

여기서, C_P는 압축기의 소비전력, Vde는 d축 전압, Ide는 d축 전류, Vqe는 q축 전압, Iqe는 q축 전류임.Here, C_P is the power consumption of the compressor, Vde is the d-axis voltage, Ide is the d-axis current, Vqe is the q-axis voltage, and Iqe is the q-axis current.

u,v,w상의 전압, 전류를 이용하여 소비 전력을 계산하는 경우, 노이즈 제거를 위해 필터링이 필요하고, d축, q축 상의 전압, 전류를 이용하여 소비 전력을 계산하는 경우보다 더 많은 연산이 필요하다. 소비전력 계산부(266)는 d축의 전압, 전류 및 q축의 전압, 전류를 이용하여 계산함으로써, 간단하게 소비전력을 구할 수 있다.When calculating power consumption by using voltage and current on u, v, w, filtering is required to remove noise, and more computation is required than when power consumption is calculated using voltage and current on d axis and q axis Is required. The power consumption calculator 266 can calculate the power consumption simply by calculating using the d-axis voltage, current, and q-axis voltage and current.

필터링부(267)는 소비전력 계산부(266)에서 계산된 소비전력의 리플(ripple)을 제거한다. 필터링부(267)는 수학식 2를 적용하여 리플(ripple)을 제거한다.The filtering unit 267 removes the ripple of the power consumption calculated by the power consumption calculation unit 266. [ The filtering unit 267 removes the ripple by applying Equation (2).

Figure 112014076144618-pat00002
Figure 112014076144618-pat00002

여기서, F_P는 필터링된 소비전력, C_P는 소비전력 계산부(266)에서 계산된 소비전력임.Here, F_P is the filtered power consumption, and C_P is the power consumption calculated by the power consumption calculation unit 266. [

보상부(268)는 소비전력 계산부(266)에서 계산된 소비전력에 압축기(102a)의 소비 전력을 제외한 부하의 소비전력을 보상한다. 또는, 보상부(268)는 필터링부(267)에서 필터링된 소비전력에 압축기(102a)의 소비 전력을 제외한 부하의 소비전력을 보상할 수 있다. 보상부(268)는 소비전력 계산부(266)에서 계산된 소비전력에 전동기(102b)의 소비 전력을 제외한 부하의 소비전력을 보상한다. 또는, 보상부(268)는 필터링부(267)에서 필터링된 소비전력에 전동기(102b)의 소비전력을 제외한 부하의 소비전력을 보상할 수 있다. 압축기(102a)의 소비전력은 대부분 압축기(102a)를 구동하는 전동기(102b)의 소비전력일 수 있다. 여기서, 보상값은 실험에 의해 정해지는 값일 수 있다. 예를 들어, 공기 조화기(100) 전체의 소비 전력에서 압축기(102a)의 소비 전력을 제외한 보상값을 실험에 의해 구할 수 있다. 이때, 실험에 의해 구해지는 보상값은 30W일 수 있다. The compensation unit 268 compensates the power consumption of the load excluding the power consumption of the compressor 102a to the power consumption calculated by the power consumption calculation unit 266. [ Alternatively, the compensating unit 268 can compensate the power consumption of the load excluding the power consumption of the compressor 102a to the power consumption filtered by the filtering unit 267. The compensation unit 268 compensates for the power consumption of the load excluding the power consumption of the motor 102b to the power consumption calculated by the power consumption calculation unit 266. [ Alternatively, the compensating unit 268 can compensate the power consumption of the load excluding the power consumption of the motor 102b by the power consumption filtered by the filtering unit 267. The power consumption of the compressor 102a may be mostly the power consumption of the motor 102b that drives the compressor 102a. Here, the compensation value may be a value determined by an experiment. For example, a compensation value excluding the power consumption of the compressor 102a from the power consumption of the entire air conditioner 100 can be obtained by an experiment. At this time, the compensation value obtained by the experiment may be 30W.

구동 제한부(269)는 소비전력 계산부(266)에서 계산된 소비전력을 기반으로 인버터(230)를 제어할 수 있다. 구동 제한부(269)는 압축기(102a)의 운전을 제한할 수 있다. 구동 제한부(269)는 필터링부(267)에서 수학식2에 의해 필터링된 소비 전력을 기반으로 압축기(102a)의 운전을 제한할 수 있다. 구동 제한부(269)는 보상부(268)에서 보상된 소비 전력을 기반으로 압축기(102a)의 운전을 제한할 수 있다. The drive limiter 269 may control the inverter 230 based on the power consumption calculated by the power consumption calculator 266. The drive restriction section 269 can limit the operation of the compressor 102a. The driving restriction unit 269 can restrict the operation of the compressor 102a based on the power consumption filtered by the filter unit 267 in Equation (2). The drive limiter 269 may limit the operation of the compressor 102a based on the power consumption compensated in the compensator 268. [

한편, 구동 제한부(269)는 압축기(102a)의 운전을 소비전력에 따라 복수의 존(zone)으로 구분할 수 있다. 이때, 소비 전력은 소비전력 계산부(266)에서 계산된 소비전력, 필터링부(267)에서 필터링된 소비전력, 보상부(268)에서 보상된 소비 전력 중 어느 하나의 소비 전력일 수 있다. 구동 제한부(269)는 복수의 존(zone)에 따라 압축기(102a)의 운전 제한을 달리할 수 있다. On the other hand, the drive restriction unit 269 can divide the operation of the compressor 102a into a plurality of zones according to power consumption. The power consumption may be any one of power consumption calculated by the power consumption calculation unit 266, power consumption filtered by the filtering unit 267, and power consumption compensated by the compensation unit 268. The drive restriction unit 269 may limit the operation of the compressor 102a according to a plurality of zones.

예를 들어, 구동 제한부(269)는 소비 전력에 따라, 제0존, 제1존, 제2존, 제3존 및 제4존으로 구분하여, 압축기(102a)의 운전을 제한할 수 있다. For example, the drive limiter 269 may limit the operation of the compressor 102a by dividing the zone into the zeroth zone, the first zone, the second zone, the third zone and the fourth zone depending on the power consumption .

만약, 소비전력이 제0존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 압축기(102a)의 운전을 제한하지 않을 수 있다. If the power consumption corresponds to the zero zone, the drive limiting section 269 may not restrict the operation of the compressor 102a.

만약, 소비전력이 제1존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 20초 단위로 상승시켜 압축기(102a)가 운전하도록 제어한다. 가령, 제1스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 제1존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 20초 경과후, 제2스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다. 제2스텝으로 압축기(102a)기가 운전되고 있는 상태에서 소비전력이 계속 제1존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 다시 20초 경과후 제3스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다.If the power consumption corresponds to the first zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 to increase the step of the drive frequency by 20 seconds to control the compressor 102a to operate. For example, if the power consumption corresponds to the first zone in the state where the compressor 102a is operating in the first step, the drive limiter 269 sets the compressor 102a to the operation . When the power consumption continues to be in the first zone in the state where the compressor 102a is operated in the second step, the drive limiter 269 limits the operation of the compressor 102a to the third step after the lapse of 20 seconds again do.

만약, 소비전력이 제2존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 현재 운전 중인 구동 주파수대로 압축기(102a)를 운전한다. 예를 들어, 제1스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 제2존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 제1스텝으로 계속하여 압축기(102a)를 운전한다.If the power consumption corresponds to the second zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 to operate the compressor 102a at the currently operating drive frequency band. For example, in a state where the compressor 102a is operating in the first step and the power consumption corresponds to the second zone, the drive restriction unit 269 continues to operate the compressor 102a in the first step .

만약, 소비전력이 제3존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 20초 단위로 하강시켜 압축기(102a)가 운전되도록 제어한다. 가령, 제7스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 제3존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 20초 경과후, 제6스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다. 제6스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서 소비전력이 계속 제3존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 다시 20초 경과후 제5스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다.If the power consumption corresponds to the third zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 so as to lower the step of the drive frequency by 20 seconds to control the compressor 102a to operate. For example, if the power consumption corresponds to the third zone in the state where the compressor 102a is operating in the seventh step, the drive limiter 269 counts the number of times the compressor 102a is operated . If the power consumption continues to fall in the third zone in the state where the compressor 102a is operating in the sixth step, the drive limiter 269 limits the compressor 102a to operate in the fifth step again after 20 seconds elapse do.

만약, 소비전력이 제4존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 10초 단위로 하강시켜 압축기(102a)가 운전되도록 제어한다. 가령, 제10스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 제4존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 10초 경과후, 제9스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다. 제9스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서 소비전력이 계속 제4존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 다시 10초 경과후 제8스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다.If the power consumption corresponds to the fourth zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 so that the step of the drive frequency is lowered in units of 10 seconds so that the compressor 102a is operated. For example, if the power consumption is in the fourth zone in the state where the compressor 102a is operating in the tenth step, the drive limiter 269, after lapse of 10 seconds, . If the power consumption continues to correspond to the fourth zone in the state where the compressor 102a is operating in the ninth step, the drive limiter 269 again restricts the operation of the compressor 102a to the eighth step after lapse of 10 seconds do.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 보상 소비전력을 설명하는데 참조되는 도면이다.5 is a diagram referred to explain compensation power consumption according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, a 그래프는 전동기(102b)를 구동하는 인버터의 구동 주파수(Hz)에 따른 압축기(102a)의 소비전력을 나타낸다. 이때, 소비전력은 소비전력 계산부(266)에서 수학식 1에 의해 계산된 후, 필터링부(267)에서 수학식 2에 의해 필터링된 소비전력일 수 있다. Referring to FIG. 5, a graph represents the power consumption of the compressor 102a in accordance with the driving frequency (Hz) of the inverter driving the electric motor 102b. In this case, the power consumption may be the power consumption filtered by Equation (2) in the filtering unit 267 after being calculated by Equation (1) in the power consumption calculation unit 266. [

b 그래프는 공기 조화기(100) 전체 소비전력이다. 이때, 소비전력은 공기 조화기(100)의 입력 전류 및 전압을 기반으로 계산된 실험값이다. The graph b is the total power consumption of the air conditioner 100. Here, the power consumption is an experimental value calculated based on the input current and voltage of the air conditioner 100.

도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 공기 조화기(100)에서 압축기(102a)의 소비전력이 대부분을 차지한다. 즉, 공기 조화기(100)에서 압축기(102a)를 구동하는 전동기(102b)에서 소비하는 전력이 대부분을 차지한다. 보상부(268)는 압축기(102a)의 소비전력을 보상하여, 공기 조화기(100) 전체의 소비전력을 산정할 수 있다. 이때, 보상값은 30W일 수 있다. 여기서, 30W는 SMPS, 실내기팬, 실외기팬등에서 소비하는 전력일 수 있다.As can be seen from FIG. 5, the power consumption of the compressor 102a in the air conditioner 100 is the largest. That is, the electric power consumed by the electric motor 102b driving the compressor 102a in the air conditioner 100 occupies the most part. The compensating unit 268 compensates the power consumption of the compressor 102a and can calculate the power consumption of the entire air conditioner 100. [ At this time, the compensation value may be 30W. Here, 30 W may be the power consumed by the SMPS, the indoor fan, and the outdoor fan.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 복수의 존(zone)으로 구분하여 수행하는 압축기의 구동 제한 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.6 is a diagram referred to explain driving limiting operation of a compressor which is divided into a plurality of zones according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 구동 제한부(269)는 압축기(102a)의 운전을 소비전력에 따라 복수의 존(zone)으로 구분할 수 있다. 이때, 소비 전력은 소비전력 계산부(266)에서 계산되고, 필터링부(267)에서 필터링되어, 보상부(268)에서 보상된 소비 전력 일 수 있다. 예를들어, 공기 조화기(100)의 소비전력이 350W미만인 경우, 구동 제한부(269)는 소비전력을 제0존으로 구분한다. 공기 조화기(100)의 소비전력이 350W 이상 400W 미만인 경우, 구동 제한부(269)는 소비전력을 제1존으로 구분한다. 공기 조화기(100)의 소비전력이 400W이상 450W 미만인 경우, 구동 제한부(269)는 소비전력을 제2존으로 구분한다. 공기 조화기(100)의 소비전력이 450W이상 500W 미만인 경우, 구동 제한부(269)는 소비전력을 제3존으로 구분한다. 공기 조화기(100)의 소비전력이 500W 이상인 경우, 구동 제한부(269)는 소비전력을 제4존으로 구분한다.Referring to FIG. 6, the drive limiter 269 may divide the operation of the compressor 102a into a plurality of zones according to power consumption. The power consumption may be calculated by the power consumption calculation unit 266, filtered by the filtering unit 267, and consumed by the compensation unit 268. For example, when the power consumption of the air conditioner 100 is less than 350 W, the drive restriction unit 269 divides the power consumption into the zeroth zones. When the power consumption of the air conditioner 100 is 350 W or more and less than 400 W, the drive restriction unit 269 divides the power consumption into the first zone. When the power consumption of the air conditioner 100 is 400 W or more and less than 450 W, the drive restriction unit 269 divides the power consumption into the second zone. When the power consumption of the air conditioner 100 is 450 W or more and less than 500 W, the drive restriction unit 269 divides the power consumption into the third zone. When the power consumption of the air conditioner 100 is 500 W or more, the drive restriction unit 269 divides the power consumption into the fourth zone.

만약, 소비전력이 제0존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 압축기(102a)의 운전을 제한하지 않을 수 있다. 가령, 소비전력이 300W인 경우, 구동 제한부(269)는 압축기(102a)의 운전을 제한하지 않는다.If the power consumption corresponds to the zero zone, the drive limiting section 269 may not restrict the operation of the compressor 102a. For example, when the power consumption is 300 W, the drive restriction unit 269 does not restrict the operation of the compressor 102a.

만약, 소비전력이 제1존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 20초 단위로 상승시켜 압축기(102a)가 운전하도록 제어한다. 가령, 제1스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 380W인 경우 경우, 구동 제한부(269)는 20초 경과후, 제2스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다. 제2스텝으로 압축기(102a)기가 운전되고 있는 상태에서 소비전력이 390W 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 다시 20초 경과후 제3스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다.If the power consumption corresponds to the first zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 to increase the step of the drive frequency by 20 seconds to control the compressor 102a to operate. For example, in the case where the compressor 102a is operating in the first step and the power consumption is 380 W, the drive restriction section 269 restricts the compressor 102a to operate in the second step after 20 seconds have elapsed . If the power consumption is 390 W in a state where the compressor 102a is operating in the second step, the drive limiter 269 limits the operation of the compressor 102a to the third step after 20 seconds elapses.

만약, 소비전력이 제2존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 현재 운전 중인 구동 주파수대로 압축기(102a)를 운전한다. 예를 들어, 제1스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 410W인 경우, 구동 제한부(269)는 제1스텝으로 계속하여 압축기(102a)를 운전한다.If the power consumption corresponds to the second zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 to operate the compressor 102a at the currently operating drive frequency band. For example, if the power consumption is 410W while the compressor 102a is operating in the first step, the drive restriction unit 269 continues to operate the compressor 102a in the first step.

만약, 소비전력이 제3존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 20초 단위로 하강시켜 압축기(102a)가 운전되도록 제어한다. 가령, 제7스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 460W인 경우. 구동 제한부(269)는 20초 경과후, 제6스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다. 제6스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서 소비전력이 470W인 경우, 구동 제한부(269)는 다시 20초 경과후 제5스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다.If the power consumption corresponds to the third zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 so as to lower the step of the drive frequency by 20 seconds to control the compressor 102a to operate. For example, when the compressor 102a is operating in the seventh step and the power consumption is 460W. The drive limiter 269 limits the operation of the compressor 102a in the sixth step after 20 seconds have elapsed. If the power consumption is 470 W in the state where the compressor 102a is operating in the sixth step, the drive limiter 269 limits the operation of the compressor 102a to the fifth step after the lapse of 20 seconds again.

만약, 소비전력이 제4존에 해당되는 경우, 구동 제한부(269)는 인버터(230)를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 10초 단위로 하강시켜 압축기(102a)가 운전되도록 제어한다. 가령, 제10스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서, 소비전력이 530W인 경우, 구동 제한부(269)는 10초 경과후, 제9스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다. 제9스텝으로 압축기(102a)가 운전되고 있는 상태에서 소비전력이 520W인 경우, 구동 제한부(269)는 다시 10초 경과후 제8스텝으로 압축기(102a)가 운전되도록 제한한다.If the power consumption corresponds to the fourth zone, the drive limiter 269 controls the inverter 230 so that the step of the drive frequency is lowered in units of 10 seconds so that the compressor 102a is operated. For example, when the compressor 102a is operating in the tenth step and the power consumption is 530 W, the drive restriction section 269 limits the operation of the compressor 102a to the ninth step after 10 seconds have elapsed. When the power consumption is 520W in the state where the compressor 102a is operating in the ninth step, the drive restriction unit 269 limits the operation of the compressor 102a to the eighth step after 10 seconds elapses.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동기 제어장치의 동작을 설명하는데 참조되는 도면이다.FIG. 7 is a diagram for explaining an operation of a motor control apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 7을 참조하면, 공기 조화기(100)가 운전 중인 경우, 즉, 실외기(20)에 포함된 압축기(102a)가 운전 중인 경우(S710), 제어부(260)는 PWM 듀티비를 통해 전동기(102b)의 u상, v상, w상 전압을 산정한다(S720). 구체적으로, 제어부(260)에 포함된 전압 산정부(262)는 PWM 듀티비로 전동기(102b)에 인가되는 u상, v상, w상의 전압을 산정할 수 있다. 즉, 전압 산정부(262)는 dc단 전압 검출부(205)에서 검출된 전압에 각 상의 듀티비를 곱하여 각 상의 선전압을 산정할 수 있다. 전압 산정부(262)는 각 상의 선전압을 중성점 전압으로 빼서 각 상의 상전압을 구할 수 있다.7, when the air conditioner 100 is in operation, that is, when the compressor 102a included in the outdoor unit 20 is in operation (S710), the controller 260 controls the motor The phase voltages of the u-phase, the v-phase, and the w-phase of the phase-shifted signal are calculated (S720). Specifically, the voltage calculation unit 262 included in the control unit 260 can calculate the voltages on the u-phase, v-phase, and w-phase applied to the electric motor 102b with the PWM duty ratio. That is, the voltage calculating section 262 can calculate the line voltage of each phase by multiplying the voltage detected by the dc voltage detecting section 205 by the duty ratio of each phase. The voltage calculation unit 262 subtracts the line voltage of each phase to the neutral point voltage to obtain the phase voltage of each phase.

전동기(102b)의 u상, v상, w상 전압이 산정된 상태에서, 제어부(260)는 u상, v상, w상의 전압을 d축 및 q축 전압으로 회전 변환할 수 있다(S730). 구체적으로, 제어부(260)에 포함된 전압 변환부(263)는 u상, v상, w상의 전압을 회전 좌표계의 d축 및 q축 전압으로 변환할 수 있다.The controller 260 may convert the voltages of the u-phase, v-phase, and w-phase to the d-axis and q-axis voltages while the u-phase, v-phase, and w-phase voltages of the electric motor 102b are calculated (S730) . Specifically, the voltage converter 263 included in the controller 260 can convert the voltages of the u-phase, v-phase, and w-phase to the d-axis and q-axis voltages of the rotating coordinate system.

한편, 제어부(260)는 전류 검출부(210)에서 감지된 전동기(102b)의 u상, v상, w상의 전류 데이터를 수신한다(S740).On the other hand, the control unit 260 receives the current data on the u-phase, v-phase, and w-phase of the motor 102b sensed by the current detection unit 210 (S740).

전동기(102b)의 u상, v상, w상의 전류 데이터가 수신된 상태에서, 제어부(260)는 u상, v상, w상의 전류를 d축 및 q축 전압으로 회전 변환할 수 있다(S750). 구체적으로 제어부(260)에 포함된 전류 변환부(264)는 u상, v상, w상의 전류를 회전 좌표계의 d축 및 q축 전류로 변환할 수 있다.The controller 260 can rotate the currents of the u-phase, v-phase, and w-phase to the d-axis and q-axis voltages in a state where the current data of the u-phase, v-phase, and w-phase of the motor 102b is received ). Specifically, the current converter 264 included in the controller 260 can convert the currents of the u-phase, v-phase, and w-phase into the d-axis and q-axis currents of the rotating coordinate system.

한편, 본 도를 참조하여, 전동기(102b)의 3상 전압을 산정하고(S720), d-q축 전압으로 변환(S730)된 상태에서, 전동기(102b)의 3상 전류 데이터를 수신하고(S740), d-q축 전류로 변환(S750)되는 것으로 설명하나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 전동기(102b)의 3상 전류 데이터를 수신하고(S740), d-q축 전류로 변환(S750)된 상태에서, 전동기(102b)의 3상 전압을 산정하고(S720), d-q축 전압으로 변환(S730)될 수도 있다.Phase current data of the electric motor 102b is received (S740) while the three-phase voltage of the electric motor 102b is calculated (S720) and converted into the dq axis voltage (S730) , and dq axis current (S750). However, the present invention is not limited thereto. That is, the three-phase current data of the electric motor 102b is received (S740), the three-phase voltage of the electric motor 102b is calculated (S720) in the state of being converted into the dq axis current (S750) (S730).

d-q축 전압, 전류가 변환된 상태에서, 제어부(260)는 압축기(102a) 구동 소비전력을 계산한다(S760). 압축기(102a) 구동 소비전력은 압축기(102a)를 구동하는 압축기용 전동기(102b)의 소비전력을 구함으로써 계산될 수 있다. 구체적으로, 제어부(260)에 포함된 소비전력 계산부(266)는 d축의 전압, 전류 및 q축의 전압, 전류를 이용하여 압축기를 구동하는 소비전력을 계산한다. 이때, 소비전력은 상술한 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.In a state where the d-q axis voltage and current are converted, the controller 260 calculates the driving power consumption of the compressor 102a (S760). The driving power consumption of the compressor 102a can be calculated by calculating the power consumption of the compressor 102b for driving the compressor 102a. Specifically, the power consumption calculator 266 included in the controller 260 calculates the power consumption for driving the compressor using the d-axis voltage, current, and q-axis voltage and current. At this time, the power consumption can be calculated by the above-described equation (1).

u,v,w상의 전압, 전류를 이용하여 소비 전력을 계산하는 경우, 노이즈 제거를 위해 필터링이 필요하고, d축, q축 상의 전압, 전류를 이용하여 소비 전력을 계산하는 경우보다 더 많은 연산이 필요하다. 소비전력 계산부(266)는 d축의 전압, 전류 및 q축의 전압, 전류를 이용하여 계산함으로써, 간단하게 소비전력을 구할 수 있다.When calculating power consumption by using voltage and current on u, v, w, filtering is required to remove noise, and more computation is required than when power consumption is calculated using voltage and current on d axis and q axis Is required. The power consumption calculator 266 can calculate the power consumption simply by calculating using the d-axis voltage, current, and q-axis voltage and current.

압축기 구동 소비전력이 계산된 상태에서, 제어부(260)는 계산된 소비전력의 필터링을 수행한다(S770). 구체적으로, 제어부(260)에 포함된 필터링부(267)는 소비전력 계산부(266)에서 계산된 소비전력의 리플(ripple)을 제거한다. 필터링부(267)는 상술한 수학식 2를 적용하여 리플(ripple)을 제거한다.With the compressor driving power consumption calculated, the controller 260 performs filtering of the calculated power consumption (S770). Specifically, the filtering unit 267 included in the control unit 260 removes the ripple of the power consumption calculated by the power consumption calculation unit 266. The filtering unit 267 removes the ripple by applying Equation (2).

소비전력의 필터링이 수행된 상태에서, 제어부(260)는 필터링된 소비전력을 보상한다(S780). 구체적으로, 제어부(260)에 포함된 보상부(268)는 필터링부(267)에서 필터링된 소비전력에 전동기(102b)의 소비 전력을 제외한 부하의 소비전력을 보상한다. 압축기(102a)의 소비전력은 대부분 압축기(102a)를 구동하는 전동기(102b)의 소비전력일 수 있다. 여기서, 보상값은 실험에 의해 정해지는 값일 수 있다. 예를 들어, 공기 조화기(100) 전체의 소비 전력에서 압축기(102a)의 소비 전력을 제외한 보상값을 실험에 의해 구할 수 있다. 이때, 실험에 의해 구해지는 보상값은 30W일 수 있다. In a state where the filtering of the power consumption is performed, the controller 260 compensates the filtered power consumption (S780). Specifically, the compensation unit 268 included in the control unit 260 compensates the power consumption of the load excluding the power consumption of the motor 102b by the power consumption filtered by the filtering unit 267. The power consumption of the compressor 102a may be mostly the power consumption of the motor 102b that drives the compressor 102a. Here, the compensation value may be a value determined by an experiment. For example, a compensation value excluding the power consumption of the compressor 102a from the power consumption of the entire air conditioner 100 can be obtained by an experiment. At this time, the compensation value obtained by the experiment may be 30W.

소비전력이 보상된 상태에서, 제어부(260)는 소비전력을 기반으로 압축기의 운전을 제한한다(S790). 구체적으로, 제어부(260)에 포함된 구동 제한부(269)는 보상부(268)에서 보상된 소비 전력을 기반으로, 압축기(102a)의 운전을 제한할 수 있다. 구동 제한부(269)는 압축기(102a)의 운전을 소비전력에 따라 복수의 존(zone)으로 구분할 수 있다. 구동 제한부(269)는 복수의 존(zone)에 따라 압축기(102a)의 운전 제한을 달리할 수 있다. 복수의 존에 따른 압축기(102a)의 운전 제한에 대한 설명은 도 4 및 도 6을 참조하여 상술한 바와 같다.In a state where the power consumption is compensated, the controller 260 limits the operation of the compressor based on the power consumption (S790). Specifically, the driving restriction unit 269 included in the control unit 260 may restrict the operation of the compressor 102a based on the power consumption compensated in the compensation unit 268. [ The drive limiter 269 can divide the operation of the compressor 102a into a plurality of zones according to power consumption. The drive restriction unit 269 may limit the operation of the compressor 102a according to a plurality of zones. The operation limitations of the compressor 102a according to the plurality of zones are as described above with reference to Figs. 4 and 6. Fig.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.

10 : 실내기
20 : 실외기
200 : 전동기 제어 장치
210 : 전류 검출부
220 : 메모리
230 : 인버터
240 : 전동기
250 : 압축기
260 : 제어부10: indoor unit
20: outdoor unit
200: Motor control device
210:
220: Memory
230: Inverter
240: electric motor
250: Compressor
260:

Claims (11)

공기 조화기에 포함된 전동기 제어 장치에 있어서,
압축기를 구동하는 전동기에 인가되는 u상, v상 w상의 전류를 감지하는 전류 검출부;
상기 전동기에 인가되는 전원의 PWM 듀티비 제어를 통해, 상기 압축기의 구동을 제어하는 인버터; 및
상기 PWM 듀티비로 상기 전동기에 인가되는 u상, v상, w상의 전압을 산정하고, 상기 산정된 u상, v상, w상의 전압을 d축 및 q축 전압으로 변환하고, 상기 전류 검출부에서 감지된 u상, v상, w상의 전류를 d축 및 q축 전류로 변환하고, 상기 d축의 전압, 전류 및 상기 q축의 전압, 전류를 이용하여 상기 압축기를 구동하는 소비전력을 계산하고, 상기 소비전력을 기반으로 상기 인버터를 제어하여 상기 압축기의 운전을 제한하는 제어부;를 포함하고,
상기 인버터는, 상기 전동기를 구동하는 구동 주파수에 따라 복수의 스텝으로 구분하여 상기 압축기의 구동을 제어하고,
상기 제어부는, 상기 계산된 소비전력에 상기 공기 조화기에 포함되는 SMPS(Switched Mode Power Supply), 실내기팬 및 실외기팬의 소비전력을 보상하여 보상 소비전력을 계산하고,
기 설정된 복수의 존(zone)중 상기 보상 소비전력에 대응되는 존에 따라 상기 복수의 스텝 중, 상기 압축기의 구동 주파수에 대응되는 스텝의 상승 또는 하강을 위한 주기를 결정하고,
상기 주기에 따라, 상기 압축기의 구동 주파수에 대응되는 스텝을 상승시키거나 하강시키도록 제어하는 전동기 제어 장치.1. An electric motor control device included in an air conditioner,
A current detector for detecting currents on u and v phases applied to an electric motor for driving the compressor;
An inverter for controlling driving of the compressor through PWM duty ratio control of a power source applied to the electric motor; And
A voltage of u-phase, v-phase, and w-applied to the motor by the PWM duty ratio is calculated, and a voltage of the calculated u-phase, v-phase, and w- Calculating a power consumption for driving the compressor using the voltage and current of the d-axis and the voltage and current of the q-axis, And a controller for controlling the inverter based on the power to limit the operation of the compressor,
The inverter controls driving of the compressor by dividing the motor into a plurality of steps according to a driving frequency for driving the motor,
The control unit calculates the compensated power consumption by compensating the power consumption of the SMPS (Switched Mode Power Supply), the indoor fan, and the outdoor fan included in the air conditioner to the calculated power consumption,
Determines a cycle for raising or lowering a step corresponding to the driving frequency of the compressor among the plurality of steps in accordance with a zone corresponding to the compensated consumption power among a plurality of predetermined zones,
And controls to increase or decrease the step corresponding to the driving frequency of the compressor according to the period. 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 PWM 듀티비로 상기 전동기에 인가되는 u상, v상, w상의 전압을 산정하는 전압 산정부;
상기 산정된 u상, v상, w상의 전압을 d축 및 q축 전압으로 전환하는 전압 전환부;
상기 전류 검출부에서 감지된 u상, v상, w상의 전류를 d축 및 q축 전류로 전환하는 전류 전환부;
상기 d축의 전압, 전류 및 상기 q축의 전압, 전류를 이용하여 상기 압축기를 구동하는 소비전력을 계산하는 소비전력 계산부; 및
상기 소비전력을 기반으로 상기 인버터를 제어하여 상기 압축기의 운전을 제한하는 구동 제한부;를 포함하는 전동기 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein,
A voltage calculating unit for calculating a voltage on the u-phase, v-phase, and w-phase applied to the motor with the PWM duty ratio;
A voltage converter for converting a voltage on the estimated u-phase, v-phase, and w-phase into d-axis and q-axis voltages;
A current switching unit for switching the currents of the u-phase, v-phase, and w-phase sensed by the current detecting unit into d-axis and q-axis currents;
A power consumption calculation unit for calculating power consumption for driving the compressor using the d-axis voltage and current and the q-axis voltage and current; And
And a drive limiter for controlling the inverter based on the power consumption to limit the operation of the compressor. 제 2항에 있어서,
상기 소비전력 계산부에서 계산된 소비전력의 리플(ripple)을 제거하는 필터링부;를 더 포함하는 전동기 제어 장치.3. The method of claim 2,
And a filtering unit for removing a ripple of power consumption calculated by the power consumption calculation unit. 제 2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 소비전력에 상기 전동기를 제외한 부하의 소비전력을 보상하는 보상 소비전력을 계산하는 보상부;를 더 포함하고,
상기 구동제한부는,
상기 보상 소비전력을 기반으로 상기 압축기의 운전을 제한하는 전동기 제어 장치.3. The method of claim 2,
Wherein,
And a compensating unit for calculating a compensated consumed power for compensating for the power consumption of the load excluding the electric motor,
Wherein the drive restriction unit includes:
And limits the operation of the compressor based on the compensated consumption power. 제 4항에 있어서,
상기 보상부는,
상기 소비전력에 30W를 보상하여 보상 소비전력을 계산하는 전동기 제어 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the compensation unit comprises:
And compensates the power consumption by 30 W to calculate the compensated power consumption. 삭제delete 제 2항에 있어서,
상기 구동 제한부는,
상기 압축기의 운전을 상기 소비전력에 따라 복수의 존(zone)으로 구분하고 각각의 존(zone)에 따라 상기 압축기의 구동 제한을 달리하는 전동기 제어 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the drive restriction unit includes:
Wherein the operation of the compressor is divided into a plurality of zones according to the power consumption and the drive limitations of the compressor are varied according to zones. 제 7항에 있어서,
상기 구동 제한부는,
상기 압축기의 운전을 상기 소비전력에 따라 제0존, 제1존, 제2존, 제3존 및 제4존으로 구분하여 제한하는 전동기 제어 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the drive restriction unit includes:
Wherein the operation of the compressor is divided into the zeroth zone, the first zone, the second zone, the third zone, and the fourth zone according to the power consumption. 제 8항에 있어서,
상기 소비전력이 상기 제0존에 해당되는 경우, 상기 구동 제한부는, 상기 압축기의 운전을 제한하지 않고,
상기 소비전력이 상기 제1존에 해당되는 경우, 상기 구동 제한부는, 상기 인버터를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 20초 단위로 상승시켜 상기 압축기가 운전되도록 제한하고,
상기 소비전력이 상기 제2존에 해당되는 경우, 상기 구동 제한부는, 상기 인버터를 제어하여, 현재의 구동 주파수대로 상기 압축기를 운전하고,
상기 소비전력이 상기 제3존에 해당되는 경우, 상기 구동 제한부는, 상기 인버터를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 20초 단위로 하강시켜 상기 압축기가 운전되도록 제한하고,
상기 소비전력이 상기 제4존에 해당되는 경우, 상기 구동 제한부는, 상기 인버터를 제어하여, 구동 주파수의 스텝을 10초 단위로 하강시켜 상기 압축기가 운전되도록 제한하는 전동기 제어 장치.9. The method of claim 8,
When the power consumption corresponds to the zeroth zone, the drive restriction unit does not restrict the operation of the compressor,
When the power consumption corresponds to the first zone, the drive restriction unit controls the inverter to increase the step of the drive frequency by 20 seconds to limit the operation of the compressor,
And when the power consumption corresponds to the second zone, the drive restriction section controls the inverter to operate the compressor at a current drive frequency band,
When the power consumption corresponds to the third zone, the drive restriction unit controls the inverter to lower the step of the drive frequency by 20 seconds to limit the operation of the compressor,
Wherein when the power consumption corresponds to the fourth zone, the drive restriction unit controls the inverter to lower the step of the drive frequency in units of 10 seconds so as to restrict the compressor to operate. 제 1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 하나에 기재된 전동기 제어 장치를 포함하는 공기 조화기.An air conditioner comprising the electric motor controller according to any one of claims 1 to 5 and 7 to 9. 공기 조화기에 포함된 전동기 제어 장치의 동작 방법에 있어서,
압축기를 구동하는 전동기에 인가되는 u상, v상, w상의 전류 감지하는 단계;
PWM 듀티비를 통해 상기 전동기에 인가되는 u상, v상, w상의 전압을 산정하는 단계;
상기 산정된 u상, v상, w상의 전압을 d축 및 q축 전압으로 전환하는 단계;
상기 감지된 u상, v상, w상의 전류를 d축 및 q축 전류로 전환하는 단계;
상기 d축의 전압, 전류 및 상기 q축의 전압, 전류를 이용하여 상기 압축기를 구동하는 소비전력을 계산하는 단계; 및
상기 계산된 소비전력에 상기 공기 조화기에 포함되는 SMPS(Switched Mode Power Supply), 실내기팬 및 실외기팬의 소비전력을 보상하여 보상 소비전력을 계산하는 단계;
상기 보상 소비전력을 기반으로, 상기 전동기에 인가되는 전원의 PWM 듀티비 제어를 통해, 상기 압축기의 구동을 제어하는 인버터를 제어하여 상기 압축기의 운전을 제한하는 단계;를 포함하고,
상기 인버터는, 상기 전동기를 구동하는 구동 주파수에 따라 복수의 스텝으로 구분하여 상기 압축기의 구동을 제어하고,
상기 제한하는 단계는,
기 설정된 복수의 존(zone) 중 상기 보상 소비전력에 대응되는 존에 따라 상기 복수의 스텝 중, 상기 압축기의 구동 주파수에 대응되는 스텝의 상승 또는 하강을 위한 주기를 결정하고,
상기 주기에 따라, 상기 압축기의 구동 주파수에 대응되는 스텝을 상승시키거나 하강시키는 전동기 제어 장치의 동작 방법.


A method of operating an electric motor control device included in an air conditioner,
Detecting a current on a u-phase, a v-phase, and a w-phase applied to an electric motor driving the compressor;
Calculating a voltage on the u-phase, v-phase, and w-phase applied to the motor through the PWM duty ratio;
Converting the voltages on the estimated u-phase, v-phase, and w-phase into d-axis and q-axis voltages;
Converting the detected currents of the u-phase, v-phase, and w-phases into d-axis and q-axis currents;
Calculating power consumption for driving the compressor using the d-axis voltage and current and the q-axis voltage and current; And
Calculating compensated power consumption by compensating power consumption of the SMPS (Switched Mode Power Supply), the indoor fan, and the outdoor fan included in the air conditioner to the calculated power consumption;
And controlling the inverter to control the driving of the compressor through the PWM duty ratio control of the power source applied to the electric motor based on the compensated consumed electric power to limit the operation of the compressor,
The inverter controls driving of the compressor by dividing the motor into a plurality of steps according to a driving frequency for driving the motor,
Wherein the limiting step comprises:
Determines a cycle for raising or lowering a step corresponding to the driving frequency of the compressor among the plurality of steps in accordance with a zone corresponding to the compensated consumption power among a plurality of predetermined zones,
And the step corresponding to the driving frequency of the compressor is raised or lowered in accordance with the period.


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