KR101716139B1 - Method for dirving outer fan motor of air conditioner and apparatus for driving the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법 및 그 구동장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법은, 실외팬 전동기가 일정 위치에 정렬하도록 일정 전류를 공급하는 단계와, 실외팬 전동기에 흐르는 출력 전류를 검출하는 단계와, 검출된 출력전류에 기초하여 실외팬 전동기에 공급되는 일정 전류의 크기 또는 일정 전류 공급 기간을 가변하는 단계를 포함한다. 이에 의하여, 외풍에도 불구하고 안정적으로 실외팬을 구동할 수 있게 된다. The present invention relates to a method of driving an outdoor fan motor of an air conditioner and a driving apparatus therefor. A method of driving an outdoor fan motor of an air conditioner according to an embodiment of the present invention includes the steps of supplying a constant current so that the outdoor fan motor is aligned at a predetermined position, detecting an output current flowing through the outdoor fan motor, And varying the magnitude of the constant current supplied to the outdoor fan motor or the constant current supply period based on the output current. Thus, it is possible to stably drive the outdoor fan in spite of the draft.
실외팬, 전동기, 전류 Outdoor fan, electric motor, current
Description
본 발명은 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법 및 그 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외풍에도 불구하고 안정적으로 실외팬을 구동할 수있는 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법 및 그 구동장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method for driving an outdoor fan motor of an air conditioner, and more particularly, to a driving method of an outdoor fan motor of an air conditioner capable of stably driving an outdoor fan in spite of a wind, Driving device.
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, 팬 등에 전동기가 사용되며, 이를 구동하기 위한 전동기 구동장치가 사용되고 있다. On the other hand, in an air conditioner, a motor is used for a compressor, a fan, and the like, and a motor driving device for driving the motor is used.
본 발명의 목적은, 외풍에도 불구하고 안정적으로 실외팬을 구동할 수 있는 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법 및 그 구동장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of driving an outdoor fan motor of an air conditioner capable of stably driving an outdoor fan in spite of winds and a driving device thereof.
상술한 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법은, 실외팬 전동기가 일정 위치에 정렬하도록 일정 전류를 공급하는 단계와, 실외팬 전동기에 흐르는 출력 전류를 검출하는 단계와, 검출된 출력전류에 기초하여 실외팬 전동기에 공급되는 일정 전류의 크기 또는 일정 전류 공급 기간을 가변하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving an outdoor fan motor of an air conditioner, including the steps of: supplying a constant current so that the outdoor fan motor is aligned at a predetermined position; And varying the magnitude or constant current supply period of the constant current supplied to the outdoor fan motor based on the detected output current.
상술한 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 실외팬 전동기 구동장치는, 실외팬 전동기가 일정 위치에 정렬하도록 일정 전류를 공급하는 인버터와, 실외팬 전동기에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출와, 검출된 출력 전류에 기초하여 인버터에서 상기 실외팬 전동기로 공급되는 일정 전류의 크기 또는 일정 전류 공급 기간을 가변하도록 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an outdoor fan motor drive apparatus for an air conditioner, including: an inverter for supplying a constant current so that the outdoor fan motor is aligned at a predetermined position; And a controller for controlling the inverter to vary the magnitude of the constant current supplied from the inverter to the outdoor fan motor or the constant current supply period based on the detected output current.
상술한 바와 같이 본 발명 실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법 및 그 구동장치는, 초기 구동시 실외팬을 일정 위치로 정렬시키기 위해 일정 전류를 공급하며, 전동기에 흐르는 출력 전류에 기초하여 전동기에 공급되는 전 류의 크기 또는 전류 공급 기간을 가변하므로, 외풍에도 불구하고 안정적으로 실외팬을 안정적으로 초기화시킬 수 있게 된다. 즉, 외풍에도 불구하고 일정 위치에 정렬할 수 있게 된다.As described above, the driving method of the outdoor fan motor of the air conditioner according to the present invention and the driving apparatus thereof supply a constant current to align the outdoor fan at a predetermined position during the initial driving, It is possible to stably initialize the outdoor fan stably regardless of the draft, because the magnitude of the current supplied to the electric motor or the current supply period can be varied. That is, it can be aligned at a certain position despite the draft.
한편, 공급되는 전류의 크기가 소정치 이상이거나 전류 공급 기간이 소정 기간 이상인 경우, 에러를 표시함으로써, 구동장치의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다. On the other hand, when the magnitude of the supplied current is equal to or greater than a predetermined value or when the current supply period is equal to or longer than the predetermined period, an error is displayed, whereby the stability of the drive apparatus can be improved.
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 1은 본 발명과 관련된 공기조화기의 개략도이다.1 is a schematic view of an air conditioner related to the present invention.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(130)와 실외기(150)로 구분된다. Referring to the drawings, an
실내기(130)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(135)와, 실내측 열교환기(135)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(140)과 실내팬(140)을 회전시키는 실내팬 전동기(145) 등을 포함한다. The
실외기(150)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(160)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(165)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(170)와, 실외측 열교환기(180)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(175)과 실외팬(175)을 회전시키는 실외팬 전동기(250)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(180)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(185)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉 매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(190) 등을 포함한다. The
실내측 열교환기(135)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(170)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one
또한, 공기조화기(100)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.Further, the
한편, 도 1에서는 실내기(130)와 실외기(150)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.Although the
도 2는 도 1의 실외기 내부를 간략히 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing the interior of the outdoor unit of FIG.
도면을 참조하면, 실외기(150) 내에 실외팬(175), 및 실외팬(175)를 구동하는 실외팬 전동기(250)이 배치되며, 실외팬(175)의 측면에는 압축기(160)가 배치될 수 있다. 그 외의 구성 요소의 도시는 생략한다.The
한편, 실외에 설치되는 실외기(150)에 외풍(290)이 불 경우, 외풍(290)에 의해 실외팬(175)이 회전하는 경우가 발생한다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 역풍(adverse wind)이 불 경우, 바로 실외팬(175)이 회전하게 된다.On the other hand, when the
본 발명의 실시예에서는 외풍에도 불구하고, 실외팬 전동기의 구동이 정확하도록 하는 실외팬 전동기의 구동방법 및 그동 장치에 대한 내용을 기술한다. 특히, 이하에서는, 실외팬 전동기의 위치를 검출하는 센서가 없는 센서리스(sensorless) 방식을 전제로 기술한다.In the embodiment of the present invention, the driving method of the outdoor fan motor and the operation of the outdoor fan motor for accurately driving the outdoor fan motor in spite of the draft are described. Particularly, the following description is based on a sensorless method in which there is no sensor for detecting the position of the outdoor fan motor.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기 구동장치를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an outdoor fan motor driving apparatus of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 실외팬 전동기 구동장치(200)는, 컨버터(210), 평활 커패시터(C), 인버터(220), 제어부(230), 및 출력전류 검출부(E)를 포함할 수 있다. 또한, 도 3의 실외팬 전동기 구동장치(200)는, 리액터(L), 입력전류 검출부(A), dc 단 전압 검출부(B) 등을 더 포함할 수도 있다.3, the outdoor fan
리액터(L)는, 상용 교류 전원(205)과 컨버터(210) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행할 수 있다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(210)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다. The reactor L may be disposed between the commercial
입력전류 검출부(A)는 상용 교류 전원(205)으로부터 입력되는 입력전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(230)에 입력될 수 있다. The input current detection section A can detect the input current (i s ) input from the commercial
컨버터(210)는 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(205)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(205)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(205)의 종류에 따라 컨버터(210)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. The
컨버터(210)는 스위칭 소자를 구비하여, 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행한다. 스위치 소자를 구비하는 경우, 제어부(230)에서 스위칭 제어 신호(Scc)가 공급될 수 있다. 한편, 컨버터(210)는 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.The
평활 커패시터(C)는 컨버터(210)의 출력단에 접속된다. 컨버터(210)로부터 출력되는 변환된 직류 전원을 평활하게 된다. 이하에서는 컨버터(210)의 출력단을 dc 단 또는 dc 링크단이라고 한다. dc 단에서 평활된 직류 전압은 인버터(220)에 인가된다.The smoothing capacitor C is connected to the output terminal of the
dc 단 전압 검출부(B)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 입력전압(vs)의 추정 및 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)의 생성을 위해, 제어부(230)에 입력될 수 있다. The dc voltage detection unit B can detect the dc voltage Vdc at both ends of the smoothing capacitor C. [ For this purpose, the dc voltage detection unit B may include a resistance element, an amplifier, and the like. The dc terminal voltage Vdc detected is a dc terminal voltage Vdc that is detected is a discrete signal in the form of a pulse and is used to estimate the input voltage v s and to generate the converter switching control signal Scc And may be input to the
인버터(220)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 삼상 실외팬 전동기(250)에 출력한다. The
인버터(220)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa&S'a,Sb&S'b,Sc&S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. The
인버터(220) 내의 스위칭 소자들은 제어부(230)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 실외팬 전동기(250)에 출력되게 된다. The switching elements in the
특히, 본 발명의 실시예와 관련하여, 초기 구동시, 인버터(220)는 실외팬 전동기(250)에 일정 전류를 공급하도록 동작한다. 예를 들어, 6개의 스위칭 소자 중, 상암 스위칭 소자(Sa)와 하암 스위칭 소자(S'b,S'c)가 턴 온될 수 있다. 특히, 스위칭 소자의 온/오프 동작이 공간 벡터에 의한 PWM 스위칭이 수행되는 경우, 공간 벡터 (1,0,0)에 의한 스위칭이 수행될 수 있다. 즉, 상암 스위칭 소자(Sa)와 하암 스위칭 소자(S'b,S'c)는 단위 스위칭 주파수 내에서 풀 듀티(full duty)를 가지면서 턴 온될 수 있다. 이에 의해, 실외팬 전동기(250)의 회전자가 일정 위치에 정렬하게 된다.In particular, in connection with an embodiment of the present invention,
출력전류 검출부(E)는, 실외팬 전동기(250)에 흐르는 출력 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력전류를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 한 상 또는 두 상의 출력전류를 검출할 수도 있다. The output current detection unit E detects the output current flowing to the
출력전류 검출부(E)는, 도면에 도시된 바와 같이, 인버터(220) 내의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)의 각 일단 중 적어도 하나에 션트 저항이 접속될 수 있다. 이러한, 션트 저항(Ra,Rb,Rc)을 통해 출력 전류가 검출되게 된다.The output current detection unit E is connected to at least one of the three ends of the three lower arm switching elements S'a, S'b, S'c in the
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(230)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여, 입력전류를 추정하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 검출된 출력전류(io)는, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 생성에 사용될 수도 있다. The detected output current i 0 can be applied to the
제어부(230)는, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(230)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받아, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 생성하여 이를 인버터(220)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM(pulse width modulation)용 스위칭 제어신호일 수 있다. 제어부(230) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 4를 참조하여 후술한다.The
한편, 제어부(230)는, 컨버터(210)의 스위칭 동작도 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(230)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)을 입력받아, 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)를 생성하여 이를 컨버터(210)에 출력할 수 있다. 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)는 PWM용 스위칭 제어신호일 수 있다. On the other hand, the
한편, 제어부(230)는, 본 발명의 실시예에 관련하여, 초기 구동시 실외팬 전동기(250)가 일정한 위치에 정렬하도록 제어한다. 즉, 인버터(220)에서 일정한 전류가 공급되도록 제어한다. 상술한 바와 같이, 공간 벡터 (1,0,0)에 의한 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다. Meanwhile, the
여기서, 초기 구동시, 즉, 인버터(220)에서 실외팬 전동기(250)로 일정 전류(ic)를 공급하는 경우라 할 수 있다. Here, it the time of initial driving, that is, in the case of supplying a constant current (i c) to the
한편, 제어부(230)는, 초기 구동시, 실외팬 전동기(250)에 흐르는 출력 전류(io)에 기초하여, 인버터(220)에서 실외팬 전동기(250)로 공급되는 일정 전류(ic)의 크기 또는 전류 공급 기간을 가변할 수 있다. The
이는, 외풍에 영향을 받는 출력 전류(io) 파형에 따라, 실외팬 전동기(250)로 공급되는 일정 전류의 크기 또는 전류 공급 기간을 가변함으로써, 외풍에도 불구하고 안정적으로 실외팬 전동기를 안정적으로 초기화시킬 수 있게 된다. This is because, by varying the magnitude of the constant current supplied to the
또한, 제어부(230)는, 초기 구동시, 실외팬 전동기(250)에 흐르는 출력 전류(io)의 크기가 소정치 이상을 초과하거나, 일정 전류(isc) 공급 기간을 포함하는 초기 구동 기간이 소정 기간 이상 초과되는 경우, 에러를 표시하도록 제어한다.Further, the
상술한, 초기 구동시의 제어부(230)의 동작에 대해서는, 도 5 이하를 참조하여 후술하기로 한다.The operation of the
삼상 실외팬 전동기(250)는 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 전동기(250)의 종류로는 BLDC(blushless DC) 전동기, synRM(Synchronous Reluctance Motor) 등 다양한 형태가 가능하다. The three-phase
한편, 제어부(230)는 실외기 제어부로서, 실내기에 별도로 배치될 수 있는 실내기 제어부와의 통신을 더 수행하는 것도 가능하다. 실외기 제어부는, 실내기 제어부와의 통신에 의해 운전 지령을 수신하며, 수신된 운전 지령에 기초하여 후술하는 속도 지령치를 결정할 수 있게 된다.Meanwhile, the
또한, 상술한 공기조화기의 실외팬 실외팬 전동기 구동장치(200)의 제어부(230)는, 실외팬 전동기(250) 외에, 및 압축기용 전동기를 동시에 제어하는 것도 가능하다.The
한편, 본 발명의 실시예에 따른 실외팬 전동기 구동장치는, 도 3과 달리 상용 교류 전원이 아닌 바로 직류 전원을 이용하는 경우에도 적용이 가능하다. 즉, 평활 커패시터(C) 앞단의 리액터(L), 및 컨버터(210)가 구비되지 않을 수도 있다. 직류 전원은, 배터리 또는 태양 전지 등에서 공급될 수 있다. 또한, 직류 전원의 레벨을 변화시키는 직류/직류 변환부가 더 구비되는 것도 가능하다.3, the outdoor fan motor driving apparatus according to the embodiment of the present invention can be applied to a direct current power source rather than a commercial AC power source. That is, the reactor L in front of the smoothing capacitor C and the
도 4는 도 3의 제어부 내부의 간략 블록도이다.4 is a simplified block diagram of the inside of the control unit of FIG.
도면을 참조하여 설명하면, 제어부(230)는, 추정부(305), 전류 지령 생성부(310), 전압 지령 생성부(320),및 스위칭 제어신호 출력부(330)를 포함한다.The
한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 삼상의 출력전류(io)를 d축, q축 전류로 변환하거나 d축, q축 전류를 삼상의 전류로 변환하는 축 변환부를 더 포함할 수도 있다.On the other hand, the figure, although not shown, it is also possible to convert the three-phase output current (i o) to the d-axis, q-axis current, or further comprising an axis conversion for converting the d-axis, q-axis current to the three-phase current.
추정부(305)는, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 실외팬 전동기(250)의 속도(v)를 추정한다. 예를 들어, 실외팬 전동기(250)의 기계 방정식 및 전기 방정식을 서로 비교하여, 그에 따라 실외팬 전동기(250)의 속도(v)를 추정할 수 있다.The estimating
또한, 추정부(305)는, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 회전자의 위치를 추정할 수도 있다. 이러한 회저자의 위치는 실외팬 전동기(250)의 전기각, 또는 기계각을 추정할 수 있다. 통상 기계각과 전기각의 관계는, 기계각의 주기가 전기각에 비해 전동기(250)의 극수/2 배의 관계를 가진다.The
여기서, θMe는 기계각을 나타내며, θe는 전기각을 나타낸다. 예를 들어, 전동기(250)의 극수가 6극인 경우, θMe = 3θe 의 관계를 가진다. Here, θ Me represents the mechanical angle, and θ e represents the electrical angle. For example, it has the relationship in the case where the number of poles of the
즉, 전동기(250)의 극수가 6극인 경우, 기계각(θMe) 360˚ 내에서, 120˚ 주기의 전기각(θe)이 3개가 대응되게 된다.That is, when the number of poles of the
전류 지령 생성부(310)는 추정 속도(v)와 속도 지령치(v*)에 기초하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(310)는, 추정 속도(v)와 속도 지령치(v*)의 차이에 기초하여, PI 제어를 수행하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 전류 지령 생성부(310)는 PI 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 전류 지령치(i* d,i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제 한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.The current
전압 지령 생성부(320)는 검출된 출력전류(io)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(320)는, 검출된 출력전류(io)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어를 수행하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 전압 지령 생성부(320)는 PI 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.The voltage
스위칭 제어신호 출력부(330)는 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여 PWM신호인 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 인버터(220)로 출력한다. 이에 따라 인버터(220) 내의 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)는 온/오프 스위칭 동작을 수행하게 된다.The switching control
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법을 도시한 순서도이며, 도 6 내지 도 9는 도 5의 구동방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of driving an outdoor fan motor of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 9 are views referred to explain the driving method of FIG.
도 5를 참조하면, 먼저, 실외팬 전동기(250)에 일정 전류를 공급한다(S510).Referring to FIG. 5, first, a constant current is supplied to the outdoor fan motor 250 (S510).
초기 구동시, 실외팬 전동기의 회전자 위치를 정렬하기 위해, 인버터(220)는 일정 전류를 실외팬 전동기(250)에 공급한다.In order to align the rotor position of the outdoor fan motor in the initial operation, the
이를 위해, 제어부(230)는, 공간 벡터 (1,0,0)에 의한 인버터 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다. 이에 따라, 인버터(220)내의 상암 스위칭 소자(Sa)와 하암 스위칭 소자(S'b,S'c)가 단위 스위칭 주파수 내에서 풀 듀티(full duty)를 가지면서 턴 온될 수 있다. 인버터(220)는, 이에 의해, 일정 전류를 실외팬 전동기(250)로 공급하게 된다.To this end, the
다음, 전동기에 흐르는 출력 전류를 검출한다(S520). Next, the output current flowing in the motor is detected (S520).
출력 전류 검출부(E)는 실외 팬 전동기(250)에 흐르는 출력 전류(io)를 검출한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 출력 전류 검출부(E)는 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 접속된 션트 저항(Ra,Rb,Rc)를 포함할 수 있다.The output current detection unit E detects the output current (i 0 ) flowing through the
도 6은 출력 전류 검출 파형의 일예를 도시한다. 도 6은, 일정전류(ic)가 실외 팬 전동기(250)에 공급되는 경우, 출력 전류(io)의 크기로 0.7A를 예시한다. 이에 따라, 공급 전류(ic)가 대략 0.7A임을 알 수 있다. 또한, 도 6은, 일정 전류 상승 기간(Tr) 및 일정 전류 공급 기간(Tc)을 포함하는 초기 구동 기간(TA)이 3초(3S)인 것을 예시한다. 한편, 도 6과 달리 다양한 크기 및 기간이 설정될 수 있다.6 shows an example of the output current detection waveform. FIG. 6 illustrates 0.7 A as the magnitude of the output current (i o ) when the constant current (i c ) is supplied to the
도 6을 살펴보면, 실외기(150) 내로 흡입되는 외풍이 미미하여, 초기 구동을 위해 일정전류(ic)를 공급함에도 불구하고, 출력 전류(io)가 거의 일정함을 알 수 있다. 즉, 출력 전류(io) 파형의 주파수 성분이 낮거나 거의 없음을 알 수 있다. 따라서, 외풍이 미미한 경우, 초기 구동시, 실외팬 전동기(250)에 공급되는 일정 전류의 크기 또는 일정 전류의 공급 기간은 일정할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the output current i o is substantially constant, even though the outside air sucked into the
다음, 검출된 출력전류에 기초하여 일정 전류의 크기 또는 일정 전류 공급 기간을 가변한다(S530).Next, the magnitude of the constant current or the constant current supply period is varied based on the detected output current (S530).
출력 전류 검출부(E)는, 실외 팬 전동기(250)에 흐르는 출력 전류(io)를 검출한다. 제어부(230)는, 검출되는 출력 전류(io)의 파형에 따라, 실외팬 전동기(250)에 공급되는 일정 전류의 크기 및 일정 전류의 공급 기간 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 예를 들어, 외풍의 세기가 셀수록, 실외팬 전동기(250)에 공급되는 일정 전류의 크기가 커지거나, 일정 전류의 공급 기간이 길어지도록 설정할 수 있다.An output current detector (E) detects an output current (i o) flowing through the
구체적으로, 제어부(230)는, 검출되는 출력 전류(io)의 파형의 주파수 성분 또는 그 크기를 고려하여, 실외팬 전동기(250)에 공급되는 일정 전류의 크기 및 일정 전류의 공급 기간 중 적어도 하나를 가변할 수 있다. 외풍이 세질수록, 검출되는 출력 전류(io)의 파형의 주파수 성분 중 고주파 성분이 많아지게 되며, 또한 출력 전류(io)의 파형의 크기도 가변될 수 있다. 이에 따라, 제어부(230)는 실외팬 전동기(250)에 공급되는 일정 전류의 크기가 커지거나, 일정 전류의 공급 기간이 길 어지도록 설정할 수 있다.The
도 7은 외풍이 9.82m/s인 경우의 검출되는 출력 전류(io) 파형을 예시한다. 도면과 같이, 외풍에 의해, 일정 전류 상승 기간(Tr)이 일정하지 않으면서 주파수 성분이 나타남을 알 수 있다. 그 이후 일정 전류 공급 기간(Tc)에서도 약간의 주파수 성분이 나타나나 어느 정도 일정한 레벨을 유지하는 것을 알 수 있다. Figure 7 illustrates the output current is detected (i o) of the waveform when the draft is 9.82m / s. As shown in the drawing, it can be seen that the frequency component appears with constant current rise period Tr not constant due to the draft. Thereafter, a certain frequency component appears even in the constant current supply period Tc, but it can be seen that it maintains a constant level to some extent.
이에 따라, 제어부(230)는, 도 6과 같이, 공급 전류(ic)를 대략 0.7A로 설정하며, 일정 전류 상승 기간(Tr) 및 일정 전류 공급 기간(Tc)을 포함하는 초기 구동 기간(TA)을 3초(3S)로 설정할 수 있다.6, the
다음, 도 8은 외풍이 14.89m/s인 경우의 검출되는 출력 전류(io) 파형을 예시한다. 도면과 같이, 외풍에 의해, 일정 전류 상승 기간(Tr)이 일정하지 않으면서 고주파수 성분이 나타남을 알 수 있다. 그 이후 일정 전류 공급 기간(Tc)에서도 고주파수 성분이 나타나는 것을 알 수 있다. 이에 따라 도면에 도시된 바와 같이, 초기 구동 실패(initial operating fail)라 판단할 수 있다. Next, Figure 8 illustrates the output current is detected (i o) of the waveform when the draft is 14.89m / s. As shown in the drawing, it can be seen that the constant current rise period Tr is not constant and the high frequency component appears due to the draft. It can be seen that the high frequency component appears even in the constant current supply period Tc thereafter. Accordingly, as shown in the figure, it can be determined that the initial operating failure is caused.
이에 따라, 제어부(230)는, 대략 0.7A의 공급 전류(ic) 및 3초(3S)의 제1 초기 구동 기간(TA1) 외에, 대략 0.7A의 공급 전류(ic) 및 4초(4S)의 제2 초기 구동 기간(TA2)을 추가로 설정할 수 있다. 즉, 외풍이 세질수록 일정 전류 공급 기간을 증가시키게 된다. 이에 따라, 초기 구동은 안정화될 수 있게 된다.In this way, the
한편, 도면에 도시된 일정 전류 공급 기간의 가변 외에, 공급 전류의 크기를 가변하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 8의 경우 0.7A 대신에 1A를 설정하여 공급할 수 있다. 이에 따라 제2 초기 구동 기간(TA2)은 생략할 수도 있다.On the other hand, it is also possible to vary the magnitude of the supply current in addition to the variable of the constant current supply period shown in the figure. For example, in the case of FIG. 8, 1A can be supplied instead of 0.7A. Accordingly, the second initial driving period T A2 may be omitted.
다음, 도 9는 외풍이 19.59m/s인 경우의 검출되는 출력 전류(io) 파형을 예시한다. 도면과 같이, 외풍에 의해, 제1 초기 구동 기간(TA2) 및 제2 초기 구동 기간(TA2) 내의 일정 전류 상승 기간(Tr)이 일정하지 않으면서 고주파수 성분이 상당히 나타남을 알 수 있다. 그 이후 일정 전류 공급 기간(Tc)에서도 고주파수 성분이 상당히 나타나는 것을 알 수 있다. 이에 따라 도면에 도시된 바와 같이, 제1 초기 구동 기간(TA2) 및 제2 초기 구동 기간(TA2) 이후, 초기 구동 실패(initial operating fail)라 판단할 수 있다. Next, Figure 9 illustrates the output current is detected (i o) of the waveform when the draft is 19.59m / s. As shown in the drawing, it can be seen that the high frequency component appears considerably because the constant current rise period Tr within the first initial driving period T A2 and the second initial driving period T A2 is not constant due to the draft. It can be seen that the high frequency component appears considerably even after the constant current supply period Tc thereafter. Accordingly, as shown in the drawing, it can be determined that an initial operating failure occurs after the first initial driving period T A2 and the second initial driving period T A2 .
이에 따라, 제어부(230)는, 대략 0.7A의 공급 전류(ic)과 3초(3S)의 제1 초기 구동 기간(TA1), 및 대략 0.7A의 공급 전류(ic)과 4초(4S)의 제2 초기 구동 기간(TA1) 외에, 대략 0.7A의 공급 전류(ic) 및 5초(5S)의 제3 초기 구동 기간(TA3)을 추가로 설정할 수 있다. 즉, 외풍이 세질수록 일정 전류 공급 기간을 증가시키게 된다. 이에 따라, 초기 구동은 안정화될 수 있게 된다.Accordingly, the
한편, 제어부(230)는 다음의 표 1과 같이 외풍에 대해 초기 구동 기간을 설정할 수도 있다.On the other hand, the
한편, 도면에 도시된 일정 전류 공급 기간의 가변 외에, 공급 전류의 크기를 가변하는 것도 가능하다. 예를 들어, 도 8의 경우 제1 초기 구동 기간(TA1)에 0.7A 대신에 1.5A를 설정하여 공급할 수 있다. 이에 따라 제2 초기 구동 기간(TA2) 및 제3 초기 구동 기간(TA3)은 생략할 수도 있다.On the other hand, it is also possible to vary the magnitude of the supply current in addition to the variable of the constant current supply period shown in the figure. For example, in the case of FIG. 8, 1.5A may be set instead of 0.7A in the first initial driving period (T A1 ). Accordingly, the second initial driving period T A2 and the third initial driving period T A3 may be omitted.
다음, 출력 전류의 크기가 소정치 이상이거나 일정 전류 공급 기간이 소정 기간 이상인지 여부를 판단한다(S540). 그리고 소정치 이상이거나 일정 전류 공급 기간을 포함하는 초기 구동 기간이 소정 기간 이상인 경우, 에러를 표시한다(S550).Next, it is determined whether the magnitude of the output current is equal to or greater than a predetermined value or whether a constant current supply period is equal to or greater than a predetermined period (S540). If the initial driving period including the constant current supply period is equal to or greater than the predetermined value, the error is displayed (S550).
제어부(230)는, 초기 구동시, 실외팬 전동기(250)에 흐르는 출력 전류(io)의 크기가 소정치 이상을 초과하거나, 일정 전류(ic) 공급 기간을 포함하는 초기 구동 기간(TA)이 소정 기간 이상 초과되는 경우, 에러를 표시하도록 제어한다.The
예를 들어 출력 전류(io)의 크기가 2A 이상이거나, 일정 전류(ic) 공급 기간을 포함하는 초기 구동 기간(TA)이 30초 이상인 경우, 에러를 표시할 수 있다.For example, either the magnitude of the output current (i o) more than 2A, the initial driving period (T A) comprising a constant current (i c) supply period, it is possible to display an error if more than 30 seconds.
에러 표시는, LED 등을 이용하여 점등되거나, 스피커 등을 통해 음향이 출력되는 것을 포함할 수 있다. 이에 따라, 에러 상황을 바로 알 수 있게 된다.The error indication may include lighting using an LED or the like, or outputting sound through a speaker or the like. As a result, the error situation can be immediately known.
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 나타내어진다. 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 indicated by the following claims rather than the 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 본 발명과 관련된 공기조화기의 개략도이다.1 is a schematic view of an air conditioner related to the present invention.
도 2는 도 1의 실외기 내부를 간략히 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing the interior of the outdoor unit of FIG.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기 구동장치를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram showing an apparatus for driving an outdoor fan motor of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 제어부 내부의 간략 블록도이다.4 is a simplified block diagram of the inside of the control unit of FIG.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 실외팬 전동기의 구동방법을 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of driving an outdoor fan motor of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 6 내지 도 9는 도 5의 구동방법을 설명하기 위해 참조되는 도면이다.FIGS. 6 to 9 are views referred to explain the driving method of FIG.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
210:컨버터 220:인버터210: converter 220: inverter
230:제어부 250:실외팬 전동기230: control unit 250: outdoor fan motor
Claims (11)
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2009
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