KR101748663B1 - Apparatus for controlling linear compressor and method of the same - Google Patents

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Abstract

리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법을 개시한다. 본 발명은, 상용 전원의 주파수와 압축기의 구동 주파수 간의 차이에 의해 발생하는 맥놀이 현상을 저감한다. 또한, 본 발명은 이전 주기의 모터 구동 전압을 이용하여 현재 주기의 전압 지령치를 보상함으로써, 직류 링크 전압 측정 시점과, 전압 지령치 출력 시점의 차이에 따른 위상 지연으로 발생하는 맥놀이 현상을 줄이고, 모터 구동 전압의 떨림 현상을 억제한다.A control device and a control method of a linear compressor are disclosed. The present invention reduces the beat phenomenon caused by the difference between the frequency of the commercial power supply and the driving frequency of the compressor. Further, the present invention compensates the voltage command value of the current cycle by using the motor drive voltage of the previous period, thereby reducing the beat phenomenon caused by the phase delay due to the difference between the DC link voltage measurement time point and the voltage command value output point, Thereby suppressing the voltage fluctuation phenomenon.

Description

리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING LINEAR COMPRESSOR AND METHOD OF THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a control device for a linear compressor,

본 발명은 리니어 압축기에 관한 것으로서, 상용 전원의 주파수와 상기 압축기의 구동 주파수 간의 맥놀이 현상을 저감하는 리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor, and more particularly, to a control device and a control method of a linear compressor for reducing a beating phenomenon between a frequency of a commercial power source and a driving frequency of the compressor.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치로서 냉동 시스템, 예를 들어 냉장고나 공기조화기 등,의 일부분으로 사용된다.Generally, a compressor is a device for converting mechanical energy into compressive energy of a compressible fluid and is used as a part of a refrigeration system, such as a refrigerator or an air conditioner.

상기 압축기는 크게, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary Compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting Scroll)과 고정 스크롤(Fixed Scroll) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 신회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll Compressor)로 구분된다.The compressor mainly includes a reciprocating compressor for compressing the refrigerant while linearly reciprocating the piston in the cylinder so as to form a compression space in which a working gas is sucked or discharged between the piston and the cylinder, A rotary compressor for compressing the refrigerant while eccentrically rotating the roller along the inner wall of the cylinder so as to form a compressed space between the cylinder and the eccentrically rotating roller so as to suck or discharge the working gas, (Scroll Compressor) that compresses the refrigerant while rotating the newboth scroll along the fixed scroll so that a compressed space in which the working gas is sucked or discharged is formed between the fixed scroll and the fixed scroll.

상기 왕복동식 압축기는 내부 피스톤을 실린더의 내부에서 선형으로 왕복 운동시킴으로써 냉매 가스를 흡입, 압축 및 토출한다. 상기 왕복동식 압축기는 피스톤을 구동하는 방식에 따라 크게 레시프로(Recipro) 방식과 리니어(Linear) 방식으로 구분된다.The reciprocating compressor sucks, compresses, and discharges the refrigerant gas by linearly reciprocating the inner piston inside the cylinder. The reciprocating compressor is divided into a Recipro system and a Linear system depending on a method of driving the piston.

상기 레시프로 방식은 회전하는 모터(Motor)에 크랭크샤프트(Crankshaft)를 결합하고, 상기 크랭크샤프트에 피스톤을 결합하여 모터의 회전 운동을 직선 왕복운동으로 변환하는 방식이다. 반면, 상기 리니어 방식은 직선 운동하는 모터의 가동자에 피스톤을 연결하여 모터의 직선 운동으로 피스톤을 왕복운동시키는 방식이다.In the reciever method, a crankshaft is coupled to a rotating motor, and a piston is coupled to the crankshaft to convert a rotational motion of the motor into a linear reciprocating motion. On the other hand, in the linear system, a piston is connected to a mover of a motor that linearly moves, and the piston reciprocates by rectilinear motion of the motor.

이러한 왕복동식 압축기는 구동력을 발생하는 전동 유닛과, 전동 유닛으로부터 구동력을 전달받아 유체를 압축하는 압축 유닛으로 구성된다. 상기 전동 유닛으로는 일반적으로 모터를 많이 사용하며, 상기 리니어 방식의 경우에는 리니어 모터를 이용한다.Such a reciprocating compressor includes an electric unit that generates a driving force and a compression unit that receives a driving force from the electric unit and compresses the fluid. A motor is generally used as the electric unit, and a linear motor is used in the case of the linear type.

상기 리니어 모터는 모터 자체가 직선형의 구동력을 직접 발생시키므로 기계적인 변환 장치가 필요하지 않고, 구조가 복잡하지 않다. 또한, 상기 리니어 모터는 에너지 변환으로 인한 손실을 줄일 수 있고, 마찰 및 마모가 발생하는 연결 부위가 없어서 소음을 크게 줄일 수 있는 특징을 가지고 있다. 또한, 상기 리니어 방식의 왕복동식 압축기, 이하 리니어 압축기(Linear Compressor)라 한다,를 냉장고나 공기조화기에 이용할 경우에는 리니어 압축기에 인가되는 스트로크 전압을 변경하여 줌에 따라 압축 비(Compression Ratio)를 변경할 수 있어 냉력(Freezing Capacity) 가변 제어에도 사용할 수 있는 장점이 있다.Since the linear motor directly generates a linear driving force, the mechanical conversion device is not necessary, and the structure is not complicated. In addition, the linear motor can reduce the loss due to energy conversion, and has no connecting parts where friction and abrasion occur, so that the noise can be greatly reduced. When the reciprocating compressor of the linear type, hereinafter referred to as a linear compressor, is used for a refrigerator or an air conditioner, the compression ratio is changed according to the change of the stroke voltage applied to the linear compressor. And can be used for variable control of freezing capacity.

한편, 상기 왕복동식 압축기, 특히 리니어 압축기,는 피스톤이 실린더 안에서 기구적으로 구속되어 있지 않은 상태에서 왕복 운동을 하게 되기 때문에 갑자기 전압이 과도하게 걸리는 경우에 피스톤이 실린더 벽에 부딪히거나, 부하가 커서 피스톤이 전진하지 못하여 압축이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 부하의 변동이나 전압의 변동에 대하여 피스톤의 운동을 제어하기 위한 제어 장치가 필수적이다.On the other hand, since the reciprocating compressor, particularly the linear compressor, reciprocates in a state in which the piston is not mechanically restrained in the cylinder, when the piston suddenly overstresses the voltage, the piston hits the cylinder wall, The cursor piston may not advance and compression may not be achieved properly. Therefore, a control device for controlling the motion of the piston with respect to the load variation or the voltage variation is essential.

리니어 압축기의 제어 장치에 있어서, 정류된 전압을 안정화하는 평활 커패시터 양단에 걸리는 직류 링크 전압은 부하 쪽에서 소모되는 전류의 주파수와 그 크기에 따라 흔들리게 된다. 따라서, 일반적으로 리니어 압축기의 제어 장치는, 직류 링크 전압을 측정하여 인버터의 펄스 폭 변조 펄스의 듀티를 조정함으로써 직류 링크 전압의 흔들림을 보상하는데, 이때 직류 링크 전압 측정 시점과, 펄스 폭 변조 펄스 구동 시점, 즉 모터 구동 전압 출력 시점 사이에 위상지연이 수반되어 정확한 보상이 이루어지지 아니하는 문제점이 있다. 또한, 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 전원 주파수와 압축기 구동 주파수가 유사할 경우, 두 주파수의 차이에 해당하는 주파수(맥놀이 주파수: Beating Frequency)로 인해 모터 구동 전압이 천천히 변화하여 압축기의 스트로크 크기 및 입력 등에 떨림을 유발하는 문제점이 있다. 이에 따라 종래 기술에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 제어 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.In the control apparatus of the linear compressor, the DC link voltage across the smoothing capacitor that stabilizes the rectified voltage fluctuates depending on the frequency and the magnitude of the current consumed on the load side. Therefore, in general, the control device of the linear compressor compensates for the fluctuation of the DC link voltage by measuring the DC link voltage and adjusting the duty of the pulse width modulation pulse of the inverter. At this time, There is a problem that accurate compensation can not be performed because a phase delay is involved between the output of the motor driving voltage and the output of the motor driving voltage. Further, when the power source frequency and the compressor driving frequency are similar to each other, the control device of the linear compressor according to the related art changes the motor driving voltage slowly due to the frequency (beat frequency) corresponding to the difference between the two frequencies, There is a problem that the stroke size and input are caused to be trembling. Accordingly, the control apparatus of the linear compressor according to the prior art has a problem that the control reliability is poor.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상용 전원의 주파수와 압축기의 구동 주파수 간의 차이에 의해 발생하는 맥놀이 현상을 저감하는 리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법을 제공함에 일 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a control device and a control method of a linear compressor for reducing a beating phenomenon caused by a difference between a frequency of a commercial power supply and a driving frequency of a compressor.

본 발명은 이전 주기의 모터 구동 전압을 이용하여 현재 주기의 전압 지령치를 보상함으로써, 직류 링크 전압 측정 시점과, 전압 지령치 출력 시점의 차이에 따른 위상 지연으로 발생하는 맥놀이 현상을 줄이고, 모터 구동 전압의 떨림 현상을 억제하는 리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법을 제공함에 다른 목적이 있다.The present invention compensates for the voltage command value of the current cycle by using the motor drive voltage of the previous period to reduce the beat phenomenon caused by the phase delay due to the difference between the DC link voltage measurement time point and the voltage command value output point, Another object of the present invention is to provide a control device and a control method of a linear compressor which suppresses a vibration phenomenon.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 상용 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터와, 상기 직류 전압을 평활화하여 직류 링크 전압을 출력하는 평활 커패시터와, 제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 인버터와, 상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하고, 상기 전압 지령치에 따른 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 제어 유닛은, 상기 모터 구동 전압을 이용하여 보상 전압을 연산하고, 상기 보상 전압을 근거로 상기 전압 지령치를 보상하여 상기 모터 구동 전압의 떨림을 저감한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a linear compressor, comprising: a converter for converting an AC voltage of a commercial power source into a DC voltage; a smoothing capacitor for smoothing the DC voltage to output a DC link voltage; And a control unit for generating a voltage command value based on the DC link voltage and generating the control signal in accordance with the voltage command value, In the control unit, the control unit calculates a compensation voltage using the motor driving voltage, and compensates the voltage instruction value based on the compensation voltage to reduce the trembling of the motor driving voltage.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는 일정 시간 주기 마다 상기 모터 구동 전압을 검출하는 구동전압 검출유닛을 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 이전 주기에 검출된 상기 모터 구동 전압을 이용하여 상기 보상 전압을 연산한다.The control apparatus for a linear compressor according to the present invention further includes a drive voltage detection unit for detecting the motor drive voltage at a predetermined time period, and the control unit controls the motor drive voltage, .

또한, 상기 제어 유닛은, 상기 전압 지령치를 한 주기 동안 적산한 값과, 상기 모터 구동 전압을 한 주기 동안 적산한 값을 비교하고, 상기 적산한 값들의 오차를 근거로 다음 주기의 전압 지령치에 보상한다.The control unit compares a value obtained by integrating the voltage command value for one period and a value obtained by integrating the motor driving voltage for one period and compensates the voltage command value of the next cycle based on the error of the accumulated values do.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 전압 지령치를 한 주기 동안 적산하여 제1 적산치를 출력하는 제1 적산 모듈과, 상기 모터 구동 전압을 한 주기 동안 적산하여 제2 적산치를 출력하는 제2 적산 모듈과, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 이용하여 상기 보상 전압을 연산하는 보상전압 연산모듈을 더 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 비교하고, 그 오차를 출력하는 비교 모듈을 더 포함하여 구성된다.In the control apparatus for a linear compressor according to the present invention, the control unit includes a first integration module for integrating the voltage command value for one period to output a first integration value, and a second integration module for integrating the motor drive voltage for one period, A second integration module for outputting the integration value, and a compensation voltage calculation module for calculating the compensation voltage using the first integration value and the second integration value. The control unit may further comprise a comparison module for comparing the first integrated value and the second integrated value and outputting the error.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 상용 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터와, 상기 직류 전압을 평활화하여 직류 링크 전압을 출력하는 평활 커패시터와, 제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 인버터와, 일정 시간 주기 마다 상기 직류 링크 전압을 검출하는 제1 전압 검출 유닛과, 상기 시간 주기에 따라 상기 모터 구동 전압을 검출하는 제2 전압 검출 유닛과, 상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하고, 상기 모터 구동 전압을 근거로 보상 전압을 연산하여 상기 전압 지령치를 보상하며, 보상된 전압 지령치를 근거로 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for a linear compressor, comprising: a converter for converting an AC voltage of a commercial power source into a DC voltage; a smoothing capacitor for smoothing the DC voltage to output a DC link voltage; An inverter for converting the DC link voltage into a motor drive voltage of the compressor motor and outputting the DC link voltage; and a first voltage detecting unit for detecting the DC link voltage at predetermined time intervals, A second voltage detection unit for generating a voltage command value based on the DC link voltage, calculating a compensation voltage based on the motor drive voltage to compensate the voltage command value, and based on the compensated voltage command value, And a control unit for generating the control signal.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치에 있어서, 상기 제어 유닛은, 이전 주기에 검출된 상기 모터 구동 전압을 이용하여 상기 보상 전압을 연산한다.In the control apparatus for a linear compressor according to the present invention, the control unit calculates the compensation voltage using the motor drive voltage detected at a previous cycle.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 상기 전압 지령치를 적산하여 제1 적산치를 출력하는 제1 적산 유닛과, 상기 모터 구동 전압을 적산하여 제2 적산치를 출력하는 제2 적산 유닛과, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 비교하고, 그 오차를 출력하는 비교 유닛과, 상기 오차를 근거로 상기 보상 전압을 연산하는 보상전압 연산유닛을 더 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 저장하는 저장 유닛을 더 포함하여 구성된다.A control apparatus for a linear compressor according to the present invention comprises a first integrating unit for integrating the voltage command value and outputting a first integrated value, a second integrating unit for integrating the motor driving voltage and outputting a second integrated value, 1 integrated value and the second integrated value, and outputting the error; and a compensation voltage calculation unit calculating the compensation voltage based on the error. Further, the control apparatus for a linear compressor according to the present invention further comprises a storage unit for storing the first integrated value and the second integrated value.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 방법은, 이전 시간 주기에 압축기 모터에 인가된 모터 구동 전압을 이용하여 보상 전압을 연산하고, 상기 보상 전압을 이용하여 상기 압축기를 구동하기 위한 전압 지령치를 보상하며, 보상된 전압 지령치로 상기 압축기를 구동하여 상기 모터 구동 전압의 떨림을 저감한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a linear compressor, including: calculating a compensation voltage using a motor drive voltage applied to a compressor motor in a previous time period; Compensates the voltage command value, and drives the compressor with the compensated voltage command value to reduce the trembling of the motor driving voltage.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 방법은, 일정 시간 주기 마다 상기 직류 링크 전압을 검출하는 단계와, 상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하는 단계와, 제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 상기 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 단계와, 상기 시간 주기에 따라 상기 모터 구동 전압을 검출하는 단계와, 상기 모터 구동 전압을 근거로 보상 전압을 연산하는 단계와, 상기 보상 전압을 근거로 상기 전압 지령치를 보상하는 단계와, 보상된 전압 지령치를 근거로 상기 제어 신호를 발생하는 단계를 포함하여 구성된다.A method of controlling a linear compressor according to the present invention includes the steps of: detecting the DC link voltage at predetermined time intervals; generating a voltage command value based on the DC link voltage; Converting the voltage into a motor drive voltage of a compressor motor and outputting the motor drive voltage; detecting the motor drive voltage according to the time period; calculating a compensation voltage based on the motor drive voltage; Compensating the voltage command value, and generating the control signal based on the compensated voltage command value.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 방법은, 상기 전압 지령치를 적산하는 단계와, 상기 모터 구동 전압을 적산하는 단계와, 상기 전압 지령치의 적산치와, 상기 모터 구동 전압의 적산치의 오차를 연산하는 단계를 더 포함하고, 상기 보상 전압을 연산하는 단계는, 상기 오차를 근거로 상기 보상 전압을 연산한다. 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 방법은, 상기 전압 지령치의 적산치와, 상기 모터 구동 전압의 적산치를 저장하는 단계를 더 포함하여 구성된다.The method of controlling a linear compressor according to the present invention includes a step of integrating the voltage command value, a step of integrating the motor driving voltage, a step of calculating an integrated value of the voltage command value and an error of an integrated value of the motor driving voltage Wherein the step of calculating the compensation voltage calculates the compensation voltage based on the error. The method of controlling a linear compressor according to the present invention further comprises storing the integrated value of the voltage command value and the integrated value of the motor driving voltage.

본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법은, 상용 전원의 주파수와 압축기의 구동 주파수 간의 차이에 의해 발생하는 맥놀이 주파수로 인해 모터 구동 전압이 떨리는 현상을 억제한다.The control apparatus and method of a linear compressor according to the present invention suppresses a phenomenon in which a motor driving voltage fluctuates due to a beating frequency caused by a difference between a frequency of a commercial power supply and a driving frequency of a compressor.

본 발명은, 압축기에 일정한 구동 전압을 인가함으로써 제어 정밀도를 향상시키고, 맥놀이 현상으로 인한 변동 소음의 발생을 억제하며, 시스템의 안정성을 제고한다.The present invention improves the control accuracy by applying a constant driving voltage to the compressor, suppresses the generation of fluctuating noise due to beat phenomenon, and improves the stability of the system.

도 1은 본 발명의 일 예에 따른 리니어 압축기의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도;
도 2는 도 1에 있어서, 제어 유닛의 세부 구성을 도시한 블록도;
도 3은 직류 링크 전압의 떨림 현상과 맥놀이 현상의 발생을 설명하기 위한 그래프;
도 4는 평활 커패시터에서의 직류 링크 전압과 전류를 도시한 그래프;
도 5는 도 4에서 본 발명에 따라 직류 링크 전압을 측정하는 동작을 설명하기 위한 그래프;
도 6은 직류 링크 전압의 변동을 설명하기 위한 회로도;
도 7은 본 발명에 따른 모터 구동 전압의 보상 동작을 설명하기 위한 도;
도 8은 본 발명의 다른 예에 따른 리니어 압축기의 제어 장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도;
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
1 is a block diagram schematically showing a configuration of a control apparatus for a linear compressor according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the control unit in Fig. 1; Fig.
FIG. 3 is a graph for explaining the occurrence of a swing phenomenon and a beating phenomenon of a DC link voltage; FIG.
4 is a graph showing the DC link voltage and current in a smoothing capacitor;
FIG. 5 is a graph for explaining the operation of measuring the DC link voltage according to the present invention in FIG. 4; FIG.
6 is a circuit diagram for explaining a fluctuation of a DC link voltage;
7 is a view for explaining compensation operation of a motor drive voltage according to the present invention;
8 is a block diagram schematically showing a configuration of a control apparatus of a linear compressor according to another example of the present invention;
9 and 10 are flow charts schematically showing a control method of a linear compressor according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a control apparatus and a control method of a linear compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 상용 전원(100)의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터(200)와, 상기 직류 전압을 평활화하여 직류 링크 전압을 출력하는 평활 커패시터(300)와, 제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 압축기 모터(500)의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 인버터(400)와, 상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하고, 상기 전압 지령치에 따른 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛(600)을 포함하고, 상기 제어 유닛(600)은, 상기 모터 구동 전압을 이용하여 보상 전압을 연산하고, 상기 보상 전압을 근거로 상기 전압 지령치를 보상하여 상기 모터 구동 전압의 떨림을 저감한다. 상기 모터 구동 전압의 떨림 현상은, 상기 상용 전원의 주파수와 상기 압축기의 구동 주파수 간의 맥놀이 주파수에 의해 발생하는 데, 두 주파수가 가까워질 수록 더 커진다. 여기서, 상기 제어 신호는 일반적으로 상기 인버터(400)의 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭변조) 전압 듀티를 제어하는 PWM 신호이다. 상기 인버터(400)는 상기 제어 신호에 따라 상기 압축기 모터(500)에 상기 입력 전압, 즉 모터 구동 전압을 공급한다.Referring to FIGS. 1 and 2 together, the control apparatus for a linear compressor according to the present invention includes a converter 200 for converting an AC voltage of a commercial power supply 100 into a DC voltage, a control unit 200 for smoothing the DC voltage, An inverter 400 for converting the DC link voltage into a motor driving voltage of the compressor motor 500 and outputting the DC link voltage according to a control signal and generating a voltage command value based on the DC link voltage; And a control unit (600) for generating the control signal according to the voltage command value, wherein the control unit (600) calculates a compensation voltage using the motor driving voltage, and based on the compensation voltage, The voltage command value is compensated to reduce the vibration of the motor drive voltage. The shaking phenomenon of the motor driving voltage is caused by a beat frequency between the frequency of the commercial power supply and the driving frequency of the compressor, and becomes larger as the two frequencies are closer to each other. Here, the control signal is generally a PWM signal for controlling PWM (Pulse Width Modulation) voltage duty of the inverter 400. The inverter 400 supplies the input voltage, that is, the motor driving voltage, to the compressor motor 500 according to the control signal.

상기 리니어 압축기의 제어 장치는, 일정 시간 주기 마다 상기 모터 구동 전압을 검출하는 구동전압 검출유닛(700)을 더 포함하고, 상기 제어 유닛(600)은, 이전 주기에 검출된 상기 모터 구동 전압을 이용하여 상기 보상 전압을 연산한다.The control device of the linear compressor further includes a drive voltage detection unit (700) for detecting the motor drive voltage at predetermined time intervals, and the control unit (600) uses the motor drive voltage detected at the previous cycle And calculates the compensation voltage.

또한, 상기 제어 유닛(600)은, 상기 전압 지령치를 한 주기 동안 적산한 값과, 상기 모터 구동 전압을 한 주기 동안 적산한 값을 비교하고, 상기 적산한 값들의 오차를 근거로 다음 주기의 전압 지령치에 보상한다.The control unit 600 compares a value obtained by integrating the voltage command value for one period and a value obtained by integrating the motor driving voltage for one period, and based on the error of the accumulated values, Compensate for command value.

상기 제어 유닛(600)은, 상기 전압 지령치를 한 주기 동안 적산하여 제1 적산치를 출력하는 제1 적산 모듈(610)과, 상기 모터 구동 전압을 한 주기 동안 적산하여 제2 적산치를 출력하는 제2 적산 모듈(620)과, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 이용하여 상기 보상 전압을 연산하는 보상전압 연산모듈(640)을 더 포함하여 구성된다. 또한, 상기 제어 유닛(600)은, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 비교하고, 그 오차를 출력하는 비교 모듈(630)을 더 포함하여 구성된다.The control unit 600 includes a first integration module 610 for integrating the voltage command value for one period to output a first integration value, a second integration module 610 for integrating the motor driving voltage for one period and outputting a second integration value, A totalization module 620 and a compensation voltage calculation module 640 for calculating the compensation voltage using the first integration value and the second integration value. The control unit 600 further includes a comparison module 630 for comparing the first integrated value and the second integrated value and outputting the error.

도 3에 있어서, A는 직류 링크 전압, B는 인버터 출력 전압, 즉 모터 구동 전압, C는 펄스 폭 변조 지령 전압, 즉 전압 지령치, D는 모터 구동 RMS(Root Mean Square) 전압, E는 전압 지령 RMS 값을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 직류 링크 전압의 변화에 따라 전압 지령치와 실제 모터 구동 전압의 사이에 차이가 있음을 알 수 있다. 이에 따라 리니어 압축기의 스트로크 제어 시에 떨림 현상이 발생한다. 이러한 현상을 맥놀이 현상이라 하는데, 이는 상용 전원의 주파수와 모터 구동 주파수의 차이가 작을수록 크게 발생한다.3, A denotes a DC link voltage, B denotes an inverter output voltage, that is, a motor drive voltage, C denotes a pulse width modulation command voltage, that is, a voltage command value, D denotes a motor drive RMS (Root Mean Square) voltage, RMS value. Referring to FIG. 3, it can be seen that there is a difference between the voltage command value and the actual motor drive voltage according to the change of the DC link voltage. As a result, a trembling phenomenon occurs during the stroke control of the linear compressor. This phenomenon is referred to as a beat phenomenon, which occurs largely as the difference between the frequency of the commercial power supply and the motor drive frequency becomes smaller.

도 4를 참조하면, 상기 평활 커패시터(300)에서의 직류 링크 전압과 상기 평활 커패시터(300)에 흐르는 전류는 시간 흐름에 따라 흔들리는 현상이 나타남을 알 수 있다. 일반적으로 상용 전원(100)이 AC 220V일 때, 상기 평활 커패시터(300)에 저장되는 직류 전압은 311V 정도이나, 실제로는 도 4와 같이 떨림이 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the DC link voltage in the smoothing capacitor 300 and the current flowing in the smoothing capacitor 300 swing with time. Generally, when the commercial power source 100 is AC 220 V, the DC voltage stored in the smoothing capacitor 300 is about 311 V, but actually there is tremble as shown in FIG.

도 6을 참조하면, 압축기 모터의 단, 또는 부하,으로 흐르는 전류(il)에 의해 상기 평활 커패시터(ic)에 흐르는 전류의 양이 변화됨을 알 수 있다. 즉, 하기 수학식 1과 같이 표현된다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the amount of current flowing to the smoothing capacitor ic is changed by the current (il) flowing to the end of the compressor motor or to the load. In other words, it is expressed by the following equation (1).

Figure 112010045229467-pat00001
Figure 112010045229467-pat00001

여기서, Vdc는 직류 링크 전압, C는 커패시턴스, ic는 평활 커패시터에 흐르는 전류, il은 압축기로 흐르는 전류를 나타낸다.Where Vdc is the DC link voltage, C is the capacitance, ic is the current flowing through the smoothing capacitor, and il is the current flowing into the compressor.

상기 관점에서 보면, 도 5에서와 같이, 직류 링크 전압을 측정하는 시기에 따라 상기 직류 링크 전압이 달라짐을 알 수 있다. 이에 따라 압축기의 스트로크 제어 시에 정밀한 제어가 수행되지 아니하여 스트로크 떨림 현상이 발생한다.From the above viewpoint, it can be seen that the DC link voltage varies depending on the timing of measuring the DC link voltage, as shown in FIG. Accordingly, precise control is not performed at the time of controlling the stroke of the compressor, thereby causing a stroke vibration phenomenon.

상기 제어 유닛(600)은, 펄스 폭 변조를 연산하기 위한 인터럽트 신호가 발생하면, 펄스 폭 변조 펄스의 듀티를 전압 지령치에 따라 설정하고, 미리 측정한 직류 링크 전압을 기준으로 보상값을 연산하여 출력한다. 이때, 펄스 폭 변조의 듀티를 연산하는 시점과, 실제로 펄스 폭 변조 신호가 출력되는 시점이 상이하므로, 즉, 상기 직류 링크 전압의 측정 시점과, 모터 구동 전압이 출력된 시점이 상이하므로, 상기 제2 적산 모듈(620)은, 그 위상 지연을 고려하여 이전 주기에 연산된 펄스 폭 변조 듀티와 그 펄스 폭 변조 펄스가 출력된 시점에 실제로 출력된 펄스 폭 변조 펄스의 평균 전압, 즉 모터 구동 전압을 산출하여 적산한다. 또한, 상기 제1 적산 모듈(610)은, 직류 링크 전압을 보상하지 아니한 펄스 폭 변조 듀티 지령치, 즉 전압 지령치를 산출하여 적산한다. 상기 비교 모듈(630)은, 상기 제1 적산 모듈(610)에서 출력된 전압 지령치와, 상기 제2 적산 모듈(620)에서 출력된 모터 구동 전압을 비교하고, 그 차이(오차)를 출력한다. 상기 보상전압 연산모듈(640)은, 상기 오차에 1.4배를 한 다음, 다음 주기 전압 지령치를 연산할 때 보정해 준다.When an interrupt signal for calculating the pulse width modulation is generated, the control unit 600 sets the duty of the pulse width modulation pulse in accordance with the voltage instruction value, calculates the compensation value based on the DC link voltage measured in advance, do. Since the time point at which the duty of the pulse width modulation is calculated differs from the point at which the pulse width modulation signal is actually output, that is, the time point at which the DC link voltage is measured and the point at which the motor drive voltage is output, 2 integration module 620 calculates the average of the pulse width modulation duty calculated in the previous cycle and the pulse width modulation pulse actually output at the time of output of the pulse width modulation pulse, that is, the motor drive voltage And integrates them. Also, the first integration module 610 calculates and integrates the pulse width modulation duty command value, i.e., the voltage command value, which does not compensate the DC link voltage. The comparison module 630 compares the voltage command value output from the first integration module 610 with the motor drive voltage output from the second integration module 620 and outputs the difference (error). The compensation voltage calculation module 640 corrects the error by multiplying the error by 1.4 times and then calculates the next period voltage command value.

이상적으로는 전압 지령치에 따라 결정된 듀티로 311V 직류 링크 전압이 상기 인버터(400)를 통해 압축기에 인가되어야 한다. 그러나, 리니어 압축기에는 실제로 직류 링크 전압에 떨림이 발생한다. 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 압축기에 일정한 전압, 전류를 인가하기 위해서, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 실제 직류 링크 전압에 보상된 듀티를 적용하여 상기 압축기에 전력을 공급하도록 한다.Ideally, a 311V dc link voltage should be applied to the compressor through the inverter 400 with a duty determined by the voltage command value. However, in a linear compressor, a vibration occurs in a DC link voltage actually. In order to apply a constant voltage and current to the compressor, the controller of the linear compressor according to the present invention applies power to the compressor by applying a duty compensated to the actual DC link voltage as shown in FIG. 7 .

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 예에 따른 리니어 압축기의 제어 장치는, 상용 전원(100)의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터(200)와, 상기 직류 전압을 평활화하여 직류 링크 전압을 출력하는 평활 커패시터(300)와, 제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 인버터(400)와, 일정 시간 주기 마다 상기 직류 링크 전압을 검출하는 제1 전압 검출 유닛(710)과, 상기 시간 주기에 따라 상기 모터 구동 전압을 검출하는 제2 전압 검출 유닛(720)과, 상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하고, 상기 모터 구동 전압을 근거로 보상 전압을 연산하여 상기 전압 지령치를 보상하며, 보상된 전압 지령치를 근거로 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛(600)을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 제어 신호는 일반적으로 상기 인버터(400)의 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭변조) 전압 듀티를 제어하는 PWM 신호이다. 상기 인버터(400)는 상기 제어 신호에 따라 상기 압축기 모터(500)에 상기 입력 전압, 즉 모터 구동 전압을 공급한다.8, a control apparatus for a linear compressor according to another exemplary embodiment of the present invention includes a converter 200 for converting an AC voltage of a commercial power supply 100 into a DC voltage, and a controller 200 for smoothing the DC voltage to generate a DC link voltage An inverter 400 for converting the DC link voltage into a motor driving voltage of the compressor motor and outputting the DC link voltage according to a control signal and a first voltage detection circuit 330 for detecting the DC link voltage at predetermined time intervals, A second voltage detection unit 720 for detecting the motor drive voltage in accordance with the time period; and a second voltage detection unit 720 for generating a voltage command value based on the DC link voltage, And a control unit 600 for compensating the voltage command value and generating the control signal based on the compensated voltage command value. Here, the control signal is generally a PWM signal for controlling PWM (Pulse Width Modulation) voltage duty of the inverter 400. The inverter 400 supplies the input voltage, that is, the motor driving voltage, to the compressor motor 500 according to the control signal.

여기서, 상기 제어 유닛(600)은, 이전 주기에 검출된 상기 모터 구동 전압을 이용하여 상기 보상 전압을 연산한다.Here, the control unit 600 calculates the compensation voltage using the motor driving voltage detected at a previous cycle.

상기 리니어 압축기의 제어 장치는, 상기 전압 지령치를 적산하여 제1 적산치를 출력하는 제1 적산 유닛(910)과, 상기 모터 구동 전압을 적산하여 제2 적산치를 출력하는 제2 적산 유닛(920)과, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 비교하고, 그 오차를 출력하는 비교 유닛(930)과, 상기 오차를 근거로 상기 보상 전압을 연산하는 보상전압 연산유닛(940)을 더 포함하여 구성된다.The controller of the linear compressor includes a first integration unit 910 for integrating the voltage command value and outputting a first integration value, a second integration unit 920 for integrating the motor drive voltage and outputting a second integration value, , A comparison unit (930) for comparing the first integrated value and the second integrated value and outputting the error, and a compensation voltage calculation unit (940) for calculating the compensation voltage based on the error, do.

상기 제2 적산 유닛(920)은, 펄스 폭 변조의 듀티를 연산하는 시점과, 실제로 펄스 폭 변조 신호가 출력되는 시점이 상이하므로, 즉, 상기 직류 링크 전압의 측정 시점과, 모터 구동 전압이 출력된 시점이 상이하므로, 그 위상 지연을 고려하여 이전 주기에 연산된 펄스 폭 변조 듀티와 그 펄스 폭 변조 펄스가 출력된 시점에 실제로 출력된 펄스 폭 변조 펄스의 평균 전압, 즉 모터 구동 전압을 산출하여 적산한다. 또한, 상기 제1 적산 유닛(910)은, 직류 링크 전압을 보상하지 아니한 펄스 폭 변조 듀티 지령치, 즉 전압 지령치를 산출하여 적산한다. 상기 비교 유닛(930)은, 상기 제1 적산 유닛(910)에서 출력된 전압 지령치와, 상기 제2 적산 유닛(920)에서 출력된 모터 구동 전압을 비교하고, 그 차이(오차)를 출력한다. 상기 보상전압 연산유닛(940)은, 상기 오차에 1.4배를 한 보상 전압을 출력한다. 상기 제어 유닛(600)은, 다음 주기 전압 지령치를 연산할 때 보정해 준다. 즉, 상기 제어 유닛(600)은, 펄스 폭 변조를 연산하기 위한 인터럽트 신호가 발생하면, 펄스 폭 변조 펄스의 듀티를 전압 지령치에 따라 설정하고, 미리 측정한 직류 링크 전압을 기준으로 상기 보상전압 연산유닛(940)을 통해 연산된 보상값을 전압 지령치에 보상하여 출력한다.Since the second integration unit 920 differs from the time point at which the duty of the pulse width modulation is calculated and the time at which the pulse width modulation signal is actually output, that is, the measurement time point of the DC link voltage, The average of the pulse width modulation duty calculated in the previous cycle and the pulse width modulation pulse actually output at the time of output of the pulse width modulation pulse, that is, the motor drive voltage is calculated Accumulate. Also, the first integrating unit 910 calculates and integrates the pulse width modulation duty command value, i.e., the voltage command value, which does not compensate the DC link voltage. The comparison unit 930 compares the voltage command value output from the first integration unit 910 with the motor drive voltage output from the second integration unit 920 and outputs the difference (error). The compensation voltage calculation unit 940 outputs a compensation voltage that is 1.4 times the error. The control unit 600 corrects the next period voltage command value when calculating. That is, when an interrupt signal for calculating the pulse width modulation is generated, the control unit 600 sets the duty of the pulse width modulation pulse in accordance with the voltage instruction value, Compensates the compensation value calculated through the unit 940 to the voltage command value and outputs it.

또한, 상기 리니어 압축기의 제어 장치는, 상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 저장하는 저장 유닛(800)을 더 포함하여 구성된다. 상기 저장 유닛(800)으로는 RAM(Random Access Memory), Flash Memory 등을 사용할 수 있다.In addition, the controller of the linear compressor further includes a storage unit 800 for storing the first integrated value and the second integrated value. The storage unit 800 may be a random access memory (RAM), a flash memory, or the like.

도 3에 있어서, A는 직류 링크 전압, B는 인버터 출력 전압, 즉 모터 구동 전압, C는 펄스 폭 변조 지령 전압, 즉 전압 지령치, D는 모터 구동 rms 전압, E는 전압 지령 rms 값을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 직류 링크 전압의 변화에 따라 전압 지령치와 실제 모터 구동 전압의 사이에 차이가 있음을 알 수 있다. 이에 따라 리니어 압축기의 스트로크 제어 시에 떨림 현상이 발생한다. 이러한 현상을 맥놀이 현상이라 하는데, 이는 상용 전원의 주파수와 모터 구동 주파수의 차이가 작을수록 크게 발생한다.3, A represents a DC link voltage, B represents an inverter output voltage, that is, a motor drive voltage, C represents a pulse width modulation command voltage, that is, a voltage command value, D represents a motor drive rms voltage, and E a voltage command rms value. Referring to FIG. 3, it can be seen that there is a difference between the voltage command value and the actual motor drive voltage according to the change of the DC link voltage. As a result, a trembling phenomenon occurs during the stroke control of the linear compressor. This phenomenon is referred to as a beat phenomenon, which occurs largely as the difference between the frequency of the commercial power supply and the motor drive frequency becomes smaller.

도 4를 참조하면, 상기 평활 커패시터(300)에서의 직류 링크 전압과 상기 평활 커패시터(300)에 흐르는 전류는 시간 흐름에 따라 흔들리는 현상이 나타남을 알 수 있다. 일반적으로 상용 전원(100)이 AC 220V일 때, 상기 평활 커패시터(300)에 저장되는 직류 전압은 311V 정도이나, 실제로는 도 4와 같이 떨림이 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the DC link voltage in the smoothing capacitor 300 and the current flowing in the smoothing capacitor 300 swing with time. Generally, when the commercial power source 100 is AC 220 V, the DC voltage stored in the smoothing capacitor 300 is about 311 V, but actually there is tremble as shown in FIG.

도 6을 참조하면, 압축기 모터의 단, 또는 부하,으로 흐르는 전류(il)에 의해 상기 평활 커패시터(ic)에 흐르는 전류의 양이 변화됨을 알 수 있다. 즉, 리니어 압축기에 흐르는 전류는 상기 부하 전류(il)만큼 전류 강하가 발생한다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the amount of current flowing to the smoothing capacitor ic is changed by the current (il) flowing to the end of the compressor motor or to the load. That is, the current flowing in the linear compressor is reduced by the load current il.

도 5를 참조하면, 직류 링크 전압을 측정하는 시기에 따라 상기 직류 링크 전압이 달라짐을 알 수 있다. 이에 따라 압축기의 스트로크 제어 시에 정밀한 제어가 수행되지 아니하여 스트로크 떨림 현상이 발생한다.Referring to FIG. 5, it can be seen that the DC link voltage varies depending on the time of measuring the DC link voltage. Accordingly, precise control is not performed at the time of controlling the stroke of the compressor, thereby causing a stroke vibration phenomenon.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 방법은, 이전 시간 주기에 압축기 모터에 인가된 모터 구동 전압을 이용하여 보상 전압을 연산하고, 상기 보상 전압을 이용하여 상기 압축기를 구동하기 위한 전압 지령치를 보상하며, 보상된 전압 지령치로 상기 압축기를 구동하여 상기 모터 구동 전압의 떨림을 저감한다.9 and 10, a method of controlling a linear compressor according to the present invention includes calculating a compensation voltage using a motor driving voltage applied to a compressor motor in a previous time period, Compensates the voltage command value for driving, and drives the compressor with the compensated voltage command value to reduce the trembling of the motor driving voltage.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 방법은, 일정 시간 주기 마다 상기 직류 링크 전압을 검출하는 단계(S100)와, 상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하는 단계(S200)와, 제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 상기 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 단계(S400)와, 상기 시간 주기에 따라 상기 모터 구동 전압을 검출하는 단계(S600)와, 상기 모터 구동 전압을 근거로 보상 전압을 연산하는 단계(S700)와, 상기 보상 전압을 근거로 상기 전압 지령치를 보상하는 단계(S800)와, 보상된 전압 지령치를 근거로 상기 제어 신호를 발생하는 단계(S300)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 9, the method for controlling a linear compressor according to the present invention includes a step S100 of detecting the DC link voltage at every predetermined time period, a step S200 of generating a voltage instruction value based on the DC link voltage, (S400) of converting the DC link voltage into a motor drive voltage of the compressor motor in accordance with a control signal (S400), detecting the motor drive voltage in accordance with the time period (S600) A step S800 of calculating a compensation voltage based on the voltage, a step S800 of compensating the voltage instruction value based on the compensation voltage, and a step S300 of generating the control signal based on the compensated voltage instruction value. .

도 10을 참조하면, 상기 리니어 압축기의 제어 방법은, 상기 전압 지령치를 적산하는 단계(S610)와, 상기 모터 구동 전압을 적산하는 단계(S620)와, 상기 전압 지령치의 적산치와, 상기 모터 구동 전압의 적산치의 오차를 연산하는 단계(S630)를 더 포함하여 구성된다. 이때, 상기 보상 전압을 연산하는 단계(S700)는, 상기 오차를 근거로 상기 보상 전압을 연산한다. 이하 장치의 구성은 도 1 내지 도 8을 참조한다.Referring to FIG. 10, the control method of the linear compressor includes a step S610 of accumulating the voltage command value, a step S620 of accumulating the motor driving voltage, a step of calculating an integrated value of the voltage command value, And calculating an error of the integrated value of the voltage (S630). In operation S700, the compensation voltage is calculated based on the error. The construction of the apparatus will be described with reference to Figs. 1 to 8. Fig.

상용 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하고, 상기 직류 전압을 평활화하여 저장하고, 리니어 압축기의 부하에 대응하여 저장된 직류 전압을 모터 구동 전압으로 변환하여 상기 리니어 압축기를 구동하는 리니어 압축기의 제어 장치에 있어서, 상기 제어 장치는, 먼저 상기 일정 시간 주기 마다 평활, 저장된 직류 링크 전압을 검출한다(S100). 상기 제어 장치는 상기 직류 링크 전압으A control device of a linear compressor for converting an AC voltage of a commercial power source into a DC voltage, smoothing and storing the DC voltage, converting the DC voltage stored corresponding to the load of the linear compressor to a motor drive voltage, In step S100, the controller detects a DC link voltage smoothed and stored every predetermined period of time. The control device controls the DC link voltage

상기 제어 장치는, 직류 링크 전압을 보상하지 아니한 펄스 폭 변조 듀티 지령치, 즉 전압 지령치를 산출하여 적산한다(S610). 또한, 상기 제어 장치는, 이전 주기에 연산된 펄스 폭 변조 듀티와 그 펄스 폭 변조 펄스가 출력된 시점에 측정한 직류 링크 전압으로 실제로 출력된 펄스 폭 변조 펄스의 평균 전압, 즉 모터 구동 전압을 산출하여 적산한다(S620). 즉, 상기 제어 장치는, 펄스 폭 변조의 듀티를 연산하는 시점과, 실제로 펄스 폭 변조 신호가 출력되는 시점이 상이하므로, 즉, 상기 직류 링크 전압의 측정 시점과, 모터 구동 전압이 출력된 시점이 상이하므로, 그 위상 지연을 고려한다. 그런 다음, 상기 제어 장치는, 적산된 전압 지령치와, 적산된 모터 구동 전압을 비교하고, 그 차이(오차)를 연산하고(S630), 상기 오차에 1.4배를 한 보상 전압을 연산한다(S700). 상기 제어 장치는 상기 보상 전압을 이용하여 다음 주기 전압 지령치를 연산할 때 보정해 준다(S800). 즉, 상기 제어 장치는, 펄스 폭 변조를 연산하기 위한 인터럽트 신호가 발생하면, 펄스 폭 변조 펄스의 듀티를 전압 지령치에 따라 설정하고, 미리 측정한 직류 링크 전압을 기준으로 보상 전압을 연산하고, 다음 주기의 전압 지령치에 보상하여 제어 신호를 생성한다(S300).The control device calculates and integrates the pulse width modulation duty value, i.e., the voltage instruction value, which does not compensate for the DC link voltage (S610). Further, the control device calculates the average voltage of the pulse width modulation pulses actually output to the DC link voltage measured at the time of outputting the pulse width modulation pulse and the pulse width modulation duty calculated at the previous period, i.e., the motor drive voltage (S620). That is, since the control apparatus differs from the point of time at which the duty of the pulse width modulation is calculated and the point at which the pulse width modulation signal is actually output, that is, the point of time at which the DC link voltage is measured and the point at which the motor drive voltage is output The phase delay is considered. Then, the control device compares the integrated voltage command value with the accumulated motor drive voltage, calculates the difference (S630), and calculates the compensation voltage which is 1.4 times the error (S700) . The control device corrects the next period voltage command value when calculating the next period voltage command value using the compensation voltage (S800). That is, when an interrupt signal for calculating the pulse width modulation is generated, the control device sets the duty of the pulse width modulation pulse in accordance with the voltage instruction value, calculates the compensation voltage based on the DC link voltage measured in advance, And generates a control signal by compensating for the voltage command value of the period (S300).

상기 리니어 압축기의 제어 방법은, 상기 전압 지령치의 적산치와, 상기 모터 구동 전압의 적산치를 저장하는 단계(미도시)를 더 포함하여 구성된다.The control method of the linear compressor further includes a step of storing the integrated value of the voltage command value and the accumulated value of the motor driving voltage (not shown).

리니어 압축기에 있어서, 위상 지연으로 인해 발생하는 펄스 폭 변조 펄스의 오차는 정현파 출력의 경우에 최대 펄스 폭 변조 듀티(duty) 근방에서 최대가 되고, 한 주기에 해당하는 전압 출력 오차도 최대가 된다. 맥놀이 현상이 제어 품질에 심하게 영향을 주는 경우는 전원 주파수와 압축기 구동 주파수의 차이가 작을 때인데, 이때 이전 주기와 현재 주기의 전압 출력 오차의 차이가 거의 없다고 볼 수 있다. 이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 리니어 압축기의 제어 장치 및 제어 방법은, 이전 주기의 펄스 폭 변조 듀티값과 직류 링크 전압 측정치를 위상 지연에 고려하기 위해 실제로 이전 주기에 출력된 모터 구동 전압을 산출하여 적산하고, 이값을 기준으로 현재 주기의 전압 지령치를 수정하여 결과적으로 균일한 전력을 압축기에 전달할 수 있도록 한다.In the linear compressor, the error of the pulse width modulation pulse generated due to the phase delay becomes the maximum in the vicinity of the maximum pulse width modulation duty in the case of the sine wave output, and the voltage output error corresponding to one cycle also becomes the maximum. In this case, the difference in voltage output error between the previous cycle and the current cycle is almost non-existent when the difference between the power frequency and the driving frequency of the compressor is small. As described above, the control apparatus and control method for a linear compressor according to the present invention calculate the motor drive voltage actually output in the previous period in order to consider the pulse width modulation duty value and the DC link voltage measurement value of the previous cycle in the phase delay And corrects the voltage command value of the current cycle based on this value so that the uniform power can be transmitted to the compressor as a result.

100: 상용 전원 200: 컨버터;
300: 평활 커패시터 400: 인버터
500: 압축기 모터 600: 제어 유닛
700: 구동전압 검출유닛 800: 저장 유닛
610: 제1 적산 모듈 620: 제2 적산 모듈
630: 비교 모듈 640: 보상전압 연산모듈
710: 제1 전압 검출 유닛 720: 제2 전압 검출 유닛
910: 제1 적산 유닛 920: 제2 적산 유닛
930: 비교 유닛 940: 보상전압 연산유닛
100: commercial power 200: converter;
300: smoothing capacitor 400: inverter
500: compressor motor 600: control unit
700: drive voltage detection unit 800: storage unit
610: first integrating module 620: second integrating module
630: comparison module 640: compensation voltage calculation module
710: first voltage detecting unit 720: second voltage detecting unit
910: first integrating unit 920: second integrating unit
930: comparison unit 940: compensation voltage calculation unit

Claims (13)

상용 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터;
상기 직류 전압을 평활화하여 직류 링크 전압을 출력하는 평활 커패시터;
제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 인버터; 및
상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하고, 상기 전압 지령치에 따른 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛;을 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 모터 구동 전압을 이용하여 보상 전압을 연산하고, 상기 보상 전압을 근거로 상기 전압 지령치를 보상하여 상기 모터 구동 전압의 떨림을 저감하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
A converter for converting an AC voltage of a commercial power supply into a DC voltage;
A smoothing capacitor for smoothing the DC voltage and outputting a DC link voltage;
An inverter for converting the DC link voltage into a motor drive voltage of a compressor motor according to a control signal and outputting the converted DC voltage; And
And a control unit for generating a voltage command value based on the DC link voltage and generating the control signal in accordance with the voltage command value,
Wherein the control unit calculates a compensation voltage by using the motor drive voltage and compensates the voltage instruction value based on the compensation voltage to reduce the trembling of the motor drive voltage.
제1 항에 있어서,
일정 시간 주기 마다 상기 모터 구동 전압을 검출하는 구동전압 검출유닛;을 더 포함하고,
상기 제어 유닛은, 이전 주기에 검출된 상기 모터 구동 전압을 이용하여 상기 보상 전압을 연산하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
The method according to claim 1,
And a drive voltage detection unit for detecting the motor drive voltage at every predetermined time period,
Wherein the control unit calculates the compensation voltage using the motor drive voltage detected at a previous cycle.
제2 항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 상기 전압 지령치를 한 주기 동안 적산한 값과, 상기 모터 구동 전압을 한 주기 동안 적산한 값을 비교하고, 상기 적산한 값들의 오차를 근거로 다음 주기의 전압 지령치에 보상하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit compares a value obtained by integrating the voltage command value for one period and a value obtained by integrating the motor driving voltage for one cycle and compensates for the voltage command value of the next cycle based on the error of the accumulated values Wherein the linear compressor is controlled by the control unit.
제2 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
상기 전압 지령치를 한 주기 동안 적산하여 제1 적산치를 출력하는 제1 적산 모듈;
상기 모터 구동 전압을 한 주기 동안 적산하여 제2 적산치를 출력하는 제2 적산 모듈; 및
상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 이용하여 상기 보상 전압을 연산하는 보상전압 연산모듈;을 더 포함하는 리니어 압축기의 제어 장치.
3. The apparatus according to claim 2,
A first integrating module for integrating the voltage command value for one period and outputting a first integrated value;
A second integration module for integrating the motor driving voltage for one cycle and outputting a second integration value; And
And a compensation voltage calculation module for calculating the compensation voltage using the first integration value and the second integration value.
제4 항에 있어서,
상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 비교하고, 그 오차를 출력하는 비교 모듈;을 더 포함하는 리니어 압축기의 제어 장치.
5. The method of claim 4,
And a comparison module comparing the first integrated value and the second integrated value and outputting the error.
상용 전원의 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 컨버터;
상기 직류 전압을 평활화하여 직류 링크 전압을 출력하는 평활 커패시터;
제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 인버터;
일정 시간 주기 마다 상기 직류 링크 전압을 검출하는 제1 전압 검출 유닛;
상기 시간 주기에 따라 상기 모터 구동 전압을 검출하는 제2 전압 검출 유닛; 및
상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하고, 상기 모터 구동 전압을 근거로 보상 전압을 연산하여 상기 전압 지령치를 보상하며, 보상된 전압 지령치를 근거로 상기 제어 신호를 발생하는 제어 유닛;을 포함하는 리니어 압축기의 제어 장치.
A converter for converting an AC voltage of a commercial power supply into a DC voltage;
A smoothing capacitor for smoothing the DC voltage and outputting a DC link voltage;
An inverter for converting the DC link voltage into a motor drive voltage of a compressor motor according to a control signal and outputting the converted DC voltage;
A first voltage detection unit for detecting the DC link voltage at every predetermined time period;
A second voltage detection unit for detecting the motor drive voltage according to the time period; And
And a control unit for generating a voltage command value based on the DC link voltage, calculating a compensation voltage based on the motor drive voltage to compensate for the voltage command value, and generating the control signal based on the compensated voltage command value The control unit of the linear compressor.
제6 항에 있어서,
상기 제어 유닛은, 이전 주기에 검출된 상기 모터 구동 전압을 이용하여 상기 보상 전압을 연산하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
The method according to claim 6,
Wherein the control unit calculates the compensation voltage using the motor drive voltage detected at a previous cycle.
제6 항에 있어서,
상기 전압 지령치를 적산하여 제1 적산치를 출력하는 제1 적산 유닛;
상기 모터 구동 전압을 적산하여 제2 적산치를 출력하는 제2 적산 유닛;
상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 비교하고, 그 오차를 출력하는 비교 유닛; 및
상기 오차를 근거로 상기 보상 전압을 연산하는 보상전압 연산유닛;을 더 포함하는 리니어 압축기의 제어 장치.
The method according to claim 6,
A first integrating unit for integrating the voltage command value and outputting a first integrated value;
A second integration unit for integrating the motor drive voltage and outputting a second integration value;
A comparison unit for comparing the first integrated value and the second integrated value and outputting the error; And
And a compensation voltage calculation unit for calculating the compensation voltage based on the error.
제8 항에 있어서,
상기 제1 적산치와 상기 제2 적산치를 저장하는 저장 유닛;을 더 포함하는 리니어 압축기의 제어 장치.
9. The method of claim 8,
And a storage unit for storing the first integrated value and the second integrated value.
이전 시간 주기에 압축기 모터에 인가된 모터 구동 전압을 이용하여 보상 전압을 연산하고, 상기 보상 전압을 이용하여 상기 압축기를 구동하기 위한 전압 지령치를 보상하며, 보상된 전압 지령치로 상기 압축기를 구동하여 상기 모터 구동 전압의 떨림을 저감하는 리니어 압축기의 제어 방법.Calculating a compensation voltage using a motor driving voltage applied to the compressor motor in a previous time period, compensating a voltage instruction value for driving the compressor using the compensation voltage, driving the compressor with a compensated voltage instruction value, A control method of a linear compressor which reduces vibration of a motor driving voltage. 제10 항에 있어서,
일정 시간 주기 마다 직류 링크 전압을 검출하는 단계;
상기 직류 링크 전압을 근거로 전압 지령치를 생성하는 단계;
제어 신호에 따라 상기 직류 링크 전압을 상기 압축기 모터의 모터 구동 전압으로 변환하여 출력하는 단계;
상기 시간 주기에 따라 상기 모터 구동 전압을 검출하는 단계;
상기 모터 구동 전압을 근거로 보상 전압을 연산하는 단계;
상기 보상 전압을 근거로 상기 전압 지령치를 보상하는 단계; 및
보상된 전압 지령치를 근거로 상기 제어 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 리니어 압축기의 제어 방법.
11. The method of claim 10,
Detecting a DC link voltage every predetermined time period;
Generating a voltage command value based on the DC link voltage;
Converting the DC link voltage into a motor drive voltage of the compressor motor and outputting the DC link voltage according to a control signal;
Detecting the motor driving voltage according to the time period;
Calculating a compensation voltage based on the motor drive voltage;
Compensating the voltage command value based on the compensation voltage; And
And generating the control signal based on the compensated voltage command value.
제11 항에 있어서,
상기 전압 지령치를 적산하는 단계;
상기 모터 구동 전압을 적산하는 단계;
상기 전압 지령치의 적산치와, 상기 모터 구동 전압의 적산치의 오차를 연산하는 단계;를 더 포함하고,
상기 보상 전압을 연산하는 단계는, 상기 오차를 근거로 상기 보상 전압을 연산하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 방법.
12. The method of claim 11,
Integrating the voltage command value;
Integrating the motor drive voltage;
Calculating an integrated value of the voltage command value and an error of the integrated value of the motor driving voltage,
Wherein the step of calculating the compensation voltage calculates the compensation voltage based on the error.
제12 항에 있어서,
상기 전압 지령치의 적산치와, 상기 모터 구동 전압의 적산치를 저장하는 단계;를 더 포함하는 리니어 압축기의 제어 방법.
13. The method of claim 12,
And storing the integrated value of the voltage command value and the integrated value of the motor driving voltage.
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