KR102017150B1 - Compressor driving apparatus and air conditioner including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있는 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor driving apparatus and an air conditioner having the same, and more particularly, to a compressor driving apparatus capable of reducing power consumption corresponding to a compressor in operation and an air conditioner having the same.
압축기 구동장치는, 공기조화기, 냉장고 등에, 구비되는 압축기를 구동하기 위해 사용된다.The compressor drive device is used to drive a compressor provided in an air conditioner, a refrigerator and the like.
구체적으로 냉매를 압축하는 압축기의 구동을 위해, 압축기 모터가 사용된다.Specifically, a compressor motor is used to drive a compressor that compresses a refrigerant.
현재는, 압축기 모터의 최저 소비전력 운전을 위해, 미리 계산된 룩업 테이블에 저장된 데이터를 이용하여, 압축기를 운전하고 있다. 특히, 한국 등록특허번호 제10-0620997호에 의하면, 룩업 테이블에 저장된 데이터를 이용하여, 압축기를 운전하는 것이 개시된다.Currently, the compressor is operated by using data stored in a pre-calculated lookup table for the lowest power consumption of the compressor motor. In particular, according to Korean Patent No. 10-0620997, using the data stored in the look-up table, the operation of the compressor is disclosed.
이러한 방식에 의하면, 실제 압축기 모터의 회전자 위치와, 추정된 회전자 위치의 차이가 발생하는 경우, 최적 소비전력 지점을 벗어나서, 구동되게 된다. 이에 따라, 불필요한 전력이 소비되게 되는 문제가 발생한다.According to this method, when a difference between the rotor position of the actual compressor motor and the estimated rotor position occurs, it is driven outside the optimum power consumption point. This causes a problem that unnecessary power is consumed.
본 발명의 목적은, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있는 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a compressor driving apparatus capable of reducing power consumption corresponding to a compressor in operation and an air conditioner having the same.
한편, 본 발명의 다른 목적은, 운전 중인 압축기에 대응하여 최소의 소비 전력에 대응하는 위상각을 연산할 수 있는 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기를 제공함에 있다.Meanwhile, another object of the present invention is to provide a compressor driving apparatus capable of calculating a phase angle corresponding to a minimum power consumption corresponding to a compressor in operation, and an air conditioner having the same.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 모터의 운전 주파수 고정시, 출력 전류에 기초하여, 모터의 운전 주파수를 연산하며, 연산된 운전 주파수에 기초하여, 모터에서 소비되는 전력이 최소가 되도록 제어하는 제어부를 포함한다.Compressor driving apparatus and an air conditioner having the same according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, calculates the operating frequency of the motor based on the output current, the fixed operating frequency of the motor, On the basis of this, it includes a control unit for controlling to minimize the power consumed in the motor.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기의 제어부는, 출력 전류에 기초하여, 모터의 위상각을 연산하며, 위상각을 가변하면서, 모터에서 소비되는 전력을 연산하며, 연산된 소비 전력 중 최소 소비 전력에 대응하는 위상각에 기초하여, 모터를 구동하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the controller of the compressor driving apparatus and the air conditioner including the same according to an embodiment of the present invention calculate the phase angle of the motor based on the output current, and calculate the power consumed by the motor while varying the phase angle. And, based on the phase angle corresponding to the minimum power consumption of the calculated power consumption, it can be controlled to drive the motor.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기의 제어부는, 현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 큰 경우, 위상각을 제1 방향으로 가변하며, 현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 작은 경우, 위상각을 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 가변하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention and the control unit of the air conditioner having the same, when the current power consumption is larger than the previously calculated power consumption, the phase angle is variable in the first direction, When the currently calculated power consumption is smaller than the previously calculated power consumption, the phase angle may be controlled to vary in a second direction opposite to the first direction.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기의 제어부는, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이가 제1 기준치 미만이며, 타이며의 레벨이 제1 레벨과 제2 레벨 사이인 경우, 소비 전력을 연산하며, 타이머의 레벨이 제2 레벨을 초과하는 경우, 모터의 위상각을 가변하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention and the control unit of the air conditioner having the same, the difference between the calculated operating frequency and the current operating frequency is less than the first reference value, and the level of the tire is the first level and the first When it is between two levels, power consumption is calculated, and when the level of the timer exceeds the second level, it is possible to control to vary the phase angle of the motor.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기의 제어부는, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이가 제1 기준치 이상인 경우, 타이머를 초기화시킬 수 있다.Meanwhile, the controller of the compressor driving apparatus and the air conditioner including the same according to an embodiment of the present invention may initialize the timer when the difference between the calculated operating frequency and the current operating frequency is greater than or equal to the first reference value.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기의 제어부는, 출력 전류에 기초하여 모터의 전력을 연산하는 전력 연산부와, 연산된 전력에 기초하여 모터의 위상각을 연산하는 각도 연산부와, 출력 전류에 기초하여, 모터의 속도를 연산하는 속도 연산부와, 연산된 속도와 속도 지령치, 및 연산된 모터의 위상각에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령치 생성부와, 생성된 전류 지령치에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령치 생성부와, 생성된 전압 지령치에 기초하여, 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부를 포함할 수 있다.On the other hand, the compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention and the control unit of the air conditioner having the same, the power calculation unit for calculating the power of the motor based on the output current, and calculates the phase angle of the motor based on the calculated power An angle calculating section, a speed calculating section for calculating the speed of the motor based on the output current, a current command value generating section generating a current command value based on the calculated speed and speed command value, and the calculated phase angle of the motor, and generating And a voltage command value generator for generating a voltage command value based on the current command value and a switching control signal output part for outputting an inverter switching control signal based on the generated voltage command value.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기의 제어부는, 모터에 의한 부하와 위상각에 대한 복수의 곡선 중 어느 하나의 곡선에 대응하여, 모터를 구동하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the controller of the compressor driving apparatus and the air conditioner having the same according to an embodiment of the present invention may control to drive the motor in response to any one of a plurality of curves for the load and the phase angle by the motor. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따른, 압축기 구동장치 및 이를 구비하는 공기조화기는, 모터의 운전 주파수 고정시, 출력 전류에 기초하여, 모터의 운전 주파수를 연산하며, 연산된 운전 주파수에 기초하여, 모터에서 소비되는 전력이 최소가 되도록 제어하는 제어부를 포함함으로써, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. According to an embodiment of the present invention, a compressor driving apparatus and an air conditioner including the same, when fixing the driving frequency of the motor, calculates the driving frequency of the motor based on the output current, and based on the calculated driving frequency, By including a control unit to control the power consumption to the minimum, it is possible to reduce the power consumption corresponding to the compressor in operation.
한편, 제어부는, 출력 전류에 기초하여, 모터의 위상각을 연산하며, 위상각을 가변하면서, 모터에서 소비되는 전력을 연산하며, 연산된 소비 전력 중 최소 소비 전력에 대응하는 위상각에 기초하여, 모터를 구동하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. On the other hand, the controller calculates the phase angle of the motor based on the output current, calculates the power consumed by the motor while varying the phase angle, and based on the phase angle corresponding to the minimum power consumption among the calculated power consumption. In addition, it is possible to control the motor to be driven, thereby reducing power consumption corresponding to the compressor in operation.
한편, 제어부는, 현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 큰 경우, 위상각을 제1 방향으로 가변하며, 현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 작은 경우, 위상각을 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 가변하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. On the other hand, the controller, when the current power consumption is larger than the previously calculated power consumption, the phase angle is changed in the first direction, if the current power consumption is smaller than the previously calculated power consumption, the phase The angle can be controlled to be varied in the second direction opposite to the first direction, thereby reducing power consumption corresponding to the compressor in operation.
한편, 제어부는, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이가 제1 기준치 미만이며, 타이며의 레벨이 제1 레벨과 제2 레벨 사이인 경우, 소비 전력을 연산하며, 타이머의 레벨이 제2 레벨을 초과하는 경우, 모터의 위상각을 가변하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. The controller calculates power consumption when the difference between the calculated operating frequency and the current operating frequency is less than the first reference value and the level of the tire is between the first level and the second level, and the level of the timer is second. When the level is exceeded, the phase angle of the motor can be controlled to be variable, whereby the power consumption can be reduced corresponding to the compressor in operation.
한편, 제어부는, 모터에 의한 부하와 위상각에 대한 복수의 곡선 중 어느 하나의 곡선에 대응하여, 모터를 구동하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. On the other hand, the control unit may control to drive the motor in response to any one of a plurality of curves for the load and phase angle by the motor, thereby reducing the power consumption corresponding to the compressor in operation. Will be.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시한다.
도 4는 도 3의 압축기 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치의 동작 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7 내지 도 10은 도 7의 설명에 참조되는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 12는 도 11의 실외기와 실내기의 개략도이다.1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 1.
Figure 3 illustrates an example of an internal block diagram of a compressor drive according to an embodiment of the present invention.
4 is an example of an internal circuit diagram of the compressor driving device of FIG. 3.
FIG. 5 is an internal block diagram of the inverter controller of FIG. 4.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 to 10 are views referred to the description of FIG. 7.
11 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to another embodiment of the present invention.
12 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 11.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described the present invention in more detail.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.The suffixes "module" and "unit" for components used in the following description are merely given in consideration of ease of preparation of the present specification, and do not impart any particular meaning or role by themselves. Therefore, the "module" and "unit" may be used interchangeably.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 대형의 공기조화기(50)로서, 복수의 실내기(31 내지 35), 복수의 실내기에 연결되는 복수의 실외기(21, 22), 복수의 실내기 각각과 연결되는 리모컨(41 내지 45), 그리고 복수의 실내기 및 실외기를 제어하는 원격제어기(10)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 1, the air conditioner according to the present invention is a
원격제어기(10)는 복수의 실내기(31 내지 36) 및 복수의 실외기(21, 22)와 연결되어 그 동작을 모니터링하고 제어한다. 이때, 원격제어기(10)는 복수의 실내기에 연결되어 실내기에 대한 운전설정, 잠금설정, 스케줄제어, 그룹제어 등을 수행할 수 있다. The
공기조화기는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 천장형 공기조화기를 예로 설명한다. 또한, 공기조화기는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. The air conditioner may be any one of a stand type air conditioner, a wall-mounted air conditioner, and a ceiling type air conditioner, but for convenience of description, a ceiling type air conditioner will be described as an example. The air conditioner may further include at least one of a ventilator, an air cleaner, a humidifier, and a heater, and may operate in conjunction with the operation of the indoor unit and the outdoor unit.
실외기(21, 22)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(102)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. The
실외기(21, 22)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31 내지 35)로 냉매를 공급한다. 실외기(21,22)는 원격제어기(10) 또는 실내기(31 내지 35)의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변 된다. The
이때, 실외기(21, 22)는 복수의 실외기가, 각각 연결된 실내기로 각각 냉매를 공급하는 것을 기본으로 하여 설명하나, 실외기 및 실내기의 연결구조에 따라 복수의 실외기가 상호 연결되어 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수도 있다. In this case, the
실내기(31 내지 35)는 복수의 실외기(21, 22) 중 어느 하나에 연결되어, 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31 내지 35)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The
이때, 실외기(21, 22) 및 실내기(31 내지 35)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하고, 실외기 및 실내기는 원격제어기(10)와 별도의 통신선으로 연결되어 원격제어기(10)의 제어에 따라 동작한다. At this time, the outdoor unit (21, 22) and the indoor unit (31 to 35) are connected by a communication line to transmit and receive data, and the outdoor unit and the indoor unit is connected to the
리모컨(41 내지 45)는 실내기에 각각 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신하며, 경우에 따라 복수의 실내기에 하나의 리모컨이 연결되어 하나의 리모컨 입력을 통해 복수의 실내기의 설정이 변경될 수 있다. The
또한, 리모컨(41 내지 45)은 내부에 온도감지센서를 포함할 수 있다. In addition, the
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.2 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 1.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(31)와 실외기(21)로 구분된다. Referring to the drawings, the
실외기(21)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)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
실내기(31)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109)와, 실내측 열교환기(109)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109a)과 실내팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다. The
실내측 열교환기(109)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one indoor
또한, 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the
한편, 도 2에서는 실내기(31)와 실외기(21)를 각각 1개씩 도시하고 있으나, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 구동장치는 이에 한정되지 않으며, 복수개의 실내기와 실외기를 구비하는 멀티형 공기조화기, 한 개의 실내기와 복수개의 실외기를 구비하는 공기조화기 등에도 적용이 가능함은 물론이다.Meanwhile, although one
도 1의 실외기(21) 내의 압축기(102)는, 압축기 모터(250)를 구동하는 압축기 고둥을 위한 모터 구동장치(200)에 의해 구동될 수 있다. The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치의 내부 블록도의 일예를 예시하고, 도 4는 도 3의 압축기 구동장치의 내부 회로도의 일예이다.3 illustrates an example of an internal block diagram of a compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an example of an internal circuit diagram of the compressor driving apparatus of FIG. 3.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치(220)는, 센서리스(sensorless) 방식으로 모터를 구동하기 위한 것으로서, 전력변환장치라 명명될 수 있다. Referring to the drawings, the
본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치(220)는, 컨버터(410), 인버터(420), 인버터 제어부(430), dc 단 전압 검출부(B), 평활 커패시터(C), 출력전류 검출부(E)를 포함할 수 있다. 또한, 압축기 구동장치(220)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L) 등을 더 포함할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치(220)는, dc단 커패시터와 인버터 사이에 배치되는 1개의 dc단 저항 소자를 이용하여 상전류를 검출할 수 있다.On the other hand, the
이때, 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어한다. In this case, the
이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 1개의 dc단 저항 소자를 이용하여, 순차적으로 검출되는 상전류 정보를 수신하고, 이에 기초하여, 공간 벡터 기반의 펄스폭 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.To this end, the
한편, 1개의 dc단 저항 소자(Rdc)를 이용하여, 시분할로, 상 전류를 검출함으로써, 제조 비용이 저감되며, 설치가 용이해지는 장점이 있다.On the other hand, by using a single dc resistor unit (Rdc), by time-division, by detecting the phase current, the manufacturing cost is reduced, there is an advantage that the installation is easy.
이하에서는, 도 3, 및 도 4의 압축기 구동장치(220) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of each component unit in the
리액터(L)는, 상용 교류 전원(405, vs)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(410)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다. The reactor L is disposed between the commercial
입력 전류 검출부(A)는, 상용 교류 전원(405)으로부터 입력되는 입력 전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 입력 전류 검출부(A)로, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력 전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.The input current detector A can detect the input current i s input from the commercial
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 상용 교류 전원(405)을 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 삼상 교류 전원일 수도 있다. 상용 교류 전원(405)의 종류에 따라 컨버터(410)의 내부 구조도 달라진다. The
한편, 컨버터(410)는, 스위칭 소자 없이 다이오드 등으로 이루어져, 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the
예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 4개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있으며, 삼상 교류 전원인 경우, 6개의 다이오드가 브릿지 형태로 사용될 수 있다. For example, in the case of single phase AC power, four diodes may be used in the form of a bridge, and in the case of three phase AC power, six diodes may be used in the form of a bridge.
한편, 컨버터(410)는, 예를 들어, 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. On the other hand, the
컨버터(410)가, 스위칭 소자를 구비하는 경우, 해당 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행할 수 있다.When the
평활 커패시터(C)는, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, 평활 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The smoothing capacitor C smoothes and stores the input power. In the figure, one element is illustrated as the smoothing capacitor C, but a plurality of elements may be provided to ensure device stability.
한편, 도면에서는, 컨버터(410)의 출력단에 접속되는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않고, 직류 전원이 바로 입력될 수도 있다., 예를 들어, 태양 전지로부터의 직류 전원이 평활 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.On the other hand, in the drawing, but is illustrated as being connected to the output terminal of the
한편, 평활 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc 단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. On the other hand, since the DC power is stored at both ends of the smoothing capacitor C, this may be referred to as a dc terminal or a dc link terminal.
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, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.The dc end voltage detector B may detect a dc end voltage Vdc that is both ends of the smoothing capacitor C. To this end, the dc terminal voltage detector B may include a resistor, an amplifier, and the like. The detected dc terminal voltage Vdc may be input to the
인버터(420)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원(Vdc)을 소정 주파수의 삼상 교류 전원(va,vb,vc)으로 변환하여, 삼상 동기 모터(230)에 출력할 수 있다. The
인버터(420)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.
인버터(420) 내의 스위칭 소자들은 인버터 제어부(430)로부터의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 각 스위칭 소자들의 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 동기 모터(230)에 출력되게 된다. The switching elements in the
인버터 제어부(430)는, 센서리스 방식을 기반으로, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 인버터 제어부(430)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받을 수 있다.The
인버터 제어부(430)는, 인버터(420)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(Sic)는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 스위칭 제어신호로서, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)을 기초로 생성되어 출력된다. 인버터 제어부(430) 내의 인버터 스위칭 제어신호(Sic)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.The
출력전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(230) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(230)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(E)는 각 상의 출력 전류(ia,ib,ic)를 모두 검출할 수 있으며, 또는 삼상 평형을 이용하여 두 상의 출력 전류를 검출할 수도 있다.The output current detector E detects the output current i o flowing between the
출력전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(230) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The output current detector E may be located between the
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이, 인버터(420)와 동기 모터(230) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다. 한편, 삼상 평형을 이용하여, 2개의 션트 저항이 사용되는 것도 가능하다. 한편, 1개의 션트 저항이 사용되는 경우, 상술한 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에서 해당 션트 저항이 배치되는 것도 가능하다.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the
검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로 병행하여 기술할 수도 있다. The detected output current i o , as a discrete signal in the form of a pulse, may be applied to the
한편, 삼상 모터(230)는, 고정자(stator)와 회전자(rotar)를 구비하며, 각상(a,b,c 상)의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. On the other hand, the three-
이러한 모터(230)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor; IPMSM), 및 동기 릴럭턴스 전동기(Synchronous Reluctance Motor; Synrm) 등을 포함할 수 있다. 이 중 SMPMSM과 IPMSM은 영구자석을 적용한 동기 전동기(Permanent Magnet Synchronous Motor; PMSM)이며, Synrm은 영구자석이 없는 것이 특징이다. Such a
한편, 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치(220)는, 실제 압축기 모터(230)의 회전자 위치와, 추정된 회전자 위치의 차이가 발생하여, 최적 소비전력 지점을 벗어나서, 불필요한 소비 전력이 소비되는 것을 방지하기 위한 방안을 제시한다.On the other hand, the
이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른, 압축기 구동장치(220)는, 모터(230)의 운전 주파수 고정시, 출력 전류(io)에 기초하여, 모터(230)의 운전 주파수를 연산하며, 연산된 운전 주파수에 기초하여, 모터(230)에서 소비되는 전력이 최소가 되도록 제어하는 인버터 제어부(430)를 포함함으로써, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. To this end, the
한편, 인버터 제어부(430)는, 출력 전류(io)에 기초하여, 모터(230)의 위상각을 연산하며, 위상각을 가변하면서, 모터(230)에서 소비되는 전력을 연산하며, 연산된 소비 전력 중 최소 소비 전력에 대응하는 위상각에 기초하여, 모터(230)를 구동하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라, 운전 중인 압축기에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. Meanwhile, the
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.FIG. 5 is an internal block diagram of the inverter controller of FIG. 4.
도 5를 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 축변환부(310), 속도 연산부(320), 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340), 축변환부(350), 및 스위칭 제어신호 출력부(360), 전력 연산부(370)와, 각도 연산부(380)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 삼상 출력 전류(ia,ib,ic)를 입력받아, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환한다.The
한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. On the other hand, the
속도 연산부(320)는, 축변환부(310)에서 축변화된 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)에 기초하여, 연산된 위치()와 연산된 속도()를 출력할 수 있다.The
전력 연산부(370)는, 출력 전류(io)에 기초하여, 모터(230)의 전력(P)을 연산할 수 있다. The
구체적으로, 전력 연산부(370)는, 축변환부(310)로부터의 회전좌표계의 d축, q축 전류(id,iq)와, 전압 지령 생성부(340)로부터의 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여, 모터(230)의 전력(P)을 연산할 수 있다. Specifically, the
각도 연산부(380)는, 전력 연산부(370)에서 연산된 전력(P)에 기초하여 모터(230)의 위상각(θ)을 연산할 수 있다.The
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)와, 모터(230)의 위상각(θ)에 기초하여, 전류 지령치(i* q)를 생성한다. 예를 들어, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)의 차이에 기초하여, PI 제어기(335)에서 PI 제어를 수행하며, 전류 지령치(i* q)를 생성할 수 있다. 도면에서는, 전류 지령치로, q축 전류 지령치(i* q)를 예시하나, 도면과 달리, d축 전류 지령치(i* d)를 함께 생성하는 것도 가능하다. 한편, d축 전류 지령치(i* d)의 값은 0으로 설정될 수도 있다. On the other hand, the current
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 전류 지령치(i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.On the other hand, the current
다음, 전압 지령 생성부(340)는, 축변환부에서 2상 회전 좌표계로 축변환된 d축, q축 전류(id,iq)와, 전류 지령 생성부(330) 등에서의 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 예를 들어, 전압 지령 생성부(340)는, q축 전류(iq)와, q축 전류 지령치(i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어기(344)에서 PI 제어를 수행하며, q축 전압 지령치(v* q)를 생성할 수 있다. 또한, 전압 지령 생성부(340)는, d축 전류(id)와, d축 전류 지령치(i* d)의 차이에 기초하여, PI 제어기(348)에서 PI 제어를 수행하며, d축 전압 지령치(v* d)를 생성할 수 있다. 한편, 전압 지령 생성부(340)는, d 축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.Next, the voltage
한편, 생성된 d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)는, 축변환부(350)에 입력된다.On the other hand, the generated d-axis and q-axis voltage command values v * d and v * q are input to the
축변환부(350)는, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치()와, d축, q축 전압 지령치(v* d,v* q)를 입력받아, 축변환을 수행한다.The
먼저, 축변환부(350)는, 2상 회전 좌표계에서 2상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이때, 속도 연산부(320)에서 연산된 위치()가 사용될 수 있다.First, the
그리고, 축변환부(350)는, 2상 정지 좌표계에서 3상 정지 좌표계로 변환을 수행한다. 이러한 변환을 통해, 축변환부(1050)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)를 출력하게 된다.In addition, the
스위칭 제어 신호 출력부(360)는, 3상 출력 전압 지령치(v*a,v*b,v*c)에 기초하여 펄스폭 변조(PWM) 방식에 따른 인버터용 스위칭 제어 신호(Sic)를 생성하여 출력한다. The switching control
출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)는, 게이트 구동부(미도시)에서 게이트 구동 신호로 변환되어, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자의 게이트에 입력될 수 있다. 이에 의해, 인버터(420) 내의 각 스위칭 소자들(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)이 스위칭 동작을 하게 된다.The output inverter switching control signal Sic may be converted into a gate driving signal by a gate driver (not shown) and input to the gate of each switching element in the
한편, 상술한 바와 같이, 압축기 구동장치(220)는, 인버터(420) 제어를 통하여, 모터(230)를 구동하는 벡터(vector) 제어를 하기 위해서, 모터(motor)에 흐르는 츨력 전류(io), 특히, 상전류(Phase current)를 감지하는 것이 필수적이다. On the other hand, as described above, the
인버터 제어부(430)는, 감지된 상전류를 이용하여, 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340)를 이용하여, 모터(230)를, 원하는 속도와 토크(torque)로 제어할 수 있게 된다.The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 압축기 구동장치의 동작 방법을 설명하는 순서도이고, 도 7 내지 도 10은 도 7의 설명에 참조되는 도면이다.6 is a flowchart illustrating a method of operating a compressor driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIGS. 7 to 10 are views referred to in the description of FIG. 7.
먼저, 도 6을 참조하면, 인버터 제어부(430)는, 고정 운전 주파수로, 압축기 모터(230)를 구동하도록 제어할 수 있다. 즉, 일정한 속도로 압축기 모터(230)을 구동하도록 제어할 수 있다.First, referring to FIG. 6, the
다음, 인버터 제어부(430)는, 고정 운전 주파수로, 압축기 모터(230)의 구동시, 출력 전류(io)에 기초하여, 모터(230)의 운전 주파수를 연산한다.Next, the
그리고, 인버터 제어부(430)는, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이를 연산한다(S610).The
다음, 인버터 제어부(430)는, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이가, 제1 기준치 이상인 지 여부를 판단하고(S615), 제1 기준치 이상인 경우, 인버터 제어부(430) 내부 또는 외부에 배치되는 타이머를 초기화하도록 제어할 수 있다(S618).Next, the
한편, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이가, 제1 기준치 미만인 경우, 인버터 제어부(430)는, 타이머를 소정치 만큼 증가시키도록 제어할 수 있다(S620).Meanwhile, when the difference between the calculated operating frequency and the current operating frequency is less than the first reference value, the
다음, 인버터 제어부(430)는, 타이머의 레벨이 제1 레벨과 제2 레벨 사이인 지 여부를 판단하고(S628), 해당하는 경우, 도 5의 전력 연산부(370)를 이용하여 전력(P)을 연산한다(S628). 이에 따라, 실시간, 현재의 모터(230)의 소비전력을 연산할 수 있다.Next, the
다음, 인버터 제어부(430)는, 타이머의 레벨이 제2 레벨을 초과하였는 지 여여부를 판단하고(S630), 해당하는 경우, 위상각의 각도를 가변할 수 있다(S635).Next, the
여기서 위상각(θ)은 도 7과 같이, d축과 q축 평면에 표시되는 공간 벡터(VT)가, d축과 이루는 각도를 의미할 수 있다.Here, as shown in FIG. 7, the phase angle θ may mean an angle between the d-axis and the space vector VT displayed on the d-axis and q-axis planes.
종래에는, 압축기 모터(230)의 최저 소비전력 운전을 위해, 미리 계산된 룩업 테이블에 저장된 데이터, 특히, 미리 저장된 위상각을 이용하여, 모터(230)를 구동하였다.Conventionally, the
도 10은 부하 대비 위상각에 대한 그래프를 예시하며, 도 10의 곡선 중 θft는 룩업 테이블에 저장된 위상각을 나타낸다.10 illustrates a graph of a phase angle with respect to load, and θft of the curve of FIG. 10 represents a phase angle stored in a lookup table.
그러나, 이러한 방식에 의하면, 실제 압축기 모터(230)의 회전자 위치와, 추정된 회전자 위치의 차이가 발생하여, 최적 소비전력 지점을 벗어나서, 불필요한 소비 전력이 소비되게 된다.However, according to this method, a difference between the rotor position of the
도 8은 위상각(θ)과 소비 전력(P)의 관계를 도시한 도면이다.8 is a diagram showing the relationship between the phase angle θ and the power consumption P. FIG.
도면을 참조하면, 위상각(θ)이 θm인 경우, 최소 소비 전력(Pm)으로 모터(230)가 구동되게 된다.Referring to the drawing, when the phase angle θ is θm, the
본 발명에서는, 최소 소비 전력(Pm)에 해댕하는 위상각을 도출하기 위해, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이에 기초하여, 타이머이 레벨이 제2 레벨을 초과하는 경우에만, 위상각을 가변한다.In the present invention, the phase angle is varied only when the timer exceeds the second level, based on the difference between the calculated operating frequency and the current operating frequency, in order to derive the phase angle taking into account the minimum power consumption Pm. do.
이에 의하면, 실시간으로 계속하여 위상각을 가변하는 것이 아닌, 소정 조건하에서만 위상각을 가변하므로, 인버터 제어부(430)의 연산량을 저감할 수 있게 된다.According to this, the phase angle is changed only under a predetermined condition instead of continuously changing the phase angle in real time, so that the calculation amount of the
한편, 인버터 제어부(430)는, 현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 큰 경우, 도 9a와 같이, 위상각을 제1 방향으로 가변하며, 현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 작은 경우, 도 9b와 같이, 위상각을 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 가변할 수 있다.On the other hand, the
이때, 인버터 제어부(430)는, 위상각을 가변하면서, 해당 위상각에 대한 소비 전력을 연산할 수 있다. In this case, the
이에 따라, 도 9a와 도 9b에서, 최소 소비 전력(Pm)에 해당하는 위상각(θ)을 간편하게 도출할 수 있게 된다. Accordingly, in FIGS. 9A and 9B, the phase angle θ corresponding to the minimum power consumption Pm can be easily derived.
그리고, 인버터 제어부(430)는, 최소 소비 전력(Pm)에 해당하는 위상각(θ)에 기초하여 모터(230)를 구동함으로써, 불필요한 소비 전력을 저감할 수 있게 된다. 또한, 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이를 저감할 수 있게 된다.The
한편, 인버터 제어부(430)는, 모터(230)에 의한 부하와 위상각에 대한 복수의 곡선 중 어느 하나의 곡선에 대응하여, 모터(230)를 구동하도록 제어할 수 있다.On the other hand, the
즉, 도 10의 룩업 테이블에 저장된 위상각을 나타낸 θft가 아닌, θta와 θtb 사이의 복수의 곡선 중 어느 하나에 기초하여, 모터(230)를 구동하도록 제어할 수 있다. 이에 따라, 이에 따라, 운전 중인 압축기(102)에 대응하여 소비전력을 저감할 수 있게 된다. That is, the
한편, 도 3 내지 도 10에서 기술한 압축기 구동장치(220)는, 도 1의 공기조화기(50) 외에 다양한 홈 어플라이언스에 적용이 가능하다. 예를 들어, 세탁물 처리기기(세탁기, 건조기 등), 냉장고, 정수기, 로봇 청소기 등 다양한 분야에서 적용가능하다.Meanwhile, the
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다. 11 is a diagram illustrating a configuration of an air conditioner according to another embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 도 11의 공기조화기(100b)는, 도 1의 시스템형 공기조화기와 달리, 하나의 실외기(31b)를 구비하는 것에 그 차이가 있다.Referring to the drawings, the
본 발명에 따른 공기조화기(100b)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 실내기(31b), 실내기(31b)에 연결되는 실외기(21b)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 11, the
공기조화기의 실내기(31b)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(31b)를 예시한다.The
한편, 공기조화기(100b)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. Meanwhile, the
실외기(21b)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그 구성에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다. The
실외기(21b)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(31b)로 냉매를 공급한다. 실외기(21b)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(31b)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다. The
이때, 실외기(21b)는, 연결된 실내기(310b)로 압축된 냉매를 공급한다. At this time, the
실내기(31b)는, 실외기(21b)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(31b)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The
이때, 실외기(21b) 및 실내기(31b)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기 및 실내기는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다. At this time, the
리모컨(미도시)은 실내기(31b)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. The remote controller (not shown) may be connected to the
도 12는 도 11의 실외기와 실내기의 개략도이다.12 is a schematic diagram of the outdoor unit and the indoor unit of FIG. 11.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(100b)는, 크게 실내기(31b)와 실외기(21b)로 구분된다. Referring to the drawings, the
실외기(21b)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102b)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102bb)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(104b)와, 실외 열교환기(104b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(105ab)과 실외팬(105ab)을 회전시키는 전동기(105bb)로 이루어진 실외 송풍기(105b)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(106b)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(110b)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103b) 등을 포함한다. The
실내기(31b)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(109b)와, 실내측 열교환기(109b)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(109ab)과 실내팬(109ab)을 회전시키는 전동기(109bb)로 이루어진 실내 송풍기(109b) 등을 포함한다. The
실내측 열교환기(109b)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102b)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one indoor
또한, 공기조화기(100b)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the
도 11의 실외기(21b) 내의 압축기(102b)는, 압축기 모터(250b)를 구동하는, 도 3과 같은, 압축기 구동장치(220)에 의해 구동될 수 있다. The
또는, 실내팬(109ab) 또는 실외팬(105ab)은, 각각 실내팬 모터(109bb), 실외 팬 모터(150bb)를 구동하는, 도 3과 같은, 압축기 구동장치(220)에 의해 구동될 수 있다.Alternatively, the indoor fan 109ab or the outdoor fan 105ab may be driven by the
한편, 본 발명의 압축기 구동장치 또는 공기조화기의 동작방법은, 압축기 구동장치 또는 공기조화기에 구비된 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한, 인터넷을 통한 전송 등과 같은 캐리어 웨이브의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 프로세서가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 프로세서가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.On the other hand, the operation method of the compressor drive device or the air conditioner of the present invention, it is possible to implement as a processor readable code in a processor-readable recording medium provided in the compressor drive device or air conditioner. The processor-readable recording medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by the processor. Examples of the processor-readable recording medium include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave such as transmission over the Internet. . The processor-readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the processor-readable code is stored and executed in a distributed fashion.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.In addition, although the preferred embodiment of the present invention has been shown and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, but the technical field to which the invention belongs without departing from the spirit of the invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.
Claims (9)
상기 dc단 커패시터에 저장된 직류 전원을 변환하여 모터로 교류 전원을 출력하는 인버터;
상기 모터에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력 전류 검출부;
상기 모터의 운전 주파수 고정시, 상기 출력 전류에 기초하여, 상기 모터의 운전 주파수를 연산하며, 상기 연산된 운전 주파수에 기초하여, 상기 모터에서 소비되는 전력이 최소가 되도록 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이가 제1 기준치 미만이며, 타이머의 레벨이 제1 레벨과 제2 레벨 사이인 경우, 소비 전력을 연산하며,
상기 타이머의 레벨이 제2 레벨을 초과하는 경우, 상기 모터의 위상각을 가변하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동장치.A dc stage capacitor storing a DC power supply;
An inverter for converting DC power stored in the dc terminal capacitor and outputting AC power to a motor;
An output current detector for detecting an output current flowing through the motor;
And a controller configured to calculate an operating frequency of the motor based on the output current when the driving frequency of the motor is fixed, and to control the power consumption of the motor to be minimized based on the calculated operating frequency. ,
The control unit,
Calculating a power consumption when the difference between the calculated driving frequency and the current driving frequency is less than a first reference value and the level of the timer is between the first level and the second level,
And controlling the phase angle of the motor to vary when the level of the timer exceeds a second level.
상기 제어부는,
상기 출력 전류에 기초하여, 상기 모터의 위상각을 연산하며, 상기 위상각을 가변하면서, 상기 모터에서 소비되는 전력을 연산하며, 상기 연산된 소비 전력 중 최소 소비 전력에 대응하는 위상각에 기초하여, 상기 모터를 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동장치.The method of claim 1,
The control unit,
The phase angle of the motor is calculated based on the output current, the phase angle of the motor is varied, the power consumed by the motor is calculated, and the phase angle corresponding to the minimum power consumption among the calculated power consumption is calculated. Compressor drive, characterized in that to control to drive the motor.
상기 제어부는,
현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 큰 경우, 상기 위상각을 제1 방향으로 가변하며,
현재 연산된 소비 전력이 이전에 연산된 소비 전력에 비해 작은 경우, 상기 위상각을 상기 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 가변하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동장치.The method of claim 2,
The control unit,
If the current power consumption is larger than the power consumption previously calculated, the phase angle is varied in the first direction,
And controlling the phase angle to vary in a second direction opposite to the first direction when the currently calculated power consumption is smaller than the previously calculated power consumption.
상기 제어부는,
상기 연산된 운전 주파수와 현재 운전 주파수의 차이가 제1 기준치 이상인 경우, 상기 타이머를 초기화시키는 것을 특징으로 하는 압축기 구동장치.The method of claim 1,
The control unit,
And resetting the timer when the difference between the calculated operating frequency and the current operating frequency is equal to or greater than a first reference value.
상기 제어부는,
상기 출력 전류에 기초하여 상기 모터의 전력을 연산하는 전력 연산부;
상기 연산된 전력에 기초하여 상기 모터의 위상각을 연산하는 각도 연산부;
상기 출력 전류에 기초하여, 상기 모터의 속도를 연산하는 속도 연산부;
상기 연산된 속도와 속도 지령치, 및 상기 연산된 모터의 위상각에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령치 생성부;
상기 생성된 전류 지령치에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령치 생성부;
상기 생성된 전압 지령치에 기초하여, 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 스위칭 제어 신호 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동장치.The method of claim 1,
The control unit,
A power calculator configured to calculate power of the motor based on the output current;
An angle calculator configured to calculate a phase angle of the motor based on the calculated power;
A speed calculator configured to calculate a speed of the motor based on the output current;
A current command value generator for generating a current command value based on the calculated speed, the speed command value, and the calculated phase angle of the motor;
A voltage command value generator for generating a voltage command value based on the generated current command value;
And a switching control signal output unit configured to output an inverter switching control signal based on the generated voltage command value.
상기 제어부는,
상기 모터에 의한 부하와 위상각에 대한 복수의 곡선 중 어느 하나의 곡선에 대응하여, 상기 모터를 구동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동장치.The method of claim 1,
The control unit,
Compressor drive apparatus characterized in that the control to drive the motor in response to any one of a plurality of curves for the load and the phase angle by the motor.
입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 구동장치.The method of claim 1,
And a converter for converting input AC power into DC power.
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