KR102122264B1

KR102122264B1 - 공기조화기 및 그 동작방법

Info

Publication number: KR102122264B1
Application number: KR1020180140146A
Authority: KR
Inventors: 김승효; 엄재부; 박천수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2020-06-12
Also published as: KR20200056164A

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것으로, 모터와 모터 구동부 사이에 고장감지부를 구비하고, 상기 모터 구동부에 대한 고장테스트를 수행하여, 상기 고장감지부로부터 감지되는 신호에 대응하여 상기 모터 구동부에 대한 고장을 판단하여, 상기 모터 구동부의 고장과 상기 모터의 고장을 구분하여 각각 상이한 에러가 출력되도록 구성되어, 모터와 모터 구동부의 고장을 용이하게 구분할 수 있고, 이상감지를 통해 제품의 추가적인 손상을 방지할 수 있으며, 고장의 원인을 쉽게 파악할 수 있으므로 수리가 용이하고 고장에 빠르게 대처할 수 있어서 고장을 단시간에 해소하여 제품이 정상 동작할 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 동작방법{Air conditioner and method }

본 발명은 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전류 또는 전압의 변화를 감지하여 제품의 이상을 판단하는 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다.

공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 제어되며, 실외기 및 실내기가 냉매배관으로 연결되어, 실외기의 압축기로부터 압축된 냉매가 냉매배관을 통해 실내기의 열교환기로 공급되고, 실내기의 열교환기에서 열교환된 냉매는 다시 냉매배관을 통해 실외기의 압축기로 유입된다. 그에 따라 실내기는 냉매를 이용한 열교환을 통해 냉온의 공기를 실내로 토출한다.

이러한 압축기 또는 팬은 모터의 구동에 의해 동작하게 된다. 압축기 또는 팬을 구동하고 그 동작을 제어하기 위하여, 공기조화기는, 입력되는 교류전원을 변환하여, 필요한 동작전원을 생성하여 모터로 인가함으로써, 압축기 또는 팬이 동작하도록 하는 모터 구동장치를 포함한다.

이러한 모터 구동장치는 스위칭소자를 포함하는 것은 물론, 높은 부하의 소자가 포함됨에 따라, 발열로 인한 소자 손상의 문제가 발생할 수 있다.

그러나 공기조화기는 이상을 감지하는데 있어서, 모터의 고장과 컨버터 또는 인버터의 소자 손상으로 인한 이상을 구분하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 10-2012-0060059에는 하이브리드 자동차의 고장진단장치 및 방법을 설명하고 있다. 이는 자동차의 고장이 발생된 모터 또는 모터의 구동장치로부터 상전류를 측정하여 실효값을 연산하여, 구동장치에서의 실효값에 따른 대칭 또는 비대칭 여부를 판단함으로써, 고장을 판단하는 방안을 제시하고 있다. 그러나 종래기술은 고장 여부를 판단할 뿐, 모터의 고장과 모터 구동장치의 고장을 구분할 수는 없다.

모터의 고장과 모터 구동장치의 고장을 구분하지 못함으로 인하여, 공기조화기는 모터가 고장나거나 구동장치에 이상이 있는 경우, 이를 동일한 에러로 출력함에 따라, 수리를 위해 파견되는 수리인력은 제품을 직접 확인하여 테스트를 통해 원인을 판단해야한다.

고장을 수리하기 위하여 파견되는 수리인력은, 고장의 원인을 미리 확인할 수 없으므로 그에 적합한 부품을 준비하지 못하는 경우가 발생한다. 그로 인하여 즉각적인 수리가 어렵고 경우에 따라서는 모터를 포함하는 부품 전반을 교체해야하는 경우도 발생하게 된다.

그에 따라, 모터의 고장과 모터 구동장치의 이상을 구분하여 판단하는 방안이 요구된다.

본 발명의 목적은 공기조화기 및 그 동작방법에 있어서, 전류 또는 전압을 감지하여 제품의 고장을 감지하고, 발생된 고장을 분석하여 모터 또는 모터 구동장치의 이상을 구분하는 공기조화기 및 그 동작방법을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 공기조화기는 압축기 또는 팬을 구동하는 모터; 복수의 스위칭소자의 동작에 의해 상기 모터로 3상의 동작전원을 공급하는 모터 구동부; 상기 복수의 스위칭소자가 온, 오프되도록 제어하는 스위칭 제어신호를 상기 모터 구동부로 인가하는 스위칭 제어부; 상기 모터 구동부와 상기 모터 사이에 연결되어, 상기 모터 구동부의 고장을 감지하는 고장감지부; 상기 스위칭 제어부 및 상기 고장감지부로 제어명령을 인가하여 상기 모터 구동부에 대한 고장테스트를 실시하고, 상기 고장테스트 결과에 따라 상기 모터 구동부 및 상기 모터 중 어느 하나의 고장을 구분하여 에러를 출력하는 제어부;를 포함한다.

상기 제어부는 상기 고장테스트 중, 상기 복수의 스위칭소자에 대한 쇼트검사와 오픈검사를 수행하여, 상기 복수의 스위칭소자 중, 적어도 하나가 쇼트 또는 오픈 상태인지 여부를 판단하여 상기 고장테스트 결과를 생성하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 쇼트검사 중, 상기 전류감지부에 의해 전류가 감지되면 상기 복수의 스위칭소자 중 어느 하나가 쇼트된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 오픈검사 중, 상기 전류감지부에 의해 전류가 감지되지 않으면, 상기 복수의 스위칭소자 중 동작된 스위칭소자가 오픈상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공기조화기의 동작방법은, 모터 또는 모터 구동부의 고장 여부를 판단하기 위한 고장테스트를 실시하는 단계; 상기 모터 구동부에 구비되는 상기 복수의 스위칭소자를 제어하는 단계; 상기 모터 구동부와 상기 모터 사이에 연결되는 고장감지부가, 상기 모터 구동부의 고장을 감지하는 단계; 상기 고장감지부로부터 입력되는 신호에 대응하여, 상기 모터 구동부의 이상 여부를 판단하여 상기 고장테스트에 대한 결과를 생성하는 단계; 및 상기 고장테스트 결과에 따라 상기 모터 구동부 및 상기 모터 중 어느 하나의 고장을 구분하여 에러를 출력하는 단계를 포함한다.

상기 고장테스트 중, 상기 복수의 스위칭소자를 오프시킨 후 전류를 감지하여, 상기 복수의 스위칭소자에 대한 쇼트 검사를 실시하는 단계; 및 상기 복수의 스위칭소자를 순차적으로 동작시켜 상기 복수의 스위칭소자에 대한 오픈 검사를 실시하는 단계;를 더 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 동작방법은, 전류 및 전압을 감지하여, 모터의 이상과 모터 구동장치의 이상을 구분하여 감지할 수 있다.

본 발명은 이상 발생 시, 즉각적으로 모터와 모터 구동장치의 고장을 용이하게 구분할 수 있다.

본 발명은 이상감지 및 그 원인에 따라 운전이 유지되거나 중지하도록 할 수 있다.

본 발명은 이상감지를 통해 제품의 추가적인 손상을 방지할 수 있다.

본 발명은 모터와 모터 구동장치의 이상을 구분하여 감지함으로써, 고장 수리를 위한 준비가 용이하다.

본 발명은 고장 수리에 따른 시간이 크게 단축되고, 그에 따른 수리 비용이 감소하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기가 도시된 도이다.
도 2 는 도 1의 실외기의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.
도 3 은 도 2의 실외기의 모터 및 모터 구동장치의 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.
도 4 는 도 3의 모터 구동장치의 구성이 도시된 도이다.
도 5 및 도 6 은 도 4의 모터 구동장치의 신호 흐름이 도시된 도이다.
도 7 및 도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 모터 및 모터 구동장치의 고장을 판단하는 동작방법이 도시된 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명은 공기조화기에 포함되는 제어부 및 그 외 각 부의 구성이, 하나 또는 그 이상의 프로세서(Micro Processor)로 구현될 수 있고, 하드웨어 장치로 구현될 수 있음을 명시한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기가 도시된 도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 공기조화기는 실내기(20), 실외기(10), 그리고 제어기(50)를 포함한다.

또한, 공기조화기는 실내기(20)와 유선 또는 무선방식으로 통신하며, 입력된 데이터를 실내기로 전송하고, 공기조화기의 동작상태를 표시하는 리모컨(미도시)을 더 포함할 수 있다.

이하, 실내기(20) 및 실외기(10)는 복수로 구비될 수 있고, 그 개수, 타입, 유닛 간의 연결은 도면에 한정되지 않음을 명시한다. 실내기는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는 천장형 공기조화기를 예로 설명한다.

실외기(10) 및 실내기(20)는 유선 도는 무선통신방식으로 상호 데이터를 송수신한다. 또한, 실외기 및 실내기는 제어기(50)와 유선 또는 무선으로 연결되어 제어기(50)의 제어에 따라 동작할 수 있다.

실외기(10)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(20)로 냉매를 공급한다. 실외기(10)는 제어기(50) 또는 실내기(20)의 요구(demand)에 의해 구동될 수 있다. 이때, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변 됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실 외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변되는 것도 가능하다.

제 1 실외기(11)는 제 1 내지 제 3 실내기(21 내지 23)와 냉매배관으로 연결되고, 제 2 실외기(12)는 제 4 내지 제 6 실내기(24 내지 26)와 냉매배관으로 연결될 수 있다.

제어기(50)는 실내기(20) 및 실외기(10)의 데이터를 수신하여 그 동작상태를 모니터링하여 표시하고, 입력되는 데이터에 대응하여 실내기 및 실외기의 동작을 제어한다. 또한, 제어기(50)는 외부의 네트워크, 예를 들어 인터넷에 연결되어 외부의 서버와 통신할 수 있다.

제어기(50)는 복수의 실내기에 대한 스케줄을 설정하고, 실내기의 동작에 대한 잠금설정, 또는 일괄제어가 가능하며, 복수의 실내기 중 적어도 하나의 실내기가 포함되는 그룹을 생성하여 그룹단위로 동작을 제어할 수 있다.

리모컨(미도시)은 실내기(20)에 연결되어, 실내기로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.

실외기(10)는, 연결된 실내기(20)로 압축된 냉매를 공급한다. 실내기(20)는, 실외기(10)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다.

실외기(10)(11, 12)는 복수로 구비되어, 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.

실외기(10) 내의 압축기는, 압축기 모터를 구동하는 모터 구동장치에 의해 구동될 수 있다. 또한, 실내팬 또는 실외팬 또한, 모터 구동장치에 의해 구동될 수 있다.

실외기(10)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(20)로 냉매를 공급한다.

이때, 실외기(10)는 복수의 실외기가 각각 소정 실내기와 개별 연결되어 연결된 실내기로 각각 냉매를 공급할 수 있고, 또한, 복수의 실외기가 상호 연결되어 복수의 실내기로 냉매를 공급할 수 있다.

실내기(20)(21 내지 26)는 실외기(10) 중 어느 하나에 연결되어, 실외기(10)로부터 냉매를 공급받아 냉온의 공기를 토출한다.

실내기(20)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.

이때, 실외기(10) 및 실내기(20)는 통신선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하고, 또한, 무선통신방식으로 상호 통신할 수 있다.

또한, 공기조화기(100)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.

공기조화기는 실외기 및 실내기 외에도, 환기장치(미도시), 공기청정장치(미도시), 가습장치(미도시) 및 히터(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 보안장치, 조명장치 등과 연동하여 동작할 수 있다. 또한, 공기조화기는 인터넷으로 연결되어 원격지에서 제어하는 제 2의 제어기(미도시), 공기조화기의 데이터를 처리하고 관리하는 서버(미도시)를 더 포함할 수 있다.

도 2 는 도 1의 실외기의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 공기조화기의 실외기는 센서부(140), 전원부(130), 압축기구동부(161), 팬구동부(162), 밸브제어부(163), 입출력부(190), 메모리(120), 통신부(150), 그리고 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.

제어부(110)를 포함한 각 부는, 하나 또는 복수의 마이크로 프로세서(Micro Processor)로 구성될 수 있다. 또한, 제어부뿐 아니라, 센서부, 전원부, 압축기구동부, 팬구동부, 밸브제어부, 입출력부, 메모리, 통신부의 각 부는, 각각 적어도 하나의 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다.

압축기구동부(161), 팬구동부(162), 밸브제어부(163)는 하나의 구동부로 구성될 수 있고, 설명한 바와 같이 각각 독립적으로 구성될 수 있다.

실내기 또한, 센서부, 전원부, 팬구동부, 밸브제어부, 입출력부, 메모리, 통신부, 제어부를 포함할 수 있다.

전원부(130)는 실외기 본체로 동작전원을 공급한다. 전원부(130)는 연결되는 상용전원을 정류 및 평활하여, 각 부에서 요구되는 전압을 생성하여 공급한다. 전원부(130)는 돌입전류를 방지하고, 정전압을 생성한다. 또한, 전원부(130)는 동작전원을 실내기(미도시)로 공급할 수 있다.

입출력부(190)는 버튼, 스위치, 터치입력수단 중 적어도 하나를 포함하여, 사용자 명령 또는 소정의 데이터를 입력하는 입력수단(미도시)과, LCD, LED, OLED 등의 표시수단(미도시)으로 구성되고, 터치패드가 레이어드된 터치스크린을 포함할 수 있다. 표시수단은 운전설정 또는 동작정보를, 문자, 이미지, 특수문자, 기호, 이모티콘, 아이콘 중 적어도 하나의 조합으로 표시한다.

또한, 입출력부(190)는 음성안내, 소정의 경고음, 효과음을 출력하는 버저 또는 스피커를 포함하는 오디오출력부(미도시)와, 소정의 소리를 입력받는 마이크를 포함한 오디오입력부(미도시)를 포함할 수 있다.

메모리(120)에는 동작을 제어하기 위한 제어데이터, 동작모드에 대한 데이터, 센서부(140)로부터 감지되는 데이터, 통신부(150)를 통해 송수신되는 데이터, 입출력부(190)에 의한 입력데이터, 출력데이터, 동작의 이상 여부를 판단하기 위한 데이터가 저장된다.

메모리(120)는 마이크로 프로세서(micro processor)에 의해 읽힐 수 있는 데이터를 저장하는 것으로, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다.

저장장치는, 메모리(120)의 저장영역을 분할한 그 일부분일 수 있고, 메모리와는 별도로 구비되는 것으로 공기조화기로부터 탈착 가능하게 설치되는 메모리일 수 있다. 예를 들어 저장장치는 SD메모리카드, CF메모리카드, USB메모리, SSD(Solid State Drive) 와 같은 플래시 메모리일 수 있고, 다른 형태의 저장장치 또한, 적용 가능하다.

통신부(150)는, 적어도 하나의 통신모듈을 포함하여 유선 또는 무선통신 방식으로 데이터를 송수신한다.

통신부(150)는 다른 기기, 예를 들어 실내기, 다른 실외기, 또는 제어기와 데이터를 송수신한다. 또한, 통신부(150)는 소정의 네트워크에 연결되어 외부의 서버 또는 단말과 통신할 수 있다. 통신부(150)는 지그비, 블루투스, 적외선 등의 근거리 무선통신뿐 아니라, 와이파이, 와이브로 등의 통신모듈을 포함하여 데이터를 송수신한다.

센서부(140)는 복수의 센서를 포함하여 측정되는 데이터는 제어부(110)로 입력한다. 센서부(140)는 온도센서(미도시), 압력센서(미도시), 습도센서(미도시), 전류센서(미도시), 전압센서(미도시)를 포함한다.

온도센서는 냉매배관에 설치되어 냉매배관의 온도를 측정하고, 열교환기에 설치되어 실외온도, 열교환기 온도를 각각 감지한다.

압력센서는 냉매배관에 설치되어 냉매배관을 유동하는 냉매의 압력을 감지한다. 압력센서는 압축기(171)의 냉매 유입부와 토출부에 각각 설치되고, 열교환기에도 설치된다.

압축기구동부(161)는 제어부(110)의 제어명령에 따라 압축기(171)가 동작하도록 한다. 이때 압축기구동부(160)는 압축기(171)가 특정 운전주파수로 동작하도록 압축기의 모터로 동작전원을 공급한다. 그에 따라 압축기(171)는 저온저압의 냉매가 유입되면, 이를 압축하여 고온고압의 냉매로 토출한다.

팬구동부(162)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 팬(172)에 구비되는 모터의 구동을 제어함으로써, 팬의 회전동작하도록 한다. 팬구동부(162)는 팬(172)으로 동작전원을 공급하여 팬(172)의 설정된 회전속도로 회전동작하도록 제어한다. 팬(172)은 실외열교환기에 구비되는 것으로, 압축기(171)로부터 공급되는 냉매가 열교환기로 유입되어 실외 공기와 열교환되도록 실외공기를 흡입하여 공급하고 열교환된 공기를 실외로 토출한다. 이때 팬(172)은 회전속도를 조절할 수 있는 인버터팬이 사용될 수 있다. 팬(172)은 모터와 팬으로 구성되며, 팬구동부(162)의 제어에 의해 모터가 동작함에 따라 팬이 회전하게 된다.

압축기구동부 및 팬구동부는 각각 모터 구동장치로 구성될 수 있다.

밸브제어부(163)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 실외기(10)에 구비되는 복수의 밸브(173)에 대한 개폐를 제어하고 또는 개도율을 조절하며, 냉매의 유로를 변경할 수 있다. 이때 밸브제어부(163)는 복수의 밸브(173)에 각각 구비될 수 있다.

제어부(110)는 실내기(20) 또는 제어기(50)로부터 수신되는 데이터에 대응하여 압축기(171)가 동작하도록 압축기구동부(161)로 제어명령을 인가하고, 팬(172)을 제어하는 제어명령을 팬구동부(162)로 인가한다. 또한, 제어부(110)는 밸브제어부(163)로 제어명령을 인가하여 복수개의 각 밸브(173)의 개폐를 제어하도록 하여 운전양식에 따라 냉매의 유로 및 유량을 변경한다.

제어부(110)는 센서부(140)의 복수의 센서로부터 입력되는 데이터에 대응하여 압축기(171), 냉매, 팬(172)의 상태를 판단하고, 그에 대응하여 제어명령을 생성하여 각 구동부로 인가한다.

제어부(110)는 통신부(150)를 통해, 소정 시간 간격으로 실내기(20)와 통신하여 각 실내기의 데이터를 수신하고, 또한, 실외기의 데이터를 실내기(20)로 전송한다.

또한, 제어부(110)는 센서부(140)에 의해 감지되는 데이터와, 메모리(120)에 저장된 데이터를 바탕으로, 각 부의 동작상태가 정상인지 여부를 판단하고, 에러를 생성한다. 제어부(110)는 발생된 에러에 대한 에러코드를 출력할 수 있다.

제어부(110)는 에러로 판단되는 경우, 현재 수행중인 운전을 유지할 수 있는지 또는 운전을 시작할 수 있는지 여부를 판단한다.

제어부(110)는 운전이 가능한 경우, 일부 성능을 제한한, 제한운전을 수행하고, 에러발생에 따른 횟수를 카운트한다. 제어부(110)는 발생되는 에러의 종류, 또는 에러가 발생되는 시간 간격에 대응하여 카운트되는 횟수를 초기화하여 계속 운전되도록 할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 에러로 인하여 운전이 불가능한 경우, 또는 제한운전을 중지하는 경우에 그에 대한 에러를 출력한다. 제어부(110)는 통신부를 통해 실내기로 에러데이터를 전송하여 실내기를 통해 에러 및 동작 종료에 대한 알림이 출력되도록 한다.

실내기(20)는 실외기로부터 수신되는 데이터에 따라, 동작상태, 알림 또는 에러메시지를 출력한다.

제어부(110)는 운전 중, 과전류가 감지되는 경우, 그에 따른 에러를 출력한다. 또한, 제어부(110)는 과전류 감지 시, 동작을 정지할 수 있다. 제어부(110)는 일정 크기 이상의 과전류가 감지되면, 과전류로 인하여 모터 또는 모터 구동장치에 고장이 발생할 수 있으므로, 동작을 정지한다.

또한, 제어부(110)는 과전류가 감지됨에 따라, 모터의 이상 또는 모터 구동장치의 이상 여부를 판단할 수 있다. 모터는 압축기와 팬에 각각 구비됨에 따라, 각 모터를 포함하여, 과전류가 감지된 위치를 기반으로 압축기 구동부 또는 팬 구동부의 모터 구동장치의 이상 여부를 판단한다.

제어부(110)는 모터 구동장치에 구비되는 스위칭소자에 대하여 고장테스트를 진행하고, 테스트 결과에 따라 모터의 이상 또는 모터 구동장치의 이상으로 판단하여 그에 따른 에러를 출력한다.

제어부(110)는 고장테스트 시, 스위칭소자의 쇼트 또는 오픈 여부를 검사할 수 있다. 제어부는 고장테스트를 일정 횟수 반복하여 수행하고, 이상으로 판단되는 횟수는 카운트하여 카운트된 횟수가 설정횟수에 도달하면, 모터 구동부의 이상으로 판단할 수 있다.

제어부(110)는 모터의 이상과 모터 구동장치의 이상에 대하여 각각 상이한 에러를 출력할 수 있다.

제어부(110)는 에러정보를 실내기로 전송하고, 실내기는 에러정보를 구비되는 표시부를 통해 출력할 수 있다.

도 3 은 도 2의 실외기의 모터 및 모터 구동장치의 구성이 개략적으로 도시된 블록도이다.

실외기(10)는, 모터의 구동을 위한 모터 구동장치를 포함할 수 있다. 모터 구동장치는 교류 전원을 공급받아, 전력 변환하여, 모터에 변환된 전력을 공급한다. 이에 따라, 모터 구동장치는, 전력변환장치라고도 할 수 있다.

이러한 모터 구동장치는 실외기의 압축기 또는 실외기 팬의 모터에 구비될 수 있다. 또한, 실내기의 실내팬의 모터에도 구비될 될 수 있다.

압축기 구동부 및 팬 구동부는 모터 구동장치이다.

모터 구동장치는, 모터(330)에 모터 구동을 위한 동작전원을 출력하는 모터 구동부(320), 모터 구동부(320)로 제어신호를 인가하는 스위칭 제어부(310), 모터구동부로부터 모터로 인가되는 전압 또는 전류를 감지하여 고장을 판단하는 고장감지부(350)를 포함한다.

또한, 모터 구동장치는 입력전류 또는 모터구동부 내의 과전류를 감지하는 과전류감지부를 적어도 하나 포함할 수 있다.

모터 구동부(320)는 모터에 삼상 교류전원을 출력하는 인버터를 포함한다. 경우에 따라 모터 구동부(320)는 정류부, 평활부를 포함할 수 있다. 또한, 모터 구동부(320)는 인버터에 직류 전원을 공급하는 컨버터를 포함할 수 있다. 정류부, 평활부, 컨버터에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

제어부(110)는 과전류가 감지되면, 스위칭 제어부(310) 및 고장감지부(350)를 통해 모터 구동장치, 특히 모터 구동부의 이상을 판단한다.

제어부(110)는 테스트 결과에 따라 모터 구동부에 이상이 없는 경우 모터(330)의 이상으로 판단할 수 있다.

제어부(110)는 고장테스트 수행 시, 스위칭 제어부(310)를 통해 모터 구동부(320)에 구비되는 복수의 스위칭소자를 제어하고, 그에 따라 고장감지부에 의해 감지되는 전류값을 바탕으로 모터 구동부의 이상을 판단할 수 있다.

고장감지부(350)는 모터 구동부(320)와 모터(330)의 사이에 연결되어 모터 구동부에 인가되는 전류 또는 전압을 감지한다.

고장감지부(350)는 복수의 스위치와 전류감지부를 포함한다. 또한, 고장감지부는 전압감지부를 포함할 수 있다.

고장감지부(350)는 제어부의 제어명령에 따라 복수의 스위치를 제어하여 3상 전원의 상별 이상 여부를 판단할 수 있다.

전류감지부는 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등을 포함할 수 있다. 검출된 전류는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)일 수 있다. 또한, 전압감지부가 구비되는 경우, 전압 검출부는 전원 검출을 위해, 저항 소자, OP AMP 등이 사용될 수 있다. 검출된 전압은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)일 수 있다.

도 4 는 도 3의 모터 구동부의 구성이 도시된 도이다.

모터 구동부(320)는 모터(330)로 동작전원을 공급한다.

모터 구동부(320)는 DC링크단의 커패시터(C)와, 복수의 스위칭소자(S1 내지S6)로 구성되는 인버터를 포함한다.

모터 구동부(320)의 인버터는, DC링크단의 커패시터(C)에 연결되어, 복수개의 스위칭소자(S1 내지 S6)를 구비하고, 스위칭소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 삼상 교류 전원으로 변환하여, 모터(330)로 출력할 수 있다.

인버터는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭소자(S1, S3, S5) 및 하암 스위칭소자(S2, S4, S6)가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭소자가 서로 병렬로 연결될 수 있다. 그리고, 각 스위칭소자에는 다이오드(D1 내지D6)가 연결될 수 있다.

스위칭 제어부(310)는, 인버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 스위칭 제어신호를 인버터에 출력할 수 있다. 스위칭 제어신호는 펄스폭 변조 방식(PWM)의 제어신호로서, 모터에 흐르는 출력 전류 및 DC링크단의 커패시터 양단의 전압에 기초하여, 생성되어 출력될 수 있다.

스위칭 제어부(310)는, 축변환부(미도시), 속도 연산부(미도시), 전류 지령 생성부(미도시), 전압 지령 생성부(미도시), 축변환부(미도시), 및 스위칭 제어신호 출력부(미도시)를 포함할 수 있다.

고장감지부(350)는 복수의 스위치(351)와 전류감지부(340)를 포함한다.

복수의 스위치는 모터(330)로 인가되는 3상전원의 3상에 각각 연결되는 제 1 내지 제 3 스위치(W1,W2, W3)를 포함한다.

전류감지부는 제 1 내지 제 3 스위치와 연결되고, 다른 일단은 접지된다.

전류감지부(340)는 복수의 스위치(351) 중 적어도 어느 하나를 통해 인가되는 전류를 감지하는 전류감지부(340)를 포함한다. 경우에 따라 전압감지부가 구비될 수 있다.

전류감지부는 그라운드에 연결된다.

제어부(110)는 스위칭 제어부(310)로 제어명령을 인가하여, 인버터에 의해 모터(330)가 동작하도록 한다. 그에 따라 모터가 구비되는 압축기 또는 실외기팬이 동작할 수 있다.

제어부(110)는 과전류감지부를 통해 모터 구동장치 내에 과전류가 감지되면, 고장테스트를 실시한다.

제어부(110)는 과전류 감지 시, 모터 구동부(320)로부터 모터(330)로 흐르는 전류에 대하여 3상에 대하여 각각 테스트를 통해 고장감지부에 의해 감지되는 신호를 바탕으로 모터 구동부의 이상을 판단한다.

제어부(110)는 고장 테스트를 수행하는 경우, 고장감지부(350)의 복수의 스위치(351)를 제어하여, 각 스위치(W1, W2, W3)가 순차적으로 온(ON)되도록 하여 3상전원의 상 별로 테스트를 진행한다.

제 1 스위치(W1)는 제 1 스위칭소자(S1)와 제 2 스위칭소자(S2)의 사이에 연결된다. 제 2 스위치(W2)는 제 3 스위칭소자(S3)와 제 4 스위칭소자(S4)의 사이에 연결된다. 제 3 스위치(W3)는 제 5 스위칭소자(S5)와 제 6 스위칭소자(S6)의 사이에 연결된다.

제 1 내지 제 3 스위치가 순차적으로 온 됨에 따라, 제어부는 복수의 스위치의 상태, 즉 온, 오프 상태에 따라 모터 구동부의 복수의 스위칭소자 중 이상이 있는 스위칭소자를 검출할 수 있다.

제어부(110)는 모터 구동부(320)의 스위칭소자의 동작상태와, 복수의 스위치 중, 각 스위치의 상태에 대응하여 전류감지부(340)에 의해 감지되는 전류에 따라 모터 구동부의 이상을 판단한다.

예를 들어 제어부(110)는 모터 구동부와 모터 사이에 전류가 흐르지 않아야 하는 상태에서 전류감지부에 의해 전류가 감지되는 경우, 또는 모터로 전류가 흐르는 것이 정상인 상태에서 전류감지부에 의해 전류가 감지되지 않는 경우에 대하여 각각 이상을 판단할 수 있다.

제어부(110)는 어느 하나의 상에 이상이 감지되는 경우, 그 결과를 저장하고, 나머지 상에 대하여 테스트를 진행할 수 있다.

제어부(110)는 3상 중 어느 하나라도 이상이 발생하는 경우 모터 구동부의 이상으로 판단할 수 있다.

또한, 제어부(110)는 모터 구동부가 정상동작하는 경우 모터의 이상을 판단할 수 있다.

제어부(110)는 고장테스트의 결과에 따라 모터 또는 모터 구동장치에 이상이 발생하는 경우, 그에 따른 에러를 출력한다. 또한, 제어부(110)는 압축기 또는 팬의 동작을 정지시키고, 또한 실외기가 동작을 정지하도록 할 수 있다.

도 5 및 도 6 은 도 4의 모터 구동부의 신호흐름이 도시된 도이다.

제어부(110)는 고장테스트를 실시하여 모터 구동부의 이상을 판단한다.

제어부(110)는 스위칭 제어부(310)로 제어명령을 인가하고, 고장감지부(350)의 복수의 스위치가 순차적으로 온 되도록 제어하여 모터 구동부에 대한 고장테스트를 실시할 수 있다.

제어부(110)는 고장테스트를 통해, 모터 구동부(320)의 스위칭소자가 쇼트상태인지 또는 오픈상태인지 여부를 판단한다.

도 5에 도시된 바와 같이 제어부(110)는 모터 구동부에 대하여 스위칭소자의 쇼트(short) 여부를 테스트한다.

제어부(110)는 고장테스트 중, 쇼트검사를 수행한다. 스위칭 제어부(310)는 제어부의 제어명령에 따라 모터 구동부의 복수의 스위칭소자(S1 내지 S6)가 모두 오프되도록 한다.

복수의 스위칭소자가 오프된 상태에서, 고장감지부(350)는 제어부의 제어명령에 따라 복수의 스위치(W1 내지 W3)이 순차적으로 동작(ON)하고, 전류감지부는 모터구동부로부터 모터로 흐르는 상별 전류를 감지한다.

이때, 모터 구동부의 복수의 스위칭소자는 모두 오프(OFF) 상태이므로, 모터 구동부로부터 모터로 전류가 흐리지 않게 된다.

모터 구동부의 스위칭소자가 정상 동작하는 경우, 모터 구동부로부터 모터로 전류가 흐리지 않으므로, 전류감지부에는 전류가 감지되지 않는다.

반면, 어느 하나의 스위칭소자에 이상이 있는 경우, 전류감지부는 전류를 감지할 수 있다.

전류감지부는 감지되는 전류를 제어부로 인가한다.

제어부는 전류감지부에 의해 감지되는 전류가 0인 경우, 즉 전류가 감지되지 않으면, 쇼트검사에 대하여 모터 구동부가 정상인 것으로 판단한다.

한편, 제어부(110)는 쇼트 검사에서 전류감지부에 의해 일정 크기 이상의 전류가 감지되는 경우, 모터 구동부의 복수의 스위칭소자 중 적어도 하나가 고장인 것으로 판단한다. 이때 스위칭소자를 쇼트(Short) 상태임을 알 수 있다.

제어부(110)는 고장감지부(350)의 복수의 스위치(351)를 순차적으로 동작시킴으로써, 복수의 스위치의 상태에 따라 복수의 스위칭소자 중, 고장 난 스위칭소자를 검출할 수 있다.

예를 제어, 쇼트 검사 중, 제 1 스위치(W1)가 온(ON)된 상태에서, 전류감지부에 의해 일정 크기 이상의 전류가 감지되는 경우, 제어부는 제 1 스위칭소자(S1) 또는 제 2 스위칭소자(S2)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 이때 제어부(110)는 제 1 스위칭소자의 이상을 판단할 수 있다.

제 2 스위치(W2)가 온(ON)된 상태에서, 전류감지부에 의해 일정 크기 이상의 전류가 감지되는 경우, 제어부는 제 3 스위칭소자(S3) 또는 제 4 스위칭소자(S4)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 이때 제어부(110)는 제 3 스위칭소자의 이상을 판단할 수 있다.

제 3 스위치(W3)가 온(ON)된 상태에서, 전류감지부에 의해 일정 크기 이상의 전류가 감지되는 경우, 제어부는 제 5 스위칭소자(S5) 또는 제 6 스위칭소자(S6)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 이때 제어부(110)는 제 5 스위칭소자의 이상을 판단할 수 있다.

쇼트 검사 중 3상에 대하여 전류가 감지되지 않는 경우, 제어부(110)는 스위칭소자가 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있다. 이때 제어부(110)는 스위칭소자가 쇼트되지 않은 것을 판단할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 고장테스트 중, 오픈검사를 실시할 수 있다.

제어부(110)는 오픈 검사를 실시하는 경우, 모터 구동부의 복수의 스위칭소자가 순차적으로 온(ON)되도록 하여 고장감지부를 통해 감지되는 전류에 따라 복수의 스위칭소자에 대하여 오픈 여부를 판단한다.

제어부(110)는 스위칭 제어부(310)로 제어명령을 인가하고, 스위칭 제어부(310)는 제 1 내지 제 6 스위칭소자가 순차적으로 온(ON)되도록 제어신호를 인가한다.

또한, 제어부(110)는 고장감지부(350)의 복수의 스위치(351)가 순차적으로 온(ON)되도록 한다. 고장감지부는 스위칭소자의 검사에 대응하여 제 1 내지 제 3 스위치가 동작(ON)한다.

예를 들어 제 1 및 제 2 스위칭소자를 검사하는 경우, 제 1스위치(W1)가 온 되도록 하고, 제 3 및 제 4 스위칭소자를 검사하는 경우 제 2 스위치(W2)가 온 되도록 하고, 제 5 및 제 6 스위칭소자를 검사하는 경우 제 3 스위치(W3)가 온 되도록 한다.

전류감지부는 제 1 내지 제 3 스위치가 동작하는 동안, 전류를 감지하여 제어부로 인가한다.

이때, 제어부(110)는 복수의 스위칭소자가 순차적으로 동작(ON)하고, 동시에 제 1 내지 제 3 스위치가 순차적으로 동작하는 동안, 전류감지부를 통해 전류가 감지되는 경우, 정상으로 판단하고, 전류가 감지되지 않는 경우 해당 스위칭소자가 오픈상태인 것으로 판단한다.

스위칭소자가 온되고, 스위칭소자에 연결된 고장감지부의 스위치가 온(ON)되면, 커패시터(C)에 충전된 전류가 온(ON)상태인, 스위칭소자 및 스위치를 통해 전류감지부로 흐르게 된다. 만약 전류가 감지되지 않는 경우 스위칭소자가 온(ON)되어야 하는 상황에서 정상적으로 동작하지 않은 것이므로 해당 스위칭소자가 오픈 상태인 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어 제 1 스위칭소자를 동작(ON) 시킨 상태에서, 제 1 스위치(W1)가 동작하면, 전류가 흘러 전류감지부는 전류를 감지할 수 있다. 이때 전류가 감지되지 않는 경우, 제 1 스위칭소자가 제어신호에 따라 정상적으로 온되지 못한 것을 의미하므로 제어부는 제 1 스위칭소자가 오픈상태인 것으로 판단한다.

제어부는 스위칭 제어부를 통해 복수의 스위칭소자를 순차적으로 온시켜 각 스위칭소자의 상태를 검사할 수 있다.

제어부(110)는 쇼트검사와 오픈검사를 통해 복수의 스위칭소자의 상태를 판단하여 이상이 있는 경우, 모터 구동부의 이상으로 에러를 출력한다.

한편, 제어부는 모터 구동부에 이상이 없는 경우 모터의 이상으로 에러를 출력할 수 있다.

제어부는 모터 구동부에 대한 고장테스트 결과를 데이터부에 저장한다.

제어부는 모터의 이상과 모터 구동부의 이상에 대하여 상이한 에러를 출력할 수 있다.

수리인력은 에러의 종류에 따라 모터의 고장과 모터 구동부의 고장을 판단할 수 있다. 또한, 저장된 고장테스트 결과로부터 모터 구동부의 특정 스위칭소자가 오픈 또는 쇼트 상태임을 확인할 수 있다.

또한, 제어부는 고장진단을 실시하는 경우, 고장테스트 결과를 제품정보에 포함하여 출력할 수 있다.

그에 따라 진단서버는 출력되는 고장테스트 결과를 바탕으로 모터 구동부의 스위칭소자의 상태에 따른 고장 원인을 판단할 수 있다. 진단서버는 스위칭소자의 이상에 대한 진단 결과를 생성할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 모터 및 모터 구동장치의 고장을 판단하는 동작방법이 도시된 순서도이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 공기조화기는, 과전류가 입력되는 경우, 과전류감지부에 의해 입력전류 또는 모터 구동장치의 과전류를 감지한다(S310).

제어부(110)는 과전류가 감지되면, 실외기의 동작을 정지한다.

제어부(110)는 과전류에 의한 고장을 구분하기 위하여 3상전원에 대하여 고장테스트를 실시한다(S320). 제어부는 고장테스트 결과에 따라 모터 이상과 모터 구동부의 이상을 구분하여 에러를 출력할 수 있다.

제어부(110)는 고장테스트에 있어서, 모터 구동부에 구비되는 스위칭소자의 상태를 확인하기 위하여 쇼트검사와 오픈검사를 실시한다.

설명의 편의를 위하여 쇼트검사를 수행한 후 오픈검사를 수행하는 것으로 기재하지만, 오픈검사 후 쇼트검사를 실시하는 것 또한 가능하다. 또한, 오픈검사 또는 쇼트검사에서 이상이 발견되더라도 고장정보를 저장하고 나머지 검사를 수행할 수 있다.

인버터 내의 복수의 스위칭소자를 과전류에 의해 손상될 가능성이 크고, 복수의 스위칭소자 중 적어도 하나가 쇼트 또는 오픈 상태인 경우 인버터가 오동작하게 되므로, 스위칭소자의 상태가 정상인지 또는 이상이 발생하였는지 여부를 판단한다.

제어부(110)는 쇼트검사와 오픈검사를 수행하기 위하여 스위칭 제어부와 고장감지부를 제어한다(S325).

쇼트검사 시, 제어부(110)는 스위칭 제어부와 고장감지부로 쇼트검사에 따른 제어명령을 인가한다. 그에 따라 스위칭 제어부는 복수의 스위칭소자, 즉 제 1 내지 제 6 스위칭소자(S1 내지 S6)가 모두 오프(OFF)되도록 제어신호를 인가한다(S326).

모터 구동부의 제 1 내지 제 6 스위칭소자가 오프되면, 모터 구동부로부터 모터로 전원이 인가되지 않게 된다.

고장감지부(350)는 제어명령에 따라, 일정시간 간격으로 제 1 내지 제 3 스위치가 순차적으로 동작, 즉 스위치가 온(ON)된다. 제 1 및 제 3 스위치에 연결되는 전류감지부(340)는 인가되는 전류를 감지한다(S327).

제 1 내지 제 3 스위치는 모터로 인가되는 3상전원의 각 상에 연결됨에 따라, 제 1 내지 제 3 스위치가 순차적으로 온 되면, 상별로 이상 여부를 감지할 수 있다. 모터 구동부는 스위칭 제어부의 제어신호에 따라, 복수의 스위칭소자가 오프상태를 유지한다.

이때, 고장감지부의 제 1 내지 제 3 스위치가 순차적으로 동작(ON)하는 동안, 전류감지부는 동작중인 스위치를 통해 전류가 인가되는 경우, 전류를 감지할 수 있다.

전류감지부는 일단이 제 1 내지 제 3 스위치와 연결되고, 다른 일단은 접지된다. 따라서, 모터 구동부와 모터 사이에 전류가 흐르는 경우, 온 된 스위치를 통해 전류감지부로 전류가 인가되고, 제어부는 전류감지부를 통해 감지되는 전류의 크기에 따라 모터 구동부의 이상 여부를 판단할 수 있다.

제어부는 쇼트 검사 중, 모터 구동부의 복수의 스위칭소자가 오프 상태이므로, 전류감지부를 통해 전류가 감지되는 경우, 스위칭소자에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

즉 제 1 내지 제 6 스위칭소자가 오프된 상태에서는 전류가 흐르지 않는 것이 정상적인 동작상태이나, 전류가 감지되는 것은 어느 하나의 스위칭소자가 쇼트되어 전류가 인가되는 것을 의미하므로 제어부는 스위칭소자의 이상을 판단할 수 있다.

또한, 제 1 내지 제 3 스위치가 3상 전원의 각 상에 연결됨에 따라, 전류가 감지되는 때에 동작한 스위치가 어떤 스위치인지 여부에 따라 이상이 있는 스위칭소자를 확인할 수 있게 된다.

예를 들어 제어부는 제 1 스위치(W1)가 온 된 상태에서, 전류감지부에 의해 전류가 감지되는 경우, 제 1 스위칭소자(S1)가 쇼트상태인 것으로 판단할 수 있다. 제어부(110)는 쇼트 검사를 통해 상암 스위칭소자에 대한 쇼트 여부를 판단할 수 있다. 상암과 하암의 스위칭소자를 하나의 페어를 형성하므로, 어느 하나라도 고장나는 경우 두가지를 모두 교체하는 것이 바람직하다.

다만, 제 1 및 제 2 스위칭소자가 모두 쇼트되는 경우, 전류감지부를 통해 감지되는 전류의 크기가 제 1 스위칭소자만 쇼트되는 경우와는 상이한 값으로 감지되므로 이를 통해 제 2 스위칭소자의 이상을 판단할 수 있다.

쇼트검사 결과, 전류가 감지되지 않은 경우 제어부(110)는 모터 구동부의 스위칭소자가 정상인 것으로 판단하고, 전류가 감지되는 경우 이상으로 판단한다.

제어부는 쇼트 검사를 일정 횟수 반복한다(S328). 제어부는 스위칭 제어부와 고장감지부를 제어하여, 복수의 스위칭소자가 오프된 상태에서, 제 1 내지 제 3 스위치가 하나씩 순차적으로 온오프되는 것을 일정횟수 반복한다.

제어부는 이상으로 판단되는 횟수에 따라 쇼트검사에 대한 결과를 생성한다(S329).

제어부는 이상으로 판단되는 횟수가 설정횟수에 도달하는지 여부에 따라 쇼트검사에 대한 이상 여부를 판단한다(S330).

제어부는 적어도 하나의 스위칭소자가 쇼트된 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어 쇼트검사를 5회 반복하여 3회 이상, 이상 상태인 것으로 판단되면, 최종적으로 쇼트검사 결과, 이상으로 판단할 수 있다.

그에 따라 제어부(110)는 모터 구동부의 고장으로 판단할 수 있다(S360).

제어부(110)는 모터 구동부의 이상으로 인한 에러를 고장정보로써 출력할 수 있다(S370). 제어부는 모터 구동부의 이상에 대한 고장정보를 저장하고, 실내기로 전송하여 고장정보가 표시되도록 할 수 있다.

한편, 쇼트검사가 완료되면, 제어부는 오픈검사를 수행한다. 오픈검사 후 쇼트검사를 수행하는 것 또한 가능하다.

제어부(110)는 스위칭 제어부와 고장감지부로 오픈검사에 대한 제어명령을 인가한다(S335).

스위칭 제어부(310)는 인버터의 제 1 내지 제 6 스위칭소자(S1 내지 S6)에 대하여, 스위칭소자가 소정 시간 간격으로, 순차적으로 동작(ON)되도록 제어신호를 인가한다(S336).

즉 스위칭 제어부는 제 1 스위칭소자(S1)를 소정시간 동안 온 시킨 후 오프되도록 하고, 제 1 스위칭소자가 오프되면 제 2 스위칭소자가 소정시간 동안 온 된 후 오프되도록 한다.

필요에 따라 스위칭 제어부는 제 1 스위칭소자, 제 3 스위칭소자, 제 5 스위칭소자가 순차적으로 온 된 후, 제 2, 4, 6 스위칭소자가 순차적으로 온(ON)되도록 할 수 있다.

또한, 스위칭 제어부는 제 1 스위칭소자와 제 2 스위칭소자, 제 3 스위칭소자와 제 4 스위칭소자, 제 5 스위칭소자와 제 6 스위칭소자를 페어로써 각각 동시에 온 시킬 수 있다.

한편, 고장감지부는 제어부의 제어명령에 따라 모터 구동부의 스위칭소자의 동작에 대응하여 제 1 내지 제 3 스위치(W1 내지 W3)가 온(ON)된다.

고장감지부는 제어명령에 따라, 복수의 스위치가, 모터 구동부의 스위칭소자의 동작에 연동하여 온오프되도록 한다. 예를 들어, 제 1 스위칭소자(S1)가 온되면, 제 1 스위치(W1)가 온된다.

즉 제 1 스위치(W1)는 제 1 스위칭소자와 제 2 스위칭소자와 연결됨에 따라, 제 1 스위칭소자 또는 제 2 스위칭소자가 온(ON)되는 동안, 동작한다. 제 2 스위치(W2)는 제 3 스위칭소자 또는 제 4 스위칭소자가 동작하는 동안 동작하고, 제 3 스위치(W3)는 제 5 스위칭소자 또는 제 6 스위칭소자가 동작하는 동안 동작한다.

전류감지부는 제 1 내지 제 3 스위치가 동작하는 동안 인가되는 전류를 감지한다(S337).

이때, 모터 구동부의 스위칭소자가 순차적으로 온됨에 따라, 제 1 내지 제 3 스위치 중 동작하는 스위치를 통해 전류감지부로 전류가 인가된다.

예를 들어, 제 1 스위칭소자(S1)가 온되고, 제 1 스위치(W1)가 온된 상태에서, 전류감지부가 전류를 감지하면, 제 1 스위칭소자는 정상 동작하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 제어부는 제 1 스위칭소자와 제 2 스위칭소자가 온(ON)되고, 제 1 스위가 온 된 상태에서, 전류의 크기를 바탕으로 제 1 및 제 2 스위칭소자의 이상을 판단할 수 있다. 제 1 스위칭소자가 정상동작하는 것을 가정하여, 전류의 크기가 제1 스위칭소자 단독으로 동작하는 경우보다 작은 크기의 전류가 흐르는 경우 제 2 스위칭소자가 정상 동작하는 것으로 판단하고, 제 1 스위칭소자가 동작하는 것과 동일한 크기의 전류가 흐르는 경우 제 2 스위칭소자에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다.

전류가 감지되는 않는 경우, 제어부는 제 1 스위칭소자가 오픈상태인 것으로 판단할 수 있다.

복수의 스위칭소자에 대하여 순차적으로 온오프 제어하고, 전류감지부에 의해감지되는 전류를 통해 이상을 판단한다.

오픈검사 중, 제어부(110)는 전류가 감지되는 경우 정상으로 판단하고 전류가 감지되지 않는 경우 이상으로 판단할 수 있다.

제어부는 오픈 검사를 일정 횟수 반복한다(S338). 제어부는 스위칭 제어부와 고장감지부를 제어하여, 복수의 스위칭소자 및 스위치가 순차적으로 온오프되는 것을 일정횟수 반복한다.

제어부는 이상으로 판단되는 횟수에 따라 오픈검사에 대한 결과를 생성한다(S339).

제어부는 이상으로 판단되는 횟수가 설정횟수에 도달하는지 여부에 따라 오픈검사에 대한 이상 여부를 판단한다(S340).

제어부는 이상으로 판단되는 횟수가 설정횟수에 도달하면, 적어도 하나의 스위칭소자가 오픈상태인 것으로 판단할 수 있다. 예를 들어 오픈검사를 5회 반복하여 3회 이상, 이상으로 판단되면, 최종적으로 이상으로 판단할 수 있다.

제어부는 쇼트검사결과와 오픈검사결과를 조합하여 모터 구동부의 제 1 내지 제 6 스위칭소자에 대한 이상 여부를 판단할 수 있다.

쇼트검사와 오픈검사가 모두 정상인 경우 제어부(110)는 모터의 고장으로 판단할 수 있다(S350).

또한, 제어부는 어느 하나의 스위칭소자라도 이상이 있는 경우 모터 구동부의 고장으로 판단한다(S360).

제어부는 고장의 원인에 따라 모터에 의한 이상 또는 모터 구동부에 의한 이상을 구분하여 에러를 출력한다(S370). 또한, 제어부는 고장정보를 저장하고, 실내기 또는 제어기로 고장정보를 전송하여 고장정보가 표시되도록 한다.

그에 따라, 본 발명은 과전류 감지 시, 에러를 출력하는데 있어서, 모터의 이상과 모터 구동부의 이상을 구분할 수 있게 된다. 본 발명은 모터와 모터 구동부의 이상이 구분되어 에러가 출력됨에 따라 고장의 원인을 쉽게 판단할 수 있으므로 고장에 빠르게 대처하여 수리할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

10: 실외기 20, 21 내지 26: 실내기
50: 제어기
110: 제어부 310: 스위칭 제어부
320: 모터 구동부 330: 모터
340: 전류감지부
350: 고장감지부 351: 스위치

Claims

압축기 또는 팬을 구동하는 모터;
복수의 스위칭소자의 동작에 의해 상기 모터로 3상의 동작전원을 공급하는 모터 구동부;
상기 복수의 스위칭소자가 온, 오프되도록 제어하는 스위칭 제어신호를 상기 모터 구동부로 인가하는 스위칭 제어부;
상기 모터 구동부와 상기 모터 사이에 연결되어, 상기 모터 구동부의 고장을 감지하는 고장감지부;
상기 스위칭 제어부 및 상기 고장감지부로 제어명령을 인가하여 상기 모터 구동부에 대한 고장테스트를 수행하고, 상기 고장테스트의 결과에 따라 상기 모터 구동부 및 상기 모터 중 어느 하나의 고장을 구분하여 에러를 출력하는 제어부;를 포함하고,
상기 고장감지부는 상기 모터 구동부로부터 상기 모터로 공급되는 3상 전원의 각 상에 연결되는 제 1 내지 제 3 스위치; 및
상기 제 1 내지 제 3 스위치와 연결되어 전류를 감지하는 전류감지부를 포함하고,
상기 고장감지부는 상기 고장테스트에 대응하여, 상기 제 1 내지 제 3 스위치를 순차적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 고장테스트를 수행하는 경우, 상기 고장감지부에 의해 감지되는 전류에 따라 상기 모터 구동부의 이상을 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 고장테스트 수행 중, 상기 복수의 스위칭소자에 대한 쇼트검사와 오픈검사를 수행하여,
상기 복수의 스위칭소자 중, 적어도 하나가 쇼트 또는 오픈 상태인지 여부를 판단하여 상기 고장테스트의 결과를 생성하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
입력전류 또는 상기 모터 구동부 내에 흐르는 일정크기 이상의 전류를 감지하는 과전류감지부를 더 포함하고,
상기 제어부는 과전류가 감지되면, 동작을 정지하고 상기 고장테스트를 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 고장테스트를 일정횟수 반복하여 이상으로 판단되는 횟수를 카운트하고, 카운트된 횟수가 설정횟수에 도달하면 상기 모터 구동부의 고장을 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 쇼트검사 중, 상기 전류감지부에 의해 전류가 감지되면 상기 복수의 스위칭소자 중 어느 하나가 쇼트된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는 쇼트검사 중, 상기 전류감지부에 의해 전류가 감지되는 때에, 복수의 스위치 중 동작중인 스위치와 연결된 스위칭소자에 이상이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 오픈검사 중, 상기 전류감지부에 의해 전류가 감지되지 않으면, 상기 복수의 스위칭소자 중 동작된 스위칭소자가 오픈상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 고장테스트를 하는 경우, 쇼트검사 시, 상기 제어부의 상기 제어명령에 대응하여,
상기 스위칭 제어부는 상기 복수의 스위칭소자가 오프(OFF)되도록 하고,
상기 고장감지부는 일정시간 간격으로 상기 제 1 내지 제 3 스위치를 하나씩 순차적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 고장테스트를 하는 경우, 오픈검사 시, 상기 제어부의 상기 제어명령에 대응하여,
상기 스위칭 제어부는 상기 복수의 스위칭소자를 순차적으로 동작시키고,
상기 고장감지부는 상기 복수의 스위칭소자의 동작에 대응하여 상기 제 1 내지 제 3 스위치를 순차적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제 11 항에 있어서,
상기 고장감지부는 상기 복수의 스위칭소자 중 동작되는 스위칭소자와 연결된 스위치를 동작시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
모터 또는 모터 구동부의 고장 여부를 판단하기 위한 고장테스트를 하는 단계;
상기 모터 구동부에 구비되는 복수의 스위칭소자를 제어하는 단계;
상기 모터 구동부로부터 상기 모터로 공급되는 3상 전원의 각 상에 연결되는 제 1 내지 제 3 스위치를 포함하는 고장감지부가 상기 제 1 내지 제 3 스위치를 순차적으로 동작시키는 단계;
상기 제 1 내지 제 3 스위치와 연결된 전류감지부를 통해 상기 3상 전원에 대하여 각각 전류를 감지하여, 상기 고장감지부가 상기 모터 구동부의 고장을 감지하는 단계;
상기 고장감지부로부터 입력되는 신호에 대응하여, 상기 모터 구동부의 이상 여부를 판단하여 상기 고장테스트에 대한 결과를 생성하는 단계; 및
상기 고장테스트의 결과에 따라 상기 모터 구동부 및 상기 모터 중 어느 하나의 고장을 구분하여 에러를 출력하는 단계를 포함하는 공기조화기의 동작방법.
제 13 항에 있어서,
입력전류 또는 상기 모터 구동부 내의 전류를 감지하는 단계; 및
일정 크기 이상의 과전류가 감지되면 상기 고장테스트를 하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 동작방법.
제 13 항에 있어서,
상기 고장테스트를 일정 횟수 반복하는 단계;
상기 고장테스트 중, 이상으로 판단되는 횟수는 카운트하는 단계; 및
카운트된 횟수가 설정횟수에 도달하면 상기 모터 구동부의 고장으로 판단하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 동작방법.
제 13 항에 있어서,
상기 고장테스트 중,
상기 복수의 스위칭소자를 오프시킨 후 전류를 감지하여, 상기 복수의 스위칭소자에 대한 쇼트 검사를 하는 단계; 및
상기 복수의 스위칭소자를 순차적으로 동작시켜 상기 복수의 스위칭소자에 대한 오픈 검사를 하는 단계;를 더 포함하는 공기조화기의 동작방법.
제 16 항에 있어서,
상기 쇼트 검사를 하는 경우, 상기 고장감지부에 구비되는 복수의 스위치가 순차적으로 동작하는 단계;
상기 복수의 스위치에 연결되는 전류감지부가 전류를 감지하는 단계; 및
전류가 감지되는 경우 상기 복수의 스위칭소자 중, 동작된 스위치와 연결되는 스위칭소자가 쇼트 상태인 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 공기조화기의 동작방법.
제 16 항에 있어서,
상기 오픈 검사를 하는 경우,
상기 복수의 스위칭소자의 동작에 대응하여 상기 고장감지부에 구비되는 복수의 스위치가 순차적으로 동작하는 단계;
상기 복수의 스위치에 연결되는 전류감지부가 전류를 감지하는 단계; 및
전류가 감지되지 않는 경우, 상기 복수의 스위칭소자 중 동작된 스위칭소자가 오픈 상태인 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 공기조화기의 동작방법.