KR102402836B1 - Air conditioner and operrating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 토출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기, 상기 오일 분리기와 상기 압축기 사이에 연결되는 오일 회수관, 상기 압축기의 운전 주파수 및 상기 압축기의 Q축 전류에 기초하여, 오일 회수 운전 여부를 결정하는 제어부를 포함함으로써. 오일을 효과적으로 회수할 수 있다.The air conditioner according to an embodiment of the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant, an oil separator for separating oil from the refrigerant discharged from the compressor, an oil return pipe connected between the oil separator and the compressor, and operation of the compressor By including a control unit for determining whether to operate the oil recovery operation based on the frequency and the Q-axis current of the compressor. Oil can be effectively recovered.
Description
본 발명은 공기조화기 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일 부족으로 인한 압축기 소손을 방지할 수 있는 공기조화기 및 그 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner and an operating method thereof, and more particularly, to an air conditioner capable of preventing damage to a compressor due to insufficient oil, and an operating method thereof.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해, 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로써, 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.The air conditioner is installed to provide a more comfortable indoor environment for humans by discharging cold and hot air into the room to adjust the indoor temperature and purify the indoor air in order to create a comfortable indoor environment. In general, an air conditioner includes an indoor unit configured as a heat exchanger and installed indoors, and an outdoor unit configured as a compressor and a heat exchanger and supplying refrigerant to the indoor unit.
압축기는 냉매를 압축하는 장치로서, 공기조화기는 압축기를 기계적인 마찰로부터 보호하기 위해 오일을 통한 윤활이 이루어지도록 하고, 압축기 내의 오일은 압축기에서 토출되는 냉매와 함께 냉동사이클을 순환한다. A compressor is a device for compressing a refrigerant. An air conditioner provides lubrication through oil to protect the compressor from mechanical friction, and the oil in the compressor circulates in a refrigeration cycle together with the refrigerant discharged from the compressor.
냉매가 상기 압축기 내에서 압축되면서 압축기에 수용된 오일이 섞이게 되어 토출되는데, 냉매에 오일이 혼합된 상태로 유동하면 유로 일측에 고여서 냉매 유동을 방해하고, 압축기 내의 오일량이 감소되어 압축기의 성능이 저하될 수가 있다. 공기조화기는 압축기의 손상을 방지하기 위해 오일을 압축기로 회수하는 오일 회수 운전을 실시한다.As the refrigerant is compressed in the compressor, the oil contained in the compressor is mixed and discharged. When the refrigerant flows in a state where the oil is mixed, it collects on one side of the flow path to obstruct the refrigerant flow, and the amount of oil in the compressor is reduced, thereby reducing the performance of the compressor. can be The air conditioner performs an oil recovery operation in which oil is returned to the compressor to prevent damage to the compressor.
선행 문헌 1(한국공개특허 제10-2013-0043978호, 공개일자 2007년 11월 06일)은, 오일이 압축기의 내부에 잔류하도록 함으로써, 압축기의 성능을 향상하고 있다. 선행 문헌 1은, 오일이 압축기 내부에 잔류하도록 하는 발명으로 압축기 내부에 오일이 부족한지를 판단할 수 없다. 따라서, 효과적으로 오일 부족을 판단하고, 오일 회수 운전을 수행할 수 있는 방안이 요구된다.Prior Document 1 (Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0043978, published on November 06, 2007) improves the performance of the compressor by allowing oil to remain inside the compressor. Prior Document 1, the invention of allowing oil to remain in the compressor, cannot determine whether the oil in the compressor is insufficient. Accordingly, there is a need for a method capable of effectively determining an oil shortage and performing an oil recovery operation.
본 발명의 목적은, 냉매에 혼합된 오일을 분리하여 효율적으로 회수할 수 있는 공기조화기 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an air conditioner capable of efficiently recovering oil mixed with a refrigerant, and an operating method thereof.
본 발명의 목적은, 오일 부족 및 압축기 소손을 방지할 수 있는 공기조화기 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an air conditioner capable of preventing oil shortage and compressor burnout, and an operating method thereof.
본 발명의 목적은, 정확하고 빠르게 오일 부족을 판단할 수 있는 공기조화기 및 그 동작 방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an air conditioner capable of accurately and quickly determining an oil shortage and an operating method thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기 및 그 동작 방법은, 압축기의 운전 주파수 및 Q축 전류를 이용하여, 오일을 효과적으로 회수할 수 있다.According to an embodiment of the present invention for achieving the above object, an air conditioner and an operating method thereof can effectively recover oil by using an operating frequency and Q-axis current of a compressor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 토출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기, 상기 오일 분리기와 상기 압축기 사이에 연결되는 오일 회수관, 상기 압축기의 운전 주파수 및 상기 압축기의 Q축 전류에 기초하여, 오일 회수 운전 여부를 결정하는 제어부를 포함함으로써. 오일을 효과적으로 회수할 수 있다.An air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a compressor for compressing a refrigerant, an oil separator for separating oil from the refrigerant discharged from the compressor, and an oil recovery connected between the oil separator and the compressor By including a control unit for determining whether to operate the oil recovery operation based on the tube, the operating frequency of the compressor, and the Q-axis current of the compressor. Oil can be effectively recovered.
한편, 상기 제어부는, 상기 압축기가 상기 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 저주파수 운전 중일때, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the controller may control the oil recovery operation to be performed when the amplitude of the Q-axis current is equal to or greater than an error reference value when the compressor is operating at a low frequency lower than the operating frequency of the oil recovery operation.
또한, 상기 제어부는, 상기 압축기가 주파수 변경없이 소정 시간 상기 저주파수 운전중일 때, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.Also, the controller may control the oil recovery operation to be performed when the amplitude of the Q-axis current is equal to or greater than an error reference value while the compressor is operating at the low frequency for a predetermined time without changing the frequency.
또한, 상기 에러 기준치는, 일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하일 수 있다.In addition, the error reference value may be less than half of the Q-axis current during normal operation.
한편, 상기 제어부는, 상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮게 설정된 제1 주파수보다 작고, 상기 제1 주파수보다 낮게 설정된 제2 주파수보다 큰 경우에, 주파수 변경 없이, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.On the other hand, when the operating frequency of the compressor is smaller than a first frequency set lower than the operating frequency of the oil recovery operation and is larger than a second frequency set lower than the first frequency, the Q without changing the frequency If the amplitude of the shaft current is equal to or greater than the error reference value, the oil recovery operation may be performed.
또한, 상기 제어부는, 상기 주파수 변경 없이 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 소정 시간 유지하는 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.In addition, the controller may control the oil recovery operation to be performed when a state in which the amplitude of the Q-axis current is equal to or greater than an error reference value is maintained for a predetermined time without changing the frequency.
또한, 상기 제어부는, 상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제2 주파수 이하인 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.Also, the controller may control the oil recovery operation to be performed when the operating frequency of the compressor is equal to or less than the second frequency.
또한, 상기 에러 기준치는, 일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하일 수 있다.In addition, the error reference value may be less than half of the Q-axis current during normal operation.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는, 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 오일 회수관을 개폐하는 오일 회수 밸브를 더 포함할 수 있다.The air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object may further include an oil return valve that opens and closes the oil return pipe under the control of the controller.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기는, dc단 커패시터, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 압축기 모터에 출력하는 인버터, 및, 상기 dc단 커패시터와 상기 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 포함하는 상기 압축기를 구동하는 압축기 구동부를 더 포함하고, 상기 Q축 전류는 상기 출력 전류 검출부의 센싱 데이터에 기초할 수 있다.Meanwhile, the air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a dc stage capacitor and a plurality of switching elements, and by a switching operation of the plurality of switching elements, a DC power supply of the dc stage capacitor A compressor driving unit for driving the compressor comprising an inverter that converts the AC power to AC power and outputs the converted AC power to a compressor motor, and an output current detection unit disposed between the dc stage capacitor and the inverter to detect a current It further includes, wherein the Q-axis current may be based on the sensed data of the output current detector.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 압축기 운전을 수행하는 단계, 상기 압축기의 운전 주파수가 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 제1 주파수 이하인 저주파수 운전 중인지 판별하는 단계, 상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 이하이면, 상기 제1 주파수보다 낮게 설정된 제2 주파수보다 큰 지 판별하는 단계, 상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 크지 않고, 상기 제2 주파수보다 큰 경우에, 상기 압축기의 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes the steps of performing a compressor operation, whether the operating frequency of the compressor is in a low frequency operation that is less than or equal to a first frequency lower than the operation frequency of the oil recovery operation Determining whether the operating frequency of the compressor is equal to or less than the first frequency, determining whether the second frequency is set to be lower than the first frequency, the operating frequency of the compressor is not greater than the first frequency, The method may include performing the oil recovery operation when the amplitude of the Q-axis current of the compressor is greater than or equal to an error reference value when it is greater than the second frequency.
한편, 상기 오일 회수 운전 수행 단계는, 상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 크지 않고, 상기 제2 주파수보다 크며, 상기 주파수 변경 없이 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 소정 시간 유지하는 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행할 수 있다.On the other hand, in the performing the oil recovery operation, the operation frequency of the compressor is not greater than the first frequency and greater than the second frequency, and the amplitude of the Q-axis current is greater than or equal to an error reference value without changing the frequency for a predetermined time. In this case, the oil recovery operation may be performed.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제2 주파수 이하인 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object further includes performing the oil recovery operation when the operating frequency of the compressor is equal to or less than the second frequency. can do.
한편, 상기 에러 기준치는, 일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하일 수 있다.Meanwhile, the error reference value may be less than half of the Q-axis current during normal operation.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제2 주파수 이하인 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object further includes performing the oil recovery operation when the operating frequency of the compressor is equal to or less than the second frequency. can do.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법은, 압축기 운전을 수행하는 단계, 상기 압축기의 Q축 전류를 판별하는 단계, 및, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 오일 회수 운전을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes the steps of performing a compressor operation, determining the Q-axis current of the compressor, and the amplitude of the Q-axis current is an error If it is equal to or greater than the reference value, the method may include performing an oil recovery operation.
한편, 상기 오일 회수 운전 수행 단계는, 상기 압축기의 운전 주파수가 상기 압축기의 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 상기 소정 시간 유지하는 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행할 수 있다.Meanwhile, the performing of the oil recovery operation may include performing the oil recovery operation when the operating frequency of the compressor maintains a state in which the amplitude of the Q-axis current of the compressor is equal to or greater than an error reference value for the predetermined time.
한편, 상기 에러 기준치는, 일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하일 수 있다.Meanwhile, the error reference value may be less than half of the Q-axis current during normal operation.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 냉매에 혼합된 오일을 분리하여 효율적으로 회수할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the oil mixed with the refrigerant can be separated and efficiently recovered.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 오일 부족 및 압축기 소손을 방지할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to prevent oil shortage and damage to the compressor.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 정확하고 빠르게 오일 부족을 판단할 수 있다.In addition, according to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to accurately and quickly determine the oil shortage.
한편, 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.On the other hand, various other effects will be disclosed directly or implicitly in the detailed description according to the embodiment of the present invention to be described later.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른, 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 간략한 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치의 내부 블록도의 일례이다.
도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오일 부족 판단에 관한 설명에 참조되는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도이다.1 is a diagram illustrating the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of an outdoor unit and an indoor unit of FIG. 1 .
3 is a simplified internal block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
4 is an example of an internal block diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 4 .
6 is a diagram referenced in the description of the oil shortage determination according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments and may be modified in various forms.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. In the drawings, in order to clearly and briefly describe the present invention, the illustration of parts irrelevant to the description is omitted, and the same reference numerals are used for the same or extremely similar parts throughout the specification.
한편, 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.On the other hand, the suffixes "module" and "part" for the components used in the following description are given simply in consideration of the ease of writing the present specification, and do not give a particularly important meaning or role by themselves. Accordingly, the terms “module” and “unit” may be used interchangeably.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.Also, in this specification, terms such as first and second may be used to describe various elements, but these elements are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element from another.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 구성을 예시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating the configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기(100)는, 실내기(21), 실내기(21)에 연결되는 실외기(31)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , the
공기조화기의 실내기(21)는 스탠드형 공기조화기, 벽걸이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면에서는, 스탠드형 실내기(21)를 예시한다.The
한편, 공기조화기(100)는 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있으며, 실내기 및 실외기의 동작에 연동하여 동작할 수 있다. Meanwhile, the
실외기(31)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방 운전에 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(31)는 구비되는 압축기 및 실외 열교환기를 동작시켜 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여 실내기(21)로 냉매를 공급한다. 실외기(31)는 원격제어기(미도시) 또는 실내기(21)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 가변 되는 것도 가능하다. 또한, 도 1에서는 하나의 실내기(21)와 실외기(31)를 도시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 하나의 실외기(31)에 여러 실내기(21)가 냉매배관으로 연결될 수 있다.The
이때, 실외기(31)는, 연결된 실내기(21)로 압축된 냉매를 공급한다. At this time, the
실내기(21)는, 실외기(31)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(21)는 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 다수의 센서(미도시)를 포함한다.The
이때, 실외기(31) 및 실내기(21)는 유선 또는 무선으로 연결되어 상호 데이터를 송수신하며, 실외기(31) 및 실내기(21)는 원격제어기(미도시)와 유선 또는 무선으로 연결되어 원격제어기(미도시)의 제어에 따라 동작할 수 있다. At this time, the
리모컨(미도시)은 실내기(21)에 연결되어, 실내기(21)로 사용자의 제어명령을 입력하고, 실내기(21)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 리모컨은 실내기(21)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. A remote controller (not shown) may be connected to the
도 2는 도 1의 실외기와 실내기의 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of an outdoor unit and an indoor unit of FIG. 1 .
도 2를 참조하면, 공기조화기(100)는, 크게 실내기(21)와 실외기(31)로 구분된다.Referring to FIG. 2 , the
실외기(31)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(102)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(102b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외 열교환기(104)와, 실외 열교환기(104)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진 시키는 실외 팬(105a)과 실외 팬(105a)을 회전시키는 모터(105b)로 이루어진 실외 송풍기(105)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구 또는 팽창 밸브(106)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브 또는 사방밸브(110)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(103) 등을 포함할 수 있다. The
실내기(21)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내 열교환기(108)와, 실내 열교환기(108)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내 팬(109a)과 실내 팬(109a)을 회전시키는 전동기(109b)로 이루어진 실내 송풍기(109) 등을 포함한다. The
실내 열교환기(108)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(102)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.At least one
또한, 공기조화기(100)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.In addition, the
실내 열교환기(108)는, 냉방 운전시에는 증발기로 난방 운전시에는 응축기로 동작하고, 실외 열교환기(104)는, 냉방 운전시에는 응축기로 난방 운전시에는 증발기로 동작한다.The
냉난방 겸용 공기조화기는, 압축기(102)에서 토출되는 냉매가 상기 사방밸브(110)의 절환에 의해 사이클의 순환 방향이 변환되면서, 상기 실내 열교환기(108)가 증발기 또는 응축기 기능을 하게 되어, 실내를 냉방 또는 난방시키게 된다. In the air conditioner for heating and cooling, the refrigerant discharged from the
먼저, 냉방 운전시, 상기 압축기(102)의 작동에 의해 냉매가 압축기(102) - 사방밸브(110) - 실외 열교환기(104) - 팽창 밸브(106) - 실내 열교환기(108) - 사방밸브(110) - 압축기(102)를 거치면서 순환하게 된다. 이와 같은 순환과정에서, 상기 실외 열교환기(104)가 응축기의 역할을 하게 되고 상기 실내 열교환기(108)가 증발기의 역할을 하게되어 상기 실내에 차가운 공기가 순환되면서 냉방 상태를 유지시키게 된다. First, during the cooling operation, the refrigerant is transferred to the compressor 102 - the four-way valve 110 - the outdoor heat exchanger 104 - the expansion valve 106 - the indoor heat exchanger 108 - the four way valve by the operation of the compressor 102 (110) - It circulates through the compressor (102). In this circulation process, the
그리고 난방 운전시, 상기 압축기(102)의 작동에 의해 냉매가 압축기(102) - 사방밸브(110) - 실내 열교환기(108) - 팽창 밸브(106) - 실외 열교환기(104) -사방밸브(110) - 압축기(102)를 거치면서 순환하게 된다. 이와 같은 순환 과정에서 상기 실내 열교환기(108)가 응축기의 역할을 하게 되고 상기 실외 열교환기(104)가 증발기의 역할을 하게 되어 실내에 더운 공기가 순환되면서 난방 상태를 유지시키게 된다.And during the heating operation, by the operation of the
한편, 공기조화기(100)는, 압축기(102)에서 토출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기(41), 및, 상기 오일 분리기(41)와 상기 압축기(102) 사이에 연결되는 오일 회수관(43)을 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the
오일 분리기(41)는, 압축기(102) 측에 연결되어 냉매와 오일을 분리할 수 있다. 이때, 분리된 오일은 오일 회수관(42)을 통해 압축기(102)로 다시 공급되도록 한다. The
오일 회수관(43)은, 상기 오일 분리기(41)와 상기 압축기(102) 사이에 연결되어, 상기 오일 분리기(41)에서 분리된 오일이 오일 회수 운전에 따라 상기 압축기(102)로 회수되는 유로를 형성할 수 있다.The
실시 예에 따라서, 오일 회수관(43)은, 상기 오일 분리기(41)와 상기 어큐뮬레이터(103) 사이에 연결되어, 상기 오일 분리기(41)에서 분리된 오일이 상기 어큐뮬레이터(103)를 거쳐 상기 압축기(102)로 회수되는 유로를 형성할 수 있다.According to an embodiment, the
공기조화기(100)는, 오일 회수 운전을 제어하는 제어부(도 3의 260 참조)를 더 포함할 수 있다. 오일 회수(급유) 운전은, 압축기(102)를 일정 시간 동안 높은 주파수로 운전하여 오일을 압축기(102)로 가져오는 것이로, 제어부(260)의 제어에 따라 수행될 수 있다.The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수 및 상기 압축기(102)의 Q축 전류에 기초하여, 오일 회수 운전 여부를 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
실시 예에 따라서, 공기조화기(100)는, 오일 회수관(42)의 소정 영역에 구비되어, 오일 분리기(41)를 통해 오일 회수관(42)으로 유입되는 오일의 흐름을 개폐시키는 오일 회수 밸브(43)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
제어부(260)는, 오일 회수 운전할 때, 오일 회수관(42)의 오일 회수 밸브(43)를 온(on) 시킴으로써, 오일분리기(41)로부터 토출된 오일이 오일 회수관(42)을 통해 압축기(102)로 다시 공급됨에 따라 압축기(102) 내부에 적정량의 오일이 유지되도록 제어할 수 있다.The
한편, 오일 회수가 적절히 이루어지지 않으면, 압축기에서 토출된 오일이 압축기로 되돌아오지 못하고 압축기가 소손될 수 있다. 특히, 저온 방치 및 급유 부족으로 인하여, 공기조화기(100) 운전 중 압축기 내 오일이 부족함을 판단하지 못한다면, 오일 부족에 따른 마찰 증가로 압축기 소손 가능성이 더 커진다. On the other hand, if oil recovery is not performed properly, the oil discharged from the compressor may not return to the compressor and the compressor may be damaged. In particular, if it is not determined that the oil in the compressor is insufficient during the operation of the
기존에는 특정한 감지 방법 없이 압축기(102)가 저주파수로 일정 시간 이상 운전할 경우 오일이 부족할 수 있다고 판단하였다. 하지만, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 압축기(102)의 전류 특징을 확인하는 판단 조건을 이용함으로써, 보다 빠르고 안정적으로 압축기 내 오일 부족을 감지하고, 오일을 압축기(102)로 보내어 압축기(102) 소손을 방지할 수 있다.Conventionally, it was determined that the oil may be insufficient when the
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 간략한 내부 블록도이다.3 is a simplified internal block diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 공기조화기(100)는, 압축기(102), 실외 팬(105a), 센서부(210), 실외팬(105a)를 구동하는 팬 구동부(230), 압축기(102)를 구동하는 압축기 구동부(240), 제어부(260), 메모리(250)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
압축기(102), 실외 팬(105a) 등은 도 1, 도 2를 참조하여 상술한 것과 같이 동작할 수 있다.The
센서부(210)는, 복수의 센서를 구비할 수 있고, 복수의 센서를 통해 검출된 검출 값에 대한 데이터를 제어부(260)로 전송할 수 있다. The
센서부(210)는, 복수의 센서를 구비하여 공기조화기(100)의 동작, 상태와 관련된 데이터를 획득할 수 있다. 센서부(210)는, 다양한 센서를 구비하여 사이클 운전 데이터를 획득할 수 있다.The
센서부(210)는, 압축기 온도 센서를 구비할 수 있다. 압축기 온도 센서는, 예를 들면, 압축기(102)의 유입구에 배치되어, 압축기(102)로 유입되는 기체 냉매의 온도를 검출할 수 있다. The
제어부(260)는, 센서부(210)에서 감지된 냉매 토출 온도, 감지된 실외 온도, 감지된 실내 온도 중 적어도 하나, 및 입력된 목표 온도에 기초하여, 공기조화기(100)가 운전하도록 제어할 수 있다. The
센서부(210)는, 압력 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서는, 기체 냉매의 압력을 검출할 수 있다. 예를 들면, 실외기(21)가 하나의 압력 센서를 구비하는 경우, 압력 센서는, 사방밸브(미도시)에 연결된 냉매의 유로 중, 냉방모드에서 압축기(102)로 유입되는 기체 냉매의 압력을 검출할 수 있고, 난방모드에서 압축기(102)로부터 토출되는 기체 냉매의 압력을 검출할 수 있는 유로에 배치될 수 있다.The
실시 예에 따라서, 센서부(210)는, 압축기(102), 실내 팬(109a), 실외 팬(105a)을 회전시키는 모터의 회전 속도를 센싱하는 속도 센서, 상기 압축기(102), 실내 팬(109a), 실외 팬(105a)에 인가되는 전류를 감지하는 전류 센서 등을 포함할 수 있다. 이 경우에, 제어부(260)는, 속도, 전류 등 센싱 데이터에 기초하여, 압축기 및/또는 팬을 회전시키는 모터를 제어할 수 있다.According to an embodiment, the
팬 구동부(230)는, 실외팬(105a)를 구동할 수 있다. 예를 들어, 팬 구동부(230), 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 출력하는 정류부(미도시), 정류부로부터의 맥동 전압을 저장하는 dc 단 커패시터, 복수의 스위칭 소자를 구비하여, 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 3상 교류 전원으로 변환 및 출력하는 인버터(미도시) 및/또는 인버터로부터 출력되는 3상 교류 전원에 따라, 실외팬(105a)를 구동하는 실외팬용 모터(105b)를 포함할 수 있다. The
팬 구동부(230)는, 제어부(260)의 제어에 따라, 실외팬(105a)의 운전 주파수를 변경할 수 있다. 예를 들면, 제어부(260)의 제어에 따라, 실외팬용 모터(105b)로 출력되는 3상 교류 전원의 주파수를 변경하여, 실외팬(105a)의 운전 주파수를 변경할 수 있다.The
실시 예에 따라서, 팬 구동부(230)는, 실내팬(109a)를 구동할 수 있다. 실시예 예에 따라서, 팬 구동부(230)는, 실외팬(105a)을 구동하는 실외팬 구동부와 실내팬(109a)를 구동하는 실내팬 구동부를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the
압축기 구동부(240)는, 압축기(102)를 구동할 수 있다. 예를 들어, 압축기 구동부(240)는, 교류 전원을 직류 전원으로 정류하여 출력하는 정류부(미도시), 정류부로부터의 맥동 전압을 저장하는 dc 단 커패시터, 복수의 스위칭 소자를 구비하여, 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 3상 교류 전원으로 변환 및 출력하는 인버터(미도시) 및/또는 인버터로부터 출력되는 3상 교류 전원에 따라, 압축기(102)를 구동하는 압축기용 모터(102b)를 포함할 수 있다.The
압축기 구동부(240)는, 제어부(260)의 제어에 따라, 압축기(102)의 운전 주파수를 변경할 수 있다. 예를 들면, 제어부(260)의 제어에 따라, 압축기용 모터(102b)로 출력되는 3상 교류 전원의 주파수를 변경하여, 압축기(102)의 운전 주파수를 변경할 수 있다.The
출력부(220)는, 공기조화기(100)의 동작 상태를 표시할 수 있다. 예를 들어, 출력부(220)는, 실내기(21)의 동작상태를 출력하는 표시수단을 구비하여, 운전상태 및 에러(error)를 표시할 수 있다.The
메모리(250)는, 제어부(360)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 공기조화기(100) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다.The
메모리(250)는, 센서부(210)에 구비된 복수의 센서로부터 검출된 검출 값에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(250)는, 압축기(102)로 유입되는 기체 냉매의 온도에 대한 다양한 기준 온도와 관련된 데이터, 압축기(102)로 유입되는 기체 냉매의 온도에 대한 온도 구간과 관련된 데이터 등을 저장할 수 있다.The
한편, 제어부(260)는, 실외기(21) 및/또는 실내기(31) 및/또는 원격제어기(미도시) 중 적어도 어느 하나에 구비될 수도 있다. Meanwhile, the
예를 들면, 제어부(260)는, 실외기(21)에 구비되어, 실외기(21)에 구비된 각 구성과 연결될 수 있다. 제어부(260)는, 실외기(21)에 구비된 각 구성과 상호 간에 데이터를 송수신할 수 있고, 각 구성의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. For example, the
제어부(260)는, 공기조화기(100)의 동작 모드를 확인할 수 있다. 예를 들면, 제어부(260)는, 공기조화기(100)의 동작 모드가 난방모드인지 여부를 확인할 수 있다. The
실시 예에 따라서, 제어부(260)는, 센서리스 알고리즘에 따라, 팬 구동부(230) 및/또는 압축기 구동부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(260)는, 전압을 추정하고, 압축기(102)의 운전주파수 및 소비전력을 산출할 수 있고, 산출된 운전주파수, 소비전력 등에 기초하여, 압축기(102)를 제어할 수 있다.According to an embodiment, the
실시 예에 따라서, 제어부(260)는, 센서부(210)로부터 데이터를 수신할 수 있고, 수신된 데이터에 기초하여, 팬 구동부(230) 및/또는 압축기 구동부(240)를 제어할 수 있다. According to an embodiment, the
제어부(260)는, 예를 들면, 압축기 온도 센서로부터 수신된 데이터에 기초하여, 압축기 구동부(240)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(260)는, 압축기 온도 센서를 통해 검출된 기체 냉매의 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교할 수 있고, 비교 결과에 따라 압축기 구동부(240)를 제어할 수 있다. The
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 저온 방치 및 급유 부족 등의 사유로 인하여, 압축기(102)에서 토출된 오일이 압축기(102)로 되돌아오지 못할 경우, 압축기(102)의 전류를 확인하여 압축기(102)에 오일이 부족함을 감지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the oil discharged from the
제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 전류 특성을 이용하여 별도의 감지 수단 추가 없이도 정확하게 오일 부족 여부를 판단하고 필요시 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다. 특히, 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 Q축 전류에 기초하여, 오일 회수 운전 여부를 결정할 수 있다.The
압축기 구동부(240)는, dc단 커패시터, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 압축기 모터에 출력하는 인버터, 및, 상기 dc단 커패시터와 상기 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부를 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 D축 전류는 상기 출력 전류 검출부의 센싱 데이터에 기초할 수 있다. The
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치의 내부 블록도의 일례이고, 도 5는 도 4의 인버터 제어부의 내부 블록도이다.4 is an example of an internal block diagram of a motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an internal block diagram of the inverter control unit of FIG. 4 .
도면들에 예시된, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치는 압축기 구동부(240)에 포함되어 압축기를 회전시키는 모터를 구동할 수 있다. 또한, 도면들에 예시된, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치는 팬 구동부(230)에 구비되어, 실내/외 팬을 구동할 수 있다. As illustrated in the drawings, the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention may be included in the
이하에서는, 모터 구동 장치가, 압축기(102)를 회전시키는 압축기 모터(440)를 구동하는 압축기 구동 장치(240)인 경우를 예로 들어 설명하지만, 팬 구동에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.Hereinafter, a case in which the motor driving device is a
도면들에 예시된, 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치, 센서리스 방식으로 모터를 구동하기 위한 것으로서, 인버터(420) 및 인버터 제어부(430)를 포함할 수 있다.As illustrated in the drawings, the motor driving apparatus according to an embodiment of the present invention is for driving a motor in a sensorless manner, and may include an
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 구동 장치(240)는, 입력 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 출력하는 컨버터(410)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 압축기 구동 장치(240)는, 입력 전류 검출부(A), 리액터(L), dc단 커패시터(C), dc단 전압 검출부(B), 출력 전류 검출부(E)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 인버터 제어부(430)는, 공간 벡터 기반의 펄스폭(Pulse Width Modulation: PWM) 가변 제어에 의해, 인버터(420) 내의 스위칭 소자를 제어할 수 있다.Meanwhile, the
이하에서는, 도 4 및 도 5의 압축기 구동 장치(240) 내의 각 구성 유닛들의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of each constituent unit in the
리액터(L)는, 입력 교류 전원(405)과 컨버터(410) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행할 수 있다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(410) 등의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다.The reactor L is disposed between the input
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 transformer), 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 detection unit A may detect the input current is input from the commercial
컨버터(410)는, 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원(405)을 직류 전원으로 변환하여 dc단에 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 달라질 수 있다.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 a single-phase AC power supply, four diodes may be used in the form of a bridge, and in the case of a 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. 이러한 경우의 컨버터(410)는 정류부(rectifier)라 명명할 수도 있다.Meanwhile, as 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
dc단 커패시터(C)는, dc 양단에 접속되며, 입력되는 전원을 평활하고 이를 저장한다. 도면에서는, dc단 커패시터(C)로 하나의 소자를 예시하나, 복수개가 구비되어, 소자 안정성을 확보할 수도 있다. The dc terminal capacitor (C) is connected to both ends of the dc, smooths the input power and stores it. In the drawing, one element is exemplified as a dc terminal capacitor (C), but a plurality of elements may be provided to ensure element 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 dc단 커패시터(C)에 바로 입력되거나 직류/직류 변환되어 입력될 수도 있다. 이하에서는, 도면에 예시된 부분을 위주로 기술한다.Meanwhile, in the drawings, it is exemplified as being connected to the output terminal of the
한편, dc단 커패시터(C) 양단은, 직류 전원이 저장되므로, 이를 dc단 또는 dc 링크단이라 명명할 수도 있다. On the other hand, since DC power is stored at both ends of the dc terminal capacitor C, this may be referred to as a dc terminal or a dc link terminal.
dc단 전압 검출부(B)는 dc단 커패시터(C)의 양단인 dc단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc단 전압 검출부(B)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 입력될 수 있다.The dc terminal voltage detection unit B may detect the dc terminal voltage Vdc, which is both ends of the dc terminal capacitor C. To this end, the dc terminal voltage detection unit B may include a resistance element, 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(440)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(440)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, 출력 전류 검출부(E)에서 검출되는 출력 전류(io)를 입력 받을 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, 출력 전류 검출부(E)에서 검출되는 출력 전류(io)를 기초로 생성되어 출력된다. The
출력 전류 검출부(E)는, 인버터(420)와 삼상 모터(440) 사이에 흐르는 출력 전류(io)를 검출한다. 즉, 모터(440)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력 전류 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 detection unit E detects an output current io flowing between the
출력 전류 검출부(E)는 인버터(420)와 모터(440) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다.The output current detection unit E may be positioned between the
션트 저항이 사용되는 경우, 3개의 션트 저항이 인버터(420)와 동기 모터(440) 사이에 위치하거나, 인버터(420)의 3개의 하암 스위칭 소자 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속되는 것이 가능하다.When a shunt resistor is used, three shunt resistors are located between the
또는, 2개의 션트 저항이 사용되어, 나머지 한 상의 전류를 삼상 평형을 이용하여 연산하는 것도 가능하다.Alternatively, two shunt resistors are used, and it is also possible to calculate the current of the other phase using three-phase balance.
보다 바람직하게는, 1개의 션트 저항이, dc단 커패시터(C)와 인버터(420) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 방식을 1 션트(1-shunt) 방식이라 명명할 수 있다.More preferably, one shunt resistor may be disposed between the dc stage capacitor C and the
1 션트 방식에 따르면, 출력 전류 검출부(E)는, 1 개의 션트 저항 소자를 사용하여, 인버터(420)의 하암 스위칭 소자의 턴 온시, 시분할로, 모터(440)에 흐르는 출력 전류(io)인 상 전류(phase current)를 검출할 수 있다.According to the 1 shunt method, the output current detection unit E uses one shunt resistor element, and when the lower arm switching element of the
검출된 출력 전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 인버터 제어부(430)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력 전류(io)에 기초하여 인버터 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다. 이하에서는 검출된 출력 전류(io)가 삼상의 출력 전류(ia,ib,ic)인 것으로 병행하여 기술할 수도 있다.The detected output current io may be applied to the
한편, 삼상 모터(440)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(440)는, 예를 들어, 표면 부착형 영구자석 동기전동기(Surface-Mounted Permanent-Magnet Synchronous Motor; SMPMSM), 매입형 영구자석 동기전동기(Interidcr 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
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)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the
축변환부(310)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)를, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)로 변환할 수 있다.The
한편, 축변환부(310)는, 정지좌표계의 2상 전류(iα,iβ)를 회전좌표계의 2상 전류(id,iq)로 변환할 수 있다. 즉, 축변환부(310)는, 회전좌표계의 2상 전류 D축 전류(id)와 Q축 전류(iq)를 출력할 수 있다.Meanwhile, the
속도 연산부(320)는, 출력 전류 검출부(E)에서 검출된 출력 전류(ia,ib,ic)에 기초하여, 위치치()를 추정하고, 추정된 위치를 미분하여, 속도()를 연산할 수 있다. The
한편, 전류 지령 생성부(330)는, 연산 속도()와 속도 지령치(ω* r)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 , 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.Then, 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 a gate of each switching element in the
한편, 압축기 구동 장치(240)는, 인버터(420) 제어를 통하여, 모터(440)를 구동하는 벡터(vector) 제어를 수행하기 위해서 모터(440)에 흐르는 출력 전류, 특히, 상 전류를 감지할 수 있다.On the other hand, the
인버터 제어부(430)는, 감지된 상 전류를 이용하여, 전류 지령 생성부(330), 전압 지령 생성부(340)를 통해, 모터(440)를 원하는 속도와 토크(torque)로 제어할 수 있게 된다.The
오일 부족을 감지하지 못한 체, 압축기(102)가 저주파수로 계속 구동되면, 지속적인 마찰로 인하여 압축기(102)가 소손될 수 있다.If the
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 축기(102) 전류 특징을 확인하는 판단 조건을 사용함으로써 보다 빠르고 안정적으로 오일 부족 상태를 파악하고 오일 회수 운전을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to more quickly and stably identify the oil shortage state and perform the oil recovery operation by using the judgment condition for confirming the current characteristics of the
예를 들어, 제어부(260)는, 압축기(102) 운전시, 압축기(102)의 Q축 전류를 확인한다. 이에 따라, 실외 온도가 낮은 경우에도 압축기(102) 소손없이 보다 빠르게 오일 부족 상태를 판단하여, 공기조화기(100)를 보호할 수 있다.For example, the
한편, 제어부(260)는, 오일 회수 운전 시 압축기(102)를 일정 주파수 이상으로 빠르게 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 압축기(102)에서 토출되는 냉매량은 통상적인 운전의 경우 보다 많고, 냉매의 유속은 빠르게 되며, 유로 상에 잔류하던 오일은 냉매와 함께 압축기(102)로 회수된다. 실시 예에 따라서, 제어부(260)는, 압축기(102)를 최대 주파수로 구동할 수 있다.Meanwhile, the
한편, 상기 제어부(260)는, 상기 압축기102)가 상기 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 저주파수 운전 중일때, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, the
오일 회수 운전은, 오일 회수 동작이 충분히 이루어지도록 압축기(102)를 빠르게 회전시키는 것으로, 제어부(260)는 오일 회수 운전시 일정 수준 이상의 주파수로 압축기(102)를 회전시킬 수 있다.The oil recovery operation rotates the
오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 주파수로 압축기(102)가 구동된다면, 오일 회수 동작은 원활하게 수행되지 않을 수 있다. If the
따라서, 상기 압축기102)가 상기 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 저주파수 운전 중일때, 오일 부족 여부를 빠르게 판단하는 것이 중요하고, 제어부(260)는 저주파수 운전 시, Q축 전류의 진폭을 확인하여, 오일 부족 여부를 판별할 수 있다. 만약 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 제어부(260)는, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.Therefore, when the
실시 예에 따라서, 상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)가 주파수 변경없이 소정 시간 상기 저주파수 운전중일 때, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다. 압축기(102)의 운전 주파수가 변경되면, 제어부(260)는, 운전 주파수가 일정 수준에서 유지되는 것을 기다린 후, 압축기(102) 동작이 안정화되면, Q축 전류의 진폭을 확인하여 오일 부족 여부를 판별할 수 있다. According to an embodiment, the
한편, 상기 에러 기준치는, 일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하일 수 있다. 여기서, 일반 운전 시의 Q축 전류는, 오일 회수 운전이 아닌 일반 냉방 또는 난방 운전시, 오일이 최저 최저 유면 이상일 때 측정된 Q축 전류일 수 있다. 이 경우에, 상기 에러 기준치는, 최저 유면 이상일 때 측정된 Q축 전류의 50%이하의 수치로 설정될 수 있다.Meanwhile, the error reference value may be less than half of the Q-axis current during normal operation. Here, the Q-axis current in the normal operation may be a Q-axis current measured when the oil is at least the lowest oil level or more during a general cooling or heating operation, not an oil recovery operation. In this case, the error reference value may be set to a value of 50% or less of the measured Q-axis current when the minimum oil level is higher.
실시 예에 따라서, 압축기(102)의 운전 주파수에 따라 다른 로직(logic)으로 오일 회수 운전 여부를 판별할 수 있다.According to an embodiment, it may be determined whether the oil recovery operation is performed using a different logic according to the operation frequency of the
예를 들어, 상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 상기 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮게 설정된 제1 주파수보다 작고, 상기 제1 주파수보다 낮게 설정된 제2 주파수보다 큰 경우에, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다. For example, when the operating frequency of the
여기서, 제1 주파수는 제2 주파수보다 크고, 상대적으로 오일 회수 운전의 운전 주파수와 차이가 작다. 따라서, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 제1 주파수보다 크다면, 압축기(102) 전류 특성을 확인하지 않고, 일반 운전을 수행할 수 있다.Here, the first frequency is greater than the second frequency and has a relatively small difference from the operating frequency of the oil recovery operation. Accordingly, if the operating frequency of the
또한, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 제1 주파수와 제2 주파수 사이 범위에 존재한다면, 상기 제어부(260)는, 압축기(102) 전류 특성을 확인하여, 오일 부족 여부를 판별하고, 부족시, 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.In addition, if the operating frequency of the
즉, 상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수보다 작고, 상기 제2 주파수보다 큰 경우에, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다. That is, when the operating frequency of the
또한, 상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 상기 제2 주파수 이하인 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다. 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수보다 작고, 오일 회수 운전 주파수와 차이가 큰 저주파 운전이므로, 압축기(102) 전류 특성을 확인하지 않고, 바로 오일 회수 운전을 수행할 수 있다.Also, when the operating frequency of the
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오일 부족 판단에 관한 설명에 참조되는 도면으로, 저온(실외 영하 20도) 방치 후 난방 운전시 측정된 전류와 주파수 특성을 도시한 것이다.6 is a diagram referenced in the description of determining the oil shortage according to an embodiment of the present invention, and shows the current and frequency characteristics measured during heating operation after leaving at a low temperature (outside of -20 degrees Celsius).
도 6은, 저온 방치 후 난방 운전을 수행할 때, 시간 경과에 따른 인버터 입력 전류, Q축 전류, D축 전류, 압축기(102)의 운전 주파수를 도시한 것이다.6 illustrates an inverter input current, a Q-axis current, a D-axis current, and an operating frequency of the
압축기(102) 내 오일 부족 시 기구물 마찰로 인하여, 압축기(102)는 부드럽게 회전하지 못하고 토크(Torque)가 흔들린다. 토크가 흔들린 경과는 압축기(102) Q축 전류에서 나타난다.When the oil in the
따라서, 저온 방치 후 난방 운전 시 급유가 최저 유면 미만으로 부족하면, 압축기 Q축 전류의 진폭이 크게 증가할 수 있다.Therefore, if oil supply is insufficient below the minimum oil level during heating operation after leaving at a low temperature, the amplitude of the compressor Q-axis current may greatly increase.
저온 방치 및 급유 부족으로 인하여 에어컨 운전 중 압축기 내 오일이 부족함을 판단하지 못하여 오일 부족에 따른 마찰 증가로 압축기가 소손될 수 있어 빠른 오일 부족 상태 판단이 필요하다, Due to the lack of oil in the compressor, it is not possible to determine the lack of oil in the compressor during operation of the air conditioner due to unattended low temperature and insufficient oil supply.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 압축기(102) Q축 전류를 확인하여 빠르게 오일 부족 여부를 판별할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to quickly determine whether the oil is insufficient by checking the Q-axis current of the
도 6을 참조하면, 저온 방치 후 저주파수 운전 시, 급유 부족 구간(610)에서, 압축기(102) 내 오일이 부족하여 압축기(102) Q축 전류가 심하게 흔들린다. 예를 들어, 급유 부족 구간(610)에서, 압축기(102)의 Q축 전류 진폭 약 3A로, 압축기 내 오일의 양이 적당할 경우(630)의 압축기 Q축 전류의 진폭 약 0.6A보다 5배 수준으로 크게 증가한다.Referring to FIG. 6 , during low-frequency operation after leaving at a low temperature, in the insufficient
제어부(260)는, 에러 기준치, 예를 들어, 1A보다 압축기 Q축 전류의 진폭이 커진다면, 오일 회수(급유) 운전을 수행하도록 제어할 수 있다.The
예를 들어, 공기조화기(100)는 50 내지 60Hz로 압축기(102)를 2 내지 3분 구동시켜 오일 회수 운전을 수행할 수 있다.For example, the
도 6을 참조하면, 오일 회수 운전(620) 후 유면 회복에 따른 정상 급유 시(630), Q축 전류 진폭은 0.8A 이하 수준으로 급유 부족 시 Q축 기준 전류 진폭 대비 1/3 수준 이하로 낮아진다. Referring to FIG. 6 , during normal refueling 630 according to oil level recovery after the oil recovery operation 620, the Q-axis current amplitude is at a level of 0.8A or less, and when oil supply is insufficient, the Q-axis reference current amplitude is lowered to 1/3 or less. .
따라서, 압축기 Q축 전류의 진폭을 기준으로 오일 부족을 판단하고 오일 회수 운전을 수행함으로써, 적절한 오일 공급을 유지할 수 있다.Accordingly, proper oil supply can be maintained by determining the oil shortage based on the amplitude of the compressor Q-axis current and performing the oil recovery operation.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기(100)는, 압축기(102) 운전을 수행할 수 있고(S710), 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 제1 주파수 이하인 저주파수 운전 중인지 판별할 수 있다(S720).Referring to FIG. 7 , the
만약, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가 상기 제1 주파수보다 크다면(S720), 상기 제어부(260)는, 현재 압축기(102) 일반 운전을 유지하도록 제어할 수 있다(S710).If the operating frequency of the
상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 이하이면(S720), 상기 제어부(260)는 상기 제1 주파수보다 낮게 설정된 제2 주파수보다 큰 지 판별할 수 있다(S730).When the operating frequency of the
상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 크지 않고, 상기 제2 주파수보다 크면(S730), 상기 제어부(260)는 상기 압축기의 Q축 전류 특성을 확인할 수 있다(S740).When the operating frequency of the
실시 예에 따라서, 상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수 변경 여부를 확인하고, 주파수 변경이 없을 때(S735), 상기 제어부(260)는 상기 압축기의 Q축 전류 특성을 확인할 수 있다(S740). 즉, 상기 압축기(102)의 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 상기 소정 시간 유지하는 경우에(S730, S735), 제어부(260)는 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(S760). 또한, 주파수 변경이 있으면, 다시 이전 과정을 반복할 수 있다(S710, S720, S730). According to an embodiment, the
한편, 상기 제어부(260)는, 저주파수 운전 시(S730), 압축기(102) Q축 전류의 진폭을 확인하여, 오일 부족 여부를 판별할 수 있다(S740). 만약 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면(S740), 상기 제어부(260)는, 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(S760).Meanwhile, the
한편, 상기 에러 기준치는, 일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하일 수 있다. 여기서, 일반 운전 시의 Q축 전류는, 오일 회수 운전이 아닌 일반 냉방 또는 난방 운전시, 오일이 최저 최저 유면 이상일 때 측정된 Q축 전류일 수 있다. 이 경우에, 상기 에러 기준치는, 최저 유면 이상일 때 측정된 Q축 전류의 50%이하의 수치로 설정될 수 있다.Meanwhile, the error reference value may be less than half of the Q-axis current during normal operation. Here, the Q-axis current in the normal operation may be a Q-axis current measured when the oil is at least the lowest oil level or more during a general cooling or heating operation, not an oil recovery operation. In this case, the error reference value may be set to a value of 50% or less of the measured Q-axis current when the minimum oil level is higher.
상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가, 상기 제2 주파수 이하인 경우에(S730), 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(S760). 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수보다 작고, 오일 회수 운전 주파수와 차이가 큰 저주파 운전이므로, 압축기(102) 전류 특성을 확인하지 않고, 바로 오일 회수 운전을 수행할 수 있다.When the operating frequency of the
이 경우(S730)에도, 운전 주파수가 소정 시간 유지되는 지 판별할 수 있다(S750). 상기 제어부(260)는, 상기 제2 주파수보다 낮은 압축기(102)의 운전 주파수가 소정 시간 유지되는 지 확인하고, 주파수 변경이 없을 때(S750), 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(S760). Even in this case (S730), it may be determined whether the operating frequency is maintained for a predetermined time (S750). The
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도로, 옵션(option)으로 변경 가능한 주파수 기준, 진폭 에러 기준, 시간 기준의 설정 일례를 포함한다.8 is a flowchart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention, and includes an example of setting an optional changeable frequency reference, amplitude error reference, and time reference.
도 8을 참조하면, 압축기(102) 일반 운전을 수행할 수 있고(S810), 상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 운전 주파수가 제1 주파수 40Hz 이하인 저주파수 운전 중인지 판별할 수 있다(S820).Referring to FIG. 8 , the
만약, 40Hz(Option) 이하 저주파수 운전 중이고(S820), 동일 주파수에서(S830), 10초 (Option) 동안의 Q축 전류 진폭(Min과 Max의 차)이 에러 기준치 2.5A (Option) 이상일 경우(S840), 제어부(260)는, 오일 부족으로 판단하고 오일 급유(회수) 운전을 실시하도록 제어할 수 있다(S860).If the low-frequency operation is under 40Hz (Option) (S820), at the same frequency (S830), the Q-axis current amplitude (difference between Min and Max) for 10 seconds (Option) is greater than the error threshold of 2.5A (Option) ( S840), the
만약, 40Hz(Option) 이하 저주파수 운전 중이 아니거나(S820),주파수 변경이 있거나(S830), Q축 전류 진폭이 에러 기준에 해당하지 않으면(S840), 제어부(260)는 일반운전을 유지하도록 제어할 수 있다(S825).If the low frequency operation is not under 40Hz (Option) (S820), there is a frequency change (S830), or the Q-axis current amplitude does not correspond to the error criterion (S840), the
만약, 25Hz(Option) 이하 저주파수 운전 중이고(S830), 30분(Option)을 유지한 경우(S850), 오일이 압축기(102)로 못돌아올 가능성이 크기 문에, 바로 오일 급유(회수) 운전을 실시하여(S860), 오일 부족을 사전에 방지할 수 있다.If the low frequency operation below 25Hz (Option) is in operation (S830) and the operation is maintained for 30 minutes (Option) (S850), there is a high possibility that the oil cannot return to the
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 동작 방법을 도시한 순서도이다.9 is a flowchart illustrating a method of operating an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기(100)는, 압축기(102) 운전을 수행할 수 있고(S910), 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 전류 특성을 확인하여 오일 부족 여부를 판별할 수 있다(S920).Referring to FIG. 9 , the
특히, 제어부(260)는 상기 압축기(102)의 Q축 전류의 진폭을 오일 부족 여부 판별의 기준으로 사용할 수 있다. In particular, the
만약 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면(S740), 상기 제어부(260)는, 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(S930).If the amplitude of the Q-axis current is equal to or greater than the error reference value (S740), the
실시 예에 따라서, 상기 제어부(260)는, 상기 압축기(102)의 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 상기 소정 시간 유지하는 경우에, 제어부(260)는 오일 회수 운전을 수행하도록 제어할 수 있다(S930). According to an embodiment, when the amplitude of the Q-axis current of the
본 실시 예에서도, 상기 에러 기준치는, 일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하일 수 있다.Also in this embodiment, the error reference value may be less than half of the Q-axis current during normal operation.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 압축기 전류 특성을 이용하여, 오일 부족 여부, 오일 회수 운전 수행 여부를 결정할 수 있다. 이에 따라, 오일을 효율적으로 회수하고 오일 부족을 방지할 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, it is possible to determine whether the oil is insufficient or whether to perform the oil recovery operation using the compressor current characteristic. Accordingly, oil can be efficiently recovered and oil shortage can be prevented.
본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기 및 그 동작 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The configuration and method of the embodiments described above are not limitedly applicable to the air conditioner and the method of operation thereof according to the embodiment of the present invention, but the embodiments are the examples of each embodiment so that various modifications can be made. All or a part may be selectively combined and configured.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 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 이해되어서는 안될 것이다.In addition, although preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
102: 압축기
41: 오일 분리기
42: 오일 회수관
43: 오일 회수 밸브102: compressor
41: oil separator
42: oil return pipe
43: oil return valve
Claims (18)
상기 압축기에서 토출된 냉매에서 오일을 분리하는 오일 분리기;
상기 오일 분리기와 상기 압축기 사이에 연결되는 오일 회수관;
dc단 커패시터, 복수의 스위칭 소자를 구비하며, 상기 복수의 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해, 상기 dc단 커패시터의 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 변환된 교류 전원을 압축기 모터에 출력하는 인버터, 상기 dc단 커패시터와 상기 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부; 및, 상기 출력 전류 검출부에서 검출된 출력 전류를 변환하여 Q축 전류를 출력하는 축변환부를 포함하는 압축기 구동부;
상기 압축기의 운전 주파수 및 상기 압축기의 Q축 전류의 진폭에 기초하여, 오일 회수 운전 여부를 결정하는 제어부;를 포함하는 공기조화기.a compressor that compresses the refrigerant;
an oil separator for separating oil from the refrigerant discharged from the compressor;
an oil return pipe connected between the oil separator and the compressor;
An inverter comprising a dc stage capacitor and a plurality of switching elements, converting the DC power of the dc stage capacitor into an AC power by a switching operation of the plurality of switching elements, and outputting the converted AC power to the compressor motor; an output current detection unit disposed between the dc stage capacitor and the inverter to detect a current; and a compressor driving unit including a shaft converting unit converting the output current detected by the output current detecting unit and outputting a Q-axis current;
The air conditioner comprising a; based on the operating frequency of the compressor and the amplitude of the Q-axis current of the compressor to determine whether to operate the oil recovery operation;
상기 제어부는,
상기 압축기가 상기 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 저주파수 운전 중일때, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기, According to claim 1,
The control unit is
When the compressor is operating at a low frequency lower than the operating frequency of the oil recovery operation, and the amplitude of the Q-axis current is equal to or greater than an error reference value, the air conditioner, characterized in that the oil recovery operation is controlled to be performed;
상기 제어부는,
상기 압축기가 주파수 변경없이 소정 시간 상기 저주파수 운전중일 때, 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기, 3. The method of claim 2,
The control unit is
Air conditioner, characterized in that when the amplitude of the Q-axis current is greater than or equal to an error reference value when the compressor is operating at the low frequency for a predetermined time without changing the frequency, controlling the oil recovery operation to be performed;
상기 에러 기준치는,
일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화기.3. The method of claim 2,
The error threshold is
Air conditioner, characterized in that less than half of the Q-axis current during normal operation.
상기 제어부는,
상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮게 설정된 제1 주파수보다 작고, 상기 제1 주파수보다 낮게 설정된 제2 주파수보다 크면서,
상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기, According to claim 1,
The control unit is
The operating frequency of the compressor is smaller than the first frequency set lower than the operating frequency of the oil recovery operation and is larger than the second frequency set lower than the first frequency,
When the amplitude of the Q-axis current is greater than or equal to an error reference value, the air conditioner, characterized in that the control is performed to perform the oil recovery operation;
상기 제어부는,
상기 압축기의 운전 주파수 변경 없이 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 소정 시간 유지하는 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기, 6. The method of claim 5,
The control unit is
An air conditioner, wherein the oil recovery operation is controlled to be performed when the amplitude of the Q-axis current maintains a state equal to or greater than an error reference value for a predetermined time without changing the operating frequency of the compressor;
상기 제어부는,
상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제2 주파수 이하인 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기, 6. The method of claim 5,
The control unit is
An air conditioner, characterized in that when the operating frequency of the compressor is equal to or less than the second frequency, controlling the oil recovery operation to be performed;
상기 에러 기준치는,
일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화기.6. The method of claim 5,
The error threshold is
Air conditioner, characterized in that less than half of the Q-axis current during normal operation.
상기 제어부의 제어에 따라, 상기 오일 회수관을 개폐하는 오일 회수 밸브;를 더 포함하는 공기조화기.According to claim 1,
and an oil return valve configured to open and close the oil return pipe under the control of the controller.
상기 압축기의 운전 주파수가 오일 회수 운전의 운전 주파수보다 낮은 제1 주파수 이하인 저주파수 운전 중인지 판별하는 단계;
상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 이하이면, 상기 제1 주파수보다 낮게 설정된 제2 주파수보다 큰 지 판별하는 단계;
상기 압축기의 Q축 전류를 판별하는 단계;
상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 크지 않고, 상기 제2 주파수보다 큰 경우에, 상기 압축기의 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 상기 오일 회수 운전을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 압축기의 Q축 전류를 판별하는 단계는,
dc단 커패시터와 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부에서 검출된 출력 전류를 변환하여 Q축 전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법.performing compressor operation;
determining whether the operating frequency of the compressor is in a low frequency operation that is less than or equal to a first frequency lower than an operation frequency of the oil recovery operation;
determining whether the operating frequency of the compressor is greater than a second frequency set lower than the first frequency when the operating frequency is equal to or less than the first frequency;
determining the Q-axis current of the compressor;
When the operating frequency of the compressor is not greater than the first frequency and greater than the second frequency and the amplitude of the Q-axis current of the compressor is greater than or equal to an error reference value, performing the oil recovery operation;
The step of determining the Q-axis current of the compressor,
An operating method of an air conditioner, characterized in that it is disposed between the dc stage capacitor and the inverter and outputs the Q-axis current by converting the output current detected by the output current detecting unit for detecting the current.
상기 오일 회수 운전 수행 단계는,
상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제1 주파수 크지 않고, 상기 제2 주파수보다 크면서,
상기 압축기의 운전 주파수 변경 없이 상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 소정 시간 유지하는 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법,13. The method of claim 12,
The step of performing the oil recovery operation is
While the operating frequency of the compressor is not greater than the first frequency and greater than the second frequency,
An operating method of an air conditioner, characterized in that the oil recovery operation is performed when the amplitude of the Q-axis current is maintained for a predetermined time or more without changing the operating frequency of the compressor;
상기 압축기의 운전 주파수가, 상기 제2 주파수 이하인 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하는 단계;를 더 포함하는 공기조화기의 동작 방법, 13. The method of claim 12,
performing the oil recovery operation when the operating frequency of the compressor is equal to or less than the second frequency;
상기 에러 기준치는,
일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법.13. The method of claim 12,
The error threshold is
An operating method of an air conditioner, characterized in that less than half of the Q-axis current during normal operation.
상기 압축기의 Q축 전류를 판별하는 단계; 및,
상기 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상이면, 오일 회수 운전을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 압축기의 Q축 전류를 판별하는 단계는,
dc단 커패시터와 인버터 사이에 배치되어 전류를 검출하는 출력 전류 검출부에서 검출된 출력 전류를 변환하여 Q축 전류를 출력하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법. performing compressor operation;
determining the Q-axis current of the compressor; and,
When the amplitude of the Q-axis current is greater than or equal to the error reference value, performing an oil recovery operation;
The step of determining the Q-axis current of the compressor,
An operating method of an air conditioner, characterized in that it is disposed between the dc stage capacitor and the inverter and outputs the Q-axis current by converting the output current detected by the output current detecting unit for detecting the current.
상기 오일 회수 운전 수행 단계는,
상기 압축기의 운전 주파수가 상기 압축기의 Q축 전류의 진폭이 에러 기준치 이상인 상태를 소정 시간 유지하는 경우에, 상기 오일 회수 운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법, 17. The method of claim 16,
The step of performing the oil recovery operation is
When the operating frequency of the compressor maintains a state in which the amplitude of the Q-axis current of the compressor is equal to or greater than an error reference value for a predetermined time, the oil recovery operation is performed;
상기 에러 기준치는,
일반 운전 시의 Q축 전류의 절반 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 동작 방법.
17. The method of claim 16,
The error threshold is
An operating method of an air conditioner, characterized in that less than half of the Q-axis current during normal operation.
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JP2004060457A (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Daikin Ind Ltd | Compressor internal state estimating device and air conditioner |
JP2012215357A (en) * | 2011-04-01 | 2012-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | Refrigerator |
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JP2003240365A (en) * | 2002-02-18 | 2003-08-27 | Daikin Ind Ltd | Refrigeration unit |
JP2004060457A (en) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Daikin Ind Ltd | Compressor internal state estimating device and air conditioner |
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