KR102450403B1 - 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로 및 검출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 일 측면에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로는, 모터의 오픈상태를 검출하는 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로에 있어서, 상기 모터의 각 상에 연결되어 U상, V상, W상의 3상 스위치로 이루어진 아랫상(lower) 스위치; 상기 모터의 각 상에 연결되어 U상, V상 W상의 3상 스위치로 이루어진 윗상(upper) 스위치 및 상기 아랫상 스위치에 각각 연결되어 상기 아랫상 스위치의 전압을 검출하는 전압검출부를 포함하고, 상기 아랫상 스위치를 오프(OFF)하고 상기 윗상 스위치 중 일 스위치를 온(ON)한 상태에서, 상기 전압검출부의 전압을 측정하여 상기 모터의 오픈상태를 검출한다. 이러한 본 발명에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로 및 검출방법은, 모터의 3상에 연결된 회로의 오픈을 동시에 검출함으로써 반복적으로 전원을 인가할 필요가 없어 실험의 수행 시간을 단축할 수 있으며, 실험의 수행이 간편하다. 또한 기준값 선정이 용이하고, 반복 실험에 따른 오차를 줄일 수 있어 검출 정확도를 향상 시킬 수 있다.

Description

전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로 및 검출방법{Circuit for detecting of open status of motor in electric compressor inverter and method thereof}

본 발명은 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로 및 검출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인버터 회로 내에 전류를 인가하고 인버터 회로 내의 U상, V상 또는 W상 각각의 전압을 측정함으로써 모터에 연결된 회로의 이상결선을 확인하는 장치이다.

일반적으로 모터 제어 장치는 직류전원을 공급하는 전원공급부와, 공급된 직류전원을 스위칭작용에 의해 교류전원으로 변환하여 모터에 공급하는 인버터부와 인버터부의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함한다.

여기서, 인버터부는 다수의 스위칭소자로 마련되는데 스위칭소자의 특성상 과전류 등에 의해 단선, 단락등이 발생할 수 있다.

이처럼 스위칭소자가 그 기능을 수행할 수 없는 경우에는 모터의 회전이 정상적이지 않고 계속 동작시에는 모터 및 모터 제어 장치의 다른 부분에까지 고장을 일으킬 수 있다. 스위칭소자 이외에도 인버터 내부의 결선의 문제 등에 의해서도 인버터부는 고장이 발생할 수 있다.

따라서 인버터부의 고장 여부를 필요시 또는 수시로 검출할 필요가 있다.

이를 위해 종래의 사용되는 검출 방법으로는, 전동압축기의 인버터에서 모터에 연결된 회로라인에 미소 전류를 인가하여 피드백(feedback)되는 전류를 검출하는 방법이 있다. 이에 관련된 기술로서 대한민국 등록특허 제10-02526372호가 개시되어 있다.

그러나 종래와 같은 검출 방법은 교류용 모터를 검출하는 데에 있어서, 모터에 접속된 각 상의 회로를 검출하기 위하여 반복적으로 실험해야하는 불편함이 있다. 또한 반복적인 실험으로 인해 측정값의 오차가 발생하는 경우가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 모터에 연결된 회로의 오픈 상태를 검출함에 있어서, 검출이 용이하고 정확도가 향상된 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로 및 검출방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명에 일 측면에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로는, 모터의 오픈상태를 검출하는 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로에 있어서, 상기 모터의 각 상에 연결되어 U상, V상, W상의 3상 스위치로 이루어진 아랫상(lower) 스위치; 상기 모터의 각 상에 연결되어 U상, V상 W상의 3상 스위치로 이루어진 윗상(upper) 스위치 및 상기 아랫상 스위치에 각각 연결되어 상기 아랫상 스위치의 전압을 검출하는 전압검출부를 포함하고, 상기 아랫상 스위치를 오프(OFF)하고 상기 윗상 스위치 중 일 스위치를 온(ON)한 상태에서, 상기 전압검출부의 전압을 측정하여 상기 모터의 오픈상태를 검출한다.

여기서 상기 모터의 3상 중 선택된 어느 하나의 상에 대한 오픈 상태를 확인하는 경우, 상기 선택된 상에 연결된 윗상 스위치를 온(ON)한 상태에서 다른 상에 연결된 두 개의 아랫상 스위치 전압을 동시에 검출할 수 있다.

또한 상기 모터의 3상 중 선택된 하나의 상에 대한 오픈 상태를 확인하는 경우, 다른 상에 연결된 하나의 윗상 스위치를 온(ON)한 상태에서 오픈 상태를 확인하고자 하는 상에 연결된 아랫상 스위치 전압을 검출할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출방법은 모터의 각 상에 연결된 아랫상(lower) 스위치를 모두 오프(OFF)하는 단계; 모터의 각 상에 연결된 윗상(upper) 스위치 중 하나의 스위치를 온(ON)하는 단계; 상기 윗상 스위치와 다른 상에 연결된 두 개의 아랫상 스위치 전압을 동시에 측정하는 단계; 및 상기 두 개의 아랫상 스위치의 전압을 하나씩 측정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로 및 검출방법은, 모터의 3상에 연결된 회로의 오픈을 동시에 검출함으로써 반복적으로 전원을 인가할 필요가 없어 실험의 수행 시간을 단축할 수 있으며, 실험의 수행이 간편하다.

또한 기준값 선정이 용이하고, 반복 실험에 따른 오차를 줄일 수 있어 검출 정확도를 향상 시킬 수 있다.

더불어, 모터의 종류에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있으며, 상전압을 검출함으로써 제어성 향상에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로의 회로도,
도 2a는 도 1에서, 전원을 인가하고 일 윗상 스위치를 온(ON)하였을 때 모터에 연결된 회로가 정상인 경우를 도시한 사용상태도,
도 2b는 도 1에서, 전원을 인가하고 일 윗상 스위치를 온(ON)하였을 때 모터에 연결된 U상의 회로가 오픈상태인 경우를 도시한 사용상태도,
도 2c는 도 1에서, 전원을 인가하고 일 윗상 스위치를 온(ON)하였을 때 모터에 연결된 V상의 회로가 오픈상태인 경우를 도시한 사용상태도,
도 2d는 도 1에서, 전원을 인가하고 일 윗상 스위치를 온(ON)하였을 때 모터에 연결된 W상의 회로가 오픈상태인 경우를 도시한 사용상태도,
도 3은 본 발명의 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출방법을 설명하는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 발명에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로의 회로도이다.

본 발명에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로(이하, "검출회로"라 함)는 인버터 회로 내의 U상, V상 또는 W상 각각의 전압을 측정함으로써 모터에 연결된 회로의 이상결선을 확인하는 장치이다. 이를 위해 상기 검출회로는 모터(100), 아랫상 스위치(200), 윗상 스위치(300) 및 전압검출부(400)를 구비한다.

먼저 상기 모터(100)는 U상, V상, W상으로 이루어진 교류형 3상 모터인 것이 바람직하다.

또한 상기 아랫상 스위치(200)는 상기 모터(100)의 각 상에 연결되어 U상, V상 W상의 3상 스위치로 이루어진다. 검출회로를 작동하는 동안, 상기 아랫상 스위치(200)는 모두 오프(OFF)된다.

또한 상기 윗상 스위치(300)는 상기 모터(100)의 각 상에 연결되어 U상, V상 W상의 3상 스위치로 이루어진다. 검출회로를 작동하는 동안, 상기 윗상 스위치(300)의 U상, V상 W상 중 하나의 스위치는 온(ON)상태를 유지한다.

또한 상기 전압검출부(400)는 상기 아랫상 스위치(200)에 각각 연결되어 상기 아랫상 스위치(200)의 전압을 검출한다. 이때 상기 전압검출부(400)는 상기 아랫상 스위치를 오프(OFF)하고 상기 윗상 스위치 중 일 스위치를 온(ON)한 상태에서 상기 아랫상 스위치(200)의 각각의 전압을 측정하여 상기 모터(100)의 각 상에 대한 오픈상태를 검출한다.

이하에서는, 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 상기 검출회로의 사용방법을 설명하도록 한다. 도 2a는 도 1에서, 전원을 인가하고 일 윗상 스위치를 온(ON)하였을 때 모터에 연결된 회로가 정상인 경우를 도시한 사용상태도이고, 도 2b는 도 1에서, 일 윗상 스위치에 전원을 인가하였을 때 모터에 연결된 U상의 회로가 오픈상태인 경우를 도시한 사용상태도이며, 도 2c는 도 1에서, 전원을 인가하고 일 윗상 스위치를 온(ON)하였을 때 모터에 연결된 V상의 회로가 오픈상태인 경우를 도시한 사용상태도이고, 도 2d는 도 1에서, 전원을 인가하고 일 윗상 스위치를 온(ON)하였을 때 모터에 연결된 W상의 회로가 오픈상태인 경우를 도시한 사용상태도이다.

먼저, 검출을 위하여 상기 모터(100)의 U상에 연결된 윗상 스위치(3OOa)를 온(ON)하고 상기 아랫상 스위치(200)를 모두 오프(OFF)한 상태에서 전원을 인가한다.

먼저 상기와 같은 조건에서 V상 및 W상 스위치(200b,200c)에 연결된 전압검출부(400b, 400c)의 전압을 측정한다. 이때 도 2a와 같이 전류가 흐르는 경우 상기 전압검출부(400b, 400c)에서 DC전압이 측정되며 상기 모터(100)의 각 상에 연결된 회로는 정상상태로 판별된다.

또한 상기와 같은 조건에서, 상기 아랫상 스위치 중 V상 및 W상 스위치(200b,200c)에 연결된 전압검출부(400b, 400c)의 전압을 측정한다. 도 2b와 같이 전류가 흐르는 경우 상기 전압검출부(400b, 400c)에서 미소전압이 측정되거나 전압이 OV로 측정되며 상기 모터(100)의 U상에 연결된 회로는 오픈상태로 판별된다.

또한 상기와 같은 조건에서, 상기 아랫상 스위치 중 V상 스위치(200b)에 연결된 전압검출부(400b)의 전압을 측정한다. 이때, 도 2c와 같이 전류가 흐르는 경우 상기 전압검출부(400b)에서 미소전압이 측정되며 전압이 OV로 측정되는 경우 상기 모터(100)의 V상에 연결된 회로는 오픈상태로 판별된다.

또한 상기와 같은 조건에서, 상기 아랫상 스위치 중 W상 스위치(200c)에 연결된 전압검출부(400c)의 전압을 측정한다. 이때, 도 2d와 같이 전류가 흐르는 경우 상기 전압검출부(400c)에서 미소전압이 측정되며 전압이 OV로 측정되는 경우 상기 모터(100)의 W상에 연결된 회로는 오픈상태로 판별된다.

이처럼 본 발명에 따른 검출회로는, 전원이 인가되는 순간 모터의 3상에 연결된 회로의 오픈을 동시에 검출함으로써, 반복적으로 전원을 인가할 필요가 없어 실험의 수행 시간을 단축할 수 있으며, 실험의 수행이 간편하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출방법(이하, '검출방법'이라 함)을 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출방법을 설명하는 순서도이다.

먼저, 상기 모터(100)에 연결된 아랫상 스위치(200)를 모드 오프(OFF)한다(310S).

그리고 상기 모터의 3개의 상 중 하나를 지정한다. 이때 상기 상을 U상으로 가정하여 설명하도록 한다.

그리고 상기 U상과 연결된 윗상 스위치(300a)를 온(ON)하여 전류를 인가한다(320S).

그리고 나머지 V상과 W상에 연결된 아랫상 스위치(200b,200c)의 전압을 동시에 측정한다(330S). 이때 상기 아랫상 스위치(200b,200c)에 연결된 전압검출부(400b,400c)를 이용하여 전압을 측정한다. 이때 상기 두 개의 아랫상 스위치(200b, 200c)에서 DC전압이 검출되는 경우, 상기 모터(100)의 각 상에 연결된 회로는 정상상태로 판별된다. 반면, 상기 두 개의 아랫상 스위치(200b, 200c)에서 미소전압이 검출되거나 전압이 검출되지 않는 경우, 상기 모터(100)의 U상과 연결된 회로는 오픈상태인 것으로 판별된다.

그리고 상기의 단계(330S)에서 두 개의 아랫상 스위치(200b, 200c)의 전압이 미소전압 또는 OV로 검출된 경우, 상기 두 개의 아랫상 스위치(200b, 200c)의 전압을 하나씩 검출한다(340S). 이때 V상의 아랫상 스위치에(200b)에서 미소전압이 검출되거나 전압이 검출되지 않는 경우, 상기 모터(100)의 V상과 연결된 회로는 오픈상태인 것으로 판별된다. 한편, W의 아랫상 스위치에(200c)에서 미소전압이 검출되거나 전압이 검출되지 않는 경우, 상기 모터(100)의 W상과 연결된 회로는 오픈상태인 것으로 판별된다.

여기서 상기 지정된 상을 U상으로 가정하여 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며, V상과 W상도 같은 방법으로 적용될 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 검출방법은 기준값 선정이 용이하고, 반복 실험에 따른 오차를 줄일 수 있어 정확도를 향상 시킬 수 있다.

더불어, 모터의 종류에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있으며, 상전압을 검출함으로써 제어성 향상에 기여할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100 : 모터
200(200a,200b,200c): 아랫상 스위치
300(300a,300b,300c): 윗상 스위치
400(400a,400b,400c): 전압검출부

Claims (4)

1. 모터의 오픈상태를 검출하는 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로에 있어서, 상기 모터의 각 상에 연결되어 U상, V상, W상의 3상 스위치로 이루어진 아랫상(lower) 스위치; 상기 모터의 각 상에 연결되어 U상, V상 W상의 3상 스위치로 이루어진 윗상(upper) 스위치 및 상기 아랫상 스위치에 각각 연결되어 상기 아랫상 스위치의 전압을 검출하는 전압검출부를 포함하고,
   상기 아랫상 스위치를 오프(OFF)하고 상기 윗상 스위치 중 일 스위치를 온(ON)한 상태에서, 상기 전압검출부의 전압을 측정하여 상기 모터의 오픈상태를 검출하는 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 모터의 3상 중 선택된 어느 하나의 상에 대한 오픈 상태를 확인하는 경우, 상기 선택된 상에 연결된 윗상 스위치를 온(ON)한 상태에서 다른 상에 연결된 두 개의 아랫상 스위치 전압을 동시에 검출하는 것을 특징으로 하는 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 모터의 3상 중 선택된 하나의 상에 대한 오픈 상태를 확인하는 경우, 다른 상에 연결된 하나의 윗상 스위치를 온(ON)한 상태에서 오픈 상태를 확인하고자 하는 상에 연결된 아랫상 스위치 전압을 검출하는 것을 특징으로 하는 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출회로.
4. 모터의 각 상에 연결된 아랫상(lower) 스위치를 모두 오프(OFF)하는 단계;
   모터의 각 상에 연결된 윗상(upper) 스위치 중 하나의 스위치를 온(ON)하는 단계;
   상기 윗상 스위치와 다른 상에 연결된 두 개의 아랫상 스위치 전압을 동시에 측정하는 단계; 및
   상기 두 개의 아랫상 스위치의 전압을 하나씩 측정하는 단계를 포함하는 전동압축기 인버터의 모터 오픈상태 검출방법.

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