KR19980043495A - 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 압축기제어장치는 구동모터를 갖는 압축기와, 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상기 구동모터에 제공하는 인버터를 구비한 인버터작동식 공기조화기에 있어서, 상기 압축기의 입력전압을 측정하는 전압측정부와, 상기 전압측정부에 의한 측정결과 상기 입력전압이 소정의 기준전압값으로부터 소정값 이상 벗어 났을때, 상기 인버터의 출력전압을 상기 기준전압값에 근접하도록 증감시키는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 입력 전원전압의 변화에도 일정한 압축기회전수가 유지되도록 하는 압축기제어장치가 제공된다.

Description

인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치 및 방법

본 발명은 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 입력되는 전원전압이 변동하여도 압축기의 회전수가 일정하게 유지되도록 하는 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어제어장치 및 방법에 관한 것이다.

인버터(inverter)는 전력변환장치의 일종으로 직류전력을 임의의 주파수를 갖는 교류전력으로 변환시키며 역변환장치라고도 한다. 이러한 인버터를 구비한 인버터작동식 공기조화기에서는 압축기에 있는 구동모터의 구동에 인버터로부터 제공되는 교류전압이 사용되고, 이 교류전압의 주파수의 변화에 따라 구동모터의 회전수가 조절되므로 냉난방능력을 쉽게 증감할 수 있다.

도 3은 종래의 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치의 회로도이다. 도면에 나타낸 바와 같이, 제어에 필요한 데이터가 입출력되는 데이터송수신부(110)와, 팬모터를 구동하는 팬모터구동부(112)와, 실외온도 및 압축기 표면온도 등을 감지하는 온도감지부(114)가 마이컴(116)에 접속되어 있다. 마이컴(116)은 제어신호를 출력하여 인버터구동부(118)를 제어하고, 인버터구동부(118)는 인버터(120)를 제어하는 제어펄스를 출력하며, 인버터(120)로부터 출력되는 출력전압은 압축기 구동모터(124)를 구동한다.

이러한 구성에서, 마이컴(116)은 데이터송수신부(110)로부터 제어에 필요한 데이터를 입력받아 압축기 구동모터(124)의 회전주파수 등을 결정하고, 이에 기초한 제어신호를 인버터구동부(118)로 출력한다. 인버터구동부(118)는 마이컴(116)으로부터의 제어신호에 따라 소정의 주기와 폭을 갖는 제어펄스를 출력하고, 이 제어펄스는 인버터(120)내의 스위치소자를 단속하여 DC 입력전압을 3상 교류전압으로 변화시켜 출력하도록 한다. 인버터(120)의 출력전압은 압축기 구동모터(124)로 제공되며, 이 출력전압의 크기와 주파수에 따라 압축기 구동모터(124)의 회전수가 변하게 된다.

그런데, 종래의 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치에서는, 입력되는 전원전압이 110V 나 220V 와 같은 값으로 일정하게 유지된다는 가정하에 인버터(120)를 제어한다. 따라서 실제로 입력되는 전원전압이 변동하게 되면, 이에 따라 정류기회로를 통과하여 인버터(120)로 입력되는 DC 전압이 변하게 되고, 이에 의해 인버터(120)로부터 출력되는 출력전압도 변화된다.

따라서 압축기의 구동모터(124)의 회전수도 변하게 되므로, 초기에 최적의 조건으로 압축기의 회전수를 셋팅한 경우, 압축기의 효율 및 성능이 저하될 수 있다. 또한, 압축기의 구동모터(124)에 과전류가 흐르게 되는 경우도 발생하여 압축기와 주변회로의 수명을 단축시킬 수 있다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 인버터작동식 공기조화기에 입력되는 전원전압이 변화하더라도 일정한 압축기 회전수가 유지되도록 하는 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 압축기제어장치의 회로도,

도 2는 본 발명에 따른 압축기제어방법을 나타낸 흐름도,

도 3은 종래의 압축기제어장치의 회로도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 데이터송수신부 12 : 팬모터구동부

14 : 온도감지부 16 : 마이컴

18 : 인버터구동부 20 : 인버터

22 : 전압측정부 24 : 압축기 구동모터

상기 목적은, 본 발명에 따라, 구동모터를 갖는 압축기와, 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상기 구동모터에 제공하는 인버터를 구비한 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치에 있어서, 상기 압축기의 입력전압을 측정하는 전압측정부와, 상기 전압측정부에 의한 측정결과 상기 입력전압이 소정의 기준전압값으로부터 소정값 이상 벗어 났을때, 상기 인버터의 출력전압을 상기 기준전압에 근접하도록 증감시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치에 의해 달성된다. 여기서, 상기 제어부는 상기 인버터를 제어하는 제어펄스폭을 변환시킴으로써 상기 인버터의 출력전압을 증감하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 직류전력을 교류전력으로 변환하여 압축기의 구동모터에 제공하는 인버터를 가진 인버터작동식 공기조화기에 있어서, 상기 압축기의 입력전압을 측정하는 단계와, 측정된 입력전압이 소정의 기준전압값으로부터 소정값 이상 벗어 났을때, 상기 인버터의 출력전압을 상기 기준전압값에 근접하도록 증감시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어방법에 제공된다. 여기서, 상기 인버터의 출력전압을 증감하는 단계는, 상기 인버터를 제어하는 제어펄스폭을 변화시킴으로써 상기 인버터의 출력전압을 증감하도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치의 회로도이다. 본 압축기제어장치는 제어에 필요한 데이터가 입출력하는 데이터송수신부(10)와, 팬모터를 구동하는 팬모터구동부(12)와, 실외온도 및 압축기 표면온도 등을 감지하는 온도감지부(14)가 있고, 이들은 마이컴(16)과 접속되어 필요한 신호를 송수신한다. 마이컴(16)은 제어에 필요한 데이터를 송수신 받아 인버터구동부(18)를 제어하고, 인버터구동부(18)로부터 출력되는 제어펄스는 인버터(20)를 제어하며, 인버터(20)의 출력전압은 압축기의 구동모터(24)에 제공된다.

인버터(20)의 출력전압이 압축기 구동모터(24)로 인가되는 곳에는 두 개의 저항과 하나의 콘덴서로 구성되어 있는 전압측정부(22)가 설치되어 있고, 이 전압측정부(22)의 출력신호는 마이컴(16)으로 입력된다.

이러한 구성에서, 마이컴(16) 내의 메모리에는 입력 정격전압을 기준으로 산출된 기준전압값이 입력되어 저장되고, 마이컴(16)은 데이터송수신부(10)로부터 제어에 필요한 데이터를 입력받아, 이 데이터를 바탕으로 한 압축기의 운전조건에 기초하여 인버터구동부(18)를 제어하는 제어신호를 출력한다.

인버터구동부(18)는 마이컴(16)의 제어신호에 따라 소정의 주기와 폭을 갖는 제어펄스를 인버터(20)로 출력하고, 이 제어펄스는 인버터(20)내의 각 스위치소자를 제어펄스폭에 따라 온/오프(on/off)시키게 되어, 이에 의해 DC 입력전압은 3상 교류전압을 변환하여 압축기의 구동모터(24)에 제공된다. 이때, 인버터(20)의 출력전압의 크기와 주파수에 따라 압축기 구동모터(24)의 회전수가 변하게 된다.

압축기의 구동모터(24)로 인가되는 입력전압은 전압측정부(22)에 의해 측정되고, 측정된 입력전압은 마이컴(16)으로 전달되어 마이컴(16)의 메모리내에 저장된 소정의 기준전압값과 비교된다. 비교결과, 입력전압이 기준전압값으로부터 소정값 이상 벗어났을때는 마이컴(16)은 새로운 제어신호를 인버터구동부(18)로 전달하여 인버터(20)의 출력전압이 기준전압값에 근접하도록 증감시켜 압축기 구동모터(24)가 일정한 회전속도를 유지하도록 한다.

인버터(20)의 출력전압의 증감은, 기본적으로 입력되는 DC 전압의 변화에 따라 변화하지만, 인버터(20)를 구성하는 스위치소자의 온/오프의 기간 및 순서에 의해서도 출력전압이 정해지게 된다. 즉, 인버터(20)의 스위치소자를 단속하기 위해 인버터구동부(18)로부터 출력되는 제어펄스폭을 좁게 함으로써 인버터(20)의 출력전압은 작게 되고, 제어펄스폭을 넓게 함으로써 인버터(20)의 출력전압은 크게 된다. 또한, 제어펄스의 주기를 짧게 함으로써 출력전압의 주파수는 높아지며 길게 함으로써 출력전압의 주파수는 낮게 된다.

따라서, 압축기 구동모터(24)의 입력전압의 증감은 인버터구동부(18)로부터 출력되는 제어신호폭을 변화시킴으로서 가능해지고, 이러한 제어신호폭의 변화에 따라 압축기 구동모터(24)의 입력전압은 일정하게 유지된다.

한편, 본 발명에 따른 압축기제어방법은, 도 3에 나타낸 흐름도와 같다. 먼저 전원전압에 기초하여 산출된 기준전압값을 읽어들여서 이를 저장한다(S50). 그리고 압축기가 동작 ON 상태인지를 검사하여(S52), ON 상태이면 정격전압 등을 기초로 하여 정해진 초기 운전조건에 따라 인버터를 구동하고(S54), ON 상태가 아니면 이러한 상태가 될 때까지 대기한다.

인버터가 초기 운전조건에 따라 구동되면 압축기의 입력전압을 측정하고(S56), 측정된 입력전압은 저장된 기준전압값과 비교된다(S58). 비교결과, 입력전압이 기준전압값보다 큰 경우에는 전압차이 만큼 인버터의 제어펄스폭을 감소시키고(S62), 입력전압이 기준전압값보다 작은 경우에는 전압차 만큼 인버터의 제어펄스폭을 증가시켜(S68), 보정된 압축기의 제어펄스폭에 따라 인버터를 구동한다(S70).

압축기가 동작 OFF 상태가 아니라면(S72), 앞서 설명한 과정을 반복하여 압축기를 제어한다. 이에 의해 압축기는 입력되는 전원전압의 변동에도 일정한 회전수를 유지할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 압축기제어장치 및 방법을 사용함으로써 입력되는 전원전압의 변동에도 불구하고 압축기의 회전속도가 일정하게 유지되어 최대의 효율과 성능을 발휘할 수 있게 되며, 이러한 장치 및 방법은 인버터작동식 공기조화기 이외에도 인버터에 의해 구동되는 구동모터를 구비한 장치에 응용가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 입력되는 전원전압이 변화에도 일정한 압축기 회전수를 유지할 수 있는 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치 및 방법이 제공된다

Claims (4)

1. 구동모터를 갖는 압축기와, 직류전력을 교류전력으로 변환하여 상기 구동모터에 제공하는 인버터를 구비한 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어장치에 있어서,

   상기 압축기의 입력전압을 측정하는 전압측정부와,

   상기 전압측정부에 의한 측정결과 상기 입력전압이 소정의 기준전압값으로부터 소정값 이상 벗어 났을때, 상기 인버터의 출력전압을 상기 기준전압에 근접하도록 증감시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 인버터를 제어하는 제어펄스폭을 변환시킴으로써 상기 인버터의 출력전압을 증감하는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.
3. 직류전력을 교류전력으로 변환하여 압축기의 구동모터에 제공하는 인버터를 가진 인버터작동식 공기조화기의 압축기제어방법에 있어서,

   상기 압축기의 입력전압을 측정하는 단계와,

   측정된 입력전압이 소정의 기준전압값으로부터 소정값 이상 벗어 났을때, 상기 인버터의 출력전압을 상기 기준전압값에 근접하도록 증감시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 인버터의 출력전압을 증감하는 단계는, 상기 인버터를 제어하는 제어펄스폭을 변화시킴으로써 상기 인버터의 출력전압을 증감하는 것을 특징으로 하는 압축기제어방법.