KR20000015644A - 인버터 공기조화기의 팬모터 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

리모콘을 구비한 인버터 공기조화기에서, 상기 리모콘을 이용하여 풍량을 설정하는 단계와, 상기 풍량설정단계에서 풍량설정 후 입력주파수를 감지하는 단계와, 상기 입력주파수 감지단계에서 감지된 입력주파수에 따라 위상각을 조절하는 단계와, 상기 조절된 위상각에 따라 팬모터의 속도를 가변하는 단계와, 상기 가변된 팬모터의 속도에 따라 풍량을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것으로 주파수 변동에 상관없이 모터의 풍량을 일정하게 제어함에 따라 지역에 상관없이 공기조화기를 사용할 수 있으므로 상용화가 가능하고 제조단가를 낮출 수 있다.

Description

인버터 공기조화기의 팬모터 제어장치 및 방법

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 인버터 공기조화기의 팬모터 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉동 싸이클 또는 난방 싸이클로 운전하는 특정 모드에서 실내의 공기를 환기시키는 팬모터에 의해서 실내를 좀더 쾌적하게 유지할 수 있다.

이와 같은 일반적인 공기조화기의 동작을 간략하게 설명하면 도 1에 도시된 바와 같다.

도 1은 일반적인 인버터 공기조화기를 개략적으로 나타내는 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 사용자가 액정리모컨(1)으로 임의의 운전모드 명령을 적외선 신호로 출력하면 리모컨수신부(2)에서 받아 마이컴(5)에 출력한다.

그러면, 전원부(3)에서 60㎐를 갖는 AC 상용전원을 받아 일정수준의 DC전압으로 만들어 출력하고, 상기 60㎐의 상용전원을 일정레벨로 감압시키고, 120㎐의 아날로그 구형파를 출력한다.

상기 120㎐의 아날로그 구형파를 클럭발생부(4)에서 받아 0V를 중심으로 하는 일정크기의 펄스를 갖도록 하여 상기 마이컴(5)에 출력한다.

상기 마이컴(5)은 상기 사용자의 운전명령에 따라 상기 120㎐의 주파수와 공급전원을 받아들여 상기 해당명령의 운전모드로 동작 알고리즘을 수행한다.

만약, 상기 사용자의 명령이 임의의 냉방모드 운전이라면 상기 마이컴(5)은 제어신호를 싸이클 구동부(8)에 전달하여 냉동 싸이클로 냉매가 순환되도록 하고, 이어 상기 마이컴(5)은 무접점릴레이(6)를 통해 특정속도를 갖는 3단계의 구동레벨신호를 출력하여 실내팬(7)을 동작시킨다.

상기 실내팬(7)은 대류순환 기법에 의해 실내의 더운 공기를 차갑게 환기시켜 쾌적한 환경을 조성한다.

종래 기술에 따른 공기조화기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 주파수에 따른 인가전압의 위상각을 보정하지 않으므로써 모터의 종류가 너무 많다.

둘째, 각각의 수출지역에 맞는 모터를 개발해야 하므로 개발비용에 따르는 손실이 크다.

셋째, 주파수가 다른 지역에서 사용할 경우 팬모터 속도가 일정하지 않으므로써 소음 및 싸이클 매칭이 이루어지지 않아 전력소비를 가중시킨다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 주파수 변동만큼 모터에 인가되는 전압의 위상각을 보정함으로써, 주파수 변동에 대한 모터의 풍량을 일정하게 제어할 수 있는 인버터 공기조화기의 팬모터 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 인버터 공기조화기를 개략적으로 나타낸 블록도

도 2는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팬모터 제어회로를 나타낸 블록도

도 3은 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팬모터 제어방법을 나타낸 플로우 차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전원부 20 : 주파수 감지부

30 : 마이컴 40 : 위상각 제어부

50 : 팬모터

본 발명은 리모콘을 구비한 인버터 공기조화기에서, 상기 리모콘을 이용하여 풍량을 설정하는 단계와, 상기 풍량설정 단계에서 풍량설정 후 입력주파수를 감지하는 단계와, 상기 입력주파수 감지단계에서 감지된 입력주파수에 따라 위상각을 조절하는 단계와, 상기 조절된 위상각에 따라 팬모터의 속도를 가변시키는 단계와, 상기 가변된 팬모터의 속도에 따라 풍량을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팬모터 제어회로를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인버터 공기조화기의 팬모터 제어방법을 나타낸 플로우 차트이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 입력전원을 일정레벨의 전압으로 만드는 전원부(10)와, 상기 전원부(10) 일단에 연결되어 입력주파수를 감지하는 주파수 감지부(20)와, 상기 주파수 감지부(20)에서 감지된 주파수에 따른 제어신호를 출력하는 마이컴(30)과, 상기 마이컴(30)의 제어신호에 따라 위상각을 제어하는 위상각 제어부(40)와, 상기 위상각 제어부(40)의 제어신호에 의해 구동하는 팬모터(60)로 구성된다.

상기 전원부(10)는 브리지 다이오드(BD1)를 통하여 전파 정류되고, 상기 브리지 다이오드(BD1)에 직렬로 연결된 다이오드(D1)와, 상기 다이오드(D1)의 캐소드에 병렬로 접속된 제 1 및 제 2 캐패시터(C1)(C2)와, 상기 제 2 캐패시터(C2)에 병렬 접속된 제 1 정전IC와, 상기 제 1 정전IC와 병렬 접속된 제 3 및 제 4 캐패시터(C3)(C4)와, 상기 제 4 캐패시터(C4)에 병렬 접속된 제 2 정전IC와, 상기 제 2 정전IC와 병렬 접속된 제 5 및 제 6 캐패시터(C5)(C6), 제 1 저항(R1)으로 구성된다.

상기 주파수 감지부(20)는 상기 전원부(10)의 브리지 다이오드(BD1) 일단에 직렬 접속된 제 2 및 제 3 저항(R2)(R3)과, 상기 제 2 및 제 3 저항(R2)(R3) 사이에 병렬 접속된 제 7 캐패시터(C7)와, 상기 제 3 저항(R3)과 직렬 접속된 제 1 트랜지스터(Q1)와, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 베이스와 컬렉터에 접속된 제 4 저항(R4)과, 상기 제 1 트랜지스터(Q1)의 에미터에 직렬 접속된 제 5 및 제 6 저항(R5)(R6)과, 상기 제 5 저항(R5)과 제 5 저항(R5) 각각 병렬로 접속된 제 6 및 제 7 저항(R6)(R7)과 제 8 캐패시터(C8)가 직렬로 접속된다.

상기 주파수 감지부(20)는 전원부(10)로부터 인가되는 주파수를 2배로 증폭하여 마이컴(30)으로 입력하고, 상기 마이컴(30)은 입력받은 주파수를 데이터로 환산하여 사용주파수를 판단한다.

상기 위상각 제어부(40)는 상기 마이컴(30)의 위상각 제어단자와 직렬로 연결된 제 8 저항(R8)과, 상기 제 8 저항(R8)과 직렬 접속된 제 2 트랜지스터(Q2)와, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 베이스와 컬렉터단자에 연결된 제 9 저항(R9)과, 상기 제 2 트랜지스터(Q2)의 에미터 단자에 직렬 접속된 고체회로계전기(SSR)와, 상기 고체회로계전기(SSR)에 병렬접속된 바리스터(ZNR)가 상용전원(AC)에 연결된다.

따라서, 상기 위상각 제어부(40)의 트랜지스터(Q2)는 마이컴(30)으로부터 위상제어 신호를 입력받아 고체회로계전기(SSR)를 동작시킴으로써 팬모터(60)의 전압위상이 가변되므로 팬모터(50)에 인가되는 모터의 속도가 가변되는 것이다.

상기 팬모터(50)는 상기 위상각 제어부(40)의 조절신호에 따라 상기 고체회로계전기(SSR)를 구동시킴으로써 모터전압의 위상이 가변됨에 따라 모터의 속도가 동시에 가변되는 것이다.

상기 팬모터(50)에 걸리는 전압은 실효치값에 따라 팬속도가 가변되는 것으로, 상기 팬속도는 다음 식에 의해서 산출된다.

Vfan=Vmsinωt 여기서, ω=2πf

따라서, 상기 주파수(f)가 50헤르츠(Hz)이면 ω=314이고, 주파수(f)가 60헤르츠이면 ω=377임을 알 수 있다. 그러므로, 전압 실효치는 위상각이 일정하다면 약 만큼의 위상을 보정해야 한다.

이와 같이 구성된 공기조화기의 팬모터 제어방법을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 풍량을 설정하고(S1), 상기 풍량설정 후 입력주파수를 감지한다(S2).

상기 감지된 입력주파수가 50㎐ 또는 60㎐인가 판단하고(S3), 상기 판단 결과에 따라 입력주파수가 50㎐이면 상기 50Hz에 해당하는 위상각에 맞추어 위상각을 조절한다(S4).

상기 판단 결과에 따라 입력주파수가 50㎐가 아니면 입력주파수가 60㎐인지 여부를 판단하고(S5), 상기 판단 결과에 따라 입력주파수가 60㎐이면 상기 60Hz에 해당하는 위상각에 맞추어 위상각을 조절한다(S6).

상기 조절된 위상각에 따라 팬모터의 속도를 가변하고(S7), 상기 가변된 팬모터의 속도에 따라 풍량을 제어한다(S8).

이와 같이, 주파수에 맞게 모터의 풍량을 일정하게 제어하기 위해 위상각을 각각 50㎐ 주파수 지역과, 60㎐ 주파수 지역에서 주파수가 변한 만큼 모터에 인가되는 전압의 위상각을 보정하는 것이다.

본 발명에 따른 인버터 공기조화기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 입력전원에 대한 위상각을 보정함으로써 주파수 변동에 대한 모터의 풍량을 일정하게 제어할 수 있다.

둘째, 동일한 모터를 이용하여 여러 나라에서 공용으로 사용할 수 있으므로 상용화가 가능하다.

셋째, 지역에 상관없이 팬모터의 속도를 일정하게 유지시킴으로써 전력소비를 감소시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 인버터 공기조화기에서,

   입력된 교류전원을 입력받아 전파정류 후 일정레벨의 직류전원으로 변환하는 전원부와,

   상기 전원부 일단에 연결되어 전파정류된 전원의 주파수를 감지하는 주파수 감지부와,

   상기 주파수 감지부에서 감지된 주파수에 따른 제어신호를 출력하는 마이컴과,

   상기 마이컴의 제어신호에 따라 상기 입력되는 교류전원의 위상각을 조절하는 위상각 제어부와,

   상기 위상각 제어부에서 조절된 교류전원으로 구동되는 팬모터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 팬모터 제어장치.
2. 리모콘을 구비한 인버터 공기조화기에서,

   상기 리모콘을 이용하여 풍량을 설정하는 단계와,

   상기 풍량설정단계에서 풍량설정 후 입력되는 교류전원의 주파수를 감지하는 단계와,

   상기 주파수 감지단계에서 감지된 입력주파수에 따라 교류전원의 위상각을 조절하는 단계와,

   상기 조절된 위상각에 따라 팬모터의 속도를 가변시키는 단계와,

   상기 가변된 팬모터의 속도에 따라 풍량을 제어하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 팬모터 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 위상각을 조절하는 단계는 입력주파수가 50㎐이면 정상전압의 위상각에 비해 소정크기(ΔT)만큼 위상각을 감소시키고, 입력주파수가 60㎐이면 소정크기(ΔT)만큼 위상각을 증가시키는 단계임을 특징으로 하는 인버터 공기조화기의 팬모터 제어방법 .