KR20000040144A - Device and method for controlling sensorless peak of stroke and speed of linear compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스트로크 센서리스 방식에서 속도 및 스트로크 계산을 소프트웨어적으로 처리하도록 함으로써 많은 저항과 캐패시터를 사용하지 않도록 하여 초기 구동편차 및 온도에 의한 구동 편차를 줄이고, 가격을 다운시키도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전류 미분은 하드웨어적으로 처리하고 나머지는 소프트웨어적으로 처리하여 전류 미분의 큰 오차를 없애고, 정확한 스트로크 계산이 가능하도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법에 관한 것이다.In the present invention, the stroke of the linear compressor is designed to process the speed and the stroke calculation by software in the stroke sensorless method, thereby eliminating the use of many resistors and capacitors, thereby reducing the initial driving deviation and the driving deviation caused by temperature, and reducing the price. And a speed sensorless peak control device and method, in particular, the current derivative is processed by hardware and the remainder is processed by software to eliminate the large error of the current derivative and to enable accurate stroke calculation. A sensorless peak control device and method are disclosed.
도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 스트로크 제어장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와같이, 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(10)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(20)와, 상기 전류 검출부(20)를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기(30)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 양단간의 전압을 검출하는 전압 검출부(40)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부(50)와, 상기에서 계산된 속도로 부터 스크로크치를 계산하고 그 계산된 스트로크치를 출력하는 스트로크 계산부(60)와, 상기 스트로크 계산부(60)에서 계산된 스트로크의 피크치를 검출하는 스트로크 피크 검출부(70)와, 상기 스트로크 피크 검출부(70)에서 검출한 스트로크 피크치와 스트로크 지령치를 비교하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 스위칭신호를 상기 전기 회로부(10)의 스위치소자(SW)로 공급하는 마이크로 컴퓨터(80)로 구성된다.1 is a block diagram of a stroke control apparatus of a conventional linear compressor. As shown in FIG. 1, a linear compressor (L.COMP) for adjusting a cooling force by varying a stroke by vertical movement of a piston, and an AC according to a switching signal. An electric circuit unit 10 for controlling a power applied to the linear compressor L.COMP by intermitting a power supply, a current detection unit 20 for detecting a current applied to the linear compressor L.COMP, and the current Of the current differentiator 30 for differentiating the current detected by the detector 20, the voltage detector 40 for detecting the voltage between both ends of the linear compressor L.COMP, and the linear compressor L.COMP. A speed calculator 50 for calculating the speed by receiving the voltage between the two ends, the detected current and the current differential value, and a stroke for calculating the stroke value from the calculated speed and outputting the calculated stroke value Computation unit 60, the stroke peak detection unit 70 for detecting the peak value of the stroke calculated by the stroke calculation unit 60, the stroke peak value detected by the stroke peak detection unit 70 and the stroke command value is compared to the stroke The microcomputer 80 is configured to supply a switching signal for controlling top dead center to the switch element SW of the electric circuit unit 10.
이와같이 구성된 종래기술에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the prior art configured as described above in detail.
전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(10)의 전류감지용 저항(R)과 스위치소자(SW) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.When the 220V power supply voltage is supplied from the power supply voltage terminal, the power supply voltage is supplied to the linear compressor (L.COMP) through the current sensing resistor (R), the switch element (SW), and the capacitor (C) of the electric circuit unit 10. Supplied.
이에따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 전류가 흐르게 된다.Accordingly, a current flows in the linear compressor L.COMP.
그러면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 피스톤이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.Then, the piston of the linear compressor L.COMP performs a reciprocating motion. The reciprocating stroke distance of the piston is a stroke, and the stroke is varied to vary the cooling force.
즉, 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.That is, to adjust the cold power of the refrigerator or air conditioner.
이때 전류 검출부(20)는 전류감지용 저항(R)을 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 전류 미분기(30)와 속도 계산부(50)로 제공한다.At this time, the current detector 20 detects the current supplied to the linear compressor L.COMP through the current sensing resistor R, and provides the current to the current differentiator 30 and the speed calculator 50.
그러면 상기 전류 미분기(30)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구한다.Then, the current differentiator 30 performs a differential operation on the detected current to obtain a current differential value.
그리고 전압 검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 검출한다.The voltage detector 40 detects a voltage between both ends when driving the linear compressor (L.COMP).
이에따라 속도 계산부(50)는 상기 전류 및 전압 검출부(20)(40)에서 구한 전류및 전압과, 전류 미분기(30)에서 구한 전류 미분치를 각각 받아 속도(υ)를 아래식과 같이 계산한다.Accordingly, the speed calculator 50 receives the current and voltage obtained by the current and voltage detectors 20 and 40 and the current derivatives obtained by the current differentiator 30, respectively, and calculates the speed υ as follows.
여기서 α는 전기적인 힘을 기계적인 힘으로 바꾸는 상수값이고,
상기 속도 계산부(50)에서 상기 식(1)에서와 같이 속도(υ)를 구하여 스트로크 계산부(60)로 제공하면, 상기 스트로크 계산부(60)는 상기 속도 계산부(60)에서 계산한 속도(υ)를 받아 적분을 행하여 스트로크(stroke(
즉,
이렇게 속도값을 적분하여 얻은 스트로크(
그러면 상기 마이크로 컴퓨터(80)는 스트로크 상사점 제어 알고리즘을 이용하여 전기회로부(10)의 스위치(SW)의 턴온시간과 턴오프시간을 조절하여 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 인가되는 전압을 조정한다.Then, the microcomputer 80 adjusts the voltage applied to the linear compressor L.COMP by adjusting the turn on time and the turn off time of the switch SW of the electric circuit unit 10 using a stroke top dead center control algorithm. .
즉, 상기 스트로크 피크 검출부(70)에서 검출한 스트로크 피크치가 입력되면, 마이크로 컴퓨터(80)는 스트로크 지령치와 비교한다.That is, when the stroke peak value detected by the said stroke peak detection part 70 is input, the microcomputer 80 compares with a stroke command value.
비교 결과, 상기 스트로크 피크치가 스트로크 지령치보다 크면 전기회로부(10)의 스위치(SW)의 턴온시간을 줄이기 위한 스위칭신호를 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 공급한다.As a result of comparison, when the stroke peak value is larger than the stroke command value, a switching signal for reducing the turn-on time of the switch SW of the electric circuit unit 10 is supplied to the switch element SW of the electric circuit unit 10.
이에 상기 스위치(SW)는 턴오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 차단한다.Accordingly, the switch SW is turned off to cut off the voltage applied to the linear compressor L.COMP.
이렇게 하여 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 속도를 감소시킨다.In this way, the speed of the linear compressor L.COMP is reduced.
반대로 상기 스트로크 피크치가 스트로크 지령치보다 작으면 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)의 턴온시간을 늘리기 위한 스위칭신호를 상기 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 출력한다.On the contrary, when the stroke peak value is smaller than the stroke command value, a switching signal for increasing the turn-on time of the switch element SW of the electric circuit unit 10 is output to the switch element SW of the electric circuit unit 10.
그러면 상기 스위치소자(SW)가 턴온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 증가시켜 컴프레샤의 속도를 상승시킨다.Then, the switch element SW is turned on to increase the voltage applied to the linear compressor L.COMP to increase the speed of the compressor.
이와같은 방법에 의해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 제어하여 스트로크 상사점을 조절한다.In this way, the stroke top dead center is adjusted by controlling the voltage supplied to the linear compressor (L.COMP).
그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 속도 계산 및 스트로크 계산을 위한 회로를 하드웨어로 구현할 경우 많은 저항과 캐패시터를 필요로 하는데, 그 많은 저항과 캐패시터는 기본 편차를 가지고 있을 뿐만아니라 온도함수로서 온도에 따라 많은 영향을 받아 정확한 계산이 이루어지지 못하고, 많은 저항과 캐패시터를 필요로 함에 따라 가격이 상승되는 문제점이 있다.However, in the prior art as described above, implementing a circuit for speed calculation and stroke calculation in hardware requires a large number of resistors and capacitors, which have not only a basic deviation but also a function of temperature as a temperature function. As a result, accurate calculations cannot be made due to many influences, and thus, a price increases due to the need for many resistors and capacitors.
따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 스트로크 계산을 소프트웨어적으로 처리하여 저항과 캐패시터로 인한 기본 편차를 줄이고, 아울러 가격을 다운시키도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.Therefore, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to process the stroke calculation by software to reduce the basic deviation due to resistance and capacitor, and also to reduce the price of the linear compressor stroke and speed sensorless The present invention provides a peak control apparatus and method.
본 발명의 다른 목적은 스트로크 계산 뿐만 아니라 속도 계산을 소프트웨어적으로 처리하여 기본 편차를 줄이고, 가격을 다운시키도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a stroke and speed sensorless peak control device and method for a linear compressor that reduces the basic deviation and lowers the price by software-processing not only the stroke calculation but also the speed calculation.
본 발명의 또 다른 목적은 전류 미분만을 하드웨어로 처리함으로써, 풀리 디지탈방식의 단점인 전류 미분의 큰 오차를 없애도록 한 리니어 컴프레샤의 스트로크 및 속도 센서리스 피크 제어장치 및 방법을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a linear compressor stroke and speed sensorless peak control apparatus and method for eliminating a large error in current differential, which is a disadvantage of pulley digital, by processing only current differential in hardware.
도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 스트로크 제어장치에 대한 블록 구성도.1 is a block diagram of a stroke control device of a conventional linear compressor.
도 2는 본 발명 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram of a stroke sensorless peak control device of the linear compressor of the present invention.
도 3은 본 발명 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어방법에 대한 동작 흐름도.3 is an operation flowchart for a stroke sensorless peak control method of the linear compressor of the present invention.
도 4는 본 발명 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도.Figure 4 is a block diagram of a speed sensorless peak control device of the linear compressor of the present invention.
도 5는 본 발명 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어방법에 대한 동작 흐름도.5 is an operation flowchart of a speed sensorless peak control method of the linear compressor according to the present invention;
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
10 : 전기회로부 20 : 전류 검출부10: electric circuit unit 20: current detection unit
30 : 전류 미분기 40 : 전압 검출부30: current differential 40: voltage detector
50 : 속도 계산부 60 : 스트로크 계산부50: speed calculation unit 60: stroke calculation unit
70 : 스트로크 피크 검출부 80 : 마이크로 컴퓨터70 stroke stroke detection unit 80 microcomputer
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와, 상기 리니어 컴프레샤에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전류 검출부를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부와, 상기에서 계산된 속도를 입력받아 소프트웨어적으로 스트로크 및 스트로크 피크치를 계산, 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a linear compressor for controlling the cooling force by varying the stroke by the vertical movement of the piston, an electric circuit unit for controlling the power applied to the linear compressor by intermittent AC power in accordance with the switching signal, and A current detector for detecting a current applied to the linear compressor, a current differential to differentiate the current detected through the current detector, a voltage detector for detecting a voltage between both ends of the linear compressor, a voltage between both ends of the linear compressor, Speed calculation unit that calculates speed by inputting detection current and current differential value, and calculates and detects stroke and stroke peak value by inputting speed calculated above and controls stroke top dead center by comparing with stroke command value Consisting of microcomputers for Gong.
또한, 본 발명은 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부와, 상기 리니어 컴프레샤에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 전류 검출부를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 리니어 컴프레샤의 양단간의 전압과, 검출전류 및 전류미분치를 각각 입력받아 소프트웨어적으로 속도 및 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a linear compressor for controlling the cooling force by varying the stroke by the vertical movement of the piston, an electric circuit unit for controlling the power applied to the linear compressor by intermittent AC power according to the switching signal, and applied to the linear compressor A current detector for detecting a current to be made; a current differential for differentiating a current detected through the current detector; a voltage detector for detecting a voltage between both ends of the linear compressor; a voltage between both ends of the linear compressor; It is characterized by comprising a microcomputer for controlling the stroke top dead center by receiving the current differential values and calculating the speed and stroke by software, detecting the peak values of the calculated strokes, and comparing them with the stroke command values.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명 리니어 컴프레샤의 속도 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 스위치(SW)로서 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(10)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전류 및 전압을 검출하는 전류/전압 검출부(20)(40)와, 상기 전류 검출부(20)를 통해 검출한 전류를 미분하는 전류 미분기(30)와, 상기 검출전류/전압 및 전류미분치를 입력받아 속도를 계산하는 속도 계산부(50)와, 상기에서 계산된 속도를 입력받아 소프트웨어적으로 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 상기 전기회로부(10)의 스위치소자(SW)로 공급되는 전압을 제어하기 위한 스위칭신호를 출력하여 리니어 컴프레샤의 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터(80)로 구성한다.2 is a block diagram of a speed sensorless peak control device of the linear compressor according to the present invention. As shown in FIG. 2, a linear compressor (L.COMP) for controlling a cooling force by varying a stroke by vertical movement of a piston, and switching is shown. According to the signal, the AC power is interrupted as the switch SW to control the electric power applied to the linear compressor L.COMP, and the current and voltage applied to the linear compressor L.COMP. The current and voltage detector 20 and 40 to detect, the current differential 30 to differentiate the current detected by the current detector 20, and the detection current / voltage and the current derivative to calculate the speed The speed calculation unit 50 receives the speed calculated above, calculates the stroke in software, detects the peak value of the calculated stroke, and compares the stroke with the stroke command value. And outputting a switching signal for controlling the voltage supplied to the switch element (SW) of the section 10 constitute a microcomputer 80 for controlling the stroke top dead center of the linear compressor.
도 4는 본 발명 리니어 컴프레샤의 스트로크 센서리스 피크 제어장치에 대한 블록 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 피스톤의 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(L.COMP)와, 스위칭신호에 따라 교류전원을 스위치(SW)로 단속시켜 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전력을 통제하는 전기회로부(10)와, 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전류 및 전류를 검출하는 전류/전압 검출부(20)(40)와, 상기 전류 검출부(20)를 통해 검출한 전류를 미분하여 전류미분치를 구하는 전류 미분기(30)와, 상기 리니어 컴프레샤로 공급되는 전류/전압 및 전류 미분치를 각각 입력받아 소프트웨어적으로 속도 및 스트로크를 계산하고, 이 계산된 스트로크의 피크치를 검출하여 스트로크 지령치와의 비교를 통하여 상기 전기회로부(10)의 스위치(SW)의 온/오프를 제어하여 스트로크 상사점을 제어하기 위한 마이크로 컴퓨터(80)로 구성한다.4 is a block diagram of a stroke sensorless peak control device of the linear compressor according to the present invention. As shown in FIG. 4, a linear compressor (L.COMP) for controlling a cooling force by varying a stroke by vertical movement of a piston, and switching is shown. The electric circuit unit 10 which controls the power applied to the linear compressor L.COMP by intercepting the AC power with the switch SW according to the signal, and the current and current applied to the linear compressor L.COMP. Current / voltage detectors 20 and 40 to detect, current derivative 30 to obtain current differential values by differentiating the current detected by the current detector 20, and current / voltage and current supplied to the linear compressor. The electric circuit unit 10 receives the differential value by calculating the speed and the stroke by software, detects the peak value of the calculated stroke, and compares it with the stroke command value. Controlling on / off of the switch (SW) to constitute a microcomputer 80 for controlling the stroke top dead center.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.
전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(10)의 전류감지용 저항(R)과 스위치(SW) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.When the 220V power supply voltage is supplied from the power supply voltage terminal, the power supply voltage is supplied to the linear compressor (L.COMP) through the current sensing resistor (R), the switch (SW), and the capacitor (C) of the electric circuit unit 10. do.
이에따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 전류가 흐르게 된다.Accordingly, a current flows in the linear compressor L.COMP.
그러면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 피스톤이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.Then, the piston of the linear compressor L.COMP performs a reciprocating motion. The reciprocating stroke distance of the piston is a stroke, and the stroke is varied to vary the cooling force.
즉, 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.That is, to adjust the cold power of the refrigerator or air conditioner.
이때 전류 검출부(20)는 전류감지용 저항(R)을 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 속도 계산부(50)와 전류 미분기(30)로 제공한다.At this time, the current detector 20 detects the current supplied to the linear compressor L.COMP through the current sensing resistor R and provides the current to the speed calculator 50 and the current differentiator 30.
그러면 상기 전류 미분기(30)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구하여 상기 속도 계산부(50)로 제공한다.Then, the current differentiator 30 performs a differential operation on the detected current to obtain a current differential value and provides it to the speed calculator 50.
여기서, 전류 미분를 소프트웨어적으로 처리하지 않고 하드웨어로 처리하는 이유는, 소프트웨어적으로 처리하게 되면 큰 오차가 발생할 수 있기 때문이다.The reason why the current derivative is processed by hardware rather than by software is that a large error may occur when the software is processed.
이때 전압 검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 검출하여 상기 속도 계산부(50)로 검출한 전압을 제공한다.At this time, the voltage detector 40 detects the voltage between both ends when the linear compressor (L.COMP) is driven and provides the detected voltage to the speed calculator 50.
이에따라 속도 계산부(50)는 상기 전류 및 전압 검출부(20)(40)에서 구한 전류및 전압과, 전류 미분기(30)에서 미분하여 구한 전류 미분치를 각각 입력받아 속도(υ)를 아래식과 같이 계산한다.Accordingly, the speed calculator 50 receives the current and voltage obtained by the current and voltage detectors 20 and 40 and the current derivative obtained by differentiating from the current differentiator 30 and calculates the speed υ as follows. do.
여기서 α는 전기적인 힘을 기계적인 힘으로 바꾸는 상수값이고,
상기 속도 계산부(50)에서 상기 식(1)에서와 같이 속도(υ)를 구하여 마이크로 컴퓨터(80)로 제공한다.The speed calculator 50 obtains the speed v as in Equation (1) and provides it to the microcomputer 80.
그러면 상기 마이크로 컴퓨터(80)는 소프트웨어적으로 스트로크를 하드웨어적으로 구하여 스트로크 상사점 제어를 행하는데, 이에대하여 도 3에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.Then, the microcomputer 80 obtains a stroke in hardware and performs stroke top dead center control, which will be described below with reference to FIG. 3.
먼저 상기 마이크로 컴퓨터(80)는 속도 계산부(50)로 부터 입력된 속도값(υ)을 받아들여 앞에서 설명한 바와같이 속도값을 적분하면 스트로크(
그런데 속도값을 적분하기 전에 속도값에 옵셋 에러가 있을 경우, 그 옵셋 에러가 포함된 속도값을 적분하게 되면 옵셋 에러가 계속 누적되어 정확한 스트로크를 계산하지 못하게 되어 리니어 컴프레샤가 오동작하게 된다.However, if there is an offset error in the speed value before integrating the speed value, if the speed value including the offset error is integrated, the offset error continues to accumulate and the linear compressor may malfunction.
따라서 오동작을 일으키지 않도록 하기 위하여 속도가 최대일 때(또는 한주기마다) 스트로크를 리셋시켜 옵셋 에러를 없애준다.(S31)Therefore, in order to prevent a malfunction, the offset error is eliminated by resetting the stroke when the speed is maximum (or every cycle) (S31).
그리고 상기 속도가 최대가 아닐 경우에는 소프트웨어적으로 속도값(υ)을 적분(
이렇게 하여 스트로크치(χ(k))를 구하면, 소정값 이상에 대한 값을 제거한다.(S33)In this way, if the stroke value χ (k) is obtained, the value for the predetermined value or more is removed (S33).
상기 S33단계에서 얻은 스트로크치(
현재 얻은 스트로크치(χ(k))가 이전에 저장되어 있던 최대치(
그런다음 지금까지 구한 스트로크 최대치(
비교결과, 상기 스트로크 최대치(
그러면 상기 스위치소자(SW)는 턴오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 차단한다.Then, the switch device SW is turned off to cut off the voltage applied to the linear compressor L.COMP.
이와같이 상기 스위치소자(SW)를 차단시켜 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 감소시켜 스트로크 최대치(
반대로 상기 스트로크 피크치(
그러면 상기 스위치소자(SW)가 턴온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 계속해서 증가시키도록 한다.Then, the switch device SW is turned on to continuously increase the voltage applied to the linear compressor L.COMP.
이와같은 방법에 의해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 증가시켜 스트로크 최대치(
결국, 본 발명은 하드웨어적으로 계산된 속도값(υ)이 입력되면 소프트웨어적으로 스트로크를 계산하여 리니어 컴프레샤의 스트로크 상사점을 제어한다.As a result, the present invention controls the stroke top dead center of the linear compressor by calculating the stroke in software when the speed value v calculated in hardware is input.
따라서 스트로크 계산부를 하드웨어로 처리할 경우 많은 저항과 캐패시터를 사용치않고 소프트웨어적으로 처리하여 구동 편차를 줄이고, 많은 소자수를 줄여 가격을 다운시킬 수 있다.Therefore, when the stroke calculation unit is processed in hardware, the software can be processed without using many resistors and capacitors to reduce the driving deviation and reduce the number of elements to reduce the price.
또 다른 실시예에 대하여 도 4와 도 5에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.Another embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 as follows.
전원전압단으로 부터 220V 전원전압을 공급하면, 그 전원전압은 전기회로부(10)의 전류감지용 저항(R)과 스위치(SW) 그리고 캐패시터(C)를 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급된다.When the 220V power supply voltage is supplied from the power supply voltage terminal, the power supply voltage is supplied to the linear compressor (L.COMP) through the current sensing resistor (R), the switch (SW), and the capacitor (C) of the electric circuit unit 10. do.
이에따라 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)에 전류가 흐르게 된다.Accordingly, a current flows in the linear compressor L.COMP.
그러면 상기 리니어 컴프레샤(L.COMP)의 피스톤이 왕복 운동을 행하는데, 상기 피스톤의 왕복 행정거리가 스트로크이며, 이 스트로크를 가변시켜 냉력을 가변시킨다.Then, the piston of the linear compressor L.COMP performs a reciprocating motion. The reciprocating stroke distance of the piston is a stroke, and the stroke is varied to vary the cooling force.
즉, 냉장고 또는 에어컨의 냉력을 조절한다.That is, to adjust the cold power of the refrigerator or air conditioner.
이때 전류 검출부(20)는 전류감지용 저항(R)을 통해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전류를 검출하여 전류 미분기(30)와 마이크로 컴퓨터(80)로 제공하고, 전압 검출부(40)는 리니어 컴프레샤(L.COMP) 구동시 양단간의 전압을 검출하여 상기 마이크로 컴퓨터(80)로 제공한다.At this time, the current detection unit 20 detects the current supplied to the linear compressor (L.COMP) through the current sensing resistor (R) and provides it to the current differentiator 30 and the microcomputer 80, the voltage detection unit 40 Detects a voltage between both ends of the linear compressor (L.COMP) and provides the same to the microcomputer 80.
그러면 상기 전류 미분기(30)는 검출된 전류에 대하여 미분동작을 행하여 전류 미분치를 구하여 상기 마이크로 컴퓨터(80)로 제공한다.Then, the current differentiator 30 performs a differential operation on the detected current to obtain a current differential value and provide it to the microcomputer 80.
여기서, 전류 미분를 소프트웨어적으로 처리하지 않고 하드웨어로 처리하는 이유는, 소프트웨어적으로 처리하게 되면 큰 오차가 발생할 수 있기 때문이다.The reason why the current derivative is processed by hardware rather than by software is that a large error may occur when the software is processed.
따라서 마이크로 컴퓨터(80)는 입력되는 전류, 전압 및 전류 미분치를 각각 아날로그/디지탈 변환 입력단자(A/D)로 입력받아 디지탈 데이터로 변환시켜 읽어들인다.Therefore, the microcomputer 80 receives the input current, voltage, and current derivative value through analog / digital conversion input terminals A / D, respectively, and converts them into digital data.
가령 아날로그/디지탈 변환 입력단자(A/D)로 속도
이렇게 읽어들인 값들에 대하여 +, - 연산을 수행하여 소프트웨어적으로 속도(υ)를 구한다. 즉 υ= A-B-C를 행하면 속도가 얻어진다.(S52)The speed (υ) is calculated by software by performing + and-operations on the read values. In other words, when υ = A-B-C, the speed is obtained.
결국
상기에서와 같이 소프트웨어적으로 속도를 구하게 되면, 오차가 작을 뿐만아니라 연산처리도 쉽다.When the speed is obtained in software as described above, not only the error is small but also the calculation processing is easy.
이와같이 속도(υ)를 구한다음, 이 구한 속도에 대하여 적분을 행하면 스트로크(
그 옵셋 에러를 제거하지 않게 되면 스트로크를 얻기위해 속도를 적분할 경우 상기 옵셋 에러가 계속해서 누적되어 정확한 스트로크를 얻지못하게 되고, 이에따라 리니어 컴프레샤가 오동작하게 된다.If the offset error is not eliminated, when the speed is integrated to obtain a stroke, the offset error continues to accumulate, and thus, the linear compressor is malfunctioned.
따라서 오동작을 일으키지 않도록 하기 위하여 속도가 최대일 때(또는 한주기마다) 스트로크를 리셋시켜 옵셋 에러를 없애준다.(S53)Therefore, in order to prevent a malfunction, the offset error is eliminated by resetting the stroke when the speed is maximum (or every cycle) (S53).
그리고 상기 속도가 최대가 아닐 경우에는 소프트웨어적으로 속도값(υ)을 적분(
이렇게 하여 스트로크(χ(k))를 구하면, 소정값 이상에 대한 값을 제거한다.(S55)In this way, when the stroke χ (k) is obtained, the value for the predetermined value or more is removed (S55).
상기 S33단계에서 얻은 스트로크(
판단한 결과, 현재 얻은 스트로크(χ(k))가 이전에 저장되어 있던 최대치(
그런다음 지금까지 구한 스트로크 최대치(
비교결과, 상기 스트로크 최대치(
그러면 상기 스위치소자(SW)는 턴오프되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 차단한다.Then, the switch device SW is turned off to cut off the voltage applied to the linear compressor L.COMP.
이와같이 상기 스위치소자(SW)를 차단시켜 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 감소시켜 스트로크 최대치(
반대로 상기 스트로크 피크치(
그러면 상기 스위치소자(SW)가 턴온되어 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 인가되는 전압을 계속해서 증가시키도록 한다.Then, the switch device SW is turned on to continuously increase the voltage applied to the linear compressor L.COMP.
이와같은 방법에 의해 리니어 컴프레샤(L.COMP)로 공급되는 전압을 증가시켜 스트로크 최대치(
결국, 본 발명은 하드웨어적으로 계산된 속도값(υ)이 입력되면 소프트웨어적으로 스트로크를 계산하여 리니어 컴프레샤의 스트로크 상사점을 제어한다.As a result, the present invention controls the stroke top dead center of the linear compressor by calculating the stroke in software when the speed value v calculated in hardware is input.
따라서 스트로크 계산부를 하드웨어로 처리할 경우 많은 저항과 캐패시터를 사용치않고 소프트웨어적으로 처리하여 구동 편차를 줄이고, 많은 소자수를 줄여 가격을 다운시킬 수 있다.Therefore, when the stroke calculation unit is processed in hardware, the software can be processed without using many resistors and capacitors to reduce the driving deviation and reduce the number of elements to reduce the price.
또한 전류 미분치를 하드웨어적으로 처리함으로써, 풀리 디지탈 (Fully Digital) 방식의 단점이 전류 미분의 큰 오차를 없앨 수 있고, 정확한 스트로크 계산이 가능하다.In addition, by processing the current derivative in hardware, the disadvantage of the Fully Digital method can eliminate the large error of the current derivative and enable accurate stroke calculation.
따라서, 본 발명은 스트로크 센서리스 방식에서 속도는 하드웨어적으로 계산하고, 스트로크를 소프트웨어적으로 처리하거나, 전류 미분을 하드웨어적으로 처리하고 속도및 스트로크를 포함한 나머지 부분을 소프트웨어적으로 계산하여 리니어 컴프레샤를 제어하여 많은 저항과 캐패시터를 사용하지 않도록 함으로써, 초기 구동편차를 포함한 온도에 의한 구동 편차를 줄이고, 가격을 다운시키고, 정확한 스트로크를 계산할 수 있도록 한 효과가 있다.Therefore, in the stroke sensorless method, the present invention calculates the speed in hardware, processes the stroke in software, processes the current derivative in hardware, and calculates the linear part by software in calculating the remaining part including the speed and the stroke. By controlling so as not to use many resistors and capacitors, it is possible to reduce the drive deviation caused by temperature including the initial driving deviation, to lower the price, and to calculate the correct stroke.
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KR20090027298A (en) * | 2007-09-12 | 2009-03-17 | 김성민 | 2nd surface approximation of estimated parameters for linear compressor sensorless control |
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