KR20000073808A - 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법에 관한 것으로, 실내온도 및 설정온도의 차에 따라 압축기의 운전주파수를 결정하여 압축기를 운전시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기의 초기 운전시 운전주파수가 소정주파수에 도달하였는가를 판별하는 주파수판별단계와, 상기 주파수판별단계에서 소정주파수에 도달하면 상기 압축기의 운전주파수를 소정주파수로 유지하는 주파수유지단계와, 상기 주파수유지단계에서 압축기의 운전주파수를 소정주파수로 유지한 시간이 소정시간을 경과하였는지를 판별하는 시간판별단계와, 상기 시간판별단계에서 소정시간을 경과하면 압축기 운전전류를 감지하여 과전류가 발생하였는가를 판별하는 과전류판별단계와, 상기 과전류판별단계에서 과전류가 발생하면 상기 압축기 운전을 정지시키는 압축기정지단계로 이루어져, 압축기 초기 운전시 주파수가 상승할 때에 운전주파수를 일정시간동안 저주파수로 유지하여 압축기의 구속에 따른 과전류 발생을 정확하게 검지하므로 압축기의 파손을 방지하고 인버터장치를 보호한다.

Description

공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법 {protection control method of inverter apparatus for air conditoiner}

본 발명은 압축기의 운전주파수를 냉방 또는 난방능력에 따라 가변하는 인버터 공기조화기에 관한 것으로, 특히 압축기 초기 운전시 운전주파수를 일정시간동안 저주파수로 유지하여 압축기의 구속에 따른 과전류 발생을 정확하게 검지하는 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 종래 공기조화기의 인버터장치에 있어서는, 압축기 운전시 실외기에 공급되는 전류를 감지하여 감지전류가 과전류이면 압축기 운전을 정지시켜 압축기의 구속에 따른 과전류 발생시 압축기의 파손을 방지하고 인버터회로를 보호하도록 하였다.

그런데, 이와같은 종래 공기조화기의 인버터장치 보호방법에서는, 압축기 운전중 순시적으로 압축기가 구속되는 시점에서는 과전류 발생을 이상없이 검지하여 인버터장치를 효과적으로 보호할 수 있으나, 압축기 초기 운전시 압축기가 구속되면 압축기 주파수 상승으로 인한 전류 증가로 압축기 운전전류가 도 1에 도시한 바와같이, 급격히 상승하므로 과전류 발생을 검지하기 이전에 실외기에 과전류가 흘러 압축기가 파손됨은 물론, 인버터장치를 보호하지 못한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 압축기 초기 운전시 주파수가 상승할 때에 운전주파수를 일정시간동안 저주파수로 유지하여 압축기의 구속에 따른 과전류 발생을 정확하게 검지하므로 압축기의 파손을 방지하고 인버터장치를 보호하는 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법은, 실내온도 및 설정온도의 차에 따라 압축기의 운전주파수를 결정하여 압축기를 운전시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 압축기의 초기 운전시 운전주파수가 소정주파수에 도달하였는가를 판별하는 주파수판별단계와, 상기 주파수판별단계에서 소정주파수에 도달하면 상기 압축기의 운전주파수를 소정주파수로 유지하는 주파수유지단계와, 상기 주파수유지단계에서 압축기의 운전주파수를 소정주파수로 유지한 시간이 소정시간을 경과하였는지를 판별하는 시간판별단계와, 상기 시간판별단계에서 소정시간을 경과하면 압축기 운전전류를 감지하여 과전류가 발생하였는가를 판별하는 과전류판별단계와, 상기 과전류판별단계에서 과전류가 발생하면 상기 압축기 운전을 정지시키는 압축기정지단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 압축기 주파수 상승에 따른 운전전류의 변화를 도시한 그래프,

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화기의 인버터장치 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 압축기의 구동회로도,

도 4는 본 발명에 의한 공기조화기의 인버터장치 보호 제어동작순서를 도시한 플로우챠트,

도 5는 본 발명의 압축기 저주파수 유지운전에 따른 운전전류의 변화를 도시한 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

3 : 컨버터수단 7 : 제어수단

9 : 인버터구동수단 11 : 인버터수단

13 : 압축기 15 : 온도감지수단

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3에 도시한 바와같이, 컨버터수단(3)은 전원입력단(1)으로부터 공급되는 AC입력전원을 정류 및 평활시켜 DC전원으로 변환하고, 전류감지수단(5)은 상기 컨버터수단(5)으로부터 실외기에 공급되는 전류변화량을 감지하여 압축기(13)의 구속에 따른 과전류 발생을 감지한다.

그리고, 제어수단(7)은 실내온도 및 설정온도의 차에 따라 압축기(13)의 운전주파수를 결정하여 인버터 구동신호를 출력하는 마이컴이고, 인버터구동수단(9)은 상기 제어수단(7)에서 결정된 운전주파수에 따라 상기 압축기(13)를 회전시키도록 제어수단(7)으로부터 출력되는 PWM신호를 인버터구동용 신호로 증폭한다.

또한, 인버터수단(11)은 상기 인버터구동수단(9)으로부터 출력되는 구동신호에 따라 6개의 파워-트랜지스터(TR1~TR6)를 교번으로 턴온 또는 턴오프동작시켜 상기 컨버터수단(3)으로부터 출력되는 DC전원을 3상(u상, v상, w상) AC전원으로 변환시켜 상기 압축기(13)에 공급한다.

또, 온도감지수단(15)은 실내온도 및 실외온도를 감지하는 서미스터이고, 키조작수단(17)은 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 설정온도를 입력함과 동시에 상기 공기조화기의 운전/정지를 입력하도록 다수의 키를 구비하고 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법의 작용효과를 설명한다.

도 4는 본 발명에 의한 공기조화기의 인버터장치 보호 제어동작순서를 도시한 플로우챠트로서, 도 4에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 전원입력단(1)으로부터 AC입력전원이 인가되면, AC입력전원은 컨버터수단(3)에서 DC전원으로 변환되고, 이 변환된 DC전원은 도시되지 않은 전원수단에 입력되어 공기조화기의 구동에 필요한 DC 5V의 마이컴 구동전원과, DC 12V의 부하구동전원으로 변환되어 제어수단(7)과 인버터구동수단(9)에 공급된다.

따라서, 상기 제어수단(7)에서는 전원수단으로부터 출력되는 직류전압(마이컴 구동전원)을 입력받아 공기조화기를 초기화시킨다.

이때, 사용자가 리모콘이나 실내기의 콘트롤판넬상에 구비된 키조작수단(17)을 조작하여 운전키를 누른다음 원하는 운전모드(예를들면, 난방)와 설정온도(Ts)를 입력하면, 키조작수단(17)으로부터 운전신호가 제어수단(7)에 입력되어 공기조화기가 운전을 시작한다.

상기 공기조화기가 운전을 시작하면, 스텝S1에서 제어수단(7)은 온도감지수단(15)에 의해 감지된 실내온도와 설정온도(Ts)를 비교하여 압축기(13) 운전조건인가를 판별하여, 압축기(13) 운전조건이 아니면(NO일 경우) 압축기(13) 운전동작을 대기하면서 스텝S1이하의 동작을 반복수행한다.

압축기(13) 운전조건이라 함은, 난방운전시 실내온도가 설정온도보다 작은 경우이고, 냉방운전시 실내온도가 설정온도보다 큰 경우이다.

상기 스텝S1에서의 판별결과, 압축기(13) 운전조건이면(YES일 경우) 스텝S2로 나아가서 제어수단(7)에서는 실내온도와 설정온도의 차에 따라 압축기(13)의 운전주파수를 설정하여 인버터구동용 PWM신호를 인버터구동수단(9)에 출력한다.

이에 따라, 상기 인버터구동수단(9)에서는 제어수단(7)으로부터 출력되는 PWM신호를 증폭시켜 인버터수단(11)의 6개의 파워-트랜지스터(TR1~TR6)를 교번으로 턴온 또는 턴오프동작시키므로 컨버터수단(3)으로부터 출력되는 DC전원을 3상 AC전원으로 변환시켜 출력하면, 인버터수단(11)으로부터 출력되는 3상(u상, v상, w상) AC전원에 의해 압축기(13)가 운전을 개시한다.

상기 압축기(13)가 운전을 개시하면, 스텝S3에서는 실내온도와 설정온도의 차에 따라 설정된 운전주파수에 도달하기 위해 압축기(13)의 주파수가 도 5에 도시한 바와같이, 상승하기 시작한다.

따라서, 스텝S4에서는 압축기(13)의 주파수가 상승하여 소정주파수(저주파수, 약 35Hz)에 도달하였는가를 판별하여, 소정주파수에 도달하지 않으면(NO일 경우) 상기 스텝S3으로 복귀하여 소정주파수에 도달하기까지 스텝S3이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S4에서의 판별결과, 소정주파수에 도달하면(YES일 경우) 스텝S5로 나아가서 제어수단(7)은 압축기(13)의 주파수 상승을 해제하고 도 5에 도시한 바와같이, 압축기(13)의 소정주파수를 유지하면서 시간 카운터를 시작한다.

이어서, 스텝S6에서 제어수단(7)은 압축기(13)의 주파수를 소정주파수(35Hz)로 유지한 시간이 도 5에 도시한 소정시간(약, 15초) 경과하였는지를 판별하여, 소정시간 경과하지 않으면(NO일 경우) 스텝S61로 나아가서 제어수단(7)은 시간을 증가시키면서 상기 스텝S6으로 복귀하여 스텝S6이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S6에서의 판별결과, 소정시간 경과하면(YES일 경우) 압축기(13) 초기 운전시 압축기(13) 구속에 대비하여 운전전류가 도 5에 도시한 바와같이, 안정적으로 상승한 상태이므로 스텝S7로 나아가서 컨버터수단(5)으로부터 실외기에 공급되는 압축기(13) 운전전류의 변화량을 전류감지수단(5)에서 감지하여 제어수단(7)에 출력한다.

따라서, 스텝S8에서 제어수단(7)은 압축기(13) 운전전류가 과전류인가를 판별하여, 과전류이면(YES일 경우) 스텝S9로 나아가서 제어수단(7)은 압축기(13)의 운전을 정지하면서 동작을 종료한다.

상기 스텝S8에서의 판별결과, 과전류가 아니면(NO일 경우) 스텝S81로 나아가서 압축기(13)의 주파수를 설정주파수까지 상승시켜 공기조화기의 정상운전을 수행하면서 동작을 종료한다.

상기와 같이, 압축기(13) 초기 운전시 도 5에 도시한 바와같이, 압축기(13)의 운전주파수를 소정시간(15초) 동안 저주파수(35Hz)로 유지함으로서 압축기(13) 구속에 대비하여 운전전류를 안정되게 상승시킬 수 있다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법에 의하면, 압축기 초기 운전시 주파수가 상승할 때에 운전주파수를 일정시간동안 저주파수로 유지하여 압축기의 구속에 따른 과전류 발생을 정확하게 검지하므로 압축기의 파손을 방지하고 인버터장치를 보호한다는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 실내온도 및 설정온도의 차에 따라 압축기의 운전주파수를 결정하여 압축기를 운전시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

   상기 압축기의 초기 운전시 운전주파수가 소정주파수에 도달하였는가를 판별하는 주파수판별단계와,

   상기 주파수판별단계에서 소정주파수에 도달하면 상기 압축기의 운전주파수를 소정주파수로 유지하는 주파수유지단계와,

   상기 주파수유지단계에서 압축기의 운전주파수를 소정주파수로 유지한 시간이 소정시간을 경과하였는지를 판별하는 시간판별단계와,

   상기 시간판별단계에서 소정시간을 경과하면 압축기 운전전류를 감지하여 과전류가 발생하였는가를 판별하는 과전류판별단계와,

   상기 과전류판별단계에서 과전류가 발생하면 상기 압축기 운전을 정지시키는 압축기정지단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주파수판별단계에서 소정주파수에 도달하지 않으면 상기 압축기의 운전주파수를 상승시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 소정주파수는 30~40Hz 범위인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 과전류판별단계에서 과전류 발생이 아니면 상기 압축기의 운전주파수를 설정주파수로 상승시켜 정상운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터장치 보호방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 소정시간은 15초 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 인버터장치 보호 제어방법.