KR20040017123A - 멀티에어컨의 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티에어컨의 제어장치에 관한 것으로, 특히 3상 380V등의 고전압을 정류한 전압을 3상 유도전동기를 구동한느 인버터부의 직류링크전압으로 사용하는 경우상기 인버터부에 흐르는 전류를 실시간 감지하고 이를 이용하여 가변속 전동기를 제어할 수 있도록 한 멀티에어컨의 제어장치에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 한대의 실외기에 복수대의 실내기가 연결되어 냉난방운전하는 멀티에어컨의 실외기에 있어서, 3상유도전동기를 구동시키기 위한 380V의 전압을 공급하는 3상 전원부와; 상기 3상 전원부의 전압을 인가받아 정류하여 직류전압을 출력하는 3상 정류 부와; 상기 3상 정류부의 직류출력전압을 스위칭하여 교류전압을 출력하는 인버터부와; 상기 3상 전원부의 출력전압을 입력받아 일정전압이상으로 전압이 상승되는것을 억제시키는 신호와 상기 인버터부와 전압검출부로 직류전원을 인가하는 전원공급부와; 상기 3상 전원부의 한상의 전류를 검출하는 변류기와; 상기 변류기의 검출된 전류를 2차측에 유기된 전압으로 입력받아 그 전압을 검출하여 상기 인버터부의 제어신호로 출력하는 전압검출부로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

멀티에어컨의 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING MULTI AIRCONDITIONER}

본 발명은 멀티에어컨의 제어장치에 관한 것으로, 특히 3상 380V등의 고전압을 정류한 전압을 3상 유도전동기를 구동하는 인버터부의 직류링크전압으로 사용하는 경우상기 인버터부에 흐르는 전류를 실시간 감지하고 이를 이용하여 가변속 전동기를 제어할 수 있도록 한 멀티에어컨의 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 방, 거실 또는 사무실, 영업점포 등의 공간내에 배치되어 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 한 공기조화기이다.

통상 에어컨은 하절기에 실내의 냉방을 목적으로 하는 냉방기를 일컬으며, 이러한 에어컨중 일부는 냉동사이클의 냉매의 흐름을 역전시켜 냉방기능 및 난방기능을 선택적으로 수행할 수 있도록 한 것으로 소위 히트펌프(Heat Pump) 또는 사계절용 에어컨 등으로 불리고 있는 냉난방 겸용 에어컨이 있다.

이러한 에어컨은 도 1에 도시한 바와 같이 실내기(A)와 실외기(B)로 구성된 분리형이 있으며, 실내기(A)에는 열교환기 외에 팬모터 및 플랩모터 또는 제어용 마이컴 등의 제1 부하(12)가 탑재되고, 실외기(B)에는 열교환기, 압축기, 감압장치 외에 팬모터 및 제어용 마이컴 등의 제2 부하(13)이 탑재되어 있다.

가정용 에어컨은 통상 단상 220V의 상용 교류전원으로 운전되는데, 단상 전원부(11)의 콘센트의 허용전류가 15A를 넘으면 차단기를 동작시켜서 전원의 공급을차단하는 것으로 하고 있다(콘센트의 정격표시는 250V/15A로 보통 표시되어 있음).

종래의 운전 전류 검출회로는 도 1에 도시한 바와 같이 실외기(B)의 부하전류를 검출하는 변류기(CT)(14)를 설치, 그 1차측은 제1 부하(12)의 전원과 공급전선과 제2 부하(13)가 접속되고, 2차측의 출력전류는 저항(R1), 다이오드(D1), 평활용 콘덴서(C1)에 의해 정류, 평활되어 저항(R2, R3)에 의해 분압되어서 적당한 직류전압으로 마이컴(15)의 A/D포트에 입력된다. 그 결과 마이컴(15)에 의해 운전 전류가 설정치에 도달하는가 그렇지 않는가를 판단하게 된다.

그런데 이러한 운전 전류 검출회로에서는 평활용 콘덴서(C1)로 정전용량이 큰것이 이용되기 때문에 그 평활용 콘덴서(C1)가 저역통과 필터로 가능하다.

예를 들면, 인버터 에어컨의 경우, 급격하게 냉난방 능력을 증가시키기 위해 압축기의 능력을 증가 시키면 실제의 운전전류는 급격하게 증가하는데, 변류기(14)에 의해 검출되어서 마이컴(15)에 입력되는 운전전류의 증가는 실제 운전전류의 증가보다 약간 지연되는 경향이 있다. 그때문에 전원의 공급을 차단하기 위한 운전전류가 허용 전류인 15A를 넘어버리지 않도록 안전을 고려하여 허용전류인 15A보다 낮은 13A정도로 설정하고 있는 현상이다.

한편, 종래의 운전 전류 검출회로에서는 평활용 콘덴서(C1)의 용량을 크게 설정하고, 전류의 첨두치에 근접한 전류치가 얻어지도록 하여 전류변화의 지연을 보완해 왔다. 그러나 이와 같은 대책을 채택해도 전류변화의 추종과 얻고자 하는 전류치가 양립하지 않을뿐만 아니라, 찌그러진 전류파형에 대해서는 전류치의 실제의 전류에 대한 오차가 크게 나타나는 문제점이 있었다.

따라서, 전원 공급을 차단하는 전류 설정치는 15A에 가까울수록 압축기의 최대능력을 높일 수 있고, 냉난방 능력을 높이는 방향으로 하는 것이 바람직하다.

그래서 일정 기간마다 A/D변환된 전류치의 변화로 바꾸고, 이러한 전류치의 평균치를 전력원으로 에어컨에 공급되는 전력의 전류치로 하여 에어컨의 전류를 검출하는 것으로 하는 방법도 제안되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 3상 전원을 사용한 유도전동기를 사용한 시스템에서 공기조화기의 운전전류의 변화를 지연없이 비교적 정확하게 검출해서 전원공급을 차단하기 위한 설정치를 허용전류에 가까운 값으로 설정하도록 해서 냉난방 능력을 향상시킬 수 있도록 한 멀티에어컨의 제어장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 멀티에어컨의 제어장치의 구성을 보인 예시도.

도 2는 본 발명 멀티에어컨의 제어장치의 구성을 보인 예시도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

21: 3상 전원부 22: 3상정류부

23: 인버터부 24: 3상 유도전동기

25: 전원공급부 26: 변류기

27: 전압검출부 27a: 브리지 다이오드부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 한대의 실외기에 복수대의 실내기가 연결되어 냉난방운전하는 멀티에어컨의 실외기에 있어서, 3상유도전동기를 구동시키기 위한 380V의 전압을 공급하는 3상 전원부와; 상기 3상 전원부의 전압을 인가받아 정류하여 직류전압을 출력하는 3상 정류 부와; 상기 3상 정류부의 직류출력전압을 스위칭하여 교류전압을 출력하는 인버터부와; 상기 3상 전원부의 출력전압을 입력받아 일정전압이상으로 전압이 상승되는것을 억제시키는 신호와 상기 인버터부와 전압검출부로 직류전원을 인가하는 전원공급부와; 상기 3상 전원부의 한상의 전류를 검출하는 변류기와; 상기 변류기의 검출된 전류를 2차측에 유기된 전압으로 입력받아 그 전압을 검출하여 상기 인버터부의 제어신호로 출력하는 전압검출부로 구성된것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 멀티에어컨의 제어장치의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시된 바와 같이 한대의 실외기에 복수대의 실내기가 연결되어 냉난방운전하는 멀티에어컨의 실외기에 있어서, 3상유도전동기(24)를 구동시키기 위한 380V의 전압을 공급하는 3상 전원부(21)와; 상기 3상 전원부(21)의 전압을 인가받아 정류하여 직류전압을 출력하는 3상 정류부(22)와; 상기 3상 정류부(22)의 직류출력전압을 스위칭하여 교류전압을 출력하는 인버터부(23)와; 상기 3상 전원부(21)의 출력전압을 입력받아 일정전압이상으로 전압이 상승되는것을 억제시키는 신호와 상기 인버터부(23)와 전압검출부(27)로 직류전원을 인가하는 전원공급부(25)와; 상기 3상 전원부(21)의 한상의 전류를 검출하는 변류기(CT)(26)와; 상기 변류기(CT)(26)의 검출된 전류를 2차측에 유기된 전압으로 입력받아 그 전압을 검출하여 상기 인버터부(23)의 제어신호로 출력하는 전압검출부(27)로 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 3상전원을 사용한 3상 유도전동기(24)를 사용한 시스템에서 에어컨의 운전전류의 변화를 지연없이 비교적 정확하게 검출해서 전원공급을 차단하기 위한 설정치를 허용전류에 가까운 값으로 설정하여 냉난방능력을 향상시키기 위한 취지에서 시작된다.

먼저, 본 발명의 3상 전원부(21)는 3상 유도전동기(24)를 구동시키기 위한 3상 구동전압을 출력한다.

이때, 상기 3상 전원부(21)의 출력전원중 한상의 전류를 변류기(CT)(26)의 1차측으로 출력시켜 그 변류기의 2차측에서 상기 한상의 전류를 검출하고, 그 검출한 전류를 브리지 다이오드부(27a)로 출력한다.

여기서, 본 발명은 상기 한상을 R, S, T상중 R상으로 하여 전류를 검출한 것으로 본 발명을 설명해 나간다.

3상 전원부(21)의 S상, T상의 전원 및 중선선과 함께 변류기(CT)(26)의 1차측을 통해 출력되는 R상의 전원을 통해 3상 정류부(22)측으로 380V을 인가하고, 그 3상 정류부는 그 입력된 교류전원을 직류로 변환하여 출력한다.

이때, 상기 3상 정류부(22)의 출력 전압은 530V로서, 인버터부(23)로 출력된다.

상기 인버터부(23)는 마이컴이 내부에 포함되어 있어, 전원공급부(25)로부터 마이컴의 동작전압을 입력받아 구동한다.

또한, 상기 인버터부(23)로 입력되는 신호는 T상의 전원과 중선선을 입력받아 선간전압이 입력되는 전원공급부(25)의 출력전압은 상기 인버터부(23) 내부의 마이컴 동작전압으로 이용된다.

한편, 변류기(CT)(26)로 입력되는 R상의 전류는 그 변류기(CT)(26)에 의해 전류를 검출하고, 2차측에 R상의 검출한 전류를 2차측 전압으로 출력하여 브리지 다이오드부(27a)로 출력한다.

상기 브리지 다이오드부(27a)는 저항(R1) 및 다이오드(D5)를 통해 콘덴서(C1)를 충전한다. 이때, R상의 전류상태를 의미하는 상기 콘덴서(C1)의 전압상태는 인버터부(23) 내부의 마이컴에 입력되며, 그 콘덴서(C1)의 충전전압을 일정전압이상으로 충전되는것을 방지하기 위해 다이오드(D6)를 전원공급부(25)에서 출력되는 5V와 역방향 접속시키고, 상기 콘덴서(C1)와 순방향 접속시켜 콘덴서(C1)가 일정전압이상 충전되는 것을 방지시킨다.

이후, 변류기(26)로 입력되는 R상의 전류가 감소하게 되는 경우가 발생하면 상기 콘덴서(C1)에 충전된 전압은 저항(R2)양단에 출력되는 전압이 감소하게 되므로 저항(R1)과 저항(R2)을 통해 방전하게 되어 순시치 전압이 바로 나타나게 되며, 이때도 그 콘덴서(C1)의 전압상태는 상기 인버터(23) 내부의 마이컴에 실시간으로 입력된다.

이때, 상기 마이컴은 입력되는 콘덴서(C1)의 전압변화상태로 3상유도전동기(24)의 전류 설정치인 15A를 넘지 않도록 미리 예측하여 그 전류 설정치를 기준으로 인버터부(23)의 스위칭소자에 게이트 신호를 인가한다.

이로인해, 상기 전류 설정치는 15A에 가까운 전류로 압축기의 최대능력을 높일수 있고, 냉난방 능력을 높일 수 있다.

여기서, 콘덴서(C2)는 상기 브리지 다이오드부(27a)의 출력전압에 피크성 노이즈가 발생할 경우에 이를 효과적으로 제거시켜주는 역할을 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 3상 전원을 사용한 유도전동기를 사용한 시스템에서 공기조화기의 운전전류의 변화를 지연없이 비교적 정확하게 검출해서 전원공급을 차단하기 위한 설정치를 허용전류에 가까운 값으로 설정하도록 해서 냉난방 능력을 향상시켜 효율적인 에어컨운전이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 한대의 실외기에 복수대의 실내기가 연결되어 냉난방운전하는 멀티에어컨의 실외기에 있어서, 3상유도전동기를 구동시키기 위한 380V의 전압을 공급하는 3상 전원부와; 상기 3상 전원부의 전압을 인가받아 정류하여 직류전압을 출력하는 3상 정류 부와; 상기 3상 정류부의 직류출력전압을 스위칭하여 교류전압을 출력하는 인버터부와; 상기 3상 전원부의 출력전압을 입력받아 일정전압이상으로 전압이 상승되는것을 억제시키는 신호와 상기 인버터부와 전압검출부로 직류전원을 인가하는 전원공급부와; 상기 3상 전원부의 한상의 전류를 검출하는 변류기와; 상기 변류기의 검출된 전류를 2차측에 유기된 전압으로 입력받아 그 전압을 검출하여 상기 인버터부의 제어신호로 출력하는 전압검출부로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 제어장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 전압검출부는 제1 저항과 제1 다이오드가 병렬접속된 접속점과 병렬접속되도록 제1, 제2 콘덴서의 일측을 접속하고 상기 제1 콘덴서의 접속점과 제2 다이오드의 애노드를 접속시키며, 상기 제1, 제2 콘덴서의 다른 일측과 제2 저항을 병렬접속시켜 브리지 다이오드의 일측과 접속하고, 상기 브리지 다이오드의 다른 일측은 상기 제2 저항의 다른 일측과 상기 제1 다이오드와 제1 저항이 병렬접속된 다른 일측과 접속된 접속점과 연결되게 구성된 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 제어장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 인버터부는 마이컴을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티에어컨의 제어장치.