KR20040026918A

KR20040026918A - 왕복동식 압축기의 운전제어방법

Info

Publication number: KR20040026918A
Application number: KR1020020058552A
Authority: KR
Inventors: 송계영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-01
Also published as: KR100480116B1

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 냉력가변시 사체적을 줄이며 냉력가변을 할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 모터의 권선을 두개로 나누어 하나는 교류전원을, 나머지 하나는 직류전원을 인가받아 구동하는 왕복동식(리니어) 모터를 적용한 압축기에 있어서, 사용자 설정온도로 냉장고내의 온도를 유지시키기 위한 초기 압축기 구동시, 교류 및 직류전원을 함께 인가하여 풀 스트로크로 최대냉력을 공급함으로써, 상기 사용자 설정온도로 급냉시키는 단계와; 상기 최대냉력으로 소정시간 운전중, 냉장고내의 온도가 일정온도에 도달하면 상기 직류전원을 차단하여 냉력을 가변하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

왕복동식 압축기의 운전제어방법{DRIVING CONTROL METHOD FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 냉력가변시 사체적을 줄이며 냉력가변을 할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식(리니어) 모터를 사용한 왕복동식 압축기는 다상의 고정자에 권취된 코일에 공급되는 전원을 스위칭 소자를 이용하여 단속함으로써, 운동 가진력을 발생 시키게 되는데 운동자와 고정자간의 여자 상태를 순차적으로 가변시킴으로써, 자기 흡입력에 의하여 운동 가진력을 발생 시킬 수 있다.

특히, 냉장고나 에어컨에 사용되는 왕복동식 압축기는 모터에 인가되는 전압으로 압축비를 가변할 수 있고, 따라서 냉력을 사용자의 의도에 따라 가변하여 제어하는 장점이 있는 것으로, 이와 같은 왕복동식 압축기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 왕복동식 모터를 사용한 왕복동식 압축기의 운전 제어 장치에 대한 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 스트로크 지령치에 따라, 내부 모터(M)에 인가되는 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축부(L.COMP)와 인가 전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부(300)와; 인가 전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(200)와; 상기 전압 검출부(300) 및 전류 검출부(200)로 부터 검출된 전압과 전류로 스트로크를 계산하고, 그 스트로크를 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(400)와; 상기 마이크로 컴퓨터(400)의 스위칭 제어 신호에따라, 교류 전원을 트라이액(Tr1)으로 단속시켜 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 전압을 인가하는 전기 회로부(100)로 구성되고, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 왕복동식 압축부(L.COMP)는 사용자에 의해 설정된 스트로크 지령치에 따른 인가 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동되고, 이로 인해 스트로크가 가변되어 냉력을 조절한다.

한편, 전기 회로부(100)의 트라이액(Tr1)은 마이크로 컴퓨터(400)의 스위칭 제어 신호에 의해 턴온 주기가 길어짐에 의해 스트로크가 증가되는데, 이때 왕복동식 압축부(L.COMP)의 모터(M)에 인가되는 인가 전압과 전류를 각기 전압 검출부(300)와 전류 검출부(200)에서 검출하여 이를 그 마이크로 컴퓨터(400)에 인가한다.

그러면, 상기 마이크로 컴퓨터(400)는 상기 전압 검출부(300)와 전류 검출부(200)로부터 검출된 인가 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 계산한후, 이 스트로크를 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따라 스위칭 제어 신호를 출력 한다.

즉, 상기 마이크로 컴퓨터(400)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 작으면, 상기 트라이액(Tr1)의 온주기를 길게 하는 스위칭 제어 신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 증가시킨다.

상술한 바와 달리, 상기 마이크로 컴퓨터(400)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 크면, 상기 트라이액(Tr1)의 온주기를 짧게 하는 스위칭 제어 신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 감소시킨다.

결국, 상기 과정에 의해 왕복동식 압축부(L.COMP)의 스트로크 행정거리가 변화되어 냉력이 제어된다.

도 2는 일반적인 왕복동식 압축기의 왕복동식 압축부의 일예를 도시한 예시도로서, 종래 왕복동식 압축기의 압축기구부는 소정 형상으로 형성되며 그 내부에 일정 내경으로 관통 형성된 실린더(10)와; 상기 실린더(10)의 내부에 삽입되어 상기 모터의 구동력을 전달받아 직선 왕복 운동하는 피스톤(20)과; 상기 실린더(10)의 내부에 삽입된 피스톤(20)의 단면 및 그 실린더(10)의 내부에 의해 형성되는 압축공간(P)을 복개하도록 상기 실린더(10)의 일측에 결합되는 토출커버(30)와; 상기 토출커버(30)의 내부에 삽입되어 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(40)와; 상기 토출커버(30)의 내측 및 토출밸브(40)에 지지되어 토출밸브(40)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(50)을 포함하여 구성되어, 정상운전시에는 피스톤(20)이 왕복운동을 할때 상사점이 실린더 끝단에 오게하여 운전하고, 냉력가변시에는 스트로크를 줄여 냉력을 감소시키는데, 이때 사체적(P)이 존재하게 된다.

그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 기술에 있어서, 스트로크의 행정거리를 조금만 줄여도 냉력이 급격히 감소하므로, 스트로크의 행정거리를 줄여 냉력가변을 할경우, 스트로크는 크게 줄지 않으면서 냉력이 줄어들므로 냉력가변시에 마찰손실비율이 크고, 사체적이 증가하여 효율이 감소하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로,모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 정상운전시에는 교류전원 및 직류전원을 인가하여 직류전원에 의해 모터의 마그네트와 연결된 피스톤이 토출 밸브의 반대측으로 이동하여 운전되어 냉동능력이 증가하게 되고, 냉력가변시에는 직류측 전원이 차단되어 피스톤이 토출 밸브측으로 이동하여 사체적을 줄이며 냉력가변을 할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 리니어 모터를 사용한 왕복동식 압축기의 운전 제어 장치에 대한 구성을 보인 회로도.

도 2는 일반적인 왕복동식 압축기의 왕복동식 압축부의 일예를 보인 예시도.

도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 예시도.

도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 의한 피스톤의 행정거리를 보인 예시도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

210: 모터220: 피스톤

230: 토출 밸브240: 실린더

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터의 권선을 두개로 나누어 하나는 교류전원을, 나머지 하나는 직류전원을 인가받아 구동하는 왕복동식(리니어) 모터를 적용한 압축기에 있어서, 사용자 설정온도로 냉장고내의 온도를 유지시키기 위한 초기 압축기 구동시, 교류 및 직류전원을 함께 인가하여 풀 스트로크로 최대냉력을 공급함으로써, 상기 사용자 설정온도로 급냉시키는 단계와;

상기 최대냉력으로 소정시간 운전중, 냉장고내의 온도가 일정온도에 도달하면 상기 직류전원을 차단하여 냉력을 가변하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 예시도로서, 모터(210)에 교류(AC)전원과 함께 직류(DC)전원이 인가되도록 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

모터(210)의 권선을 두개로 나눠 감아서, 하나는 교류(AC)전원을, 나머지 하나는 직류(DC)전원을 인가하도록 함으로써, 피스톤(220)의 중심위치를 직류, 교류(DC, AC)전원에 의해 조정가능하도록 한다.

초기 정상적으로 운전(급냉각)시에는 교류(AC)전원 및 직류(DC)전원 모두를 인가하여 직류전원에 의해 모터(210)의 마그네틱(미도시)과 연결된 피스톤(220)이 토출 밸브(230)의 반대측으로 이동하여 운전되어 냉동능력이 증가하게 된다.

상기 과정은 큰 냉동능력이 필요할 경우, 피스톤(220)의 운동 중심을 토출 밸브(230)의 반대측으로 이동시켜 스트로크를 크게 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 동작중, 일정시간후 일정온도에 도달하면 냉력을 가변하기 위해 직류(DC)전원을 차단하며, 이에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이 사체적없이 피스톤(220)이 토출 밸브(230)측으로 이동하여 냉동능력을 감소시키며 소정주기를 반복한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 정상운전(급냉각)시에는 교류전원 및 직류전원을 인가하여 직류전원에 의해 모터의 마그네트와 연결된 피스톤의 토출 밸브의 반대측으로 이동하여 운전되어 냉동능력이 증가하게 되고, 냉력가변시에는 직류측 전원이 차단되어 피스톤이 토출 밸브측으로 이동함으로써, 사체적과 마찰손실 비율을 줄이는 효과가 있다.

Claims

모터의 권선을 두개로 나누어 하나는 교류전원을, 나머지 하나는 직류전원을 인가받아 구동하는 왕복동식(리니어) 모터를 적용한 압축기에 있어서, 사용자 설정온도로 냉장고내의 온도를 유지시키기 위한 초기 압축기 구동시, 교류 및 직류전원을 함께 인가하여 풀 스트로크로 최대냉력을 공급함으로써, 상기 사용자 설정온도로 급냉시키는 단계와;

상기 최대냉력으로 소정시간 운전중, 냉장고내의 온도가 일정온도에 도달하면 상기 직류전원을 차단하여 냉력을 가변하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 운전제어방법.