KR20040033723A - 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치에 관한 것으로, 스트로크 추정시에 적용되는 모터 파라미터중, 모터상수값을 전류와 스트로크에 따라 다른 값을 적용함으로써, 그 모터상수의 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 감소시키도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 왕복동식 압축기에 있어서, 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 제거하기 위하여, 실험에 의해 전류에 따라 가변되는 모터 상수를 기저장하는 저장수단과; 모터에 인가되는 모터 전류 및 모터 전압을 검출하는 검출수단과; 상기 모터 전류와 그 모터전류에 따라 가변되는 모터 상수,그리고 모터 전압 및 레지스턴스와 인덕턴스를 이용하여 스트로크를 추정하는 스트로크 추정수단과; 상기 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따라 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어하는 스트로크 제어수단을 포함하여 구성한다.

Description

왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치{STROKE INFERENCE APPARATUS FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치에 관한 것으로, 특히 스트로크 추정시에 적용되는 모터 파라미터중, 모터상수값을 전류와 스트로크에 따라다른 값을 적용함으로써, 그 모터상수의 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 감소시키도록 한 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치에 관한 것이다.

도1은 종래 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 모터에 인가되는 모터전류를 검출하는 전류검출부(4)와; 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압검출부(3)와; 상기 검출된 모터 전류와 모터 전압 및 모터 파라미터에 의해, 스트로크를 추정하는 스트로크 추정기(5)와; 상기 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따른 차이신호를 출력하는 비교기(1)와; 상기 차이신호에 따라, 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어하는 스트로크 제어기(2)로 구성되며, 이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 전류검출부(4)는 모터에 인가되는 모터전류를 검출하고, 전압검출부 (3)는 모터에 인가되는 모터전압을 검출한다.

이때, 스트로크 추정기(5)는, 상기 모터전류와 모터전압 및 모터 파라미터를 하기의 수학식에 적용하여 스트로크추정치를 연산한후, 그 스트로크 추정치를 비교기(1)에 인가한다.

[수학식]

여기서, R:레지스턴스

L:인덕턴스

α:모터상수

이에 따라, 상기 비교기(1)는 상기 스토로크 추정치와 상기 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따른 차이신호를 스트로크 제어기(2)에 인가하고, 이에 의해 상기 스트로크 제어기(2)는 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어한다.

즉, 상기 스트로크 제어기(2)는, 도2에서 보는 바와같이, 스트로크 지령치가 스트로크 추정치보다 크면 모터 인가전압을 증가시키고, 스트로크 지령치가 스트로크 추정치보다 작으면 모터 인가전압을 감소시킨다.

상술한 바와같이, 왕복동식 압축기의 스트로크를 검출하는 방법은, 모터 파라미터(모터상수, 레지스턴스, 인덕턴스등)를 모두 이용하여 스트로크를 추정하여 스트로크 제어를 수행하는데, 이때, 상기 모터 파라미터를 항상 일정한 값으로 가정하여 스트로크를 추정함으로써 그 모터 파라미터의 편차 및 비선형성으로 인하여 추정되는 스트로크의 오차가 커지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스트로크 추정시에 적용되는 모터 파라미터중, 모터상수값을 전류와 스트로크에 따라 다른 값을 적용함으로써, 그 모터상수의 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 감소시키도록 한 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 동작 흐름도.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도4는 도3에 있어서, 스트로크와 전류의 변화에 따른 모터상수의 변화를 보인도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

10:전압검출부20:전류검출부

30:스트로크추정기40:모터상수저장부

50:비교기60:스트로크 제어기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 왕복동식 압축기에 있어서, 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 제거하기 위하여, 실험에 의해 전류에 따라 가변되는 모터 상수를 기저장하는 저장수단과; 모터에 인가되는 모터 전류 및 모터전압을 검출하는 검출수단과; 상기 모터 전류와 그 모터전류에 따라 가변되는 모터 상수,그리고 모터 전압 및 레지스턴스와 인덕턴스를 이용하여 스트로크를 추정하는 스트로크 추정수단과; 상기 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따라 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어하는 스트로크 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명은, 왕복동식 압축기에서 스트로크 추정시에 적용되는 모터 파라미터중 모터 상수를 스트로크와 전류에 따라 각각 가변되는 값으로 적용하면, 그 모터상수에 따른 비선형성이 제거되어 스트로크 추정 오차성분을 줄어들게 함을 근거로 하여 착안하였음을 밝혀두는 바이다.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 제거하기 위하여, 실험에 의해 전류에 따라 가변되는 모터 상수를 기저장하는 모터상수저장부(40)과; 모터에 인가되는 모터전류를 검출하는 전류검출부(20)와; 모터에 인가되는 모터전압을 검출하는 전압검출부(10)와; 상기 모터 전류와 그 모터전류에 따라 가변되는 모터 상수,그리고 모터 전압 및 레지스턴스와 인덕턴스를 이용하여 스트로크를 추정하는 스트로크 추정기(30)와; 상기 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따른 차이신호를 출력하는 비교기(50)와; 상기 비교기(50)의 비교신호에 따라, 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어하는 스트로크 제어기(60)로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 일반적인 동작은 종래와 동일하다. 즉, 전류검출부(20)는 모터에 인가되는 모터전류를 검출하고, 전압검출부(10)는 모터에 인가되는 모터전압을 검출한다.

이때, 스트로크 추정기(30)는, 상기 모터전류와 모터전압 및 모터 파라미터를 하기의 수학식에 적용하여 스트로크추정치를 연산한후, 그 스트로크 추정치를 비교기(50)에 인가한다.

[수학식]

여기서, R:레지스턴스

L:인덕턴스

α:모터상수

여기서, 상기 스트로크 추정기(30)는, 상기 모터 파라미터중, 모터전류에 따라 가변되는 모터 상수를 모터상수저장부(40)에 기저장한후, 그 모터상수저장부 (40)에 저장된 모터전류의 레벨에 따라 각기 저장된 모터상수를, 상기 수학식에 적용하여 스트로크를 추정함으로써, 모터상수에 의해 비선형성을 어느 정도 제거한다.

이때, 모터상수저장부(40)은 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 제거하기 위하여, 도4와 같은 스트로크와 전류의 변화에 따른 모터상수를 테이블화하는데, 즉 실험에 의해 전류에 따라 가변되는 모터 상수를 기저장하거나, 또는 실험에 의해 스트로크에 따라 가변되는 모터상수를 기저장하거나, 또는 실험에 의해 스트로크 및 전류에 따라 가변되는 모터상수를 기저장한다.

이에 따라, 상기 비교기(50)는 상기 스토로크 추정치와 상기 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따른 차이신호를 스트로크 제어기(60)에 인가하고, 이에 의해 상기 스트로크 제어기(60)는 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어한다.

즉, 본 발명은, 스트로크 추정에 이용되는 모터 파라미터중, 인덕턴스와 레지스턴스는 일정한 값으로 적용하고, 모터 상수는, 전류의 레벨에 따라 다른값을 적용하거나, 또는 스트로크에 따라 다른 값을 적용하여 스트로크를 추정함으로써, 그 모터상수의 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 감소시킨다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 스트로크 추정시에 적용되는 모터 파라미터중, 모터상수값을 전류와 스트로크에 따라 다른 값을 적용함으로써, 그 모터상수의 비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 감소시키는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 왕복동식 압축기에 있어서,

   비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 제거하기 위하여, 실험에 의해 전류에 따라 가변되는 모터 상수를 기저장하는 저장수단과;

   모터에 인가되는 모터 전류 및 모터 전압을 검출하는 검출수단과;

   상기 모터 전류와 그 모터전류에 따라 가변되는 모터 상수,그리고 모터 전압 및 레지스턴스와 인덕턴스를 이용하여 스트로크를 추정하는 스트로크 추정수단과;

   상기 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따라 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어하는 스트로크 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치.
2. 제1 항에 있어서, 저장수단은,

   비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 제거하기 위하여, 실험에 의해 스트로크에 따라 가변되는 모터 상수를 기저장하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치.
3. 제1 항에 있어서, 저장수단은,

   비선형성에 따른 스트로크 추정오차를 제거하기 위하여, 실험에 의해 스트로크 및 전류에 따라 가변되는 모터상수를 기저장하는 것을 특징으로 하는 왕복동식압축기의 스트로크 추정장치.
4. 제1 항에 있어서, 스트로크 추정수단은,

   인덕턴스와 레지스턴스를 일정한 값으로 적용하여 스트로크를 추정하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 스트로크 추정장치.