KR20040064494A - 왕복동식 압축기의 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 구동장치에 관한 것으로, 고가의 운전제어장치 없이, 상용 교류전원의 변동을 감지하여, 그 변동 정도에 따라 압축기를 구동할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 교류 전원을 직류전압으로 변환하여 검출하는 전압감지부와; 상기 전압감지부에서 출력되는 직류전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여, 모터 권선을 선택하기 위한 권선선택신호를 출력하는 권선선택부와; 상기 권선선택부의 권선선택신호에 의해,릴레이를 구동하기 위한 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이구동부와; 상기 릴레이 구동신호에 의해, 압축기의 모터 권선을 주권선(모터 전체 권선) 또는 보조 권선으로 선택하는 릴레이로 구성한다.

Description

왕복동식 압축기의 구동장치{DRIVING DEVICE OF RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 왕복동식 압축기에 관한 것으로서, 특히 고가의 운전제어장치 없이, 상용 교류전원의 변동을 감지하여, 변동 정도에 따라 압축기를 구동하도록 한 왕복동식 압축기의 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)는 피스톤이 실린더의 내부에서 선형으로 왕복운동을 하면서 냉매가스를 흡입 압축하여 토출하는 것으로, 보다 구체적으로는 피스톤을 구동하는 방식에 따라 레시프로(Recipro) 방식과 리니어(Linear) 방식으로 구분할 수 있다.

레시프로(Recipro) 방식은 회전모터에 크랭크 샤프트를 결합하고 이 크랭크 샤프트에 피스톤을 결합하여 회전모터의 회전력을 직선 왕복운동으로 전환하는 방식인데 반하여, 리니어(Linear) 방식은 직선모터의 가동자에 피스톤을 직접 연결하여 모터의 직선운동으로 피스톤을 왕복운동시키는 방식이다.

본 발명은 리니어(Linear) 방식을 적용한 왕복동식 압축기에 관한 것이다.

이러한 리니어(Linear) 방식의 왕복동식 압축기는 전술한 바와 같이 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 크랭크 샤프트(Crankshaft)가 없어 마찰 손실이 적으므로, 압축 효율면에서 일반 압축기 보다 압축 효율이 높다.

상기 왕복동식 압축기가 냉장고나 에어컨에 사용될 경우에, 상기 왕복동식 압축기에 입력되는 스트로크 전압(Stroke Voltage)을 가변 시킴에 따라 상기 왕복동식 압축기의 압축비(compression ratio)를 가변할 수 있어 냉력(Freezing Capacity)을 제어할 수 있다.

도1은 종래 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 회로도로서, 왕복동식 압축기가 운전됨에 따라 모터(13)에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출부(14)와; 상기 왕복동식 압축기가 운전됨에 따라 상기 모터(13)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(12)와; 상기 전압 검출부(14)로부터 검출된 전압과 상기 전류 검출부(12)로부터 검출된 전류를 이용하여 스트로크를 계산하고, 그 계산된 스트로크와 상기 스트로크 지령치(Stroke Reference Value)를 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 스위칭 제어 신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(15)와, 상기 마이크로컴퓨터(15)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호에 따라 상기 왕복동식 모터 (13)로 공급되는 교류 전원을 내부 트라이악(Tr1)을 이용하여 온-오프 제어함으로써 스트로크 전압을 상기 모터(13)로 공급하는 전원 공급부(11)로 구성하며, 이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.

먼저, 왕복동식 압축기, 사용자에 의해 설정된 상기 스트로크 지령치에 의존하여 상기 모터(13)로 공급되는 전압을 입력 받아 상기 스트로크를 가변 하고, 그에 따라 상기 피스톤을 상하 운동시킨다.

여기서, 상기 스트로크란 상기 왕복동식 압축기내의 피스톤이 왕복 운동하면서 움직이는 거리를 의미한다.

상기 전원 공급부(11)의 트라이악(Triac)(Tr1)은 상기 마이크로컴퓨터(15)로부터 출력되는 스위칭 제어 신호에 의해 턴온주기가 길어지고, 상기 턴온 주기가 길어지면서 상기 교류 전원이 상기 모터(13)로 공급되어 그 모터(13)가 구동한다.

이때, 상기 전압 검출부(14)와 상기 전류 검출부(12)는 상기 모터(13)로 인가되는 전압과 전류를 각각 검출하여 이를 상기 마이크로컴퓨터(15)로 출력한다.

상기 마이크로컴퓨터(15)는 상기 전압 검출부(14)와 상기 전류 검출부(12)로부터 검출된 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 계산한 후, 그 계산된 스트로크를 상기 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따른 스위칭 제어 신호를 출력한다.

즉, 상기 마이크로컴퓨터(15)는 상기 계산된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 보다 작으면, 상기 트라이악(Tr1)의 온주기를 길게 하는 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부(11)로 출력하여 상기 모터(13)에 공급되는 스트로크 전압을 증가시킨다.

반면, 상기 마이크로컴퓨터(15)는 상기 계산된 스트로크가 상기 스트로크 지령치 보다 크면, 상기 트라이악(Tr1)의 온주기를 짧게 하는 스위칭 제어 신호를 상기 전원 공급부(11)로 출력하여 상기 모터(13)에 공급되는 스트로크 전압을 감소시킨다.

상술한 바와같이, 종래 왕복동식 압축기의 운전제어장치는,트라이악(Tr1)의 온/오프를 제어하여 압축기의 스트로크를 제어하는데, 이러한 방법은 정밀하게 스트로크를 제어하는 장점이 있지만, 고가의 디지탈신호처리기(DSP)를 사용하므로,구현 비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 고가의 운전제어장치 없이, 상용 교류전원의 변동을 감지하여, 그 변동 정도에 따라 압축기를 구동할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 왕복동식 압축기의 운전 제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 구동장치에 대한 구성을 보인 회로도.

도3은 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 구동방법에 대한 동작 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100: 전압 감지부 101:권선 선택부

102:릴레이 구동부 103:모터

RY:릴레이

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 교류 전원을 직류전압으로 변환하여 검출하는 전압감지부와; 상기 전압감지부에서 출력되는 직류전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여, 모터 권선을 선택하기 위한 권선선택신호를 출력하는 권선선택부와; 상기 권선선택부의 권선선택신호에 의해,릴레이를 구동하기 위한 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이구동부와; 상기 릴레이 구동신호에 의해, 압축기의 모터 권선을 주권선(모터 전체 권선) 또는 보조 권선으로 선택하는 릴레이로 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 왕복동식 압축기의 구동장치에 대한 실시예의 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 왕복동식 압축기의 구동장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도이다..

도2에 도시한 바와 같이, 상기 왕복동식 압축기의 구동장치는, 교류 전원 (AC)을 직류전압으로 변환하여 검출하는 전압감지부(100)와; 상기 전압감지부(100 )에서 출력되는 직류전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 모터 권선을 선택하기 위한 권선선택신호를 출력하는 권선선택부(101)와; 상기 권선선택부 (101)의 권선선택신호에 의해,릴레이(RY)를 구동하기 위한 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이구동부(102)와; 상기 릴레이 구동신호에 의해, 압축기의 모터 권선을 주권선(모터 전체 권선)(m1+m2) 또는 보조 권선(m1)으로 선택하는 릴레이 (RY)로 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 교류전원(AC)이 투입되면, 전압감지부(100)는 상기 교류전원(AC)을 직류전압으로 변환하여 감지하고, 권선선택부(101)는 상기 직류전압을 기준전압과 비교하여, 그 비교결과에 근거하여 모터권선을 선택하기 위한 권선선택신호를 출력한다.

즉, 상기 권선선택부(101)는, 직류전압이 기준전압 보다 크면, 주권선(모터 전체 권선)(m1+m2)을 선택하기 위한 권선 선택신호를 릴레이구동부(102)로 출력하고, 직류전압이 기준전압 보다 작으면, 보조권선(m1)을 선택하기 위한 권선선택신호를 릴레이구동부(102)로 출력한다.

이때, 상기 권선선택부(101)는 히스테리시스(Hysteresis)를 가진 비교기로 구성한다.

상기 릴레이 구동부(102)는, 상기 권선선택부(101)의 권선선택신호에 의해,릴레이(RY)를 구동하기 위한 릴레이 구동신호를 릴레이(RY)로 출력하고, 상기 릴레이(RY)는 상기 릴레이 구동신호에 의해, A모드 또는 B모드로 스위칭되어 압축기의 모터 권선을 주권선(모터 전체 권선)(m1+m2) 또는 보조 권선(m1)으로 선택한다.

이에 따라, 상기 주권선(모터 전체 권선)(m1+m2) 또는 보조 권선(m1)을 통해 모터(103)로 교류전압(AC)이 인가되어, 왕복동식 압축기의 모터(103)가 구동된다.

이하에서는, 본 발명 왕복동식 압축기의 구동 장치에 대한 동작을 도3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 왕복동식 압축기의 구동장치에 대한 동작 순서를 나타낸 흐름도이다.

먼저, 전압감지부(100)는, 교류전원을 직류전압으로 변환하여 감지한다(SP 1),

그 다음, 권선 선택부(101)는, 상기 직류전압을 기준전압과 비교하여, 그 비교결과, 직류전압이 기준전압보다 크면, 주권선(모터 전체 권선)(m1+m2)을 선택하도록하여 압축기를 구동한다(SP2,SP3,SP5).

반면, 상기 권선선택부(101)는, 직류전압이 기준전압보다 작으면, 보조권선을 선택하도록하여 압축기를 구동한다(SP2,SP4,SP5).

따라서, 본 발명은 고가의 운전제어장치 없이도, 왕복동식 압축기를 안정적으로 구동할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은, 고가의 운전제어장치 없이, 상용 교류전원의 변동을 감지하여, 그 변동 정도에 따라 압축기를 구동함으로써, 구현 비용 절감할 수 있고, 또한 고가의 운전제어장치가 없음으로 인해, 조립이 용이하여 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 교류 전원을 직류전압으로 변환하여 검출하는 전압감지부와;

   상기 전압감지부에서 출력되는 직류전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여, 모터 권선을 선택하기 위한 권선선택신호를 출력하는 권선선택부와;

   상기 권선선택부의 권선선택신호에 의해,릴레이를 구동하기 위한 릴레이 구동신호를 출력하는 릴레이구동부와;

   상기 릴레이 구동신호에 의해, 압축기의 모터 권선을 주권선(모터 전체 권선) 또는 보조 권선으로 선택하는 릴레이로 구성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 구동장치.
2. 제1 항에 있어서, 권선선택부는,

   직류전압이 기준전압 보다 크면, 주권선(모터 전체 권선)을 선택하기 위한 권선 선택신호를 출력하고,

   직류전압이 기준전압 보다 작으면, 보조권선을 선택하기 위한 권선선택신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 구동장치.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 권선선택부는,

   히스테리시스(Hysteresis)를 가진 비교기로 구성하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 구동장치.