KR20050115482A - 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 상용교류전압의 변동이 발생하면, 그 상용교류전원의 변동량을 검출하고 그 변동량에 따라 트라이악의 스위칭주기를 제어함으로써, 항상 일정한 전압을 압축기에 인가하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 상용교류전원을 인가받아, 이를 소정 제어신호에 의해 스위칭하여 일정 전압을 통과시키는 트라이악과; 상기 상용교류전원의 전압 변동을 검출하는 전압검출부와; 상기 전압검출부에서 검출되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 트라이악의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한다.

Description

라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법{DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR LINE START TYPE RECIPROCATING COMPRESSOR}

본 발명은 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 상용교류전압의 변동이 발생하면, 그 상용교류전원의 변동량을 검출하고 그 변동량에 따라 트라이악의 스위칭주기를 제어함으로써, 항상 일정한 전압을 압축기에 인가하도록 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법에 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.

도1은 종래 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 구동회로에 대한 실시예의 구성을 보인 회로도이다.

도1에 도시된 바와같이, 상용교류전원의 전압 변동을 검출하는 전압검출부 (1)와; 상기 전압검출부(1)에서 검출되는 전압을 제1,제2 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 부하를 가변하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(2)와; 상기 스위칭제어신호에 의해, 압축기(3)의 운전용량을 가변하는 제1 ,제2 릴레이(R1,R2)를 구비한다.

이와같은 종래 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 동작을 설명한다.

우선, 전압검출부(1)는, 상용교류전원의 전압변동을 검출하여 마이크로컴퓨터(2)에 인가하고, 이에 따라 상기 마이크로컴퓨터(2)는 상기 전압검출부(1)에서 검출된 전압을 제1,제2 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 전압변동에 따른 부하가변을 방지하기 위한 스위칭제어신호를 출력한다.

이에 따라, 상기 릴레이(R1,R2)는, 상기 마이크로컴퓨터(2)에서 인가되는 스위칭제어신호에 의해 압축기 용량을 가변한다.

즉, 이러한 상태에서, 상기 마이크로컴퓨터(2)는, 현재 상용교류전원의 레벨에 따라 상기 제1,제2 릴레이(R1,R2)의 스위칭을 제어하기 위한 제어신호를 출력하고, 이에 따라 상기 제1,제2 가변 릴레이(R1,R2)는 스위칭 절환되어 제1 권선코일, 또는 제1,제2 권선코일, 또는 제1,제2,제3 권선코일을 모터코일로 선택하여 왕복동식 압축기를 동작시킨다.

이때, 상기 마이크로컴퓨터는, 계속하여 현재 상용교류전압의 전압레벨을 검출하고, 그 검출된 전압을 제1,제2 기준전압( 실험에 의해, 제1 기준전압은 약 205V,제2 기준전압은 235V)와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 제1,제2 릴레이(R1,R2)의 스위칭을 제어한다.

여기서, 초기 전원 투입시, 압축기에는 PTC,REACTOR를 통해 전원이 공급되어지며, 일정시간후 PTC저항이 급격히 커지면 PTC가 오프되는데, 전압 제어없이 직접 전원에 연결하여 운전하는 경우에, 외부전원이 직투입 되어도 과도한 스트로크가 발생하지 않도록 하기 위하여, PTC를 이용하여 모터 외부 임피던스를 조정한다.

즉, 외부전원이 설정된 전압보다 높게 공급되는 경우에, 내부 회로를 보호하기 위하여, 상기 PTC는 오프되어 압축기의 동작을 정지시킨다.

상술한, 라인 스타트형 왕복동식 압축기는, 전압 제어 및 스트로크 제어기능을 가지고 있지 않으므로, 상용교류전원의 변동은 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 스트로크 변동을 초래하여 압축기의 특성변동에 중요한 영향을 끼치는데, 즉 상용교류전압에 비례하여 스트로크의 크기가 증가한다.

이에 따라, 상용교류전압의 변동에 의해 스트로크가 계속하여 커지면 기구적인 제한으로 인하여 압축기의 파손을 초래하는 문제점이 있다.

또한, 상용교류전압의 변동이 발생하면, 그 전압변동에 의해 압축기의성능 산포를 줄이기 어렵고, 전압변도에 따른 압축기의 용량을 가변하기 위한 스위치가 스위칭될때마다 소음이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 상용교류전압의 변동이 발생하면, 그 상용교류전원의 변동량을 검출하고 그 변동량에 따라 트라이악의 스위칭주기를 제어함으로써, 항상 일정한 전압을 압축기에 인가하도록 한 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상용교류전원을 인가받아, 이를 소정 제어신호에 의해 스위칭하여 일정 전압을 통과시키는 트라이악과; 상기 상용교류전원의 전압 변동을 검출하는 전압검출부와; 상기 전압검출부에서 검출되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 트라이악의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상용교류전원을 소정 주기로 스위칭하여 일정전압을 압축기에 인가하는 과정과; 상기 상용교류전원의 전압을 검출하는 과정과; 상기 상용교류전원의 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라 트라이악의 온/오프 주기를 제어하여 일정전압을 압축기에 인가하는 과정으로 수행함을 특징으로 한다.

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

도2는 본 발명 왕복동식 압축기의 구동장치에 대한 구성을 보인 회로도이다.

도2에 도시한 바와같이 본 발명은, 상용교류전원을 인가받아, 이를 소정 제어신호에 의해 스위칭하여 일정 전압을 통과시키는 트라이악(Tr)과; 상기 상용교류전원의 전압 변동을 검출하는 전압검출부(100)와; 상기 전압검출부(1)에서 검출되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 트라이악(Tr1)의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(200)를 포함하여 구성하며, 이와같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 전압검출부(100)는, 상용교류전원의 전압변동을 검출하여 마이크로컴퓨터(200)에 인가하고, 이에 따라 상기 마이크로컴퓨터(200)는 상기 전압검출부 (100)에서 검출된 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 전압변동에 따른 부하가변을 방지하기 위한 스위칭제어신호를 트라이악(Tr)에 인가한다.

이때, 상기 마이크로컴퓨터(200)는, 검출전압이 기준전압보다 크면, 트라이악(Tr)의 오프주기를 연장하도록 제어하고, 검출전압이 기준전압보다 작으면 트라이악(Tr)의 오프주기를 단축시키도록 제어한다.

이에 따라, 상기 트라이악(Tr)은 상기 마이크로컴퓨터(200)에서 출력되는 스위칭제어신호에 의해, 온오프되어 상기 상용교류전압을 일정전압으로 가변하여 압축기(300)에 인가하고, 이에 의해, 상기 압축기(300)는 상기 트라이악(Tr)을 통해 인가되는 일정전압에 의해 안정적으로 구동된다.

즉, 본 발명은 상용교류전압의 변동이 발생하면, 그 상용교류전원의 변동량을 검출하고 그 변동량에 따라 트라이악의 스위칭주기를 제어하여, 항상 일정한 전압을 압축기에 인가하도록 한 것이다.

보다 상세하게, 도3를 참조하여 본 발명을 설명한다.

우선, 사용자에 의해, 운전이 인가되면, 상용교류전원을 트라이악(Tr)을 통해 소정 주기로 스위칭하여 일정전압으로 가변하고, 그 가변된 일정 전압을 압축기에 인가한다(SP1).

이러한 상태에서, 상기 상용교류전원의 전압레벨을 검출하고(SP2), 그 검출된 전압을 기준전압과 비교하고(SP3), 그 비교결과에 근거하여 트라이악(Tr)의 온/오프 주기를 제어한다(SP4,SP5).

즉, 상기 검출전압이 기준전압보다 크면, 트라이악(Tr)의 오프주기를 연장하도록 제어하고(SP4), 상기 상기 검출전압이 기준전압보다 작으면 트라이악(Tr)의 오프주기를 단축시키도록 제어한다(SP5).

이에 따라, 상기 상용교류전압은 상기 트라이악(Tr)을 통해 일정전압으로 가변되어 압축기(300)에 인가된다.

다시 말해서, 본 발명은 상용교류전원의 전압변동이 감지되면, 그 상용교류전원을 트라이악으로 단속하여, 항상 일정한 전압이 압축기에 인가되도록 제어함으로써, 전압변동으로 인한 압축기 신뢰성 저하를 방지하도록 한 것이다.

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, 상용교류전원의 전압변동이 감지되면, 그 상용교류전원을 트라이악으로 단속하여, 항상 일정한 전압이 압축기에 인가되도록 제어함으로써, 전압변동으로 인한 압축기 신뢰성 저하를 방지하는 효과가 있다.

또한, 압축기에 인가되는 전압변동으로 인한 압축기 성능의 산포를 방지하는 효과가 있다.

도1은 종래 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 회로도.

도2는 본 발명 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 회로도.

도3은 본 발명 라인 스타트형 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 동작흐름도.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*****

100:전압검출부 200:마이크로컴퓨터

300:압축기 Tr:트라이악

Claims (4)

1. 상용교류전원을 인가받아, 이를 소정 제어신호에 의해 스위칭하여 일정 전압을 통과시키는 트라이악과;

   상기 상용교류전원의 전압 변동을 검출하는 전압검출부와;

   상기 전압검출부에서 검출되는 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 상기 트라이악의 스위칭을 제어하기 위한 스위칭제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 구동장치.
2. 제1 항에 있어서, 마이크로컴퓨터는,

   검출전압이 기준전압보다 크면, 트라이악의 오프주기를 연장하도록 제어하고, 검출전압이 기준전압보다 작으면 트라이악의 오프주기를 단축시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 구동장치.
3. 상용교류전원을 소정 주기로 스위칭하여 일정전압을 압축기에 인가하는 과정과;

   상기 상용교류전원의 전압을 검출하는 과정과;

   상기 상용교류전원의 전압을 기준전압과 비교하고, 그 비교결과에 따라 트라이악의 온/오프 주기를 제어하여 일정전압을 압축기에 인가하는 과정으로 수행함을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 구동방법.
4. 제3 항에 있어서, 일정전압을 압축기에 인가하는 과정은,

   검출전압이 기준전압보다 크면, 트라이악의 오프주기를 연장하도록 제어하는 단계와;

   상기 검출전압이 기준전압보다 작으면 트라이악의 오프주기를 단축시키도록 제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 구동방법.