KR20060115814A - 왕복동식 압축기의 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것으로, 트라이악의 도통시간 인터벌을 최소화한 상태에서 운전하다가, 그 트라이악의 도통시간 인터벌 상태에서 트라이악에 전류가 흐르면 트라이악의 도통시간 인터벌을 일정시간 증가시킴으로써, 왕복동식 압축기의 구동장치의 손실을 저감시킴과 아울러 트라이악의 오동작을 방지하도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 임의의 스트로크 지령치로 운전되는 왕복동식 압축기에 있어서, 모터전압과 모터전류를 검출하고, 그 모터전압과 모터전류를 이용하여 스트로크를 계산하는 제1 과정과; 상기 계산된 스트로크와 스트로크 지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 트라이악을 제어하기 위한 스위칭제어신호의 점호각을 변경하는 제2 과정과; 상기 변경된 점호각에 의해, 트라이악을 도통시키고 그 트라이악에 흐르는 전류와 전압을 검출하는 제3 과정과; 상기 트라이악의 도통시간 인터벌에, 그 트라이악에 흐르는 전류가 '0'인지를 판단하고, 그 판단결과에 근거하여 트라이악의 도통타임 인터벌을 변경하는 제4 과정으로 이루어진다.

Description

왕복동식 압축기의 운전제어방법{DRIVING CONTROL METHOD FOR RECIPROCATING COMPRESSOR}

도1은 일반적인 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.

도2는 도1에 있어서, 트라이악의 도통시간 인터벌 크기에 따른 문제점을 보인 파형도.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 동작흐름도.

본 발명은 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 용량가변 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 왕복동식 압축기의 운전중에 소비전력이 최소가 되는 최적의 운전용량을 검출하고, 그 검출된 최적의 운전용량에서 용량 가변 운전을 수행함으로써, 소비전력을 최소화하도록 한 왕복동식 압축기를 채용한 냉장고의 용량가변 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적인 왕복동식 압축기는, 다상의 고정자에 권취된 코일에 공급되는 전원을 스위칭소자를 이용하여 단속함으로써, 회전 토오크(TORQUE)를 발생시키게 되는 데, 회전자와 고정자간의 여자상태를 순차적으로 가변시킴으로써, 자기 흡입력에 의하여 정방향 회전 토오크를 발생시킬 수 있다.

도1은 일반적인 왕복동식 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 스트로크 지령치에 따라, 내부 모터에 인가되는 전압에 의해, 피스톤이 상하운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축부(L.COMP)와; 인가전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 발생하는 전압을 검출하는 전압검출부(30)와; 인가전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(20)와; 상기 전압검출부(30) 및 전류 검출부(20)로부터 검출된 전압과 전류로 스트로크를 계산하고, 그 스트로크를 스트로크지령치와 비교하여 그에 따른 스위칭제어신호를 출력하는 마이크로컴퓨터(40)와; 상기 마이크로컴퓨터 (40)의 스위칭제어신호에 따라, 교류전원을 트라이악(Tr1)으로 단속시켜 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 전압을 인가하는 전기회로부(10)로 구성되고, 이와같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.

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

한편, 전기회로부(10)의 트라이악(Tr1)은 마이크로컴퓨터(40)의 스위칭제어신호에 의해 턴온 주기가 길어짐에 의해 스트로크가 증가되는데, 이때 왕복동식 압축부(L.COMP)의 모터(M)에 인가되는 인가전압과 전류를 각기 전압검출부(30)와 전 류검출부(20)에서 검출하여 이를 마이크로컴퓨터(40)에 인가한다.

그러면, 상기 마이크로컴퓨터(40)는 상기 전압검출부(30)와 전류검출부(20)로부터 검출된 인가전압과 전류를 이용하여 스트로크를 계산한후, 이 스트로크를 스트로크지령치와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 트라이악(Tr1)을 스위칭하기 위한 스위칭제어신호를 출력한다.

상기 마이크로컴퓨터(40)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 작으면, 트라이악(Tr1)의 온주기를 길게 하는 스위칭 제어신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 증가시키는데, 즉 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 작으면 스위칭제어신호의 점호각을 증가시키고, 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 크면 스위칭제어신호의 점호각을 감소시킨다.

상술한 종래 왕복동식 압축기의 운전제어방법은, 모터전압과 모터전류를 이용하여 스트로크를 계산하고, 그 계산된 스트로크를 스트로크지령치와 비교하여 점호각을 증가 또는 감소시키는데, 즉 정해진 트라이악의 도통시간에 트라이악이 온되어 원하는 스트로크에 해당되는 만큼의 모터전압을 발생시키며, 상기 트라이악은 일정한 트라이악의 도통시간 인터벌(Interval) 동안 유지된후 오프된다.

이때, 도2와 같이, 상기 트라이악의 도통시간 인터벌이 길어질수록 구동장치에 손실을 일으키는 요인이 되고, 반대로 상기 트라이악의 도통시간 인터벌이 너무 짧으면 부하가 커져서 전류가 늘어지는 경우가 발생하여 트라이악이 작동되지 않는 경우가 발생함으로써, 왕복동식 압축기의 운전제어를 실행하지 못하는 문제점이 있다.

즉, 종래에는, 트라이악의 도통시간 인터벌을 일정한 값으로 고정시킨 상태에서 트라이악의 스위칭을 제어함으로써, 왕복동식 압축기의 구동장치의 손실이 증가하거나 트라이악의 운전제어를 제대로 수행하지 못하는 경우가 빈번히 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 트라이악의 도통시간 인터벌을 최소화한 상태에서 운전하다가, 그 트라이악의 도통시간 인터벌 상태에서 트라이악에 전류가 흐르면 트라이악의 도통시간 인터벌을 일정시간 증가시킴으로써, 왕복동식 압축기의 구동장치의 손실을 저감시킴과 아울러 트라이악의 오동작을 방지하도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

임의의 스트로크 지령치로 운전되는 왕복동식 압축기에 있어서,

모터전압과 모터전류를 검출하고, 그 모터전압과 모터전류를 이용하여 스트로크를 계산하는 제1 과정과;

상기 계산된 스트로크와 스트로크 지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 트라이악을 제어하기 위한 스위칭제어신호의 점호각을 변경하는 제2 과정과;

상기 변경된 점호각에 의해, 트라이악을 도통시키고 그 트라이악에 흐르는 전류와 전압을 검출하는 제3 과정과;

상기 트라이악의 도통시간 인터벌에, 그 트라이악에 흐르는 전류가 '0'인지를 판단하고, 그 판단결과에 근거하여 트라이악의 도통타임 인터벌을 변경하는 제4 과정을 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법이 적용되는 장치는 종래 도1과 동일하다.

도3은 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 동작흐름도이다.

도3에 도시한 바와같이 본 발명은, 모터전압과 모터전류를 검출하고, 그 모터전압과 모터전류를 이용하여 스트로크를 계산하는 과정((SP10,SP11)과; 상기 계산된 스트로크와 스트로크 지령치를 비교하고, 그 비교결과 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 크면 점호각을 감소시키고, 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 작으면 점호각을 증가시키는 과정(SP12~SP14)과; 상기 변경된 점호각에 의해, 트라이악을 도통시키고 그 트라이악에 흐르는 전류와 전압을 검출하는 과정(SP15)과; 상기 트라이악의 도통시간인터벌에, 그 트라이악에 흐르는 전류가 '0'인지를 판단하고, 그 판단결과 트라이악에 흐르는 전류가 '0'이면, 이전 트라이악의 도통시간 인터벌을 그대로 유지하고, 트라이악에 흐르는 전류가 '0'이 아니면 이전 트라이악의 도통시간 인터벌을 일정시간 증가시키는 과정(SP16,SP17)으로 이루어지며, 이와 같은 본 발명의 동작을 설명한다.

먼저, 사용자에 의해 선택된 임의의 스트로크 지령치로 왕복동식 압축기를 구동시킨다.

이러한 상태에서, 왕복동식 압축기의 구동장치에 내장된 마이크로컴퓨터(미도시)는 상기 왕복동식 압축기에 흐르는 모터전압과 모터전류를 검출하고(SP10), 그 검출된 모터전압과 모터전류를 이용하여 스트로크를 계산한다(SP11).

그 다음, 상기 계산된 스트로크와 스트로크 지령치를 비교하고(SP12), 그 비교결과에 근거하여 트라이악의 스위칭을 제어하는 스위칭제어신호의 점호각을 제어하는데(SP13,SP14), 즉 상기 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 크면 점호각을 감소시키고(SP13), 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 작으면 점호각을 증가시킨다(SP14).

여기서, 상기 스트로크 지령치는 초기에 사용자에 의해 설정된후, 왕복동식 압축기의 구동시 검출되는 스트로크에 따라 스트로크 지령치는 변경된다.

그 다음, 상기 스위칭 제어신호의 점호각으로 트라이악을 도통제어하면서(SP15), 그 트라이악의 도통시에 왕복동식 압축기에 흐르는 전류와 전압을 검출하고, 그 트라이악의 도통시간 인터벌 상태에서 왕복동식 압축기에 흐르는 전류가 '0'인지를 판단한다(SP16).

상기 판단결과, 상기 트라이악의 도통시간 인터벌시에, 왕복동식 압축기에 흐르는 전류가 '0'이면 이전 트라이악의 도통시간 인터벌을 그대로 유지한후 상기 동작을 반복 수행하고, 트라이악에 흐르는 전류가 '0'이 아니면 이전 트라이악의 도통시간 인터벌을 일정시간 증가시킨후(SP17), 상기 동작을 반복 수행한다.

즉, 종래에는, 과부하 조건 또는 전류 연속인 경우에도 고정된 트라이악의 도통시간 인터벌을 사용함으로써, 왕복동식 압축기의 드라이버 손실 또는 트라이악의 오동작이 발생하지만, 본 발명은 트라이악의 도통시간 인터벌 상태에서, 과부하조건 또는 전류 연속인 경우와 같이 트라이악에 전류가 흐르는 경우에 트라이악 도통시간 인터벌을 증가시켜 트라이악의 오동작을 방지하고, 일반부하에서는 트라이악 도통시간 인터벌을 감소시켜 드바리버의 손실을 저감하도록 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, 트라이악의 도통시간 인터벌 상태에서, 과부하조건 또는 전류 연속인 경우와 같이 트라이악에 전류가 흐르는 경우에 트라이악 도통시간 인터벌을 증가시켜 트라이악의 오동작을 방지하는 효과가 있고, 또한 일반부하에서는 트라이악 도통시간 인터벌을 감소시켜 드바리버의 손실을 저감함으로써 소비전력을 줄이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 임의의 스트로크 지령치로 운전되는 왕복동식 압축기에 있어서,

   모터전압과 모터전류를 검출하고, 그 모터전압과 모터전류를 이용하여 스트로크를 계산하는 제1 과정과;

   상기 계산된 스트로크와 스트로크 지령치를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 트라이악을 제어하기 위한 스위칭제어신호의 점호각을 변경하는 제2 과정과;

   상기 변경된 점호각에 의해, 트라이악을 도통시키고 그 트라이악에 흐르는 전류와 전압을 검출하는 제3 과정과;

   상기 트라이악의 도통시간의 인터벌 상태에, 그 트라이악에 흐르는 전류가 '0'인지를 판단하고, 그 판단결과에 근거하여 트라이악의 도통시간 인터벌을 변경하는 제4 과정을 수행함을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 운전제어방법.
2. 제1 항에 있어서, 제2 과정은,

   계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 크면 점호각을 감소시키고, 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 작으면 점호각을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 운전제어방법.
3. 제1 항에 있어서, 제4 과정은,

   트라이악에 흐르는 전류가 '0'이면, 이전 트라이악의 도통시간 인터벌을 그 대로 유지하고, 트라이악에 흐르는 전류가 '0'이 아니면 이전 트라이악의 도통시간 인터벌을 일정시간 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 왕복동식 압축기의 운전제어방법.

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