KR20080065198A - 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인버터형 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 압축기를 설정된 기동운전주파수로 운전하는 기동운전단계; 부하상태를 반영한 계산으로 결정되는 압축기의 목표주파수가 설정된 공진주파수대역에 포함되는지 여부를 판단하는 1차 판단단계; 목표주파수가 공진주파수대역에 포함되는 경우, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최저 주파수와 최고 주파수 중 어느 쪽에 가까운지를 판단하는 2차 판단단계; 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최저 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 하부유사대역의 주파수로, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최고 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상부유사대역의 주파수로 수정하는, 목표주파수 확정단계; 및 압축기를 확정된 목표주파수로 운전하는 정상운전단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법을 제공함으로써, 운전주파수가 심한 진동과 소음을 유발하는 공진주파수대역을 제외한 대역에서 결정되도록 함에 따라, 진동과 소음의 누적으로 인한 압축기의 비정상적 마모나 배관의 파손 등과 같은 내구성 저하 가능성을 현저히 감소시킬 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있도록 한다.
목표주파수, 공진주파수대역, 하부유사대역, 상부유사대역
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법을 도시한 블럭도.
본 발명은 인버터형 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로서, 인버터형 압축기의 전체 주파수대역 중에서 공진이 발생하는 공진주파수대역을 실험을 통해 확인하여 부하변동에 따라 결정되는 압축기의 운전주파수를 공진주파수대역을 피해 제어될 수 있도록 하는 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 쾌적한 생활환경을 조성하기 위해 널리 사용되고 있는 공기조화 기는 기술의 발달과 더불어 그 성능을 향상시키기 위해 다양한 기술이 개발되어 점차 고성능화되어 가고 있는 추세이다.
그 일환으로, 용량을 선형으로 변화시킬 수 있는 인버터형 압축기를 구비한 공기조화기가 개발된 바 있으며, 이와 같은 공기조화기는 실내ㆍ외의 부하변동에 대응하여 용량이 적절하게 조절되도록 하는 제어방법으로 운전되고 있다.
그러나, 용량을 부하변동에 대응하여 탄력적으로 조절할 수 있는 현저한 장점을 구비함에 반하여, 인버터형 압축기는 운전가능범위에 해당하는 전체 주파수대역(예를 들어, 20Hz 내지 60Hz)에 압축기 자체의 공진현상을 유발하는 공진주파수대역(예를 들어, 36Hz 내지 42Hz)이 포함되는 것이 일반적이다. 이와 같은 인버터형 압축기는 공진주파수대역에 포함되는 주파수(예를 들어, 40Hz)로 운전될 경우에, 공진주파수대역 내에서도 어느 정도 규모의 차이는 있겠으나, 공진현상이 발생하게 되어 큰 진동과 소음을 발생시키게 된다. 그리고, 이와 같이 공진에 의한 진동이 발생되는 상태로 운전을 지속하게 되면, 압축기의 비정상적 마모나 냉매의 유동경로가 되는 배관에 누적되는 피로에 의한 파손을 유발할 수 있는 등 공기조화기를 이루는 구성요소의 내구성에 심각한 타격을 줄 수 있는 문제점이 있는 실정이다.
상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서,
본 발명은 인버터형 압축기의 전체 주파수대역 중에서 공진이 발생하는 공진 주파수대역을 실험을 통해 확인하여 운전제어시 공진주파수대역을 피해 압축기가 제어될 수 있도록 하는 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
실험을 통해 결정되는 일정 범위의 공진주파수대역을 설정하고, 공진주파수대역에 포함되지 않는 주파수로 기동운전주파수를 설정하는 사전준비단계;
압축기를 설정된 기동운전주파수로 운전하는 기동운전단계;
부하상태를 반영한 계산으로 결정되는 압축기의 목표주파수가 설정된 공진주파수대역에 포함되는지 여부를 판단하는 1차 판단단계;
1차 판단단계 수행결과 목표주파수가 공진주파수대역에 포함되는 경우, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최저 주파수와 최고 주파수 중 어느 쪽에 가까운지를 판단하는 2차 판단단계;
2차 판단단계 수행결과 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최저 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최저 주파수보다 작은 하부유사대역의 주파수로 수정하고, 2차 판단단계 수행결과 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최고 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최고 주파수보다 큰 상부유사대역의 주파수로 수정하는, 목표주파수 확정단계; 및
압축기를 확정된 목표주파수로 운전하는 정상운전단계;를 포함하는 것을 특 징으로 하는 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법을 제공한다.
그리고, 상기 목표주파수 확정단계에서, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최저 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최저 주파수보다 작은 하부유사대역에 포함되는 최대 주파수로 수정하고, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최고 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최고 주파수보다 큰 상부유사대역에 포함되는 최소 주파수로 수정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법을 도시한 블럭도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법은, 도 1에 도시한 바와 같이, 공진주파수대역과 기동운전주파수를 설정하는 사전준비단계를 필요로 한다. 즉, 개별적인 공기조화기에 대하여 실험을 통해 진동과 소음을 유발하는 일정 범위의 공진주파수대역을 설정하고, 이와 같이 설정되는 공진주파수대역에 포함되지 않는 주파수로 공기조화기의 운전시작시에 적용되는 기동운전주파수를 설정하게 된다. 예를 들어, 인버터형 압축기의 전체 운전 주파수대역이 20Hz 내지 60Hz 이고, 실험을 통해 설정한 공진주파수대역이 36Hz 내지 42Hz 라면, 기동운전주파수는 20Hz 이상 36Hz 미만 및 43Hz 초과 60Hz 이하의 범위에 포함되는 주파수로 결정될 수 있을 것이다.
공기조화기의 운전이 시작되면, 우선 인버터형 압축기를 설정된 기동운전주파수로 운전하는 기동운전단계를 수행하며, 이와 같은 기동운전단계를 수행하는 과정에서 부하상태를 파악하게 되며, 파악된 부하상태를 반영하여 인버터형 압축기의 목표주파수를 프로그래밍 된 제어식으로 계산하여 결정하게 된다.
이어서, 부하상태를 반영한 계산으로 결정되는 압축기의 목표주파수가 설정된 공진주파수대역에 포함되는지 여부를 판단하는 1차 판단단계를 수행하게 된다. 예를 들어, 이상과 같이 설정된 공진주파수대역이 36Hz 내지 42Hz 라고 가정했을 때, 계산된 목표주파수가 40Hz 인 경우에는 공진주파수대역에 포함된다 할 것이고, 계산된 목표주파수가 30Hz 인 경우에는 공진주파수대역에 포함되지 아니한다고 할 수 있을 것이다.
1차 판단단계 수행결과 목표주파수가 공진주파수대역에 포함되는 경우, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최저 주파수와 최고 주파수 중 어느 쪽에 가까운지를 판단하는 2차 판단단계를 수행한다. 이 과정에서, 예를 들어 이상과 같이 설정된 공진주파수대역이 36Hz 내지 42Hz 라고 가정했을 때, 계산된 목표주파수가 40Hz 인 경우에는 공진주파수대역의 최고 주파수인 42Hz 에 가까운 것으로 판단할 수 있을 것이고, 계산된 목표주파수가 38Hz 인 경우에는 공진주파수대역의 최저 주파수인 36Hz에 가까운 것으로 판단할 수 있을 것이다.
이와 같은 2차 판단단계 수행결과, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최저 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 최저 주파수보다 작은 하부유사대역의 주 파수로 수정하고, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최고 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 최고 주파수보다 큰 상부유사대역의 주파수로 수정하는, 목표주파수 확정단계를 수행한다.
예를 들어, 이상과 같이 설정된 공진주파수대역이 36Hz 내지 42Hz 이고 계산된 목표주파수가 공진주파수대역의 최고 주파수(42Hz)에 가까운 40Hz 인 경우에는, 목표주파수를 최고 주파수(42Hz)보다 큰, 예를 들어 43Hz 내지 46Hz 의, 상부유사대역의 주파수로 수정한다. 이때, 수정된 목표주파수는 공진주파수영역의 최고 주파수(42Hz) 보다는 크지만 계산된 목표주파수에 가까운 값으로 결정되는 것이 바람직하며, 따라서 상부유사영역(43Hz 내지 46Hz) 중에서 최소 주파수(43Hz)로 결정되는 것이 바람직하다 하겠다. 반대로, 계산된 목표주파수가 공진주파수대역의 최저 주파수(42Hz)에 가까운 38Hz 인 경우에는, 목표주파수를 최저 주파수(36Hz)보다 작은, 예를 들어 32Hz 내지 35Hz 의, 하부유사대역의 주파수로 수정한다. 이때, 수정된 목표주파수는 공진주파수영역의 최저 주파수(42Hz) 보다는 크지만 계산된 목표주파수에 가까운 값으로 결정되는 것이 바람직하며, 따라서 하부유사영역(32Hz 내지 35Hz) 중에서 최대 주파수(35Hz)로 결정되는 것이 바람직하다 하겠다.
한편, 이상의 1차 판단단계 수행결과 목표주파수가 공진주파수대역에 포함되지 않는 경우에는, 예를 들어 공진주파수대역이 36Hz 내지 42Hz 이고, 계산된 목표주파수가 34Hz 또는 45Hz 등과 같은 경우를 가정했을 때, 계산된 목표주파수는 공진주파수대역에 포함되지 않음에 따라 수정할 필요 없이 계산된 값 그대로 목표주파수로 확정될 것이다.
이상과 같이, 목표주파수를 계산된 목표주파수로 확정하거나 계산된 목표주파수와 유사하지만 공진주파수대역을 피해 크거나 작게 수정하여 목표주파수를 확정하여, 확정된 목표주파수로 압축기를 구동하는 정상운전이 이루어지도록 한다.
물론, 정상운전을 수행하는 과정에서 부하의 변동이 발생하는 경우에는 이상의 과정을 반복적으로 수행함으로써, 목표주파수가 부하변동에 따른 적절한 주파수로 다시 확정될 수 있을 것이고, 그에 따른 정상운전이 이루어질 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따른 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법을 제공함으로써, 본 발명은 운전주파수가 심한 진동과 소음을 유발하는 공진주파수대역을 제외한 대역에서 결정되도록 함에 따라, 오랫동안 공진주파수대역의 운전주파수로 운전되는 일이 발생하지 않도록 하고, 따라서 진동과 소음의 누적으로 인한 압축기의 비정상적 마모나 배관의 파손 등과 같은 내구성 저하 가능성을 현저히 감소시킬 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있도록 한다.
Claims (2)
- 실험을 통해 결정되는 일정 범위의 공진주파수대역을 설정하고, 공진주파수대역에 포함되지 않는 주파수로 기동운전주파수를 설정하는 사전준비단계;압축기를 설정된 기동운전주파수로 운전하는 기동운전단계;부하상태를 반영한 계산으로 결정되는 압축기의 목표주파수가 설정된 공진주파수대역에 포함되는지 여부를 판단하는 1차 판단단계;1차 판단단계 수행결과 목표주파수가 공진주파수대역에 포함되는 경우, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 최저 주파수와 최고 주파수 중 어느 쪽에 가까운지를 판단하는 2차 판단단계;2차 판단단계 수행결과 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최저 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최저 주파수보다 작은 하부유사대역의 주파수로 수정하고, 2차 판단단계 수행결과 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최고 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최고 주파수보다 큰 상부유사대역의 주파수로 수정하는, 목표주파수 확정단계; 및압축기를 확정된 목표주파수로 운전하는 정상운전단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법.
- 제 1항에 있어서,상기 목표주파수 확정단계에서, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최저 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최저 주파수보다 작은 하부유사대역에 포함되는 최대 주파수로 수정하고, 목표주파수가 설정된 공진주파수대역의 상기 최고 주파수에 가까운 경우 목표주파수를 상기 최고 주파수보다 큰 상부유사대역에 포함되는 최소 주파수로 수정하는 것을 특징으로 하는 공진에 의한 진동을 방지하기 위한 인버터형 공기조화기의 제어방법.
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