KR20080075396A - 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기 - Google Patents

브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기 Download PDF

Info

Publication number
KR20080075396A
KR20080075396A KR1020070014524A KR20070014524A KR20080075396A KR 20080075396 A KR20080075396 A KR 20080075396A KR 1020070014524 A KR1020070014524 A KR 1020070014524A KR 20070014524 A KR20070014524 A KR 20070014524A KR 20080075396 A KR20080075396 A KR 20080075396A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressor
brushless
indoor
coil
casing
Prior art date
Application number
KR1020070014524A
Other languages
English (en)
Inventor
김종구
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020070014524A priority Critical patent/KR20080075396A/ko
Priority to US11/841,108 priority patent/US7930895B2/en
Priority to JP2007224046A priority patent/JP2008199872A/ja
Priority to CN2008100099083A priority patent/CN101277037B/zh
Publication of KR20080075396A publication Critical patent/KR20080075396A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/25—Devices for sensing temperature, or actuated thereby
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00—Compressor arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/14—Structural association with mechanical loads, e.g. with hand-held machine tools or fans
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

본 발명은, 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 브러시리스 직류모터는 영구자석을 갖는 회전자와; 상기 영구자석에서 발생되는 자장과의 상호 작용에 의해 토크를 발생시키기 위한 전기장을 형성하는 복수 상의 코일을 구비하는 고정자와; 상기 고정자 내에 배치되며 온도 변화에 따라 상기 복수 상의 코일을 전기적으로 연결 및 연결 해제 가능하게 마련된 부하방지부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 다양한 환경에 적용될 수 있는 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기를 제공할 수 있다.

Description

브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기{BRUSHLESS DIRECT CURRENT ELECTRICAL MOTOR, COMPRESSOR AND AIR CONDITIONER HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 사시도,
도 2는 도 1의 실외제어부의 제어 과정을 설명하기 위한 개략적인 구성도,
도 3은 도 1의 압축기 단면도,
도 4는 도 3의 고정자의 전개도,
도 5a는 도4에서 부하방지부의 확대 단면도,
도 5b는 도 5a의 이동부재 사시도,
도 6a 내지 도 6c는 부하방지부의 작동상태를 설명하기 위한 단면도 및 회로연결도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 공기조화기 110 : 실내기
120 : 실외기 210 : 압축기
211 : 하우징 213 : 구동축
217 : 실린더 219 : 롤링피스톤
230 : 브러시리스 직류모터 231 : 회전자
240 : 고정자 241 : 철심
243 : 코일 250 : 부하방지부
251 : 케이싱 253 : 이동부재
255 : 변형부재 257 : 탄성부재
259 : 이동검출센서 261 : 회동방지부재
270 : 제어부 280 : 센서부
291 : 정류부 293 : 인버터부
본 발명은, 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 브러시리스 직류모터의 과부하를 예방하는 구조를 개선한 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 사용자의 요구에 의해 난방 모드 및 냉방 모드로 구동된다. 추운 겨울에 난방 모드로 실내를 따뜻하게 하며, 더운 여름에 냉방 모드로 실내를 시원하게 한다. 이와 더불어 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절한다.
일반적으로 공기조화기는 실내를 냉방 또는 난방시키는 실내 열교환기 및 실내 송풍팬이 장착된 실내기와, 실외 열교환기와 실외 송풍팬 및 압축기 등을 갖는 실외기를 포함한다.
난방 모드에 의한 난방 사이클은, 먼저 압축기에서 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는 실내 열교환기로 공급되어 열교환에 의해 실내측으로 따뜻한 공기가 방출되어 실내를 따뜻하게 유지할 수 있다.
냉방 모드에 의한 냉방 사이클은, 먼저 압축기에서 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는 실외 열교환기로 공급되어 열교환에 의해 실내측으로 차가운 공기가 방출되어 실내를 차갑게 유지할 수 있다. 그리고, 실내를 통과한 냉매는 실외 열교환기로 공급된다.
이러한 냉방 및 난방과정에서 압축기는 냉매를 매개로 하여 압축과정을 반복하며, 공기조화기에서는 압축→응축→팽창→증발과정이 연속적으로 수행된다.
일반적으로 압축기는, 고정자와 영구자석을 갖는 회전자로 구성된 브러시리스 직류모터의 자속변화에 의해 회전되는 구동축과, 구동축의 편심부에 결합되어 구동축의 회전에 따라 실린더의 내부공간에서 회전되는 롤링피스톤을 포함한다.
그리고, 압축기는 안정적이고 안전한 운전을 하기 위해 각종 센서에 기초하여 브러시리스 직류모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다. 센서는 회전자의 위치를 검출하거나, 온도를 검출하는 서모스탯(thermostat)을 포함한다. 여기서, 브러시리스 직류모터는 필요에 따라 열악한 환경에서도 사용될 수 있고, 이러한 열악한 환경에서는 센서를 설치하기 어려운 경우도 있다.
이에, 온도를 감지하는 수단이 고정자 등에 구비된다면 열악한 환경에서도 사용될 수 있으며, 브러시리스 직류모터가 사용되는 온도를 더욱 확실하게 반영할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은, 다양한 환경에 적용될 수 있는 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 사용 환경의 온도를 검출하는 구조를 간편하게 하며, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 브러시리스 직류모터에 있어서, 영구자석을 갖는 회전자와; 상기 영구자석에서 발생되는 자장과의 상호 작용에 의해 토크를 발생시키기 위한 전기장을 형성하는 복수 상의 코일을 구비하는 고정자와; 상기 고정자 내에 배치되며 온도 변화에 따라 상기 복수 상의 코일을 전기적으로 연결 및 연결 해제 가능하게 마련된 부하방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터에 의해 달성된다.
상기 부하방지부는 상기 복수 상의 코일이 상호 교차하는 영역에 배치될 수 있다.
상기 부하방지부는, 상기 고정자에 결합되어 상기 코일과 연결된 케이싱과;
상기 복수 상의 코일의 각 상을 상호 연결 가능하게 상기 케이싱에 배치된 이동부재와; 상기 이동부재가 상기 코일과 연결되는 연결위치와 상기 코일과 연결 해제되는 단락위치 사이를 이동 가능하게 상기 케이싱에 결합된 변형부재를 포함할 수 있다.
상기 변형부재는 바이메탈을 포함할 수 있다.
상기 부하방지부는, 상기 이동부재를 상기 변형부재로 향하여 탄성적으로 가압으로 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 목적은, 영구자석을 갖는 회전자와, 상기 영구자석에서 발생되는 자장과의 상호 작용에 의해 토크를 발생시키기 위한 전기장을 형성하는 복수 상의 코일을 구비하는 고정자와, 상기 고정자 내에 마련되어 온도 변화에 따라 상기 복수 상의 코일을 전기적으로 연결 및 분리 가능하게 마련된 부하방지부를 포함하는 브러시리스 직류모터와; 상기 브러시리스 직류모터의 회전에 의해 냉매를 압축시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기에 의해 달성된다.
상기 부하방지부는 상기 복수 상의 코일이 상호 교차하는 영역에 배치될 수 있다.
상기 부하방지부는, 상기 고정자에 결합되어 상기 코일과 연결된 케이싱과;
상기 케이싱의 내측에 배치되며, 상기 복수 상의 코일의 각 상을 상호 연결시키는 이동부재와; 온도 변화에 따라 변형되어 상기 이동부재를 이동 가능하게 상기 케이싱에 결합된 변형부재를 포함할 수 있다.
상기 부하방지부는, 상기 이동부재를 상기 변형부재로 향하여 탄성적으로 가압으로 탄성부재를 더 포함할 수 있다.
상기 변형부재가 변형되어 상기 이동부재가 상기 코일로부터 분리된 경우, 상기 브러시리스 직류모터가 구동되지 않도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 목적은, 공기조화기에 있어서, 냉매를 압축시키는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 증발시키는 열교환기와; 상기 열교환기와 열교환 가능하게 유동을 형성하는 송풍팬을 포함하는 공기조화기에 의해 달성된다.
이하에서 본 발명에 따른 공기조화기에 대해 첨부도면을 참조하여 설명한다. 공기조화기는 천정형 뿐만 아니라 창문 매입형, 실내 스탠드형 등을 포함할 수 있으나, 이하에서 본 발명의 일실시예로 실내기와, 실외기를 갖는 공기조화기에 대해 설명한다.
도 1 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기조화기(100)는, 압축기(210)와, 실외 열교환기(121)와, 실외 송풍팬(123)을 포함하는 실외기(120)를 갖는다. 공기조화기(100)는 실내기(110)를 더 포함한다.
실내기(110)는 사무실과 같은 실내에 설치되어 실내 공간의 공기를 냉방 또는 난방을 시킨다. 실내기(110)는 압축기(210)에서 압축된 냉매가 통과하는 실내 열교환기(111)와 실내 공기를 유동시켜 실내 열교환기(111)와 열교환시키는 실내 송풍팬(113)을 포함한다. 실내기(110)는 미도시된 실내 제어부를 포함하며, 실내 제어부는 사용자가 입력한 입력 정보에 따라 실내 송풍팬(113)의 가동 여부를 제어한다.
실외기(120)는 압축기(210)와, 실외 송풍팬(123)과, 실외 열교환기(121)를 포함한다. 실외기(120)는 실내기(110)와 무선 또는 유선에 의해 전기적으로 연결되며, 압축기(210) 및 실외 송풍팬(123) 등을 제어하는 실외 제어부(125)를 포함한다. 실외 송풍팬(123)은 실외 열교환기(121)와 근접하게 설치되며, 실외 공기를 유동시켜 실외 열교환기(121)와 실외 공기를 열교환시킨다.
실외 열교환기(121)는 외부 공기와 열교환이 이루어지도록 실외 송풍팬(123)의 유동 경로 상에 설치된다.
압축기(210)는, 브러시리스 직류모터(230)와, 실린더(217)를 포함한다. 압축기(210)는 하우징(211)과, 구동축(213)을 포함한다. 압축기(210)는 롤링피스톤(219)을 더 포함한다. 압축기(210)는 제어부(270)와, 센서부(280)를 포함한다. 압축기(210)는 기액분리관(미도시)을 갖는 어큐뮬레이터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 압축기(210)는 정류부(291)와 인버터부(293)를 더 포함할 수 있다.
하우징(211)은, 압축기(210)의 외관을 형성한다. 하우징(211)은 미도시된 하부케이싱과 상부케이싱으로 나누어지며, 하우징(211) 내부에 여러 부품을 수용한다.
구동축(213)은 긴 봉 형상으로 마련되어 회전자(231)의 회전력을 롤링피스톤(219)에 전달한다. 구동축(213)은, 롤링피스톤(219)과 결합되는 부위에 축 중심에서 편심된 편심부재(215)를 포함한다.
구동축(213)이 회전함에 따라 회전 반경방향의 레이디얼하중과 회전축방향으로 작용하는 하중인 스러스트하중이 발생된다.
실린더(217)는 하우징(211) 하부 영역에 압축 냉매가 출입되도록 형성되어 있다. 실린더(217)는 개폐밸브(미도시) 등과 연통되어 냉매가 실린더(217)로 흡입 및 배출될 수 있다. 실린더(217) 내부에는 롤링피스톤(219)이 회전축선으로부터 편심되게 형성되어 배치된다.
롤링피스톤(219)은, 구동축(213)의 편심부재(215)와 결합되어 구동축(213)의 회전에 따라 편심부재(215)와 함께 회전한다.
미도시된 베인은, 구동축(213)의 회전 반경방향으로 직선왕복운동 가능하도록 실린더(217)에 출입 가능하게 결합되고 그 단부가 롤링피스톤(219)의 외주면에 선 접촉되어 실린더 내부를 압축실과 토출실로 변환시킨다.
브러시리스 직류모터(230)는 회전자(231)와, 고정자(240)와, 부하방지부(250)를 포함한다.
회전자(231)는 영구자석(233)을 포함하며 자장을 발생시킨다. 회전자(231)는 구동축(213)과 결합되어 회전한다.
고정자(240)는 전원이 인가되면 회전자(231)의 영구자석(233)에서 발생되는 자장과 상호 작용에 의해 토크를 발생시키기 위한 전기장을 형성하는 복수의 코일(243)이 권선되어 있다. 고정자(240)의 하단부에는 부하방지부(250)가 결합된다.
코일(243)은 복수의 상(U, V, W)을 가지며 철심(241)에 권선되고, 코일(243)과 철심(241) 사이에는 미도시된 절연부재가 포함된다. 코일(243)은 케이싱(251)의 고정접점(251a)과 전기적으로 연결된다. 코일(243)은 일실시예로 3개의 상(U, V, W)을 가지나, 6개, 12개 등의 상을 가질 수 있다. 여기서, 코일(243)은 접지를 위한 코일을 더 포함할 수 있다.
이하에서 도면에 고정자(240)에 권선된 코일(243)의 복수 상(U, V, W)이 상호 연결되는 것을 구별하기 위해 U1, U2, V1, V2, W1, W2로 표시하나 설명의 편의상 U1 및 U2를 U로, V1 및 V2를 V로, W1 및 W2를 W로 통칭할 수 있다.
부하방지부(250)는 케이싱(251)과, 이동부재(253)와, 변형부재(255)를 포함 한다. 부하방지부(250)는 탄성부재(257)를 더 포함한다. 부하방지부(250)는 이동검출센서(259) 또는 회동방지부재(261)를 더 포함할 수 있다.
케이싱(251)은 고정자(240)에 지지되며, 코일(243)의 각 상(U, V, W)과 결합된다. 케이싱(251)은 전기가 통하지 않는 재질을 포함한다. 케이싱(251)은 내부에 공간을 갖는 원통형이나, 사각통형 등의 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 케이싱(251)은 중앙 영역에서 고정접점(251a)을 하부 영역에서 변형부재(255)를 각각 지지한다. 케이싱(251)의 상부에는 필요에 따라 이동검출센서(259)가 배치될 수 있다. 케이싱(251)은 철심(241)과 코일(243) 사이를 절연시키는 플라스틱을 포함하는 절연부재에 의해 지지될 수 있다.
이동부재(253)는 복수 상(U, V, W)의 코일(243)을 상호 연결 가능하게 케이싱(251) 내부에 결합된다. 이동부재(253)는 고정접점(251a)과 접촉되어 코일(243)의 각 상을 상호 전기적으로 연결시키는 이동신호선(253a)과, 이동신호선(253a)의 단부에 마련되어 고정접점(251a)과 접촉하는 이동접점(253b)을 포함한다. 이동부재(253)는 원형의 판상으로 마련되며, 상호 교차되는 이동신호선(253a)이 전기적으로 연결되지 않도록 이동신호선(253a)은 적층되는 구조를 갖는다.
이동부재(253)는 온도 변화에 따라 케이싱(251)의 고정접점(251a)과 접촉되어 전기적으로 연결되는 연결위치와 코일(243)과 떨어져 고정접점(251a)과 전기적으로 연결되지 않는 단락위치 사이를 이동할 수 있다. 이동부재(253)에는 연결위치와 단락위치 사이를 상하 이동하면서 이동축선에 대해 회전하지 않도록 회동방지부재(261)가 형성될 수 있다. 여기서, 이동부재(253)가 이동되어 고정접점(251a)과 이동접점(253b)이 떨어져 복수 상(U, V, W)의 코일(243)이 전기적으로 연결되지 않은 상태에서 코일(243)에 흐르는 전류를 단자전압검출센서(283)로 검출할 수 있다.
변형부재(255)는 케이싱(251)에 지지되어 온도의 변화에 따라 변형되며, 변형에 따라 이동부재(253)를 연결위치와 단락위치 사이를 이동시킨다. 변형부재(255)는 온도의 변화에 따라 변형되는 바이메탈과 같은 재질을 포함한다. 변형부재(255)는 이동부재(253)가 이동하는 과정에서 기울어지지 않고 안정적으로 이동할 수 있도록 이동부재(253)의 중앙영역 판면과 면접촉이 가능한 평탄부(255a)를 포함한다. 이에, 고정접점(251a)과 이동접점(253b)의 접촉 또는 이격이 안정적으로 이루어질 수 있다.
변형부재(255)는 얇은 원판 형상으로 마련되어 있으나, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 범위 내에서 다양하게 긴 막대와 같은 형상 등을 선택적으로 채용할 수 있다. 즉, 변형부재(255)에서는 고정접점(251a)과 이동접점(253b)이 떨어져 코일(243)의 각 상(U, V, W)이 전기적으로 차단되도록 형상, 두께, 크기 등이 선정될 수 있다.
이에, 변형부재(255)는 케이싱(251) 내부 또는 고정자(240)의 온도 변화에 따라 용이하게 변형될 수 있다. 변형부재(255)의 변형은 압축기(210)의 내부의 온도 변화를 가장 근접된 위치에서 반영하여 이루어지므로 본 발명에 따른 압축기(210)의 신뢰성이 향상될 수 있다.
여기서, 변형부재(255)가 연결위치에서 단락위치로 이동되면 제어부(270)에서 고정자(240)에 인가된 전원 공급을 중단시킬 수 있다.
탄성부재(257)는 이동부재(253)를 변형부재(255)로 향하여 탄성적으로 가압하도록 케이싱(251)과 이동부재(253) 사이에 개재된다. 탄성부재(257)는 위험온도에서 변형부재(255)가 변형하여 고정접점(251a)과 이동접점(253b)이 떨어져 코일(243)이 전기적으로 연결이 차단되도록 변형부재(255)를 향하여 이동부재(253)를 가압하는 탄성력을 갖는다.
이에, 탄성부재(257)의 가압에 의해 고정접점(251a)과 이동접점(253b)이 안정적으로 접촉 유지될 수 있다.
이동검출센서(259)는 케이싱(251)에 결합되어 이동부재(253)의 이동을 검출한다. 즉, 이동검출센서(259)는 변형부재(255)의 온도 변화에 따른 이동부재(253)가 연결위치와 단락위치를 이동하는지 여부를 검출할 수 있다. 이동검출센서(259)는 이동부재(253)의 변위량을 측정할 수 있는 포토센서 등의 공지된 센서를 선택적으로 채용할 수 있다. 이동검출센서(259)에서 검출한 결과는 제어부(270)로 보내진다. 이에, 제어부(270)는 이동부재(253)에서 전기적으로 단락되었다는 신호와, 이동검출센서(259)의 결과에 기초하여 고정자(240)에 인가되는 전원의 공급 또는 차단 여부를 제어할 수 있다.
이에, 이동부재(253)의 이동을 비교적 안정적으로 검출할 수 있다.
회동방지부재(261)는 이동부재(253)가 연결위치와 단락위치 사이를 이동하는 과정에서 이동축선에 대해 이동부재(253)가 회전 운동하지 않도록 한다. 회동방지부재(261)는 이동부재(253)에 함몰 형성된 회동방지슬롯(261a)과 케이싱(251)에 형성되어 회동방지슬롯(261a)에 맞물려 이동부재(253)를 안내하는 회동방지돌 기(261b)를 포함한다. 여기서, 일실시예와 달리 회동방지슬롯(261a)이 케이싱(251)에 회동방지돌기(261b)가 이동부재(253)에 마련될 수 있다.
이에, 이동부재(253)는 연결위치와 단락위치 사이를 회동하지 않고 비교적 안정적으로 이동할 수 있다.
따라서, 압축기(210)가 열악한 환경에서 사용되는 경우라도 압축기(210) 내부의 온도 변화를 반영하여 브러시리스 직류모터(230)를 보호할 수 있다. 그리고, 간편한 구조를 갖는 부하방지부(250)를 제공할 수 있다.
제어부(270)는 변형부재(255)가 변형되어 이동부재(253)가 코일(243)로부터 이격되어 전기적으로 연결되지 않는 경우 브러시리스 직류모터(230)가 가동되지 않도록 제어한다. 즉, 제어부(270)는 이동부재(253)가 단락위치에 위치한 경우 고정자(240)에 인가되는 전원을 공급하지 않으며, 제어부(270)는 이동부재(253)가 연결위치에 위치한 경우 고정자(240)에 인가되는 전원을 공급할 수 있다. 여기서, 제어부(270)는 상기와 같이 이동부재(253)의 이동에 따라 전원의 공급 여부를 자동으로 수행할 수도 있는 알고리즘을 포함할 수 있다.
제어부(270)는 전류검출센서(281)와, 위상검출센서(285)와, 단자전압검출센서(283)의 결과에 기초하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 신호를 발생시켜 인버터부(293)로 보낸다.
센서부(280)는 브러시리스 직류모터(230)의 회전자(231)의 위치를 검출하는 홀센서(Hall sensor), 리졸버(Resolver) 소자, 인코더(Encoder) 등을 포함하는 위상검출센서(285)를 포함한다. 위상검출센서(285)는 회전자(231)의 위치를 간접적으 로 검출하는 센스리스 방식을 포함할 수 있다. 센서부(280)는 고정자(240)에 인가되는 전류의 크기를 검출할 수 있는 단자전압검출센서(283)를 더 포함할 수 있다.
이에, 브러시리스 직류모터(230)의 운전이 안정적으로 이루어질 수 있으며, 운전의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
정류부(291)는 교류전원을 정류시켜 교류전원으로 공급하며, 미도시된 정류기 및 평활 콘덴서를 포함한다.
인버터부(293)는 정류부(291)에서 공급되는 직류전원을 임의의 가변 주파수를 가진 펄스 형태의 3상(U, V, W)의 교류전원으로 바꾸어 브러시리스 직류모터(230)에 공급한다. 인버터부(293)는 6 개의 스위칭 소자(Q1~Q6)와, 다이오드로 구성된 통상의 스위칭 회로이다.
전류검출센서(281)는 정류부(291)에서 정류된 전류를 검출한다.
이에, 제어부(270)는 센서부(280)와, 이동검출센서(259) 등의 결과에 기초하여 신호발생기(271)에서 PWM 제어 신호를 발생시켜 인버터부(293)로 전달할 수 있다. 이 과정에서, 제어부(270)는 압축기(210) 내부의 온도 변화에 따라 이동부재(253)의 이동결과를 반영하여 고정자(240)에 인가되는 전원을 공급 및 차단하도록 제어할 수 있다.
여기서, 제어부(270)는 필요에 따라 실외 제어부(125)에 포함될 수 있다.
이러한 구성에 의해, 일실시예에 따른 공기조화기(100)의 압축기(210)의 작동과정을 도 1, 도 2, 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
공기조화기(100)에 전원이 인가되어 정류부(291) 및 인버터부(293)에서 전원 이 변환되어 압축기(210)의 고정자(240)에 전원이 공급된다. 이에, 고정자(240)와 회전자(231)의 상호 작용에 의해 회전자(231) 및 회전자(231)에 결합된 구동축(213)이 회전한다. 구동축(213)의 하부에 마련된 편심부재(215)의 회전에 따라 편심부재(215)의 외주면에 결합된 롤링피스톤(219)도 회전한다. 이에 실린더(217)에 결합되어 롤링피스톤(219)과 접촉되는 베인에 의해 흡입실과 압축실이 구획되며, 롤링피스톤(219)의 회전에 의해 냉매가 흡입, 압축 및 배출되는 과정을 반복한다.
즉, 사용자가 공기조화기(100)를 난방 모드로 설정하면, 압축기(210)는 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는 실내 열교환기(111)로 공급되며, 실내 송풍팬(113)에 의해 실내 공기는 실내 열교환기(111)와 열교환이 이루어지고, 실내로 따뜻한 공기가 방출되어 실내를 따뜻하게 유지할 수 있다. 그리고, 실내 열교환기(111)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(121)로 공급된다.
사용자가 공기조화기(100)를 냉방 모드로 설정하면, 압축기(210)는 냉매를 압축한다. 압축된 냉매는 실내 열교환기(111)로 공급되며, 실내 송풍팬(113)에 의해 실내 공기는 실내 열교환기(111)와 열교환이 이루어져 실내로 차가운 공기가 방출되어 실내를 차갑게 유지할 수 있다. 그리고, 실내를 통과한 냉매는 압축기(210)와, 실외 열교환기(121)로 공급된다.
이 과정에서 제어부(270)가 브러시리스 직류모터(230)에 공급되는 전원을 제어하는 방법은 전술하였으므로 이하에서 생략한다.
이러한 정상 운전 과정에서 압축기(210) 내부의 이상 고온 등의 위험온도에 의해 변형부재(255)가 변형되는 경우에 대해 이하에서 설명한다.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 압축기(210) 내부에 이상 고온이 발생하면 변형부재(255)가 팽창하여 위쪽으로 변형되며, 탄성부재(257)의 가압력을 극복하고 이동부재(253)를 위쪽으로 들어 올리고, 탄성부재(257)는 수축된다. 이에, 고정접점(251a)과 이동접점(253b)이 떨어져 코일(243)의 각 상(U, V, W)이 전기적으로 연결되지 않는다.
즉, 도 6b에 도시된 바와 같이, 코일(243)의 각 상(U, V, W)이 전기적으로 연결된 상태에서 도 6b에 도시된 바와 같이, 코일(243)의 각 상(U, V, W)이 전기적으로 연결되지 않은 상태로 코일(243)의 전기적 연결 상태가 변한다.
이러한 변화 과정은 이동검출센서(259) 또는 단자전압검출센서(283)에 의해 검출될 수 있으며, 검출 결과는 제어부(270)로 전달된다. 이에, 제어부(270)에서 검출 결과에 기초하여 브러시리스 직류모터(230)로 공급되는 전원을 차단하는 알고리즘으로 브러시리스 직류모터(230)를 제어할 수 있다.
다음, 압축기(210) 내부의 온도가 정상적으로 회복되면, 이동검출센서(259) 내지 단자전압검출센서(283)의 검출 결과에 기초하여 제어부(270)는 브러시리스 직류모터(230)에 전원을 공급하도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기는 전술한 실시예에만 적용되지 않으며 실내기 및 실외기 등으로 구별되지 않는 다양한 종류의 공기조화기에 적용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다양한 환경에 적용될 수 있는 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기를 제공할 수 있다.
또한, 사용 환경의 온도를 검출하는 구조를 간편하게 하며, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 브러시리스 직류모터에 있어서,
    영구자석을 갖는 회전자와;
    상기 영구자석에서 발생되는 자장과의 상호 작용에 의해 토크를 발생시키기 위한 전기장을 형성하는 복수 상의 코일을 구비하는 고정자와;
    상기 고정자 내에 배치되며 온도 변화에 따라 상기 복수 상의 코일을 전기적으로 연결 및 연결 해제 가능하게 마련된 부하방지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부하방지부는 상기 복수 상의 코일이 상호 교차하는 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부하방지부는,
    상기 고정자에 결합되어 상기 코일과 연결된 케이싱과;
    상기 복수 상의 코일의 각 상을 상호 연결 가능하게 상기 케이싱에 배치된 이동부재와;
    상기 이동부재가 상기 코일과 연결되는 연결위치와 상기 코일과 연결 해제되 는 단락위치 사이를 이동 가능하게 상기 케이싱에 결합된 변형부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변형부재는 바이메탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 부하방지부는,
    상기 이동부재를 상기 변형부재로 향하여 탄성적으로 가압으로 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터.
  6. 압축기에 있어서,
    영구자석을 갖는 회전자와, 상기 영구자석에서 발생되는 자장과의 상호 작용에 의해 토크를 발생시키기 위한 전기장을 형성하는 복수 상의 코일을 구비하는 고정자와, 상기 고정자 내에 마련되어 온도 변화에 따라 상기 복수 상의 코일을 전기적으로 연결 및 분리 가능하게 마련된 부하방지부를 포함하는 브러시리스 직류모터와;
    상기 브러시리스 직류모터의 회전에 의해 냉매를 압축시키는 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부하방지부는 상기 복수 상의 코일이 상호 교차하는 영역에 배치된 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 부하방지부는,
    상기 고정자에 결합되어 상기 코일과 연결된 케이싱과;
    상기 케이싱의 내측에 배치되며, 상기 복수 상의 코일의 각 상을 상호 연결시키는 이동부재와;
    온도 변화에 따라 변형되어 상기 이동부재를 이동 가능하게 상기 케이싱에 결합된 변형부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 부하방지부는,
    상기 이동부재를 상기 변형부재로 향하여 탄성적으로 가압으로 탄성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 변형부재가 변형되어 상기 이동부재가 상기 코일로부터 분리된 경우, 상기 브러시리스 직류모터가 구동되지 않도록 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  11. 공기조화기에 있어서,
    냉매를 압축시키는 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항의 압축기와;
    상기 압축기에서 압축된 냉매를 증발시키는 열교환기와;
    상기 열교환기와 열교환 가능하게 유동을 형성하는 송풍팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
KR1020070014524A 2007-02-12 2007-02-12 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기 KR20080075396A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070014524A KR20080075396A (ko) 2007-02-12 2007-02-12 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기
US11/841,108 US7930895B2 (en) 2007-02-12 2007-08-20 Brushless direct current motor, compressor and air conditioner having the same
JP2007224046A JP2008199872A (ja) 2007-02-12 2007-08-30 ブラシレス直流モータ、圧縮機及びこれを有する空気調和機
CN2008100099083A CN101277037B (zh) 2007-02-12 2008-02-13 无刷直流电机以及具有该无刷直流电机的压缩机和空调

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070014524A KR20080075396A (ko) 2007-02-12 2007-02-12 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080075396A true KR20080075396A (ko) 2008-08-18

Family

ID=39685242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070014524A KR20080075396A (ko) 2007-02-12 2007-02-12 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7930895B2 (ko)
JP (1) JP2008199872A (ko)
KR (1) KR20080075396A (ko)
CN (1) CN101277037B (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2249181B1 (es) * 2004-09-14 2007-04-16 Appliances Components Companies Spain, S.A. Metodo y sistema de control.
JP5380487B2 (ja) * 2011-05-13 2014-01-08 日立アプライアンス株式会社 密閉形電動圧縮機
JP5937619B2 (ja) * 2011-12-14 2016-06-22 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置ならびに、それを備えた空気調和機、ヒートポンプ給湯機、冷蔵庫、および冷凍機
ES2825775T3 (es) * 2012-04-24 2021-05-17 Arteche Lantegi Elkartea S A Conector para alta tensión
JPWO2018150845A1 (ja) * 2017-02-20 2019-12-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電動機および電動機の製造方法
CO2018008244A1 (es) * 2018-08-03 2020-02-07 Corporacion Univ De La Costa Dispositivo para el accionamiento intermitente del ventilador de enfriamiento de motores trifásicos de inducción, controlado por la temperatura del enrollado del estator

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59209035A (ja) * 1983-05-11 1984-11-27 Hitachi Ltd 密閉形電動圧縮機のモ−タプロテクタ
JPS637969U (ko) * 1986-07-02 1988-01-19
JPH0337732U (ko) * 1989-08-21 1991-04-11
JPH05202860A (ja) 1991-12-06 1993-08-10 Hitachi Ltd 密閉形電動圧縮機
US6112535A (en) * 1995-04-25 2000-09-05 General Electric Company Compressor including a motor and motor control in the compressor housing and method of manufacture
JPH0921385A (ja) * 1995-07-07 1997-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 密閉型電動圧縮機
CA2208910C (en) * 1996-07-04 2001-11-06 Ubukata Industries Co., Ltd. Thermal protector for electric motors
JP3046767B2 (ja) * 1996-07-04 2000-05-29 株式会社生方製作所 サーマルプロテクタ
KR100246895B1 (ko) 1997-08-06 2000-04-01 윤종용 냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법
CN1144341C (zh) * 1999-01-14 2004-03-31 唐文方 永磁无刷直流电机
KR19990083639A (ko) 1999-08-07 1999-11-25 윤종용 냉장고의 압축기 냉각장치 및 그 냉각방법
CN2386570Y (zh) * 1999-09-02 2000-07-05 深圳市宝利达实业有限公司 无刷直流电机
KR20010046392A (ko) 1999-11-12 2001-06-15 신형인 모터 과열방지장치
KR20000036317A (ko) 2000-01-12 2000-07-05 조옥래 복합형 콤퓨레샤 모터 과부하 보호 장치
JP2003083258A (ja) * 2001-09-05 2003-03-19 Mitsubishi Electric Corp 密閉形圧縮機
CN100426636C (zh) 2002-11-15 2008-10-15 西北工业大学 一种扁平式稀土永磁无刷直流电机
JP2007028737A (ja) * 2005-07-13 2007-02-01 Sharp Corp モータ駆動装置及び空気調和機

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008199872A (ja) 2008-08-28
CN101277037B (zh) 2011-08-24
CN101277037A (zh) 2008-10-01
US20080191587A1 (en) 2008-08-14
US7930895B2 (en) 2011-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7437882B2 (en) Apparatus for driving a compressor and a refrigerating air conditioner
JP6491455B2 (ja) 電動機
KR20080075396A (ko) 브러시리스 직류모터, 압축기 및 이를 갖는 공기조화기
KR100461615B1 (ko) 전동압축기 및 그의 제어방법
CN103228365B (zh) 离心机和电力控制设备
KR20080015086A (ko) 가변 용량 컴프레서를 위한 제어 및 보호 시스템
JP5962591B2 (ja) モータ駆動装置
US11368118B2 (en) Motor driving device and air conditioner
US9559623B2 (en) Method of controlling an electrical machine
KR102267353B1 (ko) 공기조화기 및 그 제어방법
JP6235381B2 (ja) 圧縮機
KR100540508B1 (ko) 공기조화장치의 압축기 제어시스템
JP4134899B2 (ja) 冷凍空調装置
KR101325398B1 (ko) 전동 압축기 및 그를 포함한 공기 조화 장치
KR102101730B1 (ko) 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
EP4361438A1 (en) Heat pump compressor
KR102040018B1 (ko) 전동기 제어 장치
KR102099130B1 (ko) 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스
KR20150111734A (ko) 압축기 및 그 제어방법
KR20210108251A (ko) 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR20210108253A (ko) 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기
CN1116555C (zh) 用于控制分体式空调的室外风扇电机的旋转速度的装置
KR20210108254A (ko) 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 공기조화기
KR20210088346A (ko) 전동기 제어 장치 및 제어 방법, 이를 이용한 공기조화기
KR20200056030A (ko) 전력 변환 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee