KR20090029516A - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 공기조화기는 실외기로 인가되는 R상, S상, T상의 운전 전류에 대한 과전류 보호가 가능하도록, 본 발명은 실외기로 R상, S상, T상의 운전 전류를 공급하는 전원부, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 차단 및 공급하는 스위치부, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류에 대응되는 교류 형태의 제1, 2 순시치 전류를 출력하는 전류 센싱부 및 상기 제1, 2 순시치 전류에 기초하여 제1, 2 직류 출력전압을 감지하고, 상기 제1, 2 직류 출력전압을 통하여 과전류 여부를 판단하고, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류을 차단 및 공급하는 컨트롤부를 포함하는 공기조화기를 제공한다.
순시치 전류, 직류 출력전압

Description

공기조화기{Air-conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실외기로 인가되는 R상, S상, T상의 운전 전류에 대한 과전류 보호가 가능한 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 소정의 냉매를 압축, 증발 및 응축시킴으로써 냉매의 증발에 따른 주위 공기와의 열교환을 통하여 발생하는 찬 공기를 팬을 이용하여 실내로 토출하는 냉방 기기로 주로 사용되어 왔다.
또한, 공기조화기는 냉매의 압축, 증발 및 응축 사이클을 역으로 이용하여 냉매의 응축에 따른 냉매와 주위 공기와의 열교환을 통하여 발생하는 더운 공기를 팬을 이용하여 실내로 토출함으로써 난방 기능을 가진 냉난방 겸용 에어컨이 널리 보급됨에 따라, 공기조화기는 사계절 내내 가정의 실내 온도를 조절하는 기기로 이용되고 있다.
종래의 공기조화기는 R상, S상, T상의 운전 전류를 인가하는 전원부와, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 한 상의 운전 전류를 감지하는 센싱부 및 상기 센싱부에서 감지 결과에 기초하여, 과전류를 판단한 후 상기 R상, S상, T상의 운전 전 류를 차단하거나 공급하도록 제어하는 컨트롤부를 포함한다.
그러나, 종래의 공기조화기는 R상, S상, T상의 운전 전류 중 한 상의 운전 전류로만 과전류를 판단함으로써, 나머지 두상에 인가되는 순간 과전류 및 단락성 과전류에 의한 부품 파손에 대한 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 실외기로 인가되는 R상, S상, T상의 운전 전류에 대한 과전류 보호가 가능한 공기조화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 공기조화기는 실외기로 R상, S상, T상의 운전 전류를 공급하는 전원부, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 차단 및 공급하는 스위치부, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류에 대응되는 교류 형태의 제1, 2 순시치 전류를 출력하는 전류 센싱부 및 상기 제1, 2 순시치 전류에 기초하여 제1, 2 직류 출력전압을 감지하고, 상기 제1, 2 직류 출력전압을 통하여 과전류 여부를 판단하고, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류을 차단 및 공급하는 컨트롤부를 포함한다.
본 발명의 공기조화기는 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류를 감지하여 순간 피크성 과전류에 대한 판단 및 평균치에 의한 과전류를 판단하여, 실외기에 포함되는 압축기로 과전류가 인가되지 않도록 방지 가능함으로써, 제품의 생산성 및 상품성, 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.
본 발명의 공기조화기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공기조화기를 나타내는 사시도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 공기조화기는 실내기(10)와 실외기(20)로 구성되고, 실내기(10)는 실내공기와 냉매를 열교환시키는 실내열교환기(12)와, 상기 열교환된 실내공기를 송풍시키는 실내송풍기(14)를 포함한다.
또한, 실외기(20)는 실외공기와 냉매를 열교환 시키는 실외열교환기(22)와, 상기 열교환된 실외공기를 송풍시키는 실외송풍기(24)와, 냉매를 압축하는 압축기(26)를 포함한다.
도 2 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공기조화기의 구성을 나타내는 제어블록도이다.
도 2 를 참조하면, 본 발명의 공기조화기는 실외기(20)의 압축기(26)로 R상, S상, T상의 운전 전류를 인가하는 전원부(100), 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 차단 및 공급하는 스위치부(110), 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류를 감지하여 제1, 2 순시치 전류를 출력하는 전류 센싱부(120), 상기 R상, S상, T상의 운전 전류에 대한 과전류 발생 시, 외부에 에러를 표시하는 표시부(130), 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 압축기(26)로 인가하는 컨버터 회로부(140) 및 상기 제1, 2 순시치 전류를 기초하여, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류에 대한 과전류 여부를 판단하고 스위치부(110) 및 표시부(130)로 상기 에러가 표시되도록 제어하는 컨트롤부(150)를 포함한다.
여기서, 스위치부(110)는 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 컨트롤부(150)의 제어신호에 따라 스위칭 온/오프된다.
전류 센싱부(120)는 스위치부(110)와 컨버터 회로부(140) 사이에 연결되어, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류에 대한 제1, 2 순시치 전류를 생성하여 컨트롤부(150)로 인가한다.
또한, 전류 센싱부(120)는 상기 제1 순시치 전류를 출력하는 제1 센서부(122) 및 상기 제2 순시치 전류를 출력하는 제2 센서부(124)를 포함한다.
여기서, 제1, 2 센서부(122, 124)는 전류 센서이며, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류를 상기 직류 전원을 기준으로 상승 또는 하강되는 교류 형태의 상기 제1, 2 순시치 전류를 출력하기 위하여 내부에 직류 전원이 공급된다.
컨트롤부(150)는 상기 제1, 2 순시치 전류를 실시간으로 샘플링하여 상기 제1, 2 직류 출력전압을 감지하는 샘플링부(152), 상기 제1, 2 직류 출력전압을 기초하여, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 나머지 한 상의 운전 전류에 대한 제3 순시치 전류를 산출하는 전류 산출부(154), 상기 제1, 2 직류 출력전압을 기초하여, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류의 제1, 2 평균치(RMS)를 산출하는 RMS 산출부(156) 및 상기 제1, 2, 3 순시치 전류 중 하나의 샘플링 값 중 최고값이 연속적으로 소정 회수 이상 제1 설정값 이상인지를 판단하고, 상기 제1 설정값 이상이면 과전류로 판단하여 상기 스위치부를 제어 및 상기 표시부에 에러가 표시되도록 제어하는 스위치 제어부(158)를 포함한다.
도 3 은 도 2 의 제1 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 블록도를 상세하게 나타내는 회로도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 공기조화기의 순시치 전류(A) 및 순시치 전류의 샘플링 된 파형도(B)이다.
도 3 은 도 2 에 대한 회로도이며, 도 2 에 설명된 내용과 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 3 및 도 4 를 참조하면, 본 발명의 공기조화기는 전원부(100), 스위치부(110), 전류 센싱부(120), 표시부(130), 컨버터 회로부(140) 및 컨트롤부(150)를 포함한다.
여기서, 전원부(110)는 제1, 2, 3 라인(L1, L2, L3)으로 R상, S상, T상의 운전 전류를 컨버터 회로부(140)로 인가한다.
즉, 스위치부(120)는 상기 R상의 운전 전류가 인가되는 제1 라인(L1) 및 상기 S상의 운전 전류가 인가되는 제3 라인(L2)에 일단이 연결되고, 타단이 전류 센싱부(120)와 연결된다.
스위치부(120)는 컨트롤부(150)의 제어신호에 의해 제1, 3 라인(L1, L3)을 스위칭 온/오프되며, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류가 컨버터 회로부(140)로 인가되거나, 차단하도록 한다.
여기서, 스위치부(120)는 마그네틱 스위치가 사용된다.
전류 센싱부(120)는 제1 라인(L1) 선상에 위치되어, 상기 R상의 운전 전류에 대한 제1 순시치 전류를 출력하는 제1 센서부(122) 및 제3 라닌(L3) 선상에 위치되어 상기 T상의 운전 전류에 대한 제2 순시치 전류를 출력하는 제2 센서부(124)를 포함한다.
여기서, 제1, 2 센서부(122, 124)는 전류 센서이며, 직류 전원에 의해 상승 또는 하강하는 교류 형태의 상기 제1, 2 순시치 전류를 출력한다.
또한, 제1, 2 센서부(112, 124)는 상기 R상 및 T상의 운전 전류를 컨버터 회로부(140)로 전달한다.
컨버터 회로부(140)는 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 통하여 압축기(26)로 운전 주파수를 인가하도록, 브리지 다이오드(BD), 리액터(L) 및 커패시터(C1, C2)를 포함한다.
컨트롤부(150)는 샘플링부(152), 전류 산출부(154), RMS 산출부(156) 및 스위치 제어부(158)를 포함한다.
여기서, 샘플링부(152)는 제1, 2 센서부(122, 124)로부터 상기 제1, 2 순시치 전류를 인가받아 시간에 대한 전압 값으로 샘플링한다. 또한, 샘플링부(152)는 상기 제1, 2 순시치 전류에 대한 샘플링 전압을 제1, 2 직류 출력전압으로 출력한다.
전류 산출부(154)는 상기 제1, 2 순시치 전류를 통하여, 상기 S상의 운전 전류를 산출한다. 즉, 전류 산출부(154)는 상기 R상, S상, T상의 운전 전류에 대한 합 전류가 '0'으로 설정되어, 상기 R상 및 T상의 운전 전류에 대한 상기 제1, 2 순시치 전류를 통하여 상기 S상의 운전 전류 및 제3 순시치 전류를 산출한다.
또한, RMS 산출부(156)는 샘플링부(152)에서 산출된 상기 제1, 2 직류 출력전압을 기초하여, 상기 R상 및 T상의 운전 전류의 제1, 2 평균치(RMS)를 산출한다.
여기서, RMS 산출부(156)는 한주기(T) 동안의 최고치 전압 값을 소정 기간 동안 소정 회수로 산출한다.
즉, RMS 산출부(156)는 다음의 [수학식 1]을 통하여 제1, 2 평균치(RMS)를 산출한다.
평균치(RMS) = 최고값 / (√2 * 2 * N)
단, N: 반복 측정 회수, 최고값: 샘플링 값 중 최고값.
다시 말하면, RMS 산출부(156)는 상기 제1, 2 직류 출력전압의 한주기(T)에 대한 최고치 전압 값만으로 정확한 제1, 2 평균치(RMS)를 산출하지 못하므로, N 회 반복하여 감지되는 최고치 전압 값을 기초하여 제1, 2 평균치(RMS)를 산출한다.
여기서, 도 4 를 설명하면, (A) 파형도는 제1, 2 순시치 전류 중 하나의 순시치 전류를 나타낸 것이며, (B) 파형도는 상기 순시치 전류에 대한 샘플링 레이트에 따라 샘플링되는 것을 나타냅니다.
즉, (B) 파형도는 한주기(T) 동안에 샘플링 된 최고치 전압 값이 '①'이며, 다음 한주기 동안에 샘플링 된 최고치 전압 값이 '②'임을 나타냅니다.
즉, ① 및 ② 의 최고치 전압 값에 의해 제1, 2 평균치(RMS)가 산출됩니다.
스위치 제어부(158)는 상기 제1, 2, 3 순시치 전류 중 하나의 샘플링 값 중 최고치 전압 값이 연속적으로 소정 회수 이상 제1 설정값 이상인지를 판단하고, 상기 제1 설정값 이상이면 과전류로 판단하여 스위치부(110)로 스위치 오프에 대한 제어신호를 인가하며, 표시부(140)로 에러가 표시되도록 제어한다.
또한, 스위치 제어부(158)는 상기 제1, 2 평균치(RMS)가 제2 설정값 이상이면, 압축기(26)의 운전 주파수를 낮추고, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류의 상승을 방지하도록 제어한다.
그리고, 스위치 제어부(158)는 상기 제1, 2 평균치(RMS)가 상기 제2 설정값보다 높은 제3 설정값 이상이면, 압축기(26)를 정지시키고 스위치부(110)를 스위치 오프되도록 제어하고, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 차단한다.
따라서, 본 발명의 공기조화기는 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류를 감지함으로써, 제1 설정값이상으로 순간적인 피킹 전류가 인가되더라도 용이하게 제어가 가능하며, 제2, 3 설정값으로 평균 전류에 대한 과전류를 방지하기 용이하다는 장점이 있습니다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위에 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
도 1 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공기조화기를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공기조화기의 구성을 나타내는 제어블록도이다.
도 3 은 도 2 의 제1 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 블록도를 상세하게 나타내는 회로도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 공기조화기의 순시치 전류(A) 및 순시치 전류의 샘플링 된 파형도(B)이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 전원부 110: 스위치부
120: 전류 센싱부 130: 표시부
140: 컨버터 회로부 150: 컨트롤부

Claims (9)

  1. 실외기로 R상, S상, T상의 운전 전류를 공급하는 전원부;
    상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 차단 및 공급하는 스위치부;
    상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류에 대응되는 교류 형태의 제1, 2 순시치 전류를 출력하는 전류 센싱부; 및
    상기 제1, 2 순시치 전류에 기초하여 제1, 2 직류 출력전압을 감지하고, 상기 제1, 2 직류 출력전압을 통하여 과전류 여부를 판단하고, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류을 차단 및 공급하는 컨트롤부를 포함하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 적어도 한 상의 운전 전류가 상기 과전류로 판단되는 경우, 에러를 표시하는 표시부를 더 포함하는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 상기 실외기의 압축기로 인가하는 컨버터 회로부를 더 포함하는 공기조화기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 센싱부는,
    상기 제1 순시치 전류를 출력하는 제1 센서부; 및
    상기 제2 순시치 전류를 출력하는 제2 센서부를 포함하는 공기조화기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전류 센싱부는,
    상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류를 감지하여 상기 제1, 2 순시치 전류를 출력하는 전류 센서인 공기조화기.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 컨트롤부는,
    상기 제1, 2 순시치 전류를 실시간으로 샘플링하여 상기 제1, 2 직류 출력전압을 감지하는 샘플링부;
    상기 제1, 2 직류 출력전압을 기초하여, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중나머지 한 상의 운전 전류에 대한 제3 순시치 전류를 산출하는 전류 산출부;
    상기 제1, 2 직류 출력전압을 기초하여, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류 중 2상의 운전 전류의 제1, 2 평균치(RMS)를 산출하는 RMS 산출부; 및
    상기 제1, 2, 3 순시치 전류 중 하나의 샘플링 값 중 최고치 전압 값이 연속적으로 소정 회수 이상 제1 설정값 이상인지를 판단하고, 상기 제1 설정값 이상이면 과전류로 판단하여 상기 스위치부를 제어 및 상기 표시부에 에러가 표시되도록 제어하는 스위치 제어부를 포함하는 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    상기 제1, 2, 3 평균치를 다음의 수학식으로 산출하는 공기조화기;
    [수학식]
    평균치(RMS) = 최고값 / (√2 * 2 * N)
    단, N: 반복 측정 회수, 최고값: 샘플링 값 중 최고치 전압값.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    상기 제1, 2 평균치가 제2 설정값 이상이면, 상기 실외기에 포함되는 압축기의 운전 주파수를 낮추고, 상기 R상, S상, T상의 운전 전류의 상승을 방지하는 공기조화기.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 스위치 제어부는,
    상기 제1, 2 평균치가 제3 설정값 이상이면, 상기 실외기에 포함되는 압축기를 정지시키고, 상기 스위치부를 오프시켜 상기 R상, S상, T상의 운전 전류를 차단하는 공기조화기.
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