KR20090039486A - 공기조화기의 전동기 제어장치 - Google Patents

공기조화기의 전동기 제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20090039486A
KR20090039486A KR1020070105160A KR20070105160A KR20090039486A KR 20090039486 A KR20090039486 A KR 20090039486A KR 1020070105160 A KR1020070105160 A KR 1020070105160A KR 20070105160 A KR20070105160 A KR 20070105160A KR 20090039486 A KR20090039486 A KR 20090039486A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
switching
inverter
converter
switching frequency
Prior art date
Application number
KR1020070105160A
Other languages
English (en)
Inventor
황선호
홍영호
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020070105160A priority Critical patent/KR20090039486A/ko
Publication of KR20090039486A publication Critical patent/KR20090039486A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/20—Electric components for separate outdoor units
    • F24F1/24—Cooling of electric components
    • 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
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • 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
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/025—Motor control arrangements
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor
    • 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
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures

Abstract

본 발명은, 복수개의 스위칭 소자를 구비하고 상용 교류 전원을 입력받아 스위칭 동작에 의해 직류 전원으로 변환하는 컨버터와; 컨버터를 제어하는 마이컴과, 컨버터 주변의 온도를 검출하는 온도 검출수단을 포함하고, 마이컴은 검출된 온도에 기초하여 컨버터 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 변경하는 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것이다. 이에 의하여, 공기조화기의 전동기 제어장치 내의 스위칭 소자의 과열에 의한 파손을 막을 수 있다.
Figure P1020070105160
공기조화기, 전동기, 온도, 스위칭 주파수

Description

공기조화기의 전동기 제어장치{Motor controller of air conditioner}
본 발명은 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것으로, 공기조화기의 전동기 제어장치의 컨버터 내의 스위칭 소자의 과열에 의한 파손을 막기 위하여, 컨버터 주변의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 따라 컨버터 내의 스위칭 주파수를 가변하는 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것이다.
공기조화기는 방, 거실, 사무실 또는 영업 점포 등의 공간에 배치되어 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있도록 하는 장치이다.
공기조화기는 일반적으로 일체형과 분리형으로 나뉜다. 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만, 일체형은 냉각과 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 설치한 것이고, 분리형은 실내측에는 냉/난방을 수행하는 실내기를 설치하고 실외측에는 방열과 압축 기능을 수행하는 실외기를 설치한 후 서로 분리된 두 기기를 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.
한편, 공기조화기에는 압축기 등에 전동기가 사용되며, 이를 구동하기 위한 전동기 제어장치가 사용되고 있다. 공기조화기의 전동기 제어장치는 상용 교류 전 원을 입력받아 직류 전압으로 변환하고, 직류 전압을 소정 주파수의 상용 교류 전원으로 변환하여 전동기에 공급함으로써, 전동기를 구동하도록 제어한다.
통상적인 공기조화기의 전동기 제어장치는 상용 교류 전원에서 직류 전원 변환시 스위칭 소자를 구비하는 컨버터를 사용하고 있으며, 소정의 스위칭 주파수에 의해 고속 스위칭을 하고 있다. 이러한 고속 스위칭시에, 과열에 의해 스위칭 소자의 파손이 발생할 위험이 있으며, 이러한 위험은 공기조화기의 전동기 제어장치 주변의 온도가 상승할수록 더 커지게 된다.
본 발명의 목적은, 공기조화기의 전동기 제어장치의 컨버터 내의 스위칭 소자의 과열에 의한 파손을 막기 위하여, 컨버터 주변의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 따라 컨버터 내의 스위칭 주파수를 가변하는 공기조화기의 전동기 제어장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 공기조화기의 전동기 제어장치에 있어, 스위칭 소자를 구비한 컨버터를 사용함으로써, 역률 제어 및 직류 전압 부스팅이 가능하다.
상술한 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는, 복수개의 스위칭 소자를 구비하고 상용 교류 전원을 입력받아 스위칭 동작에 의해 직류 전원으로 변환하는 컨버터와; 컨버터를 제어하는 마이컴과, 컨버터 주변의 온도를 검출하는 온도 검출수단을 포함하고, 마이컴은 검출된 온도에 기초하여 컨버터 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 변경하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는,컨버터 주변의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 따라 컨버터 내의 스위칭 주파수를 가변함으로써, 컨버터 내의 스위칭 소자의 과열에 의한 파손을 막을 수 있게 된다.
또한, 본 발명 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는, 스위칭 소자를 구비한 컨버터를 사용함으로써, 역률 제어 및 직류 전압 부스팅이 가능하다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명과 관련된 공기조화기의 개략도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 공기조화기(50)는, 크게 실내기(I)와 실외기(O)로 구분된다.
실외기(O)는, 냉매를 압축시키는 역할을 하는 압축기(2)와, 압축기를 구동하는 압축기용 전동기(2b)와, 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외측 열교환기(4)와, 실외 열교환기(5)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(5a)과 실외팬(5a)을 회전시키는 전동기(5b)로 이루어진 실외 송풍기(5)와, 응축된 냉매를 팽창하는 팽창기구(6)와, 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 냉/난방 절환밸브(10)와, 기체화된 냉매를 잠시 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(3) 등을 포함한다.
실내기(I)는 실내에 배치되어 냉/난방 기능을 수행하는 실내측 열교환기(8)와, 실내측 열교환기(8)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실내팬(9a)과 실내팬(9a)을 회전시키는 전동기(9b)로 이루어진 실내 송풍기(9) 등을 포함한다.
실내측 열교환기(8)는 적어도 하나가 설치될 수 있다. 압축기(2)는 인버터 압축기, 정속 압축기 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
또한, 상기 공기조화기(50)는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치에서의 전동기는 도면에서 도시한, 실외팬, 압축기 또는 실내 팬을 동작시키기 각 전동기(2b,5b,9b)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는, 리액터(205), 컨버터(210), 평활 커패시터(C11), 마이컴(230) 및 온도 검출수단(260)을 포함한다. 또한, 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는 인버터(220), 및 및 제2 온도 검출수단(270) 등을 더 포함할 수 있으며, dc 단 전압 검출수단(D), 출력 전류 검출수단(E 또는 F) 등을 더 포함할 수도 있다.
리액터(205)는 상용 교류 전원을 승압하여 컨버터(210)에 공급한다. 구체적으로 설명하면, 컨버터(210) 내에 구비되는 복수개의 컨버터용 스위치의 온/오프 동작에 의해, 리액터(205)에는 교류 전원이 저장되었다가 컨버터(210)에 공급함으로써, 승압동작을 수행한다. 한편, 리액터(205)는 교류 전원의 역률 보정을 위해 사용되며, 상용 교류 전원과 컨버터(210) 사이의 고조파 전류를 제거하여, 계통 또는 컨버터 소자를 보호하는 역할을 한다.
한편, 승압 동작, 역률 보정 및 고조파 전류의 제거를 위해, 리액터(205) 대신에 커몬모드 LCL 필터(미도시)를 사용하는 것도 가능하다. 상용 교류 전원이 삼 상 교류 전원인 경우, 컨버터의 고속 스위칭에 의해 발생하는 고조파 전류의 크기가 커질 수 있으며, 이를 효과적으로 제한하기 위하여, 커몬모드 LCL 필터를 사용할 수도 있다.
컨버터(210)는 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 리액터(205)를 거친 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 구체적으로 설명하면, 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자 및 하암 스위칭 소자가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결된다. 각 스위칭 소자에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. 마이컴(230)으로부터의 스위칭 제어신호(Scc)가 각 스위칭 소자의 게이트 단자에 입력되면, 각 스위칭 소자는 스위칭 동작을 수행한다. 이에 의해 역률이 제어되며, 또한 상용 교류 전원이 직류 전원으로 변환되어 출력된다.
평활 커패시터(C11)는 컨버터(210)의 출력단에 접속된다. 컨버터(210)로부터 출력되는 변환된 직류 전원을 평활하게 된다. 이하에서는 컨버터(210)의 출력단을 dc 단 또는 dc 링크단이라고 한다. dc 단에 평활된 직류 전압은 인버터(220)에 인가된다.
인버터(220)는 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 상용 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 구체적으로 설명하면, 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자 및 하암 스위칭 소자가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결된다. 각 스위칭 소자에는 다이오드가 역병렬로 연결된다. 마이컴(230)으로부 터의 스위칭 제어신호(Sic)가 각 스위칭 소자의 게이트 단자에 입력되면, 각 스위칭 소자는 스위칭 동작을 수행한다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 출력되게 된다.
인버터(220)에서 출력되는 삼상 교류 전원은 삼상 전동기(250)의 각 상에 인가된다. 여기서 삼상 전동기(250)는 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 삼상 전동기(250)의 종류로는 BLDC 전동기, synRM 전동기 등 다양한 형태가 가능하다. 한편, 삼상 전동기(250)의 기능별로 분류하면, 공기조화기의 압축기에 사용되는 압축기용 전동기(2b)일 수 있으며, 팬을 구동하기 위한 팬용 전동기(5b,9b) 일수도 있다.
한편, 마이컴(230)은, 컨버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터용 스위칭 제어신호(Scc)를 컨버터(210)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Scc)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 dc 단 전압을 기초로 생성되어 컨버터(210)에 출력된다. 또한, 마이컴(230)은 온도 검출수단(260)에서 검출된 온도(T)에 기초하여 컨버터 내의 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 가변할 수도 있다.
또한, 마이컴(230)은, 인버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터용 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(220)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 출력 전류를 기초로 생성되어 인버터(220)에 출력된다. 또한, 마이컴(230)은 온도 검출수단(260) 또는 제2 온도 검출수단(270)에서 검출된 온도(T2)에 기초하여 인버터 내의 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 가변할 수 도 있다.
마이컴(230)에 대한 상세한 설명은 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 후술하기로 한다.
온도 검출수단(260)은 컨버터 내 또는 컨버터 주변의 온도를 검출한다. 온도 검출수단(260)은 컨버터 회로 내에 부착된 온도 센서일 수도 있으며, 또는 컨버터 회로 뒤편에 부착되는 방열판(미도시)에 부착된 온도센서 일 수 있다. 검출된 온도는 마이컴(230)에 입력된다.
제2 온도 검출수단(270)은 인버터 내 또는 인버터 주변의 온도를 검출한다. 제2 온도 검출수단(270)은 인버터 회로 내에 부착된 온도 센서일 수도 있으며, 또는 인버터 회로 뒤편에 부착되는 방열판(미도시)에 부착된 온도센서 일 수 있다. 검출된 제2 온도는 마이컴(230)에 입력된다.
본 발명의 실시예와 같이, 온도 검출수단(260)에 의해 검출된 온도에 기초하여 마이컴(260)에서 컨버터의 스위칭 주파수를 가변함으로써, 컨버터 스위칭 소자의 고속 스위칭에 의한 발열로 인하여 컨버터 스위칭 소자가 소손되지 않도록 방지할 수 있게 된다. 또한, 제2 온도 검출수단(260)에 의해 검출된 제2 검출 온도에 기초하여 마이컴(260)에서 인버터의 스위칭 주파수를 가변함으로써, 인버터 스위칭 소자의 고속 스위칭에 의한 발열로 인하여 인버터 스위칭 소자가 소손되지 않도록 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예와 같이, 상용 교류 전원을 이용하여, 전동기를 동작시키는 공기조화기의 전동기 제어장치에 따르면, 컨버터용 스위칭 소자를 구비하는 컨버터(210)와 리액터(205)가 서로 연계하여, 교류 전원 승압, 역률 제어 및 고조파 제한 등이 가능하게 된다.
한편, dc단 전압 검출수단(D)은 dc단 전압(Vdc)을 검출한다. dc단 전압 검출수단(D)으로 dc 단의 양단 사이에 저항 등이 사용될 수 있다. dc단 전압 검출수단(D)은 평균적으로 dc단 전압(Vdc)을 검출할 수 있으며, 검출된 dc단 전압(Vdc)은 마이컴(230)에 인가되며, 검출된 dc단 전압(Vdc)에 기초하여 컨버터의 스위칭 제어신호(Scc)가 결정된다.
출력전류 검출수단(E 또는 F)은 인버터 출력단의 출력전류(io) 즉, 전동기에 인가되는 전류를 검출한다. 출력전류 검출수단(E)은 인버터(220)와 전동기(250) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 출력전류 검출수단(F)은 상기 인버터의 3개의 하암스위칭 소자에 일단이 각각 접속되는 션트 저항일 수 있다. 검출된 출력전류(io)는 마이컴(230)에 인가되며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터의 스위칭 제어신호(Sic)가 결정된다.
도 3a 내지 도 3c는 도 2의 마이컴의 내부 블록도이다.
먼저, 도 3a를 참조하여 설명하면, 마이컴(230)은 온도 비교부(310), 스위칭 주파수 결정부(320), 및 스위칭 제어신호 출력부(330)를 포함한다.
온도 비교부(310)는 온도 검출수단(260)으로부터의 검출 온도(T)와 미리 설정된 설정 온도(T*)를 입력받아 비교를 행하고 이에 대한 비교 신호(St)를 스위칭 주파수 결정부(320)로 출력한다.
스위칭 주파수 결정부(320)는 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 낮은 경우는 미리 설정된 주파수를 스위칭 주파수로 결정하고 결정된 스위칭 주파수(Sf)를 스위칭 제어신호 출력부(330)에 출력한다.
한편, 스위칭 주파수 결정부(320)는 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 높은 경우는 미리 설정된 스위칭 주파수를 낮추도록 제어하여, 설정 스위칭 주파수 보다 낮아진 새로 설정된 스위칭 주파수(Sf)를 스위칭 제어신호 출력부(330)에 출력한다. 스위칭 주파수를 낮추도록 제어함으로써, 컨버터의 스위칭 속도는 낮아져 스위칭 소자의 발열 현상이 낮아지며, 따라서 컨버터의 스위칭 소자들이 보호되게 된다. 한편, 검출 온도(T)와 설정 온도(T*)의 온도 차이에 비례하여 스위칭 주파수(Sf)를 낮출 수도 있다.
물론, 다시 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 낮아지면, 종전의 스위칭 주파수를 스위칭 제어신호 출력부(330)에 출력한다.
스위칭 제어신호 출력부(330)는 결정된 스위칭 주파수에 기초하여 스위칭 제어신호(Scc)를 컨버터의 스위칭 소자들의 게이트 단자에 출력한다.
도 3b을 참조하면, 마이컴(230)은 도 3a와 같이 온도 비교부(310), 스위칭 주파수 결정부(320), 및 스위칭 제어신호 출력부(330)를 포함하며, 나아가 제2 스위칭 주파수 결정부(325), 및 제2 스위칭 제어신호 출력부(335)를 더 포함한다.
제2 스위칭 주파수 결정부(325)는 제1 스위칭 주파수 결정부(315)와 동일하게 온도 비교부(310)으로부터의 비교 신호(St)를 입력받아 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 낮은 경우는 미리 설정된 주파수를 스위칭 주파수로 결정하고 결정된 스위칭 주파수(Sf2)를 제2 스위칭 제어신호 출력부(335)에 출력한다. 제2 스위칭 주파수 결정부(325)의 설정 스위칭 주파수(Sf2)는 스위칭 주파수 결정부(320)의 설정 스위칭 주파수(Sf)와 다르나 이에 한정되지 않고 동일할 수도 있다.
한편, 제2 스위칭 주파수 결정부(325)는 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 높은 경우는 미리 설정된 스위칭 주파수를 낮추도록 제어하여, 설정 스위칭 주파수 보다 낮아진 새로 설정된 스위칭 주파수(Sf2)를 제2 스위칭 제어신호 출력부(335)에 출력한다. 스위칭 주파수를 낮추도록 제어함으로써, 인버터의 스위칭 속도는 낮아져 스위칭 소자의 발열 현상이 낮아지며, 따라서 인버터의 스위칭 소자들이 보호되게 된다. 한편, 검출 온도(T)와 설정 온도(T*)의 온도 차이에 비례하여 스위칭 주파수(Sf2)를 낮출 수도 있다.
물론, 다시 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 낮아지면, 종전의 설정 스위칭 주파수(Sf2)를 제2 스위칭 제어신호 출력부(335)에 출력한다.
제2 스위칭 제어신호 출력부(335)는 결정된 스위칭 주파수에 기초하여 제2 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터의 스위칭 소자들의 게이트 단자에 출력한다.
도 3c를 참조하면, 마이컴(230)은 도 3b와 같이 온도 비교부(310), 스위칭 주파수 결정부(320), 스위칭 제어신호 출력부(330), 제2 스위칭 주파수 결정부(325), 및 제2 스위칭 제어신호 출력부(335)를 포함할 수 있으며, 나아가 제2 온도 비교부(315)를 더 포함한다.
온도 비교부(310), 스위칭 주파수 결정부(320), 스위칭 제어신호 출력부(330)의 동작은 도 3a와 같다.
제2 온도 비교부(315)는 인버터 내 또는 인버터 주변의 온도를 검출하는 제2 온도 검출수단(270)으로부터 검출된 제2 검출 온도(T2)와 미리 설정된 제2 설정 온도(T*2)를 입력받아 비교를 행하고 이에 대한 비교 신호(St2)를 제2 스위칭 주파수 결정부(325)로 출력한다.
제2 스위칭 주파수 결정부(325)는 비교 신호(St2)를 제2 온도 비교부(315)로부터 입력받는다는 점 외에는 도 3b의 동작과 동일하다. 또한, 제2 스위칭 제어신호 출력부(335)의 동작도 도 3b의 동작과 동일하다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치(400)는, 리액터(405), 컨버터(410), 인버터(420), 평활 커패시터(C11), 컨버터 마이컴(430), 인버터 마이컴(440), 온도 검출수단(460) 및 제2 온도 검출수단(470)을 포함한다. 또한, 공기조화기의 전동기 제어장치(400)는 dc 단 전압 검출수단(D), 출력 전류 검출수단(E 또는 F) 등을 더 포함할 수도 있다.
도 4의 공기조화기의 전동기 제어장치(400)는 도 2의 공기조화기의 전동기 제어장치(200)와 유사하나, 컨버터 마이컴(430) 및 인버터 마이컴(440)이 별도로 마련된다는 점에서 그 차이가 있다. 이하에서는 컨버터 마이컴(430) 및 인버터 마이컴(440) 위주로 설명한다.
컨버터 마이컴(430)은, 컨버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터용 스위칭 제어신호(Scc)를 컨버터(410)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Scc)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 dc 단 전압을 기초로 생성되어 컨버터(410)에 출력된다. 또한, 컨버터 마이컴(430)은 온도 검출수단(460)에서 검출된 온도에 기초하여 컨버터 내의 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 가변할 수도 있다. 컨버터 마이컴(430)에 대한 상세한 설명은 도 5a를 참조하여 후술하기로 한다.
인버터 마이컴(440)은, 인버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터용 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터(420)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 출력 전류를 기초로 생성되어 인버터(420)에 출력된다. 또한, 인버터 마이컴(440)은 온도 검출수단(460) 또는 제2 온도 검출수단(470)에서 검출된 온도에 기초하여 인버터 내의 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 가변할 수도 있다. 인버터 마이컴(440)에 대한 상세한 설명은 도 5b 내지 도 5c를 참조하여 후술하기로 한다.
온도 검출수단(460)은 컨버터 내 또는 컨버터 주변의 온도를 검출한다. 온도 검출수단(460)은 컨버터 회로 내에 부착된 온도 센서일 수도 있으며, 또는 컨버터 회로 뒤편에 부착되는 방열판(미도시)에 부착된 온도센서 일 수 있다. 검출된 온 도(T)는 컨버터 마이컴(430) 또는 인버터 마이컴(440)에 입력된다.
제2 온도 검출수단(470)은 인버터 내 또는 인버터 주변의 온도를 검출한다. 제2 온도 검출수단(470)은 인버터 회로 내에 부착된 온도 센서일 수도 있으며, 또는 인버터 회로 뒤편에 부착되는 방열판(미도시)에 부착된 온도센서 일 수 있다. 검출된 제2 온도(T2)는 인버터 마이컴(440)에 입력된다.
본 발명의 실시예와 같이, 온도 검출수단(460) 또는 제2 온도 검출수단(470)에 의해 검출된 온도에 기초하여 컨버터 또는 인버터의 스위칭 주파수를 가변함으로써, 컨버터 스위칭 소자 또는 인버터 스위칭 소자의 고속 스위칭에 의한 발열로 인하여 스위칭 소자가 소손되지 않도록 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예와 같이, 상용 교류 전원을 이용하여, 전동기를 동작시키는 공기조화기의 전동기 제어장치에 따르면, 컨버터용 스위칭 소자를 구비하는 컨버터(410)와 리액터(405)가 서로 연계하여, 교류 전원 승압, 역률 제어 및 고조파 제한 등이 가능하게 된다.
또한, 컨버터 마이컴(430)과 인버터 마이컴(440)을 분리함으로써, 컨버터(410) 제어 및 인버터(420) 제어의 효율성이 증대된다.
도 5a는 도 4의 컨버터 마이컴의 내부 블록도이고, 도 5b 내지 도 5c 는 도 4의 인버터 마이컴의 내부 블록도이다.
먼저, 도 5a를 참조하여 설명하면, 컨버터 마이컴(430)은 온도 비교부(510), 스위칭 주파수 결정부(520), 및 스위칭 제어신호 출력부(530)를 포함한다.
온도 비교부(510), 스위칭 주파수 결정부(520), 및 스위칭 제어신호 출력 부(530)의 각 동작은 도 3a와 동일하다.
도 3b을 참조하면, 인버터 마이컴(440)은 온도 비교부(510), 제2 스위칭 주파수 결정부(525), 및 제2 스위칭 제어신호 출력부(535)를 포함한다.
제2 스위칭 주파수 결정부(525)는 온도 비교부(510)으로부터의 비교 신호(St)를 입력받아 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 낮은 경우는 미리 설정된 주파수를 스위칭 주파수로 결정하고 결정된 스위칭 주파수(Sf2)를 제2 스위칭 제어신호 출력부(535)에 출력한다.
한편, 제2 스위칭 주파수 결정부(525)는 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 높은 경우는 미리 설정된 스위칭 주파수를 낮추도록 제어하여, 설정 스위칭 주파수 보다 낮아진 새로 설정된 스위칭 주파수(Sf2)를 제2 스위칭 제어신호 출력부(535)에 출력한다. 스위칭 주파수를 낮추도록 제어함으로써, 인버터의 스위칭 속도는 낮아져 스위칭 소자의 발열 현상이 낮아지며, 따라서 인버터의 스위칭 소자들이 보호되게 된다. 한편, 검출 온도(T)와 설정 온도(T*)의 온도 차이에 비례하여 스위칭 주파수(Sf2)를 낮출 수도 있다.
물론, 다시 검출 온도(T)가 설정 온도(T*) 보다 낮아지면, 종전의 설정 스위칭 주파수(Sf2)를 제2 스위칭 제어신호 출력부(535)에 출력한다.
제2 스위칭 제어신호 출력부(535)는 결정된 스위칭 주파수에 기초하여 제2 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터의 스위칭 소자들의 게이트 단자에 출력한다.
도 5c를 참조하면, 인버터 마이컴(440)은 제2 온도 비교부(510), 제2 스위칭 주파수 결정부(525), 및 제2 스위칭 제어신호 출력부(535)를 포한다.
제2 온도 비교부(515)는 인버터 내 또는 인버터 주변의 온도를 검출하는 제2 온도 검출수단(470)으로부터 검출된 제2 검출 온도(T2)와 미리 설정된 제2 설정 온도(T*2)를 입력받아 비교를 행하고 이에 대한 비교 신호(St2)를 제2 스위칭 주파수 결정부(525)로 출력한다.
제2 스위칭 주파수 결정부(525)는 비교 신호(St2)를 제2 온도 비교부(515)로부터 입력받는다는 점 외에는 도 5b의 동작과 동일하다. 또한, 제2 스위칭 제어신호 출력부(535)의 동작도 도 5b의 동작과 동일하다.
한편, 도 2 및 도 4의 공기조화기의 전동기 제어장치(200,400)는 상용 교류 전원으로부터의 입력 전류(ii)를 검출하는 입력전류 검출수단(A), 입력 전압(vi)을 검출하는 입력전압 검출수단(B)을 더 포함할 수 있으며, dc 단 전류(Idc)를 검출하는 dc단 전류 검출수단을 더 포함할 수 있다. 검출되는 입력 전류(ii),입력 전압(vi), dc 단 전류(Idc), dc 단 전압(Vdc) 및 출력 전류(io) 중 적어도 하나에 기초하여 도 2의 마이컴(230) 또는 도 4의 컨버터 마이컴(430) 또는 인버터 마이컴(440)의 이상 유무를 판단하여 컨버터 또는 인버터의 동작을 정지시킬 수 있다.
한편, 도 3a 내지 도 3c의 마이컴, 및 도 5a의 컨버터 마이컴은, 검출된 dc 단 전압(Vdc)과 dc 전압 지령치에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생 성부와, 전류 지령치와 검출되는 입력전류(ii)에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부를 더 포함할 수 있다. 스위칭 제어신호 출력부(330,530)는 생성된 전압 지령치에 기초하여 컨버터용 스위칭 소자를 구동하도록 스위칭 제어신호(Scc)를 출력한다.
한편, 도 3a 내지 도 3c의 마이컴, 및 도 5b 내지 도 5c의 인버터 마이컴은
검출된 출력전류(io)에 기초하여 전동기의 회전자 속도를 추정하는 속도 추정부와, 추정 속도와 지령 속도에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부와, 전류 지령치와 검출 전류(io)에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부를 더 포함할 수 있다. 제2 스위칭 제어 신호 출력부(335,535)는 생성된 전압 지령치에 기초하여 인버터용 스위칭 소자에 스위칭 제어신호(Sic)를 출력한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 공기조화기의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도 3a 내지 도 3c 는 도 2의 마이컴의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도 5a는 도 4의 컨버터 마이컴의 내부 블록도이고, 도 5b 내지 도 5c 는 도 4의 인버터 마이컴의 내부 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
205,405:리액터 210,410:컨버터
220,420:인버터 230:마이컴
430:컨버터 마이컴 440:인버터 마이컴
310,510:온도비교부 315,515:제2 온도 비교부
320,520:스위칭 주파수 결정부 325,525:제2 스위칭 주파수 결정부
330,530:스위칭 제어신호 출력부 335,535:제2 스위칭 제어신호 출력부

Claims (15)

  1. 공기조화기의 전력변환 장치에 있어서,
    복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 상용 교류 전원을 입력받아 스위칭 동작에 의해 직류 전원으로 변환하는 컨버터;
    상기 컨버터를 제어하는 마이컴; 및
    상기 컨버터 내 또는 컨버터 주변의 온도를 검출하는 온도 검출수단;을 포함하고,
    상기 마이컴은, 상기 검출된 온도에 기초하여 상기 컨버터 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이컴은,
    상기 컨버터의 스위칭 소자에 소정 스위칭 주파수를 갖는 스위칭 제어신호를 출력하는 스위칭 제어신호 출력부;
    상기 검출 온도와 미리 설정된 설정 온도를 비교하는 온도 비교부; 및
    상기 검출 온도가 상기 설정 온도를 초과한 경우, 상기 컨버터 스위칭 주파수의 크기를 소정 레벨로 낮추도록 제어하는 스위칭 주파수 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스위칭 주파수 결정부는
    상기 검출 온도가 상기 설정 온도 이하로 낮아지는 경우, 종전 컨버터 스위칭 주파수를 사용하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 온도 검출수단은,
    상기 컨버터 회로 내에 부착된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 온도 검출수단은,
    상기 컨버터의 방열판에 부착된 온도센서인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 직류 전원을 입력받아 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 인버터;를 더 포함하고,
    상기 마이컴은, 상기 검출 온도에 기초하여 상기 인버터 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 마이컴은,
    상기 인버터의 스위칭 소자에 소정 스위칭 주파수를 갖는 제2 스위칭 제어신 호를 출력하는 제2 스위칭 제어신호 출력부;
    상기 검출 온도와 미리 설정된 설정 온도를 비교하는 온도 비교부; 및
    상기 검출 온도가 상기 설정 온도를 초과한 경우, 상기 인버터 스위칭 주파수의 크기를 소정 레벨로 낮추도록 제어하는 제2 스위칭 주파수 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  8. 제1항에 있어서,
    복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 직류 전원을 입력받아 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및
    상기 인버터 내 또는 인버터 주변의 온도를 검출하는 제2 온도 검출수단;을 더 포함하고,
    상기 마이컴은, 상기 제2 온도 검출수단으로부터 검출된 온도에 기초하여 상기 인버터 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마이컴은,
    상기 인버터의 스위칭 소자에 소정 스위칭 주파수를 갖는 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 제2 스위칭 제어신호 출력부;
    상기 제2 검출 온도와 미리 설정된 제2 설정 온도를 비교하는 제2 온도 비교부; 및
    상기 제2 검출 온도가 상기 설정 온도를 초과한 경우, 상기 인버터 스위칭 주파수의 크기를 소정 레벨로 낮추도록 제어하는 제2 스위칭 주파수 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  10. 제1항에 있어서,
    복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 직류 전원을 입력받아 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 인버터; 및
    상기 인버터를 제어하는 제2 마이컴;를 더 포함하고,
    상기 제2 마이컴은, 상기 검출 온도에 기초하여 상기 인버터 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 마이컴은,
    상기 인버터의 스위칭 소자에 소정 스위칭 주파수를 갖는 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 제2 스위칭 제어신호 출력부;
    상기 검출 온도와 미리 설정된 설정 온도를 비교하는 제2 온도 비교부; 및
    상기 검출 온도가 상기 설정 온도를 초과한 경우, 상기 인버터 스위칭 주파수의 크기를 소정 레벨로 낮추도록 제어하는 제2 스위칭 주파수 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  12. 제1항에 있어서,
    복수개의 스위칭 소자를 구비하고, 상기 직류 전원을 입력받아 스위칭 동작에 의해 소정 주파수의 교류 전원으로 변환하는 인버터;
    상기 인버터를 제어하는 제2 마이컴; 및
    상기 인버터 내 또는 인버터 주변의 온도를 검출하는 제2 온도 검출수단;을 더 포함하고,
    상기 제2 마이컴은, 상기 제2 온도 검출수단으로부터 검출된 온도에 기초하여 상기 인버터 스위칭 소자의 스위칭 주파수를 변경하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 마이컴은,
    상기 인버터의 스위칭 소자에 소정 스위칭 주파수를 갖는 제2 스위칭 제어신호를 출력하는 제2 스위칭 제어신호 출력부;
    상기 제2 검출 온도와 미리 설정된 제2 설정 온도를 비교하는 제2 온도 비교부; 및
    상기 제2 검출 온도가 상기 제2 설정 온도를 초과한 경우, 상기 인버터 스위칭 주파수의 크기를 소정 레벨로 낮추도록 제어하는 제2 스위칭 주파수 결정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  14. 제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 온도 검출수단은,
    상기 인버터 회로 내에 부착된 온도 센서인 것을 특징으로 하는 공기조화기 의 전동기 제어장치.
  15. 제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 제2 온도 검출수단은,
    상기 인버터의 방열판에 부착된 온도센서인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
KR1020070105160A 2007-10-18 2007-10-18 공기조화기의 전동기 제어장치 KR20090039486A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070105160A KR20090039486A (ko) 2007-10-18 2007-10-18 공기조화기의 전동기 제어장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070105160A KR20090039486A (ko) 2007-10-18 2007-10-18 공기조화기의 전동기 제어장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090039486A true KR20090039486A (ko) 2009-04-22

Family

ID=40763360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070105160A KR20090039486A (ko) 2007-10-18 2007-10-18 공기조화기의 전동기 제어장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090039486A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104596045A (zh) * 2015-02-12 2015-05-06 珠海格力电器股份有限公司 空调系统变频器的温度控制方法
CN105137877A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 广西小草信息产业有限责任公司 一种计算机控制的变频调速系统
WO2017092449A1 (zh) * 2015-11-30 2017-06-08 广东美的制冷设备有限公司 智能功率模块和空调器
CN107367095A (zh) * 2017-07-28 2017-11-21 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机功率模块温度控制方法及控制系统
CN114183899A (zh) * 2021-12-09 2022-03-15 珠海格力电器股份有限公司 空调控制方法、装置、存储介质、处理器及空调

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104596045A (zh) * 2015-02-12 2015-05-06 珠海格力电器股份有限公司 空调系统变频器的温度控制方法
CN104596045B (zh) * 2015-02-12 2017-08-01 珠海格力电器股份有限公司 空调系统变频器的温度控制方法
CN105137877A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 广西小草信息产业有限责任公司 一种计算机控制的变频调速系统
WO2017092449A1 (zh) * 2015-11-30 2017-06-08 广东美的制冷设备有限公司 智能功率模块和空调器
CN107367095A (zh) * 2017-07-28 2017-11-21 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机功率模块温度控制方法及控制系统
CN107367095B (zh) * 2017-07-28 2020-08-04 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机功率模块温度控制方法及控制系统
CN114183899A (zh) * 2021-12-09 2022-03-15 珠海格力电器股份有限公司 空调控制方法、装置、存储介质、处理器及空调

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101395890B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치 및 그 제어 방법
KR101372533B1 (ko) 전동기 제어장치
KR100964368B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어방법 및 그 제어 장치
KR20090067730A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20090052168A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20100012077A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20090052166A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20090039486A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20090039482A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR101416932B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR100940097B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20100003580A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR100947609B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치 및 그 제어 방법
KR101054438B1 (ko) 공기조화기의 전동기 구동장치
KR20090049856A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR101466293B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20110001001A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20090044252A (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR100956434B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20100036780A (ko) 전동기 제어장치
KR100903646B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR100956435B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR100948646B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치 및 그 제어방법
KR101468723B1 (ko) 공기조화기의 전동기 제어장치
KR20110080346A (ko) 공기조화기의 전동기 구동장치

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination