KR20090044252A - 공기조화기의 전동기 제어장치 - Google Patents

공기조화기의 전동기 제어장치 Download PDF

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KR20090044252A
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Abstract

본 발명은, 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원을 소정의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기를 구동하는 적어도 하나의 인버터와, 컨버터의 스위칭 소자를 구동하는 컨버터 게이트 구동부와, 상용 교류 전원으로부터의 입력 전류를 검출하는 입력전류 검출수단과, 검출된 입력전류가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 컨버터 게이트 구동부에 동작 정지 신호를 출력하는 과전류 판단부를 포함하는 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것이다. 이에 의하여, 과전류를 검출시 신속히 전동기를 정지시킬 수 있게 된다.
Figure P1020070110260
공기조화기, 과전류, 검출, 게이트 구동부, 마이컴

Description

공기조화기의 전동기 제어장치{Motor controller of air conditioner}
본 발명은 공기조화기의 전동기 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 과전류 검출시 신속히 전동기를 정지시킬 수 있는 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, 팬 등에 전동기가 사용되며, 이를 구동하기 위한 전동기 제어장치가 사용되고 있다. 공기조화기의 전동기 제어장치는 상용 교류 전원을 입력받아 직류 전압으로 변환하고, 직류 전압을 소정 주파수의 상용 교 류 전원으로 변환하여 전동기에 공급함으로써, 압축기, 팬 등의 전동기를 구동하도록 제어한다.
한편, 공기조화기 전동기 제어장치 내에 다양한 전류가 흐르게 되며, 이러한 전류들이 소정치 이상의 과전류로 흐르게 되면, 전동기 제어장치 내의 회로 소자들이 소손될 가능성이 있으므로, 이를 보호하기 위하여 다양한 방안이 제시되고 있다.
본 발명의 목적은, 과전류 검출시 신속히 전동기를 정지시킬 수 있는 공기조화기의 전동기 제어장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 및 그 밖의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는, 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원을 소정의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기를 구동하는 적어도 하나의 인버터와, 컨버터의 스위칭 소자를 구동하는 컨버터 게이트 구동부와, 상용 교류 전원으로부터의 입력 전류를 검출하는 입력전류 검출수단과, 검출된 입력전류가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 컨버터 게이트 구동부에 동작 정지 신호를 출력하는 과전류 판단부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는, 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 컨버터의 스위칭 소자를 구동하는 컨버터 게이트 구동부와, 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원을 소정의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기를 구동하는 적어도 하나의 인버터와, 컨버터의 출력단인 dc 단 전류를 검출하는 dc 단 전류 검출수단과, 검출된 dc 단 전류가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 컨버터 게이트 구동부에 동작 정지 신호를 출력하는 과전류 판단부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는, 복수의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 직류 전원을 소정의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기를 구동하는 적어도 하나의 인버터와, 인버터의 스위칭 소자를 구동하는 인버터 게이트 구동부와, 전동기에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력전류 검출수단과, 검출된 출력전류가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 인버터 게이트 구동부에 동작 정지 신호를 출력하는 과전류 판단부를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명 실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치는 과전류 검출시 신속히 전동기를 정지시킬 수 있어, 전동기 제어장치 내의 회로 소자들의 소손을 방지하게 된다.
또한, 컨버터와 인버터를 함께 제어하도록 공용 마이컴을 사용함으로써, 제조 비용이 저감되게 된다.
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 전동 기(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, 컨버터(210), 인버터(220), 컨버터 게이트 구동부(240) 및 입력전류 검출수단을 포함한다. 또한, 도 2의 공기조화기의 전동기 제어장치(200)는 리액터(L), 평활 커패시터컨버터(C) 및 마이컴(230)을 더 포함할 수 있다. 또한, dc 단 전압 검출수단(D), 출력 전류 검출수단(E) 등을 더 포함할 수도 있다.
리액터(L)는 상용 교류 전원을 승압하여 컨버터(210)에 공급한다. 구체적으로 설명하면, 컨버터(210) 내에 구비되는 복수개의 컨버터용 스위치의 온/오프 동작에 의해, 리액터(L)에는 교류 전원이 저장되었다가 컨버터(210)에 공급함으로써, 승압동작을 수행한다. 한편, 리액터(L)는 교류 전원의 역률 보정을 위해 사용되며, 상용 교류 전원과 컨버터(210) 사이의 고조파 전류를 제거하여, 계통 또는 컨버터 소자를 보호하는 역할을 한다.
한편, 도면에서는 상용 교류 전원으로 단상 교류 전원을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 삼상 교류 전원을 사용하는 것도 가능하다. 상용 교류 전원으로 삼상 교류 전원을 사용하는 경우에, 리액터(L) 대신에 커몬모드 LCL 필터(미도시)를 사용하는 것도 가능하다.
컨버터(210)는 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 리액터(L)를 거친 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다.
상용 교류 전원이 도면과 같이 단상 교류 전원인 경우에는, 예를 들어 2 개의 스위칭 소자 및 4 개의 다이오드 소자를 포함하는 하프 브릿지 형태로 구현되는 것이 가능하나, 단상 컨버터가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상용 교류 전원이 삼상 교류 전원인 경우에는 인버터(230)와 유사하게, 상암 스위칭 소자 및 하암 스위칭 소자가 한 쌍이 되며, 총 세 쌍의 상,하암 스위칭 소자가 서로 병렬로 연결되고, 각 스위칭 소자에는 다이오드가 역병렬로 연결될 수 있다.
컨버터(210) 내의 스위칭 소자들은 컨버터 게이트 구동부(260)의 스위칭 신호(Sc)에 의해 온/오프 동작을 하게 된다. 스위칭 신호(Sc)는 마이컴(230)으로부터의 스위칭 제어신호(Scc)에 기초하여 생성된다.
컨버터(210)의 출력단에 평활 커패시터(C)가 접속되며, 컨버터로부터의 직류 전압이 평활 커패시터(C)에 의해 평활되게 된다. 이하에서는 컨버터(210)의 출력단을 dc 단 또는 dc 링크단이라고 한다. dc 단에 평활된 직류 전압은 인버터(220,225)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, 삼상 전동기에 출력한다.
인버터(220)는, 각각 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.
인버터(220) 내의 스위칭 소자들은 인버터 게이트 구동부(260)의 스위칭 신호(Si)에 의해 온/오프 동작을 하게 된다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 삼상 전동기(250)에 출력되게 된다. 스위칭 신호(Si)는 마이컴(230)으로부터의 스위칭 제어신호(Sic)에 기초하여 생성된다.
삼상 전동기(250)는 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 전동기(250)의 종류로는 BLDC 전동기, synRM 전동기 등 다양한 형태가 가능하다.
한편, 마이컴(230)은, 컨버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터용 스위칭 제어신호(Scc)를 컨버터 게이트 구동부(260)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Scc)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 dc 단 전압(Vdc)을 기초로 생성되어 컨버터(210)에 출력된다.
또한, 마이컴(230)은, 인버터(220)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 스위칭 제어신호(Sic)를 인버터 게이트 구동부(270)에 출력한다. 스위칭 제어신호(Sic)는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 출력전류(io)를 기초로 생성되어 컨버터(210)에 출력된다.
입력전류 검출수단(A)은 상용 교류 전원으로부터의 입력전류(ii)를 검출한다. 입력전류 검출수단(A)은 상용 교류 전원과 컨버터(210) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 입력전류(ii)는 과전류 판단을 위해 과전류 판단부(240)에 입 력된다. 또한 검출되는 입력전류(ii)는 컨버터 스위칭 제어신호(Scc) 생성을 위해 마이컴(230)에 입력된다.
과전류 판단부(240)는 검출된 입력전류(ii)가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 컨버터 게이트 구동부(260)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 컨버터 게이트 구동부(260)는, 동작 정지 신호(Ss)가 입력되는 경우, 즉시 컨버터 스위칭 신호(Sc)의 출력을 정지한다. 이에 의해 컨버터(210)의 동작은 정지하게 되며, 나아가 인버터(220) 및 전동기(250)의 동작이 정지하게 된다. 이와 같이, 입력전류(ii)가 과전류인 경우에, 마이컴(230)의 동작 정지 명령에 의해 컨버터(210)가 동작을 정지하는 것이 아니라, 과전류 판단부(240) 그 자체로부터의 동작 정지 명령에 의해 컨버터(210)가 동작을 정지함으로써, 신속히 컨버터(210)를 정지시킬 수 있게 된다. 이에 의해, 회로 소자를 보호할 수 있는 시간이 더 확보되어 신뢰성이 향상되게 된다.
과전류 판단부(240)는 검출되어 입력되는 입력전류(ii)의 크기를 분배하도록 하는 저항 소자 및 기준치와 비교하는 비교기를 포함하여 구현될 수 있다.
컨버터 게이트 구동부(260)는 마이컴(230)으로부터 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 입력받아 컨버터 스위칭 신호(Sc)를 출력하고 이에 의해 컨버터(210) 내의 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어한다.
또한, 컨버터 게이트 구동부(260)는 과전류 판단부(240)로부터 동작 정지 신호(Ss)가 입력되는 경우, 마이컴(230)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 이에 의 해, 마이컴(230)은 컨버터 게이트 구동부(260)에 출력되는 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)의 출력을 중지하게 된다. 결국, 컨버터(210)의 동작 정지시 불필요한 소비전력 소모를 저감할 수 있게 된다.
인버터 게이트 구동부(270)는 마이컴(230)으로부터 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)를 입력받아 인버터 스위칭 신호(Si)를 출력하고 이에 의해 인버터(220) 내의 스위칭 소자의 온/오프 동작을 제어한다.
한편, 마이컴(230)에 컨버터 게이트 구동부(260)로부터의 동작 정지 신호(Ss)가 입력되면, 마이컴(230)은 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 더 이상 출력하지 않으며, 인버터 게이트 구동부(270)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 이에 의해, 인버터 게이트 구동부(270)는 인버터(220)에 출력되는 인버터 스위칭 신호(Si)의 출력을 정지한다.
한편, dc단 전압 검출수단(D)은 dc단 전압(Vdc)을 검출한다. dc단 전압 검출수단(D)으로 dc 단의 양단 사이에 저항 소자 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)의 생성에 사용된다.
출력전류 검출수단(E)은 인버터(220) 출력단의 출력전류 즉, 전동기(250)에 흐르는 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.
한편, 출력전류 검출수단(E)은 인버터(220)의 3개의 하암스위칭 소자에 일단이 각각 접속되는 션트 저항일 수 있다. 검출된 출력전류(io)는 마이컴(230)에 인가되며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여 인버터(220)의 스위칭 제어신호(Sic)가 생성된다.
도 3은 도 2의 마이컴의 내부 블록도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 마이컴(230)은 컨버터와 인버터를 함께 제어하도록 컨버터 스위칭 제어 신호와 인버터 스위칭 제어 신호를 출력한다.
먼저, 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)의 생성에 대해 설명하면, 마이컴(230)은 전류 지령 생성부(310), 전압 지령 생성부(320), 및 스위칭 제어 신호 출력부(330)를 포함한다.
전류 지령 생성부(310)는 dc 단 전압 검출수단(D)로 부터 검출된 dc 단 전압(Vdc)와 dc 단 전압 지령치(V*dc)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 전류 지령치(I*)를 생성한다. 전압 지령 생성부(320)는 전류 지령치(I*)와 검출되는 입력 전류(ii)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 전압 지령치(V*)를 생성한다. 스위칭 제어신호 출력부(330)는 전압 지령치(V*)에 기초하여 컨버터 스위칭 소자를 구동하도록 스위칭 제어 신호(Scc)를 컨버터 게이트 구동부(260)에 출력한다. 전류 지령치(I*)와 전압 지령치(V*)는 상용 교류 전원이 단상인 경우에 해당하며, 상용 교류 전원이 삼상인 경우에는 전류 지령치 및 전압 지령치가 d,q축 변환된 값일 수 있다.
한편, 인버터 스위칭 제어 신호의 생성(Sic)에 대해 설명하면, 마이컴(230)은 추정부(305), 제2 전류 지령 생성부(315), 제2 전압 지령 생성부(325), 및 제2 스위칭 제어 신호 출력부(335)를 더 포함한다.
추정부(305)는, 도 2의 출력 전류 검출수단(E)에 의해 검출된 출력 전류(io)에 기초하여 전동기의 회전자의 위치 및 속도(v)를 추정한다. 제2 전류 지령 생성부(315)는 추정 속도(v)와 속도 지령치(v*)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 d, q축 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성한다. 제2 전압 지령 생성부(325)는 d, q축 전류 지령치(i* d,i* q)와 검출되는 출력 전류(io)에 기초하여 PI 제어기 등을 통해 d,q 축 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다. 제2 스위칭 제어신호 출력부(335)는 d, q축 전압 지령치(v* d,v* q)에 기초하여 인버터 스위칭 소자를 구동하도록 스위칭 제어 신호(Sic)를 인버터 게이트 구동부(270)에 출력한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 4의 공기조화기의 전동기 제어장치(400)는 도 2의 공기조화기의 전동기 제어장치(200)와 거의 유사하나, 도 2와 달리 복수개의 인버터 및 전동기를 포함한다.
도 4의 공기조화기의 전동기 제어장치(400)는 컨버터(420), 마이컴,(420) 과전류 판단부(440), 및 컨버터 게이트 구동부(460)는 물론, 압축기용 인버터(420), 팬용 인버터(425), 압축기용 전동기(450), 팬용 전동기(455), 압축기용 인버터 게이트 구동부(470), 팬용 인버터 게이트 구동부(475)를 포함한다. 도 4의 컨버터(420), 마이컴,(420) 과전류 판단부(440), 및 컨버터 게이트 구동부(460)의 기능은 도 2와 동일하다. 이하에서는 도 2와의 차이점을 중심으로 기술한다.
마이컴(230)은 압축기용 전동기를 구동하도록 압축기용 인버터 게이트 구동부에 압축기용 스위칭 제어 신호를 출력하며, 팬용 전동기를 구동하도록 팬용 이버터 게이트 구동부에 팬용 스위칭 제어 신호를 출력한다.
압축기용 인버터 게이트 구동부는 압축기용 스위칭 신호를 생성하여 압축기용 인버터를 구동한다. 또한 팬용 인버터 게이트 구동부는 팬용 스위칭 신호를 생성하여 팬용 인버터를 구동한다.
한편, 출력전류 검출수단(E)는 압축기용 전동기에 흐르는 출력전류를 검출하여, 이를 마이컴에 인가한다. 또한, 출력전류 검출수단(F)은 팬용 전동기에 흐르는 출력전류를 검출하여, 이를 마이컴에 인가한다.
과전류 판단부(440)는 검출된 입력전류(ii)가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 컨버터 게이트 구동부(460)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 이에 의해 컨버터 게이트 구동부(460)는 그 동작을 정지한다.
한편, 컨버터 게이트 구동부(460)는 동작 정지 신호(Ss)를 마이컴(430)에 입력한다. 동작 정지 신호(Ss)를 입력받은 마이컴(430)은 더 이상 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)를 컨버터 게이트 구동부(460)에 출력하지 않는다.
또한, 마이컴(430)은 압축기용 인버터 게이트 구동부(470)과 팬용 인버터 게이트 구동부(475)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력함과 동시에, 압축기용 스위칭 제어 신호(Soc)와 팬용 스위칭 제어 신호(Sfc)를 더 이상 출력하지 않는다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 5의 공기조화기의 전동기 제어장치(500)는 도 2의 공기조화기의 전동기 제어장치(200)와 유사하다. 다만, 과전류 판단부(540)가 입력전류(ii))의 과전류를 판단하는 것이 아닌 dc 단 전류(Idc)의 과전류를 판단한다. 이를 위해, dc 단 전류 검출수단(M)을 더 포함한다. 도 5의 컨버터(510),인버터(520), 마이컴(530), 전동기(550), 컨버터 게이트 구동부(560), 인버터 게이트 구동부(570), 리액터(L), 입력전류 검출수단(A), dc 단 전압 검출수단(D), 출력전류 검출수단(E)은 도 2 및 그에 대한 설명을 참조하여 생략한다.
dc 단 전류 검출수단(M)은 평활 커패시터(C)의 일단에 접속이 되어, 흐르는 dc 단 전류(Idc)를 검출한다. 이를 위하여 dc 단 전류 검출수단(M)으로 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 dc 단 전류(Idc)는 과전류 판단을 위해 과전류 판단부(540)에 입력된다.
과전류 판단부(540)는, 검출된 dc 단 전류(Idc)가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 컨버터 게이트 구동부(560)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 컨버터 게이트 구동부(560)는, 동작 정지 신호(Ss)가 입력되는 경우, 즉시 컨버터 스위칭 신호(Sc)의 출력을 정지한다. 이에 의해 컨버터(510)의 동작은 정지하게 되며, 나아가 인버터(520) 및 전동기(550)의 동작이 정지하게 된다. 이에 의해, 회로 소자를 보호할 수 있는 시간이 더 확보되어 신뢰성이 향상되게 된다.
한편, 컨버터 게이트 구동부(560)는, 과전류 판단부(540)로부터 동작 정지 신호(Ss)가 입력되는 경우, 마이컴(530)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 이에 의해, 마이컴(530)은 컨버터 게이트 구동부(560)에 출력되는 컨버터 스위칭 제어 신호(Scc)의 출력을 중지하게 된다. 결국, 컨버터(510)의 동작 정지시 불필요한 소비전력 소모를 저감할 수 있게 된다.
한편, 마이컴(530)에 컨버터 게이트 구동부(560)로부터의 동작 정지 신호(Ss)가 입력되면, 마이컴(530)은 인버터 스위칭 제어신호(Sic)를 더 이상 출력하지 않으며, 인버터 게이트 구동부(570)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 이에 의해, 인버터 게이트 구동부(570)는 인버터(520)에 출력되는 인버터 스위칭 신호(Si)의 출력을 정지한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 6의 공기조화기의 전동기 제어장치(600)는 도 2의 공기조화기의 전동기 제어장치(200)와 유사하다. 다만, 과전류 판단부(540)가 입력전류(ii))의 과전류를 판단하는 것이 아닌 출력전류(io)의 과전류를 판단한다. 도 6의 컨버터(610),인버터(620), 마이컴(630), 전동기(650), 컨버터 게이트 구동부(660), 인버터 게이트 구동부(670), 리액터(L), 입력전류 검출수단(A), dc 단 전압 검출수단(D)은 도 2 및 그에 대한 설명을 참조하여 생략한다.
출력전류 검출수단(E)은 삼상 전동기(250)에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 이를 위하여, 출력전류 검출수단(E)으로, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 검출되는 출력전류(io)는 과전류 판단을 위해 과전류 판단부(540)에 입력된다. 또한, 검출되는 출력전류(io)는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)의 생성을 위해 마이컴(630)에 입력된다.
과전류 판단부(640)는, 검출된 출력전류(io)가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 인버터 게이트 구동부(660)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 인버터 게이트 구동부(660)는, 동작 정지 신호(Ss)가 입력되는 경우, 즉시 인버터 스위칭 신호(Sc)의 출력을 정지한다. 이에 의해 인버터(610)의 동작은 정지하게 되며, 나아가 전동기(650)의 동작이 정지하게 된다. 이에 의해, 회로 소자를 보호할 수 있는 시간이 더 확보되어 신뢰성이 향상되게 된다.
한편, 인버터 게이트 구동부(660)는, 과전류 판단부(640)로부터 동작 정지 신호(Ss)가 입력되는 경우, 마이컴(630)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 이에 의해, 마이컴(630)은 인버터 게이트 구동부(560)에 출력되는 인버터 스위칭 제어 신호(Sic)의 출력을 중지하게 된다. 결국, 인버터(610)의 동작 정지시 불필요한 소비전력 소모를 저감할 수 있게 된다.
한편, 마이컴(630)에 인버터 게이트 구동부(660)로부터의 동작 정지 신호(Ss)가 입력되면, 마이컴(630)은 컨버터 스위칭 제어신호(Scc)를 더 이상 출력하지 않으며, 컨버터 게이트 구동부(670)에 동작 정지 신호(Ss)를 출력한다. 이에 의해, 컨버터 게이트 구동부(670)는 컨버터(520)에 출력되는 컨버터 스위칭 신호(Sc)의 출력을 정지한다.
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 3은 도 2의 마이컴의 내부 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 전동기 제어장치를 도시한 회로도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
210,410,510,610:컨버터 220,420,520,620:인버터
230,430,530,630:마이컴 240,440,540,640:과전류 판단부
260,460,560,660:컨버터 게이트 구동부
270,570,670:인버터 게이트 구동부

Claims (15)

  1. 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;
    복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상기 직류 전원을 소정의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기를 구동하는 적어도 하나의 인버터;
    상기 컨버터의 스위칭 소자를 구동하는 컨버터 게이트 구동부;
    상기 상용 교류 전원으로부터의 입력 전류를 검출하는 입력전류 검출수단; 및
    상기 검출된 입력전류가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 상기 컨버터 게이트 구동부에 동작 정지 신호를 출력하는 과전류 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨버터 게이트 구동부에 컨버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 마이컴;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨버터 게이트 구동부는, 상기 동작 정지 신호를 상기 마이컴에 출력하고,
    상기 마이컴은, 상기 동작 정지 신호에 기초하여 상기 컨버터 스위칭 제어 신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인버터의 스위칭 소자를 구동하는 인버터 게이트 구동부;를 더 포함하고,
    상기 마이컴은, 상기 인버터 게이트 구동부에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨버터 게이트 구동부는, 상기 동작 정지 신호를 상기 마이컴에 출력하고,
    상기 마이컴은, 상기 동작 정지 신호에 기초하여 상기 컨버터 스위칭 제어 신호 및 인버터 스위칭 제어 신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  6. 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;
    상기 컨버터의 스위칭 소자를 구동하는 컨버터 게이트 구동부;
    복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상기 직류 전원을 소정의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기를 구동하는 적어도 하나의 인버터;
    상기 컨버터의 출력단인 dc 단 전류를 검출하는 dc 단 전류 검출수단;
    상기 검출된 dc 단 전류가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 상기 컨버터 게이트 구동부에 동작 정지 신호를 출력하는 과전류 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨버터 게이트 구동부에 컨버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 마이컴;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨버터 게이트 구동부는, 상기 동작 정지 신호를 상기 마이컴에 출력하고,
    상기 마이컴은, 상기 동작 정지 신호에 기초하여 상기 컨버터 스위칭 제어 신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 인버터의 스위칭 소자를 구동하는 인버터 게이트 구동부;를 더 포함하고,
    상기 마이컴은, 상기 인버터 게이트 구동부에 인버터 스위칭 제어 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 컨버터 게이트 구동부는, 상기 동작 정지 신호를 상기 마이컴에 출력하고,
    상기 마이컴은, 상기 동작 정지 신호에 기초하여 상기 컨버터 스위칭 제어 신호 및 인버터 스위칭 제어 신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  11. 복수의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터;
    복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의해 상기 직류 전원을 소정의 교류 전원으로 변환하여 삼상 전동기를 구동하는 적어도 하나의 인버터;
    상기 인버터의 스위칭 소자를 구동하는 인버터 게이트 구동부;
    상기 전동기에 흐르는 출력 전류를 검출하는 출력전류 검출수단;
    상기 검출된 출력전류가 소정치 이상인지 여부를 판단하여, 소정치 이상인 경우, 상기 인버터 게이트 구동부에 동작 정지 신호를 출력하는 과전류 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인버터 게이트 구동부에 인버터 스위칭 제어 신호를 출력하는 마이컴;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인버터 게이트 구동부는, 상기 동작 정지 신호를 상기 마이컴에 출력하고,
    상기 마이컴은, 상기 동작 정지 신호에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어 신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 컨버터의 스위칭 소자를 구동하는 컨버터 게이트 구동부;를 더 포함하고,
    상기 마이컴은, 상기 컨버터 게이트 구동부에 컨버터 스위칭 제어 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 인버터 게이트 구동부는, 상기 동작 정지 신호를 상기 마이컴에 출력하고,
    상기 마이컴은, 상기 동작 정지 신호에 기초하여 상기 컨버터 스위칭 제어 신호 및 인버터 스위칭 제어 신호의 출력을 정지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 전동기 제어장치.
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