KR20100033803A - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 압축기의 안정적인 구동을 위해 역률을 보상하도록 구성되는데 있어서 압축기 구동의 안정성을 확보하고 효과적인 역률보상이 가능하도록 소정의 조건에 따라 역률보상 제어가 개시되거나 종료되도록 하여 공기조화기가 안정적으로 동작되도록 하는 효과가 있다.
공기조화기, PFC, 역률보상, 돌입조건, 해제조건, 인버터, 압축기

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air conditioner and controling method thereof}
본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 압축기의 안정적인 구동을 위해 입력 전원의 역률을 보상하는데 있어서 안정적인 환경에서 역률보상이 수행되도록 하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로서 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.
이러한 공기조화기는 압축기의 모터를 구동하기 위해, 공급되는 전원을 일정 크기기의 직류전압으로 변환하고, 인버터를 통해 직류전압을 일정 전압 또는 주파수의 교류전압으로 변환하여 압축기로 공급하게 된다.
그러나, 종래의 공기조화기는 소정 크기 이상의 직류전원에 대해서만 압축기 모터로 전류를 인가하게 되므로 인버터를 통해 압축기로 공급되는 입력전원은 입력전압이 인가되고, 이후 전류가 흐르게 됨으로서, 실제 압축기로 입력되는 전원의 유효전력은 전압과 전류의 위상차만큼 저하되므로 전압과 전류 간에 위상차가 크게 발생되며, 이로 인하여 공기조화기의 구동에 따른 역률이 크게 저하되는 문제점이 있다.
이러한 역률문제를 해결하기 위해 역률보상을 수행하기는 하나, 역률보상을 위한 알고리즘이 정상으로 동작되지 않는 경우 역률보상 제어시 불안정한 제어로 인하여 에러가 발생하게 된다. 또한, 역률보상제어가 원활하지 못한 상태를 빠르게 감지 하지 못하게 되며 그로 인해 공기조화기가 소손되는 문제점이 있어, 보다 안정적인 환경에서 역률보상제어가 수행되어야 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 역률보상 제어를 수행함에 있어서, 역률보상 제어에 영향을 주는 요소들의 고려하여 보다 안정적인 환경에서 역률보상 제어가 수행되도록 하고, 소정 조건을 만족하지 않아 오류가 발생될 가능성이 있는 경우 즉시 역률보상 제어가 중단되도록 함으로써, 안정적이고 효율적인 역률보상제어가 가능하도록 하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 공기조화기는 컨버터, 인버터, 모터, 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 공급되는 소비전력, 상기 압축기의 운전주파수, 입력전압을 측정하고, 상기 소비전력 및 상기 운전주파수가 설정된 기준값 이상이고, 상기 입력전압이 추정전압과 동일위상인 경우 상기 컨버터로 제어명령을 인가하여 상기 압축기 제어를 위한 역률보상제어가 시작되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 입력된 운전모드에 대응하여 운전 시, 공급되는 소비전력, 상기 압축기의 운전주파수, 입력전압을 측정하는 단계, 상기 소비전력, 상기 운전주파수가 설정된 기준값 이상이고, 상기 입력전압이 추정전압과 동일위상인 경우 상기 압축기 제어를 위한 역률보상 제어를 시작하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 역률보상 제어에 따라 인버터 및 압축기가 제어되는 단계, 동작 중, 공급되는 소비전력, 상기 압축기의 운전주파수, DC링크의 전압을 측정하는 단계, 상기 소비전력, 상기 운전주파수, 상기 DC링크 전압에 대응하여 상기 역률보상을 중지하는 단계를 포함하고, 상기 DC링크 전압이 기준전압 이상인 경우 상기 소비전력 및 상기 운전주파수에 관계없이 상기 역률보상 제어를 중지하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 추정전 압과 측정전압의 위상의 일치율에 따른 조건을 추가하여 역률보상 제어의 시작 시점을 지정하고, 역률보상제어가 수행되는 중 불안정한 제어가 수행되는 경우 디씨링크전압에 따라 즉시 역률보상제어가 중단되도록 함으로써, 보다 안정적인 상태에서 역률보상제어가 수행되므로서 공기조화기의 안정성이 향상되고, 잘못된 역률보상제어로 인한 공기조화기의 소손을 방지하여 시스템을 보호함으로써 효과적인 구동제어가 가능한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도이다.
도 1을 참조하면, 복수개의 실외기를 포함하는 공기조화기는, 냉방 또는 난방 운전을 위해, 건물의 실내에 설치되는 다수개의 실내기(I)와, 실내기(I)와 냉매 배관(P)을 통해 연결된 다수의 실외기(O1 내지 O3)와, 실내기(I) 및 실외기(O1 내지 O3)를 제어하는 제어장치(미도시)를 포함한다.
여기서, 공기조화기에 포함되는 유닛은 실내기(I) 및 실외기(O)를 포함하고, 공기청정유닛, 환기유닛, 가습유닛, 제습유닛, 히터와 같은 유닛을 더 포함할 수 있으며, 이러한 유닛은 공기조화기의 소정 유닛에 연결되어 통합제어 될 수 있다. 이하 실내기(I) 및 실외기(O)가 구비되는 것을 예로 하여 설명하나 상기와 같은 유닛이 연결되는 경우에도 적용될 수 있다. 이때, 실외기 및 실내기의 수는 도면에 한정되지 않는다.
복수개의 실외기(O1 내지 O3)는 실내기(I)의 부하와 상관없이 항상 작동되는 메인 실외기(O1)와, 실내기(I)의 부하에 따라 선택적으로 작동되는 서브 실외기(O2)(O3)를 포함한다. 실외기(O)는 실내기(I) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동되고, 실내기(I)에서 요구되는 냉/난방 용량이 증가할수록 실외기(O)의 작동 개수 및 실외기(O)에 설치된 압축기의 작동 개수가 증가된다.
여기서, 공기조화기는 하나의 실내에 적어도 하나의 실내기(I)가 구비되며, 하나의 실내에 다수의 실내기가 구비되는 경우에는 하나의 실내에 설치되는 다수의 실내기는 원격제어기를 통해 그룹제어 또는 개별제어 될 수 있다.
실내기(I)는 입력되는 데이터에 따라 소정의 운전모드로 동작되며, 입력되는 데이터에 대응하여 실외기로 냉/난방 운전에 대하여 냉매의 공급을 요구하게 된다. 그에 따라 실내기는 실외기로부터 공급되는 냉매를 이용하여 냉방운전되거나 난방운전되어 실내로 냉온의 공기를 토출한다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실외기 및 실내기의 내부 구성이 도시된 도이다.
도 2를 참조하면, 실외기(O)는 외 공기와 냉매가 열교환되는 실외 열교환기(4)와, 실외 공기를 실외 열교환기(4)로 송풍시키는 실외 송풍기(5)와, 기체 냉매만을 추출하는 어큐뮬레이터(3)와, 어큐뮬레이터(3)에서 추출된 기체 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 냉매 흐름을 절환하는 사방밸브(10)와, 난방 운전시 과냉도와 과열도에 따라 제어되는 실외용 전자 팽창밸브(6)를 포함한다.
실외 열교환기(4)는 공기 조화기의 냉방 운전시 기상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 기상 냉매가 실외 공기에 의해 응축되게 하는 응축기로 작용되고, 공기 조 화기의 난방 운전시 액상 냉매가 흡입되고 흡입된 액상 냉매가 실외 공기에 의해 증발되게 하는 증발기로 작용된다.
실외 송풍기(5)는 실외기 제어장치(미도시)에 의해 제어되어 동력을 발생시키는 실외 전동기(5b)와, 실외 전동기(5b)와 연결되어 실외 전동기(5b)의 동력에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실외 팬(5a)으로 이루어진다.
메인 실외기(O1)는 내부에 2대의 압축기를 포함할 수 있으며, 하나는 인버터 압축기이고, 나머지 하나는 정속 압축기일 수 있다. 한편, 서브 실외기도 2대의 압축기를 포함할 수 있으며, 2대의 압축기는 모두 정속 압축기일 수 있으나 이는 일예일뿐 이에 한정되지 않는다.
복수의 실외기(O1 내지 O3)는 메인 실외기(O1)와, 보조 실외기(O2, O3)가 구비되어, 다수의 실내기(I) 중 적어도 어느 하나의 요구에 의해 구동된다. 이때, 동작되는 실내기(I)의 수에 대응하여, 메인 실외기(O1)가 동작되고, 요구되는 냉/난방 용량이 가변됨에 따라 메인 실외기(O1)의 수용용량을 넘어서는 경우 보조 실외기(O2, O3)가 동작되게 된다. 즉, 요구되는 냉/난방 용량에 대응하여 실외기(O)의 작동 대수 및 실외기에 구비된 압축기의 동작이 가변된다.
각 실내기(I)는, 각 실내기(I)가 설치된 룸의 실내 공기와 냉매가 열교환되는 실내 열교환기(8)와, 각 실내기(I)가 설치된 룸의 실내 공기를 실내 열교환기(8)로 송풍시키는 실내 송풍기(9)와, 냉방 운전시 과냉도와 과열도에 따라 제어되는 실내 유량 조절부인 실내용 전자 팽창밸브(미도시)를 포함할 수 있다.
실내 열교환기(8)는 공기 조화기의 냉방 운전시 액상 냉매가 흡입되고 상기 흡입된 액상 냉매가 냉방 운전을 요청한 실내기(I)가 설치된 실내 공기에 의해 증발되면서 실내 공기가 냉각되게 하는 증발기로 작용되고, 공기 조화기의 난방 운전시 기상 냉매가 흡입되고 흡입된 기상 냉매가 난방 운전을 요청한 실내기(I)가 설치된 실내 공기에 의해 응축되면서 실내 공기 온도가 상승되게 하는 응축기로 작용된다.
실내 송풍기(9)는 실내기 제어장치(미도시)에 의해 제어되어 동력을 발생시키는 실내 전동기(9b)와, 실내 전동기(9b)와 연결되어 실내 전동기(9b)에 의해 회전되면서 송풍력을 발생시키는 실내 팬(9a)으로 이루어진다.
또한, 공기조화기는 실내를 냉방시키는 냉방기로 구성되는 것도 가능하고, 실내를 냉방시키거나 난방시키는 히트 펌프로 구성되는 것도 가능하다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 3을 참조하면, 도 2의 실외기를 제어하는 제어장치는 전원이 공급되는 전원부, 입력된 전원을 변환하고 역률을 보상하는 컨버터(110), 모터구동을 위한 전원으로 변환하는 인터버(120), 컨버터(110) 및 인버터(120)의 동작을 제어하는 제어부(140)를 포함한다.
여기서, 제어부(140)는 컨버터(110)를 제어하기 위한 컨버터 제어부와, 인버터를 제어하기 위한 인버터 제어부로 구분되어 별도 구성될 수 있다.
또한, 제어장치는 입력전류검출수단(151), 평활커패시터(C), DC단 전압검출수단(152), 출력전류검출수단(153)을 포함한다.
그 외, 공급되는 전원의 오결선을 감지하는 오결선감지부(미도시), 오결선 또는 전원이상시 전원을 차단하는 전원차단부, 필터부 등을 더 포함할 수 있다. 오결선감지부는 3상 4선식 상용 교류 전원의 오선 및 결선 중 적어도 하나를 감지하는데, 상용 교류 전원의 3상(R,S,T) 각각과 접지선(N)의 전위차를 비교하여 오선 및 결선 중 적어도 하나를 감지한다. 전원 차단부는, 오결선 감지부로부터 오선 및 결선 중 적어도 하나가 감지되는 경우, 컨버터(110)로 인가되는 상용 교류 전원의 공급을 차단한다. 이를 위해, 전원 차단부는, 온/오프 동작에 컨버터(110)로 인가되는 상용 교류 전원의 공급을 차단하는 릴레이 소자를 포함할 수 있다. 필터부는 3상 4선식 상용 교류 전원의 노이즈 성분 또는 고조파 전류 성분을 필터링한다. 이러한 전원차단부 및 오결선 감지부의 동작은 제어부(140)에 의해 제어될 수 있다.
컨버터(110)는 복수개의 컨버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 필터부를 거친 3상 4선식 상용 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 컨버터(110)는 제어부(140)로부터의 컨버터 스위칭제어신호를 입력받아 각 스위칭소자에 입력되면, 각 스위칭소자가 동작됨으로써 교류전원을 직류전원으로 변환한다.
이때, 컨버터(110)는 입력된 교류전원을 직류전원으로 변환함과 동시에 공급되는 전원에 대한 역률을 보상한다. 이때, 역률보상 제어는 제어부(140)의 제어신호에 의해 수행된다.
평활 커패시터(C)는 컨버터(110)의 출력단에 접속된다. 컨버터(110)로부터 출력되는 변환된 직류 전원을 평활하게 된다. 이하에서는 컨버터(110)의 출력단을 dc 단 또는 dc 링크단이라고 한다. dc링크단에 평활된 직류 전압은 인버터(120)로 인가된다.
인버터(120)는 복수개의 인버터용 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 상용 교류 전원으로 변환하여 출력한다. 인버터(120)는 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. 인터버(20)는 제어부(140)로부터의 인버터 스위칭 제어 신호가 각 스위칭 소자의 게이트 단자에 입력되면, 각 스위칭 소자는 스위칭 동작을 수행한다. 이에 의해, 소정 주파수를 갖는 삼상 교류 전원이 출력되게 된다.
인버터(120)에서 출력되는 삼상 교류 전원은 삼상 전동기(130)의 각 상에 인가된다. 여기서 삼상 전동기(130)는 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상 교류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 삼상 전동기(130)의 종류로는 BLDC 전동기, synRM 전동기 등 다양한 형태가 가능하다. 한편, 삼상 전동기(130)의 기능별로 분류하면, 공기조화기의 압축기에 사용되는 압축기용 전동기(2b)일 수 있으며, 팬을 구동하기 위한 팬용 전동기(5b,9b) 일수도 있다.
제어부(140)는 컨버터(110)의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 컨버터용 스위칭 제어신호를 컨버터(110)에 출력한다. 컨버터용 스위칭 제어신호는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 입력전류 및 dc링크단 전압을 기초로 생성되어 컨버 터(110)에 출력된다.
제어부(140)는 오결선 감지부내의 저항 소자를 통해 감지되는 전압값들을 입력받아 감지된 전압이 제1 기준치 초과의 전압 또는 제2 기준치 미만의 전압이 감지되는 경우, 오선 또는 결선으로 판단한다. 또한, 제어부(140)는 오선 또는 결선 판단에 따라, 전원 차단부를 동작시켜 공급되는 전원이 차단되도록 제어할 수도 있다.
또한, 제어부(140)는 인버터의 스위칭 동작을 제어하기 위해, 인버터용 스위칭 제어신호를 인버터(120)에 출력한다. 인버터용 스위칭 제어신호는 PWM용 스위칭 제어신호로서, 검출되는 출력 전류를 기초로 생성되어 인버터(120)에 출력된다.
입력전류 검출 수단(151)은 상용 교류 전원으로부터의 입력전류를 검출한다. 입력전류 검출수단(151)은 상용 교류 전원과 컨버터(110) 사이에 위치하나, 경우에 따라 상용 교류 전원과 필터부 사이에 위치할 수 있다. 입력전류 검출수단(151)으로 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 입력전류검출수단(151)은 검출된 입력전류를 제어부(140)로 인가하며, 검출된 입력전류는 컨버터 스위칭 제어 신호의 생성, 및 과전류 등의 보호 동작에 사용된다.
dc링크단 전압 검출 수단(152)은 dc링크단의 전압을 검출한다. dc링크단 전압 검출수단(152)으로 dc링크단의 양단 사이에 저항 등이 사용될 수 있다. 검출된 dc링크단의 전압은 제어부(140)로 인가되어, 컨버터용 스위칭 제어 신호의 생성, 및 과전압 등의 보호 동작에 사용된다.
출력전류 검출수단(153)은 인버터(120)출력단의 출력전류 즉, 전동기(130)에 인가되는 전류를 검출한다. 출력전류 검출수단(153)은 인버터(120)와 전동기(130) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 또한, 출력전류 검출수단(153)은 상기 인버터 내의 3개의 하암스위칭 소자에 일단이 각각 접속되는 션트 저항일 수 있다. 검출된 출력전류는 제어부(140)에 인가되어, 인버터 스위칭 제어 신호의 생성 및 과전류 등의 보호 동작에 사용된다.
여기서, 제어부(140)는 컨버터(110)를 제어하기 위한 스위칭 제어신호를 생성하는 경우, 입력되는 전언의 입력전류, 압축기의 운전주파수, 소비전력을 고려하여 컨버터(110)의 역률보상 제어가 수행되도록 제어한다.
제어부(140)는 센서리스 알고리즘에 따라 전압을 추정하고, 압축기의 운전주파수 및 소비전력을 산출한다. 이때, 제어부(140)는 소비전력이 제 1 기준전력 이상이고, 압축기 운전주파수가 제 1 기준주파수 이상이며, 추정전압과 입력전압의 위상의 일치율을 산출하여 일치율이 기준비율 이상인 경우에 한하여 역률보상제어가 수행되도록 한다. 상기 조건 중 적어도 하나 만족하지 못하는 경우에는 역률보상이 수행되지 않도록 한다.
또한, 제어부(140)는 상기와 같은 조건이 만족되어 역률보상제어가 수행되는 경우라도, 소비전력, 압축기 운전주파수 및 dc링크단의 전압에 따라 컨버터의 역률보상제어가 중지되도록 한다.
제어부(140)는 소비전력이 제 2 기준전력 미만이거나, 운전주파수가 제 2 기준주파수 미만인 경우 또는 dc링크단의 전압이 기준전압 미만인 경우, 역률보상제 어가 중지되도록 한다. 특히 제어부(140)는 소비전력과 운전주파수가 기준값을 만족하더라도 dc링크단의 전압이 기준전압 이상인 경우에는 다른 값에 관계없이 컨버터의 역률보상이 중단되도록 한다.
제어부(140)는 dc링크단전압검출수단(152)으로부터 입력되는 컨버터(110)의 출력전압을 입력받아, 컨버터(110)의 출력전압인 직류전압을 피드백 제어하고, 전동기(130)로 입력되는 전류를 제어하기 위해, 출력전류검출수단(153), 입력전류검출수단(151), dc링크단 전압검출수단(152)으로부터 입력되는 데이터에 대응하여 컨버터(110)로 스위칭 제어신호를 인가한다.
제어부(140)는 컨버터(110)가 동작되면, 컨버터(110)의 출력단의 커패시터(C)에 연결된 dc링크단전압 검출수단(152)으로부터 감지되는 직류전압을 입력받아, 목표 직류전압과, 출력된 직류전압간의 오차를 연산하고 연산된 오차에 따라 전압제어를 수행한다. 제어부(140)는 연산된 전압오차를 이용하여 전압을 추정한다.
이때, 제어부(140)는 상기와 같은 조건을 만족하지 못하는 경우 컨버터(110)의 역률보상을 위한 상기와 같은 직류전압 제어를 수행하지 않는다. 또한, 제어부(140)는 컨버터(110)에 구비되는 내부보호기능에 의해, 회로가 쇼트되거나, 온도가 기준 온도 이상 증가되어 과열된 경우, 또는 일정값 이상의 과전압이 발생되는 경우 컨버터(110), 인터버(120) 및 전동기(130)의 동작이 정지되도록 제어한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 동작을 살펴보면 다음과 같 다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 역률보상 제어의 개시방법이 도시된 순서도이다.
도 4를 참조하면, 공기조화기의 시스템이 구동되고(S410), 실내기(I)의 요구에 따라, 즉 실내부하에 대응하여 실외기(O)가 동작되는 경우, 실외기 제어장치는 컨버터(110)를 제어하여 동작시키고, 입력전류검출수단(151)으로부터 입력되는 입력전류와 전압컨버터(110)의 출력단에 연결되는 커패시터(C)의 dc링크단 전압 검출수단(152)으로부터 입력되는 전압을 이용하여, 센서리스 알고리즘에 따라 전압을 추정한다(S420). 제어부(140)는 인터버(120) 및 압축기가 구동되도록 하고(S430), 압축기의 운전주파수 및 소비전력을 측정한다.
이때, 제어부(140)는 측정된 소비전력을 제 1 기준전력과 비교하고(S450), 압축기 운전주파수를 제 1 기준주파수와 비교하며(S460), 상기 추정 전압과, 입력전압의 위상차를 검출하고 위상차, 다시 말해 위상의 일치율을 기준비율과 비교한다(S470).
제어부(140)는 비교결과, 소비전력이 제 1 기준전력이상이고, 압축기 운전주파수가 제1 기준주파수 이상이며, 추정된 입력전압과 실재 입력되는 입력전압의 위상 일치율이 기준비율 이상인 경우 컨버터(110)의 역률보상제어가 수행되도록 한다(S480).
여기서, 상기 조건 중 어느 하나라도 만족하지 않는 경우 제어부(140)는 역률보상제어를 수행하지 않는다.
이때, 제 1 기준전력은, 입력전류를 기본으로하여 센서리스 알고리즘에 따라 전압추정이 수행되므로, 전압추정이 가능한 범위에서의 최소값으로 설정되고, 제 1 기준주파수는 압축기가 구동 가능한 정도의 주파수로 설정된다. 이때, 위상의 일치율은 적어도 75% 이상인 것이 바람직하다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 역률보상 제어의 중단방법이 도시된 순서도이다.
도 5를 참조하면, 상기와 같이 제어부(140)에 의해 컨버터(110)에 대한 역률보상제어가 수행되고, 인버터(120)가 구동되어 압축기가 정상동작되는 중(S510), 제어부(140)는 지속적으로 소비전력, 압축기의 운전주파수, dc링크단의 전압을 측정한다(S520).
측정된 데이터에 대응하여, 제어부(140)는 소비전력을 제 2 기준전력과 비교하고(S530), 운전주파수는 제 2 기준주파수와 비교하며(S540), dc링크단의 전압을 기준전압과 비교한다(S550).
이때, 제 2 기준전력은 제 1 기준전력보다 낮은값으로 설정되고, 제 2 기준주파수는 제 1 기준주파수보다 낮은 값으로 설정된다. 기준전압은 커패시터(C)에서 수용 가능한 전압의 최대값으로 설정되는 것이 바람직하다.
제어부(140)는 소비전력이 제 2 기준전력 미만이거나, 운전주파수가 제 2 기준주파수 미만인 경우, dc링크단의 전압이 기준전압 이상인 경우 중 어느 하나의 경우라도 만족하면 컨버터(110)의 역률보상제어가 중지되도록 한다(S560).
이때, 제어부(140)는 소비전력이 제 2 기준전력 이상이라도, 운전주파수가 제 2 기준주파수 미만인 경우에는 역률보상제어가 중지되도록 하고, 특히 dc링크단의 전압이 기준전압 이상인 경우에는 다른값에 관계없이 역률보상제어가 중지되도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 제어방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도,
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 실외기 및 실내기의 내부 구성이 도시된 도,
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어구성이 도시된 블록도,
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 역률보상 제어의 개시방법이 도시된 순서도,
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 역률보상 제어의 중단방법이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 컨버터 120: 인터??
130: 전동기 140: 제어부
151: 입력전류 검출수단 152: dc링크단 전압검출수단
153: 출력전류 검출수단 c: 커패시터

Claims (9)

  1. 입력된 운전모드에 대응하여 운전 시, 공급되는 소비전력, 상기 압축기의 운전주파수, 입력전압을 측정하는 단계;
    상기 소비전력, 상기 운전주파수가 설정된 기준값 이상이고, 상기 입력전압이 추정전압과 동일위상인 경우 상기 압축기 제어를 위한 역률보상 제어를 시작하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정전압은 센서리스 알고리즘에 의해 추정되는 값인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정전압과 상기 입력전압의 위상이 동일한 비율이 기준비율 이상인 경우 동일위상인 것으로 판단하는 공기조화기의 제어방법.
  4. 역률보상 제어에 따라 인버터 및 압축기가 제어되는 단계;
    동작 중, 공급되는 소비전력, 상기 압축기의 운전주파수, DC링크의 전압을 측정하는 단계; 및
    상기 소비전력, 상기 운전주파수, 상기 DC링크 전압에 대응하여 상기 역률보 상을 중지하는 단계를 포함하고,
    상기 DC링크 전압이 기준전압 이상인 경우 상기 소비전력 및 상기 운전주파수에 관계없이 상기 역률보상 제어를 중지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소비전력이 기준값 미만이면 상기 역률보상 제어를 중지하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 소비전력이 기준값 이상이고 상기 운전주파수가 기준주파수 미만이면 상기 역률보상 제어를 중지하는 단계를 더 포함하고는 공기조화기의 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 소비전력이 기준값 이상이고, 상기 운전주파수가 상기 기준주파수 이상이고, 상기 DC링크전압이 기준전압 미만이면 상기 역률보상 제어를 유지하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  8. 컨버터, 인버터, 모터, 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 공급되는 소비전력, 상기 압축기의 운전주파수, 입력전압을 측정하고, 상기 소비전력 및 상기 운전주파수가 설정된 기준값 이상이고, 상기 입력전압이 추정전압과 동일위상인 경우 상기 컨버터로 제어명령을 인가하여 상기 압축기 제어를 위한 역률보상제어가 시작되도록 하는 공기조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 동작 중, 공급되는 소비전력, 상기 압축기의 운전주파수, DC링크의 전압을 측정하여, 상기 소비전력, 상기 운전주파수, 상기 DC링크 전압에 대응하여 상기 역률보상제어가 중지되도록 상기 컨버터를 제어하고, 상기 DC링크 전압이 기준전압 이상인 경우 상기 소비전력 및 상기 운전주파수에 관계없이 상기 역률보상제어가 중지되도록 하는 공기조화기.
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