KR20110092056A - Refrigerator and controlling method thereof - Google Patents

Refrigerator and controlling method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20110092056A
KR20110092056A KR1020100011493A KR20100011493A KR20110092056A KR 20110092056 A KR20110092056 A KR 20110092056A KR 1020100011493 A KR1020100011493 A KR 1020100011493A KR 20100011493 A KR20100011493 A KR 20100011493A KR 20110092056 A KR20110092056 A KR 20110092056A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
inverter
rotor
output current
restart mode
Prior art date
Application number
KR1020100011493A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101652525B1 (en
Inventor
김석환
엄재부
장호용
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 KR1020100011493A priority Critical patent/KR101652525B1/en
Publication of KR20110092056A publication Critical patent/KR20110092056A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101652525B1 publication Critical patent/KR101652525B1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D29/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D19/00Arrangement or mounting of refrigeration units with respect to devices or objects to be refrigerated, e.g. infrared detectors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage

Abstract

PURPOSE: A refrigerator and a control method thereof are provided to prevent the inflow of over-current by resolving the abnormal driving state of a motor. CONSTITUTION: A refrigerator comprises a compressor, an inverter(130) and a control unit(120). The compressor comprises a compressing unit and a motor. The compressing unit compresses refrigerant supplying cold air to a storage room. The motor operates the compressing unit and comprises a stator and a rotor, which rotates to the stator. The inverter comprises a plurality of switching elements. The inverter supplies an AC form of current with a given frequency and a given amplitude to the motor by a switching operation of the switching element. The control unit compares the amplitude of arithmetic applied voltage with that of phase voltage applied to the inverter to determine whether the rotation of the rotor is interfered or limited.

Description

냉장고 및 냉장고의 제어방법{Refrigerator and controlling method thereof}Control method for refrigerators and freezers

본 발명은 냉장고에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigerator.

냉장고는 음식물을 냉장 또는 냉동 보관하기 위한 가전 기기이다. A refrigerator is a home appliance for storing food in a chilled or frozen state.

일반적으로 냉장고는 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발하는 냉동사이클을 반복하면서 냉동실 또는 냉장실을 저온화시켜 음식물을 일정기간 동안 신선하게 보관할 수 있는 장치이다.In general, a refrigerator is a device that can keep food fresh for a certain period of time by lowering the freezing compartment or the refrigerating compartment while repeating a refrigeration cycle in which the refrigerant is compressed, condensed, expanded, or evaporated.

이와 같은 냉장고는 냉매를 고온고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기와, 압축기를 통과한 냉매를 고온고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기와, 응축기를 통과한 냉매를 저온저압의 액체냉매로 감압시키는 팽창밸브와, 팽창 밸브를 통과한 냉매를 저온저압의 기체냉매로 증발시키면서 냉동실 또는 냉장실 내부의 열을 흡수하여 냉동실 또는 냉장실 내부의 온도를 저온으로 유지시키는 증발기를 기본부품으로 하는 냉동사이클로 구성된다.Such a refrigerator includes a compressor for compressing a refrigerant into a high temperature and high pressure gas refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant passing through the compressor into a high temperature and high pressure liquid refrigerant, and an expansion valve for reducing the refrigerant passing through the condenser into a low temperature and low pressure liquid refrigerant. And a refrigerating cycle including an evaporator as a basic component that absorbs heat inside the freezing compartment or the refrigerating compartment and keeps the temperature inside the freezing compartment or the refrigerating compartment at a low temperature while evaporating the refrigerant passing through the expansion valve to a low temperature low pressure gas refrigerant.

이때, 압축기는 냉매의 압축을 위하여, 압축력을 제공하기 위하여 회전력을 제공하는 전동기가 구비될 수 있으며, 상기 전동기에 입력되는 전류를 제어하기 위한 인버터를 더 포함될 수 있다.At this time, the compressor may be provided with a motor for providing a rotational force to provide a compression force, for the compression of the refrigerant, it may further include an inverter for controlling the current input to the motor.

상기 전동기에는 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자가 구비되며, 상기 전동기를 구동시키기 위한 상기 인버터가 구비되는 경우, 상기 고정자에 대한 상기 회전자의 상대 위치를 검출하여, 상기 상대 위치에 대응되는 상의 상기 전류가 입력된다.The motor includes a stator and a rotor that rotates with respect to the stator. When the motor is provided with an inverter for driving the motor, the motor detects a relative position of the rotor with respect to the stator and corresponds to the relative position. The current is input.

상기 상대 위치는 상기 회전자의 물리적인 위치를 검출하기 위한 홀 센서(hole sensor)에 의하여 검출되거나, 별도의 상기 센서 없이 상기 전동기에 입력되는 전류값에 기초 상기 회전자의 위치가 추정되어 검출될 수 있으며, 상기 검출된 위치 값 및 상기 모터에 대한 속도 지령에 기초하여, 상기 전동기를 제어하게 된다.The relative position may be detected by a hall sensor for detecting a physical position of the rotor, or the position of the rotor may be estimated based on a current value input to the motor without the sensor. The motor may be controlled based on the detected position value and the speed command for the motor.

이때, 상기 회전자의 상기 상대 위치를 별도의 센서 없이 검출하는 구동을 센서리스(Sensorless) 구동이라 한다.In this case, the driving of detecting the relative position of the rotor without a separate sensor is called a sensorless driving.

다만, 상기 센서 리스 구동 과정에서, 소정의 이벤트에 의하여 상기 회전자가 상기 고정자에 대하여 움직이지 않는 상태, 즉 상기 회전자가 구속된 경우, 상기 회전자의 회전 상태를 감지하기 위한 별도의 센서가 없기 때문에, 상기 회전자가 구속된 상태를 감지하는 것이 용이하지 않다.However, in the sensorless driving process, when the rotor does not move with respect to the stator by a predetermined event, that is, when the rotor is constrained, there is no separate sensor for detecting the rotation state of the rotor. It is not easy to detect the state in which the rotor is constrained.

또한, 상기 회전자가 구속된 상태에서, 상기 구속 여부, 즉 상기 전동기의 비정상 구동 상태가 감지되지 않고, 상기 전동기가 정상적으로 구동되는 것으로 판단하여, 상기 전동기에 상기 전류를 공급하는 경우, 상기 전동기가 파손될 수도 있다.In addition, when the rotor is restrained, whether the restraint, that is, an abnormal driving state of the motor is not detected, and the motor is normally driven, and the current is supplied to the motor, the motor may be damaged. It may be.

본 실시예의 목적은 별도의 센서가 구비되지 않는 센서리스 구동으로 전동기가 구동되는 경우, 상기 전동기의 회전자의 구속 여부를 별도의 센서없이 감지하기 위한 냉장고를 제안하는 것에 있다.An object of the present embodiment is to propose a refrigerator for detecting whether the rotor of the electric motor is bound without a separate sensor when the motor is driven by a sensorless drive that is not provided with a separate sensor.

본 실시예의 또 다른 목적은 상기 전동기의 회전 동작이 간섭 또는 구속되는 경우에, 상기 전동기의 비정상 구동 상태를 해소함으로써, 상기 전동기에 상기 비정상 구동 상태에 따른 과전류가 유입되는 것을 방지하기 위한 냉장고를 제안하는 것에 있다.Still another object of the present embodiment is to propose a refrigerator for preventing an overcurrent according to the abnormal driving state to be introduced into the electric motor by eliminating the abnormal driving state of the electric motor when the rotation operation of the electric motor is interrupted or constrained. It is in doing it.

본 실시예의 일 측면에 따른 냉장고는, 상기 저장실에 냉기를 공급하는 냉매를 압축하는 압축 기구와, 상기 압축 기구를 동작시키며 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자가 구비되는 전동기를 포함하는 압축기; 다수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의하여 일정 주파수 및 일정 크기의 교류 형태의 출력 전류를 상기 전동기에 공급하는 인버터; 및 상기 출력 전류, 상기 전동기의 인덕턴스 및 저항에 기초하여 계산되는 산술 인가 전압의 크기 및 상기 인버터에 인가되는 상 전압의 크기를 비교하여, 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는지 여부를 판단하여, 상기 회전 또는 간섭을 해소하기 위한 재시동 모드로 상기 전동기가 구동되도록 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, a refrigerator includes a compressor including a compression mechanism for compressing a refrigerant supplying cold air to the storage compartment, and a motor including a stator and a rotor that rotates with respect to the stator to operate the compression mechanism; An inverter including a plurality of switching elements, and supplying an output current having an alternating frequency of a predetermined frequency and a predetermined magnitude to the electric motor by a switching operation of the switching element; And comparing the magnitude of the arithmetic applied voltage calculated based on the output current, the inductance and the resistance of the motor, and the magnitude of the phase voltage applied to the inverter to determine whether the rotation of the rotor is interfered or constrained. And a controller for controlling the inverter to drive the electric motor in a restart mode for canceling the rotation or interference.

본 실시예의 일 측면에 따른 냉장고의 제어방법은 상기 제어부가 초기 구동 모드로 상기 전동기가 구동되도록 상기 인버터를 제어하는 단계; 상기 출력 전류, 상기 전동기의 인덕턴스 및 저항에 기초하여 계산되는 산술 인가 전압의 크기 및 상기 인버터에 인가되는 상 전압의 크기를 비교하여, 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는지 여부를 판단하는 단계; 상기 제어부가 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는 경우, 상기 전동기를 재시동 모드로 구동시키도록, 상기 인버터를 제어하는 단계; 및 상기 제어부가 속도 지령 및 상기 출력 전류에 따라서 상기 인버터를 제어하는 단계;를 포함한다.A control method of a refrigerator according to an aspect of the present embodiment includes the steps of controlling the inverter to drive the electric motor in the initial drive mode; Comparing the magnitude of an arithmetic applied voltage calculated based on the output current, the inductance and the resistance of the motor, and the magnitude of the phase voltage applied to the inverter to determine whether the rotation of the rotor is interfered or constrained; Controlling the inverter to drive the electric motor in a restart mode when the rotation of the rotor is interrupted or constrained; And controlling, by the controller, the inverter according to a speed command and the output current.

제안되는 실시예에 의하면, 냉장고가 구동되는 과정에서, 압축기의 전동기의 회전 상태를 감지하여, 상기 회전 상태가 비정상 상태, 즉 회전 동작이 간섭 또는 구속되는 경우, 전동기의 재시동 동작을 수행하여, 상기 비정상 상태가 해소될 수 있다.According to the proposed embodiment, in the process of driving the refrigerator, by detecting the rotation state of the motor of the compressor, if the rotation state is abnormal state, that is, the rotation operation is interfered or constrained, the restart operation of the motor is performed, Abnormal conditions can be resolved.

또한, 전동기의 상기 비정상 상태가, 홀 센서와 같은 상기 회전자의 물리적인 상태를 감지하는 별도의 센서가 구비되지 않고, 감지되는 전류 및 전압에 의하여 감지될 수 있어서, 전동기 구동장치의 물리적인 구성이 간소해지고, 제작 비용이 감소될 수 있다.In addition, the abnormal state of the motor is not provided with a separate sensor for detecting the physical state of the rotor, such as a hall sensor, it can be detected by the detected current and voltage, the physical configuration of the motor drive device This can be simplified, and manufacturing costs can be reduced.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고 구성을 보여주는 사시도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉동 싸이클의 구성을 보여주는 도면.
도 4는 본 실시예에 따른 냉장고의 전동기의 구동 구성을 보여주는 도면.
도 5는 도 4의 제어부의 구성을 보여주는 도면.
도 6은 본 실시예에 따른 냉장고의 전동기의 구동 방법을 보여주는 플로우 차트.
1 is a perspective view showing a refrigerator configuration according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing the configuration of a refrigeration cycle according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a driving configuration of an electric motor of a refrigerator according to the present embodiment;
5 is a diagram illustrating a configuration of a controller of FIG. 4.
6 is a flowchart showing a method of driving an electric motor of a refrigerator according to the present embodiment;

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉장고 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉동 싸이클의 구성을 보여주는 도면이다.1 is a perspective view showing a configuration of a refrigerator according to an embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 are views showing the configuration of a refrigeration cycle according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉장고(1)에는, 냉장실(20) 및 냉동실(30)을 형성하는 본체(10)가 포함된다. 상기 냉장실(20)은 상기 냉동실(30)의 상측에 제공되며, 냉장실(20)과 냉동실(30)은 구획벽(17)에 의하여 구획된다.1 to 3, the refrigerator 1 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a main body 10 forming the refrigerating chamber 20 and the freezing chamber 30. The refrigerating compartment 20 is provided above the freezing compartment 30, and the refrigerating compartment 20 and the freezing compartment 30 are partitioned by partition walls 17.

상기 냉장고(1)에는, 냉장실(20) 및 냉동실(30)을 각각 선택적으로 차폐하는 냉장실 도어(11,12) 및 냉동실 도어(15)가 더 포함된다. 냉장실 도어(11,12)는 본체(10)에 회동 가능하게 결합되며, 냉동실 도어(15)는 냉동실(30)의 전방으로 인출 가능하게 제공된다.The refrigerator 1 further includes refrigerating compartment doors 11 and 12 and a freezing compartment door 15 that selectively shield the refrigerating compartment 20 and the freezing compartment 30, respectively. The refrigerating compartment doors 11 and 12 are rotatably coupled to the main body 10, and the freezing compartment door 15 is provided to be pulled out toward the front of the freezing compartment 30.

본체(10)의 후방 하부에는, 냉동 사이클을 구성하는 다수의 구성들이 수용되는 기계실(35)이 형성된다.In the lower rear part of the main body 10, the machine room 35 which accommodates the several structure which comprises a refrigeration cycle is formed.

기계실(35)에는, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(60)와, 압축기(60)에서 토출된 냉매를 응축시키는 응축기(70) 및 응축 팬(72)과, 응축기(70)를 통과한 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창 장치(80)가 포함된다.The machine room 35 includes a compressor 60 for compressing a refrigerant at high temperature and high pressure, a condenser 70 and a condenser fan 72 for condensing the refrigerant discharged from the compressor 60, and a refrigerant passing through the condenser 70. Expansion device 80 for reducing the pressure to a low temperature low pressure refrigerant.

그리고, 기계실(35)의 상측에는, 팽창 장치(80)를 통과한 냉매를 증발시켜 냉기가 생성되도록 하는 증발기(90)가 제공된다. 증발기(90)는 상기 냉동실(30)의 후측 공간에 배치된다.Then, an upper side of the machine room 35 is provided with an evaporator 90 for evaporating the refrigerant passing through the expansion device 80 to produce cold air. The evaporator 90 is disposed in the rear space of the freezer compartment 30.

한편, 압축기(60)는 냉매(R)를 기설정된 압력으로 압축시키는 압축 기구(미도시) 및 상기 압축 기구를 구동시키기 위한 전동기(110)(도 4참조)를 포함한다.On the other hand, the compressor 60 includes a compression mechanism (not shown) for compressing the refrigerant R to a predetermined pressure and an electric motor 110 (see FIG. 4) for driving the compression mechanism.

본 실시예에 따른 상기 압축 기구는 일례로 피스톤과 같은 왕복운동 기구일 수 있다. The compression mechanism according to the present embodiment may be, for example, a reciprocating mechanism such as a piston.

그리고, 전동기(110)는 상기 고정자와 회전자를 구비하며, 각상의 고정자의 코일에 소정 주파수의 각상의 교류 전원 또는 직류 전원이 인가되어, 회전자가 회전을 하게 된다. 전동기(110)의 종류로는 BLDC(blushless DC) 전동기, synRM(Synchronous Reluctance Motor) 등 다양한 형태가 가능하다. In addition, the motor 110 includes the stator and the rotor, and the AC power or the DC power of each phase of a predetermined frequency is applied to the coils of the stator of each phase so that the rotor rotates. The type of the motor 110 may be various forms such as a brushless DC (BLDC) motor and a synchronous reluctance motor (synRM).

한편, 본 실시예에 따른 상기 냉장고는 전동기(110)를 구동시키기 위한 전동기 구동장치(100)를 포함한다. 이하에서는 전동기 구동장치(100)의 구성을 상세하게 설명한다.Meanwhile, the refrigerator according to the present embodiment includes an electric motor driving device 100 for driving the electric motor 110. Hereinafter, the configuration of the motor drive device 100 will be described in detail.

도 4는 본 실시예에 따른 냉장고의 전동기의 구동 구성을 보여주는 도면이다.4 is a view showing a driving configuration of the electric motor of the refrigerator according to the present embodiment.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 전동기 구동장치(100)는, 컨버터(140), 인버터(130), 제어부(120), 입력전류 검출부(n1), 및 출력전류 검출부(n2~n4)를 포함한다. 또한, 도 4의 전동기 구동장치(100)는 리액터(L), 평활 커패시터(C), dc 단 전압 검출부(B) 등을 더 포함할 수도 있다.Referring to FIG. 4, the motor driving apparatus 100 of FIG. 2 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a converter 140, an inverter 130, a controller 120, an input current detector n1, and an output current detector. and (n2 to n4). In addition, the motor driving apparatus 100 of FIG. 4 may further include a reactor L, a smoothing capacitor C, a dc end voltage detector B, and the like.

리액터(L)는, 일례로 130V-60Hz의 교류 전원이 입력되는 전원부(150)와 컨버터(140) 사이에 배치되어, 역률 보정 또는 승압동작을 수행한다. 또한, 리액터(L)는 컨버터(140)의 고속 스위칭에 의한 고조파 전류를 제한하는 기능을 수행할 수도 있다. The reactor L is disposed between, for example, the power supply unit 150 to which an AC power source of 130 V to 60 Hz is input and the converter 140 to perform power factor correction or step-up operation. In addition, the reactor L may perform a function of limiting harmonic currents due to the high speed switching of the converter 140.

입력전류 검출부(n1)는 전원부(150)으로부터 입력되는 입력전류(is)를 검출할 수 있다. 이를 위하여, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. The input current detector n 1 may detect the input current i s input from the power supply unit 150. To this end, a current sensor, CT (current trnasformer), shunt resistor, or the like can be used.

검출되는 입력전류(is)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 입력전압(vs)의 추정 및 컨버터 스위칭 제어신호(S1)의 생성을 위해, 제어부(120)에 입력될 수 있다. The detected input current i s is a discrete signal in the form of a pulse and is input to the controller 120 to estimate the input voltage v s and generate the converter switching control signal S 1 . Can be.

컨버터(140)는 리액터(L)를 거친 전원부(150)를 직류 전원으로 변환하여 출력한다. 도면에서는 전원부(150)를 단상 교류 전원으로 도시하고 있으나, 3상 교류 전원일 수도 있다. The converter 140 converts the power supply unit 150 which has passed through the reactor L into DC power and outputs the DC power. In the drawing, the power supply unit 150 is illustrated as a single-phase AC power source, but may be a three-phase AC power source.

전원부(150)의 종류에 따라 컨버터(140)의 내부 구조도 달라진다. 예를 들어, 단상 교류 전원인 경우, 2개의 스위칭 소자 및 4개의 다이오드가 연결된 하프 브릿지형의 컨버터가 사용될 수 있으며, 3상 교류 전원의 경우, 6개의 스위칭 소자 및 6개의 다이오드가 사용될 수도 있다. The internal structure of the converter 140 also varies according to the type of the power supply 150. For example, in the case of a single phase AC power supply, a half bridge type converter in which two switching elements and four diodes are connected may be used, and in the case of a three phase AC power supply, six switching elements and six diodes may be used.

컨버터(140)는 스위칭 소자를 구비하여, 스위칭 동작에 의해, 승압 동작, 역률 개선 및 직류전원 변환을 수행한다. 한편, 컨버터(140)는 다이오드 등으로 이루어져 별도의 스위칭 동작 없이 정류 동작을 수행할 수도 있다.The converter 140 includes a switching element to perform a boost operation, a power factor improvement, and a DC power conversion by a switching operation. On the other hand, the converter 140 may be made of a diode or the like to perform rectification without a separate switching operation.

평활 커패시터(C)는 컨버터(140)의 출력단에 접속된다. 컨버터(140)로부터 출력되는 변환된 직류 전원을 평활하게 된다. The smoothing capacitor C is connected to the output terminal of the converter 140. The converted DC power output from the converter 140 is smoothed.

이하에서는 컨버터(140)의 출력단을 dc 단 또는 dc 링크단이라고 한다. dc 단에서 평활된 직류 전압은 인버터(130)에 인가된다.Hereinafter, the output terminal of the converter 140 is called a dc terminal or a dc link terminal. The DC voltage smoothed in the dc stage is applied to the inverter 130.

dc 단 전압 검출부(n5)는 평활 커패시터(C)의 양단인 dc 단 전압(Vdc)을 검출할 수 있다. 이를 위하여, dc 단 전압 검출부(n5)는 저항 소자, 증폭기 등을 포함할 수 있다. 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 검출되는 dc 단 전압(Vdc)은, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 입력전압(vs)의 추정 및 컨버터 스위칭 제어신호(S2)의 생성을 위해, 제어부(120)에 입력될 수 있다. The dc terminal voltage detector n 5 may detect a dc terminal voltage V dc that is both ends of the smoothing capacitor C. To this end, the dc terminal voltage detector n 5 may include a resistor, an amplifier, and the like. The detected dc terminal voltage (V dc ) is detected, the dc terminal voltage (Vdc) is a discrete signal in the form of a pulse, the estimation of the input voltage (v s ) of the converter switching control signal (S 2 ) For generation, it may be input to the controller 120.

인버터(130)는, 복수개의 인버터 스위칭 소자를 구비하고, 스위칭 소자의 온/오프 동작에 의해 평활된 직류 전원을 소정 주파수의 3상 교류 전원으로 변환하여, 전동기(110)에 출력한다. The inverter 130 includes a plurality of inverter switching elements, converts a smoothed DC power source into a three-phase AC power source having a predetermined frequency by on / off operation of the switching element, and outputs the same to the electric motor 110.

이때, 전동기(110)는 3상의 교류 전원이 입력되는 3개의 코일이 Y-결선된 3상 전동기로 구비될 수 있다.At this time, the motor 110 may be provided with a three-phase electric motor Y-wired three coils to the three-phase AC power input.

인버터(130)는, 각각 서로 직렬 연결되는 상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)가 한 쌍으로 연결되어 구성된다. 그리고, 총 세 쌍의 상함 및 하암 스위칭 소자가 서로 병렬(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)로 연결된다. 각 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)에는 다이오드가 역병렬로 연결된다.The inverter 130 is configured by connecting a pair of upper arm switching elements Sa, Sb, Sc, and lower arm switching elements S'a, S'b, and S'c, which are connected to each other in series. A total of three upper and lower arm switching elements are connected in parallel with each other (Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c). Diodes are connected in anti-parallel to each of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c.

그리고, 인버터(130)에 구비되는 다수의 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)들은 제어부(120)로부터의 인버터 스위칭 제어 신호(S1)에 기초하여, 온/오프 동작을 수행하여, 소정의 주파수를 갖는 3상의 전원을 전동기(110)에 출력한다.The plurality of switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c included in the inverter 130 are based on the inverter switching control signal S 1 from the controller 120. , Perform an on / off operation, and outputs a three-phase power source having a predetermined frequency to the motor (110).

이때, 제1 내지 제3상암 스위칭 소자(Sa,Sb,Sc) 및 제1 내지 제3하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c) 사이에는 각각 전동기(110)의 제1 내지 제3상의 코일(L)에 연결되는 제1 내지 제3연결 노드(n6)가 구비되며, 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)들의 스위칭 온/오프 동작에 의하여 상기 3상의 전원이 전동기(110)에 입력되도록 한다.In this case, between the first to third phase arm switching elements Sa, Sb, and Sc and the first to third lower arm switching elements S'a, S'b, and S'c, respectively, the first to third phase arm switching elements S'a, S'b, and S'c. First to third connection nodes n6 connected to the coil L of the third phase are provided, and switching on / off of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc and S'c. By operation, the three-phase power is input to the motor 110.

그리고, 제어부(120)는 인버터(130)에 대하여 스위칭 소자(Sa,S'a,Sb,S'b,Sc,S'c)들의 온/오프 동작을 제어하기 위한 인버터 스위칭 제어 신호(S1)를 출력한다.The controller 120 controls an inverter switching control signal S 1 for controlling on / off operations of the switching elements Sa, S'a, Sb, S'b, Sc, and S'c with respect to the inverter 130. )

이때, 제어부(120)는 전동기(110)의 구동 상태에 따라서, 다수의 구동 단계에 따른 다수의 인버터 스위칭 제어 신호(S1)를 출력한다.In this case, the controller 120 outputs a plurality of inverter switching control signals S 1 according to a plurality of driving stages according to the driving state of the motor 110.

한편, 제1 내지 제3하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)의 타측에는 각각 제1 내지 3 션트 저항(R1,R2,R3)이 구비된다.The first to third shunt resistors R1, R2, and R3 are provided on the other side of the first to third lower arm switching elements S'a, S'b, and S'c, respectively.

전동기(110)의 구동 단계는 전동기(110) 내부의 상기 회전자를 정렬시키기 위한 초기 정렬 단계와, 상기 초기 정렬 단계가 수행된 다음, 상기 회전자를 회전 구동시키기 위한 제1구동 단계와, 상기 제1구동 단계가 수행된 다음, 어느 일정한 속도 지령 및 전동기(110)에 출력되는 상기 3상의 전원에 따른 출력 전류(io)의 주파수 및 위상각을 피드백 받아, 상기 피드백 받은 정보에 따른 인버터 스위칭 제어 신호(S1)를 출력하는 제2구동 단계를 포함한다.The driving step of the electric motor 110 may include an initial alignment step for aligning the rotor in the motor 110, a first driving step for rotating the rotor after the initial alignment step is performed, and the After the first driving step is performed, a constant speed command and a frequency and a phase angle of the output current i o according to the power of the three phases output to the motor 110 are fed back, and the inverter is switched according to the received information. And a second driving step of outputting the control signal S 1 .

상기 초기 정렬 단계에서는 전동기(110)의 회전 동작이 개시되는 시점에서, 상기 회전자의 초기 위치를 정렬하기 위하여, 제어부(120)는 인버터(130)로부터 전동기(110)의 Y결선된 3상 회로에 일정 크기의 직류 전압을 인가하여, 상기 회전자가 전동기(110) 내부에서 특정 위치에 위치될 수 있도록 한다.In the initial alignment step, in order to align the initial position of the rotor at the time when the rotation operation of the motor 110 is started, the controller 120 is a Y-phased three-phase circuit of the motor 110 from the inverter 130. A DC voltage of a predetermined magnitude is applied to the rotor to allow the rotor to be positioned at a specific position inside the motor 110.

그 다음, 상기 초기 정렬 단계가 수행된 다음, 기설정된 주파수로 상기 회전자를 회전 구동시키는 상기 제1구동 단계가 수행되며, 상기 회전자가 기설정된 이상의 속도로 회전 구동되면, 제어부(1200)는 전동기(110)를 상기 제2구동 단계로 구동하게 된다.Then, after the initial alignment step is performed, the first driving step of rotating the rotor at a predetermined frequency is performed, and if the rotor is rotationally driven at a predetermined speed or more, the controller 1200 is a motor 110 is driven to the second driving step.

이하에서는 상기 제2구동 단계의 동작 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, an operation configuration of the second driving step will be described in detail.

먼저, 각각의 상에 연결되는 출력전류 검출부(n2,n3,n4)는, 인버터(130)와 3상 전동기(110) 사이에 흐르는 출력전류(io)를 검출한다. 즉, 전동기(110)에 흐르는 전류를 검출한다. 출력전류 검출부(n2,n3,n4)는 각 상의 출력전류를 모두 검출할 수 있으며, 또는 3상 평형을 이용하여 한 상 또는 두 상의 출력전류를 검출할 수도 있다.First, the output current detectors n 2 , n 3 , n 4 connected to each phase detect an output current i o flowing between the inverter 130 and the three-phase electric motor 110. That is, the current flowing through the motor 110 is detected. The output current detectors n 2 , n 3 , and n 4 may detect all the output currents of each phase, or may detect the output currents of one or two phases by using three-phase balance.

출력전류 검출부(n2,n3,n4)는 인버터(130)와 전동기(110) 사이에 위치할 수 있으며, 전류 검출을 위해, 전류센서, CT(current trnasformer), 션트 저항 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 션트 저항은 인버터(130)의 3개의 하암 스위칭 소자(S'a,S'b,S'c)에 일단이 각각 접속될 수 있다. The output current detectors n 2 , n 3 , and n 4 may be located between the inverter 130 and the motor 110. For the current detection, a current sensor, a current trnasformer (CT), a shunt resistor, or the like may be used. have. For example, one end of the shunt resistor may be connected to three lower arm switching elements S'a, S'b, and S'c of the inverter 130, respectively.

검출된 출력전류(io)는, 펄스 형태의 이산 신호(discrete signal)로서, 제어부(120)에 인가될 수 있으며, 검출된 출력전류(io)에 기초하여, 입력전류를 추정하는 데에 사용될 수 있다. 또한, 검출된 출력전류(io)는, 인버터 스위칭 제어신호(S1)의 생성에 사용될 수도 있다. The detected output current i o , as a discrete signal in the form of a pulse, may be applied to the controller 120, and based on the detected output current i o , to estimate the input current. Can be used. In addition, the detected output current i o may be used to generate the inverter switching control signal S 1 .

제어부(120)는, 출력 전류 검출부(n2,n3,n4)에서 검출된 출력전류(io)에 기초하여 전동기(110)의 위치, 즉 전동기(110)의 회전자의 위치를 추정할 수 있으며, 또한, 전동기(110)의 회전 속도를 산출할 수 있다. 또한, 이와 같이 추정된 위치 및 회전 속도를 기반으로 하여, 속도 지령에 따라 전동기(110)가 구동되도록 여러 제어 동작을 수행하여, 펄스폭이 가변되는 인버터 스위칭 제어 신호(S1)를 생성하여 출력한다. The controller 120 estimates the position of the motor 110, that is, the position of the rotor of the motor 110, based on the output current i o detected by the output current detectors n 2 , n 3 , n 4 . In addition, the rotation speed of the electric motor 110 can be calculated. In addition, based on the estimated position and rotation speed, various control operations are performed to drive the motor 110 according to the speed command, thereby generating and outputting an inverter switching control signal S 1 having a variable pulse width. do.

이와 같이, 별도의 전동기 위치 검출 소자 등을 사용하지 않고, 출력 전류를 검출하고, 출력 전류에 따라 전동기(110)의 위치 및 속도를 추정하고, 추정된 속도가 속도 지령에 추종하도록 피드백 제어를 하는 것을 센서리스 알고리즘(sensor algorithm)에 의한 제어라 하며, 상기 센서리스 알고리즘 제어에 의한 전동기(110)의 구동 단계를 본 실시예에 따른 상기 제2구동 단계라 한다.In this way, the output current is detected without using a separate motor position detecting element or the like, the position and speed of the motor 110 are estimated according to the output current, and the feedback control is performed so that the estimated speed follows the speed command. This is called control by a sensorless algorithm, and the driving step of the motor 110 by the sensorless algorithm control is called the second driving step according to the present embodiment.

이러한 센서리스 알고리즘에 의한 제어 동작, 즉 상기 제2구동 단계에 의한 구동은, 전동기(110)의 초기 기동시에는 수행되지 않다가, 전동기(110)의 회전 속도가 소정치 이상되는 경우부터 수행되는 것이 가능하다. The control operation by the sensorless algorithm, that is, the driving by the second driving step, is not performed at the initial startup of the motor 110, but is performed when the rotation speed of the motor 110 is greater than or equal to a predetermined value. It is possible.

즉, 상기 제1구동 단계로 전동기(110)가 구동된 다음, 전동기(110)의 회전 속도가 일정 크기 이상이 되는 경우에, 상기 제2구동 단계가 수행될 수 있다.That is, after the motor 110 is driven in the first driving step, the second driving step may be performed when the rotational speed of the motor 110 becomes greater than or equal to a predetermined size.

그리고, 제어부(120)는 인버터(130)의 스위칭 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(120)는, 출력전류 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받아, 인버터 스위칭 제어신호(S1)를 생성하여 이를 인버터(130)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(S1)는 PWM(pulse width modulation)용 스위칭 제어신호일 수 있다. In addition, the controller 120 controls the switching operation of the inverter 130. To this end, the controller 120 receives the output current i o detected by the output current detector E, generates an inverter switching control signal S1, and outputs it to the inverter 130. The inverter switching control signal S1 may be a switching control signal for pulse width modulation (PWM).

제어부(120) 내의 인버터 스위칭 제어신호(S1)의 출력에 대한 상세 동작은 도 3을 참조하여 후술한다.A detailed operation of the output of the inverter switching control signal S1 in the controller 120 will be described later with reference to FIG. 3.

한편, 제어부(120)는, 컨버터(140)의 스위칭 동작도 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(120)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)을 입력받아, 컨버터 스위칭 제어신호(S2)를 생성하여 이를 컨버터(140)에 출력할 수 있다. 컨버터 스위칭 제어신호(S2)는 PWM용 스위칭 제어신호일 수 있다. The controller 120 may also control a switching operation of the converter 140. To this end, the controller 120 may receive the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B, generate a converter switching control signal S2, and output the converter switching control signal S2 to the converter 140. The converter switching control signal S2 may be a switching control signal for PWM.

한편, 제어부(120)는, 컨버터(140)의 스위칭 동작도 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(120)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)을 입력받아, 컨버터 스위칭 제어신호(S2)를 생성하여 이를 컨버터(140)에 출력할 수 있다. 컨버터 스위칭 제어신호(S2)는 PWM용 스위칭 제어신호일 수 있다. 검출부(E)에서 검출되는 출력전류(io)를 입력받아, 인버터 스위칭 제어신호(S1)를 생성하여 이를 인버터(130)에 출력한다. 인버터 스위칭 제어신호(S1)는 PWM(pulse width modulation)용 스위칭 제어신호일 수 있다. The controller 120 may also control a switching operation of the converter 140. To this end, the controller 120 may receive the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B, generate a converter switching control signal S2, and output the converter switching control signal S2 to the converter 140. The converter switching control signal S2 may be a switching control signal for PWM. The output current i o detected by the detector E is input, generates an inverter switching control signal S1, and outputs the same to the inverter 130. The inverter switching control signal S1 may be a switching control signal for pulse width modulation (PWM).

제어부(120) 내의 인버터 스위칭 제어신호(S1)의 출력에 대한 상세 동작은 도 5를 참조하여 후술한다.A detailed operation of the output of the inverter switching control signal S1 in the controller 120 will be described later with reference to FIG. 5.

제어부(120)는, 컨버터(140)의 스위칭 동작도 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(120)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)을 입력받아, 컨버터 스위칭 제어신호(S2)를 생성하여 이를 컨버터(140)에 출력할 수 있다. 컨버터 스위칭 제어신호(S2)는 PWM용 스위칭 제어신호일 수 있다. The controller 120 may also control the switching operation of the converter 140. To this end, the controller 120 may receive the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B, generate a converter switching control signal S2, and output the converter switching control signal S2 to the converter 140. The converter switching control signal S2 may be a switching control signal for PWM.

그리고, 제어부(120)는 컨버터(140)의 스위칭 동작을 제어할 수 있다. 이를 위해, 제어부(120)는, dc 단 전압 검출부(B)에서 검출되는 dc 단 전압(Vdc)을 입력받아, 컨버터 스위칭 제어신호(S2)를 생성하여 이를 컨버터(140)에 출력할 수 있다. 컨버터 스위칭 제어신호(S2)는 PWM용 스위칭 제어신호일 수 있다.In addition, the controller 120 may control a switching operation of the converter 140. To this end, the controller 120 may receive the dc terminal voltage Vdc detected by the dc terminal voltage detector B, generate a converter switching control signal S2, and output the converter switching control signal S2 to the converter 140. The converter switching control signal S2 may be a switching control signal for PWM.

또한, 제어부(120)는 전동기(110)의 상기 회전자가 전동기(110) 내부에서 그 회전이 내부 접촉 또는 상기 고정자와의 자속 방향의 일치등과 같은 구속 요인에 의하여 간섭 또는 구속되는 경우, 상기 회전자의 구속을 감지하여, 상기 회전자의 구속 또는 감속을 해소하는 재시동 동작을 수행한다.In addition, the control unit 120, when the rotor of the motor 110 is interfered or constrained by the restraint factors such as the internal contact or the magnetic flux direction with the stator in the motor 110, the rotation Detects the restraint of the electrons and performs a restart operation to solve the restraint or deceleration of the rotor.

이하에서는 제어부(120)의 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the control unit 120 will be described in detail.

도 3은 도 2의 제어부의 구성을 보여주는 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of the controller of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 제어부(120)는, 추정부(121), 전류 지령 생성부(122), 전압 지령 생성부(124), 토크 보상부(123), 스위칭 제어신호 출력부(125), 연산부(126) 및 비교부(127)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the control unit 120 includes an estimator 121, a current command generator 122, a voltage command generator 124, a torque compensator 123, a switching control signal output unit 125, The calculator 126 and the comparer 127 are included.

한편, 도면에서는 도시하지 않았지만, 3상의 출력전류(io)를 d축, q축 전류로 변환하거나 d축, q축 전류를 3상의 전류로 변환하는 축 변환부를 더 포함할 수도 있다.On the other hand, although not shown in the drawings, the three-phase output current (i o ) may be further included an axis conversion unit for converting the d-axis, q-axis current or the d-axis, q-axis current to three-phase current.

추정부(121)는 검출된 출력전류(io)에 기초하여 전기각 또는 기계각의 위상에 따른 상기 회전자의 위치 정보(v)를 추정한다. 예를 들어, 전동기(110)의 기계 방정식 및 전기 방정식을 서로 비교하여, 그에 따라 상기 회전자의 위치 정보(v) 및 전동기(110)의 회전 속도를 추정할 수 있다. 즉, 상기 회전자의 위치 정보(v)를 추정함으로써, 위치 정보(v)의 위치 변화에 따라서 전동기(110)의 회전 속도를 추정할 수 있게 된다.The estimator 121 estimates the position information v of the rotor according to the phase of the electric angle or the mechanical angle based on the detected output current i o . For example, the mechanical equations of the electric motor 110 and the electric equations may be compared with each other, whereby the positional information v of the rotor and the rotational speed of the electric motor 110 may be estimated. That is, by estimating the positional information v of the rotor, it is possible to estimate the rotational speed of the motor 110 in accordance with the positional change of the positional information v.

이때, 추정부(121)에 의하여 추정되는 전동기의 회전 속도 및 위치 정보(v)를 추정 위치 정보(v)라고 한다.At this time, the rotational speed and position information v of the electric motor estimated by the estimating unit 121 are referred to as estimated position information v.

이러한 상기 회전자의 위치를 이용하여 전동기(110)의 전기각, 또는 기계각을 추정할 수 있다. 통상 기계각과 전기각의 관계는, 기계각의 주기가 전기각에 비해 전동기(110)의 극수/2 배의 관계를 가진다.The electric angle or the mechanical angle of the electric motor 110 may be estimated using the position of the rotor. In general, the relationship between the mechanical angle and the electrical angle is such that the period of the mechanical angle is twice the number of poles of the electric motor 110 compared to the electrical angle.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, θMe는 기계각을 나타내며, θe는 전기각을 나타낸다. 예를 들어, 전동기(110)의 극수가 6극인 경우, θMe = 3θe 의 관계를 가지며, 전동기(110)의 극수가 4극인 경우, θMe = 2θe 의 관계를 가진다. Where θ Me represents a mechanical angle and θ e represents an electrical angle. For example, when the number of poles of the motor 110 is six poles, the relationship is θ Me = 3θ e , and when the number of poles of the motor 110 is four poles, the relationship is θ Me = 2θ e .

즉, 전동기(110)의 극수가 6극인 경우, 기계각(θMe) 360˚ 내에서, 120˚ 주기의 전기각(θe)이 3개가 대응되게 되며, 전동기(110)의 극수가 4극인 경우, 기계각(θMe) 360˚ 내에서, 180˚ 주기의 전기각(θe)이 2개가 대응되게 된다.That is, when the number of poles of the motor 110 is six poles, three electric angles θ e of 120-degree cycles correspond to each other within 360 degrees of the machine angle θ Me , and the number of poles of the motor 110 is four poles. In this case, within the machine angle θ Me 360 degrees, two electric angles θ e of 180 ° periods correspond to each other.

전류 지령 생성부(122)는 센서리스 제어 단계에서, 추정 회전 속도(v2)와 속도 지령치(v*)에 기초하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성한다.In the sensorless control step, the current command generation unit 122 generates a current command value i * d , i * q based on the estimated rotation speed v2 and the speed command value v * .

예를 들어, 전류 지령 생성부(122)는, 추정 위치 정보(v)에 따른 상기 추정 속도와 속도 지령치(v*)의 차이에 기초하여, PI 제어를 수행하여 전류 지령치(i* d,i* q)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 전류 지령 생성부(122)는 PI 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 전류 지령치(i* d,i* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.For example, the current command generation unit 122 performs PI control on the basis of the difference between the estimated speed and the speed command value v * according to the estimated position information v, so that the current command value i * d , i * q ) can be generated. To this end, the current command generation unit 122 may include a PI controller (not shown). Further, a limiter (not shown) may be further provided to limit the level so that the current command value i * d , i * q does not exceed the allowable range.

전압 지령 생성부(124)는 센서리스 제어 단계에서, 검출된 출력전류(io)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)에 기초하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성한다.Voltage command generation section 124 is a voltage command value based on the in sensorless control step, the detected output current (i o) and the calculated current command value (i * d, i * q), (v * d, v * q) Create

예를 들어, 전압 지령 생성부(124)는, 검출된 출력전류(io)와 연산된 전류 지령치(i* d,i* q)의 차이에 기초하여, PI 제어를 수행하여 전압 지령치(v* d,v* q)를 생성할 수 있다. 이를 위해, 전압 지령 생성부(124)는 PI 제어기(미도시)를 구비할 수 있다. 또한, 전압 지령치(v* d,v* q)가 허용 범위를 초과하지 않도록 그 레벨을 제한하는 리미터(미도시)를 더 구비할 수도 있다.For example, the voltage command generation unit 124 performs the PI control based on the difference between the detected output current i o and the calculated current command value i * d , i * q to perform the voltage command value v. * d , v * q ) To this end, the voltage command generation unit 124 may include a PI controller (not shown). Further, a limiter (not shown) may be further provided to limit the level so that the voltage command value v * d , v * q does not exceed the allowable range.

토크 보상부(123)는, 부하 토크로 인한 일정 속도 운전시의 속도 리플을 보상하도록, 산출된 최대 속도 기계각(θM)에 따라 보상 전류 지령치(i* c)를 생성하여 출력함으로써, 상기 속도 리플을 보상할 수 있다.The torque compensator 123 generates and outputs a compensation current command value i * c according to the calculated maximum speed machine angle θ M to compensate for the speed ripple during constant speed operation due to the load torque. Speed ripple can be compensated.

한편, 연산부(127)에는 출력 전류(io)가 입력되어, 연산부(127)는 출력 전류(io) 및 인덕턴스(λ)에 기초하여 산술 인가 전압(Vdc')을 연산한다.On the other hand, the output current i o is input to the calculator 127, and the calculator 127 calculates an arithmetic applied voltage V dc ′ based on the output current i o and the inductance λ.

보다 상세히, 전동기(110)의 3개의 상 중 한 상에 대한 dc 단 전압(Vdc) 즉, 인버터(120)에 인가되는 상 전압과 출력 전류(io) 및 인덕턴스(λ)는 이하의 관계를 만족한다.In more detail, the dc terminal voltage V dc for one of the three phases of the motor 110, that is, the phase voltage applied to the inverter 120, the output current i o , and the inductance λ are as follows. Satisfies.

Figure pat00002
Figure pat00002

즉, 어느 하나의 상, 일례로 제1상에 대한 상 전압(Vdc ,1)의 크기는 상기 제1상의 코일(L1)의 양단에 인가되는 전압(상기 제1상의 저항(R1)과, 상기 제1상에 인가되는 출력 전압의 곱)과, 상기 제1상의 코일(L1)의 인덕턴스(λ1)의 미분 값 및 회전에 따라 상기 제1상에 대하여 발생되는 역기전력(E1)의 합과 같다.That is, the magnitude of the phase voltage (V dc , 1 ) for any one phase, for example, the first phase is a voltage applied to both ends of the coil (L1) of the first phase (the resistance of the first phase (R1), Product of the output voltage applied to the first phase) and the differential value of the inductance λ1 of the coil L1 of the first phase and the counter electromotive force E1 generated for the first phase according to the rotation. .

따라서, 3개의 상에 대한 상 전압(Vdc)의 크기는 이하의 관계를 만족한다.Therefore, the magnitudes of the phase voltages V dc for the three phases satisfy the following relationship.

Figure pat00003
Figure pat00003

한편, 연산부(126)에서 전동기(110)에 구비되는 코일(L)들의 파라미터에 의하여 연산되는 전압 값을 산술 인가 전압(Vdc')이라고 하며, 산술 인가 전압(Vdc')은 이하의 관계를 만족한다.On the other hand, the operation unit 126 'is referred to as an arithmetic applied voltage (V dc voltage value to be calculated by the parameters of the coil (L) arithmetic applied voltage (V dc) ") provided in the motor 110 in the following relationship: Satisfies.

Figure pat00004
Figure pat00004

또한, 상기 관계로부터 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')은 이하의 관계를 만족한다.From the above relationship, the phase voltage V dc , 1 and the arithmetic applied voltage V dc ′ satisfy the following relationship.

Figure pat00005
Figure pat00005

전동기(110)의 회전 구동 과정에서, 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')의 차이는 역 기전력(E)의 차이만큼 발생하게 되며, 전동기(110)의 회전 구동되는 중에는 항상 역 기전력(E)은 항상 영보다 큰 값을 갖는다.In the rotation driving process of the motor 110, the difference between the phase voltage (V dc , 1 ) and the arithmetic applied voltage (V dc ') is generated by the difference of the counter electromotive force (E), the rotation of the motor 110 The back EMF always has a value greater than zero.

즉, 전동기(110)의 회전 구동 상태가 정상적인 구동 상태인 경우, 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 일정 크기, 즉 역 기전력(E)의 크기로 형성된다. That is, when the rotational driving state of the motor 110 is a normal driving state, the difference between the phase voltage V dc , 1 and the arithmetic applied voltage V dc ′ is formed to a certain size, that is, the magnitude of the counter electromotive force E. do.

반대로, 전동기(110)의 회전 구동 상태가 비정상적인 구동 상태인 경우, 즉 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 일정 크기, 즉 역 기전력(E)의 크기보다 작게 형성된다.On the contrary, when the rotational driving state of the motor 110 is an abnormal driving state, that is, the difference between the phase voltage V dc , 1 and the arithmetic applied voltage V dc ′ is greater than a predetermined size, that is, the magnitude of the counter electromotive force E. It is formed small.

본 실시예에서 전동기(110)의 정상 구동 상태 및 비정상 구동상태를 판단하는 기준은, 일례로 전동기(110)의 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 상 전압(Vdc ,1)의 ±5 %의 범위로 설정될 수 있다.In the present embodiment, a criterion for determining a normal driving state and an abnormal driving state of the motor 110 may include, for example, a difference between a phase voltage V dc , 1 and an arithmetic applied voltage V dc ′ of the motor 110. It can be set in the range of ± 5% of the voltage (V dc , 1 ).

즉, 전동기(110)의 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 상 전압(Vdc,1)의 ±5 %의 범위 이상인 경우에는 전동기(110)의 구동 상태는 정상 구동 상태로 판단되며, 상 전압(Vdc ,1)의 ±5 %의 범위 미만인 경우에는 전동기(110)의 구동 상태는 비정상 구동 상태로 판단된다.That is, when the difference between the phase voltage V dc , 1 and the arithmetic applied voltage V dc ′ of the motor 110 is greater than or equal to ± 5% of the phase voltage V dc, 1 , the motor 110 is driven. The state is determined to be a normal driving state, and if it is less than ± 5% of the phase voltage V dc , 1 , the driving state of the motor 110 is determined to be an abnormal driving state.

한편, 비교부(127)에는 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')이 입력되며, 비교부(127)는 상 전압(Vdc ,1) 및 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 일정 크기, 즉 역 기전력(E)의 크기보다 작게 형성되는 경우, 전류지령 생성부(122)에 대하여 재시동 신호(S3)를 입력시킨다.On the other hand, the comparator 127 receives a phase voltage V dc , 1 and an arithmetic applied voltage V dc ′, and the comparator 127 receives a phase voltage V dc , 1 and an arithmetic applied voltage V dc. When the difference of ') is smaller than a predetermined size, that is, the size of the counter electromotive force E, the restart signal S3 is input to the current command generation unit 122.

재시동 신호(S3)가 전류지령 생성부(122)에 입력되면, 제어부(120)는 전동기(110)의 회전이 간섭 또는 구속된 상태로 판단하여, 전동기(110)가 재시동 모드로 구동될 수 있도록 인버터(130)를 제어하며, 전류지령 생성부(122)에 입력되는 속도 지령(v*)은 차단한다.When the restart signal S3 is input to the current command generation unit 122, the controller 120 determines that the rotation of the motor 110 is interrupted or constrained so that the motor 110 can be driven in the restart mode. The inverter 130 is controlled, and the speed command v * input to the current command generation unit 122 is blocked.

이때, 상기 재시동 모드는 제어부(120)가 전동기(110)의 동작을 제1기간 동안 정지시키는 제1재시동 모드 및 제어부(120)가 상기 제1재시동 모드가 수행되는 횟수를 카운팅하여, 상기 제1재시동 모드가 기설정된 횟수만큼 반복 수행되는 경우, 전동기(110)의 동작을 제2기간 동안 정지시키는 제2재시동 모드를 포함한다.In this case, the restart mode includes a first restart mode in which the control unit 120 stops the operation of the motor 110 for a first period, and a count of the number of times the first restart mode is performed by the control unit 120. When the restart mode is repeatedly performed a predetermined number of times, a second restart mode for stopping the operation of the motor 110 for a second period of time is included.

이때, 상기 제2기간은 상기 제1기간에 대하여 크게 형성될 수 있으며, 상기 제1기간은 일례로 1.5초로, 상기 제2기간은 일례로 150초로 형성될 수 있다.In this case, the second period may be larger than the first period, and the first period may be, for example, 1.5 seconds and the second period, for example, 150 seconds.

이하에서는 본 실시예에 따른 전동기 구동장치(100)에 의하여 전동기(110)가 구동되는 과정을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a process of driving the motor 110 by the motor driving apparatus 100 according to the present embodiment will be described in detail.

도 4는 본 실시예에 따른 냉장고의 전동기의 구동 방법을 보여주는 플로우 차트이다.4 is a flowchart illustrating a method of driving an electric motor of a refrigerator according to the present embodiment.

도 4를 참조하면, 전동기 구동 개시 신호가 입력되는지 여부를 판단(S10)하여, 상기 구동 개시 신호가 입력되면, 제어부(120)는 전동기(110) 초기 구동 모드로 구동되도록 인버터(130)를 제어한다(S11).Referring to FIG. 4, it is determined whether the motor driving start signal is input (S10), and when the driving start signal is input, the controller 120 controls the inverter 130 to be driven in the initial driving mode of the motor 110. (S11).

전동기(110)의 상기 초기 구동 모드는 전동기(110)에 대하여 일정 크기의 직류 전류를 공급하여, 상기 회전자와 상기 고정자의 자속이 서로 교차되도록 정렬한 다음, 속도 지령(v*)과 관계없이 상기 회전자의 회전 구동이 일정 시간동안 저속 주파수, 일례로 25 내지 30 Hz의 주파수로 구동됨에 따라서, 정상 구동 상태, 즉 상기 센서리스 구동 상태에서, 상기 고정자에 대한 상기 회전자의 구동 효율이 최대화가 되도록 한다.The initial driving mode of the motor 110 supplies a direct current of a predetermined magnitude to the motor 110, aligns the magnetic flux of the rotor and the stator to cross each other, and then irrespective of the speed command v * . As the rotational drive of the rotor is driven for a predetermined time at a low frequency, for example, 25 to 30 Hz, in the normal driving state, that is, the sensorless driving state, the driving efficiency of the rotor relative to the stator is maximized. To be

그 다음, 제어부(120)가 전동기(110)에 출력되는 출력 전류(io)에 기초하여, 전동기(120)의 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는지 여부를 판단하는 단계가 수행된다.Next, the controller 120 determines whether the rotation of the rotor of the motor 120 is interfered or restrained based on the output current i o output to the motor 110.

보다 상세히, 제어부(120)가 전동기(110)에 출력되는 출력 전류(io)에 기초하여, 전동기(120)의 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는지 여부를 판단하는 단계는 비교부(127)가 전동기(110)에 출력되는 출력 전류(io) 및 전동기(110)에 구비되는 코일(L)의 인덕턴스(λ)에 기초하여 연산되는 산술 인가 전압(Vdc')과, 인버터(130)에 인가되는 상 전압(Vdc)을 비교하는 단계(S12)를 포함한다.In more detail, the control unit 120 determines whether the rotation of the rotor of the motor 120 is interference or restrained based on the output current i o output to the motor 110. ) Is the arithmetic applied voltage (V dc ') calculated based on the output current (i o ) output to the motor 110 and the inductance (λ) of the coil (L) provided in the motor 110, and the inverter 130 Comparing the phase voltage (V dc ) applied to the step (S12).

그리고, 산술 인가 전압(Vdc')과 상 전압(Vdc)을 비교하는 단계(S12)에서, 제어부(120)가 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 기설정된 범위, 즉 상 전압(Vdc) 대비 ± 10 %의 범위 미만인 경우인지 여부를 판단하여, 상기 전동기(110)의 회전 동작 상태가 간섭 또는 구속 상태, 즉 비정상 상태인지 정상 상태인지 여부를 판단한다.In operation S12, when the arithmetic applied voltage V dc ′ and the phase voltage V dc are compared, the controller 120 has a difference between the phase voltage V dc and the arithmetic applied voltage V dc ′. It is determined whether or not the set range, i.e., less than ± 10% of the phase voltage V dc , and whether the rotation operation state of the motor 110 is an interference or restraint state, that is, an abnormal state or a normal state. .

이때, 제어부(120)가 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 기설정된 범위, 즉 상 전압(Vdc) 대비 ± 10%의 범위 미만이며, 상기 상태가 기설정된 시간만큼 경과한 경우(S12), 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 상 전압(Vdc) 대비 ± 10 %의 범위 미만으로 기록되는 횟수를 카운팅한다(S13). At this time, the control unit 120 is a difference between the phase voltage (V dc ) and the arithmetic applied voltage (V dc ') is less than a predetermined range, that is, a range of ± 10% of the phase voltage (V dc ), the state is preset When the time elapses (S12), counts the number of times the difference between the phase voltage (V dc ) and the arithmetic applied voltage (V dc ') is recorded less than ± 10% of the phase voltage (V dc ) (S13). .

그 다음, 상기 기록 횟수가 기설정된 횟수, 일례로 50회 이상인지 여부를 판단하고(S14), 상기 기록 횟수가 상기 기설정된 횟수 이상인 경우, 제어부(120)는 전동기(110)가 상기 제1재시동 모드를 수행하도록 한다(S15).Next, it is determined whether the number of times of recording is a predetermined number of times, for example, 50 times or more (S14), and when the number of times of recording is more than the predetermined number of times, the controller 120 determines that the motor 110 restarts the first restart. To perform the mode (S15).

전동기(110)가 상기 제1재시동 모드를 수행하는 단계(S15)는, 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 상 전압(Vdc) 대비 ±5 %의 범위 미만으로 기록되는 횟수를 초기화하는 단계(S151)와, 전동기(110)의 상기 제1기간 동안 회전 동작이 정지되고, 속도 지령(v*)의 입력이 차단되는 단계(S152)와, 전동기(110)의 상기 초기 구동 모드가 수행되는 단계(S153)를 포함한다.Further comprising: an electric motor (110) performs the first restart mode (S15) is the voltage (V dc) and an arithmetic applied voltage (V dc ') is the voltage (V dc) is less than the range of over ± 5% difference Initializing the number of times to be recorded (S151), the rotation operation is stopped during the first period of the motor 110, the step of blocking the input of the speed command (v * ) (S152), and the motor 110 In step S153, the initial driving mode is performed.

그 다음, 제어부(120)가 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 기설정된 범위, 즉 상 전압(Vdc) 대비 ±5 %의 범위 이내인 경우인지 여부를 판단하여(S16), ±5 %의 범위 이내인 경우, 상기 제1재시동 모드(S15)가 수행된 횟수가 기설정된 횟수 일례로 5회인지 여부를 판단한다(S17).Next, the controller 120 determines whether the difference between the phase voltage V dc and the arithmetic applied voltage V dc ′ is within a preset range, that is, within a range of ± 5% of the phase voltage V dc . (S16), if it is within the range of ± 5%, it is determined whether the number of times the first restart mode (S15) has been performed is five times as an example of the predetermined number of times (S17).

상기 제1시동 모드(S15)가 상기 기설정된 횟수만큼 수행된 경우(S17), 제어부(120)는 전동기(110)가 상기 제2재시동 모드로 동작되도록 인버터(130)를 제어한다(S18).When the first startup mode S15 is performed the predetermined number of times (S17), the controller 120 controls the inverter 130 to operate the motor 110 in the second restart mode (S18).

상세히, 전동기(110)가 상기 제2재시동 모드로 동작되는 단계(S18)는, 상기 제1재시동 모드가 수행된 횟수를 초기화하는 단계(S181)와, 전동기(110)의 상기 제2기간 동안 회전 동작이 정지되고, 속도 지령(v*)의 입력이 차단되는 단계(S182)와, 전동기(110)의 상기 초기 구동 모드가 수행되는 단계(S183)를 포함한다.In detail, step S18 of operating the motor 110 in the second restart mode may include initializing the number of times the first restart mode is performed (S181), and rotating the motor 110 during the second period of time. The operation is stopped, and the input of the speed command v * is blocked (S182), and the initial driving mode of the motor 110 is performed (S183).

그 다음, 제어부(120)가 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 기설정된 범위, 즉 상 전압(Vdc) 대비 ±5 %의 범위를 초과하는지 여부를 판단하여(S19), 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 기설정된 상기 범위를 초과하는 경우, 전동기(110)가 정상적으로 회전되는 상태, 즉 상기 회전 동작의 간섭 또는 구속이 해소된 상태로 판단한다.Next, the controller 120 determines whether the difference between the phase voltage V dc and the arithmetic applied voltage V dc ′ is greater than a preset range, that is, a range of ± 5% of the phase voltage V dc . (S19), when the difference between the phase voltage (V dc ) and the arithmetic applied voltage (V dc ') exceeds the predetermined range, the motor 110 is normally rotated, that is, interference or restraint of the rotation operation is Judging from the resolved state.

전동기(110)의 상기 회전 동작 상태가 정상 상태로 판단되면, 제어부(120)는 속도 지령(v*) 및 출력 전류(io)에 기초하여 전동기(110)를 구동시키는 인버터(130)를 제어한다.(S20).When the rotation operation state of the motor 110 is determined to be a normal state, the controller 120 controls the inverter 130 for driving the motor 110 based on the speed command v * and the output current i o . (S20).

이때, 상기 제어부(120)가 속도 지령(v*) 및 출력 전류(io)에 기초하여 전동기(110)를 구동시키는 인버터(130)를 제어하는 단계(S20)는, 제어부(120)의 추정부(121)가 속도 지령(v*) 및 출력 전류(io)에 기초하여 전동기(110)의 상기 회전자의 위치를 추정하는 단계와, 제어부(120)가 추정된 상기 회전자의 위치 및 속도 지령(v*)에 기초하여, 인버터(130)를 제어하는 단계를 포함하는 센서리스 구동일 수 있다.At this time, the step (S20) of the control unit 120 controls the inverter 130 for driving the motor 110 based on the speed command (v * ) and the output current (i o ), the weight of the control unit 120. A step (121) of estimating the position of the rotor of the electric motor (110) based on the speed command (v * ) and the output current (i o ), and the control unit (120) estimating the position of the rotor and Based on the speed command v * , the sensor 130 may be a sensorless drive including controlling the inverter 130.

그 다음, 전동기(110)의 구동 종료 신호가 입력되는지 여부를 판단(S21)하여, 상기 구동 종료 신호가 입력되는 경우, 제어를 종료하고, 상기 구동 종료 신호가 입력되지 않는 경우, 상기 제어부(120)가 속도 지령(v*) 및 출력 전류(io)에 기초하여 전동기(110)를 구동시키는 인버터(130)를 제어하는 단계(S20)를 수행한다.Next, it is determined whether the driving end signal of the electric motor 110 is input (S21), and when the driving end signal is input, the control is terminated, and when the driving end signal is not input, the control unit 120 ) Controls the inverter 130 for driving the electric motor 110 based on the speed command v * and the output current i o (S20).

한편, 상기 전동기 구동 개시 신호가 입력되는지 여부를 판단하는 단계(S10)에서, 상기 구동 개시 신호가 입력되지 않는 경우, 제어를 종료한다.On the other hand, in step S10 of determining whether the motor driving start signal is input, if the driving start signal is not input, the control ends.

그리고, 산술 인가 전압(Vdc')과 상 전압(Vdc)을 비교하는 단계(S12) 및 상기 기록 횟수가 기설정된 횟수 이상인지 여부를 판단하는 단계(S14)에서, 각각 제어부(120)가 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 기설정된 범위(일례로, 상 전압(Vdc) 대비 ±5 %의 범위 미만인 경우)를 초과하고(S12), 상기 기록 횟수가 상기 기설정된 횟수 미만인 경우(S14), 전동기(110)를 상기 초기 구동 모드로 동작시키는 단계(S11)가 일정 시간 동안 수행되는지 여부를 판단한다(S23).In operation S12 of comparing the arithmetic applied voltage V dc ′ and the phase voltage V dc , and determining whether the number of times of writing is greater than or equal to a predetermined number of times, the control unit 120 may perform the control operation. The difference between the phase voltage (V dc ) and the arithmetic applied voltage (V dc ') exceeds a preset range (for example, less than a range of ± 5% of the phase voltage (V dc )) (S12), and the number of recordings When less than the predetermined number of times (S14), it is determined whether the step (S11) for operating the motor 110 in the initial driving mode is performed for a predetermined time (S23).

판단 결과, 상기 일정 시간이 경과되면(S23), 전동기(110)의 회전 상태를 정상 상태로 판단하고, 제어부(120)가 속도 지령(v*) 및 출력 전류(io)에 기초하여 전동기(110)를 구동시키는 인버터(130)를 제어하는 단계(S20)를 수행한다.Determined that the electric motor to the when a predetermined time elapses (S23), determines the rotation state to a normal state, the control part 120 of the motor 110 on the basis of the speed command (v *) and the output current (i o) ( The step S20 of controlling the inverter 130 for driving 110 is performed.

그리고, 상기 일정 시간이 경과되지 않은 경우(S23), 전동기(110)를 상기 초기 구동 모드로 구동시키는 단계(S11)를 수행한다.When the predetermined time has not elapsed (S23), the step of driving the electric motor 110 in the initial driving mode (S11) is performed.

한편, 제어부(120)가 상 전압(Vdc)과 산술 인가 전압(Vdc')의 차이가 기설정된 범위(일례로, 상 전압(Vdc) 대비 ±5 %의 범위)를 초과하는지 여부를 판단하는 단계(S19)에서, 상기 차이가 상기 기설정된 범위 이내인 경우, 상기 저장실의 온도가 기준 온도, 즉 상기 저장실의 정상 구동 온도를 초과하는지 여부를 판단한다.(S24)Meanwhile, the controller 120 determines whether the difference between the phase voltage V dc and the arithmetic applied voltage V dc ′ exceeds a preset range (eg, a range of ± 5% of the phase voltage V dc ). In the determining step S19, when the difference is within the predetermined range, it is determined whether the temperature of the storage chamber exceeds a reference temperature, that is, a normal driving temperature of the storage chamber.

판단 결과, 상기 저장실의 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 경우, 냉장고(1)의 외부에 구비되는 표시부에 에러 메시지를 출력하고, 냉장고(1)의 구동이 정지된다(S25).As a result of the determination, when the temperature of the storage compartment exceeds the reference temperature, an error message is output to a display unit provided outside the refrigerator 1, and the driving of the refrigerator 1 is stopped (S25).

그리고, 상기 저장실의 온도가 상기 기준 온도를 초과하지 않는 경우, 전동기(110)를 상기 초기 구동 모드로 구동시키는 단계(S11)를 수행한다.In addition, when the temperature of the storage chamber does not exceed the reference temperature, step S11 of driving the motor 110 to the initial driving mode is performed.

제안되는 실시예에 의하면, 냉장고(1)가 구동되는 과정에서, 압축기(10)의 전동기(110)의 회전 상태를 감지하여, 상기 회전 상태가 비정상 상태, 즉 회전 동작이 간섭 또는 구속되는 경우, 전동기(110)의 재시동 동작을 수행하여, 상기 비정상 상태가 해소될 수 있다.According to the proposed embodiment, when the refrigerator 1 is driven, when the rotation state of the electric motor 110 of the compressor 10 is sensed and the rotation state is abnormal, that is, when the rotation operation is interfered or constrained, By restarting the motor 110, the abnormal state may be eliminated.

또한, 전동기(110)의 상기 비정상 상태가, 홀 센서와 같은 상기 회전자의 물리적인 상태를 감지하는 별도의 센서가 구비되지 않고, 감지되는 전류 및 전압에 의하여 감지될 수 있어서, 전동기 구동장치(100)의 물리적인 구성이 간소해지고, 제작 비용이 감소될 수 있다.In addition, the abnormal state of the motor 110 is not provided with a separate sensor for detecting the physical state of the rotor, such as a hall sensor, it can be detected by the detected current and voltage, the motor driving device ( The physical configuration of 100) can be simplified, and manufacturing costs can be reduced.

1 : 냉장고
10 : 본체
60 : 압축기
100 : 전동기 구동 장치
110 : 전동기
120 : 제어부
130 : 인버터
140 : 컨버터
1: refrigerator
10: Body
60: compressor
100: electric motor drive device
110: electric motor
120: control unit
130: inverter
140: converter

Claims (18)

응축기, 증발기, 압축기 및 팽창 밸브를 갖는 냉장고에 있어서,
상기 저장실에 냉기를 공급하는 냉매를 압축하는 압축 기구와, 상기 압축 기구를 동작시키며 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자가 구비되는 전동기를 포함하는 압축기;
다수의 스위칭 소자를 포함하고, 상기 스위칭 소자의 스위칭 동작에 의하여 일정 주파수 및 일정 크기의 교류 형태의 출력 전류를 상기 전동기에 공급하는 인버터; 및
상기 출력 전류, 상기 전동기의 인덕턴스 및 저항에 기초하여 계산되는 산술 인가 전압의 크기 및 상기 인버터에 인가되는 상 전압의 크기를 비교하여, 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는지 여부를 판단하여, 상기 회전 또는 간섭을 해소하기 위한 재시동 모드로 상기 전동기가 구동되도록 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함하는 냉장고.
In a refrigerator having a condenser, an evaporator, a compressor and an expansion valve,
A compressor including a compression mechanism for compressing a coolant for supplying cold air to the storage chamber, and a motor including a stator and a rotor rotated with respect to the stator to operate the compression mechanism;
An inverter including a plurality of switching elements, and supplying an output current having an alternating frequency of a predetermined frequency and a predetermined magnitude to the electric motor by a switching operation of the switching element; And
By comparing the magnitude of the arithmetic applied voltage calculated on the basis of the output current, the inductance and the resistance of the motor and the magnitude of the phase voltage applied to the inverter, it is determined whether the rotation of the rotor is interfered or constrained, And a control unit for controlling the inverter to drive the electric motor in a restart mode for eliminating rotation or interference.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 상 전압과 상기 산술 인가 전압의 차이가 기설정된 범위 이내로 형성되는 상태가 기설정된 시간 동안 지속되는 경우에, 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
The method of claim 1,
And the controller determines that the rotation of the rotor is interrupted or constrained when the state where the difference between the phase voltage and the arithmetic applied voltage is within a preset range lasts for a preset time.
제 2 항에 있어서,
상기 기설정된 범위는 0 이상 상기 상 전압값의 10 % 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 냉장고.
The method of claim 2,
The preset range is a refrigerator, characterized in that more than 0 to less than 10% of the phase voltage value.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전동기에 출력되는 상기 출력 전류 및 상기 전동기에 구비되는 코일의 인덕턴스에 기초하여 산술 인가 전압을 연산하는 연산부; 및
상기 인버터에 인가되는 상 전압과 상기 산술 인가 전압을 비교하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
The method of claim 1,
The control unit,
A calculator for calculating an arithmetic applied voltage based on the output current output to the motor and an inductance of a coil provided to the motor; And
And a comparator for comparing the arithmetic applied voltage with a phase voltage applied to the inverter.
제 1 항에 있어서,
상기 재시동 모드는,
상기 전동기의 동작을 제1기간 동안 정지시키는 제1재시동 모드; 및
상기 제1재시동 모드가 기설정된 횟수만큼 반복 수행되는 경우, 상기 전동기의 동작을 제2기간 동안 정지시키는 제2재시동 모드를 포함하는 냉장고.
The method of claim 1,
The restart mode is,
A first restart mode of stopping the operation of the electric motor for a first period of time; And
And a second restart mode for stopping the operation of the electric motor for a second period when the first restart mode is repeatedly performed a predetermined number of times.
제 5 항에 있어서,
상기 제1재시동 모드는 상기 상 전압과 상기 산술 인가 전압의 차이가 상기 기설정된 범위를 이내로 형성되는 횟수를 카운팅하여, 상기 횟수가 일정 횟수 이상인 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 냉장고.
The method of claim 5, wherein
And the first restart mode counts the number of times that the difference between the phase voltage and the arithmetic applied voltage is within the predetermined range, and is performed when the number of times is a predetermined number or more.
제 5 항에 있어서,
상기 제1재시동 모드 및 상기 제2재시동 모드는 각각 상기 제1기간 및 상기 제2기간 동안 상기 전동기의 동작을 정지시킨 다음, 상기 전동기를 동작시키는 것을 특징으로 하는 냉장고.
The method of claim 5, wherein
And the first restart mode and the second restart mode stop the operation of the motor for the first period and the second period, respectively, and then operate the motor.
제 7 항에 있어서,
상기 제2기간은 상기 제1기간보다 큰 것을 특징으로 하는 냉장고.
The method of claim 7, wherein
And the second period is greater than the first period.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 전동기에 입력되는 상기 출력 전류에 기초하여, 상기 전동기의 상기 고정자에 대한 상기 회전자의 추정 위치 정보를 추정하는 추정부;
상기 추정 위치 정보 및 상기 속도 지령에 기초하여 전류 지령치를 생성하는 전류 지령 생성부;
상기 전류 지령치 및 상기 출력 전류에 기초하여 전압 지령치를 생성하는 전압 지령 생성부; 및
상기 전압 지령치에 기초하여 상기 인버터 스위칭 제어신호를 생성하여 상기 인버터에 출력하는 스위칭 제어신호 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
The method of claim 1,
The control unit,
An estimator for estimating estimated position information of the rotor with respect to the stator of the motor, based on the output current input to the motor;
A current command generation unit that generates a current command value based on the estimated position information and the speed command;
A voltage command generator for generating a voltage command value based on the current command value and the output current; And
And a switching control signal output unit configured to generate the inverter switching control signal based on the voltage command value and output the generated inverter switching control signal to the inverter.
저장실에 냉기를 공급하는 냉매를 압축하는 압축 기구와, 상기 압축 기구를 동작시키며 고정자 및 상기 고정자에 대하여 회전되는 회전자가 구비되는 전동기와, 상기 전동기에 출력 전류를 공급하는 인버터와, 상기 인버터를 제어하는 제어부를 포함하는 냉장고에 있어서,
상기 제어부가 초기 구동 모드로 상기 전동기가 구동되도록 상기 인버터를 제어하는 단계;
상기 출력 전류, 상기 전동기의 인덕턴스 및 저항에 기초하여 계산되는 산술 인가 전압의 크기 및 상기 인버터에 인가되는 상 전압의 크기를 비교하여, 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는지 여부를 판단하는 단계;
상기 제어부가 상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는 경우, 상기 전동기를 재시동 모드로 구동시키도록, 상기 인버터를 제어하는 단계; 및
상기 제어부가 속도 지령 및 상기 출력 전류에 따라서 상기 인버터를 제어하는 단계;를 포함하는 냉장고의 제어방법.
A compressor for compressing a coolant for supplying cold air to the storage chamber, a motor having a stator and a rotor which rotates with respect to the stator, the inverter for supplying output current to the motor, and the inverter; In the refrigerator comprising a control unit,
Controlling the inverter to drive the electric motor in an initial driving mode;
Comparing the magnitude of an arithmetic applied voltage calculated based on the output current, the inductance and the resistance of the motor, and the magnitude of the phase voltage applied to the inverter to determine whether the rotation of the rotor is interfered or constrained;
Controlling the inverter to drive the electric motor in a restart mode when the rotation of the rotor is interrupted or constrained; And
And controlling, by the controller, the inverter according to a speed command and the output current.
제 10 항에 있어서,
상기 회전자의 회전이 간섭 또는 구속되는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 제어부가 상기 상 전압과 상기 산술 인가 전압의 차이가 기설정된 범위 이내로 형성되는 상태가 기설정된 시간 동안 유지되는 경우에, 상기 전동기의 회전 구동이 간섭 상태 또는 구속 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 10,
The determining of whether the rotation of the rotor is interfered with or restrained may include: when the control unit maintains a state in which a difference between the phase voltage and the arithmetic applied voltage is within a preset range for a predetermined time, The control method of the refrigerator, characterized in that the rotational drive of the judged to be an interference state or a restrained state.
제 11 항에 있어서,
상기 기설정된 범위는 0 이상 상기 상 전압값의 10 % 이하의 범위인 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 11,
The preset range is a control method of the refrigerator, characterized in that the range of 0 or more and 10% or less of the phase voltage value.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부가 상기 전동기를 재시동 모드로 구동시키도록, 상기 인버터를 제어하는 단계는,
상기 제어부가 상기 전동기의 동작을 제1기간 동안 정지시키는 제1재시동 모드를 수행하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 제1재시동 모드가 수행되는 횟수를 카운팅하여, 상기 제1재시동 모드가 기설정된 횟수만큼 반복 수행되는 경우, 상기 전동기의 동작을 제2기간 동안 정지시키는 제2재시동 모드를 수행하는 단계를 포함하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 11,
The controlling of the inverter to drive the motor in the restart mode, the control unit,
Performing, by the control unit, a first restart mode for stopping the operation of the electric motor for a first period of time; And
Performing a second restart mode in which the controller counts the number of times the first restart mode is performed and stops the operation of the motor for a second period when the first restart mode is repeatedly performed a predetermined number of times; Control method of the refrigerator comprising a.
제 13 항에 있어서,
상기 제1재시동 모드가 수행되는 단계는 상기 상 전압과 상기 산술 인가 전압의 차이가 상기 기설정된 범위를 이내로 형성되는 횟수를 카운팅하여, 상기 횟수가 일정 횟수 이상인 경우에 수행되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 13,
The performing of the first restart mode may be performed when the difference between the phase voltage and the arithmetic applied voltage is counted within the predetermined range, and the number of times is greater than or equal to a predetermined number of times. Control method.
제 14 항에 있어서,
상기 제1재시동 모드가 수행되는 단계 또는 상기 제2재시동 모드가 수행되는 단계는,
카운팅된 상기 상 전압과 상기 산술 인가 전압의 차이가 상기 기설정된 범위를 이내로 형성되는 횟수 또는 상기 제1재시동 모드가 수행되는 횟수를 초기화하는 단계;를 포함하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 14,
The step of performing the first restart mode or the step of performing the second restart mode,
And initializing the number of times that the difference between the counted phase voltage and the arithmetic applied voltage is within the predetermined range or the number of times the first restart mode is performed.
제 10 항에 있어서,
상기 초기 구동 모드는, 상기 제어부가 상기 전동기의 상기 회전자가 초기 상태로 정렬되도록, 상기 전동기에 대하여 일정 크기의 직류 전류를 공급하고, 상기 속도 지령과 관계없이 일정 속도로 상기 회전자를 회전시키는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 10,
In the initial driving mode, the control unit supplies a DC current of a predetermined magnitude to the motor so that the rotor of the motor is aligned in an initial state, and rotates the rotor at a constant speed regardless of the speed command. The control method of the refrigerator characterized in that.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부가 속도 지령 및 상기 전동기에 입력되는 출력 전류에 따라서 상기 전동기에 상기 출력전류를 공급하는 인버터를 제어하는 단계는,
상기 제어부의 추정부가 상기 출력 전류 및 상기 속도 지령에 기초하여 상기 전동기의 상기 회전자의 위치를 추정하는 단계; 및
상기 제어부가 추정된 상기 회전자의 위치 및 상기 속도 지령에 기초하여, 상기 인버터를 제어하는 단계;를 포함하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 10,
The controlling of the inverter supplying the output current to the motor according to the speed command and the output current input to the motor,
Estimating by the control unit estimating the position of the rotor of the electric motor based on the output current and the speed command; And
And controlling, by the controller, the inverter based on the estimated position of the rotor and the speed command.
제 10 항에 있어서,
상기 전동기에는 적어도 3개 이상의 상으로 형성되는 상기 출력 전류가 입력되며, 어느 하나의 상의 출력 전류는 다른 하나의 상의 출력 전류와 적어도 일부 영역에서 중첩되는 것을 특징으로 하는 냉장고의 제어방법.
The method of claim 10,
The output current formed of at least three or more phases is input to the electric motor, and the output current of one phase overlaps with the output current of the other phase in at least a portion of the refrigerator.
KR1020100011493A 2010-02-08 2010-02-08 Refrigerator and controlling method thereof KR101652525B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100011493A KR101652525B1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Refrigerator and controlling method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100011493A KR101652525B1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Refrigerator and controlling method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110092056A true KR20110092056A (en) 2011-08-17
KR101652525B1 KR101652525B1 (en) 2016-08-30

Family

ID=44929066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100011493A KR101652525B1 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Refrigerator and controlling method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101652525B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0866081A (en) * 1994-06-14 1996-03-08 Toshiba Corp Control apparatus and abnormality detection method of commutatorless motor as well as air conditioner
JP2005090466A (en) * 2003-09-19 2005-04-07 Toshiba Corp Compressor drive mechanism and refrigerator using the same
JP2006054991A (en) * 2004-08-12 2006-02-23 Lg Electronics Inc Sensorless motor driver and its protective control method
JP2009195042A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Method and device for controlling synchronous motor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0866081A (en) * 1994-06-14 1996-03-08 Toshiba Corp Control apparatus and abnormality detection method of commutatorless motor as well as air conditioner
JP2005090466A (en) * 2003-09-19 2005-04-07 Toshiba Corp Compressor drive mechanism and refrigerator using the same
JP2006054991A (en) * 2004-08-12 2006-02-23 Lg Electronics Inc Sensorless motor driver and its protective control method
JP2009195042A (en) * 2008-02-15 2009-08-27 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Method and device for controlling synchronous motor

Also Published As

Publication number Publication date
KR101652525B1 (en) 2016-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9954473B2 (en) Motor driving apparatus and home appliance including the same
KR101858696B1 (en) Motor driving apparatus and home appliance including the same
JP5222640B2 (en) Refrigeration equipment
WO2010064402A1 (en) Motor drive device, and compressor and refrigerator using same
US20110256005A1 (en) Motor drive device and electric equipment utilizing the same
US20070101735A1 (en) Heat pump apparatus using expander
EP3133730B1 (en) Motor driving apparatus and home appliance including the same
US20140285127A1 (en) Apparatus and method for initially driving a sensorless bldc motor
KR101709496B1 (en) Motor driving apparatus and home appliance including the same
EP2448110A2 (en) Refrigerating apparatus and controller for permanent magnet synchronous motor
JP4194645B1 (en) Refrigeration equipment
TWI488424B (en) Refrigeration appliance, air conditioner and refrigerator which use the drive method and a driving device of the synchronous motor
KR101738085B1 (en) Motor driving apparatus and home applIce including the same
KR101770425B1 (en) Refrigerator and controlling method thereof
JP5978161B2 (en) Motor drive device
JP4927052B2 (en) Refrigeration equipment
KR101652525B1 (en) Refrigerator and controlling method thereof
JP2012186876A (en) Compressor drive unit and refrigerator using the same
KR101652526B1 (en) Refrigerator and controlling method thereof
KR101918058B1 (en) Apparatus and method for driving brushless motor, and air conditioner having the same
JP4804521B2 (en) Motor control device
JP5747145B2 (en) Motor drive device and electric apparatus using the same
JP4475867B2 (en) Motor control apparatus and method
KR101750878B1 (en) Motor driving apparatus and home appliance including the same
JP6970871B2 (en) Motor drive device and refrigerator using it

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
GRNT Written decision to grant