KR20180058680A - 압축기 및 압축기의 제어 방법 - Google Patents

압축기 및 압축기의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180058680A
KR20180058680A KR1020180056605A KR20180056605A KR20180058680A KR 20180058680 A KR20180058680 A KR 20180058680A KR 1020180056605 A KR1020180056605 A KR 1020180056605A KR 20180056605 A KR20180056605 A KR 20180056605A KR 20180058680 A KR20180058680 A KR 20180058680A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressor
phase difference
control unit
linear motor
compressor control
Prior art date
Application number
KR1020180056605A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101887920B1 (ko
Inventor
류나이
구민
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 KR1020180056605A priority Critical patent/KR101887920B1/ko
Publication of KR20180058680A publication Critical patent/KR20180058680A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101887920B1 publication Critical patent/KR101887920B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12—Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/12—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/02—Piston parameters
    • F04B2201/0206—Length of piston stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/04—Motor parameters of linear electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/04—Motor parameters of linear electric motors
    • F04B2203/0401—Current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/04—Motor parameters of linear electric motors
    • F04B2203/0402—Voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00—Motor parameters
    • F04B2203/04—Motor parameters of linear electric motors
    • F04B2203/0404—Frequency of the electric current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00—External parameters
    • F04B2207/01—Load in general
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/12—Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/10—Kind or type
    • F05B2210/14—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00—Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본원발명의 기술적 과제는 위와 같은 종래 압축기의 문제점을 해결하는 것으로서, 사이클 매칭 능력이 없는 냉장고 또는 제어부를 포함하지 않는 냉장고에 적용되어, 압축기 자체적으로 리니어 모터의 구동을 제어할 수 있는 압축기 및 그의 제어방법을 제공하는 것으로서,
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기에 있어서, 실린더의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤, 상기 피스톤의 운동을 위하여, 구동력을 제공하는 리니어 모터, 상기 리니어 모터의 모터전류를 감지하는 감지부 및 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하는 압축기 제어부를 포함하고, 압축기 제어부는, 피스톤의 스트로크와, 상기 감지된 모터전류의 위상차이를 산출하고, 상기 산출된 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교하여, 비교결과에 따라 상기 검출된 부하에 대응하여 상기 리니어 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

압축기 및 압축기의 제어 방법{COMPRESSOR AND METHOD FOR CONTROLLING COMPRESSOR}
본 명세서는 압축기 및 그의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 압축기의 구동과 관련된 제어신호를 압축기 자체에서 생성하여 압축기의 모터를 제어하는 압축기 및 압축기의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치로서 냉동기기, 예를 들어 냉장고나 공기조화기 등의 일부분으로 사용된다.
압축기는 크게 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)와, 회전식 압축기(Rotary Compressor)와, 스크롤식 압축기(Scroll Compressor)로 구분된다. 왕복동식 압축기는, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시킨다. 회전식 압축기는, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시킨다. 스크롤식 압축기는, 선회 스크롤(Orbiting Scroll)과 고정 스크롤(Fixed Scroll) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 신회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시킨다.
왕복동식 압축기는 내부 피스톤을 실린더의 내부에서 선형으로 왕복 운동시킴으로써 냉매 가스를 흡입, 압축 및 토출한다. 왕복동식 압축기는 피스톤을 구동하는 방식에 따라 크게 레시프로(Recipro) 방식과 리니어(Linear) 방식으로 구분된다.
레시프로 방식이라 함은 회전하는 모터(Motor)에 크랭크샤프트(Crankshaft)를 결합하고, 크랭크샤프트에 피스톤을 결합하여 모터의 회전 운동을 직선 왕복운동으로 변환하는 방식이다. 반면, 리니어 방식이라 함은 직선 운동하는 모터의 가동자에 피스톤을 연결하여 모터의 직선 운동으로 피스톤을 왕복운동시키는 방식이다.
이러한 왕복동식 압축기는 구동력을 발생하는 전동 유닛과, 전동 유닛으로부터 구동력을 전달받아 유체를 압축하는 압축 유닛으로 구성된다. 전동 유닛으로는 일반적으로 모터(motor)를 많이 사용하며, 상기 리니어 방식의 경우에는 리니어 모터(linear motor)를 이용한다.
리니어 모터는 모터 자체가 직선형의 구동력을 직접 발생시키므로 기계적인 변환 장치가 필요하지 않고, 구조가 복잡하지 않다. 또한, 리니어 모터는 에너지 변환으로 인한 손실을 줄일 수 있고, 마찰 및 마모가 발생하는 연결 부위가 없어서 소음을 크게 줄일 수 있는 특징을 가지고 있다. 또한, 리니어 방식의 왕복동식 압축기(이하, 리니어 압축기(Linear Compressor)라 함)를 냉장고나 공기조화기에 이용할 경우에는 리니어 압축기에 인가되는 스트로크 전압을 변경하여 줌에 따라 압축 비(Compression Ratio)를 변경할 수 있어 냉력(Freezing Capacity) 가변 제어에도 사용할 수 있는 장점이 있다.
한편, 냉장고에 설치된 압축기는 일반적으로 냉장고 본체에 배치된 제어부 또는 냉장고제어부로부터 제어신호를 전달받고, 전달된 제어신호에 따라 구동될 수 있다. 즉, 냉장고제어부는 압축기의 냉력을 제어하기 위하여, 리니어 모터에 연결된 구동부 또는 인버터에 제어신호를 인가하여, 리니어 모터의 운전 사이클을 조정할 수 있다.
따라서, 제어부 또는 냉장고제어부가 설치되어 있지 않거나, 리니어 모터의 운전 사이클을 매칭할 수 없는 저가의 냉장고의 경우, 위와 같은 일반적인 압축기를 적용하기 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 외부로부터 압축기의 온오프와 관련된 제어신호만을 인가받고, 압축기의 운전과 관련된 제어신호를 압축기 자체에서 생성할 수 있는 압축기 및 그의 제어방법이 필수적이다. 또한, 사이클 매칭 기능을 탑재하지 않는 냉장고에서 적용될 수 있는 압축기 및 그의 제어방법이 필요하다.
본원발명의 기술적 과제는 위와 같은 종래 압축기의 문제점을 해결하는 것으로서, 사이클 매칭 능력이 없는 냉장고 또는 제어부를 포함하지 않는 냉장고에 적용되어, 압축기 자체적으로 리니어 모터의 구동을 제어할 수 있는 압축기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본원발명의 기술적 과제는 압축기 자체적으로 냉장고의 부하를 판단하여, 판단된 부하에 따라 구동되는 압축기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본원발명의 기술적 과제는 냉장고의 제어부와 독립적으로 냉장고의 부하 변동을 검출하면서도, 운전 효율을 유지하는 압축기 및 그의 제어방법을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기에 있어서, 실린더의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤, 상기 피스톤의 운동을 위하여, 구동력을 제공하는 리니어 모터, 상기 리니어 모터의 모터전류를 감지하는 감지부 및 상기 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하는 압축기 제어부를 포함하고, 상기 압축기 제어부는 상기 피스톤의 스트로크와, 상기 감지된 모터전류의 위상차이를 산출하고, 상기 검출된 부하에 대응하여, 상기 위상차이가 기준 위상차이 범위에 포함되도록 상기 리니어 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 범위를 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 리니어 모터의 행정거리를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값보다 큰 것으로 판단되면, 상기 리니어 모터의 행정거리를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값보다 작은 것으로 판단되면, 상기 리니어 모터의 행정거리를 감소시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이와 관련된 수치범위에 포함되도록, 상기 리니어 모터의 행정거리를 제어하고, 상기 수치범위는 상기 기준 위상차이 값을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 위상차이가 상기 기 설정된 수치범위에 포함되지 않는 경우, 상기 리니어 모터의 공진 운전을 유지하도록 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 산출된 위상차이가 상기 기 설정된 수치범위의 상한치 보다 크면, 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 감소시키고, 상기 산출된 위상차이가 상기 기 설정된 수치범위의 하한치 보다 작으면, 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 증가시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 리니어 모터에 인가되는 입력전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기에 있어서, 실린더의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤, 상기 피스톤의 운동을 위하여, 구동력을 제공하는 리니어 모터, 상기 리니어 모터의 모터전류를 감지하는 감지부 및 상기 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하는 압축기 제어부를 포함하고, 상기 압축기 제어부는 상기 리니어 모터의 운전율을 산출하고, 상기 산출된 운전율에 근거하여, 상기 리니어 모터의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 운전율과 기준 운전율 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 제어하는 것을 특징으로 한다.
*일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 운전율이 기준 운전율 값보다 크면, 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 증가시키고, 상기 산출된 운전율이 기준 운전율 값보다 작으면, 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 산출된 운전율이 기 설정된 수치범위에 포함되면, 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 유지시키고, 상기 기준 운전율 값은 상기 기 설정된 수치범위에 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기에 있어서, 실린더의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤, 상기 피스톤의 운동을 위하여, 구동력을 제공하는 리니어 모터, 상기 리니어 모터의 모터전류를 감지하는 감지부 및 상기 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하는 압축기 제어부를 포함하고, 상기 압축기 제어부는 상기 피스톤의 스트로크와, 상기 감지된 모터전류의 위상차이를 산출하고, 산출된 위상차이를 기준 위상차이 값으로 유지시키도록, 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 조절하고, 상기 냉장고의 부하 변경에 대응하여 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 변경시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기에 있어서, 실린더의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤, 상기 피스톤의 운동을 위하여, 구동력을 제공하는 리니어 모터 및 상기 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하고, 상기 부하의 변경에 대응하여 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 변경시키는 압축기 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 검출된 부하가 증가하면, 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 증가시키고, 상기 검출된 부하가 감소하면, 상기 리니어 모터에 인가되는 전력을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 피스톤의 행정 거리가 변경된 후, 상기 리니어 모터가 공진 운전을 수행하도록 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 변경시는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 리니어 모터의 운전율을 검출하고, 검출된 운전율에 근거하여 상기 부하의 증감여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 리니어 모터의 모터전류를 감지하는 감지부를 더 포함하고, 상기 압축기 제어부는 상기 모터전류와 상기 피스톤의 스트로크 사이의 위상차이에 근거하여, 상기 부하의 증감여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 압축기 제어부는 상기 리니어 모터의 운전모드를 판별하고, 판별된 운전모드의 구동시간을 검출하며, 상기 운전모드 및 구동시간에 근거하여 상기 부하의 증감여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본원발명에 개시된 압축기 및 그의 제어방법에 따르면, 제어부가 설치되지 않은 냉장고 또는 사이클 매칭 능력이 결여된 냉장고에서도, 압축기의 운전 효율을 최적화시킬 수 있는 효과가 도출된다.
또한, 본원발명에 개시된 압축기 및 그의 제어방법에 따르면, 압축기가 냉장고의 제어부로부터 압축기에 설치된 리니어 모터의 구동과 관련된 제어신호를 수신하지 않는 경우에도, 압축기가 최적화된 운전을 수행할 수 있으며, 이와 동시에 압축기의 제어 안정성을 확복할 수 있다.
또한, 본원발명에 개시된 압축기 및 그의 제어방법에 따르면, 불필요한 스트로크 및 전력이 인가되지 않도록 하고, 냉력 가변 제어를 수행하기 위하여 필요한 냉력 변경량을 입력하지 않도록 함으로써 사용자의 편의성 및 시스템의 안정성을 제고하는 효과가 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 구성을 나타내는 블록도.
도 1b는 본 발명에 따른 압축기를 포함하는 냉장고의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 흐름도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 흐름도.
도 3c는 도 3a 또는 도 3b에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프.
도 3d는 도 3a에 도시된 압축기의 제어방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 흐름도.
도 4a는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 흐름도.
도 4b 및 도 4c는 도 4a에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프.
도 4d는 도 4b에 도시된 압축기의 특정 운전모드와 관련된 변수를 나타내는 그래프.
도 4e는 도 4d에 도시된 그래프와 관련된 피스톤의 운동을 나타내는 개념도.
도 4f는 도 4b에 도시된 압축기의 특정 운전모드와 관련된 변수를 나타내는 그래프.
도 5a는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 흐름도.
도 5b는 도 5a에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예를 나타내는 흐름도.
도 8a 내지 도 8c는 도 7에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프.
본 명세서에 개시된 발명은 압축기 및 압축기의 제어 방법에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 기존의 모든 압축기, 압축기의 제어 장치, 압축기의 제어 방법, 모터 제어 장치, 모터 제어 방법, 모터의 소음 테스트 장치 및 모터의 소음 테스트 방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하의 도 1a에서는 본 발명에 따른 압축기(100)의 일 실시예가 설명된다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 압축기(100)는 압축기 모터(110), 인버터(120), 전류검출부(141), 전압검출부(142), 제어부(180) 및 전원부(190) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로 압축기 모터(110)는 직선형의 구동력을 발생시키는 리니어 모터일 수 있다. 압축기 모터(110)는 구동부로부터 입력전력을 공급받을 수 있다.
예를 들어, 구동부는 인버터(120)를 포함할 수 있다. 인버터(120)는 풀-브릿지 형태의 인버터 모듈로 형성될 수 있다.
풀-브릿지 형태의 인버터 모듈은, 복수의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인버터(120)는 네 개의 스위칭 소자(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 풀-브릿지 형태의 인버터 모듈은 상기 네 개의 스위칭 소자 각각에 병렬로 연결되는 프리휠인 다이오드(미도시)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET 및 BJT 중 적어도 어느 하나의 소자일 수 있다.
한편, 압축기 제어부(180)는 제어 신호를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 생성할 수 있으며, PWM 방식으로 생성된 제어 신호를 인버터(120)에 출력할 수 있다.
PWM 방식에 대해 자세히 살펴보면, 압축기 모터의 모터전류가 흐르는 방향을 설정하기 위하여, 압축기 제어부(180)는 복수의 스위치 중 일부를 턴-온(turn-on)하고, 나머지를 턴-오프(turn-off)할 수 있다.
아울러, 압축기 제어부(180)는 압축기 모터(110)를 구동하기 위한 제어 신호의 펄스폭을 변조하기 위해서 두 종류의 신호를 이용할 수 있다. 이 경우, 상기 두 종류의 신호 중 하나는 캐리어 신호(carrier signal)이고, 다른 하나는 기준 신호(reference signal)일 수 있다.
이때, 캐리어 신호는 삼각파로 형성될 수 있으며, 정현파 형태의 기준 신호는 상기 인버터(120)를 제어하기 위한 지령치의 역할을 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 기준 신호는, 사인 테이블(sin table) 기반하에 일정한 주파수로 출력되는 table 전압일 수 있다. 즉, 주기적인 이산 시간 영역에서의 정현파 파형일 수 있다. 따라서, 압축기 제어부(180)는 상기 기준 신호(reference signal)의 크기, 모양 및 DC 평균값(또는 DC 오프셋값)을 조절하여, 압축기 모터(110)를 제어할 수 있다.
따라서, 압축기 제어부(180)는 기준 신호가 캐리어 신호보다 크면 스위칭 소자가 턴-온되고, 반대의 경우 턴-오프되도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 압축기 제어부(180)가 기준 신호 또는 전압 지령치를 증가시키면, 기준 신호가 캐리어 신호보다 큰 부분이 증가되어 스위칭 소자의 턴-온 시간이 증가하게 되고, 이로 인해 압축기 모터에 인가되는 모터전압 또는 모터전류의 크기도 증가하게 된다.
아울러, 도 1a에 도시되지는 않았으나, 본 명세서에서는 트라이악을 이용한 압축기 제어 장치가 설명된다.
트라이악을 이용한 압축기 제어 장치는 스트로크 지령치에 따른 스트로크 전압에 의해, 피스톤의 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 압축기 모터(110)를 제어하는 장치로서, 이 경우, 압축기 제어부(180)는 교류 전원으로 트라이악을 단속시켜 압축기 모터(110)에 인가되는 모터전압을 조절할 수 있다.
구체적으로, 위와 같은 압축기는 압축기 모터(110)에 인가되는 전압을 검출하는 전압검출부(30), 압축기 모터(110)에 인가되는 전류를 검출하는 전류검출부(141)를 포함할 수 있다.
또한, 압축기는 전압검출부(142) 및 전류검출부(141)로부터 검출된 전압과 전류를 근거로 스트로크를 계산하고, 계산한 스트로크를 스트로크 지령치와 비교하며, 비교 결과에 따라 스위칭 제어 신호를 출력하는 압축기 제어부(180) 및 압축기 제어부(180)의 스위칭 제어 신호에 따라, 교류 전원으로 트라이악을 단속시켜 압축기 모터(110)에 소정의 모터전압을 인가하는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 전류검출부(141), 상기 전압검출부(142) 및 상기 압축기 제어부(180)는 하나의 제어부(controller)의 형태(또는 one-chip화)로 구현될 수 있다.
트라이악을 이용한 압축기 제어 장치의 동작을 살펴보면, 먼저, 압축기 모터(110)는 사용자에 의해 설정된 스트로크 지령치에 대응되는 모터전압에 의해 피스톤을 직선 운동시키고, 이로 인해 스트로크가 가변되어 압축기의 냉력을 조절할 수 있다.
한편, 압축기 제어부(180)의 스위칭 제어 신호에 의해 트라이악의 턴-온 주기가 길어지면, 압축기의 스트로크가 증가하는데, 이때, 압축기 모터(110)에 인가되는 모터전압과 모터전류를 각각 전압검출부(142) 및 전류검출부(141)가 검출하고, 검출된 모터전압 및 모터전류와 관련된 정보를 압축기 제어부(180)에 전달할 수 있다.
그러면, 압축기 제어부(180)는 상기 전압검출부(142)와 전류검출부(141)로부터 검출된 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 계산한 후, 계산한 스트로크를 스트로크 지령치와 비교하여 비교 결과에 따라 스위칭 제어 신호를 출력할 수 있다.
즉, 상기 압축기 제어부(180)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 작으면, 트라이악의 턴-온 주기를 길게 하는 스위칭 제어 신호를 출력하여 압축기 모터(110)에 인가되는 모터전압을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 1a에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 스트로크 산출부(181), 위상차 산출부(182) 및 전력 산출부(183) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 스트로크 산출부(181), 위상차 산출부(182) 및 전력 산출부(183)는 각각 독립적인 모듈로 형성될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 스트로크 산출부(181), 위상차 산출부(182) 및 전력 산출부(183)는 실질적으로 압축기 제어부(180)에 대응되는 구성 요소일 수 있다.
스트로크 산출부(181)는 전류검출부(141)에서 검출된 모터전류와, 전압검출부(142)에서 검출된 모터전압과 관련된 정보를 수신하며, 이와 같이 수신된 정보를 이용하여, 압축기 모터(110)의 스트로크와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 즉, 스트로크 산출부(181)는 모터전류 및 모터전압을 이용하여, 압축기 모터(110)의 피스톤의 위치변화를 나타내는 스트로크를 검출할 수 있다.
이때, 스트로크 산출부(181)는, 모터 전류, 모터 전압 및 모터 파라미터를 하기의 수학식 1에 적용함으로써, 압축기 모터(110)의 스트로크 값 또는 스트로크 추정치를 연산할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, R은 레지스턴스(resistance), L은 인덕턴스(inductance), α는 모터 상수 또는 역기전력 상수를 의미한다.
위상차 산출부(182)는 스트로크 산출부(181)에서 산출된 스트로크와 전류검출부(141)에서 검출된 모터전류의 위상차, 또는 상기 스트로크와 전압검출부(142)에서 검출된 모터전압의 위상차를 산출할 수 있다. 예를 들어, 위상차 산출부(182)는 모터전류의 위상과 스트로크의 위상 사이의 위상차이를 산출할 수도 있고, 모터전압의 위상과 스트로크의 위상 사이의 위상차이를 산출할 수도 있다.
또한, 전력 산출부(183)는 검출된 모터전류 및 모터전압 중 적어도 하나를 이용하여, 압축기 모터(110)에서 소모되는 전력을 산출할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 냉매 싸이클이 설치된 기기의 일반적인 실시예로서, 냉매 싸이클이 설치된 냉장고의 구성요소가 도시된다. 다만, 본 발명에 개시된 기기는 단순히 냉장고에 한정되는 것은 아니고, 냉매 싸이클을 포함하는 다양한 장치를 포함할 수 있다. 특히, 저가의 기기인 경우에는, 이하에서 설명되는 구성요소들 중 일부가 결여될 수도 있다.
도 1b에 도시된 것과 같이, 압축기(100), 응축기(200) 및 증발기(300)는 냉매 싸이클(400)을 형성할 수 있다. 냉매 싸이클(400)은 하나의 장치에 복수 개 형성될 수도 있으며, 복수 개 형성된 냉매 싸이클(400) 마다 압축기가 포함될 수도 있고, 하나의 압축기가 복수 개의 냉매 싸이클(400)에 공통적으로 이용될 수도 있다.
냉매 싸이클이 설치된 냉장고는 전원공급부(1100), 입력부(1200), 출력부(1400), 메모리, 통신부(1500), 팬(1300), 냉장고 제어부(1800) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 1b에 도시된 냉장고의 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니며, 도 1b에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 냉장고가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 냉장고가 구현될 수도 있다.
구체적으로 냉매 싸이클(400)은 압축기, 응축기, 증발기, 드라이어, 모세관, 핫라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 냉매 싸이클(400)의 압축기는 상기 냉매 싸이클(400) 내에서 냉매를 순환시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 냉매 싸이클(400)은 단일 압축기, 단일 응축기, 단일 증발기로 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 냉매 싸이클(400)은 단일 압축기, 단일 응축기 및 복수의 증발기로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 복수의 증발기는 병렬로 연결될 수 있다.
또 다른 예에서, 상기 냉매 싸이클(400)는 제1 냉매 싸이클과 상기 제1 냉매 싸이클과 독립적인 제2 냉매 싸이클을 각각 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 냉매 싸이클은 각각 별도로 압축기, 응축기 및 증발기 등을 포함할 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 제1 및 제2 냉매 싸이클 중 어느 하나는 핫라인을 포함할 수 있다.
통신부(1500)는 냉장고와 유무선 통신 시스템 간의 유무선 통신 또는 냉장고와 그 냉장고가 위치한 네트워크간의 유무선 통신을 수행하게 하는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(1500)는 방송 수신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈 및 위치 정보 모듈 등을 포함할 수 있다.
상기 통신부(1500)에 포함된 무선 인터넷 모듈은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 의미하는 것으로, 상기 무선 인터넷 모듈은 냉장고에 내장되거나 외장될 수 있다. 여기서, 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN), 와이 파이(Wi-Fi), 와이브로(Wireless Broadband : Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access : Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.
상기 통신부(1500)에 포함된 상기 근거리 통신 모듈은 근거리 통신을 위한 모듈을 의미한다. 근거리 통신 기술로서 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.
상기 통신부(1500)에 포함된 상기 위치 정보 모듈은 냉장고의 위치를 확인하거나 얻기 위한 모듈이다. 일례로 GPS(Global Position System) 모듈이 있다. GPS 모듈은 복수 개의 인공위성으로부터 위치 정보를 수신한다. 여기서, 위치 정보는 위도 및 경도로 표시되는 좌표 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, GPS 모듈은, 3개 이상의 위성으로부터 정확한 시간과 거리를 측정하여 3개의 각각 다른 거리를 삼각 방법에 따라서 현 위치를 정확히 계산할 수 있다. 3개의 위성으로부터 거리와 시간 정보를 얻고 1개 위성으로 오차를 수정하는 방법이 사용될 수 있다. 특히, GPS 모듈은 위성으로부터 수신한 위치 정보로부터, 위도, 경도, 고도의 위치뿐만 아니라 3차원의 속도 정보와 함께 정확한 시간까지 얻을 수 있다.
상기 통신부(1500)는 사용자로부터 데이터를 수신할 수 있고, 냉장고의 제어부(1800)에서 처리된 정보, 센싱부에서 감지된 정보 등을 외부 단말기(미도시)로 전송할 수도 있다.
센싱부는, 냉장고의 저장실 내부 또는 외부 온도, 냉장고 도어나 홈 바의 열림 등을 감지할 수 있다.
보다 구체적으로, 센싱부는 증발기의 유입구 및 증발기의 유출구 중 적어도 하나의 온도를 감지하기 위한 센서를 포함할 수 있다.
또한, 센싱부는 냉장고의 냉장실 내부의 일면에 부착된 적어도 하나의 센서, 냉동실 내부의 일면에 부착된 적어도 하나의 센서, 외기 온도를 감지하기 위해 냉장고 외벽면 중 일면에 부착된 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 아울러, 센싱부는 압축기의 구동 여부, 압축기의 냉력 값을 감지하기 위한 센서를 포함할 수도 있다. 상기 센싱부에서 감시된 정보는 냉장고의 제어부(1800)로 전달될 수 있다.
팬(1300)은 냉장고 고내에 냉기를 공급하기 위한 냉각 팬, 냉매 싸이클부의 응축기를 통과하는 냉매를 방열시키기 위해 기계실에 배치되는 방열용 팬 등을 포함할 수 있다. 상기 팬(1300)의 온오프 제어 또는 출력 설정 제어는 냉장고의 제어부(1800)에 의해 수행될 수 있다.
입력부(1200)는, 냉장고의 동작을 제어하거나 냉장고의 상태를 확인하기 위한 사용자의 입력을 수신하여 사용자의 입력에 대응되는 신호를 출력하기 위한 것으로, 버튼이나 터치 패드 형태로 구현될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 입력부(1200)는 상기 냉장고의 출력부(1400)의 디스플레이 위에 터치 스크린 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기 입력부(1200)는 냉장고에 보관할 식재료의 이미지를 촬영하거나 식재료에 부착된 바코드나 QR 코드 등의 이미지를 촬영하기 위한 카메라 모듈을 더 포함할 수도 있다. 또한, 상기 입력부(150)는 사용자의 음성과 같은 오디오를 입력하기 위한 마이크를 더 포함할 수도 있다.
메모리는, 냉장고와 관련된 정보, 예를 들어 냉장고 구동을 위한 프로그램, 냉장고 구동을 위해 설정된 정보, 냉장고 어플리케이션, 냉장고 상태 정보, 레시피 정보, 냉장고에 보관 중인 식재료 정보, 사용자 정보, 멀티미디어 콘텐츠 등을 저장하고, 또한 이러한 정보를 시각적으로 표현하기 위한 아이콘이나 그래픽 데이터를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 메모리(160)는, 압축기 냉력 값과 관련된 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 압축기 냉력 값과 관련된 데이터는, 냉장고의 최초 운전 시 냉력 초기값과 관련된 데이터 및 압축기의 운전 재개시 냉력 초기 값과 관련된 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메모리(160)는, 냉장고가 설치된 곳에 대한 위치 정보, 위치를 수집하고자 하는 하나 이상의 단말(미도시)에 대한 정보 및 서버(미도시)에 대한 연결 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 구체적으로, 메모리(160)는 복수의 단말이 등록되어 있는 경우 마스터나 슬레이브와 같은 우선권에 대한 정보도 단말에 대한 정보에 함께 저장할 수도 있다.
출력부(170)는 냉장고와 관련된 정보 등을 시각, 청각으로 표현하기 위한 것으로, 평면 디스플레이와 스피커를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 디스플레이는 사용자의 터치 입력을 인가받는 터치 패널로 형성될 수 있다.
상기 출력부(170)의 디스플레이는 냉장고의 구동과 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 보다 구체적으로, 상기 디스플레이는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 냉장고의 구현 형태에 따라 디스플레이가 2개 이상 존재할 수도 있다. 예를 들면, 냉장고의 냉장실 도어의 일면에는 제1 디스플레이가 구비될 수 있고, 냉동실 도어의 일면에는 제2 디스플레이가 구비될 수 있다.
상기 디스플레이와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 상기 디스플레이는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 터치 센서는, 상기 디스플레이의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 상기 터치 센서는, 터치되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 상기 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기(도시하지 않음)로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(1800)에 전송한다. 이로써, 상기 냉장고의 제어부(1800)는, 상기 디스플레이의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.
전원 공급부(1100)는 상기 냉장고의 제어부(1800)에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 수신하여 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.
제어부(1800)는 통상적으로 냉장고의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들면, 상기 제어부(1800)는 냉동 운전, 냉장 운전, 휴지 운전, 최대 출력 운전 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다.
사용자의 요청 및/또는 설정된 조건에 따라 냉장고를 구성하는 각 구성 요소를 제어하는데, 제어 동작, 환경 설정 또는 실행되는 프로세스 등에 필요한 데이터를 저장하기 위한 공간을 제공하는 시스템 메모리(미도시)를 내장할 수 있고, 펌웨어 등의 명령 코드들을 실행함으로써 상기 냉장고의 하드웨어 자원의 구동, 해당 자원과의 적절한 신호 및/또는 정보 교환을 수행하기 위한 운영 시스템(미도시)을 포함할 수 있다.
상기 냉장고의 제어부(1800)의 동작 또는 그에 의해 실행되는 어플리케이션의 동작은, 상기 운영 시스템의 적절한 중개 동작을 그 전제로 하고 있으며 그 중개 동작에 대한 설명은 생략한다.
위와 같이, 도 1a 및 도 1b에서는 냉매 싸이클이 설치된 기기와, 상기 기기 내에 설치된 압축기의 일반적인 실시예들이 설명되었다.
한편, 일반적인 압축기 제어부(180)는 압축기를 포함하는 냉매 싸이클이 설치된 기기의 제어부로부터 스트로크 지령치를 전달받아, 위의 수학식 1에 의해 계산된 스트로크 값 또는 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교할 수 있다. 이 경우, 압축기 제어부(180)는 스0트로크 값 또는 스트로크 추정치와 스트로크 지령치의 차이에 따라, 압축기 모터에 인가되는 전압을 가변하여, 스트로크를 제어할 수 있다.
그러나, 냉매 싸이클이 설치된 기기가 제어부를 포함하고 있지 않은 경우에는, 압축기 제어부(180)는 스트로크 지령치와 관련된 정보를 수신할 수 없으므로, 상기 수학식 1에 의해 계산된 스트로크 값과 스트로크 지령치를 비교하여 스트로크를 제어하는 것이 불가능하다.
또한, 냉매 싸이클이 설치된 기기가 제어부를 포함하고 있는 경우라고 하더라도, 상기 기기에 포함된 제어부가 스트로크 지령치와 관련된 정보를 압축기 제어부(180)에 전달할 수 없다.
냉매 싸이클이 설치된 기기가 싸이클 매칭 기능을 탑재하지 않는 제어부를 포함하는 경우에, 상기 기기의 제어부는 스트로크 지령치를 생성할 수 없기 때문에, 압축기 제어부(180)는, 상기 기기의 제어부로부터 압축기의 온오프와 관련된 신호만을 수신할 뿐이고, 스트로크 지령치와 관련된 정보를 수신하지 않는다. 즉, 압축기 제어부(180)는 스트로크 지령치와 관련된 정보를 수신할 수 없으므로, 상기 수학식 1에 의해 계산된 스트로크 값과 스트로크 지령치를 비교하여 스트로크를 제어하는 것이 불가능하다.
따라서, 본 발명에서는 냉매 싸이클이 설치된 저가의 기기에 포함되어, 기기의 제어부로부터 압축기 온오프 신호만을 수신하면서도, 기기의 부하와 관련된 정보를 자체적으로 검출하고, 검출된 부하에 따라 운전을 수행하는 압축기의 실시예들이 설명된다.
이하의 도 2에서는, 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 2를 참조하면, 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기의 제어 방법에 있어서, 상기 압축기에 포함된 전류검출부(141)는 모터 전류를 검출할 수 있다(S210). 다음으로, 상기 압축기에 포함된 압축기 제어부(180)는 압축기 모터의 스트로크를 산출할 수 있다(S220).
구체적으로, 전류검출부(141)는 일정 주기마다 모터전류를 검출할 수 있다. 또한, 도 2에 도시되지는 않았으나, 전압검출부(142)는 일정 주기마다 모터전압을 검출할 수 있다. 아울러, 압축기 제어부(180)는 위와 같이 검출된 모터전류 및 모터전압을 이용하여, 스트로크를 산출할 수 있다. 상기 일정 주기는 설계에 의해 변경될 수 있다. 이로써, 압축기 제어부(180)는 실시간으로 피스톤의 스트로크를 산출할 수 있다.
이 경우, 압축기 제어부(180)에서 산출된 스트로크 값은 실질적으로 피스톤의 스트로크 값에 대한 추정치일 수 있다. 따라서, 압축기 제어부(180)에서 산출된 스트로크 값은 피스톤의 실제 위치와 대응될 수도 있고, 실질적으로 유사할 수도 있다.
구체적으로 압축기 제어부(180)는 이하와 상기 수학식 1을 통해, 스트로크를 연산할 수 있다.
압축기 제어부(180)는 모터 전류와 스트로크의 위상차이를 산출할 수 있다(S230).
압축기 제어부(180)는 모터 전류와 스트로크의 위상차이를 산출할 수 있다(S230).
압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이(θ)를 압축기 제어를 위한 파라미터로 사용할 수 있다. 또한, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이(θ)를 변환시켜, 변환된 위상차이(θ')를 기준으로, 압축기를 제어할 수도 있다. 예를 들어, 변환된 위상차이(θ')는 180에서 상기 산출된 위상차이(θ)를 뺀 값일 수 있다.
도 2에 도시되지는 않았으나, 압축기 제어부(180)는 모터 전압과 스트로크의 위상차이를 산출할 수도 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교할 수 있다(S240). 여기에서, 기준 위상차이 값은 모터 전류와 스트로크 사이의 목표 위상차이 또는 모터 전압과 스트로크 사이의 목표 위상차이에 대응될 수 있다. 압축기의 메모리는 기준 위상차이 값과 관련된 정보를 미리 저장할 수 있다. 기준 위상차이 값은 사용자 입력에 의해 재설정될 수도 있다.
아울러, 압축기 제어부(180)는 상기 비교단계(S240)의 결과에 근거하여, 모터를 구동시킬 수 있다(S250).
구체적으로, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 큰 경우, 압축기의 부하가 큰 것으로 판단하거나, 압축기의 부하가 증가한 것으로 판단할 수 있다.
아울러, 압축기 제어부(180)는 압축기의 부하가 큰 것으로 판단되거나, 압축기의 부하가 증가한 것으로 판단되면, 압축기의 냉력을 증가시킬 수 있다.
여기에서 압축기의 냉력은, 직선 왕복운동 중인 피스톤의 하사점(BDC)과 상사점(TDC) 사이의 거리에 의해 정의될 수 있다. 또한, 압축기의 냉력은, 압축기 모터의 운전 주파수에 의해 정의될 수도 있으며, 압축기 모터에 인가되는 전력에 의해 정의될 수도 있다.
한편, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 작은 경우, 압축기의 부하가 작은 것으로 판단하거나, 압축기의 부하가 감소한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 압축기 제어부(180)는 압축기의 냉력을 감소시킬 수 있다.
이하의 도 3a 및 도 3b에서는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 3a에 도시된 실시예에서는, 도 2에서 도시된 것과 마찬가지로, 압축기 제어부(180)는 설명된 모터 전류 및 모터 전압을 검출(S210)하고, 검출된 모터 전압과 모터 전류를 이용하여 스트로크를 산출(S220)하며, 모터 전류 또는 모터 전압과 스트로크 사이의 위상차이를 산출(S230)할 수 있다.
도 3a를 참조하면, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 크면, 압축기의 냉력을 증가(S320)시키도록 리니어 모터를 구동시킬 수 있다. 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값보다 작으면, 상기 압축기의 냉력을 감소(S330)시키도록 상기 리니어 모터를 구동시킬 수 있다.
구체적으로 압축기 제어부(180)는 피스톤의 행정거리를 조절함으로써, 압축기의 냉력 증가(S320)시키거나, 감소(S330)시킬 수 있다.
예를 들어, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 크면, 압축기의 냉력이 증가되도록 피스톤의 행정거리를 증가시킬 수 있다. 즉 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 크면, 스트로크의 최대값을 증가시키도록 리니어 모터를 제어할 수 있다.
또 다른 예에서, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 작으면, 압축기의 냉력이 감소되도록 피스톤의 행정거리를 감소시킬 수 있다. 즉 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 작으면, 스트로크의 최대값을 감소시키도록 리니어 모터를 제어할 수 있다.
한편, 압축기 제어부(180)는, 위상차이와 기준 위상차이 값의 간격에 따라, 상기 압축기의 냉력을 변경시킬 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 위상차이와 기준 위상차이 값의 차이가 클수록, 냉력의 변경폭을 증가시킬 수 있고, 위상차이와 기준 위상차이 값의 차이가 작을 수록, 냉력의 변경폭을 감소시킬 수 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는, 변경된 냉력이 냉력 상한치보다 큰 경우, 상기 압축기의 냉력이 냉력 상한치에 대응되도록 리니어 모터를 구동시킬 수 있다.
압축기 제어부(180)는, 변경된 냉력이 냉력 하한치보다 작은 경우, 상기 압축기의 냉력이 냉력 하한치에 대응되도록 리니어 모터를 구동시킬 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 압축기 냉력을 변경시키기 위해, 압축기 모터의 운전 주파수를 변경시킬 수 있다.
구체적으로, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값 이상이면, 압축기의 냉력이 증가되도록 리니어 모터의 운전 주파수를 감소시킬 수 있다(S340).
또한, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 미만이면, 압축기의 냉력이 감소되도록 리니어 모터의 운전 주파수를 증가시킬 수 있다(S350).
이하의 도 3c에서는 도 3a 또는 도 3b에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프가 도시된다.
도 3c에는 압축기 제어부에서 압축기 제어를 수행하기 위해 이용하는 변수들의 시간에 따른 변화가 도시된다. 예를 들어, 상기 변수(θix)는 모터전류와 스트로크의 위상차이 또는 모터전압과 스트로크의 위상차이일 수 있다. 도 3a 및 도 3b에서 설명된 것과 같이 압축기 제어부는 산출된 위상차이에 대응되는 변수(θlx)를, 기준 위상차이 값(θt)과 비교하여, 압축기의 냉력을 제어할 수 있다.
도 3c에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값(θt) 보다 큰 구간(301, 305)에서, 압축기의 냉력을 증가시킬 수 있다. 구체적으로 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값(θt) 보다 큰 것으로 판단되는 시점에서부터, 압축기의 냉력을 증가시킬 수 있다. 압축기 제어부(180)는 일정 주기마다 산출된 위상차이와 기준 위상차이 값(θt)를 비교할 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값(θt) 보다 큰 구간(301, 305)이 경과한 시점에서 압축기의 냉력을 증가시킬 수 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값(θt) 보다 작은 구간(302, 305)에서, 압축기의 냉력을 감소시킬 수 있다. 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값(θt)과 일치하거나, 실질적으로 동일한 구간(303, 306, 307)에서, 압축기의 냉력을 유지시킬 수 있다.
도 3d를 참조하면, 압축기 제어부(180)는 위상차이와 기준 위상차이 값의 간격에 따라, 압축기의 냉력을 변경시킬 수 있다.
도 3d에 도시된 냉력변수는 압축기 제어부(180)가 압축기의 냉력을 조절하기 위해 이용하는 계산 값이다. 냉력변수가 증가하면, 압축기의 냉력이 증가되며, 피스톤의 행정거리가 증가될 수 있다. 또한 냉력변수가 감소하면, 압축기의 냉력이 감소되며, 피스톤의 행정거리가 감소될 수 있다.
도 3d에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 모터전류와 스트로크의 위상차이를 복수의 기준 위상차이 값과 비교(S310a, S310b, S310c, S310d, S310e, S310f, S310g)할 수 있다. 또한, 압축기 제어부(180)는 위상차이와 기준 위상차이의 간격이 커질수록, 냉력변수의 증감폭을 증가시킬 수 있으며, 이러한 증감폭을 이용하여 냉력변수를 변경(S320a, S320b, S320c, S320d, S330a, S330b, S330c)시킬 수 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는 변경된 냉력변수가 냉력 상한치를 초과하였는지 여부를 판단할 수 있고(S360a), 냉력 하한치 미만인지 여부도 판단할 수 있다(S360b).
예를 들어, 압축기 제어부(180)는 변경된 냉력변수가 냉력변수 상한치를 초과한 경우, 피스톤의 상사점이 토출부와 마주하는 상기 실린더의 일단면의 근방까지 이동하도록 냉력변수를 조정할 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 변경된 냉력변수가 냉력변수 상한치를 초과한 경우, 리니어 모터의 운전모드를 제1 운전모드로 전환시킬 수 있다.
또 다른 예에서, 압축기 제어부(180)는 변경된 냉력변수가 냉력변수 하한치미만인 경우, 냉력변수를 냉력변수 하한치로 설정할 수 있다.
즉, 압축기 제어부(180)는 위상차이와 기준 위상차이 값의 차이가 클수록, 냉력의 변경폭을 증가시킬 수 있고, 위상차이와 기준 위상차이 값의 차이가 작을 수록, 냉력의 변경폭을 감소시킬 수 있다.
이하의 도 4a는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 4a에 도시되지는 않았으나, 압축기 제어부(180)는 설명된 모터 전류 및 모터 전압을 검출하는 단계(S210), 검출된 모터 전압과 모터 전류를 이용하여 스트로크를 산출하는 단계(S220), 모터 전류 또는 모터 전압과 스트로크 사이의 위상차이를 산출하는 단계(S230)를 수행할 수 있다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교할 수 있다(S410). 압축기 제어부(180)는 비교단계(S410)의 결과에 따라 압축기 냉력을 증가시키거나(S420), 감소시킬 수 있다(S430). 한편, 도 4a에 도시되지는 않았으나, 압축기 제어부(180)는 비교단계(S410)의 결과에 따라 압축기 냉력을 유지시킬 수도 있다.
아울러 도 4a를 참조하면, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 운전모드와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 도 4b를 참조하면, 리니어 모터의 운전모드는 제1 운전모드, 제2 운전모드, 제3 운전모드로 정의될 수 있다. 구체적으로, 리니어 모터의 운전모드는 피스톤의 행정 구간 또는 압축기의 냉력에 따라 구분될 수 있다.
예를 들어, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터를 제1 운전모드로 구동시키는 경우, 리니어 모터의 피스톤이 토출부와 마주하는 실린더의 일단면의 근방까지 이동시킬 수 있다. 즉, 제1 운전모드로 구동되는 리니어 모터의 피스톤의 상사점은 실린더의 일단면에 위치할 수 있으며, 상기 일단면은 실린더의 양단 중 토출부가 설치된 부분에 대응될 수 있다.
또 다른 예에서 압축기 제어부(180)는 리니어 모터를 제2 운전모드로 구동시키는 경우, 리니어 모터의 피스톤이 토출부로부터 이격되고, 실린더 내에 위치하는 지점까지 이동하도록 리니어 모터를 구동시킬 수 있다. 즉, 제2 운전모드로 구동되는 리니어 모터의 피스톤의 상사점은 실린더의 내부에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 운전모드로 구동되는 리니어 모터의 냉력은, 제1 운전모드로 구동되는 리니어 모터의 냉력보다 작을 수 있다.
또 다른 예에서 압축기 제어부(180)는 리니어 모터를 제3 운전모드로 구동시키는 경우, 모터전류에 전류 오프셋을 설정함으로써, 비대칭 모터 전류를 생성시킬 수 있다. 이로써, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 피스톤이 실린더 외에 위치하는 지점까지 왕복운동하도록 리니어 모터를 구동시킬 수 있다. 즉, 제3 운전모드로 구동되는 리니어 모터의 피스톤의 상사점은 실린더의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 제3 운전모드로 구동되는 리니어 모터의 피스톤은 왕복운동간에 토출부와 충돌할 수 있다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 운전모드로 운전 중이면, 제1 운전모드의 지속시간과 관련된 정보를 검출할 수 있다. 아울러, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 제1 운전모드의 지속시간이 제1 시간간격(T1)을 초과하는지 여부를 판단(S440)할 수 있다.
다음으로, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 시간간격(T1) 보다 긴 시간동안 제1 운전모드로 구동되면, 압축기의 냉력을 증가시키도록 리니어 모터를 구동시킬 수 있다. 구체적으로, 압축기 제어부(180)는 모터전류에 대한 전류오프셋을 설정할 수 있다(S460). 즉, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 시간간격(T1) 보다 긴 시간동안 상기 제1 운전모드로 구동되면, 비대칭 모터 전류에 근거하여, 리니어 모터를 구동시킬 수 있다.
예를 들어, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 시간간격(T1) 보다 긴 시간동안 제1 운전모드로 구동되면, 모터전류에 대한 전류오프셋을 설정함으로써, 리니어 모터의 운전모드를 제3 운전모드로 전환시킬 수 있다. 이와 같이 리니어 모터의 운전모드가 제3 운전모드로 전환된 이후, 제3 시간간격이 경과하면 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 운전모드를 제1 운전모드 또는 제2 운전모드로 다시 전환시킬 수 있다.
압축기는 모터전류에 전류 오프셋을 적용하여 비대칭 모터 전류를 생성하는 비대칭 전류 생성부를 더 포함할 수 있으며, 압축기 제어부(180)는 전류오프셋을 설정하기 위해 상기 비대칭 전류 생성부를 제어할 수 있다.
도 4a에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 운전모드로 운전 중이면, 제2 운전모드의 지속시간과 관련된 정보를 검출할 수 있다. 아울러, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 제2 운전모드의 지속시간이 제2 시간간격(T2)을 초과하는지 여부를 판단(S450)할 수 있다.
구체적으로, 압축기 제어부(180)는 제1 운전모드의 지속시간이 제1 시간간격(T1) 이하인 것으로 판단되고, 이후 리니어 모터가 제2 운전모드로 운전되는 경우, 제2 운전모드의 지속시간과 제2 시간간격(T2)을 비교할 수 있다.
압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 시간간격(T2)을 초과하여 제2 운전모드로 구동되면, 기준 위상차이 값을 감소시킬 수 있다(S470). 즉, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 시간간격(T2) 보다 더 긴 시간동안 제2 운전모드로 구동되면, 기준 위상차이 값을 감소시킴으로써, 압축기의 냉력을 증가시킬 수 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 시간간격(T2) 이하의 시간동안 제2 운전모드로 구동되면, 기준 위상차이 값을 유지시킬 수 있다(S480).
도 4b에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 시간간격(T2)을 초과한 시간동안 제2 운전모드로 구동되면 기준 위상차이 값을 낮춤으로써, 압축기의 냉력을 점차적으로 증가시킬 수 있다. 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 운전모드에서 제1 운전모드로 전환되면, 제1 운전모드가 제1 시간간격(T1)을 초과한 시간동안 유지되는지 여부를 판단할 수 있다. 아울러, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 운전모드로 제1 시간간격(T1)을 초과한 시간동안 유지되면, 리니어 모터의 운전모드를 제3 운전모드로 전환시킬 수 있다.
이하의 도 4c에서는 도 4a에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프가 도시된다.
*먼저 도 4c에서 좌측 상단에 도시된 그래프는 외기온도(RT)가 15˚C인 경우, 피스톤의 상사점 위치에 따른 위상차이(θix)와, 모터전력(POWER)의 변화를 나타낸 것이다. 또한, 좌측 하단에 도시된 그래프는 외기온도(RT)가 15˚C인 경우, 피스톤의 상사점 위치에 따른 가스상수(Kgas)의 변화를 나타낸 것이다.
구체적으로, 도 4c를 참조하면, 압축기 제어부(180)는 부하조건과 관련된 정보에 근거하여, 리니어 모터를 구동시킬 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 일정 부하조건 하에서, 피스톤의 상사점 위치 변화에 대해, 모터전력와 관련된 변수와 위상차이와 관련된 변수를 비교하여, 두 변수의 교차점을 검색할 수 있다. 이 경우, 압축기 제어부(180)는 서로 다른 단위의 값을 갖는 모터전력 및 위상차이를 비교하기 위하여, 위상차이에 상수 β를 곱하여, 위상차이와 관련된 변수를 생성할 수 있다.
즉, 도 4c에 도시된 것과 같이 압축기 제어부(180)는 모터전류와 스트로크의 위상차이(θix)를 이용하여 변수 β(180-θix)를 산출하고, 피스톤의 상사점 위치에 따라, 산출된 변수(β(180-θix))를 모터전력과 관련된 변수와 비교하여, 두 변수의 교차점을 검출할 수 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 운전모드로 구동되는 경우, 피스톤의 상사점이 상기 검출된 교차점에 대응되도록, 피스톤의 행정거리를 조절할 수 있다.
참고로, 도 4c에 도시된 그래프들에서 X 축은 피스톤의 상사점 위치를 의미하며, Y 축은 변수 β(180-θix) 또는 모터전력의 값을 의미한다. 아울러, 피스톤의 상사점이 토출부와 마주하는 실린더의 일단면의 근방에 위치하는 경우, 상기 상사점은 X축에서 0의 값에 대응될 수 있다.
도 4c의 우측상단 및 우측하단에 도시된 그래프는 외기온도(RT)가 35˚C인 경우, 피스톤의 상사점 위치에 따른 위상차이(θix)와, 모터전력(POWER)의 변화를 나타낸 것이다.
도 4c에 좌측에 도시된 두 그래프와, 우측에 도시된 두 그래프를 비교하면, 일정 부하조건 하에서, 모터전력와 관련된 변수와 위상차이와 관련된 변수의 교차점이 점차적으로 우측으로 이동함을 알 수 있다.
또한, 도 4d를 참조하면 복수의 부하조건에 따라, 위와 같이 검출된 복수의 교차점을 연결한 그래프가 도시된다. 도 4e를 참조하면 복수의 부하조건에 따라, 검출된 교차점에 대응되도록 구동되는 모터의 일 실시예가 도시된다.
도 4f는 외기온도가 25˚인 경우, 본 발명에 따른 압축기의 스트로크(stroke), 위상차이(phase), 모터전력(power)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4f에 도시된 것과 같이, 본 발명에 따른 압축기 제어부는, 압축기를 포함하는 기기의 제어부로부터 스트로크 지령치와 관련된 정보를 수신하지 않으면서도, 부하에 따라 스트로크 및 모터전력을 자체적으로 변경시킬 수 있다.
이하의 도 5a는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 5a에 도시되지는 않았으나, 압축기 제어부(180)는 설명된 모터 전류 및 모터 전압을 검출하는 단계(S210), 검출된 모터 전압과 모터 전류를 이용하여 스트로크를 산출하는 단계(S220), 모터 전류 또는 모터 전압과 스트로크 사이의 위상차이를 산출하는 단계(S230)를 수행할 수 있다.
도 5a에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교할 수 있다(S510). 압축기 제어부(180)는 비교단계(S510)의 결과에 따라 압축기 냉력을 증가시키거나(S520), 감소시킬 수 있다(S530). 한편, 도 5a에 도시되지는 않았으나, 압축기 제어부(180)는 비교단계(S510)의 결과에 따라 압축기 냉력을 유지시킬 수도 있다.
압축기 제어부(180)는 압축기의 운전율과 관련된 정보를 검출할 수 있다(S540). 압축기 제어부는 검출된 운전율에 근거하여 기준 위상차이 값을 변경시킬 수 있다.
*구체적으로 압축기 제어부(180)는 일정 주기마다 압축기의 운전율을 검출할 수 있다. 예를 들어, 압축기 제어부(180)는 압축기의 일 제어주기가 완료될 때마다 압축기의 운전율을 검출할 수 있다. 압축기의 일 제어주기는 압축기의 제상을 기준으로 구분될 수 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는 일정 주기동안 리니어 모터가 구동된 시간(Ton)과 정지된 시간(Toff)을 이용하여, 운전율을 검출할 수 있다. 예를 들어, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 구동된 시간(Ton)을, 구동된 시간(Ton)과 정지된 시간(Toff)의 합으로 나누어, 운전율을 산출할 수 있다.
아울러, 압축기 제어부(180)가 운전율을 검출하는 주기는, 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교하는 단계(S510)를 수행하는 주기보다 더 길거나 더 짧을 수도 있다. 일 실시예에서, 압축기 제어부(180)는 3분마다 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교하는 단계(S510)를 수행할 수 있고, 10분마다 운전율을 검출하는 단계(S540)를 수행할 수 있다.
다음으로, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율과 제1 기준 운전율 값을 비교할 수 있다(S550). 구체적으로, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제1 기준 운전율 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제1 기준 운전율 이상이면, 기준 위상차이 값을 감소시킬 수 있다(S570).
또한, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율과 제2 기준 운전율 값을 비교할 수 있다(S560). 구체적으로, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제2 기준 운전율 값 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 기준 운전율 값은 제 2 기준 운전율 값보다 클 수 있다.
압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제2 기준 운전율 이하이면, 기준 위상차이 값을 증가시킬 수 있다(S580).
압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 검출된 운전율이 제1 기준 운전율 값보다 작고, 제2 기준 운전율 값보다 크면, 기준 위상차이 값을 유지시킬 수 있다(S590).
이하의 도 5b는 도 5a에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프가 도시된다.
도 5b에 도시된 것과 같이, 구간(①)에서는 압축기의 운전율이 제1 기준 운전율 값보다 크므로, 압축기 제어부(180)는 구간(①)의 경과 후, 기준 위상차이 값을 감소시킬 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 구간(①)의 경과 후, 기준 위상차이 값을 감소시킴으로써, 압축기의 냉력을 증가시킬 수 있다.
또한, 도 5b를 참조하면, 구간(②)에서는 압축기의 운전율이 제2 기준 운전율 값보다 작으므로, 압축기 제어부(180)는 구간(②)의 경과 후, 기준 위상차이 값을 증가시킬 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 구간(②)의 경과 후, 기준 위상차이 값을 증가시킴으로써, 압축기의 냉력을 감소시킬 수 있다.
또한, 도 5b를 참조하면, 구간(③)에서는 압축기의 운전율이 제2 기준 운전율 값보다 크고, 제1 기준 운전율 값보다 작으므로, 압축기 제어부(180)는 구간(③)의 경과 후, 기준 위상차이 값을 유지시킬 수 있다.
이하의 도 6에서는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예가 설명된다.
도 6을 참조하면, 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기에 있어서, 상기 압축기는, 실린더의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤, 피스톤의 운동을 위하여 구동력을 제공하는 리니어 모터, 리니어 모터의 모터전류를 감지하는 감지부 및 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하는 압축기 제어부를 포함할 수 있다.
이 경우, 압축기 제어부(180)는 피스톤의 스트로크와, 상기 감지된 모터전류의 위상차이를 산출할 수 있다. 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교하여, 비교결과에 따라 검출된 부하에 대응하여 리니어 모터의 구동을 제어할 수 있다. 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 운전모드 및 구동시간과 관련된 정보를 검출하고, 상기 검출된 정보에 근거하여 압축기의 냉력을 제어할 수 있다.
도 6에 도시되지는 않았으나, 압축기 제어부(180)는 설명된 모터 전류 및 모터 전압을 검출하는 단계(S210), 검출된 모터 전압과 모터 전류를 이용하여 스트로크를 산출하는 단계(S220), 모터 전류 또는 모터 전압과 스트로크 사이의 위상차이를 산출하는 단계(S230)를 수행할 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이와 기준 위상차이 값을 비교할 수 있다(S610). 압축기 제어부(180)는 비교단계(S610)의 결과에 따라 압축기 냉력을 증가시키거나(S620a), 감소시킬 수 있다(S620b). 한편, 도 6에 도시되지는 않았으나, 압축기 제어부(180)는 비교단계(S610)의 결과에 따라 압축기 냉력을 유지시킬 수도 있다.
다음으로, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 운전모드를 검출하고, 검출된 운전모드의 구동시간 또는 운전모드가 유지된 시간에 근거하여 압축기의 냉력을 제어할 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 운전모드로 운전 중이면, 제1 운전모드의 지속시간과 관련된 정보를 검출할 수 있다. 아울러, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 제1 운전모드의 지속시간이 제1 시간간격(T1)을 초과하는지 여부를 판단(S630a)할 수 있다.
다음으로, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 시간간격(T1)을 초과한 시간동안 제1 운전모드로 구동되면, 압축기의 냉력을 증가시키도록 리니어 모터를 구동시킬 수 있다. 구체적으로, 압축기 제어부(180)는 모터전류에 대한 전류오프셋을 설정할 수 있다(S640a). 즉, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 시간간격(T1)을 초과한 시간동안 상기 제1 운전모드로 구동되면, 비대칭 모터 전류에 근거하여, 리니어 모터를 구동시킬 수 있다.
예를 들어, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제1 시간간격(T1)을 초과한 시간동안 제1 운전모드로 구동되면, 모터전류에 대한 전류오프셋을 설정함으로써, 리니어 모터의 운전모드를 제3 운전모드로 전환시킬 수 있다. 이와 같이 리니어 모터의 운전모드가 제3 운전모드로 전환된 이후, 제3 시간간격이 경과하면 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 운전모드를 제1 운전모드 또는 제2 운전모드로 다시 전환시킬 수 있다.
압축기는 모터전류에 전류 오프셋을 적용하여 비대칭 모터 전류를 생성하는 비대칭 전류 생성부를 더 포함할 수 있으며, 압축기 제어부(180)는 전류오프셋을 설정하기 위해 상기 비대칭 전류 생성부를 제어할 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 운전모드로 운전 중이면, 제2 운전모드의 지속시간과 관련된 정보를 검출할 수 있다. 아울러, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 제2 운전모드의 지속시간이 제2 시간간격(T2)을 초과하는지 여부를 판단(S630b)할 수 있다.
구체적으로, 압축기 제어부(180)는 제1 운전모드의 지속시간이 제1 시간간격(T1) 이하인 것으로 판단되고, 이후 리니어 모터가 제2 운전모드로 운전되는 경우, 제2 운전모드의 지속시간과 제2 시간간격(T2)을 비교할 수 있다.
압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 시간간격(T2)을 초과한 시간동안 제2 운전모드로 구동되면, 기준 위상차이 값을 감소시킬 수 있다(S640b). 즉, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 시간간격(T2)을 초과한 시간동안 제2 운전모드로 구동되면, 기준 위상차이 값을 감소시킴으로써, 압축기의 냉력을 증가시킬 수 있다.
또한, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터가 제2 시간간격(T2) 이하의 시간동안 제2 운전모드로 구동되면, 기준 위상차이 값을 유지시킬 수 있다(S640c).
다음으로, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율과 제1 기준 운전율 값을 비교할 수 있다(S650a). 구체적으로, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제1 기준 운전율 값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제1 기준 운전율 값 이상이면, 기준 위상차이 값을 감소시킬 수 있다(S660a).
또한, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율과 제2 기준 운전율 값을 비교할 수 있다(S650b). 구체적으로, 압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제2 기준 운전율 값 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 기준 운전율 값은 제 2 기준 운전율 값보다 클 수 있다.
압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 제2 기준 운전율 값 이하이면, 기준 위상차이 값을 증가시킬 수 있다(S660b).
압축기 제어부(180)는 검출된 운전율이 검출된 운전율이 제1 기준 운전율 값 미만이고, 제2 기준 운전율 값을 초과하면, 기준 위상차이 값을 유지시킬 수 있다(S660c).
이하의 도 7에서는 본 발명에 따른 압축기의 제어 방법과 관련된 일 실시예가 설명된다.
압축기 제어부(180)는 모터전류와 스트로크의 위상차이가 기준 위상차이 값 보다 큰지 여부를 판단할 수 있다(S710). 압축기 제어부(180)는 위상차이가 기준 위상차이 값보다 큰 것으로 판단되면, 압축기의 운전주파수를 감소시킬 수 있다(S730).
또한, 압축기 제어부(180)는 모터전류와 스트로크의 위상차이가 기준 위상차이 값보다 작은지 여부를 판단할 수 있다(S720). 압축기 제어부(180)는 위상차이가 기준 위상차이 값보다 작은 것으로 판단되면, 압축기의 운전주파수를 증가시킬 수 있다(S740).
또한, 압축기 제어부(180)는 모터전류와 스트로크의 위상차이가 기준 위상차이 값과 같은지 여부를 판단할 수 있다. 압축기 제어부(180)는 위상차이가 기준 위상차이 값보다 같은것으로 판단되면, 압축기의 운전주파수를 유지시킬 수 있다(S750).
아울러, 압축기 제어부(180)는 부하가 증가하였는지 여부를 판단할 수 있 다(S760, S770).
압축기 제어부(180)는 부하가 증가한 것으로 판단되면, 압축기의 파워를 증가시킬 수 있다(S780). 또한, 압축기 제어부(180)는 부하가 감소된 것으로 판단되면, 압축기의 파워를 감소시킬 수 있다(S790).
이하의 도 8a 내지 도 8c는 도 7에 도시된 압축기의 제어 방법과 관련된 변수를 나타내는 그래프가 도시된다.
도 8a에 도시된 것과 같이, 모터전류와 스트로크의 위상차이(θix)와 모터에서 소비되는 전력은 실질적으로 비례관계를 가질 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 모터에 인가되는 전력을 조절함으로써, 압축기의 냉력을 조절할 수 있다.
일 실시예에 따른 압축기 제어부(180)는, 압축기를 포함하는 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 또한, 압축기 제어부(180)는 피스톤의 스트로크와, 감지된 모터전류의 위상차이를 산출하고, 검출된 부하에 대응하여, 위상차이가 기준 위상차이 범위에 포함되도록 상기 리니어 모터의 구동을 제어할 수 있다.
즉, 압축기 제어부(180)는 산출된 위상차이와 기준 위상차이 범위를 비교하고, 비교결과에 근거하여 리니어 모터의 행정거리를 제어할 수 있다. 구체적으로, 압축기 제어부는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 큰 것으로 판단되면, 리니어 모터의 행정거리를 증가시킬 수 있다. 또한, 압추기 제어부는 압축기 제어부는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값보다 작은 것으로 판단되면, 리니어 모터의 행정거리를 감소시킬 수 있다.
일 예에서, 압축기 제어부는 산출된 위상차이가 기준 위상차이와 관련된 수치범위에 포함되도록, 리니어 모터의 행정거리를 제어하고, 수치범위는 기준 위상차이 값을 포함하도록 형성될 수 있다.
압축기 제어부는 산출된 위상차이가 기 설정된 수치범위에 포함되지 않는 경우, 리니어 모터의 공진 운전을 유지하도록 리니어 모터의 운전 주파수를 제어할 수 있다.
예를 들어, 압축기 제어부는 산출된 위상차이가 기 설정된 수치범위의 상한치 보다 크면, 리니어 모터의 운전 주파수를 감소시키고, 산출된 위상차이가 기 설정된 수치범위의 하한치 보다 작으면, 리니어 모터의 운전 주파수를 증가시킬 수 있다.
압축기 제어부는, 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 리니어 모터에 인가되는 입력전력을 제어할 수 있다. 또한, 압축기 제어부는 산출된 위상차이가 기준 위상차이 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 리니어 모터의 운전 주파수를 제어할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 압축기 제어부는 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출할 수 있다. 압축기 제어부는 리니어 모터의 운전율을 산출하고, 산출된 운전율에 근거하여 리니어 모터의 구동을 제어할 수 있다.
이 경우, 압축기 제어부는 산출된 운전율과 기준 운전율 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 리니어 모터에 인가되는 전력을 제어할 수 있다.
구체적으로, 압축기 제어부는 산출된 운전율이 기준 운전율 값보다 크면, 리니어 모터에 인가되는 전력을 증가시키고, 산출된 운전율이 기준 운전율 값보다 작으면, 리니어 모터에 인가되는 전력을 감소시킬 수 있다.
압축기 제어부는 산출된 운전율이 기 설정된 수치범위에 포함되면, 리니어 모터에 인가되는 전력을 유지시키고, 기준 운전율 값은 기 설정된 수치범위에 포함될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 압축기 제어부는 피스톤의 스트로크와, 감지된 모터전류의 위상차이를 산출하고, 산출된 위상차이를 기준 위상차이 값으로 유지시키도록, 리니어 모터의 운전 주파수를 조절하고, 냉장고의 부하 변경에 대응하여 리니어 모터에 인가되는 전력을 변경시킬 수 있다.
또 다른 실시예에서, 압축기 제어부는 압축기를 포함하는 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하고, 부하의 변경에 대응하여 리니어 모터에 인가되는 전력을 변경시킬 수 있다.
압축기 제어부는 검출된 부하가 증가하면, 리니어 모터에 인가되는 전력을 증가시키고, 검출된 부하가 감소하면, 리니어 모터에 인가되는 전력을 감소시킬 수 있다.
일 예로, 압축기 제어부는 리니어 모터에 인가되는 전력이 변경되도록, 피스톤의 행정 거리를 변경시킬 수 있다. 아울러, 압축기 제어부는 피스톤의 행정 거리가 변경된 후, 리니어 모터가 공진 운전을 수행하도록 리니어 모터의 운전 주파수를 변경시킬 수 있다.
또한, 압축기 제어부는 리니어 모터의 운전율을 검출하고, 검출된 운전율에 근거하여 부하의 증감여부를 판단할 수 있다. 압축기 제어부는 모터전류와 피스톤의 스트로크 사이의 위상차이에 근거하여, 부하의 증감여부를 판단할 수도 있다. 압축기 제어부는 리니어 모터의 운전모드를 판별하고, 판별된 운전모드의 구동시간을 검출하며, 운전모드 및 구동시간에 근거하여 부하의 증감여부를 판단할 수도 있다.
도 8b를 참조하면, 압축기 제어부는 모터전류와 스트로크의 위상차이가 증가하는 구간(801)에서, 리니어 모터의 전력을 증가시키기 위해, 피스톤의 행정거리를 증가시킬 수 있다.
반대로, 압축기 제어부는 모터전류와 스트로크의 위상차이가 감소하는 구간(803)에서, 리니어 모터의 전력을 감소시키기 위해, 피스톤의 행정거리를 감소시킬 수 있다.
또한, 압축기 제어부는 위상차이가 기준 위상차이 값(예를 들어, 90+δ˚) 보다 크면(802의 시작점), 리니어 모터의 운전 주파수를 감소시켜, 리니어 모터의 공진 운전을 유지시킬 수 있다.
반대로, 압축기 제어부는 위상차이가 기준 위상차이 값(예를 들어, 90-δ˚) 보다 작으면(804의 시작점), 리니어 모터의 운전 주파수를 증가시켜, 리니어 모터의 공진 운전을 유지시킬 수 있다.
위와 같은 압축기 제어가 수행되면, 도 8c에 도시된 것과 같이, 부하 변동에 따라 리니어 모터의 소모 전력이 증가하게 된다.
도 8c에 도시된 것과 같이, 압축기 제어부는 압축기를 포함하는 기기의 부하가 증가함에 따라, 압축기의 냉력을 증가시키기 위해, 리니어 모터의 전력을 점차적으로 증가시킬 수 있다. 이 과정에서, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 운전 주파수를 증감시킴으로써, 리니어 모터의 공진 운전을 유지할 수 있다. 즉, 압축기 제어부(180)는 리니어 모터의 전류와 스트로크 사이의 위상차이를 기준 위상차이와 ㄱ관련된 수치범위(예를 들어, 90-δ 내지 90+δ)에 포함되도록 리니어 모터를 제어할 수 있다.
본원발명에 개시된 압축기 및 그의 제어방법에 따르면, 제어부가 설치되지 않은 냉장고 또는 사이클 매칭 능력이 결여된 냉장고에서도, 압축기의 운전 효율을 최적화시킬 수 있는 효과가 도출된다.
또한, 본원발명에 개시된 압축기 및 그의 제어방법에 따르면, 압축기가 냉장고의 제어부로부터 압축기에 설치된 리니어 모터의 구동과 관련된 제어신호를 수신하지 않는 경우에도, 압축기가 최적화된 운전을 수행할 수 있으며, 이와 동시에 압축기의 제어 안정성을 확복할 수 있다.
또한, 본원발명에 개시된 압축기 및 그의 제어방법에 따르면, 불필요한 스트로크 및 전력이 인가되지 않도록 하고, 냉력 가변 제어를 수행하기 위하여 필요한 냉력 변경량을 입력하지 않도록 함으로써 사용자의 편의성 및 시스템의 안정성을 제고하는 효과가 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (9)

  1. 냉매 싸이클을 포함하는 기기에 설치된 압축기에 있어서,
    실린더의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤;
    상기 피스톤의 운동을 위하여, 구동력을 제공하는 리니어 모터;
    상기 리니어 모터의 모터전류 및 모터 전압을 감지하는 감지부; 및
    상기 기기의 본체를 제어하는 제어부와 별도로, 상기 기기의 부하와 관련된 정보를 검출하는 압축기 제어부를 포함하고,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 감지부에서 감지된 정보에 근거하여 상기 피스톤의 스트로크를 산출하고,
    상기 산출된 스트로크와 상기 감지된 모터전류의 위상차이를 산출하고,
    상기 검출된 부하에 대응하여 상기 위상차이가 기준 위상차이 범위에 포함되도록, 상기 범위 내에 포함되는 기준 위상차이 값과 상기 산출된 위상차이를 비교하고, 상기 기준 위상차이 값과 상기 산출된 위상차이의 간격에 따라, 상기 압축기의 냉력의 증감폭을 가변적으로 설정하고,
    설정된 냉력의 증감폭에 근거하여, 상기 리니어 모터의 행정거리를 변경시키는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 범위를 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 리니어 모터의 행정거리를 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값보다 큰 것으로 판단되면, 상기 리니어 모터의 행정거리를 증가시키는 것을 특징으로 하는 압축기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값보다 작은 것으로 판단되면, 상기 리니어 모터의 행정거리를 감소시키는 것을 특징으로 하는 압축기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이와 관련된 수치범위에 포함되도록, 상기 리니어 모터의 행정거리를 제어하고,
    상기 수치범위는 상기 기준 위상차이 값을 포함하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 산출된 위상차이가 상기 수치범위에 포함되지 않는 경우, 상기 리니어 모터의 공진 운전을 유지하도록 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기 설정된 수치범위의 상한치 보다 크면, 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 감소시키고,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기 설정된 수치범위의 하한치 보다 작으면, 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 리니어 모터에 인가되는 입력전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압축기 제어부는,
    상기 산출된 위상차이가 상기 기준 위상차이 값을 비교하고, 비교결과에 근거하여 상기 리니어 모터의 운전 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 압축기.
KR1020180056605A 2018-05-17 2018-05-17 압축기 및 압축기의 제어 방법 KR101887920B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180056605A KR101887920B1 (ko) 2018-05-17 2018-05-17 압축기 및 압축기의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180056605A KR101887920B1 (ko) 2018-05-17 2018-05-17 압축기 및 압축기의 제어 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150167949A Division KR20170062303A (ko) 2015-11-27 2015-11-27 압축기 및 압축기의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180058680A true KR20180058680A (ko) 2018-06-01
KR101887920B1 KR101887920B1 (ko) 2018-09-06

Family

ID=62635317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180056605A KR101887920B1 (ko) 2018-05-17 2018-05-17 압축기 및 압축기의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101887920B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100761269B1 (ko) * 2006-03-20 2007-09-28 엘지전자 주식회사 리니어 압축기의 운전제어장치 및 방법
KR100852676B1 (ko) * 2007-03-30 2008-08-19 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기의 운전제어장치
KR20100104952A (ko) * 2009-03-19 2010-09-29 엘지전자 주식회사 리니어 압축기의 제어 장치, 제어 방법, 및 이들을 구비한 냉동 시스템
KR20150072167A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 제어 장치 및 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100761269B1 (ko) * 2006-03-20 2007-09-28 엘지전자 주식회사 리니어 압축기의 운전제어장치 및 방법
KR100852676B1 (ko) * 2007-03-30 2008-08-19 엘지전자 주식회사 왕복동식 압축기의 운전제어장치
KR20100104952A (ko) * 2009-03-19 2010-09-29 엘지전자 주식회사 리니어 압축기의 제어 장치, 제어 방법, 및 이들을 구비한 냉동 시스템
KR20150072167A (ko) * 2013-12-19 2015-06-29 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 제어 장치 및 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101887920B1 (ko) 2018-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106837736B (zh) 压缩机以及用于控制该压缩机的方法
JP5122758B2 (ja) 往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法
EP2886863B1 (en) Device and method for controlling linear compressor
US8277199B2 (en) Apparatus and method for controlling operation of linear compressor
US9995298B2 (en) Apparatus and method for controlling a linear compressor and a linear compressor and a refrigerator having the same
KR20170062303A (ko) 압축기 및 압축기의 제어 방법
US9714782B2 (en) Device and method for controlling compressor, and refrigerator including same
KR101887920B1 (ko) 압축기 및 압축기의 제어 방법
CN108463634B (zh) 压缩机及压缩机的控制方法
KR20140102536A (ko) 3상 모터의 제어 장치 및 이를 포함한 왕복동식 압축기
KR20130087864A (ko) 압축기 제어 장치 및 이를 포함한 냉장고
WO2022176615A1 (ja) モータ駆動装置およびこれを用いた冷蔵庫
KR20180082895A (ko) 리니어 압축기 및 리니어 압축기의 제어 방법
KR100633155B1 (ko) 리니어 압축기 및 그 제어방법
KR102237724B1 (ko) 리니어 압축기 및 리니어 압축기의 제어 방법
KR20210035499A (ko) 냉장고
KR101718020B1 (ko) 리니어 압축기의 제어 장치, 제어 방법, 및 이들을 구비한 냉장고
KR20210031299A (ko) 냉장고
CN1573105B (zh) 用于控制压缩机运行的方法及装置
KR102350512B1 (ko) 압축기의 제어 장치 및 방법
CN111271244B (zh) 线性压缩机及其控制方法
KR20210081203A (ko) 냉장고의 제어방법
WO2006082713A1 (ja) スターリング冷凍システム

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant