KR20220032045A - A Compressor Controller for a BLDC Motor - Google Patents

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KR20220032045A KR1020220028836A KR20220028836A KR20220032045A KR 20220032045 A KR20220032045 A KR 20220032045A KR 1020220028836 A KR1020220028836 A KR 1020220028836A KR 20220028836 A KR20220028836 A KR 20220028836A KR 20220032045 A KR20220032045 A KR 20220032045A
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Abstract

The present invention relates to a compressor controller for a BLDC motor. The compressor controller for a BLDC motor comprises: a compressor operation setting unit (11) setting an operation parameter of a compressor (16) installed in a freezing or refrigerating system; a motor characteristic determination unit (12) determining the characteristics of a BLDC motor (15) for an operation of the compressor (16); a driving parameter setting unit (13) setting a driving parameter of the motor based on the operation parameter and the determined characteristics; and a tuning algorithm unit (14) controlling a tuning process of the BLDC motor (15) according to the set parameter.

Description

BLDC 모터용 압축기 컨트롤러{A Compressor Controller for a BLDC Motor}A Compressor Controller for a BLDC Motor

본 발명은 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러에 관한 것이고, 구체적으로 차량용 전기식 냉동 또는 냉장 시스템의 압축기 구동을 위한 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor controller for a BLDC motor, and more particularly, to a compressor controller for a BLDC motor for driving a compressor of an electric refrigeration or refrigeration system for a vehicle.

냉동 또는 냉장 식품에 대한 수요가 증가하면서 냉동 또는 냉장 차량의 냉장 시스템의 개선을 위한 다양한 형태의 기술이 개발되고 있다. 냉동 또는 냉장 차량의 냉장 시스템은 기계식 벨트/전기 방식으로부터 전기식 구동 방식으로 변화되고 있다. 전기식 방식의 적용을 위하여 전력 소모량의 큰 압축기가 모터에 의하여 작동되는 것이 유리하다. 또한 효율이 높으면서 마모가 발생되지 않고, 소음이 작고 높은 전력 밀도의 공급이 가능한 BLDC 모터(Brushless DC Motor)가 적용되는 것이 유리하다. 특허등록번호 10-0732717은 BLDC 모터 시스템 및 이를 이용한 압축기에 대하여 개시한다. 또한 특허공개번호 10-2007-0062344는 냉장고의 압축기에 사용되는 BLDC 모터에 대하여 개시한다. 압축기의 작동을 위하여 BLDC 모터는 회전하는 로터가 영구 자석이 되므로 모터의 구동을 위하여 로터의 위치가 탐지될 필요가 있다. 로터의 위치를 탐지하기 위하여 홀 센서가 사용되거나, 역기전력(Back Electro Motive Force)을 측정하여 로터의 위치가 탐지될 필요가 있다. 그러나 홀 센서와 같은 탐지 센서에 의하여 로터의 위치를 탐지하는 BLDC 모터는 압축기와 같이 내부의 높은 압력이 요구되는 장치에 적용될 수 없다. 그러므로 센서리스(sensorless) BLDC 모터가 압축기의 작동을 위하여 사용되어야 한다. 이와 같은 센서리스 BLDC 모터가 압축기에 사용되는 경우 서로 다른 다양한 종류의 BDLD 모터에 대하여 서로 다른 제어 컨트롤러가 사용되어야 한다는 문제점을 가진다.As the demand for frozen or refrigerated food increases, various types of technologies for improving a refrigeration system of a frozen or refrigerated vehicle are being developed. The refrigeration system of a refrigeration or refrigeration vehicle is changing from a mechanical belt/electric type to an electric drive type. For the application of the electric method, it is advantageous that a compressor with a large power consumption is operated by a motor. In addition, it is advantageous to apply a brushless DC motor with high efficiency, no wear, low noise and high power density. Patent Registration No. 10-0732717 discloses a BLDC motor system and a compressor using the same. In addition, Patent Publication No. 10-2007-0062344 discloses a BLDC motor used in a compressor of a refrigerator. For the operation of the compressor, since the rotating rotor of the BLDC motor becomes a permanent magnet, the position of the rotor needs to be detected in order to drive the motor. In order to detect the position of the rotor, a Hall sensor needs to be used or the position of the rotor needs to be detected by measuring a back electromotive force. However, the BLDC motor that detects the position of the rotor by a detection sensor such as a Hall sensor cannot be applied to a device requiring high internal pressure, such as a compressor. Therefore, a sensorless BLDC motor must be used for the operation of the compressor. When such a sensorless BLDC motor is used for a compressor, there is a problem in that different control controllers must be used for different types of BDLD motors.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.The present invention is to solve the problems of the prior art and has the following objects.

선행기술 1: 특허등록번호 10-0732717(삼성전자주식회사, 2007.06.27. 공고) 모터 시스템 및 그 제어 방법과 이를 이용한 압축기Prior art 1: Patent registration number 10-0732717 (Samsung Electronics Co., Ltd., 2007.06.27. Announcement) Motor system and its control method and compressor using the same 선행기술 2: 특허공개번호 10-2007-0062344(주식회사 대우일렉트로닉스, 2007.06.15. 공고) 가속도계를 구비한 냉장고용 압축기의 BLDC 모터Prior Art 2: Patent Publication No. 10-2007-0062344 (Daewoo Electronics Co., Ltd., Announced on June 15, 2007) BLDC motor of a compressor for refrigerator with an accelerometer

본 발명의 목적은 서로 다른 종류의 BLDC 모터에 의하여 다양한 종류의 냉동 또는 냉장을 위한 압축기의 작동이 가능하도록 하는 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a compressor controller for a BLDC motor that enables the operation of various types of compressors for refrigeration or refrigeration by different types of BLDC motors.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, BLDC 모터용 압축기 컨트롤러는 냉동 또는 냉동 시스템에 설치된 압축기의 작동 파라미터를 설정하는 압축기 작동 설정 유닛; 압축기의 작동을 위한 BLDC 모터의 특성을 결정하는 모터 특성 결정 유닛; 작동 파라미터와 결정된 특성에 기초하여 모터의 구동 매개변수를 설정하는 구동 매개변수 설정 유닛; 및 설정된 매개변수에 따라 BLDC 모터의 튜닝 과정을 조절하는 튜닝 알고리즘 유닛을 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, a compressor controller for a BLDC motor includes a compressor operation setting unit for setting operation parameters of a compressor installed in a refrigeration or refrigeration system; a motor characteristic determining unit that determines characteristics of the BLDC motor for operation of the compressor; a driving parameter setting unit for setting a driving parameter of the motor based on the operating parameter and the determined characteristic; and a tuning algorithm unit that adjusts the tuning process of the BLDC motor according to the set parameters.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, BLDC 모터의 구동 특성을 탐지하는 구동 특성 탐지 유닛을 더 포함한다.According to another suitable embodiment of the present invention, it further includes a driving characteristic detecting unit for detecting the driving characteristic of the BLDC motor.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 초기 작동 조건의 설정을 위하여 서로 다른 작동 조건에서 서로 다른 크기를 가지는 PWM 신호를 인가한다.According to another suitable embodiment of the present invention, PWM signals having different magnitudes are applied under different operating conditions to set the initial operating conditions.

본 발명에 따른 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러는 전기식 차량용 냉동 또는 냉장 시스템을 위한 압축기에 적용되어 전력 소모량을 감소시키면서 정해진 수준의 냉동 또는 냉동 수준이 유지되도록 한다. 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러는 BDLC 모터가 예를 들어 12/24V DC의 저전압 압축기에 적용되어 큰 전류를 필요로 하는 차량용 압축기의 작동이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러는 작동 과정에서 발열을 감소시키면서 압축기가 적정한 수준으로 작동되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러는 자동 튜닝 과정에 의하여 다양한 종류의 압축기에 범용으로 적용될 수 있다.The compressor controller for a BLDC motor according to the present invention is applied to a compressor for a refrigeration or refrigeration system for an electric vehicle to reduce power consumption while maintaining a predetermined level of refrigeration or freezing level. The compressor controller according to the present invention enables the BDLC motor to be applied to a low-voltage compressor of, for example, 12/24V DC to operate a compressor for a vehicle requiring a large current. The compressor controller according to the present invention allows the compressor to operate at an appropriate level while reducing heat generation during operation. In addition, the compressor controller according to the present invention can be universally applied to various types of compressors by an automatic tuning process.

도 1은 본 발명에 따른 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러에 의하여 센서리스 BLDC 모터의 구동이 제어되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러가 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러가 다양한 압축기에 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.1 shows an embodiment of a compressor controller for a BLDC motor according to the present invention.
2 is a view showing an embodiment of a structure in which the driving of the sensorless BLDC motor is controlled by the compressor controller according to the present invention.
3A and 3B show an embodiment to which the compressor controller according to the present invention is applied.
4 illustrates an embodiment in which the compressor controller according to the present invention is applied to various compressors.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the embodiments are for a clear understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto. In the following description, components having the same reference numerals in different drawings have similar functions, so unless necessary for the understanding of the invention, the description will not be repeated and well-known components will be briefly described or omitted, but the present invention It should not be construed as being excluded from the embodiment of

도 1은 본 발명에 따른 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러의 실시 예를 도시한 것이다.1 shows an embodiment of a compressor controller for a BLDC motor according to the present invention.

도 1을 참조하면, BLDC 모터용 압축기 컨트롤러는 냉동 또는 냉동 시스템에 설치된 압축기(16)의 작동 파라미터를 설정하는 압축기 작동 설정 유닛(11); 압축기(16)의 작동을 위한 BLDC 모터(15)의 특성을 결정하는 모터 특성 결정 유닛(12); 작동 파라미터와 결정된 특성에 기초하여 모터의 구동 매개변수를 설정하는 구동 매개변수 설정 유닛(13); 및 설정된 매개변수에 따라 BLDC 모터(15)의 튜닝 과정을 조절하는 튜닝 알고리즘 유닛(14)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the compressor controller for a BLDC motor includes a compressor operation setting unit 11 for setting operation parameters of a compressor 16 installed in a refrigeration or refrigeration system; a motor characteristic determination unit 12 for determining characteristics of the BLDC motor 15 for operation of the compressor 16; a driving parameter setting unit 13 for setting a driving parameter of the motor based on the operating parameter and the determined characteristic; and a tuning algorithm unit 14 that adjusts the tuning process of the BLDC motor 15 according to the set parameters.

압축기(16)는 냉동 또는 냉장 차량의 냉동 시스템의 일부를 형성할 수 있지만 이에 제한되지 않고, 다양한 용도를 위한 냉장 시스템의 일부를 형성할 수 있다. 압축기 작동 설정 유닛(11)은 압축기(16)의 작동을 위한 매개변수를 설정할 수 있고, 압축기 매개변수는 예를 들어 압력, 온도, 전압, 냉매의 유동 속도, 압력 변화 속도 또는 이와 유사한 압축기(16)의 작동을 위한 매개변수가 될 수 있다. 압축기(16)는 냉매의 압축을 위한 전기 모터를 포함할 수 있고, BLDC 모터(Brushless Motor)(15)를 포함할 수 있다. BLDC 모터(15)는 센서가 없는 센서리스(sensorless) 모터가 될 수 있다. 모터 특성 결정 유닛(12)에 의하여 BLDC 모터(15)의 특성이 결정될 수 있고, BLDC 모터(15)의 특성은 모터의 권선 형태, 권선 수, 각 권선의 저항, 초기 구동 특성, 출력 형태, 회전수에 따른 구동 전압의 변화 특성, 회전수에 따른 역기전력의 변화 특성, 중성점(Zero Crossing Point: ZCP)의 특성, 온도에 따른 저항의 변화 또는 이와 유사한 모터의 구동 특성을 포함할 수 있다. 이와 같이 압축기(16)의 매개변수 및 BLDC 모터(15)의 특성이 설정 또는 결정되면, 구동 매개변수 유닛(13)에 의하여 압축기(16)의 작동을 위한 모터의 구동 매개변수가 결정될 수 있다. 구동 매개변수 유닛(13)은 압축기(16)의 종류 또는 특성에 따른 작동을 위하여 또는 냉동 특성에 따라 모터의 구동을 위하여 조절되어야 하는 매개변수를 결정하는 기능을 가질 수 있다. 이와 같은 모터의 구동을 위한 구동 매개변수가 설정되면, 튜닝 알고리즘 유닛(14)에 의하여 구동 매개변수의 조절을 위하여 압축기(16)의 종류에 따른 구동 매개변수의 조절 수준이 결정될 수 있다. 또는 서로 다른 구동 매개변수의 관련성에 따라 각각의 구동 매개변수의 변화 수준이 조절될 수 있다. 튜닝 알고리즘 유닛(14)은 서로 다른 종류의 압축기(16)에 대하여 냉동 시스템의 냉동 상태에 따라 적합한 구동 매개변수 및 그에 대한 변화 수준을 결정하는 기능을 가진다. 이와 같은 튜닝 알고리즘 유닛(14)에 의하여 압축기 컨트롤러가 BLDC 모터(15)의 종류 또는 압축기(16)에 관계없이 서로 전기적으로 연결되어 최적의 조건에서 작동될 수 있도록 한다.Compressor 16 may form part of a refrigeration system of a refrigeration or refrigeration vehicle, but is not limited thereto, and may form part of a refrigeration system for various applications. The compressor operation setting unit 11 may set parameters for the operation of the compressor 16 , the compressor parameters being, for example, pressure, temperature, voltage, a flow rate of a refrigerant, a rate of change in pressure or the like of the compressor 16 . ) can be a parameter for the operation of The compressor 16 may include an electric motor for compression of the refrigerant, and may include a brushless motor (BLDC) 15 . The BLDC motor 15 may be a sensorless motor without a sensor. The characteristics of the BLDC motor 15 may be determined by the motor characteristic determination unit 12 , and the characteristics of the BLDC motor 15 include the motor winding type, number of windings, resistance of each winding, initial driving characteristics, output type, rotation It may include a change characteristic of a driving voltage according to the number, a change characteristic of a back electromotive force according to the rotation speed, a characteristic of a zero crossing point (ZCP), a change in resistance according to temperature, or similar driving characteristics of a motor. As such, when the parameters of the compressor 16 and the characteristics of the BLDC motor 15 are set or determined, the driving parameters of the motor for the operation of the compressor 16 may be determined by the driving parameter unit 13 . The driving parameter unit 13 may have a function of determining a parameter to be adjusted for operation according to the type or characteristic of the compressor 16 or for driving a motor according to the refrigeration characteristic. When the driving parameters for driving the motor are set, the adjustment level of the driving parameters according to the type of the compressor 16 may be determined by the tuning algorithm unit 14 to adjust the driving parameters. Alternatively, the level of change of each driving parameter may be adjusted according to the relevance of the different driving parameters. The tuning algorithm unit 14 has a function of determining an appropriate driving parameter for different types of compressors 16 according to a refrigeration state of the refrigeration system and a change level therefor. The tuning algorithm unit 14 allows the compressor controller to be electrically connected to each other regardless of the type of the BLDC motor 15 or the compressor 16 to operate in an optimal condition.

아래에서 이와 같은 튜닝 알고리즘 유닛(14)에 의하여 BLDC 모터(15)의 구동이 조절되는 과정에 대하여 설명된다.A process in which the driving of the BLDC motor 15 is controlled by the tuning algorithm unit 14 will be described below.

도 2는 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러에 의하여 센서리스 BLDC 모터의 구동이 제어되는 구조의 실시 예를 도시한 것이다.2 is a view showing an embodiment of a structure in which the driving of the sensorless BLDC motor is controlled by the compressor controller according to the present invention.

도 2를 참조하면, 압축기 컨트롤러는 BLDC 모터(15)의 구동 특성을 탐지하는 구동 특성 탐지 유닛(222)을 포함한다. 모터 정보 데이터베이스(21)에 다양한 모터에 대한 정보가 저장될 수 있고, 예를 들어 다양한 압축기에 적용되는 BLDC 모터(15)에 대한 정보가 저장될 수 있다. 모터 정보는 페이저(phase) 당 권선 수, 회전자 길이, 회전자의 내측 반지름, 각 권선의 저항, 모터의 출력, 온도 변화에 따른 권선 저항의 변화, 와이-결선 또는 델타 결선과 같은 결선 형태 또는 이와 유사한 정보를 저장할 수 있다. 모터 정보 데이터베이스(21)에 저장된 모터 정보에 기초하여 작동 매개변수 추출 유닛(221)에 의하여 압축기의 작동을 위한 모터의 작동 매개변수가 추출될 수 있고, 예를 들어 압축기의 압축 속도 또는 전력 효율에 대한 압축 속도를 위한 작동 매개변수가 추출될 수 있다. 또한 구동 특성 탐지 유닛(222)에 의하여 작동 매개변수의 변화에 따른 BLDC 모터(15)의 구동 특성이 탐지될 수 있다. 예를 들어 구동 특성 탐지 유닛(222)은 작동 매개변수의 변화에 따른 모터의 상태 변화를 탐지하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 작동 매개변수의 변화에 따른 모터의 온도 변화, 각 권선의 저항 변화, 전력 소비량의 변화 또는 이와 유사한 모터의 상태 변화를 탐지하는 기능을 할 수 있다. 그리고 작동 튜닝 유닛(23)에 의하여 작동 매개변수 추출 유닛(221)에 의하여 추출된 작동 매개변수와 구동 특성 탐지 유닛(222)에서 탐지된 모터의 구동 특성에기초하여 작동 튜닝 유닛(23)에 의하여 BLDC 모터(15)가 압축기의 작동에 적합한 작동 특성을 결정할 수 있다. 예를 들어 작동 튜닝 유닛(23)은 압축기에 연결된 BLDC 모터(15)의 작동에 적합한 작동 조건이 설정될 수 있고, 압축기의 다양한 상태에서 BLDC 모터(15)의 작동 조건이 설정될 수 있다. 예를 들어 작동 튜닝 유닛(23)에 의하여 역기전력에 의한 로터 위치의 탐지 방법, 서로 다른 압력 조건 또는 온도 조건에서 BLDC 모터(15)의 출력 조건 또는 BLDC 모터(15)의 초기 구동 방법이 설정될 수 있다. 작동 튜닝 유닛(23)에서 설정 또는 결정된 BLDC 모터(15)의 작동 조건이 구동 특성 드라이버(24)에 저장될 수 있다. 구동 특성 드라이버(24)는 작동 튜닝 유닛(23)에 의하여 설정된 BLDC 모터(15)의 작동 조건을 저장하고, BLDC 모터(15) 또는 압축기의 상태를 탐지하고, 탐지 정보에 기초하여 튜닝 조건에 따라 BLDC 모터(15)를 구동시킬 수 있다. BLDC 모터(15)의 구동은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.Referring to FIG. 2 , the compressor controller includes a driving characteristic detecting unit 222 that detects the driving characteristic of the BLDC motor 15 . Information on various motors may be stored in the motor information database 21 , and for example, information on the BLDC motor 15 applied to various compressors may be stored. Motor information includes the number of turns per phase, rotor length, inner radius of the rotor, resistance of each winding, output of the motor, change in winding resistance due to temperature change, wiring type such as wye-connection or delta connection, or Similar information can be stored. The operating parameter of the motor for the operation of the compressor may be extracted by the operating parameter extraction unit 221 based on the motor information stored in the motor information database 21, for example, depending on the compression speed or power efficiency of the compressor. The operating parameters for the compression rate for Also, the driving characteristic of the BLDC motor 15 according to the change of the operating parameter may be detected by the driving characteristic detecting unit 222 . For example, the driving characteristic detecting unit 222 may have a function of detecting a state change of the motor according to a change in an operating parameter. For example, it can function to detect changes in the motor's temperature due to changes in operating parameters, changes in the resistance of each winding, changes in power consumption, or similar changes in the state of the motor. and by the operation tuning unit 23 on the basis of the operation parameter extracted by the operation parameter extraction unit 221 by the operation tuning unit 23 and the driving characteristic of the motor detected by the driving characteristic detection unit 222 . The BLDC motor 15 may determine operating characteristics suitable for operation of the compressor. For example, the operation tuning unit 23 may set operating conditions suitable for the operation of the BLDC motor 15 connected to the compressor, and the operating conditions of the BLDC motor 15 may be set in various states of the compressor. For example, by the operation tuning unit 23, the detection method of the rotor position by back electromotive force, the output condition of the BLDC motor 15 or the initial driving method of the BLDC motor 15 in different pressure conditions or temperature conditions can be set. there is. The operating condition of the BLDC motor 15 set or determined in the operation tuning unit 23 may be stored in the drive characteristic driver 24 . The driving characteristic driver 24 stores the operating condition of the BLDC motor 15 set by the operation tuning unit 23, detects the state of the BLDC motor 15 or the compressor, and according to the tuning condition based on the detection information It is possible to drive the BLDC motor 15 . The BLDC motor 15 may be driven in various ways and is not limited to the presented embodiment.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러가 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.3A and 3B show an embodiment to which the compressor controller according to the present invention is applied.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 초기 작동 조건의 설정을 위하여 서로 다른 작동 조건에서 서로 다른 크기를 가지는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 인가할 수 있다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 냉동 시스템의 작동 또는 압축기의 작동을 제어하는 작동 서버(CS)로부터 압축기에 대한 정보가 획득될 수 있고, 예를 들어 압축기 작동 설정 유닛(11)에 의하여 설정된 압축기의 작동 매개변수가 튜닝 모듈(30)로 전송될 수 있다. 압축기 컨트롤러는 마이크로컴퓨터 또는 전자기판 구조의 튜닝 모듈(30)을 포함할 수 있고, 튜닝 모듈(30)과 작동 서버(CS)는 RS-232C 규격에 따른 데이터 통신이 가능하도록 서로 연결될 수 있고, 튜닝 모듈(30)에 압축기의 작동 매개변수의 수신을 위한 트랜스미터(31)가 배치될 수 있다. 또한 튜닝 모듈(30)에 중앙 처리 장치, 플래시 메모리와 같은 메모리 매체(32) 및 작동 제어를 위한 다양한 전자 소자 또는 부품이 배치될 수 있다. 튜닝 모듈(30)은 또한 압축기의 작동을 위한 BLDC 모터의 구동을 위한 BLDC 구동 알고리즘(33)을 수신하여 저장할 수 있다. 튜닝 모듈(30)은 냉동 시스템의 작동을 제어하는 작동 서버(CS)와 압축기의 작동을 위한 BLDC 모터 사이에 전기적으로 분리 가능하도록 연결될 수 있다. 압축기(16)에 BLDC 모터(15)가 설치될 수 있고, BLDC 모터(15)의 작동이 압축기 컨트롤러에 연결되어 작동 튜닝이 되거나, 작동이 조절될 수 있다. 예를 들어 튜닝 모듈(30)에 의하여 BLDC 모터(15)의 로터 위치가 탐지될 수 있다. 예를 들어 서로 다른 튜티 사이클을 가지는 PWM 신호가 3상 인버터(151)를 통하여 BLDC 모터(15)로 인가되고, 각각의 PWM 신호에 대한 역기전력이 ZCP(Zero Crossing Circuit) 탐지 회로(152)에 의하여 탐지되어 중성점이 결정될 수 있다.그리고 그에 기초하여 BLDC 모터(15)의 작동이 제어될 수 있다. 중성점은 BLDC 모터(15)의 작동 상태에 따라 변할 수 있고, 서로 다른 작동 상태에서 서로 다른 듀티 사이클을 가진 PWM 신호가 인가되면서 역기전력이 탐지되어 중성점이 결정될 수 있다. BLDC 모터(15) 또는 압축기(16)의 작동 상태가 상태 탐지 유닛(35)에 의하여 탐지될 수 있고, 예를 들어 온도, 압력, 구동 전압과 작동 전압의 차이 또는 이와 유사한 작동 상태가 상태 탐지 유닛(35)에 의하여 탐지되어 튜닝 조절 유닛(141)으로 전송될 수 있다. 튜닝 조절 유닛(141)은 작동 상태에 따라 튜닝의 필요성 여부를 결정하여 매개변수 조절 유닛(111)으로 전송할 수 있다. 매개변수 조절 유닛(111)은 튜닝 모듈(30)로 조절이 되어야 하는 BLDC 모터(15)의 구동 매개변수를 전송할 수 있고, 튜닝 모듈(30)은 이에 따라 서로 다른 듀티 사이클을 가지는 PWM 신호를 발생시킬 수 있다. 튜닝 모듈(30)에 의하여 BLDC 모터(15)의 초기 구동 조건이 설정될 수 있고, 예를 들어 튜닝 모듈(30)에 의하여 역기전력의 탐지가 어려운 초기 작동 상태에서 구동 전압을 서로 다른 듀티 사이클을 가진 펄스 형태로 인가할 수 있다. 이에 의하여 전력 소모량을 감소시키면서 신속하게 중성점이 탐지되도록 한다.Referring to FIGS. 3A and 3B , pulse width modulation (PWM) signals having different magnitudes may be applied under different operating conditions to set the initial operating conditions. 3A and 3B , information on the compressor may be obtained from the operation server CS that controls the operation of the refrigeration system or the operation of the compressor, and for example, the compressor set by the compressor operation setting unit 11 may be transmitted to the tuning module 30 . The compressor controller may include a tuning module 30 of a microcomputer or electronic board structure, and the tuning module 30 and the operation server (CS) may be connected to each other to enable data communication according to the RS-232C standard, and tuning A transmitter 31 for receiving operating parameters of the compressor may be arranged in the module 30 . Also, in the tuning module 30 , a central processing unit, a memory medium 32 such as a flash memory, and various electronic devices or components for operation control may be disposed. The tuning module 30 may also receive and store the BLDC driving algorithm 33 for driving the BLDC motor for the operation of the compressor. The tuning module 30 may be electrically detachably connected between the operation server CS for controlling the operation of the refrigeration system and the BLDC motor for operation of the compressor. A BLDC motor 15 may be installed in the compressor 16 , and the operation of the BLDC motor 15 may be connected to a compressor controller to tune the operation, or the operation may be adjusted. For example, the rotor position of the BLDC motor 15 may be detected by the tuning module 30 . For example, PWM signals having different duty cycles are applied to the BLDC motor 15 through the three-phase inverter 151, and the counter electromotive force for each PWM signal is determined by the ZCP (Zero Crossing Circuit) detection circuit 152. The detected neutral point may be determined. And the operation of the BLDC motor 15 may be controlled based thereon. The neutral point may be changed according to the operating state of the BLDC motor 15 , and while PWM signals having different duty cycles are applied in different operating states, a counter electromotive force is detected to determine the neutral point. The operating state of the BLDC motor 15 or the compressor 16 may be detected by the condition detecting unit 35, for example, a temperature, pressure, difference between the drive voltage and the operating voltage or a similar operating condition is detected by the condition detecting unit It may be detected by ( 35 ) and transmitted to the tuning adjustment unit ( 141 ). The tuning adjustment unit 141 may determine whether tuning is necessary according to the operating state and transmit it to the parameter adjustment unit 111 . The parameter adjustment unit 111 may transmit the driving parameters of the BLDC motor 15 to be adjusted to the tuning module 30, and the tuning module 30 generates PWM signals having different duty cycles accordingly. can do it The initial driving condition of the BLDC motor 15 may be set by the tuning module 30, and, for example, the tuning module 30 sets the driving voltage in an initial operating state where it is difficult to detect the back electromotive force with different duty cycles. It can be applied in the form of a pulse. Thereby, the neutral point is detected quickly while reducing power consumption.

튜닝 모듈(30)은 다양한 방법으로 BLDC 모터(15)의 작동 과정을 제어할 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.The tuning module 30 may control the operation process of the BLDC motor 15 in various ways and is not limited to the presented embodiment.

도 4는 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러가 다양한 압축기에 적용되는 실시 예를 도시한 것이다.4 illustrates an embodiment in which the compressor controller according to the present invention is applied to various compressors.

도 4를 참조하면, 작동 서버(CS)로 서로 다른 압축기(16_1 내지 16_N)에 대한 정보가 미리 저장될 수 있고, 압축기 컨트롤러의 튜닝 모듈(30)에 의하여 작동 서버(CS)와 하나의 압축기(16_1 또는 16_N)가 서로 연결될 수 있다. 튜닝 알고리즘 유닛(14)은 전송된 BLDC 모터에 대한 정보에 기초하여 모터의 구동 매개변수를 탐지할 수 있다. 그리고 구동 매개변수와 압축기의 작동 매개변수를 관련시켜 압축기(16_1 또는 16_N)에 적합한 작동 조건을 설정하여 특정 매칭 작동 설정 유닛(36)으로 전송할 수 있다. 특정 매치 작동 설정 유닛(36)은 압축기(16_1 또는 16_N)의 종류 또는 작동 상태에 따른 BLDC 모터의 작동 조건을 생성하여 저장할 수 있다. 그리고 하나의 압축기(16_1 또는 16_N)가 연결되면 그에 따라 압축기(16_1 내지 16_N)를 작동시킬 수 있다. 압축기 컨트롤러는 독립된 모듈 형태로 만들어지면서 독립된 중앙 처리 장치를 가질 수 있고, 다양한 통신 방법으로 작동 서버(CS) 또는 각각의 압축기(16_1 내지 16_N)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4 , information on different compressors 16_1 to 16_N may be stored in advance as the operation server CS, and the operation server CS and one compressor may be stored by the tuning module 30 of the compressor controller. 16_1 or 16_N) may be connected to each other. The tuning algorithm unit 14 may detect the driving parameters of the motor based on the transmitted information about the BLDC motor. In addition, it is possible to establish an operating condition suitable for the compressor 16_1 or 16_N by associating the driving parameter with the operating parameter of the compressor, and transmit it to the specific matching operation setting unit 36 . The specific match operation setting unit 36 may generate and store the operation conditions of the BLDC motor according to the type or operation state of the compressor 16_1 or 16_N. And when one compressor 16_1 or 16_N is connected, the compressors 16_1 to 16_N may be operated accordingly. The compressor controller may have an independent central processing unit while being made in the form of an independent module, and may be connected to the operation server CS or each compressor 16_1 to 16_N through various communication methods.

본 발명에 따른 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러는 전기식 차량용 냉동 또는 냉장 시스템을 위한 압축기에 적용되어 전력 소모량을 감소시키면서 정해진 수준의 냉동 또는 냉동 수준이 유지되도록 한다. 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러는 BDLC 모터가 예를 들어 12/24V DC의 저전압 압축기에 적용되어 큰 전류를 필요로 하는 차량용 압축기의 작동이 가능하도록 한다. 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러는 작동 과정에서 발열을 감소시키면서 압축기가 적정한 수준으로 작동되도록 한다. 또한 본 발명에 따른 압축기 컨트롤러는 자동 튜닝 과정에 의하여 다양한 종류의 압축기에 범용으로 적용될 수 있다.The compressor controller for a BLDC motor according to the present invention is applied to a compressor for a refrigeration or refrigeration system for an electric vehicle to reduce power consumption while maintaining a predetermined level of refrigeration or freezing level. The compressor controller according to the present invention enables the BDLC motor to be applied to a low-voltage compressor of, for example, 12/24V DC to operate a compressor for a vehicle requiring a large current. The compressor controller according to the present invention allows the compressor to operate at an appropriate level while reducing heat generation during operation. In addition, the compressor controller according to the present invention can be universally applied to various types of compressors by an automatic tuning process.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.Although the present invention has been described in detail with reference to the presented embodiment, those skilled in the art will be able to make various modifications and variations of the invention without departing from the technical spirit of the present invention with reference to the presented embodiment. . The present invention is not limited by such variations and modifications, but only by the claims appended hereto.

11: 압축기 작동 설정 유닛 12: 모터 특성 결정 유닛
13: 구동 매개변수 설정 유닛 14: 튜닝 알고리즘 유닛
15: BLDC 모터 16: 압축기
21: 정보 데이터베이스 23: 작동 튜닝 유닛
24: 구동 특성 드라이버 30: 튜닝 모듈
31: 트랜스미터 32: 메모리 매체
33: BLDC 구동 알고리즘 35: 상태 탐지 유닛
111: 매개변수 조절 유닛 141:튜닝 조절 유닛
151: 3상 인버터 152: ZCP 탐지 회로
221: 작동 매개변수 추출 유닛 222: 구동특성 탐지 유닛11: Compressor operation setting unit 12: Motor characteristic determination unit
13: drive parameter setting unit 14: tuning algorithm unit
15: BLDC motor 16: compressor
21: information database 23: operational tuning unit
24: driving characteristics driver 30: tuning module
31: transmitter 32: memory medium
33: BLDC driving algorithm 35: condition detection unit
111: parameter adjustment unit 141: tuning adjustment unit
151: three-phase inverter 152: ZCP detection circuit
221: operating parameter extraction unit 222: driving characteristic detection unit

Claims (1)

냉동 시스템에 설치된 압축기(16)의 작동을 위한 매개변수를 설정하는 압축기 작동 설정 유닛(11);
압축기(16)의 작동을 위하여 압축기(16)에 포함된 BLDC 모터(15)의 특성을 결정하는 모터 특성 결정 유닛(12);
압축기(16)의 설정된 작동 파라미터와 BLDC 모터(15)의 결정된 특성에 기초하여 압축기(16)의 종류 또는 특성에 따른 작동을 위하여 조절되어야 하는 모터의 구동 매개변수를 설정하는 구동 매개변수 설정 유닛(13);
냉동 시스템의 작동 또는 압축기(16)의 작동을 제어하는 작동 서버(CS); 및
작동 서버(CS)로부터 획득된 압축기에 대한 정보로부터 압축기 작동 설정 유닛(11)에 의하여 설정된 압축기의 작동 매개변수가 전송되는 튜닝 모듈(30)을 포함하고,
튜닝 모듈(30)은 전자기판 구조를 가지며 작동 서버(CS)와 BLDC 모터 사이에 전기적으로 분리가능하도록 연결되고 작동 서버(CS)와 RS-232C 규격에 따른 데이터 통신을 위한 트랜스미터를 포함하며, BLDC 모터의 구동을 위한 BLDC 구동 알고리즘을 저장하고,
튜닝 모듈(30)에 의하여 BLDC 모터(15)의 로터 위치가 탐지되고, 서로 다른 듀티 사이클을 가지는 PWM 신호가 3상 인버터(151)를 통하여 BLDC 모터(15)로 인가되는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터용 압축기 컨트롤러.a compressor operation setting unit 11 for setting parameters for operation of the compressor 16 installed in the refrigeration system;
a motor characteristic determination unit 12 for determining characteristics of the BLDC motor 15 included in the compressor 16 for operation of the compressor 16;
A drive parameter setting unit ( 13);
an operation server (CS) controlling the operation of the refrigeration system or operation of the compressor (16); and
a tuning module (30) to which the operating parameters of the compressor set by the compressor operation setting unit (11) are transmitted from information about the compressor obtained from the operation server (CS);
The tuning module 30 has an electronic board structure and is electrically separably connected between the operation server (CS) and the BLDC motor and includes a transmitter for data communication according to the RS-232C standard with the operation server (CS), BLDC Stores the BLDC driving algorithm for driving the motor,
BLDC motor, characterized in that the rotor position of the BLDC motor 15 is detected by the tuning module 30, and PWM signals having different duty cycles are applied to the BLDC motor 15 through the three-phase inverter 151 for compressor controller.
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