KR20220160963A - Motor control system and method for controlling filter replacement timing in ventilation system using PWM - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전열교환기 등의 환기시스템에 구비되는 필터의 교체 교환 시기를 모터의 회전수 변화를 감지하여 유효하게 사용자 또는 관리자에게 알려주어 필터를 적절한 시기에 교체 가능하도록 하기 위한 것으로, 보다 상세하게는 포토커플러 등을 이용하여 PWM(pulse width modulaton : 펄스폭 변조) 방식의 회전속도를 제어할 수 있는 PWM을 이용한 환기시스템에서의 필터 교환시기 제어를 위한 모터 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention is to detect a change in the number of rotations of a motor and effectively notify a user or manager of the replacement time of a filter provided in a ventilation system such as a total heat exchanger so that the filter can be replaced at an appropriate time. The present invention relates to a motor control system and method for controlling a filter exchange timing in a ventilation system using a PWM (pulse width modulaton) method capable of controlling rotational speed using a photocoupler or the like.
환기시스템은 공기 중의 먼지나 세균 및 냄새 등을 제거하여 공기를 깨끗하게 해주는 시스템으로, 공기순환용 송풍팬의 작동에 따라 흡입되는 실내공기 또는 실외공기에 포함된 먼지와 냄새 등이 복수의 필터를 거치면서 정화되고 상기 정화된 공기가 다시 실내로 유입되어 실내공기를 정화 시키게 된다. The ventilation system is a system that cleans the air by removing dust, germs, and odors in the air. Dust and odors contained in indoor or outdoor air, which are sucked in by the operation of the air circulation blowing fan, pass through a plurality of filters. and the purified air is introduced into the room again to purify the indoor air.
대한민국 공개특허 10-2007-0072787호에서는, 환기시스템의 덕트 내부에 구비된 필터에는 시간이 경과될수록 먼지 등의 오염물질이 쌓이게 되어 결국에는 필터가 막히게 되므로 필터의 먼지 오염상태를 감지하여 적절한 시기에 필터를 교환하도록 판단하는 방법이 개시되어 있다. In Korean Patent Publication No. 10-2007-0072787, pollutants such as dust accumulate in the filter provided inside the duct of the ventilation system over time, and eventually the filter becomes clogged. A method of determining to replace a filter is disclosed.
상기한 선행문헌의 경우 환기시스템은 상기 송풍팬이 고정 회전수만큼 회전되도록 송풍팬에 공급되는 동작전압(또는 동작전류)이 감소되지 않으면, 상기 송풍팬의 오차범위 내의 증가된 회전수를 감지하지 못하게 되어 즉, 상기 오차 범위 내의 회전수만큼 상기 송풍팬이 더 회전되더라도 동일한 회전수를 갖는 것으로 판단하게 된다.In the case of the above-described prior art, the ventilation system does not detect the increased rotational speed within the error range of the blowing fan unless the operating voltage (or operating current) supplied to the blowing fan is reduced so that the blowing fan rotates at a fixed rotational speed. That is, even if the blower fan is further rotated by the number of rotations within the error range, it is determined that the number of rotations is the same.
따라서, 송풍팬의 증가된 회전수가 다시 처음 설정된 일정 회전수를 유지되도록 하는 동작전압(또는 동작전류)이 공급되지 않으면 상기 송풍팬은 과잉 회전을 하게 되어 과열되거나 파손되는 문제점이 있다. Therefore, if the operating voltage (or operating current) is not supplied so that the increased rotational speed of the blowing fan is maintained at the initially set constant rotational speed, the blowing fan rotates excessively, resulting in overheating or damage.
한편 상기한 선행문헌 이외에도, 송풍휀의 전류를 측정하여 미리 정해진 기준전류와 비교하여 필터의 교체시기를 알려주는 국내 공개특허 제 10-2007-0072787 호가 개시되어 있다. On the other hand, in addition to the above prior literature, Korean Patent Publication No. 10-2007-0072787 discloses a replacement time of a filter by measuring the current of a blowing fan and comparing it with a predetermined reference current.
상기한 공개특허문헌의 경우, 특정한 기준전류값을 미리 설정하고, 상기 설정된 기준 전류값을 필터교체시기의 비교대상으로 하고 있는데, 이렇게 비교대상의 기준전류값이 송풍팬이 작동되는 환기시스템의 설치환경, 운용환경과는 전혀 무관하게 특정한 값으로 설정되어 있으므로 오차가 크게 발생하여 정확한 필터교체시점을 판단할 수 없는 문제점이 있다. In the case of the above published patent document, a specific reference current value is set in advance, and the set reference current value is used as a comparison target for filter replacement time. Since it is set to a specific value regardless of the environment or operating environment, there is a problem in that it is impossible to determine the exact filter replacement time due to a large error.
이와 같은 송풍휀을 구동시키기 위한 구성인 모터의 토크 혹은 속도제어를 수행하기 위해 3상 인버터에 의한 PWM(Pulse Width Modulation) 제어방식을 사용하고 있다.In order to control the torque or speed of a motor, which is a configuration for driving such a fan, a PWM (Pulse Width Modulation) control method by a three-phase inverter is used.
즉, 상기 모터 제어 유닛(인버터)에서 PWM의 듀티(duty)를 연산하고, 연산된 듀티에 따라 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써, 모터의 토크 혹은 속도가 제어될 수 있다.That is, the torque or speed of the motor can be controlled by calculating the PWM duty in the motor control unit (inverter) and controlling the current applied to the motor according to the calculated duty.
특히, 상기 모터 제어 유닛에서 PWM 제어 주기마다 듀티를 결정해야 하는데, 이때의 듀티는 모터 제어 유닛(MCU, Motor Control Unit)에 포함된 전류제어기의 출력 전류값과 상전류 센싱값 등을 기반으로 연산된다.In particular, the motor control unit needs to determine the duty for each PWM control period, and the duty at this time is calculated based on the output current value of the current controller included in the motor control unit (MCU) and the phase current sensing value. .
상기 PWM의 듀티는 반드시 PWM 제어 주기마다 다시 연산되어야 하는데, 이때 연산 오류에 의해 PWM의 듀티가 주기마다 정확하게 연산되지 않을 경우, 모터에 대한 전류 제어의 불안정성을 야기하게 되고, 이는 곧 모터의 토크 혹은 속도제어를 수행함에 있어서 불안정성을 초래하여 모터 제어의 품질 저하 및 모터 고장을 일으키는 원인이 된다.The duty of the PWM must be recalculated every PWM control period. At this time, if the duty of the PWM is not accurately calculated for every period due to an operation error, instability of the current control of the motor is caused, which means that the torque of the motor or It causes instability in performing speed control, which causes quality deterioration of motor control and motor failure.
따라서, 상기 PWM의 듀티가 PWM 주기마다 연산되어 정상적으로 업데이트되고 있는지 여부를 확인하는 것이 모터 제어 안정성 유지에 있어서 중요하다 할 것이다.Therefore, it will be important in maintaining stability of motor control to check whether the duty cycle of the PWM is calculated for each PWM cycle and is normally updated.
상기 PWM의 듀티를 업데이트하는 과정은 상기와 같이 전류제어기의 출력 전류값과 상전류 센싱값 등을 기반으로 연산된 PWM 듀티를 모터 제어 유닛에 포함된 PWM 생성 모듈에 전달하는 과정과, 전달받은 듀티를 바탕으로 PWM 생성 모듈에서 물리적인 PWM 신호를 생성하는 과정으로 이루어진다.The process of updating the PWM duty is the process of transferring the PWM duty calculated based on the output current value of the current controller and the phase current sensing value to the PWM generation module included in the motor control unit as described above, and the received duty Based on this, it consists of a process of generating a physical PWM signal in the PWM generation module.
본 발명은 상기한 문제점 등을 해소하기 위해 안출한 것으로, 전열교환기 등의 환기시스템에 적용되는 모터의 RPM을 측정하여 필터의 교체 교환 시기 파악이 가능할 수 있도록 하고, 동시에 작업관리자나 설치업자, 사용자 등에게 통지 가능하도록 하여 필터의 관리가 원할하게 이루어져, 쾌적한 실내 환경을 조성하는데 그 목적이 있다. The present invention has been devised to solve the above problems, etc., by measuring the RPM of a motor applied to a ventilation system such as a total heat exchanger, so that it is possible to determine the filter replacement time, and at the same time, work managers, installers, and users Its purpose is to create a comfortable indoor environment by making the filter management smooth by enabling notification to others.
또한 본 발명은 PWM DUTY 값을 입력받아 포토커플러에서 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 모터가 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하도록 하는 PWM을 이용한 모터 제어 시스템을 제공하는 데 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a motor control system using PWM that receives a PWM duty value, converts the PWM duty value into a DC voltage in a photocoupler, and rotates the motor at a rotational speed corresponding to the DC voltage.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 전원을 ON하는 단계(S101); In order to solve the above problems, the present invention comprises the steps of turning on the power (S101);
PWM DUTY 값을 입력받아 저장하는 단계(S102); Step of receiving and storing the PWM DUTY value (S102);
기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계를 거쳐 전달받은 PWM DUTY 값을 포토커플러에 입력하는 단계(S107); Inputting the PWM duty value received through the step of comparing the existing PWM duty value and the set value to the photocoupler (S107);
포토커플러에서 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 출력하는 단계(S108); 모터가 상기 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하는 단계(S109); Converting and outputting the PWM duty value into a DC voltage in a photocoupler (S108); Rotating the motor at a rotational speed corresponding to the DC voltage (S109);
상기 모터의 회전 속도가 유지되는 단계(S110);를 포함하되, 상기 기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계는, 회전속도 피드백 신호 주파수를 설정 값과 비교하는 단계(S103);를 포함한다.The step of maintaining the rotation speed of the motor (S110); but, the step of comparing the existing PWM DUTY value and the set value includes the step of comparing the rotation speed feedback signal frequency with the set value (S103). .
또한, 상기 회전속도 피드백 신호 주파수 [S]를 설정 값 [N]과 비교하는 단계(S103)는, S>N 일 경우, PWM DUTY 값을 증가시키는 단계(S104); S=N 일 경우, PWM DUTY 값을 유지시키는 단계 (S105); S<N 일 경우, PWM DUTY 값을 감소시키는 단계(S106);를 포함한다.In addition, the step of comparing the rotational speed feedback signal frequency [S] with the set value [N] (S103) includes increasing the PWM duty value when S>N (S104); If S=N, maintaining the PWM DUTY value (S105); When S<N, reducing the PWM DUTY value (S106); includes.
상기 포토커플러에 입력하는 단계(S107) 후에, PWM DUTY PWM Limit 비교하는 단계(S107-1); PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체를 알람하는 단계(S107-2);를 더 포함한다.After the step of inputting the input to the photocoupler (S107), comparing the PWM DUTY PWM Limit (S107-1); If the PWM DUTY value > the PWM DUTY Limit value, alarming filter replacement (S107-2); is further included.
또한 본 발명은 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 출력하는 포토커플러(10); In addition, the present invention is a photo coupler (10) for converting and outputting the PWM DUTY value to DC voltage;
상기 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하는 모터; a motor rotating at a rotational speed corresponding to the DC voltage;
PWM DUTY 값을 입력받아 저장하고, 기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계를 거쳐 전달받은 PWM DUTY 값을 포토커플러에 입력하며, 회전속도 피드백 신호 주파수를 설정 값과 비교하는 MCU(20);An MCU (20) that receives and stores the PWM DUTY value, compares the existing PWM DUTY value and the set value, inputs the received PWM DUTY value to the photocoupler, and compares the rotational speed feedback signal frequency with the set value;
를 포함하되, 상기 MCU(20)는 회전속도 피드백 신호 주파수 [S]를 설정 값 [N]과 비교하여, S>N 일 경우, PWM DUTY 값을 증가시고, S=N 일 경우, PWM DUTY 값을 유지시키며, S<N 일 경우, PWM DUTY 값을 감소시킨다.Including, but the
상기 MCU(20)는 필터 막힘을 경고하기 위해 PWM DUTY PWM Limit 비교하고, PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체 알람하는 구성을 제공하게 된다. The
또한 본 발명은, Also, the present invention
전열교환기의 모터 회전수를 측정하는 모터회전수측정단계;Motor rotation speed measurement step of measuring the motor rotation speed of the total heat exchanger;
상기 모터회전수 측정단계에 의해 측정된 측정값과, 정상 필터의 모터 회전수인 특정값을 비교분석하는 비교단계;A comparison step of comparing and analyzing the measured value measured by the motor rotation speed measuring step and a specific value that is the motor rotation speed of the normal filter;
상기 비교단계에 의해 산출되는 산출값이 허용범위를 벗어나는 경우 필터교환주기가 도래하였음을 통지하는 통지단계; 를 포함한다.a notification step of notifying that a filter replacement cycle has arrived when the calculated value calculated by the comparison step is out of a permissible range; includes
본 발명에 의하면, DUTY 값을 입력받아 설정값과 비교하여 모터의 제어 방법을 제공하는 발명의 효과를 가진다.According to the present invention, it has the effect of the invention of providing a method for controlling a motor by receiving a DUTY value and comparing it with a set value.
또한 본 발명은 PWM DUTY와 PWM Limit을 비교하여 필터 막힘을 경고 후, 모터에 대한 정비를 신속히 유도할 수 있다.In addition, the present invention compares PWM DUTY and PWM Limit, warns of filter clogging, and promptly induces maintenance for the motor.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 모터가 상기 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하도록 하는 방법을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 속도제어 입력부 회로를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 회전속도 피드백 신호 회로를 보여주는 도면.1 is a view showing a method of converting a PWM duty value into a DC voltage and causing a motor to rotate at a rotational speed corresponding to the DC voltage according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a speed control input circuit according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a rotation speed feedback signal circuit according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are only illustrated for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention Various changes can be made and various forms can be made, so all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention are included, and terms or words used in the specification and claims are conventional or dictionary. Meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention, based on the fact that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain his/her invention in the best way, as well as not be construed as limited in meaning. should be interpreted as Therefore, the embodiments described in the specification of the present invention and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention, and thus replace them at the time of filing of the present invention. It will be understood that various equivalents and variations are possible or exist.
또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. In addition, unless otherwise defined in the specification of the present invention, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. have Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 출력하는 포토커플러(10); 상기 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하는 모터(15); PWM DUTY 값을 입력받아 저장하고, 기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계를 거쳐 전달받은 PWM DUTY 값을 포토커플러에 입력하며, 회전속도 피드백 신호 주파수를 설정 값과 비교하는 MCU(20); 필터 교체를 알람하는 알람부(30);를 포함한다.The present invention is a photocoupler (10) for converting and outputting the PWM DUTY value to DC voltage; a motor 15 rotating at a rotational speed corresponding to the DC voltage; An MCU (20) that receives and stores the PWM DUTY value, compares the existing PWM DUTY value and the set value, inputs the received PWM DUTY value to the photocoupler, and compares the rotational speed feedback signal frequency with the set value; and an alarm unit 30 for alarming filter replacement.
상기 MCU(20)는 회전속도 피드백 신호 주파수[S]를 설정 값[N]과 비교하여, S>N 일 경우, PWM DUTY 값을 증가시고, S=N 일 경우, PWM DUTY 값을 유지시키며, S<N 일 경우, PWM DUTY 값을 감소시킨다. The
또한 상기 MCU(20)는 필터 막힘을 경고하기 위해 PWM DUTY와 PWM Limit을 비교하고, PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체를 알람한다.In addition, the
또한 본 발명은 전열교환기의 모터 회전수를 측정하는 모터회전수측정단계; In addition, the present invention includes a motor rotation speed measurement step of measuring the motor rotation speed of the total heat exchanger;
상기 모터회전수 측정단계에 의해 측정된 측정값과, 정상 필터의 모터 회전수인 특정값을 비교분석하는 비교단계;A comparison step of comparing and analyzing the measured value measured by the motor rotation speed measuring step and a specific value that is the motor rotation speed of the normal filter;
상기 비교단계에 의해 산출되는 산출값이 허용범위를 벗어나는 경우 필터교환주기가 도래하였음을 통지하는 통지단계; 를 포함할 수 있다.a notification step of notifying that a filter replacement cycle has arrived when the calculated value calculated by the comparison step is out of a permissible range; can include
이하 본 발명의 실시를 위한 방법에 대하여 자세히 설명한다.Hereinafter, a method for practicing the present invention will be described in detail.
본 발명은 전원을 ON하는 단계(S101); PWM DUTY 값을 입력받아 저장하는 단계(S102); 회전속도 피드백 신호 주파수 [S]를 설정 값 [N]과 비교하는 단계(S103); S>N 일 경우, PWM DUTY 값을 증가시키는 단계(S104); S=N 일 경우, PWM DUTY 값을 유지시키는 단계 (S105); S<N 일 경우, PWM DUTY 값을 감소시키는 단계(S106); 기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계를 거쳐 전달받은 PWM DUTY 값을 포토커플러에 입력하는 단계(S107); 포토커플러에서 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 출력하는 단계(S108); 모터가 상기 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하는 단계(S109); 상기 모터의 회전 속도가 유지되는 단계(S110); 등으로 구성된다.The present invention comprises the steps of turning on the power (S101); Step of receiving and storing the PWM DUTY value (S102); Comparing the rotational speed feedback signal frequency [S] with the set value [N] (S103); If S>N, increasing the PWM DUTY value (S104); If S=N, maintaining the PWM DUTY value (S105); If S<N, decreasing the PWM DUTY value (S106); Inputting the PWM duty value received through the step of comparing the existing PWM duty value and the set value to the photocoupler (S107); Converting and outputting the PWM duty value into a DC voltage in a photocoupler (S108); Rotating the motor at a rotational speed corresponding to the DC voltage (S109); Maintaining the rotational speed of the motor (S110); consists of etc.
또한 상기 기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계를 거쳐 전달받은 PWM DUTY 값을 포토커플러에 입력하는 단계(S107)는 PWM DUTY PWM Limit 비교하는 단계(S107-1); PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체 알람하는 단계(S107-2);로 구성된다.In addition, the step of inputting the PWM duty value received through the step of comparing the existing PWM duty value and the set value to the photocoupler (S107) is the step of comparing the PWM duty PWM limit (S107-1); If PWM DUTY value > PWM DUTY Limit value, filter replacement alarm step (S107-2); consists of.
상기 포토커플러에서 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 출력하는 단계(S108); 전에, 필터 막힘 시 PWM DUTY PWM Limit 비교하는 단계(S107-1); PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체 알람하는 단계(S107-2);가 추가될 수 있다.Converting and outputting the PWM duty value into a DC voltage in the photocoupler (S108); Before, comparing the PWM DUTY PWM Limit when the filter is clogged (S107-1); If PWM DUTY value > PWM DUTY Limit value, filter replacement alarm step (S107-2); may be added.
본 발명에 추가되는 필터수명 입력 기능을 이용하여 각종 필터의 유효기간을 미리 입력하면, 각종 필터의 유효기간은 MCU(20)에 저장되어 있고, 상기 모터가 작동됨에 따라 각종 필터 의 유효기간은 감산되며, 상기 모터의 소모 전력이 클수록 각종 필터의 유효기간은 가중되어 감산된다.If the validity period of various filters is entered in advance using the filter life input function added to the present invention, the validity period of various filters is stored in the
이 때 PWM DUTY 값의 데이터를 이용한 모터 또는 필터의 수명예측이 가능하다.At this time, it is possible to predict the life of the motor or filter using the PWM duty value data.
따라서 PWM DUTY PWM Limit 비교하고(S107-1); PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체 알람하면서(S107-2) 알람시기와 필터의 수명예측 정보도 동시에 저장하여 필터의 수명을 증가시키기 위한 데이터를 파악할 수 있다.Therefore, PWM DUTY PWM Limit is compared (S107-1); When PWM DUTY value > PWM DUTY Limit value, while filter replacement is alarmed (S107-2), the alarm time and filter life prediction information are also stored at the same time, so that data for increasing the life of the filter can be grasped.
또 다른 예를 들어 모터 또는 필터의 상태를 특징짓는 실제 변수들에 기초하여 부품 소모, 필터 변경 시간을 계산함으로써, 개별 구성요소들에 대한 예측 서비스 또는 필터 수명 및 소모량을 계산할 수 있다.In another example, by calculating component consumption and filter change time based on actual variables characterizing the condition of the motor or filter, predictive service or filter life and consumption for individual components can be calculated.
또한 본 발명은 필터 교체 알람 시간 범위에서 실험을 통해 다양한 필터에 대한 사용상태별 PWM DUTY값-필터 교체 시간 상관 관계 그래프를 획득하여 미리 저장하는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, it is preferable to obtain and store in advance a PWM duty value-filter replacement time correlation graph for each use state for various filters through experiments within the filter replacement alarm time range.
따라서 PWM DUTY PWM Limit 비교하고(S107-1); PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체 알람하면서(S107-2) 알람시기와 사용상태별 PWM DUTY값-필터 교체 시간 상관 관계도 동시에 저장하여 필터의 수명을 증가시키기 위한 데이터를 파악할 수 있다.Therefore, PWM DUTY PWM Limit is compared (S107-1); When PWM DUTY value > PWM DUTY Limit value, while filter replacement alarms (S107-2), the PWM DUTY value-filter replacement time correlation by alarm period and use status is also stored at the same time, so that data to increase the lifespan of the filter can be grasped.
구체적으로 상기 PWM DUTY값-교체 시간 상관 관계 그래프는, 제조 단계에서 반복 시험을 통해, 다양한 필터에 대하여 미리 정해진 시간 동안 필터의 사용상태에 따라, 초기사용상태(유입유량의 100%가 추출되는 상태), 중간 사용상태(초기사용상태의 추출유량의 90%이 추출되는 상태), 교체시기상태(초기사용상태의 추출유량의 80%이 추출되는 상태)에서의 PWM DUTY값-교체 시간 간 상관 관계를 획득하는 과정으로 이루어진다.Specifically, the PWM DUTY value-replacement time correlation graph shows the initial use state (a state in which 100% of the inflow flow rate is extracted) according to the use state of the filter for a predetermined time for various filters through repeated tests in the manufacturing stage ), correlation between PWM duty value-replacement time in intermediate use state (90% of the extraction flow rate of the initial use state is extracted), replacement timing state (80% of the extraction flow rate of the initial use state is extracted) consists of the process of obtaining
이 때 본 발명은 필터를 통과하는 유체 또는 공기의 압력을 검출하는 유속검출수단을 구비하는 검출부; 상기 유속검출수단에서 검출된 필터의 상태를 모니터링하는 디스플레이부; 상기 유속검출수단에서 검출된 신호를 원격지 관리자에게 전송할 수 있도록 변환하여 전송하는 신호 전송부; 상기 신호 전송부에서 전송되는 신호를 전송받아 설정된 유속과 허용한도를 비교하는 비교부; 등을 더 포함할 수 있다.At this time, the present invention is a detection unit having a flow rate detection means for detecting the pressure of the fluid or air passing through the filter; a display unit for monitoring the state of the filter detected by the flow rate detecting means; a signal transmission unit that converts and transmits the signal detected by the flow rate detection means so that it can be transmitted to a remote manager; Comparing unit for receiving the signal transmitted from the signal transmission unit and comparing the set flow rate and the allowable limit; etc. may be further included.
따라서 사용자에게 PWM DUTY Limit 값에 대한 비교 결과, 필터교체시기, PWM DUTY값-교체 시간 간 상관 관계 등을 알린다. Therefore, it notifies the user of the comparison result of the PWM DUTY Limit value, the filter replacement time, and the correlation between the PWM DUTY value and the replacement time.
이 때 필터의 유효 보관 시간에 대한 증가분 △t와 △t 동안의 평균 온도 T에 대응되는 사용한계시간 tmax 사이의 비율을 필터 보관 시간의 경과에 따라 순차적으로 누적하여 유효사용시간을 산정할 수도 있다.At this time, the effective use time may be calculated by sequentially accumulating the ratio between the increment △t for the effective storage time of the filter and the usage limit time tmax corresponding to the average temperature T during △t as the filter storage time elapses. .
상기 알람부(30)는 사용자가 시각 및 청각 등 사람의 감각을 통하여 PWM DUTY Limit 값에 대한 비교 결과, 필터교체시기 등을 인지하도록 알람을 출력할 수 있다. The alarm unit 30 may output an alarm so that the user recognizes a comparison result of the PWM duty limit value, filter replacement time, etc. through human senses such as sight and hearing.
예를 들어, 부저 또는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하여 경고음을 출력하거 나 경고등을 점멸할 수 있으며, 또는 표시부를 통해 안내 표시함으로써, PWM DUTY Limit 값에 대한 비교 결과, 필터교체시기 등을 알리는 알람을 출력할 수 있다.For example, a buzzer or LED (Light Emitting Diode) can be used to output a warning sound or blink a warning light, or by displaying a guide through the display, the result of comparing the PWM duty limit value and filter replacement time are notified. An alarm can be output.
구체적인 회로를 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 속도제어 입력부 회로는 VCC1, VCC2가 걸리고, VSP(모터 회전속도 제어전압)가 피드백 신호로 포토커플러(10)에 전달된다.Looking at the specific circuit, as shown in FIG. 2, the speed control input circuit takes VCC1 and VCC2, and VSP (motor rotation speed control voltage) is transmitted to the
도 3에 도시된 바와 같이 회전속도 피드백 신호 회로에서 VCC1, VCC2가 걸리고, MCU(20)는 회전속도를 피드백받아 제어하게 된다.As shown in FIG. 3, VCC1 and VCC2 are applied in the rotational speed feedback signal circuit, and the
이 때 필터 막힘 시 DUTY Limit는 반복 시험을 통하여 얻은 경험데이터이다.At this time, the DUTY Limit in case of filter clogging is empirical data obtained through repeated tests.
이러한 경험데이터로는 상술한 PWM DUTY값-필터 교체 시간 상관 관계를 이용할 수 있다.As such empirical data, the aforementioned PWM duty value-filter replacement time correlation can be used.
한편, PWM 듀티가 정상적으로 업데이트되는지 여부를 판정하기 위해 듀티 연산 수행시간이 PWM 듀티 업데이트 기준 시점을 초과하면, PWM의 듀티가 정상적으로 업데이트되지 않는 고장으로 판정하고, 이때의 고장 정보를 메모리에 저장한다.On the other hand, if the duty operation execution time exceeds the PWM duty update reference point in time to determine whether the PWM duty is normally updated, it is determined as a failure in which the PWM duty is not normally updated, and failure information at this time is stored in the memory.
상기 메모리에 저장된 고장 정보를 모터 제어 유닛에 의하여 통상의 경고 수단(모바일 단말기 또는 외부 디스플레이 등)를 통해 사용자에게 경고할 수 있다.The failure information stored in the memory may be warned to the user by the motor control unit through a normal warning means (mobile terminal or external display, etc.).
다른 실시예로서, 복수개의 필터 교환 시에 필터를 향한 공기 유출입구를 통해 유동되는 공기의 유동을 단속하도록 형성된 공기 단속기를 더 포함하여, 공기 단속기에 포집된 공기를 분석하여 파티클의 개수를 측정하는 파티클 카운터; 상기 파티클 카운터를 전기적으로 연결하여, 상기 파티클 카운터로부터 상기 측정된 파티클의 개수를 출력하는 디스플레이 장치를 포함하여 정확하게 필터의 수명 또는 필터교체시기를 예측할 정보를 저장할 수도 있다.As another embodiment, an air interrupter configured to regulate the flow of air flowing through an air outlet toward the filter when a plurality of filters are exchanged is further included, and the air collected in the air interrupter is analyzed to measure the number of particles particle counter; A display device electrically connected to the particle counter and outputting the number of particles measured from the particle counter may be included to store information for accurately predicting a lifespan of a filter or a filter replacement time.
또 다른 예로서 필터가 교체된 시기 또는 필터 케이스를 포함하는 제품이 최초 구동된 시기 및 케이스의 내부 온도 정보를 저장하고, 저장된 내부 온도 정보와 상기 케이스의 실시간 온도 정보를 비교하여 필터 교체 시기를 예측할 수 있다.As another example, when a filter is replaced or when a product including a filter case is first driven and internal temperature information of the case is stored, and the stored internal temperature information is compared with the real-time temperature information of the case to predict the filter replacement time. can
본 발명은 필터 오염 감지 장치를 더 포함할 수 있는 데, 필터 오염 감지 장치는 1개 이상의 신호를 송신하는 신호 송신부, 상기 신호 송신부로부터 1개 이상의 신호를 수신하는 신호 수신부를 포함한다.The present invention may further include a filter contamination detection device, wherein the filter contamination detection device includes a signal transmission unit for transmitting one or more signals, and a signal reception unit for receiving one or more signals from the signal transmission unit.
예를 들어, N번째 필터의 오염 상태를 포함하는 포토다이오드를 이용한 형광 영상을 수신하여 수신한 실제 영상 및 형광 영상을 분석하여 상기 N번째 필터의 필터 교체 또는 필터 살균이 필요한지에 대한 여부를 판단하고, 이를 바탕으로 N번째 필터를 관리할 수 있다.For example, a fluorescence image using a photodiode including a contamination state of the Nth filter is received, and the received real image and fluorescence image are analyzed to determine whether filter replacement or filter sterilization of the Nth filter is required. , based on this, the Nth filter can be managed.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, of course, from the above description by a person having ordinary technical knowledge in the field to which the present invention belongs. Of course, various modifications and variations may be possible.
따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.Therefore, the technical idea in the present invention should be grasped by the claims described below, but it will be obvious that all equivalent or equivalent modifications belong to the scope of the technical idea of the present invention.
10 : 포토커플러
20 : MCU
30 : 알람부10: Photocoupler
20: MCU
30: alarm unit
Claims (6)
상기 모터회전수 측정단계에 의해 측정된 측정값과, 정상 필터의 모터 회전수인 특정값을 비교분석하는 비교단계(S20);
상기 비교단계에 의해 산출되는 산출값이 허용범위를 벗어나는 경우 필터교환주기가 도래하였음을 통지하는 통지단계(S30);
를 포함하는 PWM을 이용한 환기시스템에서의 필터 교환시기 제어를 위한 모터 제어 방법.
Motor rotation speed measurement step (S10) of measuring the motor rotation speed of the total heat exchanger;
A comparison step (S20) of comparing and analyzing the measured value measured by the motor rotation speed measuring step and a specific value that is the motor rotation speed of the normal filter;
a notification step (S30) of notifying that a filter replacement cycle has arrived when the calculated value calculated by the comparison step is out of the allowable range;
A motor control method for controlling filter exchange timing in a ventilation system using PWM.
PWM DUTY 값을 입력받아 저장하는 단계(S102);
기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계를 거쳐 전달받은 PWM DUTY 값을 포토커플러에 입력하는 단계(S107);
포토커플러에서 PWM DUTY 값을 DC전압으로 변환 및 출력하는 단계(S108);
모터가 상기 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하는 단계(S109);
상기 모터의 회전 속도가 유지되는 단계(S110);를 포함하되,
상기 기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계는,
회전속도 피드백 신호 주파수를 설정 값과 비교하는 단계(S103);
인 것을 포함하는 PWM을 이용한 환기시스템에서의 필터 교환시기 제어를 위한 모터 제어 방법.
Turning on the power (S101);
Step of receiving and storing the PWM DUTY value (S102);
Inputting the PWM duty value received through the step of comparing the existing PWM duty value and the set value to the photocoupler (S107);
Converting and outputting the PWM duty value into a DC voltage in a photocoupler (S108);
Rotating the motor at a rotational speed corresponding to the DC voltage (S109);
Including; maintaining the rotational speed of the motor (S110);
The step of comparing the existing PWM DUTY value and the set value,
Comparing the rotational speed feedback signal frequency with a set value (S103);
A motor control method for controlling filter exchange timing in a ventilation system using PWM, comprising:
청구항 1에 있어서,
상기 회전속도 피드백 신호 주파수 [S]를 설정 값 [N]과 비교하는 단계(S103)는,
S>N 일 경우, PWM DUTY 값을 증가시키는 단계(S104);
S=N 일 경우, PWM DUTY 값을 유지시키는 단계 (S105);
S<N 일 경우, PWM DUTY 값을 감소시키는 단계(S106);
인 것을 포함하는 PWM을 이용한 환기시스템에서의 필터 교환시기 제어를 위한 모터 제어 방법.
According to claim 2,
The method of claim 1,
Comparing the rotation speed feedback signal frequency [S] with the set value [N] (S103),
If S>N, increasing the PWM DUTY value (S104);
If S=N, maintaining the PWM DUTY value (S105);
If S<N, decreasing the PWM DUTY value (S106);
A motor control method for controlling filter exchange timing in a ventilation system using PWM, comprising:
상기 포토커플러에 입력하는 단계(S107) 후에,
PWM DUTY PWM Limit 비교하는 단계(S107-1);
PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체를 알람하는 단계(S107-2);
를 더 포함하는 PWM을 이용한 환기시스템에서의 필터 교환시기 제어를 위한 모터 제어 방법.
According to claim 2,
After the input to the photocoupler (S107),
Comparing the PWM DUTY PWM Limit (S107-1);
If PWM DUTY value > PWM DUTY Limit value, alarming filter replacement (S107-2);
A motor control method for controlling filter exchange timing in a ventilation system using PWM further comprising a.
상기 DC전압에 대응하는 회전속도로 회전하는 모터;
PWM DUTY 값을 입력받아 저장하고, 기존 PWM DUTY 값과 설정 값을 비교하는 단계를 거쳐 전달받은 PWM DUTY 값을 포토커플러에 입력하며, 회전속도 피드백 신호 주파수를 설정 값과 비교하는 MCU(20);를 포함하되,
상기 MCU(20)는 회전속도 피드백 신호 주파수 [S]를 설정 값 [N]과 비교하여,
S>N 일 경우, PWM DUTY 값을 증가시고,
S=N 일 경우, PWM DUTY 값을 유지시키며,
S<N 일 경우, PWM DUTY 값을 감소시키는 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 환기시스템에서의 필터 교환시기 제어를 위한 모터 제어 시스템.
A photocoupler 10 that converts and outputs PWM duty values into DC voltages;
a motor rotating at a rotational speed corresponding to the DC voltage;
An MCU (20) that receives and stores the PWM DUTY value, compares the existing PWM DUTY value with the set value, inputs the received PWM DUTY value to the photocoupler, and compares the rotational speed feedback signal frequency with the set value; Including,
The MCU 20 compares the rotation speed feedback signal frequency [S] with the set value [N],
If S>N, increase the PWM DUTY value,
In the case of S=N, the PWM duty value is maintained,
A motor control system for controlling filter exchange timing in a ventilation system using PWM, characterized in that when S < N, the PWM duty value is reduced.
상기 MCU(20)는 필터 막힘을 경고하기 위해 PWM DUTY PWM Limit 비교하고,
PWM DUTY값 > PWM DUTY Limit 값일 경우 필터 교체 알람하는 것을 특징으로 하는 PWM을 이용한 환기시스템에서의 필터 교환시기 제어를 위한 모터 제어 시스템.
According to claim 5,
The MCU 20 compares the PWM DUTY PWM Limit to warn of filter clogging,
A motor control system for controlling filter replacement timing in a ventilation system using PWM, characterized in that a filter replacement alarm is issued when the PWM DUTY value > PWM DUTY Limit value.
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| KR1020210069271A KR20220160963A (en) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | Motor control system and method for controlling filter replacement timing in ventilation system using PWM |
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