KR890004935B1 - 인버터 부착 공기조화기의 제어회로 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

인버터 부착 공기조화기의 제어회로
제1도는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 인버터 부착 공기 조화기의 제어회로의 블럭도.
제2도는 제1도의 더욱 상세한 제어회로도.
제3도는 과전류 신호를 직류회로로부터 검출하는 경우를 나타낸 회로도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 교류전원 2 : 콘버터부
3 : 인버터 출력부 4 : 공조기 제어부
5 : 인버터 제어부 6 : 전류 트랜스
7 : 압축기 모터 21, 22, 23 : 정류용 다이오드
31, 32, 33 : 파워트랜지스터 41 : 유니트 제어마이컴
42 : 팽창밸브 구동회로 43 : 릴레이 구동회로
51 : 인버터제어 마이컴 57 : 게이트 구동회로
58 : 과부하 검출회로 59 : 과전류 검출회로
본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로 특히 인버터를 사용하여 냉.난방 운전에 따라 적절한 압축기의 용량제어를 행하는데 알맞은 제어회로에 관한 것이다. 실내의 공조부하에 대하여 압축기의 능력을 무단계로 연속적으로 변화시키는 것은 압축기 모터를 인버터 제어하므로서, 예를들면 USP 4,257,238호 명세서에 개시되어 있다. 이들의 인버터회로도를 사용하는 경우도 이 인버터 회로에 흐르는 전류를 검지하여 검지전류가 소정의 전류치를 초과하면 압축기의 회전수를 저하시키는 제어를 행하는 것이 일반적이다.
이와같이 인버터 회로에 흐르는 전류는 제한되어 이 전류를 제어전류치 라고 칭한다. 그리고 이 인버터 회로에는 반도체소자가 사용되나 이 반도체 소자는 일반적으로 주위온도에 따라 사용률이 변하는 것이 알려져 있다. 그러나 종래의 인버터 제어회로에는 주위온도에 따라 인버터 회로를 효율적으로 사용하는점에 대하여서는 저촉되어 있지 않았다.
본 발명은 상기 문제점에 비추어 발명된것으로 인버터회로의 주위온도에 호응하여 인버터 회로를 효율좋게 사용하고, 특히 난방능력을 향상시키는 인버터 부착 공기 조화기의 제어회로를 제공하는 것을 목적으로 한다.
인버터에 사용하는 다이오드, 파워 트랜지스터등의 반도체 소자는 실리콘을 재료로하고 있기 때문에 접합부 온도는 150℃정도이다. 이 때문에 파워 트랜지스터등의 열설계에 있어서는 그 기기의 사용온도의 최대치를 한계조건으로하여 여기서도 충분히 만족할수있는 값으로 선택하기 위하여 통상의 사용온도에 대하여서는 충분한 장소의 여유를 가지고 있다. 특히 공조기의 경우, 사용온도의 최대치는 JIS규격으로 냉방시의 외기 43℃라고 규정되어있고 이점에서 설계하면 난방시등의 주위온도가 낮을때에 인버터로서는 충분한 일을 하기가 어렵다고 하는 문제점을 가진다. 반대로 난방에서 충분한 일을 할수 있는 전류치에 설정하여두면, 냉방시에 전류가 지나치게 흘러버린다고 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 특색을 감안하여, 난방운전을 필요로 하는 동기(冬期)는 외기온도가 낮고, 따라서 파워트랜지스터의 주위온도가 낮기 때문에 파워트랜지스터의 사용온도의 최대치에 이르는 온도범위가 넓게 취하여지는 것에 착안하여 이루어진것으로서, 냉방시와 난방시에서 제한 전류치를 바꾸어 비교적 작은 용량의 반도체 소자로서 충분히 그 능력을 발휘할 수 있도록 교류전력을 직류전력으로 변화하는 콘버터부, 이 콘버터부를 교류전력으로 변환하여 압축기용 모터를 구동하는 인버터부, 이 인버터부의 반도체 소자에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출회로, 인버터부의 주파수를 제어하는 인버터 제어부와 부하에 따라서 주파수지시를 발하는 공조제어부로 구성되는 제어회로를 가지는 용량제어 부착공기 조화기에 있어서, 인버터 출력부와 전동기와의 사이의 급전회로에 전류 검출회로를 설치하고, 검출전류치가 제한 전류치 이상이되면 인버터 출력의 교류전력의 주파수를 내리는 상기 제한 전류치를 냉방시와 난방시에서 다른 2레벨로 하고 냉방시는 낮은 제한 전류치로 제한하고 난방시는 높은 제한 전류치로 제어하는 구성을 특징으로한다.
이하 본 발명의 일실시예를 제1도 및 제2도에 의거하여 설명한다.
제1도는 인버터부착 공기 조화기의 제어회로의 블럭도이고 제2도는 제1도를 더룩 상세히 설명한 제어회로도 이다. 제1도에 있어서 1은 교류전원이고, 이 교류전원(1)에 콘버터부(2)를 접속하여 교류전력을 일단 직류전력으로 변환하고 있다. 3은 인버터 출력부이고 이 직류전력이 인버터 출력부(3)에 공급된다. 이 인버터 출력부(3)의 소자로서는 일반적으로 파워트랜지스터가 사용되고 이 트랜지스터를 인버터 제어부(5)에서 출력되는 주기, 타이밍으로 온/오프 하므로서 압축기 모터(7)의 회전수를 제어한다. 운전중 모터의 상(相)전류를 전류트랜스(CT) (6)에서 검지하여 인버터 제어부(5)에 취입한다. 한편, 공조기 제어부(4)는 온도 압력등의 공조 데이터로부터 인버터 제어부에 압축기의 운전/정지, 회전수, 냉방/난방 등을 지시하는 신호를 송출하도록 구성되어있다.
즉, 제2도에서 다시 그 구성의 상세를 설명하면 콘버터부(2)는 전원(1)의 각상(R, S, T)에 접속된 정류용 다이오드(21, 22, 23)와 평활콘덴서(CB) (24)에 의하여 교류전력을 직류전력으로 변환하는 회로를 형성하고 있다. 인버터 출력부(3)는 파워트랜지스터(31, 32, 33)와 역변환용 다이오드(34, 35, 36) 및 직류전류 검출센서인 션트(SH) (37)로 구성되어 있다. 또 공조기 제어부(4)는 냉동싸이클을 구성하는 팽창밸브, 전자밸브, 사방향밸브, 또한 실외팬, 전자촉기(觸器), 외기검출센서, 압축기 토출가스 온도센서, 응축기출구 온도센서, 알람 및 증발기 출구온도센서 등과 접속되는 유니트 제어마이컴(41), 팽창밸브 구동회로(42) 및 릴레이 구동회로(43)로 구성되어 있다.
인버터 제어부(5)는 인버터제어마이컴(51)이 있고, 그 인버터제어마이컴(51)에는 제어전류치를 두레벨로 내장하는 메모리(ROM) (52)가 접속되어 있다. 펄스 폭 변조회로(PWM 파형합성) (53)은 타이머회로(TIMER) (54)를 거쳐 상기 인버터제어마이컴(51)의 신호출력에 신호선(55)에 의하여 접속되어있다. 신호선(56)은 상기 인버터제어마이컴과 펄스폭 변조회로(PWM 파형합성) (53)의 출력측에 접속되어있고, 한편 그 게이트 구도회로(57)의 출력측은 상기 인버터 출력부(3)의 파워트랜지스터(31, 32, 33)의 베이스에 송신하도록 접속되어 있다. 58은 과부하 검출회로이고, 상기 전류트랜스(6)에서 검지한 신호를 수신하고, 상기 인버터제어마이컴(51)에 신호선(581)에 의하여 송신한다. 59는 과전류검출회로이고 상기 션트(SH) (37)에서 검출한 직류전류의 과전류신호를 받아 래치회로(591)을 거쳐 상기 인버터제어마이컴(51)에 신호선(592)에 의하여 접속되어있다.
지금 냉방시의 제한 전류치를 I1, 난방시의 제한 전류치를 I2>I1가 되도록 설정한다. 운전중 부하가 무거워져 압축기 모터의 전류가 증가하면 전류트랜스(6)의 값을 감시하고 있어서, 이 측정전류 IS의 값이 IS
Figure kpo00001
I2(또는 I1)이되면 인버터 출력부의 주파수를 내리는 제어를 행한다. 난방시에는 냉방시 보다 제한 전류가 크기때문에 상기와 같이 형성하므로서 공기 조화기로서는 큰 능력을 얻을수있어 바람직하다.
본 실시예에서는 냉방/난방의 신호만에 의하여 제한 전류치를 구분했으나 외기온도등을 이용하면 한층 정밀도가 높은 제어를 얻을 수 있다.또, 압축기 모터의 전류검출위치는 전류트랜스에 의한 방법을 개시하였으나, 제3도에 나타낸 바와같이, 콘버터부와 인버터부의 사이의 직류회로도의 션트저항(SH) (37)으로부터 신호선(371)에 의하여 과부하 검출회로(58)에 관전류신호를 취입하여도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 공조기의 운전스위치가 ON되면(여기서는 개시생략)공조제어부(4)로부터 인버터제어부(5)에 주파수신호가 송신되고 인버터제어부(5)는 그 신호를 받아 지시된 주파수로 필요한 파형신호를 타이머(54)와 PWM파형 합성부(53)에 송신하고 PWM파형합성부(53)는 지시에 따른 신호를 베이스(게이트)구동회로(57)에 송신하고, 인버터 출력부(3)의 파워트랜지스터(31, 32, 33)를 구동한다.
이 인버터 출력부(3)에 접속된 압축기 모터(7)에는 파워트랜지스터(31, 32, 33)의 ON, OFF에 의해 3상의 정현파가 인가되어 압축기 모터(7)가 회전하게 된다. 압축기모터(7)에 흐르는 전류는 전류트랜스(CT)에 의하여 과부하 검출회로(58)를 통하여 인버터제어마이컴(51)에 취입되어 제어전류를 행한다.
직류측의 션트(37)는 직류전류를 검출하여 순간적으로 어느레벨이상의 큰 전류가 흘렀을때에 회로소자를 파괴하지 않도록 보호한다. 입력의 교류전압은 변환기부(2)의 다이오드모듈에 의하여 직류로 변환되고 평활콘덴서(CB)에 의하여 평활되고 다시 인버터부에서 교류 3상으로 역변환되어서 압축기용 모터에 인가된다. 공조제어부(4)로부터는 주파수신호외에 운전/정지, 냉방/난방을 지시하는 신호가 전송되고, 인버터제어부(5)로부터는 알람신호, 제어전류 신호등이 공조제어부(4)에 송신된다. 요컨데, 본 실시예는 난방시의 제어전류치(I2)를 냉방시의 제한 전류치(I1)보다 큰 값으로 설정하여두고, 냉방운전으로부터 난방운전으로 절환하였을때는 제한 전류치를 크게 하여두어 연속운전을 할수있도록 하고 있다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 제어전류를 냉방시와 난방시에서 선택할 수 있도록 하였으므로, 출력소자로 정격용량을 증가시키는 일없이, 난방시에 용량을 증가시킬수 있음과 동시에, 출력소자를 비교적 작은용량의 소자로서도 충분한 능력을 발휘할수가 있는등의 효과를 가진다.

Claims (4)

  1. 전원으로부터 공급되는 교류전력을 직류전력으로 변환하는 콘버터부, 이 콘버터부를 교류전력으로 변환하여 압축기용모터를 구동하는 인버터출력부, 이 인버터 출력부내의 반도체 소자에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출회로, 상기 인버터 출력부의 주파수를 제어하는 인버터제어부와 공조부하에 따라 주파수 지시를 출력하는 공조제어부로 구성되는 제어회로를 가지는 용량제어부착공기 조화기에 있어서, 상기 전원부와 모터사이에 접속된 전류치를 검출하는 과부하 검출회로와, 그 과부하 검출회로와 접속되고 냉방시와 난방시에는 상기 모터에 흐르는 제한전류치를 바꾸는 제어회로를 설치한 인버터제어마이크로 컴퓨터와, 그 인버터 제어 마이크로 컴퓨터와 접속된 2레벨의 제한전류치를 내장한 메모리를 설치한 것을 특징으로하는 인버터 부착 공기조화기의 제어회로.
  2. 제1항에 있어서, 냉방시는 2레벨의 제한전류치의 낮은 제한전류치로 압축기용 모터를 운전하고, 난방시는 높은 제한전류치로 운전하는 인버터 부착 공기 조화기의 제어회로.
  3. 제1항에 있어서, 전류치를 검출하는 과부하 검출회로를 인버터 출력부와 모터와의 사이의 급전회로에 설치한 인버터 부착 공기조화기의 제어회로.
  4. 제1항에 있어서, 전류치를 검출하는 과부하 검출회로를 콘버터부와 인버터출력부와의 사이의 직류회로에 션트저항을 거쳐 전속하여 설치한 인버터 부착 공기조화기의 제어회로.
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