KR940007971B1 - Room air conditioner inverter controlling method - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 정현파와 이의 펄스폭변조(PWM) 예시 파형도.1 is an exemplary waveform diagram of a sine wave and its pulse width modulation (PWM).
제 2 도는 종래의 한상(V상)의 정현파 생성 예시 파형도.2 is an exemplary waveform diagram of sinusoidal wave generation of a conventional one phase (V phase).
제 3 도는 본 발명의 인버터 제어방법이 적용되는 룸에어콘의 인버터 회로도.3 is an inverter circuit diagram of a room air conditioner to which the inverter control method of the present invention is applied.
제 4 도는 U, V, W상의 선간 전압의 관계를 보인 설명도.4 is an explanatory diagram showing the relationship between line voltages on U, V, and W phases.
제 5 도는 본 발명에 따른 1주기의 상전압 파형도.5 is a phase voltage waveform diagram of one cycle according to the present invention.
제 6 도는 상기 제 5 도의 1/3주기의 파형도.6 is a waveform diagram of a third cycle of FIG.
제 7 도는 본 발명 룸에어콘의 인버터 제어 방법의 수행에서 마이콤에 의한 데이타 처리 흐름도.7 is a flowchart of data processing by a microcomputer in performing an inverter control method of a room air conditioner of the present invention.
제 8 도는 본 발명 룸에어콘의 인버터 제어 방법의 일 실시예.8 is an embodiment of the inverter control method of the room air conditioner of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 정류기 2 : 인버터 주 회로부1: rectifier 2: inverter main circuit
3 : 마이콤 4 : 펄스폭변조신호 발생 제어기3: micom 4: pulse width modulated signal generation controller
5 : 압축기 모터5: compressor motor
본 발명은 인버터 제어 방법에 관한 것으로, 특히 주파수 가변으로 룸에어콘(RAC)의 능력을 가변시키는데 있어서 펄스폭 변조 신호를 발생시키는데 적당하도록 한 룸에어콘의 인버터 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inverter control method, and more particularly, to an inverter control method of a room air conditioner, which is suitable for generating a pulse width modulated signal in varying the capacity of a room air conditioner (RAC) with a variable frequency.
종래의 인버터 제어에서는 펄스폭 변조의 파형을 발생시키기 위해 제 1 도와 같이 분해능을 크게하여 정현파에 가깝게 하였다. 즉, 최대 주파수를 120Hz라 하고, 마이크로 컴퓨터에서 정현파의 1주기(T1)를 256등분하고, 그 등분된 1주기(T2)를 다시 256등분하였을 때 최고 분해능은 다음과 같이 구할 수 있다.In the conventional inverter control, in order to generate the waveform of the pulse width modulation, the resolution is increased to be close to the sine wave as in the first diagram. In other words, the maximum frequency is 120 Hz, and the maximum resolution is obtained by dividing the sine wave (T 1 ) by 256 equal parts and dividing the equal period (T 2 ) by 256 equal parts.
또한, 종래에는 제 2 도에서 처럼 인버터의 출력 단자 전압의 영상분(零相分) f(t)를In addition, conventionally, as shown in FIG. 2, the image portion f (t) of the output terminal voltage of the inverter is changed.
로 하여 정현파를 만들었다. Made a sine wave.
그러나, 상기와 같은 종래 인버터에서는 정현파에 가깝게 펄스폭 변조 신호를 발생시키는데 지나치게 분해능을 크게하여 8 비트 마이크로 컴퓨터로서는 감당하기 어려운 데이타 처리 속도에 문제점이 있었고, 전체 한 주기의 정현파 데이타를 각상(U, V, W상)으로 구분하여 메모리에 저장하므로 그 메모리의 크기에 제한을 받게 되며 또한 제 2 도와 같은 파형의 생성을 위해서는 각 상에 대하여 각각 3가지의 영상분 f(t)를 인가해야 하므로 처리속도에 문제점이 발생되었다.However, in the conventional inverter as described above, the pulse width modulated signal is generated close to the sine wave, so that the resolution is too high, and there is a problem in the data processing speed that cannot be handled by an 8-bit microcomputer. Because it is divided into V and W phases and stored in the memory, the size of the memory is limited, and in order to generate a waveform like the second degree, three images f (t) must be applied to each phase. Speed problem.
이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래 회로의 문제점을 감안하여, 전체 한 주기의 정현파 데이타를 U,V,W 상으로 구분하여 메모리에 저장하는 것이 아니라, 정현파의 1/3 주기와 2상의 데이타만을 메모리에 저장하여 두고, 프로그램의 처리에 의해 위상과 상만을 변경함으로써 메모리의 용량을 절감시키고, 8 비트 마이크로 컴퓨터에 의해서도 충분히 처리할 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Accordingly, the present invention does not divide sinusoidal data of one cycle into U, V, and W phases and store it in a memory in consideration of the problems of the conventional circuit as described above. Stored in the memory, by changing the phase and phase only by the processing of the program to reduce the capacity of the memory, and was created to be fully processed by an 8-bit microcomputer, which will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Same as
제 3 도는 본 발명의 인버터 제어 방법이 적용되는 룸에어콘의 인버터 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 상용 교류 전원(AC)를 입력받아 직류전원으로 정류하는 정류기(1)와, 마이콤(3)의 제어를 받아 펄스폭변조(PWM)신호를 발생하는 펄스폭 변조신호 발생 제어기(4)와, 상기 펄스폭변조신호 발생 제어기(4)의 펄스폭변조신호에 따라 상기 정류기(1)의 출력 직류전원을 정현파로 변환하여 압축기 모터(5)의 구동을 제어하는 인버터 주회로(2)로 구성한 것으로, 상기에서 펄스폭변조신호 발생 제어기(4)의 펄스폭변조신호에 따라 인버터 주회로(2)의 파워트랜지스터가 온,오프하는 주파수를 변경하여 압축기 모터(5)의 속도를 가변시키게 된다.3 is an inverter circuit diagram of a room air conditioner to which the inverter control method of the present invention is applied. As shown in FIG. 3, the rectifier 1 receives a commercial AC power and rectifies the DC power, and the control of the microcomputer 3. Receiving a pulse width modulated signal (PWM) signal and generating a pulse width modulated signal generating controller (4) and the pulse width modulated signal generated by the pulse width modulated signal generating controller (4). The inverter main circuit 2 converts the sinusoidal wave to control the driving of the compressor motor 5, and the power of the inverter main circuit 2 is changed according to the pulse width modulated signal of the pulse width modulated signal generation controller 4 as described above. The speed of the compressor motor 5 is varied by changing the frequency at which the transistor is turned on or off.
한편, 본 발명에서는 인버터 주회로(2)의 베이스에 가해지는 펄스폭 변조신호에 대한 제어기의 펄스폭 변조 파형을 발생하기 위한 것으로, 이와 관련하여 그 동작을 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the present invention is to generate a pulse width modulation waveform of the controller for the pulse width modulation signal applied to the base of the inverter main circuit (2), the operation thereof will be described as follows.
제 4 도는 U,V,W 상의 선간전압의 관계를 보인 설명도로서, 그 선간전압(euv, evw, ewu)을 복소벡터로 나타내면,4 is an explanatory diagram showing the relationship between line voltages on U, V, and W. When the line voltages (e uv , e vw , e wu ) are represented by a complex vector,
와 같이 되고, 이를 하기의 식과 같이 변환하여 나타낼 수 있다.It becomes as, and can be expressed by converting it as the following equation.
여기서 α는 εj2π3이다.Where α is ε j2π3 .
상기의 선간 전압(euv, evw, ewu)을 3개의 성분 즉 영상분(領相分 : V10), 정상분(正相分 : V11), 역상분(逆相分 : V12)으로 나타내면 하기의 식(1)과 같이 된다.The above line voltages (e uv , e vw , e wu ) can be divided into three components: image fraction (V 10 ), normal fraction (V 11 ), and inverse phase (V 12). ), It becomes as following formula (1).
상기 식에 대하여 V10,V11,V12를 각각 구해보면,For V 10 , V 11 and V 12 ,
한편, 상기 식을 복소 벡터로 다시 쓰면 하기의 식(2)와 같이 된다.On the other hand, if the equation is rewritten as a complex vector, the following equation (2) is obtained.
상기 (1)과 (2)식에서,In the above formula (1) and (2),
즉, V10=0, V11=(1-α2)Vt1, V12=(1-α)Vt2이며That is, V 10 = 0, V 11 = (1-α 2 ) V t1 , V 12 = (1-α) V t2 ,
∵ ∵
여기서, Im(Vt0)=f(t)라고 하면,Where I m (V t0 ) = f (t),
로 되고, 여기서 θ=π/3이라고 하면, 결국Where θ = π / 3,
로 된다. 여기서 f(t)를 다음과 같이It becomes Where f (t) is
로 만들 경우 각 상의 전압은 다음과 같다.The voltage of each phase is made as follows.
0≤wt〈2π/3의 구간에서,In the interval 0≤wt <2π / 3,
eut=VDC e ut = V DC
2π/3≤wt〈4π/3 구간에서,In the interval 2π / 3≤wt <4π / 3,
evt=VDC e vt = V DC
4π/3≤wt〈2π 구간에서In the interval 4π / 3≤wt <2π
ewt=VDC e wt = V DC
결국, 제 5 도의 a 파형도와 같이 각 상전압 U(t), V(t), W(t)에 영상분 f(t)를 각기 합성하게 되면, 각 상전압 eut, evt, ewt은 제 5 도의 b, c, d와 같이 된다.As a result, when the image components f (t) are synthesized with the respective phase voltages U (t), V (t), and W (t) as shown in the waveform diagram of FIG. 5, the phase voltages e ut , e vt , e wt Is the same as b, c, d in FIG.
또한, 상기 제 5 도의 b, c, d의 파형을 하나의 좌표로 나타내면 제 6 도와 같이 되고, 이 제 6 도의 파형으로 부터 알 수 있는 바와같이 직류 VDC인 상을 제외하게 되면, V,W상의 파형이 1/3 주기(π/6∼5π/6)로 반복하게 된다. 따라서, 제 5 도에서 직류 VDC인 상은 제외하고, 두 상(W,V)상의 데이타중 1/3 주기만 메모리에 저장하고, 위상과 상 변환을 마이콤(3)에서 처리하여 출력을 포트로 출력하면 된다.Also, indicates a waveform of the fifth degree b, c, d as one coordinate and the like to help claim 6, when the exception of the direct current V DC, as can be seen from the sixth degree waveform, V, W The waveform of the phase is repeated in 1/3 cycle (π / 6 to 5π / 6). Therefore, in FIG. 5, except for the DC V DC phase, only one third of the data of the two phases (W, V) is stored in the memory, and the phase and phase conversion are processed by the microcomputer 3 to output the output to the port. Just do it.
한편, 실제 마이콤(3)에서 데이타를 처리하는 과정을 제 7 도의 흐름도와 함께 설명하면 다음과 같다. 즉, 파워가 온되면 콤프레셔(Compressor)가 온되어 있는지를 조사하여 오프되어 있으면 과정을 종료하고 온이되어 있는 상태에서 인터럽트가 발생하면 그 때 발생한 주파수를 세팅하고 시퀀스 넘버와 인터럽트 포인터, 펄스폭이 큰 쪽, 작은 쪽 데이타와 함께 출력 포인터(파형의 형태 즉, 어느 순산 1주기의 상이 변하는 형태), 마이크로 스텝(큰 쪽과 작은 쪽의 모습, ST0∼ST4)를 롬에서 로딩한다.Meanwhile, a process of processing data in the actual microcomputer 3 will be described with reference to the flowchart of FIG. 7 as follows. In other words, if the power is on, check whether the compressor is on and if it is off, terminate the process. If interrupt occurs while it is on, set the frequency generated at that time, and set the sequence number, interrupt pointer, and pulse width. The output pointer (in the form of a waveform, i.e., the phase changes in one cycle) and the microstep (large and small), ST0 to ST4, are loaded from the ROM together with the large and small data.
그리고 실외기의 상태를 체크하고 마이콤의 출력 포트를 지정하고 인터럽트 시간을 세팅하고 난 후 주파수를 1 증가시킨 후 다시 처음의 단계를 반복하며, 만일 처음 세팅된 주파수이면 작업을 종료한다.After checking the status of the outdoor unit, specifying the output port of the microcomputer, setting the interrupt time, increasing the frequency by 1 and repeating the first step again.
한편, 제 8 도는 상기의 과정에 의해 실행된 실시예이다.8 is an embodiment executed by the above process.
이상에서와 같이 본 발명은 정현파의 1/3 주기와 2상의 데이타만을 메모리에 저장하고 프로그램의 처리에 의해 위상과 상만을 바꿈으로써 메모리의 용량을 절감하면서 데이타 처리 속도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.As described above, the present invention has the effect of improving the data processing speed while reducing the memory capacity by storing only one-third period and two-phase data of the sine wave in the memory and changing the phase and phase only by the program processing. do.
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