KR950001997B1 - 압축기의 과부하 제어장치 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 본 발명의 과부하 제어장치가 적용되는 냉동 사이클을 보인 배관도.
제2도는 본 발명의 과부하 제어장치의 실시예를 보인 상세 회로도.
제3도는 압축기의 압력차에 대한 출력전압의 레벨을 보인 그래프.
제4도는 본 발명의 과부하 제어장치의 동작을 보인 신호 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 11 : 정전류 회로부
12 : 압력센서부 13 : 증폭부
14 : 아날로그/디지탈 번환부 15 : 비교 연산부
16 : 압축기 제어부
본 발명은 냉장고 및 에어콘 등과 같이 냉동 사이클을 구비하고 있는 기기에 있어서, 냉매를 압축시키는 압축기에 과부하가 걸렸을 경우에 이를 검출하여 압축기의 동작을 제어하는 압축기의 과부하 제어장치에 관한 것이다.
종래의 냉동 사이클을 구비하고 있는 기기들은 제1도에 도시된 바와 같이, 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 냉매가 응축기(2)에서 팬모타(3)의 구동에 따라 열교환되면서 응축되고, 응축기(2)에서 응축된 냉매는 드라이어(4) 및 캐피라리(5)를 순차적으로 통해 증발기(6)로 유입되며, 증발기(6)로 유입된 냉매는 팬모타(7)의 구동에 따라 열교환 및 냉기를 발생시킨 후 다시 압축기(1)로 유입되어 압축되는 것을 반복하고 있다.
이러한 냉동 사이클을 구비하고 있는 기기들은 과부하 차단기를 설치하여 압축기에 과부하가 걸렸을 경우에 압축기의 구동을 정지시키게 하였다.
즉, 종래에는 압축기가 과부하상태에서 구동되어 많은 전류가 흐를 경우에 과부하 차단기의 내부소자의 온도가 상승하고, 온도의 상승에 따라 저항값이 고저항으로 되면서 압축기에 인가되는 전원을 차단시키게 하였다.
그러나 상기와 같이 과부하 차단기는 압축기에 과부하가 걸렸을 경우에 일정시간이 경과된 후에 과부하 차단기가 동작 즉, 예를 들면, 압축기에 과부하가 걸린 약 4∼6초후에 과부하 차단기가 동작하여 압축기의 전원을 차단하게 된다.
그러므로 압축기에 과부하가 걸렸을 경우에 과부하 차단기가 동작하는 일정 시간동안 압축기로 계속 과전류가 흐르게 되어 필요없이 많은 전력이 소모되고, 과부하로 인하여 압축기가 손상될 뿐만 아니라 압축기의 성능 저하로 인하여 많은 소음이 발생하였으며, 또한 압축기의 초기기동 및 재기동시 압축기의 과부하 상태에 관계없이 예를들면 약 3분이 경과된 후에 압축기를 동작시켜야 되는 등의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 압축기의 과부하 상태를 검출하고, 과부하가 걸렸을 경우에 과부하 정도에 따라 압축기의 구동상태를 조절함으로써 압축기를 항상 최적의 상태로 구동시킬 수 있도록 하는 과부하 제어장치를 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 가지는 본 발명의 과부하 제어장치는 압력센서를 사용하여 압축기의 냉매가 유입되는 냉매 유입구와 냉매가 유출되는 냉매 유출구의 압력차를 검출한다.
그리고 검출한 압력차의 크기를 판별하고, 그 압력차에 따라 압축기의 구동속도를 제어하여 압력차가 항상 적정한 상태를 유지하게 한다.
그러므로 본 발명의 과부하 제어장치에 의하면, 압축기의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 냉매의 압력차를 항상 적정하게 유지함으로써 압축기의 과부하를 미연에 방지하게 된다.
이하, 본 발명의 과부하 제어장치의 바람직한 실시예를 보인 제2도 내지 제4도의 도면을 참조하여 상세히 설명하겠으며, 여기서 종래와 동일한 부위에는 동일 부호를 부여하였다.
제2도는 본 발명의 과부하 제어장치의 실시예를 보인 상세 회로도로서 이에 도시된 바와 같이, 전원단자(Vcc)에 직렬로 접속된 저항(R1s,R2s)의 접속점을 연산 증폭기(OP1s)의 비반전 입력단자(+)에 접속하고, 연산 증폭기(OP1s)의 반전 입력단자(-)에는 접지저항(R3s)을 접속하여 정전류회로부(11)를 구성하였다.
정전류 회로부(11)의 출력단자인 연산 증폭기(OP1s)의 출력단자와, 연산 증폭기(OP1s)의 반전 입력단자(-) 및 접지저항(R3s)의 접속점을, 4개의 센서저항(PR1s∼PR4s)이 브리지 접속된 압력센서부(12)의 센서 저항(PR1s,PR4s)(PR2s,PR3s)의 접속점에 각기 접속하고, 센서저항(PR3s,PR4s) (PR1s,PR2s)의 접속점을 연산 증폭기 (OP2s) (OP3s)의 비반전 입력단자(+) (+)에 각기 접속하고, 연산 증폭기(OP2s) (OP3s)의 출력 단자는 저항(R4s) (R5s)을 통해 그의 반전 입력단자(-) (-)에 각기 접속하여 그 접속점의 사이에 저항(R6s)을 접속함과 아울러 연산 증폭기(OP2s)의 출력단자는 저항(R7s)을 통해 연산 증폭기 (OP4s)의 반전 입력단자(-)에 접속하고, 연산 증폭기(OP3s)의 출력단자는 저항(R8s)을 통해 접지 저항(R9s) 및 연산 증폭기(OP4s)의 비반전 입력단자(+)에 접속하며, 연산 증폭기(OP4s)의 출력단자는 저항(R10s)을 통해 그의 반전 입력단자(-)및 저항(R7s)의 접속점에 접속하여 증폭부(13)을 구성하였다.
그리고 증폭부(13)의 출력단자인 연산 증폭기(OP4s)의 출력단자는 아날로그/디지탈 변환부(14)의 입력단자에 접속하고, 아날로그/디지탈 변환부(14)의 출력단자는 비교 연산부(15)의 입력단자에 접속하여 기준전압과 비교하게 하며, 비교 연산부(15)의 출력단자는 압축기 제어부(16)의 입력단자에 접속하여 비교 연산부(16)의 출력신호에 따라 압축기 제어부(16)가 압축기(1)의 구동을 제어하게 하였다.
상기에서 압력센서부(12)는 압축기(1)의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 사이에 설치하여 냉매의 압력차에 따라 센서저항(PR1s∼PR4s)의 값이 가변되게 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 과부하 제어장치는 전원단자(Vcc)에 동작전원이 인가된 상태에서 정전류 회로부(11)는 저항(R1s∼R3s)의 값으로 설정된 일정 전류를 출력하게 된다.
즉, 저항(R1s,R2s)으로 전원단자(Vcc)의 전원을 분할하여 연산 증폭기(OP1s)의 비반전 입력단자(+)에 인가되는 전원을 Vr이라고 가정할 경우에 연산 증폭기(OP1s)가 출력하는 정전류(1Ns)는 다음의 식(1)과 같다
이와 같이 출력되는 정전류 회로부(II)의 정전류(INs)는 압력센서부(12)로 입력된다.
그리고 압력센서부(12)는 압축기(1)의 저온 저압의 냉매가 유입되는 냉매 유입구와 고온 고압의 냉매가 유출되는 냉매 유출구의 사이에 설치되어 냉매 유입구와 냉매 유출구의 압력의 차이에 따라 센서저항(PR1s∼PR4s)의 값이 가변이므로 출력되는 압력 검출전압(VSs)은 다음의 식(II)와 같이 압력의 차이에 따라 가변되는 것으로 제3도에 도시된 바와 같이 냉매 유입구와 냉매 유출구 간의 압력차가 많을수록 출력되는 전압이 높게 된다.
이와 같이 압력 센서부(12)에서 출력되는 압력 검출전압(VSs)은 증폭부(13)로 입력되어 저항(R4s~R10s)의 값에 따라 약 45∼50배 정도 증폭되고, 증폭부(13)에서 증폭되어 출력되는 전압은 아날로그/디지털 변환부(14)에서 디지탈 신호로 변환되어 비교 연산부(15)로 입력된다.
이와 같이 아날로그/디지털 변환부(14)로부터 입력되는 겸출압력에 따른 전압을, 비교연산부(15)는 미리 설정되어 있는 최적의 압력차 및 최대의 압력차에 따른 전압과 비교 즉, 예를들면 1Kgf/cm2s 및 16Kgf/cm2s의 압력에 따른 전압과 아날로그/디지탈 변환부(14)의 출력전압의 크기를 비교하여 비교 결과를 압축기 제어부(16)로 입력시키게 된다.
그러면, 압축기 제어부(16)는 비교 연산부(15)의 출력신호로 압축기(1)의 과부하 상태를 판별하여 1Kgf/cm2s 이하일 경우에는 현재 압축기(1)를 구동조건을 그대로 유지시키면서 압축기(1)를 계속 구동시키고, 1Kgf/cm2s이상일 경우에는 16Kgf/cm2s 이하인지를 다시 판별하여 16Kgf/cm2s 이하일 경우에는 압축기(1)의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 압력차가 1Kgf/cm2s 이하로 될 때까지 압축기(1)를 계속 구동시키고, 냉매 유입구와 냉매 유출구의 압력차가 과부하 상태인 16Kgf/cm2s 이상일 경우에는 압축기(1)의 구동속도를 감속시켜 과부하를 방시한다.
한편, 제4도는 본 발명의 과부하 제어장치의 동작을 보인 신호 흐름도로서 이에 도시된 바와 같이, 단계(21)에서 압축기의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 압력을 감지하여 단계(22)에서 압력차(P)를 검출하고, 단계(23)에서 검출한 압력차(P)가 1Kgf/cm2s 이하인지를 판별하여 1Kgf/cm2s 이하일 경우에는 단계(24)에서 현재 압축기(1)를 구동조건을 그대로 유지시키면서 압축기(1)를 계속 구동시키고, 1Kgf/cm2s 이상일 경우에는 단계(25)에서 압력차(P)가 16kgf/cm2s 이상인지를 판별하여 16+Kgf/cm2s 이상이 아닐 경우에는 압축기(1)의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 압력차가 1Kgf/cm2s 이하로 될 때까지 압축기(1)를 계속 구동시키며, 압력차(P)가 과부하 상태인 16Kgf/cm2s 이상일 경우에는 단계(26)에서 압축기(1)의 구동속도를 감속시켜 과부하를 방지한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 과부하 제어장치는, 압축기의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 냉매 압력의 차로 과부하 상태를 검출하고, 과부하가 걸렸을 경우에 압축기의 구동속도를 감속시켜 과부하를 방지하는 것으로 과부하시 바로 동작하여 과부하로 인한 전력의 소모를 방지하고, 압축기의 손상을 방지 할 뿐만 아니라 압축기의 성능 저하로 인하여 많은 소음이 발생하는 것이 방지되며, 또한 압축기의 초기기동 및 재기동시 압축기의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 압력차가 과부하 상태이하인 상태에서는 바로 압축기를 구동시킬 수 있는 등의 효과가 있다.
Claims (1)
- 정전류를 공급하는 정전류회로부(11)와 상기 정전류회로부(11)의 출력전류를 전원으로 하고 압축기(1)의 냉매 유입구와 냉매 유출구의 사이에 설치되어 압력차를 검출하는 압력센서부(12)와, 상기 압력센서부(12)의 출력신호를 증폭하는 증폭부(13)와, 상기 증폭부(13)의 출력신호를 디지털신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부(14)와, 상기 아날로그/디지탈 변환부(14)의 출력신호를 미리 설정된 전압과 비교하여 압축기(1)에 과부하가 걸렸는지를 판별하는 비교연산부(15)와, 상기 비교연산부(15)의 출력신호에 따라 압축기(1)의 구동속도를 제어하는 압축기제어부(16)로 구성된 것을 특징으로 하는 압축기의 과부하 제어장치.
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