KR950005519B1

KR950005519B1 - 가스로의 연소용 모터 제어방법 및 회로

Info

Publication number: KR950005519B1
Application number: KR1019910011864A
Authority: KR
Inventors: 이병훈
Original assignee: 주식회사금성사; 이헌조
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1995-05-24
Also published as: KR930002740A

Abstract

내용 없음.

Description

가스로의 연소용 모터 제어방법 및 회로

제1도는 일반적인 가스로의 운전제어 시스템 블록도.

제2도는 종래 가스로의 연소용 모터 제어회로도.

제3도 (a) 내지 (k)는 종래 가스로의 난방강운전시 타이밍도.

제4도는 본 발명에 따른 가스로의 연소용 모터 제어 회로도.

제5도 (a) 및 (b)는 본 발명에 따른 점호각 제어 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 마이컴 12 : 전압변동 감지부

13 : 회전감지부 14 : 파형정형화부

15 : 연소용모터 구동회로 PC11 : 포토커플러

LD1 : 발광다이오드 PT1 : 포토 트라이액

T11 : 트라이액 M : 연소용 모터

본 발명은 가스로의 연소용 모터 제어방법에 관한 것으로 특히, 마이컴을 사용한 가스로에 있어서 연소용 모터를 다수 레벨로 제어할 경우 가장 적합한 회전수를 내고 전압변동시 연소용 모터의 회전수를 보상하여 최적의 연소에 필요한 정확한 회전수를 내도록 한 가스로의 연소용 모터 제어방법 및 회로에 관한 것이다.

제1도는 일반적인 가스로의 운전제어 시스템 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 시스템 제어를 하는 마이컴(1)과, 전원공급 초기시에 리세트신호를 발생하는 리세트부(2)와, 염검지 및 온도를 감지하는염/온도 감지부(3)와, 고장발생시 안전제어신호를 발생하는 안전제어부(4)와, 시스템 동기 클럭펄스를 발생하는 발진부(5)와, 각부에 전원을 공급하는 전원부(6)와, 상기 마이컴(1)의 제어에 따라 각 제어릴레이를 구동시키는 릴레이 구동부(7) 및 부하구동부(8)와, 키입력부(9) 및 표시부(10)로 구성된다.

제2도는 종래 가스로의 연소용 모터 구동회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 마이컴(1)의 연소용 모터(M) 제어신호를 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가시키고, 그 트랜지스터(Q1)의 에미터 및 저항(R2)을 통해 베이스에 접지전원을 인가시키며, 그 트랜지스터(Q1)의 콜렉터를 연소용 모터 구동릴레이(RY1)의 코일을 통해 음전원(-Vcc₂)을 인가시키고, 그 연소용 모터 구동릴레이(RY1)의 스위치를 통해 교류전원(AC)으로 연소용 모터(M)를 구동시키도록 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래 가스로의 운전제어를 제3도 (나) 내지 (타) 난방운전 제어 타이밍도를 참조해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 키입력부(9)를 통해 운전시작 스위치를 누르게 되면, 마이컴(2)이 이를 감지하여 연소용 모터(M)구동신호인 저전위 신호를 출력시키면 트랜지스터(Q1)가 온되어 연소용 모터 구동릴레이(RY1)가 구동되면서 연소용 모터(M)에 교류전원(AC)을 공급하여 그 연소용 모터(M)를 구동시킨다.

이때 마이컴(1)이 연소용 모터(M)를 구동시킴과 아울러 릴레이 구동부(7)를 통해 비례제어밸브를 "약"으로 열고, 소정시간(약 30초) 경과 후 이그나이터를 온시켜 점화 불꽃이 발생되게 하고, 약 1초 경과 후 솔레노이드 밸브를 열어 연소실 내부에 혼합연료가 분사되게 하여 점화시키며, 염/온도 감지부(3)에서 불꽃감지가 되면 이그나이터를 오프시키고 소정시간(약 30초) 동안 약 운전을 행하게 한다.

이후 염/온도감지부(3)를 통해 온도를 감지하면서 소정온도-현재온도>2℃이면, 비례제어밸브를 "강"으로 열어 강운전을 하고, 온퐁온도가 44℃ 이상이 되면 대류용 모터를 "강"으로 운전하며, 현재 감지온도가 -1<설정온도-현재온도≤2℃이면 비례제어밸브를 "약"으로, 대류용 모터를 "약"으로 운전하고, 설정온도-현재온도≤-1인 경우에는 비례제어밸브와 솔레노이드 밸브를 오프시킨다.

실온이 내려가서 설정온도-실온≥1이 되면 비례제어밸브를 "약"으로 열고 30초 경과후 이그나이터를 온 시켜 1초경과후에 솔레노이드 밸브를 온시킴과 아울러 1초동안 점화되는지의 염검지를 수행해 점화되었을때 이그나이터를 오프시키고, 30초동안 강제로 약운전을 하며, 설정온도-현재온도≥3℃이면, 비례제어밸브를 강으로 열고 대류용 모터를 강으로 운전한다.

그리고, 운전 스위치를 오프시키면, 비례제어밸브 및 솔레노이드밸브를 오프시키고, 온풍온도가 30℃ 이하가 된 뒤에 연소용 모터 및 대류용 모터를 오프시킨다.

난방강운전 및 약운전은 운전선택모드로 선택되는데, 난방강운전시의 시퀀스는 상기에서 설명한 바와 같은 제어로 운전을 하고, 난방약 운전시는 난방강운전시에서 비례제어밸브 및 대류용 모터를 강운전하게 되는 시점에서도 계속 약운전을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 운전제어에서 연소의 강/약 제어시 미례제어밸브 및 대류용 모터는 약→강→약 등으로 운전모드를 바꾸게 되나, 연소용 모터는 온/오프만이 제어되므로 회전수의 변화없이 일정속도로 제어한다.

그렇지만 전원전압 변동시에는 연소용 모터의 회전수 변화가 심하게 나타나게 된다. 따라서 운전모드의 변화에 부응하여 연소용 모터를 제어하지 못하고, 전원전압의 변동에 의해 회전수 변화가 심하게 나타나므로, 최적연소에 필요한 연소조건을 맞추지 못하여 연소효율이 떨어지거나 실화 또는 열화가 발생된다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여, 연소용 모터를 점호각 제어방식으로 제어하여 운전 강/약 모드선택에 따라 그 연소용 모터의 회전속도를 가변시키고 , 전원전압의 변도에 대한 보상을 하도록 하여 최적연소에 알맞는 회전수로 연소용 모터를 제어하도록 한 가스로의 연소용 모터 제어방법 및 회로를 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면을 참조해 상세히 설명하면 다음과 같다.

제4도는 본 발명에 따른 가스로의 연소용 모터 제어회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 메인 전원전압(AC)을 저항(R11) 및 접지저항(R12)을 통해 접지 콘덴서(C1)에 인가시켜 적분된 레벨로 검출한 후 마이컴(11)에 아날로그/디지탈(A/D) 변환입력시키는 전압변동 감지부(12)와, 홀소자를 통해 연소용 모터의 회전펄스를 검출하는 회전감지부(13)와, 그 회전감지부(13)의 출력을 저항(R13) 및 콘덴서(C12)를 통해 트랜지스터(Q11)의 베이스에 인가하여 그 트랜지스터(Q11)의 콜렉터측 출력을 저항(R15), 역방향 다이오드(D11) 및 콘덴서(C13)를 통해 파형정형화시켜 상기 마이컴(11)에 모터회전 펄스신호로 입력시키는 파형정형화부(14)와, 상기 마이컴(11)의 연소용 모터 제어신호를 병렬저항(R16 및 R18)을 통해 포토커플러(PC11)의 발광다이오드(LD11)에 인가시키고, 그 포토커플러(PC11)의 수광수단인 포토 트라이액(PT1) 주전극의 출력을 저항(R20)을 통해 트라이액(T11)의 게이트 전극에 인가시키며, 모터구동전원(AC)을 저항(R19)을 통해 상기 포토커플러(PC11)의 포토 트라이액(PT1) 부전극에 인가시킴과 아울러 상기 트라이액(T11)을 통해서 연소용 모터(M)와 페루프를 형성시키고, 직렬 접속된 콘덴서(C14) 및 저항(R21)을 상기 트라이액(T11)과 병렬 접속시킨 스나버회로로 구성시켜 상기 마이컴(11)의 점호각 제어 트리거 신호에 따라 상기 연소용 모터(M)를 점호각 제어방식으로 구동시키는 연소용 모터 구동회로(15)로 구성하였다.

이와 같이 구성된 본 발명은 상기 마이컴(11)에서 전압변동 감지부(12)를 통해 모터의 구동전원으로 인가시키는 메인전원(AC)의 전압변동치를 검출하고, 회전수 감지부(13)의 연소모터(M) 회전 감지펄스를 파형정형화부(14)를 통해 파형정형화시켜 입력받아 목표회전수와 실제 회전수치에 따른 점호각 제어신호를 발생하되, 상기 전압 변동치에 의해 점호각 제어신호를 보상시켜 연소용 모터 구동회로(15)에 트리거신호를 출력시켜 연소용 모터(M)를 점호각 제어에 의해 구동시킨다.

제5도 (가) 및 (나)는 본 발명에 따른 연소용 모터의 점호각 제어 파형도인데, 이를 참조해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 마이컴(11)은 현재 연소용 모터(M)의 회전펄스를 회전감지부(13)를 통해 검출하여 파형정형화부(14)를 통해 입력되는 실제회전에 따른 펄스를 소정시간 카운트하여 이에 따른 실제 회전수를 구한 후 목표로 하는 목표 회전수와의 차를 구하여 현재 제어할 신점호각을 구하는데,

여기서, Δt는 저압변동치에 따른 제어값이며, K는 마이컴(11)에 설정시킨 상수값이고, N은 그 차이를 몇단계로 분할할 것인가를 나타내는 팩터(FACTOR)이다. 이 팩터는 소프트 웨어 프로그램에서 로테이트 라이트(ROTATE RIGHT)를 행하여 이루어지고, 제품의 스팩과 모터의 특성에 의해 정하여진다.

예를들어, 1분간 회전수(rpm)를 검출하는데 있어서, 2초간 지연, 5초간 카운트하여 점호각을 결정한다면, 5초간 카운트된 회전수는

회전수 =5초 카운트 펄스수×(1/2)×(60/5)

여기서, 1/2는 홀소자를 2개 설치하여 1회전당 2개의 펄스가 발생되기 때문이고, 60/5는 5초간 마이컴에서 펄스수를 받아들이므로 이를 1분간의 회전수인 rpm으로 바꾸기 때문이다.

따라서, (1/2)×(60/5)=6으로 이는 K값이 되어 마이컴(11)에 설정시켜 점호각 검출시 사용한다.

그리고, 전원전압 변동에 따른 점호각의 보상은 메인전원(AC)을 저항(R11,R12) 및 콘덴서(C11)를 통해 적분시켜 아날로그/디지탈 변환 입력으로 인가받는데, 마이컴(11)내의 아날로그/디지탈 변환이 8비트 변환이면 최대 255단계로 나눌 수가 있고, Vref=5[V]라 할 때 1비트에 해당하는 전압은 5/255가 된다. 220[V] 정격 입력시 아날로그/디지탈 입력 전압이 x[V]이면, 이때의 아날로그/디지탈 변환값은이다.

따라서 전원전압이 변동이 있을 때 아날로그/디지탈 입력전압(X)은

220 : x = (220-ΔV) : X

X = x(220-ΔV)/220

이때의 아날로그/디지탈 변환값은이므로 전원전압 변동에 따른 아날로그/디지탈 변환값의 차이는

x/(5/255)-[x(220-ΔV)/220]/(5/255)

=[x×255(220+ΔV)]5×220

=x×(ΔV/220/)×(255/5)

이 되어 전원전압 변동에 따른 점호각 제어값(Δt)은

Δt=x×(ΔV/220/)×(255/5)가 된다.

이것을 이용하여 전압변동에 따른 점호각을 보상시켜 주게 된다.

상기에서 전원전압 강하 비율에 따른 점호각 제어한계는 모터특성 즉, 인덕턴스 , 저항치등에 따라 달라지는 값으로서 일정치 않으나, 실험적인 데이타에 의해 ±15V 정도로 된다.

제5도 (가)에 도시한 바와 같이 교류전원(AC)이 공급될때 마이컴(11)에서 점호각 제어를 제로크로싱 시점으로부터 소정타이밍(t1)을 지난 후 트리거펄스를 출력하고, 그 트리거 펄스에 의해 포토 커플러(PC11)의 발광다이오드(LD1)가 점등되면, 수광수단인 수광 트라이액(PT1)이 턴온되어 저항(R20)을 통해 메인트라이액(T11)의 게이트 펄스로 입력시켜 턴온시키므로, 그 트라이액(T11)을 통해 다음 제로크로싱 시점에서 전류방향이 바뀌는 시점까지 연소용 모터(M)에 전류 루프를 열어주고, 그 제로크로싱 시점에서 다시 소정시간(t1) 뒤에 마이컴(11)에서 트리거신호를 출력하여 상기 연소용 모터(M)의 전류 루프를 다시 열어 준다.

이와 같이 마이컴(11)에서 연소용 모터(M)를 제어할때 강/약운전 모드에 따른 목표회전수를 각각 설정하고, 현재 회전수와 목표회전수 차에 따른 신점호각 제어신호를 발생하되, 전원전압 변동치에 따른 보상값을 계산하여 산점호각 제어 타이밍을조절하여 연소용 모터(M)을 제어하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 연소용 모터를 점호각 제어를 하게 하여, 그 점호각을 목표회전수와 실회전수 차에 따라 결정하면서, 전원전압 변동치에 따른 보상을 하여 원하는 목표회전수로 연소용 모터를 제어할 수 있으므로, 다수 레벨로 제어하고자 할 때 목표회전수를 다수 레벨로 설정시켜 제어하게 할 수 있고, 점호각 제어이므로 미세제어가 가능하여 안정된 연소상태를 유지시킬 수 있음과 아울러 연소효율 및 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

운전모드에 따른 연소용 모터(M)의 목표회전수를 설정하고, 현재 회전수와 상기 목표회전수와의 차를 1단계 기준이 되는 상수(K)와 그 차이를 몇등분으로 분할하여 제어할 것인가에 따른 팩터(N)의 곱으로 나누어 회전수 차이에 따른 점호각 제어값을 구하고, 정격전압일 때 아날로그/디지탈 변환 입력되는 전압(X)에 현재의 전압 변동값(ΔV)을 정격전압으로 나눈 값으로 곱한 후, 아날로그/디지탈 변환시 1비트에 해당되는 전압의 역수를 곱하여 전원전압 변동치에 따른 점호각 제어값을 구한 후 이를 전점호각에 보상하여 신점호각을 구하고, 그 신점호각에 따라 점호각 제어로 상기 연소용 모터(M)를 구동시키도록 하는 것을 특징으로 하는 가스로의 연소용 모터 제어방법.
메인전원(AC)의 전압을 소정레벨로 적분시켜 시스템 제어 마이컴(11)의 아날로그/디지탈 변환 입력으로 인가시키는 전압변동 감지부(12)와, 연소용 모터(M)의 회전에 따른 회전펄스를 검출하는 회전감지부(13)와, 상기 회전감지부(13)의 회전펄스를 파형정형화시켜 상기 마이컴(11)에 입력시키는 파형정형화부(14)와, 상기 파형정형화부(14)를 통해 입력되는 현재 회전수와 설정된 목표회전수, 상기 전압변동 감지부(12)로부터 입력되는 전압 변동치 및 전점호각에 따라 상기 마이컴(11)으로부터 출력되는 신점호각 제어 트리거에 의해 점호각을 제어하여 연소용 모터(M)를 구동시키는 연소용 모터 구동회로(15)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 가스로의 연소용 모터 제어회로.
제2항에 있어서, 파형정형화부(14)는 회전감지부(13)의 출력단자를 트랜지스터(Q11)의 베이스에 접속하고, 그 트랜지스터(Q11)의 에미터를 부전원단자(-Vcc₂)에 접속함과 아울러 그 접속점과 상기 베이스 접속점 사이에 저항(R13) 및 콘덴서(C12)를 병렬접속하며, 상기 트랜지스터(Q11)의 콜렉터를 풀업저항(R14)에 접속함과 아울러 저항(R15) 및 역방향 다이오드(D1)를 통해 마이컴(11)의 회전펄스 입력단자(C)에 접속하고, 그 접속점과 콘덴서(C13)를 통해 상기 부전원단자(-Vcc₂)에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 가스로의 연소용 모터 제어방법.
제2항에 있어서, 연소용 모터 구동회로(15)는 마이컴(11)의 점호각 제어 트리거 출력단자를 병렬저항(R16~R18)을 통해 포토 커플러(PC11)의 발광수단인 발광다이오드(LD1)에 접속하고, 그 포토 커플러(PC11)의 수광수단인 포토 트라이액(PT1)의 제1애노우드를 저항(R20)을 통해 트라이액(T11)의 게이트단자에 접속하며, 상기 포토 트라이액(PT1)의 제2애노우드를 저항(R19)를 통한 후 상기 트라이액(T11)의 제2애노우드 및 전원(AC)의 일측단자에 접속하고, 그 전원의 타측 단자를 연소용모터(M)를 통해 상기 트라이액(T11)의 제1애노우드에 접속하며, 직렬 접속된 콘덴서(C14) 및 저항(R21)을 상기 트라이액(T11)과 병렬 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는가스로의 연소용 모터 제어회로.