KR970001290B1 - 공기조화기의 교류전류검출방법 및 교류전류검출장치 - Google Patents

공기조화기의 교류전류검출방법 및 교류전류검출장치 Download PDF

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쓰기오 나까에
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산요덴끼 가부시끼가이샤
이우에 사또시
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Abstract

내용 없음.

Description

공기조화기의 교류전류검출방법 및 교류전류검출장치
제1도는 본 발명에 관한 전류검출장치의 한 실시예를 나타낸 도면.
제2도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 한 예를 보인 냉동주기의 냉매회로도.
제3도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 제어회로도.
제4도는 본 발명에 의한 전류검출회로의 출력전압 파형도.
제5도는 본 발명에 있어서의 한 예의 마이크로 컴퓨터의 전류연산동작의 흐름도.
제6도는 본 발명에 있어서의 다른 예의 마이크로 컴퓨터의 전류연산동작의 흐름도.
제7도는 본 발명에 의한 전류검출장치의 출력에 기초해서 행하는 주파수 보정의 흐름도.
제8도는 변류기의 출력전류에 기초한 운전전류의 상태를 나타내는 도면.
제9도는 본 발명에 의한 전류검출과 종래의 전류검출과를 비교하기 위한 전류변화를 나타내는 도면.
제10도는 종래의 공기조화기에서 사용되는 전류검출회로의 다른 예를 나타내는 도면.
제11도는 제10도에 나타내는 종래의 전류검출회로의 각 부의 파형도.
제12도는 3상 교류 전력을 사용한 경우의 변류기에 흐르는 전류의 1상분의 파형도.
제13도는 본 발명에 의한 전류검출장치의 다른 실시예를 나타내는 도면.
제14도는 종래의 공기조화기에서 사용되는 전류검출회로의 한 예를 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압축기 2 : 소음기
3 : 4방향 밸브 4 : 열원측 열교환기
5 : 모세관 6 : 스크린 필터
7 : 이용측 열교환기 8 : 소음기
9 : 축압기 10 : 전라밸브
11 : 정류회로 12 : 전동기용 전원회로
13 : 제어용 전원회로 14 : 마이크로 컴퓨터
15 : 전동기 구동회로 16 : DC팬 전동기
17 : 스위치 기판 18 : 표시판
18a : 수신기 19 : 플랩 전동기
20 : 실온센서 21 : 열교환기 온도센서
22 : 습도센서 23 : 직렬회로
24 : 구동장치 25 : 가열기
26 : 트라이액 27 : 가열기계전기
30 : 외부부착 ROM 31 : 바리스터
32 : 잡음 필터 33 : 변류기
34 : 리액터 35 : 평활회로
38 : 전동기 구동회로 39 : 직렬회로
40 : 전류검출회로 41 : 마이크로 컴퓨터
42 : 스위칭 전원회로 43 : 압축기용 전동기
44 : 토출 온도센서 45 : 팬전동기
46,46 : 4방향 밸브 48 : 외기 온도센서
49 : 열교환기 온도센서 50 : 외부부착 ROM
본 발명은 공기조화기의 교류 전류검출방법 및 교류 전류검출장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기에는 제14도에 도시하는 바와같이 실내장치(A)와 실외장치(B)로 구성된 분리형이 알려져 있는 바, 실내장치(A)에는 열교환기외에 팬전동기나 플랩전동기등 또는 제어용의 마이크로 컴퓨터등의 부하(70)이 탑재되고, 실외장치(B)에는 열교환기, 압축기, 감압장치외에 팬전동기나 제어용의 마이크로컴퓨터 등의 부하(80)이 탑재되어 있다.
가정용의 공기조화기는 통상 100V의 상용 교류 전원으로 운전되지만 콘센트의 허용전류가 20A로 정해져 있는것 때문에 공기조화기의 소비전력이 증가해서 운전전류가 20A를 초과하는 때에는 차단기를 작동시켜서 전원의 공급을 차단시키도록 하고 있다.
그때문에 공기조화기의 운전전류를 검출하여 소비전류가 20A를 초과하려고 하는 때에는 압축기의 능력을 내려서 소비전류를 감소시키고 있었다.
종래의 운전전류검출회로는 제14도에 도시하는 바와같이 실외장치(B)의 부하전류를 검출하는 변류기(Current transformer)(81)을 설치하여 그 1차측은 부하(80)으로의 공급전선에 유도결합디고, 2차측의 출력 전류는 저항(82) 다이오우드(83), 평활용 콘덴서(84)에 의해 정류 평활되어 저항(85a)(85b)에 의해 분압되어서 적당한 직류전압으로서 마이크로 컴퓨터(86) A/D(아날로그/디지탈)단자에 입력된다.
그 결과 마이크로 컴퓨터(86)에 의해 운전전류가 설정치에 도달했는가 아닌가가 판별된다.
그런데 이와같은 운전전류 검출회로에서는 평활용 콘덴서(84)로서 정전용량이 큰것이 사용되기 때문에 이 콘덴서가 지역 필터로서 기능하고, 예를들면 인버어터 공기조화기의 경우 급격히 냉난방능력을 증가시키려고 해서 압축기의 능력을 증가시키면 실제의 운전전류는 급격히 증가하지만 변류기(81)에 의해 검출되어 마이크로 컴퓨터(86)으로 입력되는 운전전류의 증가는 실제의 운전전류의 증가보다 약간 지연되는 경향이 있다.
그 때문에 전원의 공급을 차단하기 위한 운전전류의 설정치를 허용전류인 20A로 설정해서는 실제의 전류가 허용전류의 20A를 오우버슈우트(Over Shoot)해버리기 때문에 실제의 운전전류가 허용전류인 20A를 초과하지 않도록 안전을 고려하여 허용전류인 20A보다 낮은 18A 정도로 설정해 두고 있는 현실이다.
한편 종래의 운전전류검출회로에서는 평활용 콘덴서(84)의 용량을 크게 설정하고, 전류의 피이크치에 가까운 전류치가 얻어지도록 해서 전류변화의 지연을 보정하고 있었다.
그러나 이러한 대책을 취해도 변화하는 전류에 대한 추종과 올바른 전류치가 양립하지 않음과 동시에 변형된 전류파형에 대해서는 전류치의 실제의 전류에 대한 오차가 컸었다.
그러나 전원공급을 차단하는 전류설정치는 20A에 가까울수록, 압축기의 최대 능력을 올릴 수가 있고, 냉난방능력을 높일 수가 있기 때문에 바람직하다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로서 공기조화기의 운전전류의 변화를 지체없이 비교적 정확히 검출해서 전원공급을 차단하기 위한 설정치를 허용전류에 가까운 값으로 설정할 수 있게 해서 냉난방 능력을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달서하기 위해 전력원으로부터 공기조화기에 공급되는 전력의 전력파형을 소정의 주기마다에 A/D(아날로그/디지탈)변환된 전류치의 변화로 치환하여 이들 전류치의 평균치로 전력원으로부터 공기조화기에 공급되는 전력의 전류치로서 공기조화기의 전류를 검출하도록 했다.
또 본 발명에서는 공기조화기에 흐르는 전류를 검출하는 변류기와 이 변류기의 2차측의 출력전압을 디지털 데이터로 변환하는 A/D변환부와 이 디지털 데이터의 평균치를 구하는 연산부를 구비하고 이 평균치에 대응하는 전류치를 공기조화기에 흐르는 전류로 하는 공기조화기의 전류검출장치를 제안했다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 능력 가변형의 압축기를 갖고, 이 압축기의 능력을 공기조화부하의 크기에 맞추어서 가변제어함과 동시에 압축기에 흐르는 전류가 설정치를 초과하지 않도록 상기한 압축기의 능력이 감소되는 방향으로 보정제어하는 공기조화기에 있어서 전류파형을 소정의 주기마다 A/D변환된 전류치의 변화로 치환하고 이들 전류치의 평균치에 기초해서 전기한 압축기의 능력이 감소하는 방향으로 보정제어하는 공기조화기의 전류검출방법을 제안했다.
다시 또, 상기한 목적을 달성하기 위해 공기조화기의 부하전류를 검출하는 변류기와 이 변류기의 2차측의 일단에 소정의 전위를 부여하는 정전압부와 변류기의 타단에 나타나는 전압을 디지털 데이터로 변환하는 A/D변환부와 소정의 주기마다 A/D변환부에 A/D변환을 행하게 하는 타이머부와 소정의 주기마다 상기한 A/D변환부로부터 얻어지는 디지털 데이터의 평균치를 공기조화기의 운전전류로서 출력하는 연산부를 구비한 공기조화기의 전류검출장치를 제안했다.
전류파형을 직접 디지털 데이터로 입력시켜 이 디지털 데이터의 평균치를 구하므로서 공기조화기에 흐르는 전류의 정확한 실효치를 얻을 수가 있다.
(실시예)
다음으로 본 발명의 실시예를 도면에 기초해서 설명한다.
제2도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 일예에 있어서의 냉동주기의 냉매회로도이다.
이 도면에 있어서 1은 내부에 전동기 요소와 전동기 요소로 구동되는 압축요소를 갖는 밀폐형의 압축기, 2는 압축기(1)로부터 토출되는 냉매로부터 나오는 소음을 적게 하는 소음기, 3은 냉방운전/난방운전에서 냉매가 흐르는 방향을 변화시키는 4방향 밸브, 4는 열원측 열교환기, 5는 모세관(감압장치), 6은 스크린 필터, 7은 이용측 열교환기, 8은 소음기, 9는 축압기, 10은 전자밸브이다.
4방향 밸브(3)의 상태 및 전자밸브(10)의 개폐상태에 의해 압축기(1)로부터 토출되는 냉매의 흐름이 실선화살표(냉방운전)과 점선화살표(난방운전)과 점이붙은 실선화살표(성에 제거운전)의 3가지 모우드로 나누어 진다.
냉방운전시에는 열원측 열교환기(4)가 응축기로서 작용하고, 이용측 열교환기(7)이 증발기로서 작용한다.
난방운전시에는 이용측 열교환기(7)가 응축기로서 작용하고, 열원측 열교환기(4)가 증발기로서 작용한다.
성에제거 운전시에는 냉방운전의 냉매의 흐름중 압축기로부터 토출되는 냉매의 일부를 열원측 열교환기(4)에 직접 공급하고, 열원측 열교환기의 온도를 상승시켜서 열원측 열교환기의 성에제거를 행하도록 되어있다.
다음으로 제3도는 본 발명이 적용되는 공기조화기의 일예의 제어회로를 나타내는 것으로 도면의 중앙에 그은 1점 쇄선의 좌측의 회로부분은 실내장치(A)에 설치되는 제어회로, 우측의 회로부분은 실외장치(B)에 설치되는 제어회로이며 양 제어회로는 전력선(100) 및 통신선(200)으로 접속되어 있다.
여기서 실내장치(A)의 제어회로에는 플러그로부터 공급되는 교류 100V를 정류하는 정류회로(11)과, 실내에 냉온풍을 송풍하는 DC팬전동기(브러시레스 전동기)(M1)(16)에 인가하는 직류 전력의 전압을 마이크로 컴퓨터(14)로부터의 신호에 따라 10-36V로 변경하는 전동기용 전원회로(12)와, 마이크로컴퓨터(14)용의 5V의 직류 전력을 발생시키는 제어용 전원회로(13)과, DC팬전동기(16)의 회전위치정보에 기초한 마이크로컴퓨터(14)로부터의 신호에 응답해서 DC팬전동기(16)의 고정자 권선의 통전타이밍을 제어하는 전동기 구동회로(15)와, 실내장치(A)의 조작판에 설치된 온/오프(ON/OFF)스위치 시운전스위치 등이 설치된 스위치기판(17)과, 무선원격 제어장치(60)으로부터의 원격조작신호(ON/OFF신호, 냉난방의 전환신호, 실온 설정치신호 등)을 수신하는 수신기(18a)와, 공기조화기의 운전상태를 표시하는 표시판(18)과, 냉온풍의 분출방향을 가변시키는 플랩을 동작시키기 위한 플랩전동기(M2)(19)가 설치되어 있다.
다시 또, 실온을 검출하는 실온센서(10)과, 실내측 열교환기의 온도를 검출하는 열교환기 온도센서(21)과, 실내의 습도를 검출하는 습도센서(22)가 설치되어 이들 센서의 검출치는 마이크로컴퓨터(14)가 A/D변환해서 격납한다.
한편, 마이크로컴퓨터(14)로부터 실외장치(B)로의 제어신호는 직렬회로(23), 단자판(T3)을 거쳐서 전송된다.
별도로 마이크로 컴퓨터(14)로부터의 신호에 의해 구동장치(24)를 거쳐서 트라이액(26) 및 가열기계전기(27)이 제어되고, 이것에 의해 습기제거시의 재가열용 가열기(25)의 통전이 위상제어된다.
30은 공기조화기의 기종이나 제특성을 특정하는 「고유데이터」을 기억시킨 외부부착의 ROM으로 이들 고유데이터를 기억시킨 외부부착 ROM(30)으로부터는 전원투입직후와 운전정지후에 에 이고유데이터의 기록을 행한다.
전원투입시는 이 외부부착 ROM(30)으로부터 고유데이터의 격납이 종료하기까지의 무선원격 제어장치(60)으로부터의 지령입력이나 후술하는 운전, 시운전스위치의 상태의 검출은 행해지지 않는다.
다음으로 실외장치(B)의 제어회로에 대해 설명한다.
실외장치(B)에는 실내장치(A)의 단자판(T1)(T2)(T3)와 각각 결선되는 단자판(T1')(T2')(T3')이 설치되어 있다.
31은 단자판(T1')(T2')에 병렬로 접속된 바리스터, 32는 잡읍필터, 34는 리액터, 35는 배전압을 평활하는 평활회로이며 100V의 교류로부터 약 280V의 직류전압이 얻어진다.
39는 단자판(T3')으로부터 입력되는 실내장치(A)로부터의 제어신호를 마이크로컴퓨터(41)에 전달하기 위해 신호변환을 하는 직렬회로, 40은 실외장치(B)의 부하에 공급되는 전류를 변류기(33)에서 검출하여 직류전압으로 평활한 후 마이크로 컴퓨터(41)로 공급하는 전류검출회로, 41은 마이크로 컴퓨터, 42는 마이크로 컴퓨터(41)용의 전원전압을 발생시키는 스위칭 전원회로이다.
38은 마이크로 컴퓨터(41)로부터의 제어신호에 기초해서 후술하는 압축기(43)으로의 통전을 PWM제어하는 전동기 구동회로로 6개의 전력트랜지스터가 3상 브리지상으로 접속되어 소위 인버어터장치를 구성하고 있다.
43은 냉동주기의 압축기를 구동시키는 압축기용 전동기이고, 44는 압축기 토출측의 냉매온도를 검출하는 토출온도센서, 45는 3가지 속도로 속도조절되는 팬전동기로 실외측 열교환기에 송풍을 행한다.
46 및 47은 냉동주기에 있어서 냉매의 유로를 전환시키기 위한 4방향 밸브 및 전자밸브이다.
다시 또, 실외장치(B)에는 흡기구 근방에 외기온도를 검출하기 위한 외기온도센서(48)이 설치되고 또한 실외측 열교환기의 온도를 검출하기 위한 열교환기 온도센서(49)가 설치되어 있어서 이들 센서(48)(49)의 검출치는 마이크로컴퓨터(41)의 A/D변환해서 격납한다.
50은 실내장치(A)에 있어서의 외부부착 ROM(30)과 같은 기능을 갖는 외부부착 ROM으로서 여기에는 외부부착 ROM(30)에 대해 설명한 바와 같은 실외장치(B)에 대한 고유데이터가 기억되어 있다.
또, 실내장치(A) 및 실외장치(B)의 제어회로중에 나타낸 부호(F)는 퓨우즈를 나타내고 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(41)(제어소자)는 내부에 미리 프로그램이 격납된 ROM, 참조데이터를 격납시키는 RAM 및 프로그램을 실행하는 CPU를 동일한 패키지에 수납한 것[인텔사제 87C197me(NCS-96시리이즈)]이다.
제1도는 본 발명에 의한 공기조화기의 전류검출회로의 한 실시예로 제3도에 나타낸 전류검출회로(40)의 구체적인 회로이다.
전류검출회로(40)은 공기조화기의 실외장치(B)에 흐르는 전류를 검출하는 변류기(33)과 그 2차측에 접속된 저항(91)과 분압저항(92a)(92b)로서 구성되어 있다.
변류기(33)의 출력단자(a)의 전압이 그대로 마이크로 컴퓨터(41)의 A/D단자에 공급되고, 마이크로 컴퓨터(41)은 이 데이터를 500μsec의 주기로 기억한다.
분압저항(92a)(92b)의 직렬회로에는 +5V의 전압이 인가되어 있다.
저항(92a)와 저항(92b)는 같은 저항치의 것을 사용하기 있기 때문에 저항(92a)와 저항(92b)와의 접속점 즉, 변류기(33)의 출력단자(b)에는 +2.5V의 전압이 인가되어 있다.
변류기(33)의 출력단자(a)의 전압변동이 2.5V(출력단자 b의 전압)을 경계로 해서 상하로 2.5V 진폭하도록 또한 플러스측 2.5V시에는 전류의 피크치가 30V에 대응하도록 저항(91)의 저항치가 설정되어 있다.
따라서 마이크로 컴퓨터(41)의 A/D단자에는 0-5V로 변화하는 전압이 인가된다.
제4도는 마이크로 컴퓨터(41)에 인가되는 전압의 파형(전류에 대응하는 전압의 파형)이다.
2.5V를 중심으로 해서 상하로 진폭하는 정현파(찌그러짐이 없는 상태)이다.
이 전압의 변화를 500μsec의 주기로 A/D변환해서 마이크로 컴퓨터내에 디지털 데이터로서 격납시킨다.
또한 제4도에서는 500μsec의 시간폭을 설명하기 위해 확대하고 있다.
제5도는 마이크로 컴퓨터(41)에 의한 전류연산의 주된 동작을 나타내는 흐름도이다.
공기조화기의 도시하지 않는 전원스위치가 온(ON)되면 전류연산동작이 개시된다.
우선 초기화가 행해지고(S-1), 마이크로 컴퓨터(41)에 내장된 타이머가 계시를 개시한다.
500μsec가 경과하지 않은 동안은 실전류치(I)에 기초해서 전류를 제어하고(S-7), PWM(펄스폭변조)신호를 생성하며(S-8), 기타의 제어를 행하지만(S-9), 500μsec가 경과한때(S-2)에는 격납하고 있는 (Dn)을 (Dn+1)로 전송하고, (S-3)(n은 0에서 200까지 변경한다), 변류기(33)의 출력단자(a)의 전압치를 전류데이터로서 기억시켜서 마이크로컴퓨터(41)에 인가되는 전압의 디지털치로부터 정형파의 중심인 2.5V를 감산한 값의 절대치를 (D0)로 한다(S-4) .
이렇게 하므로서 전류의 상하의 진폭을 전파정류해서 기억시킬 수가 있다.
다음에 수식 I에 나타내는 연산을 행한다(S-6).
또한, 운전개시는 200개의 데이터(Dn)을 기억시킬때까지는 전류연산을 행하지 않고(S-5), 200개의 데이터를 기억시키고 처음으로 다음의 수식 I에 의해 전류를 연산한다(S-6).
이 흐름도에 기초한 전류연산동작을 행하므로서 500μsec마다 실전류치(I)(실질적으로 실효치에 상당)를 산출할 수가 있다.
n=200으로 하므로서 50Hz의 교류로 6주기분의 평균치, 60Hz의 교류로 5주기분의 평균치를 구할 수가 있다.
제5도에 나타낸 예에서는 전류연산은 500μsec마다 행해지지만 제6도는 20msec마다 전류연산을 행하는 예이다.
단계(S-1)(S-2)는 제5도와 동일하지만 500μsec 경과한때 제5도에 있어서의 단계(S-4)와 마찬가지로 데이터(D0)를 연산하고(S-10), 그후 500μsec마다 기억시키는 데이터(D0)를 데이터(D)에 가산한다(S-11).
이 상태를 20μsec 경과한때 (S-12)에 다음의 수식 2에 의해 전류를 연산한다(S-13).
단계(S-2)에서 500μsec 경과전의 전류제어(S-7), PWM신호의 생성(S-8), 기타의 제어(S-9)에 대해서는 제5도의 경우와 동일하다.
제7도는 제5도에 있어서의 단게(S-6)의 동작, 즉 실전류치(I)에 기초해서 압축기에 3상 교류 전력을 공급하는 때의 주파수(F0)를 보정하는 흐름도이다.
또한, 흐름도중 I=TRIP는 실전류치(I)가 제8도에 나타내는 TRIP영역 즉, 허용전류인 20A를 초과하고 있는 영역에 있는 경우이며, I=DOWN은 실전류치(I)가 제8도에 나타나는 DOWN영역, 즉 허용전류인 20A에 상당히 가까운 값으로 되어 있는 영역인 경우이다.
또, 제8도의 Is는 실전류치(I)를 허용전류인 20A이내로 하기 위해 설정되는 값이다.
이(Is)에는 실전류치(I)가 상승하고 있는 때와 하강하고 있는 때에서의 차이가 설정되어 있다.
본 실시예에서는 압축기의 최소능력변동폭(1Hz)를 고려해서 Is=19.8A로 설정되어 있다.
또한 허용전류, 즉 최대소비전류를 15A 이하로 제어하는 경우에는 Is=14.8A로 설정하면 된다.
여기서 제7도의 흐름도에 대해 설명하면, 우선 마이크로 컴퓨터(41)은 실전류치(I)가 제8도의 TRIP영역에 있는가 아닌가를 판별하고(S-20), TRIP영역에 있으면 운전전류가 허용전류의 20A를 초과하고 있어서 위험한 상태에 있다고 판별해서 압축기에 공급되는 3상 교류 전원의 주파수(F0)을 영(0)으로 한다(S-21).
이에 대해 실전류치(I)가 TRIP영역에 없는 때에는, 다음으로 DOWN영역에 있는가 아닌가를 판별하여(S-22), DOWN영역에 있으면 목표주파수(F)를 1Hz 감소시키고(S-23), DOWN여역에 없으면 목표주파수(F)를 실내장치(A)로부터 통신선(200)를 거쳐 송신되어오는 주파수치(F0)로 한다(S-24).
그후, 압축기에 실제로 공급되고 있는 주파수(F0)와 목표주파수(F)를 비교해서(S-25), FF0이면 공급주파수(F0)를 1Hz 올리고(S-26), FF0이면 다음으로 FFo이면 공급주파수(F0)를 1Hz 내린다.
그러나 F=F0이면 그대로 둔다(S-28).
이상과 같이 설전류치(I)를 구하므로서 실전류치(I)에 기초한 전류제어가 가능하다.
즉, 콘덴서로 평활된 후의 근사한 전류치를 사용한 종래의 제어에 비해 실제의 전류의 변동폭을 적게 제어할 수가 있다.
제9도는 본 발명을 이용해서 검출되는 실전류치와 제10도에 나타낸 종래의 전류검출회로를 사용해서 검출되는 전류치의 변화를 나타낸다.
즉, 10도에 나타낸 전류검출회로는 평활용 콘덴서(84)로서 220μF, 저항(85a)(85b)로서 2KΩ, 콘덴서(87)로서 1μF를 사용한 것이다.
도면중 실선은 본 발명을 적용해서 검출되는 실전류치를 나타내고, 1점쇄선과 2점쇄선은 종래의 전류치를 나타낸다.
1점쇄선으로 나타내는 전류의 변화는 전류가 안정하고 있는때의 전류의 실효치(본 발명을 적용해서 검출되는 실전류치)로 나타내는 바와같이 평활 콘덴서의 용량이 설정된 때의 것이며, 2점쇄선으로 나타내는 전류의 변화는 전류가 안정하고 있는때의 전류파형의 거의 피크치의 전류치를 나타내도록 평활 콘덴서의 용량이 설정된때의 것이다.
제10도에 나타내는 전류검출회로는 각 소자의 값은 전류의 피크치를 얻기 위한 정수로 있으며, 변류기(81)은 순간전류가 0[A]에서 0[V], 30[A]에서 5[V]의 전압을 출력한다.
또 제10도에 나타내는 전류검출회로에서는 마이크로 컴퓨터(86)이 전류치에 대응하는 전압(0-5V)를 A/D변환해서 입력시키고 이 전압에 대응하는 디지탈 데이터의 값에 전류치를 관련시켜서 제어를 행한다.
제9도에 있어서 실전류치가 (I0)로 안정하고 있는때에는 1점쇄선의 전류치는 I0(실효치)를 나타내고, 2점 쇄선의 전류치는 I1(피이크치)를 나타내고 있다.
시각(t0)-(t4)에 걸쳐서 전류가 (I3-I0)/(t4-t0)의 비율로 증가한 경우에는 1점쇄선의 전류치 및 2점쇄선의 전류치도 동시에 증가하지만, 평활 콘덴서에의 충전이 필요하기 때문에 실전류치의 변화에 대해 1점쇄선 및 2점쇄선의 전류치의 변화 비율이 늦어져서 같은 전류치에 도달하기까지의 시간지연이 발생한다.
예를 들면, 실전류치가 (I2)가 되는 시각을 (t1)이라 하면 각각 시각(t2), 시각(t3)로 된다.
따라서, 제10도에 나타내는 종래의 교류 전류검출회로를 사용해서 전류를 검출한 경우에는 예를들면 전류(I2)를 검출한 때에는 실전류는 (I21)(I22)까지 증가해 있기 때문에 전류제어를 행하는 때에는 이 전류의 증가분을 고려해서 전류설정치를 낮게 설정할 필요가 있다.
또한, 이 전류의 증가분은 실전류의 변화비율에 좌우(변화비율이 크면 증가분도 크게 된다)되기 때문에 전기한 전류설정치는 이 변화비율에 의해 증가분의 차이도 고려할 필요가 있었다.
즉, 전류설정치에 여유를 갖게 하는 분만큼 실전류의 변동폭이 크게 되어 있었다.
또, 1점쇄선과 2점쇄선으로 나타내는 것에서는 검출전류가 수속하는 시각이 (t5)(t7)로 늦게 되어 있다.
이상과 같이 종래의 전류검출회로에서는 평활 콘덴서를 사용하고 있기 때문에 실전류의 변화에 대한 추종성이 늦는 것이었다.
본 발명에서는 마이크로 컴퓨터(41)은 변류기(33)의 출력에 기초해서 운전전류가 전원공급차단의 설정치에 도달했는가 아닌가를 판별하지만, 변류기(33)의 출력이 직접 마이크로 컴퓨터에 들어가기 때문에 운전전류의 변동을 지체없이 더구나 실효치로 검출할 수가 있다.
이 때문에 전원공급을 차단하는 최저 운전전류를 18A보다 큰 허용전류의 20A에 극력 가까운 값으로 설정할 수가 있다.
그 결과 20A에 가까운 전류치까지 압축기 구동전동기의 인버어터제어가 가능하게 되기 때문에 냉난방 능력을 증가시킬 수가 있다.
제11도는 단상 교류 전력을 사용해서 압축기를 실제로 운전하고 있는 때의 변류기(33)의 검출하는 전류의 파형이다.
이 전류파형(b)의 찌그러짐은 정류 평활회로에서 배전압 정류한때 생긴 것이다.
(a)는 배전압 정류된 후의 평활 콘덴서의 단자간 전압으로 점선은 전자정류된 후의 전압의 변환을 나타내고 있다.
평활 콘덴서의 전하가 소비되어 평활 콘덴서의 단자간 전압이 전파정류된 후의 전압 이하로 된 때에만 (b)에나타내는 바와 같은 전류가 흐른다.
제11도(c)는 변류기(33)이 검출한 전류를 콘덴서로 평활시킨 후의 전압변화로 종래의 전류검출회로에서는 이 전압으로부터 운전전류치를 판단하고 있었다.
따라서, 실제로 흐른 전류[(b)에 나타내는 파형의 면적]와 동 도면(c)에 나타내는 전압에 대응하는 전류치는 큰 오차가 있다.
본 발명을 적용한 전류검출에서는 제11도(b)에 나타내는 전류파형을 직접 데이터의 변화로 치환해서 판독하기 때문에, 이 (b)에 나타내는 파형의 평균치(실효치)를 얻을 수가 있다.
제11도(c)에서는 이 평균치보다 큰 전류치를 나타내는 것은 명백하다.
더욱이, (c)에서는 안정시의 전압의 변동폭을 적게 하기 위해 제10도에 나타내는 평활 콘덴서의 용량이 크게 되는 것도 명백하다.
제12도는 3상 교류 전력을 사용한 경우의 변류기에 흐르는 전류의 1상의 전류변화를 나타내는 파형도이다.
이와같이 찌그러진 전류파형에서도 본 발명의 전류검출을 사용하면 전류의 평균치를 직접 구할 수가 있다.
제13도는 제1도 대신에 본 발명에 의한 전류검출회로의 다른 실시예이다.
도면중 제1도와 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 부여해서 도시하고 있다.
이 실시예는 변류기(33)의 출력전압을 전파정류기(93)에 의해 전파정류하고, 전파정류기(93)의 출력을 저항(94a)(94b)로 분압하여 그 분압점(C)의 전압을 마이크로 컴퓨터(41)에 입력시키도록 한 것이다.
이 실시예에 의하면, 전류검출의 분해능력이 2배가 되어 전류검출의 오차를 적게할 수가 있다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 얻어진다.
① 전류파형을 소정 주기마다의 전류치의 변화로 치환해서 격납하고, 이 전류치의 평균치를 이 전류파형의 전류치로 하기 때문에 전류파형의 실효치를 직접 얻을 수가 있다.
즉, 전류변동시에도 항상실효치를 얻을 수가 있기 때문에 전류제어를 행하는 때의 전류상한치에 대한 설정치를 전류 상하치까지 근접시키는 것이 가능해진다.
따라서, 공기조화기의 운전전류를 실질적으로 허용전류 근처까지 흐르게 하는 것이 가능하기 때문에 전류상한내에서 항상 공기조화기의 운전개시시에 최대능력 운전이 가능하게 되어 공기조화 운전의 개시특성을 양호하게 할 수가 있다.
② 전류파형을 소정 주기마다의 전류치의 변화로 치환해서 격납하고,이 전류치의 평균치를 이 전류파형의 전류치로 하기 때문에 전류파형의 찌그러짐 또는 형상에 관계없이 항상 실효치를 얻을 수가 있다.
즉, 전자파형의 찌그러짐이나 변형을 평활 콘덴서로 흡수하고 있던 종래의 것에 비해 평활 콘덴서를 사용하지 않는 분만큼 전류변화에 대한 추종성이 빨라지고, 또 전류의 평균치가 아니라 실효치를 시간지연없이 직접 얻을 수가 있기 때문에 전류파형의 찌그러짐에 관계없이 항상 실효치에 기초한 전류제어가 가능해진다.

Claims (4)

  1. 전력원으로부터 공기조화기에 공급되는 전력의 전류파형을 소정 주기마다 아날로그/디지탈(A/D)변환된 전류치의 변화로 치환하여 그 전류치의 평균치를 전력원으로부터 공기조화기에 공급되는 전력의 전류치로서 검출하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 교류 전류검출방법.
  2. 공기조화기에 흐르는 전류를 검출하는 변류기(33)과, 그 변류기(33)의 2차측의 출력전압을 디지탈 데이터로 변환하는 아날로그/디지털(A/D)변환부와, 디지털 데이터의 평균치를 구하는 연산부를 구비하고, 그 평균치에 대응하는 전류치를 공기조화기에 흐르는 전류로 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 교류 전류 검출장치.
  3. 능력가변형의 압축기를 갖고, 그 압축기의 능력을 공기조화부하의 크기에 맞추어서 가변제어함과 동시에 그 압축기에 흐르는 전류가 설정치를 초과하지 않도록 상기한 압축기의 능력이 감소되는 방향으로 보정 제어하는 공기조화기에 있어서, 전류파형을 소정 주기마다 아날로그/디지탈(A/D)변환된 전류치의 변화로 치환하여 그 전류치의 평균치에 기초해서 상기한 압축기의 능력이 감소하는 방향으로 보정제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 교류 전류검출방법.
  4. 공기조화기의 부하전류를 검출하는 변류기(33)과, 그 변류기(33)의 2차측의 일단에 소정전위를 부여하는 정전압부와, 상기한 변류기(33)의 타단에 나타나는 전압을 디지털 데이터로 변환하는 아날로그/디지탈(A/D)변환부와, 소정 주기마다 상기한 A/D변환부에 A/D변환을 행하게 하는 타이머부와, 소정 주기마다 상기한 A/D변환부로부터 얻어지는 디지탈 데이터의 평균치를 공기조화기의 운전전류로서 출력시키는 연산부를 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 교류 전류검출장치.
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