WO2019074251A1 - 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법 - Google Patents

리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법 Download PDF

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정경훈
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엘지전자 주식회사
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    • F04B2203/0402—Voltage

Definitions

  • the present invention relates to a control apparatus for a linear compressor and a control method for a linear compressor, and more particularly, to a control apparatus for a linear compressor and a control method for a linear compressor that measure a motor inductance of the linear compressor and control the linear compressor.
  • the technology underlying the present invention relates to the control of a linear compressor.
  • the control of the linear compressor is performed by a method of performing TDC and variable control of cold power by calculating the stroke by sensorless method.
  • Currently developed compressors tend to minimize the size of motors due to reasons such as high speed and miniaturization.
  • the nonlinearity of parameters such as motor constant or motor inductance is increasing more than that of existing motors.
  • the nonlinearity of these parameters causes an increase in the error of the calculation values used in the compressor control. If the error of the calculation values increases, the control of the compressor / motor is hindered.
  • calculation and control of stroke or speed can be exemplified.
  • the calculation and control of the stroke or the speed is an important part for the control of the compressor.
  • it is necessary to calculate an accurate parameter.
  • it is difficult to measure the parameters for calculating the stroke or the speed due to the characteristics of the sensorless control system.
  • the motor inductance changes its value during operation of the compressor, measurement of the motor inductance value is very difficult.
  • a method of measuring the motor inductance based on the detected motor voltage and motor current by applying a separate harmonic to the compressor operation and using a bandpass filter has been used.
  • the internal configuration of the control device may be destroyed due to complication and harmonics.
  • the present invention also provides a control apparatus for a linear compressor and a control method for a linear compressor that can accurately calculate a motor parameter by accurately measuring a motor inductance.
  • Another object of the present invention is to provide a control apparatus for a linear compressor and a control method for a linear compressor in which motor inductance actually measured during operation of the linear compressor is measured and precise operation control can be performed accordingly.
  • control device for a linear compressor and the control method for a linear compressor disclosed in this specification measure a motor inductance based on a motor voltage and a motor current detected during a resonant operation of a linear compressor. .
  • the motor voltage and the motor current are detected in the resonance operation state in which the phase difference between the motor voltage and the motor current can be accurately measured, and the motor inductance is measured based on the detected motor voltage and the motor current. The problem can be solved.
  • the control device of the linear compressor described in the present specification which is characterized in that the above-described problem solving means is a technical feature, comprises a power supply unit for applying power to a linear compressor, a detection unit for detecting a motor voltage and a motor current of the linear compressor, And a controller for controlling the operation of the linear compressor by controlling a power source applied to the linear compressor based on a result of the comparison, wherein the controller measures a motor inductance of the linear compressor in a resonant operation state of the linear compressor, And controls the operation of the linear compressor based on the measured motor inductance.
  • control unit may control the linear compressor to the resonance operation, and measure the motor inductance based on the motor voltage and the motor current detected during the resonance operation.
  • control unit may detect the resonance frequency of the linear compressor during the operation control of the linear compressor, and control the linear compressor in the resonance operation according to the detected resonance frequency.
  • control unit may detect the operating frequency at which the motor current becomes minimum while varying the operating frequency of the linear compressor at the resonance frequency.
  • control unit may variably control the operating frequency while controlling the linear compressor to operate at a constant power.
  • control unit may variably control the operation frequency according to a preset variable reference.
  • the predetermined variable criterion may be a variable criterion for the addition and variation of the operation frequency.
  • control unit includes: a plurality of times of estimating the motor inductance by detecting the motor voltage and the motor current during the resonance operation a plurality of times, calculating an average of the estimates calculated a plurality of times, Can be measured by the motor inductance.
  • control unit may measure the motor inductance based on a predefined measurement range.
  • control unit may calculate and control the stroke of the linear compressor based on the motor inductance.
  • control unit may control the operation of the linear compressor by controlling operation of the linear compressor based on the motor inductance, and then switching the operation frequency of the linear compressor to a frequency before the resonance operation .
  • a control method for a linear compressor including the steps of: detecting a resonance frequency of a linear compressor; controlling the linear compressor to resonance operation according to the resonance frequency; Detecting the motor voltage and the motor current of the linear compressor, measuring the motor inductance of the linear compressor based on the detected result, and controlling the operation of the linear compressor based on the motor inductance.
  • the step of detecting the resonant frequency may include controlling the linear compressor to a constant power operation, varying the operating frequency of the linear compressor, detecting the motor current, And determining the resonance frequency by the resonance frequency.
  • the step of variably controlling the operation frequency may variably control the operation frequency according to a predetermined variable reference for the increase / decrease of the operation frequency and the variation range of the operation frequency.
  • the step of determining the resonant frequency may determine the operating frequency when the motor current is minimized to be the resonant frequency.
  • the step of measuring the motor inductance may include calculating the estimated value of the motor inductance a plurality of times by detecting the motor voltage and the motor current a plurality of times, calculating an average of the estimated values a plurality of times, The average can be measured by the motor inductance.
  • the measurement range may be specified to be greater than or less than a minimum value of the motor inductance.
  • the step of controlling operation of the linear compressor may calculate and control the stroke of the linear compressor based on the motor inductance.
  • the step of controlling operation of the linear compressor may include controlling the operation of the linear compressor based on the motor inductance, then switching the operation frequency of the linear compressor to a frequency before the resonance operation, Can be controlled.
  • the control device of the linear compressor and the control method of the linear compressor disclosed in this specification measure the motor inductance based on the motor voltage and the motor current detected during the resonance operation of the linear compressor to measure the motor inductance without applying another harmonic component So that it is possible to accurately calculate the motor parameters, and the accurate operation control can be performed accordingly.
  • the control device of the linear compressor and the control method of the linear compressor disclosed in the present specification measure the motor inductance based on the motor voltage and the motor current detected during the resonant operation of the linear compressor so that the motor inductance It is possible to easily and easily design and manufacture the motor and the control device by calculating the motor parameters without a separate configuration design, thereby making it possible to easily manufacture the small motor.
  • control device of the linear compressor and the control method of the linear compressor disclosed in this specification can accurately calculate the motor parameters by measuring the motor inductance based on the motor voltage and the motor current detected during the resonance operation of the linear compressor.
  • the accuracy and stability of the compressor control can be increased, and the reliability of the compressor control can be increased accordingly.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control apparatus of a linear compressor disclosed in this specification
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration according to an embodiment of the control apparatus of the linear compressor disclosed in this specification;
  • FIG 3 is a graph illustrating the inductance measurement concept of the control apparatus of the linear compressor disclosed in this specification.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a process of measuring the inductance of the control apparatus of the linear compressor disclosed in this specification.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of a control method of the linear compressor disclosed in this specification.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a sequence according to an embodiment of the control method of the linear compressor disclosed in this specification.
  • the invention disclosed in this specification can be applied to a control device of a linear compressor and a control method of a linear compressor.
  • the invention disclosed in this specification is not limited thereto, and can be applied to all existing compressor control apparatuses, compressor control methods, motor control apparatuses, and motor control methods to which the technical idea of the present invention can be applied.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control apparatus of a linear compressor disclosed in this specification
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of the control apparatus of the linear compressor disclosed in this specification.
  • 3 is a graph 1 showing the concept of inductance measurement of the control apparatus of the linear compressor disclosed in this specification.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an inductance measuring process of the control apparatus of the linear compressor disclosed in the present specification.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of the control method of the linear compressor disclosed in this specification.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a sequence according to an embodiment of the control method of the linear compressor disclosed in this specification.
  • a control device (hereinafter referred to as a control device) of the linear compressor disclosed in this specification will be described with reference to Figs. 1 to 5.
  • Fig. 1 a control device of the linear compressor disclosed in this specification
  • the control device may be an apparatus for controlling a linear compressor (hereinafter referred to as a compressor).
  • the control device may be a device included in the compressor and controlling the compressor.
  • the control device may be a device for controlling the compressor in a sensorless manner.
  • the control device may be in the form of a single module.
  • control device According to the present invention, an embodiment of the control device according to the present invention will be described, and a general description of the control device, which can be fully understood and derived from embodiments without any specific description, will be omitted.
  • the control apparatus 100 includes a power supply unit 110 for applying power to the compressor 10, a detection unit 120 for detecting a motor voltage and a motor current of the compressor 10, And a controller 130 for controlling the operation of the compressor 10 by controlling a power source applied to the compressor 10 based on the detection result of the detector 120.
  • the controller 30 controls the compressor 10, Measures the motor inductance of the compressor (10) in a resonant operation state of the compressor (10), and controls the operation of the compressor (10) based on the measured motor inductance.
  • control device 100 including the power supply unit 110, the detection unit 120, and the control unit 130 may be as shown in FIG.
  • the power supply unit 110 may be a power supply unit that applies power to the compressor 10 to drive the motor 11 of the compressor 10.
  • the power source unit 110 may receive power from the outside and convert the power source into a power source for driving the motor 11, and apply the power source to the compressor 10.
  • the power supply unit 110 receives AC power from the outside, converts the AC power into an AC power for driving the motor 11, and applies the AC power to the motor 11.
  • the power supply unit 110 includes a rectification unit 111 that receives AC power from the outside and rectifies it to a DC power supply and an inverter unit 112 that converts a DC power rectified by the rectification unit 111 into an AC power, The AC power can be applied to the motor 11.
  • the power supply unit 110 may be controlled by the controller 130.
  • the detection unit 120 may be means for detecting a motor voltage and a motor current of the motor 11 driven by a power source applied to the motor 11 from the power supply unit 110.
  • the detection unit 120 can detect the motor voltage and the motor current at the input terminal of the motor 11.
  • the detection unit 120 may include a voltage detection unit 121 for detecting the motor voltage and a current detection unit 122 for detecting the motor current to detect the motor voltage and the motor current.
  • the detection unit 120 may be controlled by the control unit 130.
  • the control unit 130 may control the operation of the compressor 10 by controlling the power applied to the motor 11 based on the detection result of the detection unit 120.
  • the controller 130 controls the power source 110 to control the power applied to the motor 11 to control the operation of the motor 11 or the operation of the compressor 10.
  • the control unit 130 generates a control signal for controlling the inverter unit 112 of the power supply unit 110 based on the motor voltage and the motor current that are the detection result of the detection unit 120, And the operation of the inverter unit 112 can be controlled by applying the voltage to the inverter unit 112.
  • control unit 130 generates a control signal for controlling the inverter unit 112 of the power supply unit 110 based on the motor voltage and the motor current, and outputs the control signal to the inverter unit 112 And controls the operation of the inverter unit 112 to control the power applied to the motor 11.
  • the control unit 130 determines the driving state of the motor 11 based on the motor voltage and the motor current and generates the control signal according to the determination result and transmits the control signal to the inverter unit 112,
  • the operation of the compressor 10 can be controlled by controlling the power source applied to the compressor 11.
  • the driving state of the motor 11 may be any one of an operation speed, an operation frequency, a power, and a stroke of the motor 11.
  • the controller 130 determines at least one of the operation speed, the operation frequency, the power, and the stroke of the motor 11 based on the motor voltage and the motor current,
  • the operation of the compressor 10 can be controlled according to the driving state of the motor 11.
  • the control unit 130 includes an operation unit 131 for determining a driving state and a target control state of the motor 11 on the basis of the motor voltage and the motor current, And generates a control signal according to a result of the determination, and outputs the control signal to the inverter unit 112 So that the operation of the compressor (10) can be controlled by controlling the power source applied to the motor (11).
  • the control unit 130 of the controller 100 measures the motor inductance of the compressor 10 in the resonant operation state of the compressor 10 and measures the motor inductance of the compressor 10 based on the measured motor inductance. 10).
  • control unit 130 measures the motor inductance of the motor 11 in the resonant operation state of the compressor 10, and controls the power applied to the motor 11 based on the measured motor inductance So that the operation of the compressor 10 can be controlled.
  • the control unit 30 can control the compressor 10 to the resonance operation and measure the motor inductance based on the motor voltage and the motor current detected during the resonance operation.
  • the control unit 30 determines the driving state of the motor 11 based on the motor voltage and the motor current and generates the control signal for causing the compressor 10 to operate in the resonance operation according to the determined result (10) is controlled to the resonance operation, the motor voltage and the motor current are detected during the resonance operation of the compressor (10), and based on the motor voltage and the motor current detected during the resonance operation, The inductance can be measured.
  • control unit 30 controls the compressor 10 to the resonance operation, detects the motor voltage and the motor current while the compressor 10 is operating in the resonance operation,
  • the motor inductance can be measured based on the motor voltage and the motor current.
  • the control unit 30 can detect the resonance frequency of the compressor 10 during the operation control of the compressor 10 and control the compressor 10 in the resonance operation according to the detected resonance frequency.
  • the control unit 30 detects the resonance frequency of the compressor 10 during the operation control of the compressor 10 and generates the control signal so that the compressor 10 operates at the detected resonance frequency, The compressor 10 can be controlled by the resonance operation.
  • the control unit 30 can detect the operating frequency at which the motor current becomes minimum during the variable control of the operating frequency of the compressor 10 at the resonant frequency.
  • the resonance frequency may be an operation frequency at a point where the motor current is minimum during the operation frequency is variable.
  • the control unit 30 detects the motor voltage and the motor current during the variable control of the operation frequency of the compressor 10 and determines the operation frequency when the motor current becomes the smallest among the variable of the operation frequency, Frequency can be detected.
  • the control unit 30 may variably control the operation frequency while the compressor 10 is controlled to operate at a constant power.
  • the constant power operation may be an operation in which the power applied to the motor 11 is constantly applied.
  • control unit 30 variably controls the operation frequency while the power applied to the motor 11 is constantly applied and controls the compressor 10 to operate, and the operation frequency is variably controlled
  • the resonance frequency can be detected by detecting the operating frequency when the motor current becomes minimum.
  • the control unit 30 may variably control the operation frequency according to a predetermined variable reference.
  • the predetermined variable criterion may be a variable criterion for the increase / decrease of the operation frequency and the variation range.
  • the predetermined variable reference may be the reference frequency at which the operation frequency is incremented by 1 [HZ].
  • the controller 30 may perform variable control by adding and subtracting the operation frequency by 1 [HZ].
  • control unit 30 variably controls the operation frequency during the constant power operation of the compressor 10 according to the preset variable reference, (11) to drive the compressor (10) at the detected resonance frequency by detecting the motor voltage and the motor current during the operation of the compressor And controls the compressor (10) to the resonance operation, detects the motor voltage and the motor current while the compressor (10) is operating in the resonance operation, and detects the motor voltage And the motor inductance based on the motor current.
  • the controller 30 may calculate the motor inductance by substituting the motor voltage and the motor current into a predetermined calculation formula.
  • the motor inductance can be measured from the following equation (2), which is an electric equation of the motor 11 and is Laplace-transformed as follows: " (1) "
  • V is the motor voltage
  • R is the resistance component of the motor 11
  • L is the inductance of the motor 11
  • i is the motor current
  • Vm is the Laplace transform of V
  • WI is the Laplace transform of di / dt
  • WX is the Laplace transform of V, dx / dt. < / RTI >
  • the resistance component of the motor 11 is extremely small as compared with the LWI and alpha WX, it can be regarded as zero.
  • the measurement of the motor inductance can be measured through the following equations (3) and (4) derived from the equation (2).
  • L represents the motor inductance
  • WI represents the motor current
  • Vm represents the motor voltage
  • FIG. 3 and 4 show the vector diagram of the above-mentioned equation (3), FIG. 3 shows the vector diagram of the non-resonance state, and FIG. 4 shows the vector diagram of the resonance.
  • the compressor 10 is controlled in a sensorless manner. In the sensorless mode, stroke and speed are calculated based on the detected motor voltage and motor current.
  • stroke and speed are calculated based on the detected motor voltage and motor current.
  • the vector of the above-mentioned formula (3) becomes as shown in FIG. 3, and aWX * SIN? Includes a calculation error, so that it is impossible to calculate an accurate inductance value, do.
  • Equation (3) When the compressor 10 is operated in the resonance operation, the vector diagram of Equation (3) becomes as shown in Fig. 4, thereby preventing a calculation error occurring in the non-resonance state, , It is possible to calculate an accurate inductance value, and thus to calculate an accurate stroke value.
  • control unit 30 controls the compressor 10 by the resonance operation so that the calculation formula of the motor inductance becomes a vector as shown in FIG. 4, thereby eliminating the calculation error.
  • An operation such as Equation (4) is performed and the inductance and stroke can be accurately calculated.
  • the controller 30 for measuring the motor inductance by the control / calculation principle and process as described above calculates the estimated value of the motor inductance plural times by detecting the motor voltage and the motor current a plurality of times during the resonant operation, The average of the estimated values calculated a plurality of times can be calculated, and the calculated average can be measured by the motor inductance.
  • the motor inductance will measure 10 [H] .
  • control unit 30 can measure the motor inductance more accurately by measuring the average of the estimated values calculated a plurality of times by the motor inductance, rather than measuring the single-calculated estimated value with the motor inductance have.
  • the controller 30 may measure the motor inductance based on a predefined measurement range.
  • the predetermined measurement range may mean a minimum / maximum value range of the motor inductance.
  • the controller 30 may measure the motor inductance within the range of 8 to 12 [H].
  • control unit 30 determines that the motor inductance is not within the range of 8 to 12 [H], the measured value is not the motor inductance, and if the measured value is 8 To 12 [H], it is determined that the measured value is the motor inductance, and the motor inductance can be measured.
  • the controller 30 for measuring the motor inductance can calculate and control the stroke of the compressor 10 based on the motor inductance.
  • control unit 30 may calculate and control the stroke of the compressor 10 based on the motor inductance measured in the resonance operation state and measured with an accurate value, thereby accurately calculating and controlling the stroke have.
  • the control unit 30 controls the operation of the compressor 10 based on the motor inductance and then switches the operation frequency of the compressor 10 to the frequency before the resonance operation so as to operate the compressor 10 Can be controlled.
  • the control unit (30) calculates at least one of the stroke and the speed based on the motor inductance, and controls at least one of the stroke and the speed of the compressor (10) based on at least one of the calculated stroke and speed
  • the operation of the compressor 10 can be controlled by switching the operation frequency of the compressor 10 to the frequency before the resonance operation.
  • control unit 30 measures the motor inductance in the resonant operation state, calculates at least one of the stroke and the speed based on the motor inductance, and based on at least one of the calculated stroke and speed (10) in the resonant operation state by controlling at least one of a stroke and a speed of the compressor (10) and then switching the operation frequency to a frequency before the resonance operation to control the operation of the compressor (10)
  • the compressor 10 can be controlled in a non-resonant operation state, and the normal operation of the compressor 10 can be controlled.
  • the overall control procedure of the controller 30 as described above may be as shown in FIG.
  • the control unit 30 controls the operation of the compressor 10 according to the setting or the target frequency P1, and then controls the compressor 10 (P3) to (P5), wherein the control unit (100) controls the operation of the motor (P2) while varying the operation frequency during the constant power control Variable control (P3 and P4), detects the motor current at each frequency variation, detects a frequency at which the motor current becomes minimum (P5) at the resonance frequency, and controls the operation of the compressor (P7) the phase difference between the motor voltage and the motor current on the basis of the motor voltage and the motor current detected during the resonance operation, (P8) the motor inductance at the predefined measurement range, calculates and controls the stroke of the compressor (10) based on the calculated motor inductance, and then switches the operation frequency to the pre-resonance operation frequency (P9) to control the operation of the compressor (10).
  • control method of the linear compressor disclosed in this specification (hereinafter referred to as the control method) will be described with reference to Figs. 6 and 7.
  • Fig. 6 and 7 the control method of the linear compressor disclosed in this specification
  • the control method may be a method of controlling the linear compressor.
  • the control method may be the control method of the control device described above.
  • the control method may be a method for controlling the stroke of the compressor.
  • the control method may also be a control method applied to a motor control apparatus for controlling a motor of a linear compressor.
  • the control method may also be a control method applied to a control device for controlling a linear compressor including a motor.
  • the control method may be implemented in a form of a program, logic, application, operating system or the like for controlling the compressor to the control device described above.
  • the control method includes a step S10 of detecting a resonance frequency of the compressor, a step S20 of controlling the compressor to resonance according to the resonance frequency, (S30) of measuring the motor inductance of the compressor based on the detected result, and controlling the operation of the compressor based on the motor inductance (S40).
  • the resonance frequency is detected (S10), the resonance operation is controlled (S20), the motor inductance is measured (S30), and the operation of the compressor is controlled (S40) And controls the compressor.
  • the control method includes the steps of measuring the motor inductance during the resonance operation control and calculating and controlling at least one of the stroke and the speed of the compressor based on the motor inductance measured during the resonance operation, Respectively.
  • the control method includes the steps of detecting the resonance frequency (S10), controlling the resonance operation (S20), measuring the motor inductance (S30), and controlling the operation of the compressor (S40) Including at least one of the stroke and the speed of the compressor during operation of the compressor.
  • the step S10 of detecting the resonance frequency may be a step of detecting the resonance frequency for controlling the compressor to the resonance operation during the operation of the compressor.
  • the step of detecting the resonance frequency includes a step S11 of controlling the compressor to a constant power operation, a step S12 of variably controlling the operation frequency of the compressor, And a step (S13) of detecting the current and determining the resonance frequency based on the detected result.
  • step S11 of controlling the constant power operation it is possible to control so that the power applied to the motor of the compressor is constantly applied during operation control of the compressor at the setting / target frequency.
  • Variable control of the operating frequency of the compressor (S12) may vary the operating frequency of the compressor while controlling the compressor to the constant power operation (S11).
  • the operation frequency may be variably controlled according to a predetermined variable reference for the increase / decrease of the operation frequency and the variation range.
  • the predetermined variable criterion may be a variable criterion for the increase / decrease of the operation frequency and the variation range.
  • the step S13 of determining the resonance frequency may determine the resonance frequency during the variable frequency operation S12.
  • the step S13 of determining the resonance frequency may detect the motor current during the variable frequency operation S12 and determine the resonance frequency according to the detection result.
  • the step S13 of determining the resonance frequency may determine the operation frequency at which the motor current becomes minimum as the resonance frequency.
  • the step of determining the resonance frequency (S13) may include detecting the motor current during the variable frequency control (S12) of the operation frequency, judging the variable operating frequency when the motor current becomes minimum to be the resonance frequency .
  • the step S20 of controlling the resonance operation may control the compressor to the resonance operation in accordance with the resonance frequency determined in the step S13 of determining the resonance frequency of the resonance frequency detection step S10 have.
  • the step (S30) of measuring the motor inductance includes detecting the motor voltage and the motor current during the control (S20) of the resonance operation, and measuring the motor inductance based on the detected motor voltage and the motor current .
  • the step S30 of measuring the motor inductance may calculate the motor inductance by substituting the motor voltage and the motor current into a predetermined calculation formula.
  • the step S30 of measuring the motor inductance may measure the motor inductance through an equation such as Equations (3) and (4) described above.
  • the step (S30) of measuring the motor inductance may include calculating a plurality of estimates of the motor inductance by detecting the motor voltage and the motor current a plurality of times, calculating an average of the estimates calculated a plurality of times, And can be measured by the motor inductance.
  • the step (S30) of measuring the motor inductance may measure the motor inductance based on a predefined measurement range.
  • the predefined measurement range may mean a minimum / maximum value range of the motor inductance.
  • the step of controlling the operation of the compressor (S40) may calculate and control the stroke of the compressor based on the motor inductance measured in step S30 of measuring the motor inductance.
  • the step (S40) of controlling the operation of the compressor includes calculating at least one of the stroke and the speed based on the motor inductance, calculating one of stroke and speed of the compressor based on at least one of the calculated stroke and speed Or more.
  • operation S40 the operation of the compressor is controlled based on the motor inductance, and then the operation frequency of the compressor is switched to the frequency before the resonance operation to control the operation of the linear compressor .
  • the step (S40) of controlling the operation of the compressor includes calculating at least one of the stroke and the speed based on the motor inductance, calculating one of stroke and speed of the compressor based on at least one of the calculated stroke and speed
  • the operation of the compressor can be controlled by switching the operation frequency of the compressor to the frequency before the resonance operation.
  • the motor inductance is measured in the resonant operation state, and at least one of the stroke and the speed is calculated based on the motor inductance, and the calculated stroke and speed
  • the control unit controls the operation of the compressor by switching at least one of the stroke and the speed of the compressor based on at least one of the stroke and the speed of the compressor and then switching the operation frequency to the frequency before the resonance operation, Speed, and can control the general operation of the compressor in the non-resonant operation state.
  • the control method controls the operation of the compressor according to the setting or the target frequency when the compressor is driven, and controls the operation of the compressor with constant power control (S11) (S12) a frequency is controlled (S12), a frequency at which the motor current becomes minimum is detected (S13), the operation frequency is variably controlled in accordance with the preset variable reference (S12), the motor current is detected at each frequency variation (S13) a frequency at which the motor current becomes minimum (S13), and controls the operation of the compressor to the resonance operation in accordance with the resonance frequency (S20).
  • S11 constant power control
  • S12 constant power control
  • S12 a frequency at which the motor current becomes minimum
  • the operation frequency is variably controlled in accordance with the preset variable reference
  • the motor current is detected at each frequency variation (S13) a frequency at which the motor current becomes minimum (S13)
  • Step S30 The motor voltage detected in the resonance operation And calculating a phase difference between the motor voltage and the motor current on the basis of the motor current, (Step S30), calculating and controlling the stroke of the compressor based on the calculated motor inductance, and then switching the operation frequency to the frequency before the resonance operation to operate the compressor (S40).
  • Embodiments of the control apparatus for a linear compressor and the control method for a linear compressor disclosed in this specification can be implemented as a part or a combination of constituent elements or steps included in the above-described embodiments, or can be implemented as a combination of embodiments, Technical terms are used only to describe certain embodiments and do not limit the spirit of the technology disclosed herein.
  • control apparatus for a linear compressor and the control method for a linear compressor disclosed in the present specification can be applied to all existing compressor control apparatuses, compressor control methods, motor control apparatuses, and motor control methods to which the technical idea of the present invention can be applied Can be applied.

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Abstract

본 명세서는 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 리니어 압축기의 공진 운전 중 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 모터 인덕턴스를 측정하여 리니어 압축기를 제어하는 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법에 관한 것이다.

Description

리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법
본 명세서는 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 리니어 압축기의 모터 인덕턴스를 측정하여 리니어 압축기를 제어하는 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 리니어 압축기의 제어에 관한 것이다.
현재 리니어 압축기의 제어는 센서리스(Sensorless) 방식으로 스트로크를 연산 추정하여 TDC 및 냉력 가변 제어를 수행하는 방식으로 이루어지고 있다. 현재 개발되고 있는 압축기는 고속화, 소형화 등의 이유로 모터의 크기를 최소화하는 추세이며, 이러한 소형화 추세에 따라 모터 상수 또는 모터 인덕턴스 등의 파라미터의 비선형성이 기존의 모터보다 증가하는 추세를 보이고 있다. 이러한 파라미터의 비선형성은 압축기 제어 시 사용되는 연산값들의 오차 증가원인이 되는데, 연산값들의 오차가 증가하게 되면 압축기/모터의 제어에 지장을 주게 된다. 대표적인 예로 스트로크 또는 속도의 연산 및 제어를 들 수 있는데, 스트로크 또는 속도의 연산 오차가 심해질 경우, 정확한 파라미터에 따른 정확한 제어가 이루어지지 않게 되어 제어 및 기구의 신뢰성에 악영향을 미치게 된다. 부정확한 스트로크 또는 속도 제어는 모터의 내구성을 약화시키거나, 내부 구성을 소손시키게 될 우려도 있어, 기계적인 손상의 문제도 야기시키게 된다.
이처럼 스트로크 또는 속도의 연산 및 제어는 압축기 제어에 중요한 부분으로서, 정확한 스트로크 또는 속도의 연산 및 제어를 위해선 정확한 파라미터의 연산이 필수적으로 요구된다고 할 수 있다. 그러나, 센서리스 제어 방식의 특성상 스트로크 또는 속도를 연산하기 위한 파라미터의 측정이 어려우며, 특히 모터 인덕턴스는 압축기의 운전 중 수시로 값이 변하기 때문에 모터 인덕턴스 값의 측정 자체가 매우 어려운 점이 있다. 종래에는 압축기 운전 중에 별도의 고조파를 인가하고, 밴드 패스 필터를 사용하여 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 모터 인덕턴스를 측정하는 방법이 사용되었으나, 이는 고조파 인가 및 필터 설계에 따른 제어/설계의 복잡화, 고조파에 의한 제어 장치 내부 구성의 소손 우려가 있었다.
결과적으로, 종래에는 압축기의 제어를 위한 정확한 파라미터의 연산이 어려웠고, 특히 실시간으로 값이 변하는 모터 인덕턴스의 측정이 쉽게 이루어질 수 없어, 스트로크 또는 속도의 연산 및 제어에 제약이 있었다.
따라서, 본 명세서는 종래기술의 한계를 개선하는 것을 과제로 하여, 별도의 고조파 성분의 인가없이 모터 인덕턴스를 측정할 수 있는 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 모터 인덕턴스를 정확하게 측정하여, 모터 파라미터를 정확하게 연산할 수 있는 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법을 제공하고자 한다.
아울러, 리니어 압축기의 운전 중 실제로 변하는 모터 인덕턴스를 측정하여, 이에 따른 정확한 운전 제어가 이루어질 수 있는 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법은, 리니어 압축기의 공진 운전 중 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 모터 인덕턴스를 측정하는 것을 해결 수단으로 한다.
구체적으로는, 모터 전압 및 모터 전류의 위상차를 정확하게 측정할 수 있는 공진 운전 상태에서 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 모터 인덕턴스를 측정함으로써, 상술한 바와 같은 과제를 해결할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 기술적 특징으로 하는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치는, 리니어 압축기에 전원을 인가하는 전원부, 상기 리니어 압축기의 모터 전압 및 모터 전류를 검출하는 검출부 및 상기 검출부의 검출 결과를 근거로 상기 리니어 압축기에 인가되는 전원을 제어하여, 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 리니어 압축기의 공진 운전 상태에서 상기 리니어 압축기의 모터 인덕턴스를 측정하고, 측정한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어한다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 리니어 압축기를 상기 공진 운전으로 제어하여, 상기 공진 운전 중 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 리니어 압축기의 운전 제어 중 상기 리니어 압축기의 공진 주파수를 검출하여, 검출한 상기 공진 주파수에 따라 상기 리니어 압축기를 상기 공진 운전으로 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하는 중 상기 모터 전류가 최소가 되는 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 검출할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 리니어 압축기를 일정 파워 운전으로 제어하는 중 상기 운전 주파수를 가변 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 기설정된 가변 기준에 따라 상기 운전 주파수를 가변 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 기설정된 가변 기준은, 상기 운전 주파수의 가감 및 변동폭에 대한 가변 기준일 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 공진 운전 중 상기 모터 전압 및 모터 전류를 복수 회 검출하여 상기 모터 인덕턴스의 추정치를 복수 회 산출하고, 복수 회 산출한 상기 추정치의 평균을 연산하여, 연산한 평균을 상기 모터 인덕턴스로 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 기지정된 측정 범위를 기준으로 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 스트로크를 연산 및 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 제어부는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어한 후, 상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 리니어 압축기의 운전을 제어할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 과제 해결 수단을 기술적 특징으로 하는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 방법은, 리니어 압축기의 공진 주파수를 검출하는 단계, 상기 공진 주파수에 따라 상기 리니어 압축기를 공진 운전으로 제어하는 단계, 상기 리니어 압축기의 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 검출한 결과를 근거로 상기 리니어 압축기의 모터 인덕턴스를 측정하는 단계 및 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 공진 주파수를 검출하는 단계는, 상기 리니어 압축기를 일정 파워 운전으로 제어하는 단계, 상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하는 단계 및 상기 모터 전류를 검출하여, 검출한 결과를 근거로 상기 공진 주파수를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 운전 주파수를 가변 제어하는 단계는, 상기 운전 주파수의 가감 및 변동폭에 대한 기설정된 가변 기준에 따라 상기 운전 주파수를 가변 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 공진 주파수를 판단하는 단계는, 상기 모터 전류가 최소가 된 때의 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 판단할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 복수 회 검출하여 상기 모터 인덕턴스의 추정치를 복수 회 산출하고, 복수 회 산출한 상기 추정치의 평균을 연산하여, 연산한 평균을 상기 모터 인덕턴스로 측정할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 측정 범위는, 상기 모터 인덕턴스의 최소 값 이상 내지 최대 값 이하로 지정될 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 단계는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 스트로크를 연산 및 제어할 수 있다.
일 실시 예에서, 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 단계는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어한 후, 상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 리니어 압축기의 운전을 제어할 수 있다.
본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법은, 리니어 압축기의 공진 운전 중 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 모터 인덕턴스를 측정함으로써, 별도의 고조파 성분의 인가없이 모터 인덕턴스를 측정하고, 모터 파라미터를 정확하게 연산할 수 있으며, 이에 따른 정확한 운전 제어가 이루어질 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법은, 리니어 압축기의 공진 운전 중 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 모터 인덕턴스를 측정하여, 별도의 고조파 성분의 인가없이 모터 인덕턴스를 측정함으로써, 별도의 구성 설계 없이 간단하게 모터 파라미터를 연산하게 되어 모터 및 제어 장치의 설계/제작이 쉽고 간편하게 이루어질 수 있고, 이에 따라 소형 모터의 제작이 용이하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법은, 리니어 압축기의 공진 운전 중 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 모터 인덕턴스를 측정하여 모터 파라미터를 정확하게 연산할 수 있고, 이에 따른 정확한 운전 제어가 이루어지게 됨으로써, 압축기 제어의 정확성 및 안정성이 증대될 수 있음은 물론, 이에 따라 압축기 제어의 신뢰성이 증대될 수 있는 효과가 있다.
결과적으로, 본 발명의 해결 과제를 해결함은 물론 종래기술의 한계를 개선할 수 있고, 이에 따라 압축기 제어 기술 분야의 발전을 촉진시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도.
도 2는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 구성도.
도 3은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 인덕턴스 측정 개념을 나타낸 그래프 1.
도 4는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 인덕턴스 측정 개념을 나타낸 그래프 2.
도 5는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 인덕턴스 측정 과정을 나타낸 순서도.
도 6은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 방법의 순서를 나타낸 순서도.
도 7은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 방법의 실시 예에 따른 순서를 나타낸 순서도.
본 명세서에 개시된 발명은 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법에 적용될 수 있다. 그러나 본 명세서에 개시된 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 기존의 모든 압축기의 제어 장치, 압축기의 제어 방법, 모터 제어 장치 및 모터 제어 방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 그 기술의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법을 설명한다.
도 1은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 실시 예에 따른 구성을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 인덕턴스 측정 개념을 나타낸 그래프 1이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 인덕턴스 측정 개념을 나타낸 그래프 2이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치의 인덕턴스 측정 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 방법의 순서를 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 방법의 실시 예에 따른 순서를 나타낸 순서도이다.
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치(이하, 제어 장치라 칭한다)를 설명한다.
상기 제어 장치는, 리니어 압축기(이하, 압축기라 칭한다)를 제어하는 장치일 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 압축기에 포함되어, 상기 압축기를 제어하는 장치일 수 있다.
상기 제어 장치는, 상기 압축기를 센서리스 방식으로 제어하는 장치일 수 있다.
상기 제어 장치는, 하나의 모듈 형태로 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 상기 제어 장치의 실시 예를 설명하되, 당업자라면 구체적인 설명이 없이도 충분히 이해하고 실시 형태를 도출할 수 있는 상기 제어 장치의 일반적인 기술 사항들에 대한 설명은 생략한다.
상기 제어 장치(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(10)에 전원을 인가하는 전원부(110), 상기 압축기(10)의 모터 전압 및 모터 전류를 검출하는 검출부(120) 및 상기 검출부(120)의 검출 결과를 근거로 상기 압축기(10)에 인가되는 전원을 제어하여, 상기 압축기(10)의 운전을 제어하는 제어부(130)를 포함하되, 상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)의 공진 운전 상태에서 상기 압축기(10)의 모터 인덕턴스를 측정하고, 측정한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기(10)의 운전을 제어한다.
상기 전원부(110), 상기 검출부(120) 및 상기 제어부(130)를 포함하는 상기 제어 장치(100)의 구체적인 구성은, 도 2에 도시된 바와 같을 수 있다.
상기 전원부(110)는, 상기 압축기(10)에 전원을 인가하여 상기 압축기(10)의 모터(11)를 구동시키는 전원 공급 수단일 수 있다.
상기 전원부(110)는, 외부로부터 전원을 인가받아, 상기 모터(11)를 구동시키는 전원으로 변환하여 상기 압축기(10)에 인가할 수 있다.
상기 전원부(110)는, 외부로부터 교류 전원을 인가받아, 상기 모터(11)를 구동시키는 교류 전원으로 변환하여 상기 모터(11)에 인가할 수 있다.
상기 전원부(110)는, 외부로부터 교류 전원을 인가받아 직류 전원으로 정류하는 정류부(111) 및 상기 정류부(111)에서 정류된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 인버터부(112)를 포함하여, 상기 모터(11)에 교류 전원을 인가할 수 있다.
상기 전원부(110)는, 상기 제어부(130)에 의해 제어될 수 있다.
상기 검출부(120)는, 상기 전원부(110)에서 상기 모터(11)로 인가된 전원에 의해 구동하는 상기 모터(11)의 모터 전압 및 모터 전류를 검출하는 수단일 수 있다.
상기 검출부(120)는, 상기 모터(11)의 입력단에서 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출할 수 있다.
상기 검출부(120)는, 상기 모터 전압을 검출하는 전압 검출부(121) 및 상기 모터 전류를 검출하는 전류 검출부(122)를 포함하여, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출할 수 있다.
상기 검출부(120)는, 상기 제어부(130)에 의해 제어될 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 검출부(120)의 검출 결과를 근거로 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어하여, 상기 압축기(10)의 운전을 제어할 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 전원부(110)를 제어하여 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어함으로써, 상기 모터(11)의 구동, 즉 상기 압축기(10)의 운전을 제어할 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 검출부(120)의 검출 결과인 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 전원부(110)의 상기 인버터부(112)를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호를 상기 인버터부(112)에 인가하여 상기 인버터부(112)의 동작을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(130)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 전원부(110)의 상기 인버터부(112)를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 상기 제어 신호를 상기 인버터부(112)에 인가하여 상기 인버터부(112)의 동작을 제어함으로써, 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터(11)의 구동 상태를 판단하고, 판단한 결과에 따라 상기 제어 신호를 생성하여 상기 인버터부(112)에 전달하여, 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어하여 상기 압축기(10)의 운전을 제어할 수 있다.
여기서, 상기 모터(11)의 구동 상태는, 상기 모터(11)의 운전 속도, 운전 주파수, 파워, 및 스트로크 중 어느 하나 이상일 수 있다.
즉, 상기 제어부(130)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터(11)의 운전 속도, 운전 주파수, 파워, 및 스트로크 중 어느 하나 이상을 판단하여, 판단한 결과에 따라 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어함으로써, 상기 모터(11)의 구동 상태에 따라 상기 압축기(10)의 운전을 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(130)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터(11)의 구동 상태 및 목표 제어 상태를 판단하는 연산부(131) 및 상기 연산부(131)의 판단 결과에 따라 상기 제어 신호를 생성하는 신호 생성부(132)를 포함하여, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터(11)의 구동 상태를 판단하고, 판단한 결과에 따라 상기 제어 신호를 생성하여 상기 인버터부(112)에 전달하여, 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어하여 상기 압축기(10)의 운전을 제어할 수 있다.
상기와 같은 상기 제어 장치(100)에서 상기 제어부(130)는, 상기 압축기(10)의 공진 운전 상태에서 상기 압축기(10)의 모터 인덕턴스를 측정하고, 측정한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기(10)의 운전을 제어한다.
즉, 상기 제어부(130)는, 상기 압축기(10)의 공진 운전 상태에서 상기 모터(11)의 모터 인덕턴스를 측정하고, 측정한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어하여 상기 압축기(10)의 운전을 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)를 상기 공진 운전으로 제어하여, 상기 공진 운전 중 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터(11)의 구동 상태를 판단하고, 판단한 결과에 따라 상기 압축기(10)가 상기 공진 운전으로 운전하도록 하는 상기 제어 신호를 생성하여 상기 압축기(10)를 상기 공진 운전으로 제어하고, 상기 압축기(10)의 공진 운전 중 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 상기 공진 운전 중 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)를 상기 공진 운전으로 제어하고, 상기 압축기(10)가 상기 공진 운전으로 운전하는 동안 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 상기 공진 운전 중 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 측정하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)의 운전 제어 중 상기 압축기(10)의 공진 주파수를 검출하여, 검출한 상기 공진 주파수에 따라 상기 압축기(10)를 상기 공진 운전으로 제어할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)의 운전 제어 중 상기 압축기(10)의 공진 주파수를 검출하여, 검출한 상기 공진 주파수로 상기 압축기(10)가 운전하도록 상기 제어 신호를 생성하여, 상기 압축기(10)를 상기 공진 운전으로 제어할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)의 운전 주파수를 가변 제어하는 중 상기 모터 전류가 최소가 되는 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 검출할 수 있다.
즉, 상기 공진 주파수는, 상기 운전 주파수가 가변하는 중 상기 모터 전류가 최소가 되는 지점에서의 운전 주파수일 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)의 운전 주파수를 가변 제어하는 중 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 상기 운전 주파수의 가변 중 상기 모터 전류가 최소가 되는 경우의 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 검출할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)를 일정 파워 운전으로 제어하는 중 상기 운전 주파수를 가변 제어할 수 있다.
상기 일정 파워 운전은, 상기 모터(11)에 인가되는 전원이 일정하게 인가되는 운전일 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 모터(11)에 인가되는 전원이 일정하게 인가되어 상기 압축기(10)가 운전하도록 제어하는 중 상기 운전 주파수를 가변 제어하고, 상기 운전 주파수를 가변 제어하는 중 상기 모터 전류가 최소가 되는 경우의 운전 주파수를 검출함으로써, 상기 공진 주파수를 검출하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 기설정된 가변 기준에 따라 상기 운전 주파수를 가변 제어할 수 있다.
상기 기설정된 가변 기준은, 상기 운전 주파수의 가감 및 변동폭에 대한 가변 기준일 수 있다.
상기 기설정된 가변 기준의 예를 들면, 상기 운전 주파수가 1[HZ]씩 가감되는 기준일 수 있다.
상기 기설정된 가변 기준이 1[HZ]씩 가감되도록 설정된 경우 상기 제어부(30)는, 상기 운전 주파수를 1[HZ]씩 가감하며 가변 제어하게 될 수 있다.
상술한 바와 같은 실시 예에 따르면 상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)를 상기 일정 파워 운전으로 제어하는 중 상기 운전 주파수를 상기 기설정된 가변 기준에 따라 가변 제어하고, 상기 운전 주파수를 가변 제어하는 중 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 상기 모터 전류가 최소가 되는 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 검출하고, 검출한 상기 공진 주파수로 상기 압축기(10)가 운전하도록 상기 모터(11)에 인가되는 전원을 제어하여 상기 압축기(10)를 상기 공진 운전으로 제어하고, 상기 압축기(10)가 상기 공진 운전으로 운전하는 동안 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 상기 공진 운전 중 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 측정하게 될 수 있다.
이하, 상기 모터 인덕턴스의 측정을 구체적으로 설명한다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 일정 연산식에 대입 연산하여 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
상기 모터 인덕턴스는, 상기 모터(11)의 전기방정식인 하기 [수학식 1]을 라플라스 변환한 하기 [수학식 2]로부터 측정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018011832-appb-I000001
[수학식 2]
Figure PCTKR2018011832-appb-I000002
상기 [수학식 1]에서 상기 V는 모터 전압, R은 상기 모터(11)의 저항 성분, 상기 L은 상기 모터(11)의 인덕턴스, 상기 i는 상기 모터 전류, 상기 α는 상기 모터(11)의 모터 상수 및 상기 x는 변위(dx/dt는 스트로크)를 의미하고, 상기 [수학식 2]에서 상기 Vm은 상기 V의 라플라스 변환, 상기 WI는 상기 di/dt의 라플라스 변환, 상기 WX는 상기 dx/dt의 라플라스 변환을 의미할 수 있다.
여기서, 상기 모터(11)의 저항 성분은 상기 LWI 및 αWX에 비해 극히 작으므로, 0으로 간주할 수 있다.
상기 모터 인덕턴스의 측정은, 상기 [수학식 2]로부터 도출한 하기 [수학식 3] 및 [수학식 4]를 통해 측정될 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2018011832-appb-I000003
[수학식 4]
Figure PCTKR2018011832-appb-I000004
여기서, 상기 L은 상기 모터 인덕턴스, 상기 WI는 상기 모터 전류, 상기 Vm은 상기 모터 전압, 상기 θ는 상기 [수학식 3]의 벡터도 상에서 상기 Vm과 상기 αWX의 위상차를 의미할 수 있다.
상기 [수학식 3]의 벡터도를 도시한 것이 도 3 및 도 4로, 도 3은 비공진시의 벡터도를, 도 4는 공진시의 벡터도를 나타낸다.
상기 압축기(10)의 제어는 센서리스 방식으로 이루어지며, 이러한 센서리스 방식은 검출한 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 스트로크와 속도를 연산하기 되는데, 상기 압축기(10)가 비공진 운전을 할 시에는 상기 [수학식 3]의 벡터도가 도 3에 도시된 바와 같이 되어, aWX*SINφ에 연산 오차가 포함되게 되므로 정확한 인덕턴스 값을 연산할 수 없게 되고, 이에 따라 정확한 스트로크 값을 연산할 수 없게 된다.
상기 압축기(10)가 상기 공진 운전으로 운전을 할 시에는 상기 [수학식 3]의 벡터도가 도 4에 도시된 바와 같이 되어, 비공진시에 발생하는 연산 오차를 방지하게 되어 상기 [수학식 4]에 따른 정확한 인덕턴스 값을 연산할 수 있게 되고, 이에 따라 정확한 스트로크 값을 연산하게 될 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 압축기(10)를 상기 공진 운전으로 제어함으로써, 상기 모터 인덕턴스의 연산식이 도 4에 도시된 바와 같은 벡터도로 이루어지게 되어 연산 오차를 제거하게 되고, 이에 따라 상기 [수학식 4]와 같은 연산이 이루어지게 되어 인덕턴스 및 스트로크를 정확하게 연산하게 될 수 있다.
상술한 바와 같은 제어/연산 원리 및 과정으로 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 상기 제어부(30)는, 상기 공진 운전 중 상기 모터 전압 및 모터 전류를 복수 회 검출하여 상기 모터 인덕턴스의 추정치를 복수 회 산출하고, 복수 회 산출한 상기 추정치의 평균을 연산하여, 연산한 평균을 상기 모터 인덕턴스로 측정할 수 있다.
예를 들면, 첫 번째 추정치는 10[H], 두 번째 추정치는 11[H], 세 번째 추정치는 9[H]인 경우, 세 추정치의 평균인 10[H]를 상기 모터 인덕턴스로 측정하게 될 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 단일 회 산출한 추정치를 상기 모터 인덕턴스로 측정하는 것이 아닌, 복수 회 산출한 상기 추정치의 평균을 상기 모터 인덕턴스로 측정함으로써, 보다 정확하게 상기 모터 인덕턴스를 측정하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 기지정된 측정 범위를 기준으로 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
여기서, 상기 기지정된 측정 범위는, 상기 모터 인덕턴스의 최소/최대 값 범위를 의미할 수 있다.
예를 들면, 상기 기지정된 측정 범위가 8 내지 12[H]로 설정된 경우, 상기 제어부(30)가 8 내지 12[H] 범위 내에서 상기 모터 인덕턴스를 측정하게 될 수 있다.
보다 구체적인 예시를 들면, 상기 제어부(30)가 상기 모터 인덕턴스를 측정한 값이 8 내지 12[H] 범위에 해당하지 않으면, 측정한 값이 상기 모터 인덕턴스가 아닌 것으로 판단하고, 측정한 값이 8 내지 12[H] 범위에 해당하면, 측정한 값이 상기 모터 인덕턴스인 것으로 판단하여, 상기 모터 인덕턴스를 측정하게 될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 상기 제어부(30)는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기(10)의 스트로크를 연산 및 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 공진 운전 상태에서 측정하여 정확한 값으로 측정되는 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기(10)의 스트로크를 연산 및 제어하여, 상기 스트로크를 정확하게 연산 및 제어하게 될 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기(10)의 운전을 제어한 후, 상기 압축기(10)의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 압축기(10)의 운전을 제어할 수 있다.
상기 제어부(30)는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 연산하고, 연산한 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 근거로 상기 압축기(10)의 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 제어한 후, 상기 압축기(10)의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 압축기(10)의 운전을 제어할 수 있다.
즉, 상기 제어부(30)는, 상기 공진 운전 상태에서 상기 모터 인덕턴스를 측정하고, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 연산하고, 연산한 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 근거로 상기 압축기(10)의 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 제어한 후, 상기 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 압축기(10)의 운전을 제어하여, 상기 공진 운전 상태에서 상기 압축기(10)의 스트로크 또는 속도 중 하나 이상을 제어하고, 비공진 운전 상태에서 상기 압축기(10)의 일반적인 운전을 제어하게 될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 상기 제어부(30)의 전체적인 제어 과정은, 도 5에 도시된 바와 같을 수 있다.
상기 제어부(30)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 압축기(10)가 구동하면 설정 또는 목표 주파수에 따라 상기 압축기(10)의 운전을 제어(P1)하다가 일정 파워 제어로 상기 압축기(10)의 운전을 제어(P2)하고, 상기 일정 파워 제어 중 상기 운전 주파수를 가변 제어하며 상기 모터 전류가 최소가 되는 주파수를 검출(P3 내지 P5)하되, 상기 운전 주파수를 상기 기설정된 가변 기준에 따라 가변 제어(P3 및 P4)하며 각 주파수 가변시마다 상기 모터 전류를 검출하고, 상기 모터 전류가 최소가 되는 주파수를 상기 공진 주파수로 검출(P5)하여, 상기 공진 주파수에 따라 상기 압축기(10)의 운전을 상기 공진 운전으로 제어하고, 상기 공진 운전시에 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 전압과 상기 모터 전류의 위상차를 연산(P7)하여, 연산한 결과를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 상기 기지정된 측정 범위에서 측정(P8)하고, 연산한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기(10)의 스트로크를 연산 및 제어한 후, 상기 운전 주파수를 상기 공진 운전 전 주파수로 전환(P9)하여 상기 압축기(10)의 운전을 제어할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 방법(이하, 제어 방법이라 칭한다)을 설명한다.
상기 제어 방법은, 리니어 압축기를 제어하는 방법일 수 있다.
상기 제어 방법은, 앞서 설명한 상기 제어 장치의 제어 방법일 수 있다.
상기 제어 방법은, 상기 압축기의 스트로크를 제어하기 위한 방법일 수 있다.
상기 제어 방법은 또한, 리니어 압축기의 모터를 제어하는 모터 제어 장치에 적용되는 제어 방법일 수도 있다.
상기 제어 방법은 또한, 모터를 포함하는 리니어 압축기를 제어하는 제어 장치에 적용되는 제어 방법일 수 있다.
상기 제어 방법은, 앞서 설명한 상기 제어 장치에 상기 압축기를 제어하기 위한 프로그램, 로직, 애플리케이션, 또는 운영체제 등의 형태로 적용되어 실시될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 상기 제어 방법의 실시 예를 설명하되, 당업자라면 구체적인 설명이 없이도 충분히 이해하고 실시 형태를 도출할 수 있는 상기 제어 장치의 일반적인 기술 사항들에 대한 설명 및 앞서 설명한 상기 제어 장치의 설명 내용과 중복되는 부분은 생략한다.
상기 제어 방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, 압축기의 공진 주파수를 검출하는 단계(S10), 상기 공진 주파수에 따라 상기 압축기를 공진 운전으로 제어하는 단계(S20), 상기 압축기의 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 검출한 결과를 근거로 상기 압축기의 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30) 및 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기의 운전을 제어하는 단계(S40)를 포함한다.
즉, 상기 제어 방법은, 상기 공진 주파수를 검출하고(S10), 상기 공진 운전으로 제어하고(S20), 상기 모터 인덕턴스를 측정하여(S30), 상기 압축기의 운전을 제어하는 과정(S40)으로 상기 압축기를 제어한다.
이에 따라 상기 제어 방법은, 상기 공진 운전 제어 중 상기 모터 인덕턴스를 측정하여, 상기 공진 운전 중 측정한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기의 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 연산 및 제어하여 상기 압축기의 운전을 제어하게 된다.
상기 제어 방법은, 상기 공진 주파수를 검출하는 단계(S10), 상기 공진 운전으로 제어하는 단계(S20), 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30), 상기 압축기의 운전을 제어하는 단계(S40)를 포함하여, 상기 압축기의 운전 중 상기 압축기의 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 제어할 수 있다.
상기 공진 주파수를 검출하는 단계(S10)는, 상기 압축기의 운전 중, 상기 압축기를 상기 공진 운전으로 제어하기 위한 상기 공진 주파수를 검출하는 단계일 수 있다.
상기 공진 주파수를 검출하는 단계(S10)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 압축기를 일정 파워 운전으로 제어하는 단계(S11), 상기 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하는 단계(S12) 및 상기 모터 전류를 검출하여, 검출한 결과를 근거로 상기 공진 주파수를 판단하는 단계(S13)를 포함할 수 있다.
상기 일정 파워 운전으로 제어하는 단계(S11)는, 상기 압축기를 설정/목표 주파수로 운전 제어하는 중, 상기 압축기의 모터에 인가되는 전원이 일정하게 인가되도록 제어할 수 있다.
상기 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하는 단계(S12)는, 상기 압축기를 상기 일정 파워 운전으로 제어(S11)하는 중, 상기 압축기의 운전 주파수를 가변 제어할 수 있다.
상기 운전 주파수를 가변 제어하는 단계(S12)는, 상기 운전 주파수의 가감 및 변동폭에 대한 기설정된 가변 기준에 따라 상기 운전 주파수를 가변 제어할 수 있다.
상기 기설정된 가변 기준은, 상기 운전 주파수의 가감 및 변동폭에 대한 가변 기준일 수 있다.
상기 공진 주파수를 판단하는 단계(S13)는, 상기 운전 주파수를 가변 제어(S12)하는 중, 상기 공진 주파수를 판단할 수 있다.
상기 공진 주파수를 판단하는 단계(S13)는, 상기 운전 주파수를 가변 제어(S12)하는 중 상기 모터 전류를 검출하여, 검출 결과에 따라 상기 공진 주파수를 판단할 수 있다.
상기 공진 주파수를 판단하는 단계(S13)는, 상기 모터 전류가 최소가 된 때의 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 판단할 수 있다.
즉, 상기 공진 주파수를 판단하는 단계(S13)는, 상기 운전 주파수를 가변 제어(S12)하는 중 상기 모터 전류를 검출하여, 상기 모터 전류가 최소가 된 때에 가변된 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 판단하게 될 수 있다.
상기 공진 운전으로 제어하는 단계(S20)는, 상기 공진 주파수를 검출하는 단계(S10)의 상기 공진 주파수를 판단하는 단계(S13)에서 판단한 상기 공진 주파수에 따라 상기 압축기를 상기 공진 운전으로 제어할 수 있다.
상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30)는, 상기 공진 운전으로 제어(S20)하는 중, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 일정 연산식에 대입 연산하여 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30)는, 앞서 설명한 상기 [수학식 3] 및 [수학식 4]와 같은 연산식을 통해 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30)는, 상기 모터 전압 및 모터 전류를 복수 회 검출하여 상기 모터 인덕턴스의 추정치를 복수 회 산출하고, 복수 회 산출한 상기 추정치의 평균을 연산하여, 연산한 평균을 상기 모터 인덕턴스로 측정할 수 있다.
상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30)는, 기지정된 측정 범위를 기준으로 상기 모터 인덕턴스를 측정할 수 있다.
상기 기지정된 측정 범위는, 상기 모터 인덕턴스의 최소/최대 값 범위를 의미할 수 있다.
상기 압축기의 운전을 제어하는 단계(S40)는, 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계(S30)에서 측정한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기의 스트로크를 연산 및 제어할 수 있다.
상기 압축기의 운전을 제어하는 단계(S40)는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 연산하고, 연산한 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 근거로 상기 압축기의 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 제어할 수 있다.
상기 압축기의 운전을 제어하는 단계(S40)는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기의 운전을 제어한 후, 상기 압축기의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 리니어 압축기의 운전을 제어할 수 있다.
상기 압축기의 운전을 제어하는 단계(S40)는, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 연산하고, 연산한 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 근거로 상기 압축기의 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 제어한 후, 상기 압축기의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 압축기의 운전을 제어할 수 있다.
즉, 상기 압축기의 운전을 제어하는 단계(S40)는, 상기 공진 운전 상태에서 상기 모터 인덕턴스를 측정하고, 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 연산하고, 연산한 상기 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 근거로 상기 압축기의 스트로크 및 속도 중 하나 이상을 제어한 후, 상기 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 압축기의 운전을 제어하여, 상기 공진 운전 상태에서 상기 압축기의 스트로크 또는 속도 중 하나 이상을 제어하고, 비공진 운전 상태에서 상기 압축기의 일반적인 운전을 제어하게 될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기 제어 방법은, 상기 압축기가 구동하면 설정 또는 목표 주파수에 따라 상기 압축기의 운전을 제어하다가 일정 파워 제어로 상기 압축기의 운전을 제어(S11)하고, 상기 일정 파워 제어 중 상기 운전 주파수를 가변 제어(S12)하며 상기 모터 전류가 최소가 되는 주파수를 검출(S13)하되, 상기 운전 주파수를 상기 기설정된 가변 기준에 따라 가변 제어(S12)하며 각 주파수 가변시마다 상기 모터 전류를 검출하고, 상기 모터 전류가 최소가 되는 주파수를 상기 공진 주파수로 검출(S13)하여, 상기 공진 주파수에 따라 상기 압축기의 운전을 상기 공진 운전으로 제어(S20)하고, 상기 공진 운전시에 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 전압과 상기 모터 전류의 위상차를 연산하여, 연산한 결과를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 상기 기지정된 측정 범위에서 측정(S30)하고, 연산한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 압축기의 스트로크를 연산 및 제어한 후, 상기 운전 주파수를 상기 공진 운전 전 주파수로 전환하여 상기 압축기의 운전을 제어(S40)할 수 있다.
본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법의 실시 예들은, 상술한 실시 예들이 포함하고 있는 구성 또는 단계의 일부 또는 조합으로 구현되거나 실시 예들의 조합으로 구현될 수 있으며, 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 명세서에 개시된 기술의 사상을 한정하지 않는다.
본 명세서에 개시된 리니어 압축기의 제어 장치 및 리니어 압축기의 제어 방법의 실시 예들은, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 기존의 모든 압축기의 제어 장치, 압축기의 제어 방법, 모터 제어 장치 및 모터 제어 방법에도 적용되어 실시될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(당업자)라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 리니어 압축기에 전원을 인가하는 전원부;
    상기 리니어 압축기의 모터 전압 및 모터 전류를 검출하는 검출부; 및
    상기 검출부의 검출 결과를 근거로 상기 리니어 압축기에 인가되는 전원을 제어하여, 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 리니어 압축기의 공진 운전 상태에서 상기 리니어 압축기의 모터 인덕턴스를 측정하고, 측정한 상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 리니어 압축기를 상기 공진 운전으로 제어하여, 상기 공진 운전 중 검출한 상기 모터 전압 및 모터 전류를 근거로 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 리니어 압축기의 운전 제어 중 상기 리니어 압축기의 공진 주파수를 검출하여, 검출한 상기 공진 주파수에 따라 상기 리니어 압축기를 상기 공진 운전으로 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하는 중 상기 모터 전류가 최소가 되는 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 검출하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 리니어 압축기를 일정 파워 운전으로 제어하는 중 상기 운전 주파수를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기설정된 가변 기준에 따라 상기 운전 주파수를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 기설정된 가변 기준은,
    상기 운전 주파수의 가감 및 변동폭에 대한 가변 기준인 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공진 운전 중 상기 모터 전압 및 모터 전류를 복수 회 검출하여 상기 모터 인덕턴스의 추정치를 복수 회 산출하고, 복수 회 산출한 상기 추정치의 평균을 연산하여, 연산한 평균을 상기 모터 인덕턴스로 측정하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기지정된 측정 범위를 기준으로 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 스트로크를 연산 및 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어한 후, 상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  12. 리니어 압축기의 공진 주파수를 검출하는 단계;
    상기 공진 주파수에 따라 상기 리니어 압축기를 공진 운전으로 제어하는 단계;
    상기 리니어 압축기의 모터 전압 및 모터 전류를 검출하여, 검출한 결과를 근거로 상기 리니어 압축기의 모터 인덕턴스를 측정하는 단계; 및
    상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공진 주파수를 검출하는 단계는,
    상기 리니어 압축기를 일정 파워 운전으로 제어하는 단계;
    상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 가변 제어하는 단계; 및
    상기 모터 전류를 검출하여, 검출한 결과를 근거로 상기 공진 주파수를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 입축기의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 운전 주파수를 가변 제어하는 단계는,
    상기 운전 주파수의 가감 및 변동폭에 대한 기설정된 가변 기준에 따라 상기 운전 주파수를 가변 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 공진 주파수를 판단하는 단계는,
    상기 모터 전류가 최소가 된 때의 운전 주파수를 상기 공진 주파수로 판단하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계는,
    상기 모터 전압 및 모터 전류를 복수 회 검출하여 상기 모터 인덕턴스의 추정치를 복수 회 산출하고, 복수 회 산출한 상기 추정치의 평균을 연산하여, 연산한 평균을 상기 모터 인덕턴스로 측정하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 모터 인덕턴스를 측정하는 단계는,
    기지정된 측정 범위를 기준으로 상기 모터 인덕턴스를 측정하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 측정 범위는,
    상기 모터 인덕턴스의 최소 값 이상 내지 최대 값 이하로 지정된 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 단계는,
    상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 스트로크를 연산 및 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 단계는,
    상기 모터 인덕턴스를 근거로 상기 리니어 압축기의 운전을 제어한 후, 상기 리니어 압축기의 운전 주파수를 상기 공진 운전 전의 주파수로 전환하여 상기 리니어 압축기의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어 방법.
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