WO2024090982A1 - 모터 구동 장치를 포함하는 공기 조화기 - Google Patents

모터 구동 장치를 포함하는 공기 조화기 Download PDF

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WO2024090982A1
WO2024090982A1 PCT/KR2023/016627 KR2023016627W WO2024090982A1 WO 2024090982 A1 WO2024090982 A1 WO 2024090982A1 KR 2023016627 W KR2023016627 W KR 2023016627W WO 2024090982 A1 WO2024090982 A1 WO 2024090982A1
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switch
refrigerant
phase coils
inverter
motor
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PCT/KR2023/016627
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English (en)
French (fr)
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다케나카카츠미
야마다야스유키
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/08—Compressors specially adapted for separate outdoor units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/88—Electrical aspects, e.g. circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/16—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the circuit arrangement or by the kind of wiring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Definitions

  • the present disclosure relates to an air conditioner including a motor drive device.
  • An air conditioner includes an outdoor heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant and air, a compressor that can suck in and compress the refrigerant gas of the refrigerant, and an expansion that lowers the pressure and temperature of the compressed refrigerant during cooling and heating operation.
  • an outdoor unit including a device and at least a portion of a refrigerant pipe connecting the compressor and the expansion device;
  • a motor used in a compressor having a plurality of phase coils that are not connected to each other; and a first inverter consisting of a first switching element connected to the first terminal of each of the plurality of phase coils and including a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils, and connected to the second terminal of each of the plurality of phase coils.
  • a second inverter consisting of a second switching element including a pair of switches corresponding to each of a plurality of phase coils, a converter that rectifies AC power and converts it into DC power, and a plurality of devices that divide the DC voltage at both ends of the output terminals of the converter.
  • a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils, which includes a condenser, and which the second switching element includes, may include a motor driving device that drives a motor connected to the intermediate potential point where the direct current voltage is divided. .
  • An air conditioner includes two inverters connected to each end of a plurality of phase coils and having a pair of first switching elements for each phase coil, and rectifying AC power to provide DC power. and a converter that converts to a plurality of capacitors connected in series between the output terminals of the converter to divide the direct current voltage between the output terminals. At least one of the two inverters has a pair of first inverters for each phase coil. It has a plurality of second switching elements connected between the midpoint of the switching element and the intermediate potential point of the direct current voltage formed by a plurality of capacitors.
  • the coil mode of the motor is changed to a star connection mode that connects a plurality of phase coils to each other, and the two inverters. It may further include a processor capable of switching to an open coil mode for applying three-phase alternating current to the plurality of phase coils by operating them in cooperation with each other.
  • the processor may convert the output voltage of one inverter from the neutral point voltage, which is the voltage at the intermediate potential point, to the voltage required for cooperative operation in the conversion from the star connection mode to the open coil mode.
  • the processor in open coil mode, is capable of converting the output voltage of one inverter into three levels: a direct current voltage, a neutral point voltage, which is the voltage at an intermediate potential point, and 0.
  • the output voltage of one inverter is divided into a neutral point voltage, which is the voltage at the intermediate potential point of the direct current power supply, and It can be done at level 3 of 0.
  • FIG 1A shows an air conditioner according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1B is a diagram illustrating an internal structure related to the flow of refrigerant of an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2A is a schematic configuration diagram of a motor driving device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit when the motor is in star connection mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit related to a phase coil when the motor is in an open coil mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of alternating current voltage applied to a phase coil according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the ON/OFF state of each transistor in each angle range according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 6 is a block diagram of a motor driving device in an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7 is a flowchart of a method of driving a motor in an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • a or B “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C”, and “A Each of phrases such as “at least one of , B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding phrase, or any possible combination thereof.
  • One (e.g. first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g. second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”.
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • Home appliances may include electrical appliances and machines used at home.
  • a home appliance may include a device that is fixedly placed in a home or a device that can be moved within the home.
  • home can mean not only a house but also an indoor space such as an office.
  • home appliances include televisions, DVD (digital video disk) players, stereos, refrigerators, air conditioners, vacuum cleaners, ovens, microwave ovens, washing machines, air purifiers, set-top boxes, home automation control panels, security control panels, and media. Box (e.g. Samsung HomeSync TM , Apple TV TM , or Google TV TM ), game console (e.g.
  • a home appliance may particularly include a home appliance that drives a motor.
  • Home appliances that drive motors according to an embodiment of the present disclosure may include, but are not limited to, vacuum cleaners, cordless vacuum cleaners, washing machines, dryers, refrigerators, air purifiers, dishwashers, fans, and air conditioners.
  • An air conditioner absorbs heat from the air conditioning space (hereinafter referred to as “indoor”) and outside of the air conditioning space (hereinafter referred to as “indoor”) in order to cool the air conditioning space that is the subject of air conditioning. (referred to as “outdoors”) can radiate heat. Additionally, the air conditioner can absorb heat from outdoors and emit heat indoors for indoor heating.
  • the air conditioner may include one or two or more outdoor units installed outdoors and one or two or more indoor units installed indoors.
  • the outdoor unit may be electrically connected to the indoor unit.
  • a user may input information (or commands) to control the indoor unit through a user interface, and the outdoor unit may operate in response to the user input of the indoor unit.
  • the outdoor unit may be fluidly connected to the indoor unit through a refrigerant pipe.
  • the outdoor unit is installed outdoors.
  • the outdoor unit may utilize a phase change (e.g., evaporation or condensation) of the refrigerant to perform heat exchange between the refrigerant and outdoor air.
  • heat exchange can be accomplished through an outdoor heat exchanger included in the outdoor unit.
  • the refrigerant may release heat into the outdoor air.
  • the refrigerant evaporates in the outdoor unit, the refrigerant can absorb heat from the outdoor air.
  • the indoor unit is installed indoors.
  • the indoor unit may perform heat exchange between the refrigerant and indoor air using a phase change (eg, evaporation or condensation) of the refrigerant.
  • heat exchange can be accomplished through an indoor heat exchanger included in the indoor unit.
  • the refrigerant evaporates in an indoor unit, the refrigerant can absorb heat from the indoor air, and the room can be cooled. While the refrigerant is condensing in the indoor unit, the refrigerant can release heat into the indoor air, heating the room.
  • the air conditioner may include a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, and an indoor heat exchanger.
  • the air conditioner may include a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, and a refrigerant pipe connecting the indoor heat exchanger.
  • the refrigerant may circulate through the refrigerant pipe in the following order: compressor, outdoor heat exchanger, expansion device, and indoor heat exchanger, or may circulate in the following order: compressor, indoor heat exchanger, expansion device, and outdoor heat exchanger.
  • the compressor, outdoor heat exchanger, and expansion device may be placed in the outdoor unit.
  • An indoor heat exchanger may be installed in the indoor unit.
  • the location of the expansion device is not limited to the outdoor unit, and may be placed in the indoor unit as needed.
  • the compressor can suck in refrigerant gas through a suction part and compress the refrigerant gas.
  • the compressor can discharge high-temperature, high-pressure refrigerant gas through the discharge unit.
  • the air conditioner may further include a flow path switching valve.
  • the flow path switching valve may include, for example, a 4-way valve.
  • the flow path switching valve may switch the circulation path of the refrigerant depending on the air conditioner operation mode (for example, cooling operation or heating operation).
  • the flow path diverter valve may be connected to the discharge side of the compressor.
  • the air conditioner may include an accumulator.
  • the accumulator may be connected to the suction side of the compressor.
  • Low-temperature, low-pressure refrigerant evaporated from an indoor heat exchanger or an outdoor heat exchanger may flow into the accumulator.
  • a mixture of refrigerant liquid and refrigerant gas flows into the accumulator, it can separate the refrigerant liquid from the refrigerant gas and provide the refrigerant gas from which the refrigerant liquid has been separated to the compressor.
  • heat exchange can take place between refrigerant and outdoor air.
  • high-pressure, high-temperature refrigerant is condensed in the outdoor heat exchanger, and while the refrigerant is condensing, the refrigerant may release heat to the outdoor air.
  • low-temperature, low-pressure refrigerant is evaporated, and while the refrigerant is evaporating, the refrigerant can absorb heat from the outdoor air.
  • An outdoor fan may be provided adjacent to the outdoor heat exchanger.
  • An outdoor fan may blow outdoor air to the outdoor heat exchanger to promote heat exchange between the refrigerant and the outdoor air.
  • the expansion device can lower the pressure and temperature of the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger during cooling operation, and can lower the pressure and temperature of the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger during heating operation.
  • the expansion device can lower the temperature and pressure of the refrigerant using a throttling effect.
  • the expansion device may include an orifice that may reduce the cross-sectional area of the flow path. The temperature and pressure of the refrigerant that passes through the orifice may be lowered.
  • the expansion device may be implemented as an electronic expansion valve that can adjust the opening ratio (ratio of the cross-sectional area of the valve's flow path in a partially opened state to the cross-sectional area of the valve's flow path in a fully opened state).
  • the opening ratio ratio of the cross-sectional area of the valve's flow path in a partially opened state to the cross-sectional area of the valve's flow path in a fully opened state.
  • the amount of refrigerant passing through the expansion device can be controlled.
  • the indoor unit of the air conditioner may include a housing, a blower that circulates air inside or outside the housing, and an indoor heat exchanger that exchanges heat with air flowing into the housing.
  • the housing may include an intake port. Indoor air may flow into the interior of the housing through the intake port.
  • the indoor unit of the air conditioner may include a filter provided to filter foreign substances in the air flowing into the housing through the intake port.
  • the housing may include an outlet. Air flowing inside the housing may be discharged to the outside of the housing through an outlet.
  • the indoor unit of the air conditioner may include an airflow guide that guides the direction of air discharged through the outlet.
  • the airflow guide may include a blade positioned on the outlet.
  • the airflow guide may include an auxiliary fan to regulate the exhaust airflow. It is not limited to this, and the airflow guide may be omitted.
  • the indoor unit of the air conditioner may include a flow path connecting the inlet and outlet.
  • the flow path may be provided so that air sucked in from the intake port flows to the discharge port.
  • a blower and an indoor heat exchanger may be placed on the flow path.
  • the blower may include an indoor fan and a fan motor.
  • indoor fans may include axial fans, diagonal fans, cross-flow fans, and centrifugal fans.
  • the indoor heat exchanger may be placed between the blower and the outlet, or between the inlet and the blower.
  • the indoor heat exchanger can absorb heat from air introduced through the intake port or transfer heat to the air introduced through the intake port.
  • the indoor heat exchanger may include a heat exchange tube through which refrigerant flows, and heat exchange fins provided to increase the heat transfer area.
  • the indoor unit of the air conditioner may include a drain tray disposed below the indoor heat exchanger to collect condensate generated from the indoor heat exchanger. Condensate contained in the drain tray can be drained to the outside through a drain hose.
  • the drain tray may be provided to support the indoor heat exchanger.
  • the indoor unit of the air conditioner may include a first control unit that controls components of the indoor unit, including a blower.
  • the outdoor unit of the air conditioner may include a second control unit that controls components of the outdoor unit, including a compressor.
  • the first control unit may communicate with the second control unit.
  • the first control unit may obtain user input through a user device including a mobile device or a remote controller, and the indoor unit may include a communication unit or an infrared receiver capable of communicating with the user device or remote controller.
  • the first control unit may control the components of the indoor unit, including the blower, in response to the received user input.
  • the first control unit may transmit information about the received user input to the second control unit of the outdoor unit.
  • the second control unit may control the configurations of the outdoor unit, including the compressor, based on information about the user input received from the indoor unit.
  • the first control unit and the second control unit may include a processor and memory.
  • the first control unit and the second control unit may provide control signals to the compressor, flow path switching valve, expansion device, outdoor fan, and blower to drive the air conditioner in response to user input.
  • the indoor unit of the air conditioner may include a display unit that displays operation information of the air conditioner.
  • the display unit may receive information about the operation of the air conditioner from the first control unit and display information corresponding to the received information.
  • the display unit may include an indicator that displays the operation type of the air conditioner selected by the user or whether the indoor unit is turned on or off.
  • the indicator may include, for example, a Liquid Crystal Display (LCD) panel, a Light Emitting Diode (LED) panel, or a plurality of LEDs.
  • a motor driving device for an open coil motor having a plurality of phase coils that are not connected to each other may be proposed. And, this motor drive device includes a first inverter that is connected to one end of each phase coil and controls the supply of electricity to one end of each phase coil, and a first inverter that is connected to the other end of each phase coil and supplies power to the other end of each phase coil.
  • It may be provided with a second inverter that controls electricity supply, a switch connected to the other end of each phase coil, and a controller that controls the opening and closing of the switch and the operation of the first and second inverters. And the controller is characterized in that it closes the switch and drives only the first inverter when the motor is started.
  • an air conditioner or a refrigerator including a motor drive device capable of suppressing inverter loss can be provided.
  • inverter losses are large when two inverters are operated at two levels.
  • the present disclosure can suppress inverter losses during two-level inverter operation.
  • FIG 1A shows an air conditioner according to one embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioner 2000 is provided in an outdoor space and includes an outdoor heat exchanger 2100 that exchanges heat between outdoor air and the refrigerant
  • an outdoor unit 2100 is provided in an indoor (in-house) space and includes an outdoor heat exchanger that exchanges heat between the indoor air and the refrigerant. It may include an indoor unit 2200 that includes an indoor heat exchanger that performs heat exchange.
  • the outdoor unit 2100 includes an outdoor unit main body 2011 that forms the exterior of the outdoor unit 2100, and an outdoor unit fan 2012 provided on one side of the outdoor unit main body 2011 to discharge heat-exchanged air.
  • the indoor unit 2200 includes an indoor unit main body 2021 that forms the exterior of the indoor unit 2200, an indoor unit outlet 2022 provided on the front of the indoor unit main body 2021 to discharge heat-exchanged air, and an indoor unit outlet 2022 that discharges heat-exchanged air from the user to the air conditioner 2000. It may include an input interface 1600 that receives operation commands, and an output interface 1500 that displays operation information of the air conditioner 2000.
  • FIG. 1B is a diagram illustrating an internal structure related to the flow of refrigerant of an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioner 2000 connects the outdoor unit 2100, the indoor unit 2200, the outdoor unit 2100 and the indoor unit 2200, and includes a liquid pipe (P1) through which the liquid refrigerant moves, and a gaseous refrigerant. It includes a gas pipe (P2) that serves as a passage for movement, and the liquid pipe (P1) and gas pipe (P2) extend inside the outdoor unit 2100 and the indoor unit 2200.
  • the outdoor unit 2100 includes a compressor 1000 that compresses the refrigerant, an outdoor exchanger 2161 that performs heat exchange between outdoor air and the refrigerant, and a refrigerant compressed in the compressor 1000 according to heating or cooling operation to the outdoor heat exchanger (
  • a four-way valve (2170) that selectively guides the refrigerant to one of the indoor unit (2161) and the indoor unit (2200), an outdoor expansion device (2180) that depressurizes the refrigerant that is guided to the outdoor heat exchanger (2161) during heating operation, and a liquid refrigerant that has not yet evaporated.
  • It may include an accumulator 2155 that prevents gas from flowing into the compressor 1000.
  • the compressor 1000 receives electrical energy from an external power source and compresses low-pressure gaseous refrigerant to high pressure using the rotational force of the motor 1100 for the compressor 1000 that rotates.
  • the four-way valve 2170 guides the refrigerant compressed by the compressor 2150 to the outdoor heat exchanger 2161 during cooling operation, and guides the refrigerant compressed by the compressor 1000 to the indoor unit 2200 during heating operation.
  • the outdoor heat exchanger 2161 condenses the refrigerant compressed in the compressor 1000 during cooling operation, and evaporates the refrigerant decompressed in the indoor unit 2200 during heating operation.
  • This outdoor heat exchanger (2161) has outdoor heat exchanger cooling fins (not shown) to improve heat exchange efficiency between the refrigerant and outdoor air by increasing the surface area in contact between the outdoor heat exchanger refrigerant pipe (not shown) through which the refrigerant passes and outdoor air. (not shown), an outdoor fan 2163 that blows outdoor air to the outdoor heat exchanger 2161, and an outdoor fan motor 2165 that transmits rotational force to the outdoor fan 2163.
  • the outdoor expansion valve 2180 not only depressurizes the refrigerant during heating operation, but also adjusts the amount of refrigerant provided to the outdoor heat exchanger 2161 to ensure sufficient heat exchange in the outdoor heat exchanger 2161.
  • the outdoor expansion valve 2180 can depressurize the refrigerant by using the throttling effect of the refrigerant, where the pressure decreases without heat exchange with the outside when the refrigerant passes through a narrow passage.
  • Such an outdoor expansion valve 2180 may employ an electronic valve capable of adjusting the opening degree to control the amount of refrigerant passing through the outdoor expansion valve 2180.
  • the indoor unit 2200 may include an indoor heat exchanger 2261 that performs heat exchange between indoor air and a refrigerant, and an indoor expansion valve 2280 that depressurizes the refrigerant provided to the indoor heat exchanger 2261 during cooling operation.
  • the indoor heat exchanger 2261 evaporates low-pressure refrigerant during the cooling operation of the air conditioner 2000, and condenses the high-pressure gaseous refrigerant during the heating operation.
  • This indoor heat exchanger 2261 like the outdoor heat exchanger 2161 of the outdoor unit 2100, is an indoor heat exchanger refrigerant pipe (not shown) through which the refrigerant passes, and an indoor heat exchanger to improve heat exchange efficiency between the refrigerant and indoor air. It may include cooling fins (not shown), an indoor fan (2263) that blows air heat-exchanged with the refrigerant in the indoor heat exchanger (2261) into the room, and an indoor fan motor (2265) that transmits rotational force to the indoor fan (2263). You can.
  • the indoor expansion valve 280 not only depressurizes the refrigerant using a throttling action, but also adjusts the amount of refrigerant provided to the outdoor heat exchanger 2161 to ensure sufficient heat exchange in the indoor heat exchanger 2261.
  • Such an indoor expansion valve 2280 may employ an electronic valve capable of adjusting the opening degree to control the amount of refrigerant passing through the indoor expansion valve 2280.
  • the refrigerant When the air conditioner (2000) operates in cooling mode, the refrigerant is compressed to high pressure by the compressor (1000) of the outdoor unit (2100). As the refrigerant is compressed, the pressure and temperature of the refrigerant increase together.
  • the compressed refrigerant is guided to the outdoor heat exchanger (2161) by the four-way valve (2170).
  • the refrigerant guided to the outdoor heat exchanger 2161 is condensed in the outdoor heat exchanger 2161, and while the refrigerant is condensed, heat exchange occurs between the refrigerant and the outdoor air. Specifically, while the refrigerant changes state from the gaseous state to the liquid state, the refrigerant releases energy (latent heat) to the outdoors equal to the difference between the internal energy of the gaseous refrigerant and the internal energy of the liquid refrigerant.
  • the condensed liquid refrigerant passes through the outdoor expansion valve 2180 and then is provided to the indoor unit 2200 through the liquid pipe P1.
  • the temperature of the liquid refrigerant provided to the indoor unit 2200 is lowered and the pressure of the refrigerant is reduced in the indoor expansion valve 2280 provided on the liquid pipe P1.
  • the indoor expansion valve 2280 depressurizes the refrigerant by using the throttling action of the refrigerant, where the pressure decreases without heat exchange with the outside when the fluid passes through a narrow passage.
  • Such an indoor expansion valve 2280 may employ an electronic valve capable of adjusting the opening degree to control the amount of refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 2261.
  • the depressurized liquid refrigerant is evaporated in the indoor heat exchanger 2261, and while the refrigerant is evaporated, heat exchange occurs between the refrigerant and indoor air. Specifically, while the refrigerant changes state from the liquid state to the gas state, the refrigerant absorbs energy (latent heat) equal to the difference between the internal energy of the gaseous refrigerant and the liquid state refrigerant from the indoor air. In this way, in cooling operation, the air conditioner (2000) cools the indoor air using heat exchange between the refrigerant generated in the indoor heat exchanger (2261) and indoor air, that is, the refrigerant absorbs latent heat from indoor air. You can.
  • the evaporated gaseous refrigerant is provided to the outdoor unit 2100 through the gas pipe P2 and to the accumulator 2155 through the four-way valve 2170.
  • the refrigerant is separated into liquid refrigerant that has not evaporated and evaporated gaseous refrigerant, and the gaseous refrigerant is provided back to the compressor 1000.
  • the gaseous refrigerant provided to the compressor 1000 is compressed in the compressor 1000, and the above-described refrigerant circulation is repeated.
  • the refrigerant absorbs heat energy from indoor air in the indoor heat exchanger (2261) of the indoor unit (2200) and the outdoor heat exchanger of the outdoor unit (2100). By discharging heat energy to the outdoors at (2161), the heat energy inside the room is transferred to the outdoors.
  • the air conditioner 2000 When the air conditioner 2000 operates in a heating mode, the refrigerant is compressed to high pressure by the compressor 1000 of the outdoor unit 2100, and the temperature of the refrigerant increases along with the pressure of the refrigerant.
  • the compressed refrigerant passes through the four-way valve 2170 and is then guided to the indoor unit 2200 along the gas pipe P2.
  • the indoor heat exchanger 2261 the refrigerant is condensed, and while the refrigerant is condensed, heat exchange occurs between the refrigerant and the indoor air. Specifically, while the refrigerant is converted from a gaseous state to a liquid state, the refrigerant releases energy (latent heat) into the room equal to the difference between the internal energy of the gaseous state and the internal energy of the liquid state.
  • the air conditioner 2000 can heat the indoor air using heat exchange between the refrigerant generated in the indoor heat exchanger 2261 and indoor air, that is, the refrigerant releases latent heat.
  • the condensed liquid refrigerant passes through the indoor expansion valve 2280 and is then supplied back to the outdoor unit 10 along the liquid pipe P1.
  • the liquid refrigerant provided to the outdoor unit 2100 is depressurized in the outdoor expansion valve 2180 provided on the liquid pipe P1, and the temperature of the refrigerant is also lowered.
  • Such an outdoor expansion valve 2180 may employ an electronic valve capable of adjusting the opening degree to control the amount of refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 2161, which will be described later.
  • the reduced pressure liquid refrigerant is evaporated in the outdoor heat exchanger 2161, and while the refrigerant is evaporated, heat exchange occurs between the refrigerant and the outdoor air. Specifically, while the refrigerant changes state from the liquid state to the gaseous state, the refrigerant absorbs energy (latent heat) equal to the difference between the internal energy of the gaseous refrigerant and the internal energy of the liquid refrigerant from the outdoor air.
  • the gaseous refrigerant evaporated from the outdoor heat exchanger (2161) is provided to the accumulator (2155) through the four-way valve (2170).
  • the refrigerant is separated into liquid refrigerant that has not evaporated and evaporated gaseous refrigerant, and the gaseous refrigerant is provided to the compressor 1000.
  • the gaseous refrigerant provided to the compressor 1000 is compressed in the compressor 1000, thereby repeating the circulation of the refrigerant.
  • the refrigerant absorbs heat energy from outdoor air in the outdoor heat exchanger (2161) of the outdoor unit (2100) and the indoor heat exchanger (2200) of the indoor unit (2200). By discharging heat energy into the room at (2261), outdoor heat energy is transferred to the room.
  • FIG. 2A is a schematic configuration diagram of a motor driving device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the motor drive device 1 is, for example, a motor used in a vacuum cleaner, cordless vacuum cleaner, washing machine, dryer, air purifier, dishwasher, electric fan (including circulator), or an air conditioner such as a refrigerator (not shown) or an air conditioner. It is a device that controls the operation of the motor 1100 for the compressor 1000 (not shown).
  • the compressor 1000 is a device that performs a suction stroke to fill the refrigerant in the cylinder, a compression stroke to compress the refrigerant in the cylinder, and a discharge stroke to discharge the compressed refrigerant to the outside of the compressor 1000.
  • the compression mechanism of the compressor 1000 is not particularly limited and may include, for example, a rotary type, a reciprocating type, and a scroll type.
  • the motor 1100 for example, a permanent magnet synchronous motor (PMSM) or an induction motor may be used.
  • the motor 1100 is an open-windings motor configured with a plurality of (three in this embodiment) phase coils (Lu, Lv, and Lw in this embodiment) in a non-connected state. ) can be.
  • this is only an example and the type of motor 1100 is not particularly limited.
  • (Lu), (Lv), and (Lw) among the plurality of phase coils may be referred to as a first coil, a second coil, and a third coil, respectively.
  • the motor drive device 1 includes a first inverter 10 connected to one end of each of a plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) and having a pair of transistors for each phase coil,
  • a second inverter 20 may be provided that is connected to the other end of each of the plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) and has a pair of transistors for each phase coil.
  • the motor drive device 1 includes a control unit ( 100) can be provided.
  • the control unit 100 may include a processor for controlling the overall operation of the motor driving device 1 and/or the air conditioner 2000.
  • the first inverter 10 is a circuit for converting direct current voltage (VDC) into alternating current voltage and supplying it to the motor 1100.
  • the first inverter 10 is configured by a bridge circuit and may be provided with six transistors 11, 12, 13, 14, 15, and 16 as an example of a plurality of sets of first switching elements.
  • the six transistors (11, 12, 13, 14, 15, 16) may be switches that can be controlled by a gate signal.
  • the six transistors (11, 12, 13, 14, 15, 16) is a device that can control switching by a gate signal, such as a field effect transistor (FET), insulated gate bipolar mode transistor (IGBT), gate turn-off thyristor (GTO), and metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
  • FET field effect transistor
  • IGBT insulated gate bipolar mode transistor
  • GTO gate turn-off thyristor
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • transistors (11), (12), (13), (14), (15), and (16) as a plurality of first switch elements are respectively the 11th switch, the 12th switch, and the 13th switch. It may be referred to as a switch, a 14th switch, a 15th switch, and a 16th switch.
  • the first inverter 10 has a pair of transistors for each of the plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) of the motor 1100.
  • the first inverter 10 includes a transistor 11 and a transistor 12 for a phase coil (Lu), a transistor 13 and a transistor 14 for a phase coil (Lv), and a phase coil ( It has a transistor 15 and a transistor 16 for Lw).
  • the emitters of the transistors (11), (13), and (15) and the collectors of the transistors (12), (14), and (16) are connected to a plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lv) of the motor 1100. Each is connected to Lw).
  • collectors of transistors (11), (13), and (15) are connected to the anode side line of the power supply, and the emitters of transistors (12), (14), and (16) are connected to the cathode side (ground) line of the power supply. It is done.
  • the second inverter 20 is a three-level inverter of a bidirectional switch type, and may include six transistors 21 to 26 as an example of a plurality of second switching elements, and a bidirectional switch unit 27.
  • the six transistors (21, 22, 23, 24, 25, 26) may be switches that can be controlled by a gate signal.
  • the six transistors (21, 22, 23, 24, 25, 26) is a device that can control switching by a gate signal, such as a field effect transistor (FET), insulated gate bipolar mode transistor (IGBT), gate turn-off thyristor (GTO), and metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
  • FET field effect transistor
  • IGBT insulated gate bipolar mode transistor
  • GTO gate turn-off thyristor
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • the 21st switch the 22nd switch, and the 23rd switch. It may be referred to as a switch, a 24th switch, a 25th switch, and a 26th switch.
  • the transistors 21 - 26 constitute a pair of transistors for each of the plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) of the motor 1100, and the transistor for the phase coil (Lu) It is composed of transistor 21 and transistor 22, transistor 23 and transistor 24 for phase coil (Lv), and transistor 25 and transistor 26 for phase coil (Lw).
  • the emitters of transistors 21, 23, and 25 and the collectors of transistors 22, 24, and 26 are connected to a plurality of phase coils Lu, Lv, and (Lv) of the motor 1100. Each is connected to Lw). Additionally, the collectors of transistors 21, 23, and 25 are connected to the anode side line of the power supply, and the emitters of transistors 22, 24, and (26) are connected to the cathode side (ground) line of the power supply. It is done.
  • the bidirectional switch unit 27 may include six transistors 31 to 36 as an example of a third switching element.
  • the six transistors (31, 32, 33, 34, 35, 36) may be switches that can be controlled by a gate signal.
  • the six transistors (31, 32, 33, 34, 35, 36) is a device that can control switching by a gate signal, such as a field effect transistor (FET), insulated gate bipolar mode transistor (IGBT), gate turn-off thyristor (GTO), and metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET).
  • FET field effect transistor
  • IGBT insulated gate bipolar mode transistor
  • GTO gate turn-off thyristor
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • bidirectional transistors (31), (32), (33), (34), (35), and (36) as a plurality of third switch elements are respectively the 31st switch, 32nd switch, and 36th switch. It may be referred to as the 33rd switch, the 34th switch, the 35th switch, and the 36th switch.
  • Transistors 31 to 36 constitute a pair of transistors for each of the plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) of the motor 1100, and the transistor for the phase coil (Lu) It is composed of transistor 31 and transistor 32, transistor 33 and transistor 34 for phase coil (Lv), and transistor 35 and transistor 36 for phase coil (Lw). Emitters of transistors 31, 33, and 35 and collectors of transistors 32, 34, and 36 are connected, respectively. Additionally, the collectors of the transistors 31, 33, and 35 are connected to a plurality of phase coils Lu, (Lv), and (Lw) of the motor 1100, respectively, and the transistors 32, 34 The collectors of , (36) are each connected to the intermediate potential point (M) described later.
  • Each of the transistors 11 - 16 of the first inverter 10, the transistors 21 - 26, and the transistors 31 - 36 of the second inverter 20 are bipolar, as described above. Power transistors of various structures, such as , field effect type, and MOS type, can be used. And all transistors can perform ON/OFF switching operations according to the control signal output from the control unit 100. Accordingly, the first inverter 10 and the second inverter 20 convert direct current voltage (VDC) into alternating current voltage and supply the converted alternating voltage to the motor 1100 so that the motor 1100 can be driven.
  • VDC direct current voltage
  • the converter 50 is connected to the AC power source 40 and can convert the AC voltage of the AC power source 40 into a direct current voltage (VDC).
  • VDC direct current voltage
  • the converter 50 may be made of a diode element, but is not limited thereto, and at least some controllable switching elements such as a thyristor, IGBT, or GTO may be used.
  • the smoothing capacitor 60 is connected to the direct current output terminal of the converter 50 and smoothes the direct current voltage (VDC) that is the output of the converter 50.
  • the smoothing condenser 60 has a first condenser 61 and a second condenser 62 connected in series between the output terminals of the converter 50.
  • the first condenser 61 and the second condenser 62 divide the direct current voltage (VDC), which is the output of the converter 50, by 1/2.
  • This partial pressure point may be the intermediate potential point (M).
  • the control unit 100 uses a setting unit 110 to set a control value (Vt), a control value (Vt) set by the setting unit 110, and a speed ( ⁇ a) of the motor 1100 ( It may include an output unit 120 that outputs a signal for driving 1100.
  • the control unit 100 may include a speed detection unit 130 that detects the speed ( ⁇ a) of the motor 1100 and a current detection unit 140 that detects the current (Ia) supplied to the motor 1100. there is.
  • the setting unit 110 is a speed command value output to the control unit 100 from a higher-level control device including the control unit 100, for example, a control device that comprehensively controls the operation of the refrigerator (not shown).
  • the control value (Vt) can be calculated based on ( ⁇ r) and the actual speed ( ⁇ a) of the motor 1100 detected by the speed detection unit 130.
  • the setting unit 110 may output the calculated control value (Vt) to the output unit 120.
  • control unit 100 is configured as a speed feedback control system so that the speed command value ⁇ r matches the speed ⁇ a of the motor 1100.
  • the output unit 120 outputs a signal for driving the motor 1100 based on the rotor position of the motor 1100 and performs PWM chopping using the PWM waveform.
  • PWM chopping refers to turning on/off a signal for driving the motor 1100. By turning the signal ON/OFF, the current supplied to each phase of the motor 1100 can be controlled according to the duty ratio, thereby controlling the output torque.
  • the speed detection unit 130 may detect the speed ⁇ a (rpm) of the motor 1100 based on a signal according to the rotation angle of the motor 1100 output from an encoder or resolver installed in the motor 1100. However, the speed detection unit 130 uses the values of the current flowing in each of the phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) acquired from the current detection unit 140 to determine the plurality of phase coils (Lu) of the motor 1100. By estimating the relationship between the waveforms of the induced voltages of (Lv) and (Lw) and the reference voltage, and determining the change in the position of the rotor per unit time, the speed ( ⁇ a) (rpm) of the motor 1100 is determined. It can also be detected.
  • the current detection unit 140 includes a U-phase current detection unit (not shown) that detects the current actually flowing in the phase coil (Lu), and a V-phase current detection unit (not shown) that detects the current that actually flows in the phase coil (Lv). , It has a W-phase current detection unit (not shown) that detects the current actually flowing in the phase coil (Lw).
  • the U-phase current detection unit, V-phase current detection unit, and W-phase current detection unit detect the voltage flowing in each phase coil from the voltage generated across the so-called shunt resistors connected to each of the phase coils (Lu), (Lv), and (Lw). The value of current can be detected.
  • the control unit 100 controls the first inverter 10 and the second inverter 20 to change the coil mode of the motor 1100 to a plurality of phase coils Lu. , (Lv), and (Lw) are connected to each other in star connection mode, and the two inverters are operated in cooperation with each other - each controlled - so that 3 each of the plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) are connected. It can be switched to open coil mode where phase alternating current is applied.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit when the motor is in star connection mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor of the control unit 100 always turns off all six transistors (21, 22, 23, 24, 25, and 26) of the second inverter (20) and turns six transistors (31, 32, 33, 34, 35, and 36) off. ) By turning them all ON at all times, multiple phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) can be placed in star connection mode.
  • the transistors (31, 32, 33, 34, 35, and 36) of the second inverter (20) are connected to the intermediate potential point (M), the transistors (21, 22, 23, 24, 25, and 26) )
  • the transistors (21, 22, 23, 24, 25, and 26) By turning all of the transistors (31, 32, 33, 34, 35, and 36) ON, the other terminals of the plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) are shorted.
  • the neutral point voltage of 1/2 ⁇ VDC can be applied.
  • the processor of the control unit 100 performs a switching operation on the transistors 11, 12, 13, 14, 15, and 16 of the first inverter 10, thereby creating the equivalent circuit shown in FIG. 2, and the motor 1100 can be operated in star connection mode.
  • the neutral point voltage may be interchangeably referred to as 1.2xVDC, which is the intermediate potential point (M) voltage.
  • the processor of the control unit 100 does not turn on all the transistors 31, 32, 33, 34, 35, and 36 of the two-way switch unit 27 of the second inverter 20, but applies a voltage.
  • the processor of the control unit 100 does not turn on all the transistors 31, 32, 33, 34, 35, and 36 of the two-way switch unit 27 of the second inverter 20, but applies a voltage.
  • the phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) By controlling the switching of some of the transistors (Lu), (Lv), and (Lw), the phase coils (Lu), (Lv), and (Lw)
  • the other end may be connected to the neutral point voltage.
  • the processor of the control unit 100 turns on the transistors 31, 32, 33, and 34 and turns on the transistors 35 and 36. It can be turned OFF.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit related to a phase coil (Lu) when the motor 1100 is in an open coil mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • Transistors 11 and 12 of the first inverter 10 are connected to one end of the phase coil Lu, and transistors 21 and 22 of the second inverter 20 are connected to the other end of the phase coil Lu. is connected. Additionally, transistors 31 and 32 are connected between the other end of the phase coil Lu and the intermediate potential point M.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an alternating current voltage applied to a phase coil Lu according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the ON/OFF state of each transistor in each angle range according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor of the control unit 100 turns ON/OFF the transistors 11 and 12 of the first inverter 10 and the transistors 21, 22, 31 and 32 of the second inverter 20. By controlling, a sinusoidal alternating voltage is applied to the phase coil Lu.
  • 0-30 degrees is the first range
  • 30-150 degrees is the second range
  • 150-180 degrees is the third range
  • 180-210 degrees is the fourth range
  • 210-150 degrees is the second range.
  • 330 degrees is referred to as the 5th range
  • 330-360 degrees is referred to as the 6th range.
  • the processor of the control unit 100 turns on the transistors 11 and 32 and turns the transistors 12 and 22 off. Turning either transistor (21) or (31) ON and the other transistor OFF are repeated. As a result, 1/2 ⁇ VDC is applied to the phase coil Lu at the timing of turning the transistor 31 ON and the transistor 21 OFF, and the timing of turning the transistor 31 OFF and the transistor 21 ON. 0 (V) is applied to the phase coil (Lu).
  • the processor of the control unit 100 turns on the transistors 11 and 31 and turns the transistors 12 and 21 off. Turning either transistor (22) or (32) ON and the other transistor OFF are repeated. As a result, VDC is applied to the phase coil Lu at the timing of turning the transistor 22 ON and the transistor 32 OFF, and the phase coil Lu at the timing of turning the transistor 22 OFF and the transistor 32 ON. 1/2 ⁇ VDC is applied to the coil (Lu).
  • the processor of the control unit 100 operates on the transistors 11 and 12 of the first inverter 10 and the second inverter 20, as in the first range. Controls ON/OFF of transistors (21), (22), (31), and (32). As a result, 1/2 ⁇ VDC is applied to the phase coil Lu at the timing of turning the transistor 31 ON and the transistor 21 OFF, and the timing of turning the transistor 31 OFF and the transistor 21 ON. 0 (V) is applied to the phase coil (Lu).
  • the processor of the control unit 100 turns on the transistors 12 and 31 and turns off the transistors 11 and 21, and turns on the transistor ( Turning one transistor ON and turning the other transistor OFF in 22) or (32) are repeated.
  • -1/2 ⁇ VDC is applied to the phase coil Lu at the timing of turning the transistor 32 ON and the transistor 22 OFF, turning the transistor 32 OFF and the transistor 22 ON.
  • 0 (V) is applied to the phase coil (Lu).
  • the processor of the control unit 100 turns on the transistors 12 and 32 and simultaneously turns off the transistors 11 and 22, and turns on the transistor ( Turning one transistor ON and turning the other transistor OFF in 21) or (31) are repeated.
  • -VDC is applied to the phase coil Lu at the timing when the transistor 21 is turned ON and the transistor 31 is turned OFF, and at the timing when the transistor 21 is turned OFF and the transistor 31 is turned ON.
  • -1/2 ⁇ VDC is applied to the phase coil (Lu).
  • the processor of the control unit 100 operates on the transistors 11 and 12 of the first inverter 10 and the transistors of the second inverter 20, as in the fourth range. Controls ON/OFF of (21), (22), (31), and (32). As a result, -1/2 ⁇ VDC is applied to the phase coil Lu at the timing of turning the transistor 32 ON and the transistor 22 OFF, turning the transistor 32 OFF and the transistor 22 ON. In timing, 0 (V) is applied to the phase coil (Lu).
  • control unit 100 turns on the transistors 11 and 12 of the first inverter 10 and the transistors 21, 22, 31 and 32 of the second inverter 20. By controlling /OFF, it is possible to apply a sinusoidal alternating voltage to the phase coil Lu.
  • the processor of the control unit 100 turns on the transistors 13 and 14 of the first inverter 10 and the transistors 23, 24, 33 and 34 of the second inverter 20. By controlling /OFF, it is possible to apply a sinusoidal alternating voltage to the phase coil (Lv).
  • the processor of the control unit 100 turns on the transistors 15 and 16 of the first inverter 10 and the transistors 25, 26, 35 and 36 of the second inverter 20. By controlling /OFF, it is possible to apply a sinusoidal alternating voltage to the phase coil (Lw).
  • control unit 100 determines the period of the sinusoidal alternating voltage applied to the phase coil Lu, the sinusoidal alternating voltage applied to the phase coil Lv, and the sinusoidal alternating voltage applied to the phase coil Lw.
  • the ON/OFF of the transistors can be controlled so that they are offset from each other by 1/3 (the phase is 120 degrees).
  • the motor driving device 1 is a driving device for the motor 1100 having a plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) in a non-connected state, and the plurality of phase coils (Lu) ), (Lv), and (Lw), and has a pair of transistors (for example, transistors 11, (12), transistors 21, (22)) for each phase coil. It may include a first inverter 10 and a second inverter 20 as an example of two inverters.
  • the motor drive device 1 includes a converter 50 that rectifies the alternating current voltage and converts it into a direct current voltage, and a plurality of devices connected in series between the output terminals of the converter 50 to divide the direct current voltage (VDC) between the corresponding output terminals. It may include a first condenser 61 and a second condenser 62 as examples of the condenser. And, the second inverter 20, which is one of the two inverters, has a pair of transistors (e.g., transistors 21 and 22) for each phase coil (e.g., phase coil Lu). Transistors (31, 32, 33, 34, 35, 36).
  • one of the two inverters connected to both ends of each of the plurality of phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) in a mutually unconnected state is connected to VDC, 1/
  • the voltage waveform applied to the motor 1100 can be ⁇ 1/2 ⁇ VDC and ⁇ VDC.
  • the output voltage can be made closer to a sine wave, reducing the loss of the motor 1100 and noise caused by the ON and OFF switching of the transistor. It can be reduced.
  • the motor drive device 1 includes two inverter transistors 11, 12, 13, 14, 15, and 16 (an example of the first switching element) and transistors 21, 22, 23, 24, 25, and 26. (an example of the second switching element), and the transistors 31, 32, 33, 34, 35, 36 (an example of the third switching element) of the second inverter 20, thereby controlling the coil mode of the motor 1100. It has a control unit 100 that can switch between star connection mode and open coil mode.
  • the processor of the control unit 100 can switch the coil mode by switching ON and OFF of the transistors of the two inverters, there is no need to install a switch to switch the coil mode.
  • the coil mode can be switched seamlessly compared to a configuration in which the coil mode is switched using a switch.
  • the processor of the control unit 100 is controlled to operate in star connection mode in a low-speed operation area where the rotation speed of the motor 1100 is small, and is controlled to operate in an open coil mode in a high-speed operation area where the rotation speed of the motor 1100 is high. In this way, the coil mode is switched according to the load of the motor 1100.
  • Low-speed operation and high-speed operation are relative, but for example, when the motor 1100 according to an embodiment of the present disclosure operates at 0 to 1800 rpm, low-speed operation means that the motor 1100 rotates at less than 600 rpm, and higher speed operation means that the motor 1100 rotates at less than 600 rpm. It may be said, but it is not limited to this.
  • the motor is a motor (1100) that rotates between 0 and 3600 rpm, up to 1200 rpm can be said to be low-speed operation, and beyond that can be said to be high-speed operation, but this is only an example.
  • 1500 rpm is the equivalent of high/low speed operation. It could be boundary speed.
  • the processor of the control unit 100 sets the star connection mode when the current (Ia) detected by the current detection unit 140 is below a predetermined threshold, and the current (Ia) detected by the current detection unit 140 is set to star connection mode. If exceeds the threshold, it can be controlled to operate in open coil mode. As a result, the efficiency of the motor 1100 in the low-speed operation range can be increased, thereby improving energy saving performance. Additionally, since the applied voltage can be increased in the high-speed operation region, the output of the motor 1100 can be increased.
  • the applied voltage can be increased in the high-speed operation area without requiring a power boosting circuit, so the number of coils of the motor 1100 can be increased. You can. As a result, the current flowing through one coil can be reduced, thereby improving the efficiency of the motor 1100 in a low-speed operation region.
  • the processor of the control unit 100 may not switch between the star connection mode and the open coil mode.
  • the processor of the control unit 100 may operate in an open coil mode even in a low-speed operation region and in an open coil mode in all operation regions.
  • the second inverter 20 has a bidirectional switch unit 27, but is not particularly limited to the above-described form.
  • the first inverter 10, instead of the second inverter 20, has a two-way switch unit 27 connected to one end of each of the phase coils (Lu), (Lv), and (Lw) and the intermediate potential point (M). There may be. Additionally, both the first inverter 10 and the second inverter 20 may have a two-way switch unit 27.
  • Figure 6 is a block diagram of a motor driving device in an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioner 2000 includes a converter 50 responsible for driving, a smoothing condenser 60, a first inverter 10, a second inverter 20, a control unit 100, and a communication unit ( 130), output interface 150, input interface 160, memory 170, current detection unit 140, compressor 1000, motor 1100 for compressor 1000, outdoor unit 2100, and indoor unit 2200.
  • a converter 50 responsible for driving
  • a smoothing condenser 60 responsible for driving
  • a first inverter 10 a second inverter 20
  • control unit 100 a control unit 100
  • a communication unit 130
  • output interface 150 input interface 160
  • memory 170 volatile and non-volatile memory
  • current detection unit 140 current detection unit 140
  • compressor 1000 motor 1100 for compressor 1000
  • outdoor unit 2100 and indoor unit 2200.
  • indoor unit 2200 may include. All components of the air conditioner (2000) are not essential, and each component may be added or subtracted depending on the manufacturer's design philosophy.
  • the converter 50, smoothing condenser 60, first inverter 10, and second inverter 20 in charge of driving receive power from an external power source, and operate the compressor 1000 according to the drive control signal from the control unit 100. ) can supply current to the motor 1100 used.
  • the converter 50 can convert alternating current voltage to direct current voltage.
  • the converter 50 converts an alternating current voltage whose size and polarity (positive voltage or negative voltage) changes with time into a direct current voltage with constant size and polarity, and changes the size and direction (positive voltage or negative voltage) with time.
  • Alternating current (current or negative current) that varies can be converted to direct current (current or negative current) with a constant magnitude.
  • Converter 50 may include a bridge diode.
  • converter 50 may include four diodes.
  • a bridge diode can convert an alternating current whose polarity changes with time into a positive voltage whose polarity is constant, and can convert an alternating current whose direction changes with time into a positive current whose direction is constant.
  • converter 50 may include two diodes and two thyristors. One thyristor and one diode can form one rectifying leg, and another thyristor and one diode can form another rectifying leg. However, this is a case where the input power 40 is single-phase. If the input power 40 is three-phase, the converter 50 including three legs can be configured with three thyristors and three diodes.
  • the control unit 100 may control the thyristor so that the voltage charged in the smoothing condenser 60 increases gradually rather than suddenly.
  • the first inverter 10 and the second inverter 20 can control the current supplied to the motor 1100.
  • the size of the current flowing in the motor 1100 may change depending on the turn on/off of the switching elements included in the first inverter 10 and the second inverter 20. In this case, alternating current may be supplied to the motor 1100.
  • the second inverter operates when a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils (Lu, Lv, Lw) included in the motor 1100 and the smoothing condenser 60 are divided into two condensers 61 and 62.
  • a two-way switch unit 27 may be included between the intermediate potential points, which are the midpoints.
  • the two-way switch unit 27 may include a plurality of third switching elements.
  • the first inverter 10 has a plurality of fourth switches between a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils (Lu, Lv, Lw) and the intermediate potential point of the smoothing condenser 60. It may include switching elements.
  • the processor of the control unit 100 may control the overall operation of the air conditioner 2000 and/or the motor driving device 1.
  • the processor of the control unit 100 executes programs stored in the memory 170, thereby executing the first inverter 10, the second inverter 20, the communication unit 1300, the output interface 1500, the input interface 1600, and the memory. (1700), the outdoor unit (2100), and the indoor unit (2200) can be controlled.
  • the processor of the control unit 100 controls the first inverter 10 and the second inverter 20 to change the coil mode of the motor 1100 to one end of the plurality of phase coils Lu, Lv, and Lw.
  • the processor of the control unit 100 turns off all the switching elements of the second inverter 20 and turns on all the plurality of third switching elements of the two-way switch unit 27 to turn on the plurality of phase coils (Lu, Lv, Lw) can be controlled to be in star connection mode.
  • control unit 100 may be equipped with an artificial intelligence (AI) processor.
  • AI artificial intelligence
  • An artificial intelligence (AI) processor may be manufactured as a dedicated hardware chip for artificial intelligence (AI), or may be manufactured as part of an existing general-purpose processor (e.g. CPU or application processor) or graphics-specific processor (e.g. GPU). It may also be mounted on the air conditioner (2000).
  • the control unit 100 may include a setting unit 110, an output unit 120, a speed detection unit 130, and a current detection unit 140. Accordingly, although the current detection unit 140 in FIG. 6 is shown separately from the control unit 100, it may be a component of the control unit 100.
  • the current detector 140 is disposed in the current path flowing from each coil of the motor 1100 to the first inverter 10, and can obtain current (mainly alternating current) information.
  • the control unit 100 may include a communication unit 130 to operate on an IoT (Internet of Things) network or a home network, as needed.
  • IoT Internet of Things
  • the communication unit 1300 may include a short-range communication unit 1310 (short-range wireless communication interface) and a long-range communication unit 1320 (long-range wireless communication interface).
  • the short-range communication unit 131 includes a Bluetooth communication unit, a Bluetooth Low Energy (BLE) communication unit, a Near Field Communication interface, a Wi-Fi communication unit, a Zigbee communication unit, and an infrared data association (IrDA). It may include, but is not limited to, a communication unit, WFD (Wi-Fi Direct) communication unit, UWB (Ultra Wideband) communication unit, Ant+ communication unit, etc.
  • the long-distance communication unit 1320 transmits and receives wireless signals with at least one of a base station, an external terminal, and a server on a mobile communication network.
  • the wireless signal may include various types of data according to voice call signals, video call signals, or text/multimedia message transmission and reception.
  • the long-distance communication unit 1320 may include, but is not limited to, a 3G module, 4G module, 5G module, LTE module, NB-IoT module, LTE-M module, etc.
  • the air conditioner 2000 can communicate with an external server or other electrical device and transmit and receive data through the communication unit 1300.
  • the output interface 1500 is for outputting audio signals or video signals, and may include a display unit 1510 and a sound output unit 1520.
  • the air conditioner 2000 can display information related to the air conditioner 2000 through the display unit 1510. For example, power factor information of the air conditioner 2000 or each harmonic component value (for example, % of each harmonic component relative to the input current or A (ampere)) may be displayed.
  • power factor information of the air conditioner 2000 or each harmonic component value for example, % of each harmonic component relative to the input current or A (ampere)
  • the display unit 1510 can be used as an input device in addition to an output device.
  • the display unit 1510 includes a liquid crystal display, a thin film transistor-liquid crystal display, a light-emitting diode (LED), an organic light-emitting diode, It may include at least one of a flexible display, a 3D display, and an electrophoretic display. In addition, depending on the implementation form of the motor driving device 1, it may include two or more display units 151.
  • the audio output unit 1520 may output audio data received from the communication unit 130 or stored in the memory 1700. Additionally, the sound output unit 1520 may output sound signals related to functions performed by the air conditioner 2000. The sound output unit 1520 may include a speaker, a buzzer, etc.
  • the output interface 1500 displays at least one of power factor information of the air conditioner 2000, harmonic component information, regenerative braking, and charging rate of the energy storage device through the display unit 1510. Can be printed. According to one embodiment of the present disclosure, the output interface 1500 may display the current power level, operation mode (eg, low noise mode, normal mode, high power mode, etc.), current power factor, etc.
  • operation mode eg., low noise mode, normal mode, high power mode, etc.
  • the input interface 1600 is for receiving input from the user.
  • the input interface 1600 includes a key pad, a dome switch, and a touch pad (contact capacitive type, pressure resistance type, infrared detection type, surface ultrasonic conduction type, integral tension measurement type, It may be at least one of a piezo effect type, etc.), a jog wheel, and a jog switch, but is not limited thereto.
  • the input interface 1600 may include a voice recognition module.
  • the air conditioner 2000 may receive a voice signal, which is an analog signal, through a microphone, and convert the voice portion into computer-readable text using an Automatic Speech Recognition (ASR) model.
  • ASR Automatic Speech Recognition
  • the air conditioner (2000) can acquire the user's utterance intention by interpreting the converted text using a Natural Language Understanding (NLU) model.
  • NLU Natural Language Understanding
  • the ASR model or NLU model may be an artificial intelligence model.
  • Artificial intelligence models can be processed by an artificial intelligence-specific processor designed with a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models. Artificial intelligence models can be created through learning.
  • An artificial intelligence model may be composed of multiple neural network layers. Each of the plurality of neural network layers has a plurality of weight values, and neural network calculation is performed through calculation between the calculation result of the previous layer and the plurality of weights.
  • Linguistic understanding is a technology that recognizes and applies/processes human language/characters, including Natural Language Processing, Machine Translation, Dialog System, Question Answering, and Voice Recognition. /Speech Recognition/Synthesis, etc.
  • the memory 1700 may store programs for processing and control of the control unit 100, and may store input/output data (e.g., power factor information of the air conditioner 2000, information on harmonic components, etc.). It may be possible.
  • the memory 1700 may store an artificial intelligence model.
  • the memory 1700 may be a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, card type memory (for example, SD or XD memory, etc.), RAM. (RAM, Random Access Memory) SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic disk , and may include at least one type of storage medium among optical disks. Additionally, the control device 2000 may operate a web storage or cloud server that performs a storage function on the Internet.
  • the compressor 1000 may include a motor 1100 for cold and blind compression.
  • the motor 1100 is a rotating body that can be driven by alternating current voltage, and can be used for washing, drying, cleaning, air conditioner operation, cooler operation, etc. by rotation. Therefore, the air conditioner 2000 of FIG. 6 is not only the air conditioner 2000, but also includes a vacuum cleaner, a cordless vacuum cleaner, a washing machine, a dryer, and an electric fan (including a circulator), as well as a motor 1100 and a motor driving device 1. The same can be applied to block diagrams of various home appliances that use . Therefore, the block diagram according to FIG. 6 can be applied not only to the air conditioner 2000 but also to various home appliances.
  • the air conditioner 2000 may be implemented with more components than the components shown, or the air conditioner 2000 may be implemented with fewer components than the illustrated components.
  • the electric appliance including the motor drive device 1 may be a home appliance sold independently or may be a device that constitutes a part of a home appliance.
  • Figure 7 is a flowchart of a method of driving a motor in an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • step S710 the processor of the control unit 100 controls the first inverter 10 and the second inverter 20 to control the plurality of phase coils of the motor 1100 to be in star connection mode or open coil mode.
  • the processor of the control unit 100 turns off all six transistors (21, 22, 23, 24, 25, and 26) of the second switching element of the second inverter 20, and turns off the two-way switch unit 27. ) By turning on all of the transistors 31, 32, 33, 34, 35, and 36, the plurality of phase coils can be controlled to be in star connection mode.
  • the processor of the control unit 100 selects a phase coil to which a voltage is applied among a plurality of phase coils of the motor 1100 among the transistors 31, 32, 33, 34, 35, and 36 of the bidirectional switch unit 27. It can be controlled to switch to open coil mode by turning on only the transistor corresponding to .
  • the processor of the control unit 100 operates in star connection mode when the current flowing in the plurality of phase coils of the motor 1100 is below a predetermined threshold, and the current flowing in the plurality of phase coils of the motor 1100 is operated in star connection mode. If the current exceeds a predetermined threshold, it can be controlled to operate in open coil mode.
  • the processor of the control unit 100 may control the motor 1100 to operate in a star connection mode when operating at low speed and to operate in an open coil mode when operating the motor 1100 at high speed.
  • step S720 the processor of the control unit 100 controls the first inverter 10, the second inverter 20, and the two-way switch unit 27 in the open coil mode to control the voltage applied to each of the plurality of phase coils in the open coil mode.
  • 3-level control can be performed so that any one of the voltage ⁇ VDC at both ends of the smoothing condenser 60, ⁇ 1/2 VDC divided into the first condenser 61 and the second condenser 62, or 0V is applied. there is.
  • An air conditioner includes an outdoor heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant and air, a compressor that can suck in and compress the refrigerant gas of the refrigerant, and an expansion that lowers the pressure and temperature of the compressed refrigerant during cooling and heating operation.
  • an outdoor unit including a device and at least a portion of a refrigerant pipe connecting the compressor and the expansion device;
  • a motor used in a compressor having a plurality of phase coils that are not connected to each other; and a first inverter consisting of a first switching element connected to the first terminal of each of the plurality of phase coils and including a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils, and connected to the second terminal of each of the plurality of phase coils.
  • a second inverter consisting of a second switching element including a pair of switches corresponding to each of a plurality of phase coils, a converter that rectifies AC power and converts it into DC power, and a plurality of devices that divide the DC voltage at both ends of the output terminals of the converter.
  • a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils, which includes a condenser, and which the second switching element includes, may include a motor driving device that drives a motor connected to the intermediate potential point where the direct current voltage is divided. .
  • the coil mode of the motor is changed to a star connection mode that connects a plurality of phase coils to each other, and the two inverters. It may further include a processor capable of switching to an open coil mode for applying three-phase alternating current to the plurality of phase coils by operating them in cooperation with each other.
  • the processor may perform the conversion from the star connection mode to the open coil mode by converting the output voltage of one inverter from the neutral point voltage, which is the voltage at the intermediate potential point, to the voltage required for cooperative operation.
  • the processor can convert the output voltage of one inverter into three levels: a direct current voltage, a neutral point voltage, which is the voltage at an intermediate potential point, and a 0 voltage.
  • the output voltage of one inverter is divided between the neutral point voltage, which is the voltage at the intermediate potential point of the direct current power supply, and 0. It can be done at level 3.
  • An air conditioner includes an indoor unit including an indoor heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant and indoor air, and an outdoor heat exchanger that performs heat exchange between a refrigerant and outdoor air, sucking and compressing the refrigerant gas of the refrigerant It may include a compressor that can operate, and an outdoor unit that includes an expansion device that lowers the pressure and temperature of the compressed refrigerant during heating and cooling operation. And it may include a refrigerant pipe connecting the indoor heat exchanger, the outdoor heat exchanger, the compressor, and the expansion device.
  • An air conditioner according to an embodiment has a plurality of phase coils that are not connected to each other and may include a motor used in a compressor.
  • An air conditioner includes a first inverter consisting of a first switching element connected to the first end of each of a plurality of phase coils and including a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils, and a plurality of phase coils.
  • a second inverter consisting of a second switching element connected to each second stage and including a pair of switches corresponding to each of a plurality of phase coils, a converter that rectifies alternating current power and converts it into direct current power, and both ends of the output terminals of the converter
  • a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils, including a plurality of condensers that divide the direct current voltage, and included in the second switching element, are connected to an intermediate potential point where the direct current voltage is divided.
  • the second inverter includes a plurality of third switching elements between a pair of switches corresponding to each of a plurality of phase coils and an intermediate potential point.
  • the plurality of third switching elements are capable of bidirectional switching.
  • the first inverter includes a pair of switches corresponding to each of a plurality of phase coils and a plurality of fourth switching elements between the intermediate potential points.
  • it further includes a motor having a plurality of phase coils, and by controlling the first inverter and the second inverter, the coil mode of the motor is changed to a star connection mode in which ends of the plurality of phase coils are connected to each other.
  • It further includes a processor that controls the first inverter and the second inverter to switch to an open coil mode for applying a three-phase alternating current to a plurality of phase coils.
  • the processor controls the plurality of phase coils to be in a star connection mode by turning off all of the second switching elements of the second inverter and turning on all of the plurality of third switching elements.
  • the processor turns on only the switching element corresponding to the phase coil to which the voltage is applied among the plurality of third switching elements, so that the phase coil to which the voltage is applied among the plurality of phase coils is set to the intermediate potential point voltage. It is connected to and controlled to switch to open coil mode.
  • the processor in open coil mode, the voltage applied to each of the plurality of phase coils is ⁇ voltage level ( ⁇ VDC) corresponding to the voltage applied across the plurality of condensers and ⁇ 1/2 of the voltage level ( ⁇ It is a 3-level voltage with 1/2 VDC) and 0 voltage level.
  • ⁇ VDC ⁇ voltage level
  • ⁇ It is a 3-level voltage with 1/2 VDC
  • the voltage applied to each of the plurality of phase coils is 1/ in the first range of 0-30 degrees and the third range of 150-180 degrees during one cycle of the voltage applied to any one of the plurality of phase coils.
  • 2xVDC, VDC in the second range from 30-150 degrees
  • -1/2xVDC in the fourth range from 180-210 degrees and sixth range from 330-360 degrees
  • -VDC between the fifth ranges from 210-330 degrees.
  • the pair of switches of the first switching element which are connected to the first terminal of the first coil among the plurality of phase coils, are the 11th switch and the 12th switch, respectively, and are connected to the second terminal of the first coil.
  • the pair of switches of the second switching element is the 21st switch and the 22nd switch, and the third switching element connected between the second end of the first coil and the intermediate potential point is the 31st switch and the 32nd switch.
  • the processor turns on the 11th switch and the 32nd switch in the first and third ranges and turns off the 12th switch and the 22nd switch, such that when the 21st switch is off, the 31st switch is on, and When the 21st switch is turned on, the 31st switch is controlled to be turned off.
  • the processor turns on the 11th switch and the 31st switch, and turns the 12th switch and the 21st switch off, in a second range, such that when the 22nd switch is on, the 32nd switch is off, and the 22nd switch is When turned off, the 32nd switch is controlled to be turned on.
  • the processor turns on the twelfth switch and the thirty-first switch, and turns the eleventh switch and the twenty-first switch off, in the fourth and sixth ranges, such that when the twenty-second switch is off, the thirty-second switch is on. , when the 22nd switch is turned on, the 32nd switch is controlled to be turned off.
  • the processor turns on the 12th switch and the 32nd switch, and turns the 11th switch and the 22nd switch off, in the fifth range, such that when the 21st switch is on, the 31st switch is off, and the 21st switch is When turned off, the 31st switch is controlled to be turned on.
  • the processor operates in star connection mode when the current flowing through the plurality of phase coils is below a predetermined threshold, and operates in the open coil mode when the current flowing through the plurality of phase coils exceeds the predetermined threshold. It can be controlled to operate.
  • the processor controls the motor to operate in star connection mode when operating at low speed, and to operate in open coil mode when operating the motor at high speed.
  • a home appliance includes a motor having a plurality of phase coils that are not connected to each other, a pair of motors connected to the first end of each of the plurality of phase coils, and a pair corresponding to each of the plurality of phase coils.
  • a first inverter consisting of a first switching element including switches, a second inverter connected to the second terminal of each of the plurality of phase coils and consisting of a second switching element including a pair of switches corresponding to each of the plurality of phase coils.
  • An inverter a converter that rectifies alternating current power and converts it into direct current power, and a plurality of condensers that divide the direct current voltage across the output terminals of the converter, as long as the second switching element corresponds to each of the plurality of phase coils included.
  • the pair of switches includes a motor drive device that drives a motor connected to an intermediate potential point at which a direct current voltage is divided.
  • Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and non-volatile media, removable and non-removable media. Additionally, computer-readable media may include both computer storage media and communication media.
  • Computer storage media includes both volatile and non-volatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer-readable instructions, data structures, program modules or other data.
  • Communication media typically includes computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transmission mechanism, and includes any information delivery medium. Additionally, some embodiments of the present disclosure may be implemented as a computer program or computer program product that includes instructions executable by a computer, such as a computer program executed by a computer.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory storage medium' only means that it is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves). This term refers to cases where data is semi-permanently stored in a storage medium and temporary storage media. It does not distinguish between cases where it is stored as .
  • a 'non-transitory storage medium' may include a buffer where data is temporarily stored.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • a computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)) or through an application store or between two user devices (e.g. smartphones). It may be distributed in person or online (e.g., downloaded or uploaded). In the case of online distribution, at least a portion of the computer program product (e.g., a downloadable app) is stored on a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.
  • a machine-readable storage medium such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server. It can be temporarily stored or created temporarily.

Landscapes

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Abstract

인버터 손실을 억제할 수 있는 공기 조화기가 제공된다. 공기 조화기는 서로 비접속 상태의 복수의 상코일을 가진 모터의 모터 구동 장치를 포함하는데, 모터 구동 장치는 복수의 상코일의 양단 각각에 접속됨과 동시에, 각 상코일에 대해 한 쌍의 제1 스위칭 소자를 가진 2개의 인버터와, 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 컨버터의 출력 단자간에 직렬 접속되어 출력 단자간의 직류 전압을 분압하는 복수의 콘덴서를 구비하고, 2개의 인버터 중 적어도 하나의 인버터는, 각 상코일에 대한 한 쌍의 제1 스위칭 소자의 중간점과, 복수의 콘덴서에 의해 형성되는 직류 전압의 중간 전위점과의 사이에 접속되는 복수의 제2 스위칭 소자를 포함할 수 있다.

Description

모터 구동 장치를 포함하는 공기 조화기
본 개시는 모터 구동 장치를 포함하는 공기 조화기에 관한 것이다.
모터를 사용하는 가전장치는 세탁기, 건조기, 에어컨을 포함하는 공기 조화기, 청소기, 냉장고 등 여러가지가 있다. 이러한 모터 구동을 위해서는 인버터가 필요하다. 이와 같이 모터를 구동하기 위한 인버터를 포함하는 공기 조화기와 같은 가전장치에서, 인버터의 저속 운전 시 모터의 효율을 향상시킬 필요가 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 냉매와 공기 간 열교환을 수행하는 실외 열교환기, 냉매의 냉매 가스를 흡입하고 압축할 수 있는 압축기, 냉난방 운전 중에 압축된 냉매의 압력과 온도를 낮추는 팽창 장치, 및 압축기 및 팽창 장치를 연결하는 냉매관의 적어도 일부를 포함하는 실외기; 서로 비접속 상태의 복수의 상(相)코일을 가지는 압축기에 사용되는 모터; 및 복수의 상코일 각각의 제 1 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 1 스위칭 소자로 구성된 제 1 인버터, 복수의 상코일 각각의 제 2 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 2 스위칭 소자로 구성된 제 2 인버터, 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 및 컨버터의 출력 단자 양단의 직류 전압을 분압하는 복수의 콘덴서를 포함하되, 제 2 스위칭 소자가 포함하는, 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들은 직류 전압이 분압되는 중간 전위점에 연결되는 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 복수의 상코일의 양단 각각에 접속됨과 동시에, 각 상코일에 대해 한 쌍의 제1 스위칭 소자를 가진 2개의 인버터와, 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 컨버터와, 컨버터의 출력 단자간에 직렬 접속되어 해당 출력 단자간의 직류 전압을 분압하는 복수의 콘덴서를 구비하고, 2개의 인버터 중 적어도 하나의 인버터는, 각 상코일에 대한 한 쌍의 제1 스위칭 소자의 중간점과, 복수의 콘덴서에 의해 형성되는 상기 직류 전압의 중간 전위점과의 사이에 접속되는 복수의 제2 스위칭 소자를 가진다.
일 실시예에 따라, 2개의 인버터의 제1 스위칭 소자 및 하나의 인버터의 제2 스위칭 소자를 제어함으로써, 모터의 코일 모드를, 복수의 상코일을 서로 접속하는 스타 결선 모드와, 해당 2개의 인버터를 서로 제휴 운전함으로써 해당 복수의 상코일에 3상 교류를 인가하는 오픈 코일 모드로 전환할 수 있는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 프로세서는, 스타 결선 모드에서 오픈 코일 모드로의 변환을, 하나의 인버터의 출력 전압을 중간 전위점에서의 전압인 중성점 전압에서 제휴 운전에 필요한 전압으로 전환할 수 있다.
일 실시예에 따라, 프로세서는, 오픈 코일 모드에서는, 하나의 인버터의 출력 전압을, 직류 전압과, 중간 전위점에서의 전압인 중성점 전압과, 0의 3레벨로 전환 가능하다.
일 실시예에 따라, 2개의 인버터를 서로 제휴 운전함으로써, 복수의 상코일에 3상 교류를 인가하는 경우에는, 하나의 인버터의 출력 전압을, 직류 전원과 중간 전위점에서의 전압인 중성점 전압과 0의 3레벨로 할 수 있다.
도 1a는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기를 도시한다.
도 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매의 흐름과 관련된 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 2a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 모터 구동 장치의 개략 구성도이다.
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따라 모터가 스타 결선 모드인 경우의 등가 회로의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 모터가 오픈 코일 모드인 경우의 상코일에 관한 회로의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 상코일에 인가하는 교류 전압의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 각 각도(角度) 범위에서 각 트랜지스터의 ON/OFF 상태의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서 모터 구동 장치의 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서 모터 구동 방법의 흐름도이다.
본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 구성요소들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 구성요소들 중의 어느 구성요소를 포함한다.
"제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
"포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 본 문서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합", "지지" 또는 "접촉"되어 있다고 할 때, 이는 구성요소들이 직접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우뿐 아니라, 제3 구성요소를 통하여 간접적으로 연결, 결합, 지지 또는 접촉되는 경우를 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 존재하는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 일 실시예는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시의 일 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 본 개시 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
가전장치란 가정에서 사용하는 전기 기구와 기계를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 가전장치는 가정 내에 고정된 상태로 배치된 장치 또는 가정 내에서 이동 가능한 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 가정은 집 뿐만 아니라 사무실과 같이 실내 공간을 의미할 수 있다. 예를 들어, 가전장치는 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 전자 액자, 스피커, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라 등을 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 가전장치는 특히 모터를 구동하는 가전장치를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 모터를 구동하는 가전장치는, 청소기, 무선 청소기, 세탁기, 건조기, 냉장고, 공기 청정기, 식기 세척기, 선풍기, 공기조화기를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 공기 조화의 대상이 되는 공기 조화 공간의 냉방을 위하여, 공기 조화 공간(이하에서는 "실내"라 한다)에서 열을 흡수하고 공기 조화 공간의 외부(이하에서는 "실외"라 한다)에서 열을 방출할 수 있다. 또한, 공기 조화기는, 실내의 난방을 위하여, 실외에서 열을 흡수하고 실내에 열을 방출할 수 있다.
공기 조화기는 실외에 설치되는 1 또는 2 이상의 실외기와 실내에 설치되는 1 또는 2 이상의 실내기를 포함할 수 있다. 실외기는 실내기와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 사용자 인터페이스를 통하여 실내기를 제어하기 위한 정보(또는 명령)를 입력할 수 있으며, 실외기는 실내기의 사용자 입력에 응답하여 동작할 수 있다.
실외기는 냉매관을 통해 실내기와 유체적으로 연결될 수 있다.
실외기는 실외에 마련된다. 실외기는 냉매의 상 변화(예를 들어, 증발 또는 응축)를 이용하여 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환을 수행할 수 있다. 이 때 열 교환은 실외기가 포함하고 있는 실외 열교환기를 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실외기에서 냉매가 응축되는 동안 냉매는 실외 공기로 열을 방출할 수 있다. 실외기에서 냉매가 증발하는 동안 냉매는 실외 공기에서 열을 흡수할 수 있다.
실내기는 실내에 마련된다. 실내기는 냉매의 상 변화(예를 들어, 증발 또는 응축)를 이용하여 냉매와 실내 공기 사이의 열 교환을 수행할 수 있다. 이 때 열 교환은 실내기가 포함하고 있는 실내 열교환기를 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 실내기에서 냉매가 증발하는 동안 냉매는 실내 공기에서 열을 흡수할 수 있으며, 실내가 냉방될 수 있다. 실내기에서 냉매가 응축되는 동안 냉매는 실내 공기로 열을 방출할 수 있으며, 실내가 난방될 수 있다. 공기 조화기는 압축기, 실외 열교환기, 팽창 장치, 실내 열교환기를 포함할 수 있다. 공기 조화기는 압축기, 실외 열교환기, 팽창 장치, 실내 열교환기를 연결하는 냉매관을 포함할 수 있다.
냉매는 냉매관을 통해 압축기, 실외 열교환기, 팽창 장치 및 실내 열교환기의 순서로 순환하거나, 또는 압축기, 실내 열교환기, 팽창 장치 및 실외 열교환기의 순서로 순환할 수 있다.
압축기와 실외 열교환기와 팽창 장치는 실외기에 배치될 수 있다. 실내기에는 실내 열교환기가 설치될 수 있다. 팽창 장치의 위치는 실외기에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 실내기에 배치될 수도 있다.
압축기는 흡입부를 통해 냉매 가스를 흡입하고, 냉매 가스를 압축할 수 있다. 압축기는 배출부를 통해 고온 고압의 냉매 가스를 배출할 수 있다.
공기 조화기는 유로 전환 밸브를 더 포함할 수 있다. 유로 전환 밸브는 예를 들어 4방 밸브(4-way valve)를 포함할 수 있다. 유로 전환 밸브는 공기 조화기 운전 모드(예를 들어, 냉방 운전 또는 난방 운전)에 의존하여 냉매의 순환 경로를 전환할 수 있다. 유로 전환 밸브는 압축기의 배출부에 연결될 수 있다.
공기 조화기는 어큐뮬레이터를 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터는 압축기의 흡입부에 연결될 수 있다. 어큐뮬레이터에는, 실내 열교환기 또는 실외 열교환기에서 증발된 저온 저압의 냉매가 유입될 수 있다. 어큐뮬레이터는 냉매 액과 냉매 가스가 혼합된 냉매가 유입될 시 냉매 가스에서 냉매 액을 분리하고, 냉매 액이 분리된 냉매 가스를 압축기에 제공할 수 있다.
실외 열교환기에서는, 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 냉방 운전 중에 실외 열교환기에서는 고압 고온의 냉매가 응축되며, 냉매가 응축되는 동안 냉매는 실외 공기에 열을 방출할 수 있다. 난방 운전 중에 실외 열교환기에서는, 저온 저압의 냉매가 증발되며, 냉매가 증발되는 동안 냉매는 실외 공기에서 열을 흡수할 수 있다.
실외 열교환기의 인근에는 실외 팬이 마련될 수 있다. 실외 팬은 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환이 촉진되도록 실외 열교환기에 실외 공기를 송풍할 수 있다.
팽창 장치는 냉방 운전 중에 실외 열교환기에서 응축된 냉매의 압력과 온도를 낮출 수 있으며, 난방 운전 중에 실내 열교환기에서 응축된 냉매의 압력과 온도를 낮출 수 있다.
팽창 장치는 일 예로 교축 효과를 이용하여 냉매의 온도 및 압력을 낮출 수 있다. 팽창 장치는 유로의 단면적을 감소시킬 수 있는 오리피스(orifice)를 포함할 수 있다. 오리피스를 통과한 냉매는 온도 및 압력이 낮아질 수 있다.
팽창 장치는 일 예로 개방 비율(완전 개방된 상태에서 밸브의 유로의 단면적에 대한 부분 개방된 상태에서 밸브의 유로의 단면적의 비율)을 조절할 수 있는 전자 팽창 밸브로 구현될 수 있다. 전자 팽창 밸브의 개방 비율에 의존하여 팽창 장치를 통과하는 냉매의 양이 제어될 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 하우징과, 하우징의 내부 또는 외부로 공기를 순환시키는 송풍기와, 하우징의 내부로 유입되는 공기와 열 교환하는 실내 열교환기를 포함할 수 있다.
하우징은 흡입구를 포함할 수 있다. 흡입구를 통해 실내의 공기는 하우징의 내부로 유입될 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 흡입구를 통해 하우징 내부로 유동되는 공기 중의 이물질을 여과하도록 마련되는 필터를 포함할 수 있다.
하우징은 배출구를 포함할 수 있다. 하우징 내부에서 유동되는 공기는 배출구를 통해 하우징의 외부로 배출될 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 배출구를 통해 배출되는 공기의 방향을 가이드하는 기류 가이드를 포함할 수 있다. 일 예로 기류 가이드는 배출구 상에 위치하는 블레이드를 포함할 수 있다. 일 예로 기류 가이드는 배출 기류를 조절하기 위한 보조 팬을 포함할 수 있다. 이에 한정되지 않고 기류 가이드는 생략될 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 흡입구와 배출구를 연결하는 유로를 포함할 수 있다. 유로는 흡입구에서 흡입된 공기가 배출구로 유동되도록 마련될 수 있다. 유로 상에는 송풍기와 실내 열교환기가 배치될 수 있다.
송풍기는 실내 팬과 팬모터를 포함할 수 있다. 일례로 실내 팬은 축류팬, 사류팬, 크로스플로우팬, 원심팬을 포함할 수 있다.
실내 열교환기는 송풍기와 배출구 사이에 배치되거나, 흡입구와 송풍기 사이에 배치될 수 있다. 실내 열교환기는 흡입구를 통해 유입된 공기로부터 열을 흡수하거나, 흡입구를 통해 유입된 공기로 열을 전달할 수 있다. 실내 열교환기는 냉매가 유동되는 열교환관과, 전열 면적을 증가시키도록 마련되는 열교환핀을 포함할 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 실내 열교환기의 아래에 배치되어 실내 열교환기에서 발생되는 응축수를 집수하는 드레인 트레이를 포함할 수 있다. 드레인 트레이에 수용된 응축수는 배수 호스를 통해 외부로 배수될 수 있다. 드레인 트레이는 실내 열교환기를 지지하도록 마련될 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 송풍기 등을 포함하는 실내기의 구성들을 제어하는 제1 제어부를 포함할 수 있다. 공기 조화기의 실외기는 압축기 등을 포함하는 실외기의 구성들을 제어하는 제2 제어부를 포함할 수 있다. 제1 제어부는 제2 제어부와 통신할 수 있다.
제1 제어부는 모바일 디바이스 등을 포함하는 사용자 장치 또는 리모트 컨트롤러를 통하여 사용자 입력을 획득할 수 있으며, 실내기는 사용자 장치 또는 리모터 컨트롤러와 통신할 수 있는 통신부 또는 적외선 수신부 등을 포함할 수 있다.
제1 제어부는 수신된 사용자 입력에 응답하여 송풍기 등을 포함하는 실내기의 구성들을 제어할 수 있다. 제1 제어부는 수신된 사용자 입력에 관한 정보를 실외기의 제2 제어부에 전송할 수 있다. 제2 제어부는 실내기로부터 수신된 사용자 입력에 관한 정보에 기초하여 압축기 등을 포함하는 실외기의 구성들을 제어할 수 있다.
제1 제어부 및 제2 제어부는 프로세서와 메모리를 포함할 수 있다. 제1 제어부 및 제2 제어부는 사용자 입력에 응답하여 공기 조화기가 구동되도록 압축기와 유로 전환 밸브와 팽창 장치와 실외 팬 및 송풍기에 제어 신호를 제공할 수 있다.
공기 조화기의 실내기는 공기 조화기의 동작 정보를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다. 표시부는 제1 제어부로부터 공기 조화기의 동작에 관한 정보를 수신하고 수신된 정보에 대응되는 정보를 표시할 수 있다.
표시부는 사용자에 의해 선택된 공기 조화기의 운전 종류 또는 실내기의 전원의 온/오프 여부 등을 표시하는 인디케이터를 포함할 수 있다. 인디케이터는 예를 들어 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널, 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 패널, 복수의 LED를 포함할 수 있다.
에어컨과 같은 공기 조화기에서는, 압축기(compressor)를 저속으로 운전하는 경우가 많아 저속 운전 영역에서의 압축기용 모터의 효율을 향상시키는 것이, 공기 조화기의 에너지 절약 성능의 향상에 크게 기여할 수 있다. 예를 들어 인버터에서 서로 비접속 상태의 복수의 상(相)코일을 가진 오픈 코일 모터의 모터 구동 장치가 제안될 수 있다. 그리고, 이 모터 구동 장치는, 각 상코일의 일단에 접속되고 그 각 상코일의 일단으로의 통전을 제어하는 제1 인버터와, 상기 각 상코일의 타단에 접속되고 그 각 상코일의 타단으로의 통전을 제어하는 제2 인버터와, 상기 각 상코일의 타단의 상호간에 접속된 개폐기와, 상기 개폐기의 개폐 및 상기 제1 및 제2 인버터의 운전을 제어하는 콘트롤러를 구비할 수 있다. 그리고 상기 콘트롤러는, 상기 모터의 기동시에 상기 개폐기를 닫고 상기 제1 인버터만을 구동하는 것을 특징으로 한다.
본 개시에 따르면, 인버터 손실을 억제할 수 있는 모터 구동 장치를 포함하는 공기 조화기 내지는 냉장고를 제공할 수 있다.
모터 구동 장치에서, 2대의 인버터를 2 레벨로 운전하고 있을 때 인버터 손실이 크다는 점에서 개선의 여지가 있다. 본 개시는 2 레벨 인버터 운전 시 인버터 손실을 억제할 수 있다.
도 1a는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기를 도시한다.
도 1a를 참조하면, 공기 조화기(2000)는 실외 공간에 마련되어 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외 열교환기를 포함하는 실외기(2100), 실내(댁내) 공간에 마련되어 실내 공기와 냉매 사이에 열교환을 수행하는 실내 열교환기를 포함하는 실내기(2200)를 포함할 수 있다.
실외기(2100)는 실외기(2100)의 외관을 형성하는 실외기 본체(2011), 실외기 본체(2011)의 일 측에 마련되어 열교환된 공기를 토출하는 실외기 팬(2012)을 포함한다.
실내기(2200)는 실내기(2200)의 외관을 형성하는 실내기 본체(2021), 실내기 본체(2021)의 정면에 마련되어 열교환된 공기를 토출하는 실내기 토출구(2022), 사용자로부터 공기 조화기(2000)에 대한 동작 명령을 받는 입력 인터페이스(1600), 공기 조화기(2000)의 동작 정보를 표시하는 출력 인터페이스(1500)을 포함할 수 있다.
도 1b는 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 냉매의 흐름과 관련된 내부 구조를 도시한 도면이다.
도 1b를 참조하면, 공기 조화기(2000)는 실외기(2100), 실내기(2200), 실외기(2100)와 실내기(2200) 사이를 연결하며, 액상 냉매가 이동하는 액관(P1), 및 기상 냉매가 이동하는 통로가 되는 가스관(P2)을 포함하며, 액관(P1)과 가스관(P2)은 실외기(2100) 및 실내기(2200) 내부로 연장된다.
실외기(2100)는 냉매를 압축하는 압축기(1000), 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외 교환기(2161), 난방 운전 또는 냉방 운전에 따라 압축기(1000)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기(2161)와 실내기(2200) 가운데 어느 하나로 선택적으로 안내하는 사방 밸브(2170), 난방 운전 시에 실외 열교환기(2161)로 안내되는 냉매를 감압하는 실외 팽창 장치(2180), 미처 증발되지 못한 액상 냉매가 압축기(1000)로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터(2155)를 포함할 수 있다.
압축기(1000)는 외부 전원으로부터 전기 에너지를 공급받아서 회전하는 압축기(1000)용 모터(1100)의 회전력을 이용하여 저압의 기상 냉매를 고압으로 압축한다.
사방 밸브(2170)는 냉방 운전 시에는 압축기(2150)에서 압축된 냉매를 실외 열교환기(2161)로 안내하고, 난방 운전 시에는 압축기(1000)에서 압축된 냉매를 실내기(2200)로 안내한다.
실외 열교환기(2161)는 냉방 운전 시에 압축기(1000)에서 압축된 냉매를 응축하고, 난방 운전 시에 실내기(2200)에서 감압된 냉매를 증발시킨다. 이와 같은 실외 열교환기(2161)는 냉매가 통과하는 실외 열교환기 냉매관(미도시)과 실외 공기가 접촉하는 표면적을 넓게 함으로써 냉매와 실외 공기 사이의 열교환 효율을 향상시키기 위한 실외 열교환기 냉각핀(미도시), 실외 열교환기(2161)에 실외 공기를 송풍시키는 실외 팬(2163), 실외 팬(2163)에 회전력을 전달하는 실외 팬 모터(2165)를 포함할 수 있다.
실외 팽창 밸브(2180)는 난방 운전 시에 냉매를 감압할 뿐 아니라 실외 열교환기(2161)에서 충분한 열교환이 이루어지도록 실외 열교환기(2161)에 제공되는 냉매의 양을 조절할 수도 있다. 구체적으로, 실외 팽창 밸브(2180)는 냉매가 좁은 유로를 통과하면 외부와의 열교환 없이도 압력이 감소하는 냉매의 교축(throttling) 작용을 이용하여 냉매를 감압할 수 있다. 이와 같은 실외 팽창 밸브(2180)는 실외 팽창 밸브(2180)를 통과하는 냉매의 양을 조절하기 위하여 개도 조절이 가능한 전자식 밸브를 채용할 수 있다.
실내기(2200)는 실내 공기와 냉매 간 열교환을 수행하는 실내 열교환기(2261), 냉방 운전 시에 실내 열교환기(2261)로 제공되는 냉매를 감압하는 실내 팽창 밸브(2280)를 포함할 수 있다.
실내 열교환기(2261)는 공기 조화기(2000)의 냉방 운전 시에는 저압의 냉매를 증발시키고, 난방 운전 시에는 고압의 기상 냉매를 응축한다. 이와 같은 실내 열교환기(2261)는 실외기(2100)의 실외 열교환기(2161)와 마찬가지로 냉매가 통과하는 실내 열교환기 냉매관(미도시)과 냉매와 실내 공기 사이의 열교환 효율을 향상시키기 위한 실내 열교환기 냉각핀(미도시), 실내 열교환기(2261)에서 냉매와 열교환된 공기를 실내로 송풍시키는 실내 팬(2263), 실내 팬(2263)으로 회전력을 전달하는 실내 팬 모터(2265)를 포함할 수 있다.
실내 팽창 밸브(280)는 교축 작용을 이용하여 냉매를 감압할 뿐 아니라 실내 열교환기(2261)에서 충분한 열교환이 이루어지도록 실외 열교환기(2161)에 제공되는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 이와 같은 실내 팽창 밸브(2280)는 실내 팽창 밸브(2280)를 통과하는 냉매의 양을 조절하기 위하여 개도 조절이 가능한 전자식 밸브를 채용할 수 있다.
이하에서는 공기조화기(2000)의 동작 모드 즉, 냉방 운전 또는 난방 운전에 따른 냉매의 흐름에 대하여 설명한다.
공기조화기(2000)가 냉방 운전으로 동작하는 경우 냉매는 실외기(2100)의 압축기(1000)에 의하여 고압으로 압축된다. 냉매는 압축되면서 냉매의 압력과 온도가 함께 증가한다.
압축된 냉매는 사방 밸브(2170)에 의하여 실외 열교환기(2161)로 안내된다. 실외 열교환기(2161)로 안내된 냉매는 실외 열교환기(2161)에서 응축되며, 냉매가 응축되는 동안 냉매와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어진다. 구체적으로, 냉매가 기체 상태에서 액체 상태로 상태 변화되는 동안 냉매는 기체 상태의 냉매의 내부 에너지와 액체 상태의 냉매의 내부 에너지의 차이만큼의 에너지(잠열)를 실외로 방출한다. 응축된 액상 냉매는 실외 팽창 밸브(2180)를 통과한 후 액관(P1)을 통하여 실내기(2200)로 제공된다.
실내기(2200)로 제공된 액상 냉매는 액관(P1) 상에 마련된 실내 팽창 밸브(2280)에서 냉매는 그 온도가 낮아지며 감압된다. 구체적으로, 실내 팽창 밸브(2280)는 유체가 좁은 유로를 통과하면 외부와의 열교환없이도 압력이 감소하는 냉매의 교축(throttling) 작용을 이용하여 냉매를 감압한다.
이와 같은 실내 팽창 밸브(2280)는 실내 열교환기(2261)로 유입되는 냉매의 양을 조절하기 위하여 개도 조절이 가능한 전자식 밸브를 채용할 수 있다.
감압된 액상 냉매는 실내 열교환기(2261)에서 증발되며, 냉매가 증발되는 동안 냉매와 실내 공기 사이에 열교환이 이루어진다. 구체적으로, 냉매가 액체 상태에서 기체 상태로 상태 변화되는 동안 냉매는 기체 상태의 냉매의 내부 에너지와 액체 상태의 냉매의 내부 에너지 차이만큼의 에너지(잠열)를 실내 공기로부터 흡수한다. 이와 같이, 냉방 운전에서 공기 조화기(2000)는 실내 열교환기(2261)에서 발생하는 냉매와 실내 공기 사이의 열교환, 다시 말해서, 냉매가 실내 공기로부터 잠열을 흡수하는 것을 이용하여 실내 공기를 냉각시킬 수 있다.
증발된 기상 냉매는 가스관(P2)을 통하여 실외기(2100)로 제공되고, 사방 밸브(2170)를 거쳐 어큐뮬레이터(2155)로 제공된다. 어큐뮬레이터(2155)에서 냉매는 미쳐 증발되지 못한 액상 냉매와 증발된 기상 냉매가 분리되며, 기상 냉매는 다시 압축기(1000)로 제공된다.
압축기(1000)로 제공된 기상 냉매는 압축기(1000)에서 압축으로써 상술한 냉매 순환이 반복된다.
냉방 운전으로 동작하는 공기조화기(2000)에서 냉매에 의한 열교환을 요약하면, 냉매는 실내기(2200)의 실내 열교환기(2261)에서 실내 공기의 열에너지를 흡수하고, 실외기(2100)의 실외 열교환기(2161)에서 실외로 열에너지를 방출함으로써 실내의 열에너지를 실외로 전달한다.
공기 조화기(2000)가 난방 운전으로 동작하는 경우 냉매는 실외기(2100)의 압축기(1000)에 의하여 고압으로 압축되며, 냉매의 압력과 함께 냉매의 온도가 증가한다.
압축된 냉매는 사방 밸브(2170)를 통과한 후 가스관(P2)을 따라 실내기(2200)로 안내된다. 실내 열교환기(2261)에서 냉매는 응축되며 냉매가 응축되는 동안 냉매와 실내 공기 사이에 열교환이 발생한다. 구체적으로, 냉매가 기체 상태에서 액체 상태로 상태 변환되는 동안 냉매는 기체 상태의 내부 에너지와 액체 상태의 내부 에너지 사이의 차이만큼의 에너지(잠열)를 실내로 방출한다. 이와 같이 난방모드에서 공기조화기(2000)는 실내 열교환기(2261)에서 발생하는 냉매와 실내 공기 사이의 열교환 즉, 냉매가 잠열을 방출하는 것을 이용하여 실내 공기를 가열할 수 있다.
응축된 액상 냉매는 실내 팽창 밸브(2280)를 통과한 후 액관(P1)을 따라 다시 실외기(10)로 제공된다. 실외기(2100)로 제공된 액상 냉매는 액관(P1) 상에 마련된 실외 팽창 밸브(2180)에서 감압되며 냉매의 온도도 함께 낮아진다. 이와 같은 실외 팽창 밸브(2180)는 후술할 실외 열교환기(2161)에 유입되는 냉매의 양을 조절하기 위하여 개도 조절이 가능한 전자식 밸브를 채용할 수 있다.
감압된 액상 냉매는 실외 열교환기(2161)에서 증발되며, 냉매가 증발되는 동안 냉매와 실외 공기 사이에 열교환이 이루어진다. 구체적으로, 냉매가 액체 상태에서 기체 상태로 상태 변화되는 동안 냉매는 기체 상태의 냉매의 내부 에너지와 액체 상태의 냉매의 내부 에너지 차이만큼의 에너지(잠열)를 실외 공기로부터 흡수한다.
실외 열교환기(2161)에서 증발된 기상 냉매는 사방 밸브(2170)를 통하여 어큐뮬레이터(2155)로 제공된다. 어큐뮬레이터(2155)에서 냉매는 미쳐 증발되지 못한 액상 냉매와 증발된 기상 냉매가 분리되며, 기상 냉매는 압축기(1000)로 제공된다.
압축기(1000)로 제공된 기상 냉매는 압축기(1000)에서 압축됨으로써 냉매의 순환이 반복된다.
난방 운전으로 동작하는 공기 조화기(2000)에서 냉매에 의한 열교환을 요약하면, 냉매는 실외기(2100)의 실외 열교환기(2161)에서 실외 공기의 열에너지를 흡수하고, 실내기(2200)의 실내 열교환기(2261)에서 실내로 열에너지를 방출함으로써 실외의 열에너지를 실내로 전달한다.
도 2a는 본 개시의 일 실시에 따른 모터 구동 장치(1)의 개략 구성 도이다.
모터 구동 장치(1)는, 예를 들면 청소기, 무선 청소기, 세탁기, 건조기, 공기 청정기, 식기 세척기, 선풍기(써큘레이터 포함)에 이용되는 모터 혹은 냉장고(이상 미도시)나 에어컨과 같은 공기 조화기(미도시)에 이용되는 압축기(1000)용 모터(1100)의 구동을 제어하는 장치이다.
압축기(1000)는, 실린더 내에 냉매를 채우는 흡입 행정, 실린더 내의 냉매를 압축하는 압축 행정, 및 압축한 냉매를 압축기(1000)의 외부에 방출하는 토출 행정을 실시하는 장치이다. 압축기(1000)의 압축 기구는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 로터리 방식, 왕복 방식, 스크롤 방식이 있을 수 있다.
모터(1100)는, 일례로 영구자석 동기 모터(PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor))나 유도기(induction motor)가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 모터(1100)는 복수(본 실시 예에서는 3개)의 상코일(본 실시 예에서는 Lu, Lv, Lw)을 서로 비접속 상태로 한 구성의 오픈 코일 모터(Open-Windings Motor)일 수 있다. 다만, 이는 일례일 뿐 모터(1100)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 본 개시 전체에 걸쳐서 복수의 상코일 중 (Lu), (Lv), (Lw)는 각각 제 1 코일, 제 2 코일, 제 3 코일로 지칭될 수 있다.
모터 구동 장치(1)는, 복수의 상코일 (Lu), (Lv), (Lw) 각각의 일단에 접속됨과 동시에, 각 상코일에 대해 한 쌍의 트랜지스터를 가진 제1 인버터(10)와, 복수의 상코일 (Lu), (Lv), (Lw) 각각의 타단에 접속됨과 동시에 각 상코일에 대해 한 쌍의 트랜지스터를 가진 제2 인버터(20)를 구비할 수 있다.
또, 모터 구동 장치(1)는, 교류 전원(40)과, 컨버터(50)와, 평활 콘덴서(60)와, 제1 인버터(10) 및 제2 인버터(20)의 작동을 제어하는 제어부(100)를 구비할 수 있다. 제어부(100)는 모터 구동 장치(1) 및/또는 공기 조화기(2000)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
제1 인버터(10)는, 직류 전압(VDC)을 교류 전압으로 변환하여 모터(1100)에 공급하기 위한 회로이다. 제1 인버터(10)는, 브릿지 회로에 의해 구성되고, 복수 조의 제1 스위칭 소자의 일례로서의 6개의 트랜지스터(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 구비할 수 있다. 6개의 트랜지스터(11, 12, 13, 14, 15, 16)는 게이트 신호에 의해 제어가 가능한 스위치일 수 있으며, 예를 들어, 본 개시에서 6개의 트랜지스터(11, 12, 13, 14, 15, 16)는 FET(field effect transistor), IGBT(insulated gate bipolar mode transistor), GTO(gate turn-off thyristor), MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor) 등과 같이 게이트 신호에 의해 스위칭 제어가 가능한 소자에 의해 대체될 수 있다. 본 개시 전체에 걸쳐서 복수 조의 제 1 스위치 소자로서 6개의 트랜지스터 (11), (12), (13), (14), (15), (16)은 각각 제 11 스위치, 제 12 스위치, 제 13 스위치, 제 14 스위치, 제 15 스위치 및 제 16 스위치로 지칭될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 제1 인버터(10)는, 모터(1100)의 복수의 상코일 (Lu), (Lv), (Lw)의 각각에 대해 한 쌍의 트랜지스터를 가지고 있다. 구체적으로, 제1 인버터(10)는, 상코일(Lu)용의 트랜지스터(11) 및 트랜지스터(12)와, 상코일(Lv)용의 트랜지스터(13) 및 트랜지스터(14)와, 상코일(Lw)용의 트랜지스터(15) 및 트랜지스터(16)를 가지고 있다. 트랜지스터(11), (13), (15)의 에미터와, 트랜지스터(12), (14), (16)의 컬렉터가 모터(1100)의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)에 각각 접속되어 있다. 또 트랜지스터(11), (13), (15)의 콜렉터는 전원의 양극측 라인과 접속되고, 트랜지스터(12), (14), (16)의 에미터는 전원의 음극측(접지) 라인과 접속되어 있다.
제2 인버터(20)는, 쌍방향 스위치 방식의 3레벨 인버터이며, 복수 조의 제2 스위칭 소자의 일례로서의 6개의 트랜지스터(21) 내지(26)와, 양방향 스위치부(27)를 포함할 수 있다. 6개의 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 25, 26)는 게이트 신호에 의해 제어가 가능한 스위치일 수 있으며, 예를 들어, 본 개시에서 6개의 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 25, 26)는 FET(field effect transistor), IGBT(insulated gate bipolar mode transistor), GTO(gate turn-off thyristor), MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor) 등과 같이 게이트 신호에 의해 스위칭 제어가 가능한 소자에 의해 대체될 수 있다. 본 개시 전체에 걸쳐서 복수 조의 제 2 스위치 소자로서 6개의 트랜지스터 (21), (22), (23), (24), (25), (26)은 각각 제 21 스위치, 제 22 스위치, 제 23 스위치, 제 24 스위치, 제 25 스위치 및 제 26 스위치로 지칭될 수 있다. 트랜지스터(21)-(26)는, 모터(1100)의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 각각에 대해 한 쌍의 트랜지스터를 구성하고, 상코일(Lu)용의 트랜지스터(21) 및 트랜지스터(22)와, 상코일(Lv)용의 트랜지스터(23) 및 트랜지스터(24)와, 상코일(Lw)용의 트랜지스터(25) 및 트랜지스터(26)로 구성되어 있다. 트랜지스터(21), (23), (25)의 에미터와, 트랜지스터(22), (24), (26)의 컬렉터가 모터(1100)의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)에 각각 접속되어 있다. 또 트랜지스터(21), (23), (25)의 콜렉터는 전원의 양극측 라인과 접속되고, 트랜지스터(22), (24), (26)의 에미터는 전원의 음극측(접지) 라인과 접속되어 있다.
양방향 스위치부(27)는, 제3 스위칭 소자의 일례로서의 6개의 트랜지스터(31)-(36)를 포함할 수 있다. 6개의 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36)는 게이트 신호에 의해 제어가 가능한 스위치일 수 있으며, 예를 들어, 본 개시에서 6개의 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36)는 FET(field effect transistor), IGBT(insulated gate bipolar mode transistor), GTO(gate turn-off thyristor), MOSFET(metal oxide semiconductor field effect transistor) 등과 같이 게이트 신호에 의해 스위칭 제어가 가능한 소자에 의해 대체될 수 있다. 본 개시 전체에 걸쳐서 복수 조의 제 3 스위치 소자로서 6개의 양방향 트랜지스터 (31), (32), (33), (34), (35), (36)은 각각 제 31 스위치, 제 32 스위치, 제 33 스위치, 제 34 스위치, 제 35 스위치 및 제 36 스위치로 지칭될 수 있다.
트랜지스터(31)~(36)는, 모터(1100)의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 각각에 대해 한 쌍의 트랜지스터를 구성하고, 상코일(Lu)용의 트랜지스터(31) 및 트랜지스터(32)와, 상코일(Lv)용의 트랜지스터(33) 및 트랜지스터(34)와, 상코일(Lw)용의 트랜지스터(35) 및 트랜지스터(36)로 구성되어 있다. 트랜지스터(31), (33), (35)의 에미터와, 트랜지스터(32), (34), (36)의 콜렉터가 각각 접속되어 있다. 또, 트랜지스터(31), (33), (35)의 컬렉터가 모터(1100)의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)에 각각 접속되고, 트랜지스터(32), (34), (36)의 컬렉터가 각각 후술하는 중간 전위점(M)과 접속되어 있다.
제1 인버터(10)의 트랜지스터(11)-(16), 제2 인버터(20)의 트랜지스터(21)-(26) 및 트랜지스터(31)-(36)의 각각은, 앞서도 살펴본 바와 같이 바이폴라형, 전계 효과형, MOS형 등 다양한 구조의 파워 트랜지스터가 사용될 수 있다. 그리고 모든 트랜지스터는, 제어부(100)에서 출력되는 제어 신호에 따라 ON/OFF 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 이로써, 제1 인버터(10) 및 제2 인버터(20)는, 직류 전압(VDC)을 교류 전압으로 변환하고 모터(1100)에 변환된 교류 전압을 공급하여 모터(1100)가 구동될 수 있다.
컨버터(50)는, 교류 전원(40)에 접속되어 교류 전원(40) 의 교류 전압을 직류 전압(VDC)으로 변환할 수 있다. 컨버터(50)는 다이오드 소자로 이루어질 수 있으나 그에 제한되는 것은 아니고, 싸이리스터(thyristor), IGBT나 GTO와 같은 제어 가능한 스위칭 소자가 적어도 일부 사용될 수도 있다.
평활 콘덴서(60)는, 컨버터(50)의 직류 출력 단자에 접속되어 컨버터(50)의 출력인 직류 전압(VDC)을 평활하게 한다. 평활 콘덴서(60)는, 컨버터(50)의 출력 단자간에 직렬로 접속된 제1 콘덴서(61)와 제2 콘덴서(62)를 가진다. 제1 콘덴서(61) 및 제2 콘덴서(62)는, 컨버터(50)의 출력인 직류 전압(VDC)을 1/2로 분압한다. 이 분압점은 중간 전위점(M)이 될 수 있다.
제어부(100)는, 제어치(Vt)를 설정하는 설정부(110)와, 설정부(110)가 설정한 제어치(Vt)와, 모터(1100)의 속도(ωa)를 이용하여 모터(1100)를 구동하는 신호를 출력하는 출력부(120)를 포함할 수 있다. 또, 제어부(100)는, 모터(1100)의 속도(ωa)를 검출하는 속도 검출부(130)와, 모터(1100)에 공급되는 전류(Ia)를 검출하는 전류 검출부(140)를 포함할 수 있다.
설정부(110)는, 제어부(100)를 포함하는 상위(上位)의 제어 장치, 예를 들면 냉장고(미도시)의 작동을 통괄적으로 제어하는 제어 장치로부터 제어부(100)에 출력된 속도 지령치(ωr)와, 속도 검출부(130)에서 검출된 모터(1100)의 실제 속도(ωa)에 기초하여 제어치(Vt)를 연산할 수 있다. 설정부(110)는, 연산한 제어치(Vt)를 출력부(120)에 출력할 수 있다.
이와 같이, 제어부(100)는, 속도 지령치(ωr)와 모터(1100)의 속도(ωa)가 일치하도록 속도 피드백 제어계로 구성되어 있다.
출력부(120)는, 모터(1100)의 회전자 위치에 기초하여 모터(1100)를 구동하는 신호를 출력하고, PWM 파형을 이용하여 PWM 쵸핑(chopping)한다. PWM 쵸핑이란, 모터(1100)를 구동하기 위한 신호를 ON/OFF하는 것이다. 신호를 ON/OFF하면, 듀티비에 따라 모터(1100)의 각 상에 공급하는 전류를 제어할 수 있어 출력 토크를 제어할 수 있다.
속도 검출부(130)는, 모터(1100)에 설치된 인코더나 리졸버로부터 출력된 모터(1100)의 회전 각도에 따른 신호에 기초하여 모터(1100)의 속도(ωa)(rpm)를 검출할 수 있다. 단, 속도 검출부(130)는, 전류 검출부(140)로부터 취득한 상코일(Lu), (Lv), (Lw) 각각에 흐르는 전류의 값을 이용하여 모터(1100)의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 유기(誘起) 전압의 파형과 기준 전압과의 관계를 추정하고, 단위시간마다 회전자의 위치 변화를 파악함으로써 모터(1100)의 속도(ωa)(rpm)를 검출할 수도 있다.
전류 검출부(140)는, 상코일(Lu)에 실제로 흐르는 전류를 검출하는 U상 전류 검출부(미도시)와, 상코일(Lv)에 실제로 흐르는 전류를 검출하는 V상 전류 검출부(미도시)와, 상코일(Lw)에 실제로 흐르는 전류를 검출하는 W상 전류 검출부(미도시)를 가지고 있다. U상 전류 검출부, V상 전류 검출부 및 W상 전류 검출부는, 상코일(Lu), (Lv), (Lw) 각각에 접속된 이른바 션트(shunt) 저항의 양단에 생기는 전압으로부터 각 상코일에 흐르는 전류의 값을 검출할 수 있다.
이상과 같이 구성된 모터 구동 장치(1)는, 제어부(100)가 제1 인버터(10) 및 제2 인버터(20)를 제어함으로써, 모터(1100)의 코일 모드를, 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 일단이 서로 연결되는 스타 결선 모드와, 해당 2개의 인버터를 서로 제휴 운전 - 각각 제어 - 함으로써 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw) 각각에 3상 교류를 인가하는 오픈 코일 모드로 전환할 수 있다.
도 2b는 본 개시의 일 실시예에 따라 모터가 스타 결선 모드인 경우의 등가 회로의 일례를 도시한 도면이다.
제어부(100)의 프로세서는 제2 인버터(20)의 6개의 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 25, 26) 모두를 상시 OFF, 6개의 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36) 모두를 상시 ON으로 함으로써 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)을 스타 결선 모드 상태가 되도록 할 수 있다. 다시 말해서, 제2 인버터(20)의 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36)는 중간 전위점(M)에 접속되어 있기 때문에, 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 25, 26) 모두를 OFF, 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36) 모두를 ON으로 함으로써, 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 타단을 단락(short)된 상태로 하고, 중성점 전압인 1/2ХVDC가 걸리도록 할 수 있다. 이 상태에서, 제어부(100)의 프로세서가 제1 인버터(10)의 트랜지스터(11, 12, 13, 14, 15, 16)를 스위칭 동작시킴으로써 도 2에 도시한 등가 회로가 되어, 모터(1100)를 스타 결선 모드로 운전할 수 있다. 본 개시에서 중성점 전압은 중간 전위점(M) 전압인 1.2xVDC와 서로 호환되어 지칭될 수 있다.
아울러 제어부(100)의 프로세서는, 제2 인버터(20)의 양방향 스위치부(27)의 모든 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36) 모두를 ON으로 하는 것이 아니라, 전압을 인가하는 상코일(Lu), (Lv), (Lw)에 맞춰 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36) 중 일부를 스위칭 제어함으로써, 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 타단이 중성점 전압에 연결될 수도 있다. 예를 들면, 상코일(Lu), (Lv)에 전류를 공급하는 경우에는, 제어부(100)의 프로세서는 트랜지스터(31, 32, 33, 34)를 ON으로 하고, 트랜지스터(35, 36)를 OFF로 할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 모터(1100)가 오픈 코일 모드인 경우의 상코일(Lu)에 관한 회로의 일례를 도시한 도면이다.
이하에, 모터(1100)가 오픈 코일 모드인 경우의 작용에 대해 상코일(Lu)을 예로 들어 설명하기로 한다.
상코일(Lu)의 일단에는 제1 인버터(10)의 트랜지스터(11), (12)가 접속되고, 상코일(Lu)의 타단에는 제2 인버터(20)의 트랜지스터(21), (22)가 접속되어 있다. 또, 상코일(Lu)의 타단과 중간 전위점(M)과의 사이에는 트랜지스터(31), (32)가 접속되어 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 상코일(Lu)에 인가하는 교류 전압의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 각 각도 범위에서 각 트랜지스터의 ON/OFF 상태의 일례를 도시한 도면이다.
제어부(100)의 프로세서는 제1 인버터(10)의 트랜지스터(11, 12), 및 제2 인버터(20)의 트랜지스터(21), (22), (31), (32)의 ON/OFF를 제어함으로써, 상코일(Lu)에 정현파의 교류 전압을 인가시킨다.
이하에서는, 한주기 내에서의 각도 범위 중, 0-30도를 제1 범위, 30-150도를 제2 범위, 150-180도를 제3 범위, 180-210도를 제4 범위, 210-330도를 제5 범위, 330-360도를 제6 범위로 칭하도록 한다.
도 5에 도시한 것처럼, 제1 범위에서는, 제어부(100)의 프로세서는, 트랜지스터(11), (32)를 ON으로 함과 동시에 트랜지스터(12) 및 (22)를 OFF로 한 상태에서, 트랜지스터(21) 또는 (31) 중 어느 한쪽의 트랜지스터를 ON으로 하고 다른쪽의 트랜지스터를 OFF로 하는 것을 반복한다. 이로써, 트랜지스터(31)를 ON으로 하고 트랜지스터(21)를 OFF로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 1/2ХVDC가 인가되고, 트랜지스터(31)를 OFF로 하고 트랜지스터(21)를 ON으로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 0(V)이 인가된다.
도 5에 도시한 것처럼, 제2 범위에서는, 제어부(100)의 프로세서는, 트랜지스터(11), (31)를 ON으로 함과 동시에 트랜지스터(12) 및 (21)를 OFF로 한 상태에서, 트랜지스터(22) 또는 (32) 중 어느 한쪽의 트랜지스터를 ON으로 하고 다른쪽의 트랜지스터를 OFF로 하는 것을 반복한다. 이로써, 트랜지스터(22)를 ON으로 하고 트랜지스터(32)를 OFF로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 VDC가 인가되고, 트랜지스터(22)를 OFF로 하고 트랜지스터(32)를 ON으로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 1/2ХVDC가 인가된다.
도 5에 도시한 것처럼, 제3 범위에서는, 제어부(100)의 프로세서는 제1 범위와 동일하게, 제1 인버터(10)의 트랜지스터(11), (12), 및 제2 인버터(20)의 트랜지스터(21), (22), (31), (32)의 ON/OFF를 제어한다. 이로써, 트랜지스터(31)를 ON으로 하고 트랜지스터(21)를 OFF로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 1/2ХVDC가 인가되고, 트랜지스터(31)를 OFF로 하고 트랜지스터(21)를 ON으로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 0(V)이 인가된다.
도 5에 도시한 것처럼, 제4 범위에서 제어부(100)의 프로세서는, 트랜지스터(12), (31)를 ON으로 함과 동시에 트랜지스터(11) 및 (21)를 OFF로 한 상태에서, 트랜지스터(22) 또는 (32) 중 어느 한쪽의 트랜지스터를 ON으로 하고 다른쪽의 트랜지스터를 OFF로 하는 것을 반복한다. 이로써, 트랜지스터(32)를 ON으로 하고 트랜지스터(22)를 OFF로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 -1/2ХVDC가 인가되고, 트랜지스터(32)를 OFF로 하고 트랜지스터(22)를 ON으로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 0(V)이 인가된다.
도 5에 도시한 것처럼, 제5 범위에서 제어부(100)의 프로세서는, 트랜지스터(12), (32)를 ON으로 함과 동시에 트랜지스터(11) 및 (22)를 OFF로 한 상태에서, 트랜지스터(21) 또는 (31) 중 어느 한쪽의 트랜지스터를 ON으로 하고 다른쪽의 트랜지스터를 OFF로 하는 것을 반복한다. 이로써, 트랜지스터(21)를 ON으로 하고 트랜지스터(31)를 OFF로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 -VDC가 인가되고, 트랜지스터(21)를 OFF로 하고 트랜지스터(31)를 ON으로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 -1/2ХVDC가 인가된다.
도 5에 도시한 것처럼, 제6 범위에서 제어부(100)의 프로세서는 제4 범위와 동일하게, 제1 인버터(10)의 트랜지스터(11), (12), 및 제2 인버터(20)의 트랜지스터(21), (22), (31), (32)의 ON/OFF를 제어한다. 이로써, 트랜지스터(32)를 ON으로 하고 트랜지스터(22)를 OFF로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 -1/2ХVDC가 인가되고, 트랜지스터(32)를 OFF로 하고 트랜지스터(22)를 ON으로 하는 타이밍에서 상코일(Lu)에 0(V)이 인가된다.
이와 같이, 제어부(100)가, 제1 인버터(10)의 트랜지스터(11), (12) 및 제2 인버터(20)의 트랜지스터(21), (22), (31), (32)의 ON/OFF를 제어함으로써, 상코일(Lu)에 정현파형의 교류 전압을 인가시킬 수 있게 된다.
마찬가지로, 제어부(100)의 프로세서는 제1 인버터(10)의 트랜지스터(13), (14) 및 제2 인버터(20)의 트랜지스터(23), (24), (33), (34)의 ON/OFF를 제어함으로써, 상코일(Lv)에 정현파의 교류 전압을 인가할 수 있게 된다.
또, 제어부(100)의 프로세서는 제1 인버터(10)의 트랜지스터(15), (16) 및 제2 인버터(20)의 트랜지스터(25), (26), (35), (36)의 ON/OFF를 제어함으로써, 상코일(Lw)에 정현파의 교류 전압을 인가할 수 있게 된다.
단, 제어부(100)는 상코일(Lu)에 인가하는 정현파의 교류 전압과, 상코일(Lv)에 인가하는 정현파의 교류 전압과, 상코일(Lw)에 인가하는 정현파의 교류 전압의 주기가 서로 1/3(위상이 120도)씩 어긋나도록 트랜지스터의 ON/OFF를 제어할 수 있다.
이상, 설명한 것처럼, 모터 구동 장치(1)는, 서로 비접속 상태의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)을 가진 모터(1100)의 구동 장치로서, 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 양단 각각에 접속됨과 동시에, 각 상코일에 대해 한 쌍의 트랜지스터(예를 들면 트랜지스터(11), (12), 트랜지스터(21), (22))를 가진 2개의 인버터의 일례로서의 제1 인버터(10) 및 제2 인버터(20)를 포함할 수 있다. 또, 모터 구동 장치(1)는, 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환하는 컨버터(50)와, 컨버터(50)의 출력 단자간에 직렬 접속되어 해당 출력 단자간의 직류 전압(VDC)을 분압하는 복수의 콘덴서의 일례로서의 제1 콘덴서(61) 및 제2 콘덴서(62)를 포함할 수 있다. 그리고, 2개의 인버터 중 하나의 인버터인 제2 인버터(20)는, 각 상코일(예를 들면 상코일(Lu))에 대한 한 쌍의 트랜지스터(예를 들면 트랜지스터(21), (22))의 중간점과, 제1 콘덴서(61)와 제2 콘덴서(62)에 의해 형성되는 직류 전압(VDC)의 중간 전위점(M)과의 사이에 접속되는 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 모터 구동 장치(1)에서는, 서로 비접속 상태의 복수의 상코일(Lu), (Lv), (Lw)의 양단부 각각에 접속된 2개의 인버터 중 1개의 인버터를, VDC, 1/2ХVDC, 0의 3레벨로 출력할 수 있는 3레벨 인버터가 되게 함으로써, 모터(1100)에 인가하는 전압 파형을 ±1/2ХVDC, ±VDC로 할 수 있게 된다. 이로써, 예를 들면 모터(1100)에 인가하는 전압 파형을 ±VDC로 하는 경우에 비해 출력 전압을 정현파에 근접하게 할 수 있어 모터(1100)의 손실과 트랜지스터의 ON와 OFF 전환에 기인하는 노이즈를 줄일 수 있다. 또, 트랜지스터의 ON와 OFF 전환시에 인가되는 전압은 1/2ХVDC이기 때문에, 트랜지스터의 ON와 OFF 전환시에 인가되는 전압이 VDC인 구성보다 스위칭 손실을 줄일 수 있다. 그 결과, 제1 인버터(10) 및 제2 인버터(20)의 인버터 손실을 줄일 수 있다.
또 모터 구동 장치(1)는, 2개의 인버터의 트랜지스터(11, 12, 13, 14, 15, 16)(제1 스위칭 소자의 일례) 및 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 25, 26)(제2 스위칭 소자의 일례), 및 제2 인버터(20)의 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36)(제3 스위칭 소자의 일례)를 제어함으로써, 모터(1100)의 코일 모드를 스타 결선 모드와 오픈 코일 모드로 전환할 수 있는 제어부(100)를 가진다.
모터 구동 장치(1)에 의하면, 제어부(100)의 프로세서가 2개의 인버터의 트랜지스터의 ON과 OFF를 전환함에 의해 코일 모드를 전환할 수 있기 때문에, 코일 모드를 전환하기 위해 개폐기를 설치할 필요가 없다. 또 본 개시의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치(1)에 의하면, 개폐기를 이용하여 코일 모드를 전환하는 구성에 비해 코일 모드를 심리스로 전환할 수 있다.
제어부(100)의 프로세서는, 모터(1100)의 회전 속도가 작은 저속 운전 영역에서는 스타 결선 모드로 동작하도록 제어하고, 모터(1100)의 회전 속도가 큰 고속 운전 영역에서는 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어하는 식으로, 모터(1100)의 부하에 따라 코일 모드를 전환한다. 저속 운전과 고속 운전은 상대적인 것이지만, 예를 들어 본 개시의 일 실시예에 따른 모터(1100)가 0~1800rpm으로 운전하는 경우 저속 운전은 모터(1100)가 600rpm 미만으로 회전하고 그 이상은 고속 운전이라고 할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또 다른 예로, 모터가 0~3600rpm 회전하는 모터(1100)이면 1200rpm까지는 저속 운전이라고 할 수 있고, 그 이상은 고속 운전이라고 할 수 있으나, 이를 일례일 뿐, 예를 들어 1500rpm이 고속/저속 운전의 경계 속도가 될 수도 있다.
예를 들면, 제어부(100)의 프로세서는, 전류 검출부(140)가 검출한 전류(Ia)가 미리 정해진 문턱값 이하인 경우에는 스타 결선 모드로 하고, 전류 검출부(140)가 검출한 전류(Ia)가 문턱값을 초과한 경우에 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 이로써, 저속 운전 영역에서의 모터(1100)의 효율을 높일 수 있어 에너지 절약 성능을 높일 수 있다. 또, 고속 운전 영역에서는 인가 전압을 높일 수 있기 때문에 모터(1100)의 출력을 높일 수 있다. 그리고, 저속 운전 영역에서는 스타 결선 모드로 하고, 고속 운전 영역에서는 오픈 코일 모드로 함으로써 전원의 승압 회로를 필요로 하지 않고 고속 운전 영역에서 인가 전압을 높일 수 있기 때문에 모터(1100)의 코일수를 늘릴 수 있다. 그 결과, 하나의 코일에 흐르는 전류를 줄일 수 있기 때문에, 저속 운전 영역에서의 모터(1100)의 효율을 높일 수 있다.
단, 제어부(100)의 프로세서는, 스타 결선 모드와 오픈 코일 모드를 전환하지 않을 수 있다. 예를 들면, 제어부(100)의 프로세서는, 저속 운전 영역에서도 오픈 코일 모드로 하고, 모든 운전 영역에서 오픈 코일 모드로 동작하게 할 수도 있다.
아울러 상술한 실시 형태에서는, 제2 인버터(20)가 양방향 스위치부(27)를 가지고 있지만, 특별히 상기 형태로 한정되지는 않는다. 제1 인버터(10)가, 제2 인버터(20) 대신에 상코일(Lu), (Lv), (Lw) 각각의 일단과 중간 전위점(M)에 접속되는 양방향 스위치부(27)를 가지고 있을 수 있다. 또, 제1 인버터(10)와 제2 인버터(20) 모두가 양방향 스위치부(27)를 가지고 있을 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서 모터 구동 장치의 블록도이다.
도 6의 블록도에 따른 공기 조화기(2000)는 구동을 담당하는 컨버터(50), 평활 콘덴서(60), 제 1 인버터(10), 제 2 인버터(20)와 제어부(100), 통신부(130), 출력 인터페이스(150), 입력 인터페이스(160), 메모리(170), 전류 검출부(140)와 압축기(1000) 및 압축기(1000)용 모터(1100), 실외기(2100) 및 실내기(2200)를 포함할 수 있다. 공기 조화기(2000)의 각 구성요소들은 모두 필수적인 것은 아니며, 제조사의 설계 사상에 따라 각 구성요소들은 가감될 수 있다.
이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
구동을 담당하는 컨버터(50), 평활 콘덴서(60), 제 1 인버터(10), 제 2 인버터(20) 는 외부 전원으로부터 전력을 공급받고, 제어부(100)의 구동 제어 신호에 따라 압축기(1000)에 사용되는 모터(1100)에 전류를 공급할 수 있다.
컨버터(50)는 교류전압을 직류전압으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 컨버터(50)는 시간에 따라 크기와 극성(양의 전압 또는 음의 전압)이 변화하는 교류전압을 크기와 극성이 일정한 직류전압으로 변환하고, 시간에 따라 크기와 방향(양의 전류 또는 음의 전류)이 변화하는 교류 전류를 크기가 일정한 직류 전류로 변환할 수 있다. 컨버터(50)는 브리지 다이오드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 컨버터(50)는 4개의 다이오드를 포함할 수 있다. 브리지 다이오드는 시간에 따라 극성이 변화하는 교류전압을 극성이 일정한 양의 전압으로 변환하고, 시간에 따라 방향이 변화하는 교류 전류를 방향이 일정한 양의 전류로 변환할 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 컨버터(50)는 2개의 다이오드와 2개의 싸이리스터를 포함할 수 있다. 1개의 싸이리스터와 1개의 다이오드가 1개의 정류 레그를 구성하고, 또 다른 1개의 싸이리스터와 1개의 다이오드로 또 다른 1개의 정류 레그를 구성할 수 있다. 하지만, 이는 입력전원(40)이 단상인 경우로서, 만일 입력전원(40)이 3상이면, 3개의 싸이리스터와 3개의 다이오드로 3개의 레그를 포함하는 컨버터(50)를 구성할 수 있다. 제어부(100)는 싸이리스터를 제어하여, 평활 콘덴서(60)에 충전되는 전압이 급격하게 증가하지 않고 서서히 증가하도록 제어할 수 있다.
제 1 인버터(10)와 제 2 인버터(20)는 모터(1100)에 공급되는 전류를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 인버터(10)와 제 2 인버터(20)에 포함된 스위칭 소자들의 턴 온/턴 오프에 따라 모터(1100)에 흐르는 전류의 크기가 변화할 수 있다. 이 경우, 모터(1100)에는 교류전류가 공급될 수 있다. 제 2 인버터는 모터(1100)에 포함된 복수의 상코일(Lu, Lv, Lw) 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들과 평활 콘덴서(60)가 두개의 콘덴서(61, 62)로 나누어질 때 그 중간점인 중간 전위점 사이에 양방향 스위치부(27)를 포함할 수 있다. 양방향 스위치부(27)는 복수의 제 3 스위칭 소자들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 인버터(10)는, 복수의 상코일(Lu, Lv, Lw) 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들과 평활 콘덴서(60)의 중간 전위점에 사이에 복수의 제 4 스위칭 소자들을 포함할 수 있다.
제어부(100)의 프로세서는, 공기 조화기(2000) 및/또는 모터 구동 장치(1)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어부(100)의 프로세서는 메모리(170)에 저장된 프로그램들을 실행함으로써, 제 1 인버터(10), 제 2 인버터(20), 통신부(1300), 출력 인터페이스(1500), 입력 인터페이스(1600), 메모리(1700), 실외기(2100) 및 실내기(2200)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(100)의 프로세서는 제 1 인버터(10)와 제 2 인버터(20)를 제어함으로써, 모터(1100)의 코일 모드를 복수의 상코일(Lu, Lv, Lw)의 일단이 서로 연결되는 스타 결선 모드가 되도록 하거나, 제 1 인버터(10)와 제 2 인버터(20)를 제어함에 의해 복수의 상코일(Lu, Lv, Lw)에 3상 교류 전류를 인가하는 오픈 코일 모드로 전환하도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(100)의 프로세서는 제 2 인버터(20)의 스위칭 소자를 모두 오프하고, 양방향 스위치부(27)의 복수의 제 3 스위칭 소자를 모두 온함으로써 복수의 상코일(Lu, Lv, Lw)을 스타 결선 모드가 되도록 제어할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 제어부(100)는, 인공 지능(AI) 프로세서를 탑재할 수도 있다. 인공 지능(AI) 프로세서는, 인공 지능(AI)을 위한 전용 하드웨어 칩 형태로 제작될 수도 있고, 기존의 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor) 또는 그래픽 전용 프로세서(예: GPU)의 일부로 제작되어 공기 조화기(2000)에 탑재될 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 제어부(100)는 설정부(110), 출력부(120), 속도 검출부(130), 전류 검출부(140)를 포함할 수 있다. 따라서, 도 6의 전류 검출부(140)는 제어부(100)와 별도로 도시되었지만, 제어부(100)의 일부 컴포넌트일 수도 있다. 전류 검출부(140) 모터(1100)의 각 코일에서 제 1 인버터(10)로 흐르는 전류 경로에 배치되어, 전류(주로 교류 전류) 정보를 획득할 수 있다.
제어부(100)는 필요에 따라 IoT(Internet of Things) 네트워크 상에서 동작하거나 홈 네트워크에서 동작하도록 통신부(130)를 포함할 수 있다.
통신부(1300)는, 근거리 통신부(1310, short-range wireless communication interface), 원거리통신부(1320, long-range wireless communication interface)를 포함할 수 있다. 근거리 통신부(131)는, 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication interface), Wi-Fi(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(Ultra Wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 원거리통신부(1320)는, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. 원거리통신부(1320)는, 3G 모듈, 4G 모듈, 5G 모듈, LTE 모듈, NB-IoT 모듈, LTE-M 모듈 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 통신부(1300)를 통해 공기 조화기(2000) 외부의 서버나 다른 전기기기와 통신을 하고 데이터를 송수신할 수 있다.
출력 인터페이스(1500)는, 오디오 신호 또는 비디오 신호의 출력을 위한 것으로, 디스플레이부(1510)와 음향 출력부(1520) 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 공기 조화기(2000)는 디스플레이부(1510)를 통해서 공기 조화기(2000)와 관련된 정보를 표시해 줄 수 있다. 예를 들어, 공기 조화기(2000)의 역률 정보나 각 고조파 성분값(예를 들어 입력 전류 대비 각 고조파 성분의 % 혹은 A(ampere))을 표시할 수도 있다.
디스플레이부(1510)와 터치패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이부(1510)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 디스플레이부(1510)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 발광 다이오드(LED, light-emitting diode), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전기영동 디스플레이(electrophoretic display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고 모터 구동 장치(1)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)를 2개 이상 포함할 수도 있다.
음향 출력부(1520)는 통신부(130)로부터 수신되거나 메모리(1700)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 음향 출력부(1520)는 공기 조화기(2000)에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력할 수 있다. 음향 출력부(1520)는 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 출력 인터페이스(1500)는 공기 조화기(2000)의 역률 정보, 고조파 성분 정보, 회생 제동 여부, 에너지 저장 장치의 충전률 중 적어도 하나를 디스플레이부(1510)를 통해 출력할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 의하면, 출력 인터페이스(1500)는 현재 파워 레벨, 동작 모드(예컨대, 저소음 모드, 일반 모드, 고출력 모드 등), 현재 역률 등을 표시할 수도 있다.
입력 인터페이스(1600)는, 사용자로부터의 입력을 수신하기 위한 것이다. 입력 인터페이스(1600)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 중 적어도 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
입력 인터페이스(1600)는 음성 인식 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공기 조화기(2000)는 마이크로폰을 통해 아날로그 신호인 음성 신호를 수신하고, ASR(Automatic Speech Recognition) 모델을 이용하여 음성 부분을 컴퓨터로 판독 가능한 텍스트로 변환할 수 있다. 공기 조화기(2000)는 자연어 이해(Natural Language Understanding, NLU) 모델을 이용하여 변환된 텍스트를 해석하여, 사용자의 발화(utterance) 의도를 획득할 수 있다. 여기서 ASR 모델 또는 NLU 모델은 인공지능 모델일 수 있다. 인공지능 모델은 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조로 설계된 인공지능 전용 프로세서에 의해 처리될 수 있다. 인공지능 모델은 학습을 통해 만들어 질 수 있다. 여기서, 학습을 통해 만들어진다는 것은, 기본 인공지능 모델이 학습 알고리즘에 의하여 다수의 학습 데이터들을 이용하여 학습됨으로써, 원하는 특성(또는, 목적)을 수행하도록 설정된 기 정의된 동작 규칙 또는 인공지능 모델이 만들어짐을 의미한다. 인공지능 모델은, 복수의 신경망 레이어들로 구성될 수 있다. 복수의 신경망 레이어들 각각은 복수의 가중치들(weight values)을 갖고 있으며, 이전(previous) 레이어의 연산 결과와 복수의 가중치들 간의 연산을 통해 신경망 연산을 수행한다.
언어적 이해는 인간의 언어/문자를 인식하고 응용/처리하는 기술로서, 자연어 처리(Natural Language Processing), 기계 번역(Machine Translation), 대화 시스템(Dialog System), 질의 응답(Question Answering), 음성 인식/합성(Speech Recognition/Synthesis) 등을 포함한다.
메모리(1700)는, 제어부(100)의 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예컨대, 공기 조화기(2000)의 역률 정보, 고조파 성분에 관한 정보 등)을 저장할 수도 있다. 메모리(1700)는 인공지능 모델을 저장할 수도 있다.
메모리(1700)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 제어장치(2000)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.
실외기(2100)와 실내기(2200) 및 압축기(1000)는 도 1a와 도 1b를 통해 상세히 설명하였으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 압축기(1000)는 냉맹 압축을 위한 모터(1100)를 포함할 수 있다.
모터(1100)는 교류전압에 의해 구동될 수 있는 회전체로서, 회전에 의해 세탁이나 건조, 청소, 공기 조화기 동작, 냉각기 동작 등에도 사용될 수 있다. 따라서, 도 6의 공기 조화기(2000)는 비단 공기 조화기(2000) 뿐 아니라 청소기, 무선 청소기, 세탁기, 건조기, 선풍기(써큘레이터 포함)를 포함하여 모터(1100) 및 모터 구동 장치(1)를 이용하는 다양한 가전장치의 블록도에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 도 6에 따른 블록도는 단지 공기 조화기(2000) 뿐 아니라 다양한 가전장치에 적용될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기(2000)에서 도시된 구성요소 모두가 필수구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 더 많은 구성요소에 의해 공기 조화기(2000)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서 공기 조화기(2000)가 구현될 수 있다. 본 개시 전반에 걸쳐서 모터 구동 장치(1)를 포함하는 전기기기는 독립되어 판매되는 가전기기일 수도 있고 가전기기의 일부 제품을 구성하는 장치일 수도 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기에서 모터 구동 방법의 흐름도이다.
단계 S710에서, 제어부(100)의 프로세서는 제 1 인버터(10)와 제 2 인버터(20)를 제어하여 모터(1100)의 복수의 상코일을 스타 결선 모드 혹은 오픈 코일 모드가 되도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(100)의 프로세서는 제 2 인버터(20)의 제 2 스위칭 소자의 6개의 트랜지스터(21, 22, 23, 24, 25, 26)를 모두 오프하고, 양방향 스위치부(27)의 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36)를 모두 온함으로써 상기 복수의 상코일을 스타 결선 모드가 되도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(100)의 프로세서는 양방향 스위치부(27)의 트랜지스터(31, 32, 33, 34, 35, 36) 중 모터(1100)의 복수의 상코일 중 전압이 인가되는 상코일에 대응되는 트랜지스터만을 온함으로써, 오픈 코일 모드로 전환되도록 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(100)의 프로세서는 모터(1100)의 복수의 상코일에 흐르는 전류가 소정의 문턱값 이하인 경우는 스타 결선 모드로 운전하고, 모터(1100)의 복수의 상코일에 흐르는 전류가 소정의 문턱값을 초과하는 경우에는 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 제어부(100)의 프로세서는 모터(1100)를 저속 운전할 때에는 스타 결선 모드로 운전하고, 모터(1100)를 고속 운전할 때에는 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
단계 S720에서, 제어부(100)의 프로세서는 오픈 코일 모드에서 제 1 인버터(10)와 제 2 인버터(20) 및 양방향 스위치부(27)를 제어하여 오픈 코일 모드에서 복수의 상코일 각각에 걸리는 전압은 평활 콘데서(60)의 양단 전압 ±VDC, 제 1 콘덴서(61)와 제 2 콘덴서(62)에 분압되는 ±1/2 VDC, 혹은 0V 중 어느 하나가 걸리도록 3-레벨 제어를 수행할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 냉매와 공기 간 열교환을 수행하는 실외 열교환기, 냉매의 냉매 가스를 흡입하고 압축할 수 있는 압축기, 냉난방 운전 중에 압축된 냉매의 압력과 온도를 낮추는 팽창 장치, 및 압축기 및 팽창 장치를 연결하는 냉매관의 적어도 일부를 포함하는 실외기; 서로 비접속 상태의 복수의 상(相)코일을 가지는 압축기에 사용되는 모터; 및 복수의 상코일 각각의 제 1 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 1 스위칭 소자로 구성된 제 1 인버터, 복수의 상코일 각각의 제 2 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 2 스위칭 소자로 구성된 제 2 인버터, 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 및 컨버터의 출력 단자 양단의 직류 전압을 분압하는 복수의 콘덴서를 포함하되, 제 2 스위칭 소자가 포함하는, 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들은 직류 전압이 분압되는 중간 전위점에 연결되는 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 2개의 인버터의 제1 스위칭 소자 및 하나의 인버터의 제2 스위칭 소자를 제어함으로써, 모터의 코일 모드를, 복수의 상코일을 서로 접속하는 스타 결선 모드와, 해당 2개의 인버터를 서로 제휴 운전함으로써 해당 복수의 상코일에 3상 교류를 인가하는 오픈 코일 모드로 전환할 수 있는 프로세서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서는, 스타 결선 모드에서 오픈 코일 모드로의 변환을, 하나의 인버터의 출력 전압을 중간 전위점에서의 전압인 중성점 전압에서 제휴 운전에 필요한 전압으로 전환함으로써 수행할 수 있다.
일 실시예에 따른 프로세서는, 오픈 코일 모드에서는, 하나의 인버터의 출력 전압을, 직류 전압과, 중간 전위점에서의 전압인 중성점 전압과, 0 전압인 3레벨로 전환 할 수 있다.
일 실시예에 따라, 2개의 인버터를 서로 제휴 운전함으로써, 복수의 상코일에 3상 교류를 인가하는 경우, 하나의 인버터의 출력 전압을, 직류 전원과 중간 전위점에서의 전압인 중성점 전압과 0의 3레벨로 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 냉매와 댁내 공기 간 열교환을 수행하는 실내 열교환기를 포함하는 실내기, 및 냉매와 댁외 공기 간 열교환을 수행하는 실외 열교환기, 냉매의 냉매 가스를 흡입하고 압축할 수 있는 압축기, 냉난방 운전 중에 압축된 냉매의 압력과 온도를 낮추는 팽창 장치를 포함하는 실외기를 포함할 수 있다. 그리고 실내 열교환기, 실외 열교환기, 압축기 및 팽창 장치를 연결하는 냉매관을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 공기 조화기는 서로 비접속 상태의 복수의 상(相)코일을 가지며 압축기에 사용되는 모터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 공기조화기는, 복수의 상코일 각각의 제 1 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 1 스위칭 소자로 구성된 제 1 인버터, 복수의 상코일 각각의 제 2 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 2 스위칭 소자로 구성된 제 2 인버터, 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 컨버터의 출력 단자 양단의 직류 전압을 분압하는 복수의 콘덴서를 포함하되, 제 2 스위칭 소자가 포함하는, 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들은 직류 전압이 분압되는 중간 전위점에 연결된다.
일 실시예에서, 제 2 인버터는 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들과 중간 전위점 사이에 복수의 제 3 스위칭 소자들을 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 제 3 스위칭 소자들은 양방향 스위칭이 가능하다.
일 실시예에서, 제 1 인버터는, 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들과 중간 전위점에 사이에 복수의 제 4 스위칭 소자들을 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 상(相)코일을 가진 모터를 더 포함하되, 제 1 인버터와 제 2 인버터를 제어함으로써, 모터의 코일 모드를 복수의 상코일의 일단이 서로 연결되는 스타 결선 모드와, 제 1 인버터와 제 2 인버터를 제어함에 의해 복수의 상코일에 3상 교류 전류를 인가하는 오픈 코일 모드로 전환하도록 제어하는 프로세서를 더 포함한다.
일 실시예에서, 프로세서는, 제 2 인버터의 제 2 스위칭 소자를 모두 오프하고, 복수의 제 3 스위칭 소자를 모두 온함으로써 복수의 상코일을 스타 결선 모드가 되도록 제어한다.
일 실시예에서, 프로세서는, 복수의 제 3 스위칭 소자 중 복수의 상코일 중 전압이 인가되는 상코일에 대응되는 스위칭 소자만을 온함으로써 복수의 상코일 중 전압이 인가되는 상코일이 중간 전위점 전압에 연결되어 오픈 코일 모드로 전환되도록 제어한다.
일 실시예에서, 프로세서는, 오픈 코일 모드에서 복수의 상코일 각각에 걸리는 전압은 복수의 콘덴서 양단에 걸리는 전압에 대응되는 ±전압레벨(±VDC)과 전압레벨의 ±1/2 전압레벨(±1/2 VDC)과 0 전압레벨이 걸리는 3-레벨 전압이다.
일 실시예에서, 복수의 상코일 각각에 걸리는 전압은, 복수의 상코일 중 어느 하나의 상코일에 걸리는 전압의 한 주기 중 0-30도인 제 1 범위 및 150-180도인 제 3 범위에서는 1/2xVDC, 30-150도인 제 2 범위에서는 VDC, 180-210도인 제 4 범위 및 330-360도인 제 6 범위에서는 -1/2xVDC, 210-330도인 제 5 범위 사이에서는 -VDC이다.
일 실시예에서, 복수의 상코일 중 제 1 코일의 제 1 단에 연결되는, 제 1 스위칭 소자의 한 쌍의 스위치는 각각 제 11 스위치와 제 12 스위치이고, 제 1 코일의 제 2 단에 연결되는 제 2 스위칭 소자의 한 쌍의 스위치는 제 21 스위치와 제 22 스위치이고, 제 1 코일의 제 2 단과 중간 전위점 사이에 연결되는 제 3 스위칭 소자는 제 31 스위치와 제 32 스위치이다.
일 실시예에서, 프로세서는 제 1 범위와 제 3 범위에서 제 11 스위치와 제 32 스위치를 온, 제 12 스위치와 제 22 스위치를 오프하되, 제 21 스위치가 오프될 때 제 31 스위치는 온되고, 제 21 스위치가 온될 때 제 31 스위치는 오프되도록 제어한다.
일 실시예에서, 프로세서는 제 2 범위에서, 제 11 스위치와 제 31 스위치를 온, 제 12 스위치와 제 21 스위치를 오프하되, 제 22 스위치가 온될 때 제 32 스위치는 오프되고, 제 22 스위치가 오프될 때 제 32 스위치는 온되도록 제어한다.
일 실시예에서, 프로세서는 제 4 범위 및 제 6 범위에서, 제 12 스위치와 제 31 스위치를 온, 제 11 스위치와 제 21 스위치를 오프하되, 제 22 스위치가 오프될 때 제 32 스위치는 온되고, 제 22 스위치가 온될 때 제 32 스위치는 오프되도록 제어한다.
일 실시예에서, 프로세서는 제 5 범위에서, 제 12 스위치와 제 32 스위치를 온, 제 11 스위치와 제 22 스위치를 오프하되, 제 21 스위치가 온될 때 제 31 스위치는 오프되고, 제 21 스위치가 오프될 때 제 31 스위치는 온되도록 제어한다.
일 실시예에서, 프로세서는 복수의 상코일에 흐르는 전류가 소정의 문턱값 이하인 경우는 스타 결선 모드로 운전하고, 복수의 상코일에 흐르는 전류가 소정의 문턱값을 초과하는 경우에는 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 프로세서는 모터를 저속 운전할 때에는 스타 결선 모드로 운전하고, 모터를 고속 운전할 때에는 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 가전장치는, 서로 비접속 상태의 복수의 상(相)코일을 가진 모터, 복수의 상코일 각각의 제 1 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 1 스위칭 소자로 구성된 제 1 인버터, 복수의 상코일 각각의 제 2 단에 연결되면서 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 2 스위칭 소자로 구성된 제 2 인버터, 교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 및 컨버터의 출력 단자 양단의 직류 전압을 분압하는 복수의 콘덴서를 포함하되, 제 2 스위칭 소자가 포함하는, 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들은 직류 전압이 분압되는 중간 전위점에 연결되는 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 포함한다.
본 개시의 일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.　 또한, 본 개시의 일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터 프로그램 제품 (computer program product)으로도 구현될 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 냉매와 공기 간 열교환을 수행하는 실외 열교환기,
    상기 냉매의 냉매 가스를 흡입하고 압축할 수 있는 압축기,
    냉난방 운전 중에 압축된 상기 냉매의 압력과 온도를 낮추는 팽창 장치, 및
    상기 압축기 및 상기 팽창 장치를 연결하는 냉매관의 적어도 일부를 포함하는 실외기;
    서로 비접속 상태의 복수의 상(相)코일을 가지는 상기 압축기에 사용되는 모터; 및
    상기 복수의 상코일 각각의 제 1 단에 연결되면서 상기 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 1 스위칭 소자로 구성된 제 1 인버터,
    상기 복수의 상코일 각각의 제 2 단에 연결되면서 상기 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들을 포함하는 제 2 스위칭 소자로 구성된 제 2 인버터,
    교류 전원을 정류하여 직류 전원으로 변환하는 컨버터, 및
    상기 컨버터의 출력 단자 양단의 직류 전압을 분압하는 복수의 콘덴서를 포함하되,
    상기 제 2 스위칭 소자가 포함하는, 상기 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들은 상기 직류 전압이 분압되는 중간 전위점에 연결되는 상기 모터를 구동하는 모터 구동 장치를 포함하는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 인버터는 상기 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들과 상기 중간 전위점 사이에 복수의 제 3 스위칭 소자들을 포함하는, 공기 조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 제 3 스위칭 소자들은 양방향 스위칭이 가능한 소자인, 공기 조화기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 인버터는, 상기 복수의 상코일 각각에 대응되는 한 쌍의 스위치들과 상기 중간 전위점에 사이에 복수의 제 4 스위칭 소자들을 포함하는, 공기 조화기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 인버터와 상기 제 2 인버터를 제어함으로써, 상기 모터의 코일 모드를 상기 복수의 상코일의 일단이 서로 연결되는 스타 결선 모드와, 상기 제 1 인버터와 상기 제 2 인버터를 제어함에 의해 상기 복수의 상코일에 3상 교류 전류를 인가하는 오픈 코일 모드로 전환하도록 제어하는 프로세서를 더 포함하는, 공기 조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제 2 인버터의 제 2 스위칭 소자를 모두 오프하고, 상기 복수의 제 3 스위칭 소자를 모두 온함으로써 상기 복수의 상코일을 스타 결선 모드가 되도록 제어하는, 공기 조화기.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 제 3 스위칭 소자 중 상기 복수의 상코일 중 전압이 인가되는 상코일에 대응되는 스위칭 소자만을 온함으로써 상기 복수의 상코일 중 전압이 인가되는 상코일이 상기 중간 전위점 전압에 연결되어 상기 오픈 코일 모드로 전환되도록 제어하는, 공기 조화기.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 오픈 코일 모드에서 상기 복수의 상코일 각각에 걸리는 전압은 상기 복수의 콘덴서 양단에 걸리는 전압에 대응되는 ±전압레벨(±VDC)과 상기 전압레벨의 ±1/2 전압레벨(±1/2 VDC)과 0 전압레벨이 걸리는 3-레벨 전압인, 공기 조화기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 복수의 상코일 각각에 걸리는 전압은, 상기 복수의 상코일 중 어느 하나의 상코일에 걸리는 전압의 한 주기 중 0-30도인 제 1 범위 및 150-180도인 제 3 범위에서는 1/2xVDC, 30-150도인 제 2 범위에서는 VDC, 180-210도인 제 4 범위 및 330-360도인 제 6 범위에서는 -1/2xVDC , 210-330도인 제 5 범위 사이에서는 -VDC인, 공기 조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 상코일 중 제 1 코일의 제 1 단에 연결되는, 상기 제 1 스위칭 소자의 한 쌍의 스위치는 각각 제 11 스위치와 제 12 스위치이고,
    상기 제 1 코일의 제 2 단에 연결되는 상기 제 2 스위칭 소자의 한 쌍의 스위치는 제 21 스위치와 제 22 스위치이고,
    상기 제 1 코일의 제 2 단과 상기 중간 전위점 사이에 연결되는 상기 제 3 스위칭 소자는 제 31 스위치와 제 32 스위치인, 공기 조화기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 1 범위와 상기 제 3 범위에서 상기 제 11 스위치와 상기 제 32 스위치를 온, 상기 제 12 스위치와 상기 제 22 스위치를 오프하되, 상기 제 21 스위치가 오프될 때 상기 제 31 스위치는 온되고, 상기 제 21 스위치가 온될 때 상기 제 31 스위치는 오프되도록 제어하는, 공기 조화기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 2 범위에서, 상기 제 11 스위치와 상기 제 31 스위치를 온, 상기 제 12 스위치와 상기 제 21 스위치를 오프하되, 상기 제 22 스위치가 온될 때 상기 제 32 스위치는 오프되고, 상기 제 22 스위치가 오프될 때 상기 제 32 스위치는 온되도록 제어하는, 공기 조화기.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 4 범위 및 제 6 범위에서, 상기 제 12 스위치와 상기 제 31 스위치를 온, 상기 제 11 스위치와 상기 제 21 스위치를 오프하되, 상기 제 22 스위치가 오프될 때 상기 제 32 스위치는 온되고, 상기 제 22 스위치가 온될 때 상기 제 32 스위치는 오프되도록 제어하는, 공기 조화기.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제 5 범위에서, 상기 제 12 스위치와 상기 제 32 스위치를 온, 상기 제 11 스위치와 상기 제 22 스위치를 오프하되, 상기 제 21 스위치가 온될 때 상기 제 31 스위치는 오프되고, 상기 제 21 스위치가 오프될 때 상기 제 31 스위치는 온되도록 제어하는, 공기 조화기.
  15. 제 5 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 상코일에 흐르는 전류가 소정의 문턱값 이하인 경우는 상기 스타 결선 모드로 운전하고, 상기 복수의 상코일에 흐르는 전류가 소정의 문턱값을 초과하는 경우에는 상기 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어하거나,
    상기 프로세서는 상기 모터를 저속 운전할 때에는 상기 스타 결선 모드로 운전하고, 상기 모터를 고속 운전할 때에는 상기 오픈 코일 모드로 동작하도록 제어하는, 공기 조화기.
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