KR100273445B1 - Break-down protection method of a linear compressor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법에 관한 것으로, 종래에는 리니어 컴프레샤의 흡입구가 막히게 되면 스트로크와 전류의 위상차가 증가하여, 리니어 컴프레샤 뒷단에 연결되어 있는 캐패시터의 전압이 상승하고, 이에따라 트리이악에 브레이크 다운현상이 발생하여 상기 리니어 컴프레샤가 소손되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명은 트라이악의 양단간 전압을 검출하는 제1단계와, 상기에서 검출한 검출전압과 기준전압을 비교하는 제2단계와, 상기에서 검출전압이 기준전압 보다 클 경우 트라이악을 차단하기 위한 트립신호를 발생시켜 브레이크 다운이 발생하지 않도록 하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 검출전압이 기준전압 보다 작을 경우 정상상태의 트립신호를 발생시켜 정상동작을 수행하도록 하는 제4단계로 동작하여, 리니어 컴프로샤가 소손되는 것을 방지하고, 정격이 낮은 트라이악을 사용하여 절감효과가 있도록 하고, 모터의 인덕턴스값을 줄일 필요없이 간단하게 제어할 수 있도록 한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for preventing breakdown of a linear compressor. In the related art, when the intake port of a linear compressor is blocked, the phase difference between the stroke and the current increases, so that the voltage of the capacitor connected to the rear end of the linear compressor increases. A breakdown phenomenon occurs and the linear compressor burns out. Accordingly, the present invention provides a first step of detecting a voltage between both ends of the triac, a second step of comparing the detected voltage with a reference voltage, and a trip for blocking the triac when the detected voltage is greater than the reference voltage. A third step of generating a signal so that breakdown does not occur; and a fourth step of generating a trip signal in a normal state and performing a normal operation when the detected voltage is less than the reference voltage in the second step, It prevents burnout of linear compressor, saves by using low rated triac, and enables simple control without reducing the inductance value of the motor.

Description

리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법How to prevent breakdown of linear compressor

본 발명은 리니어 컴프레샤 운전시, 트라이악의 브레이크 다운 현상을 방지하기 위한 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법에 관한 것으로, 특히 트라이악의 양단간 전압이 정격전압을 넘기 직전에 트립을 걸어 트라이악의 브레이크 다운 현상을 방지하여 컴프레샤가 소손되는 것을 방지하도록 한 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preventing breakdown of a linear compressor to prevent breakdown of the triac during linear compressor operation. In particular, the present invention relates to a method of preventing breakdown of the triac by preventing a breakdown of the triac by tripping just before the voltage between both ends of the triac exceeds a rated voltage. The present invention relates to a method for preventing breakdown of a linear compressor to prevent the compressor from being burned out.

리니어 컴프레샤는 리니어 오실레이팅 모터로 구동되기 때문에 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 주는 크랜크 샤프트가 없어 마찰손실이 적다.Since the linear compressor is driven by a linear oscillating motor, there is no friction loss because there is no crankshaft that converts rotational movement into linear movement.

따라서 다른 컴프레샤에 비하여 효율이 좋다고 알려지고 있다.Therefore, it is known that the efficiency is better than other compressors.

또한 이 컴프레샤가 냉장고나 에어컨으로 사용될 경우, 모터의 스트로크를 가변시켜 줌에 따라 압축비를 가변할 수 있어서 가변냉력 제어에도 사용될 수 있다는 장점이 있다.In addition, when the compressor is used as a refrigerator or an air conditioner, the compression ratio can be varied as the stroke of the motor is varied, which can be used for variable cooling power control.

도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 구동회로도로서, 이에 도시된 바와같이, 220V의 교류전원을 공급하는 전원단과, 상기 전원단으로 부터 전원 공급시 미도시된 마이크로컴퓨터로 부터 제공되는 트리거 신호에 따라 턴온 또는 턴오프되어 리니어 컴프레샤로 전류가 유입되도록 하는 트라이악(Tr)과, 모터의 구동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 리니어 컴프레샤(10)와, 상기 전원단과 리니어 컴퓨레샤(10) 사이에서 연결되어, 상기 리니어 컴프레샤를 구성하는 인덕터(L)의 저항성분을 줄이는 완충작용을 행하는 캐패시터(C)로 구성된다.FIG. 1 is a driving circuit diagram of a conventional linear compressor, and as shown therein, a power supply stage for supplying AC power of 220V and a turn signal according to a trigger signal provided from a microcomputer (not shown) when power is supplied from the power supply terminal. A triac (Tr) that is turned off to allow current to flow into the linear compressor, a linear compressor (10) for adjusting the cooling power by varying the stroke by driving the motor, and is connected between the power supply terminal and the linear compressor (10). And a capacitor (C) which performs a buffering effect to reduce the resistance component of the inductor (L) constituting the linear compressor.

이와같이 구성된 종래기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured as described above is as follows.

전원단에서 220V의 교류전원을 트라이악(Tr)으로 공급한다.220V AC power is supplied to the triac (Tr) from the power stage.

상기 트라이악(Tr)으로 전원이 공급될 때, 미도시된 마이크로컴퓨터로 부터 제공되는 트리거 신호에 의해 상기 교류전원을 단속시켜 리니어 컴프레샤(10)의 모터에 인가되는 전력을 통제한다.When power is supplied to the triac Tr, the AC power is interrupted by a trigger signal provided from a microcomputer (not shown) to control the power applied to the motor of the linear compressor 10.

그러면 상기 모터의 스트로크(변위)가 가변되고, 이에따라 압축비를 가변할 수 있다.Then, the stroke (displacement) of the motor can be varied, and thus the compression ratio can be varied.

이때 캐패시터(C)는 상기 리니어 컴프레샤를 구성하는 인덕터(L)의 저항성분을 줄이는 완충작용을 한다.At this time, the capacitor (C) has a buffering effect of reducing the resistance component of the inductor (L) constituting the linear compressor.

이때 전원전압과 전류간의 관계를 살펴보면, 도 2에서와 같이 나타난다.At this time, looking at the relationship between the power supply voltage and the current, as shown in FIG.

가령 리니어 컴프레샤(10)의 흡입구가 막힐 경우, 어떻게 되는지 흡입막음 테스트를 통하여 살펴보자.For example, if the suction port of the linear compressor 10 is blocked, let's take a look through the suction blocking test.

리니어 컴프레샤의 기계방정식을 아래의 식과 같이 표현된다. 단, 무부하일 경우The mechanical equation of the linear compressor is expressed as the following equation. However, in case of no load

............. (1) ............. (One)

M : 피스톤의 질량, V : 속도, K : 스프링 계수, α : 모터상수,M: piston mass, V: speed, K: spring coefficient, α: motor constant,

I : 모터 유입전류 X : 스트로크(변위)I: Motor Inrush Current X: Stroke (Displacement)

상기 식 (1)을 라플라스 변환을 행하면 다음과 같다.The Laplace transform of the above formula (1) is as follows.

................... (2) ................... (2)

상기 식(2)에서, S=jω 이므로, 가 된다.In the formula (2), S = jω Because of, Becomes

따라서 주파수에 따른 리니어 컴프레샤의 크기와 위상차는 도 3에서와 같이 나타난다.Therefore, the magnitude and phase difference of the linear compressor according to frequency are shown in FIG. 3.

도 3에서, 기계적 공진주파수 (fc) 는 피스톤의 질량(mass)과 스프링 계수(K)에 따라 달라진다.3, mechanical resonance frequency (f c ) Depends on the mass of the piston and the spring coefficient (K).

그리고, 리니어 컴프레샤에서 스트로크 (X) 는 역기전력을 아래에서와 같이 적분하면 얻을 수 있다.And stroke in linear compressor (X) Can be obtained by integrating the counter electromotive force as shown below.

, V=V0ejωt , V = V 0 e jωt

= =

따라서 리니어 컴프레샤의 흡입구가 막힐 경우 전류(i)와, 역기전력 (V ) 과 스트로크(변위:X)는 도 4에 도시한 바와같이 나타난다.Therefore, if the intake port of the linear compressor is blocked, current (i) and counter electromotive force (V) And the stroke (displacement: X) appear as shown in FIG.

결국, 스트로크(X)와 전류(i)의 위상차는 180°이상 차이가 나고, 역기전력과 전류의 위상차는 90°이상 차이가 난다.As a result, the phase difference between the stroke X and the current i differs by more than 180 degrees, and the phase difference between the counter electromotive force and the current differs by more than 90 degrees.

상기에서와같이 스트로크(X)와 전류(i)의 차가 커서 위상차가 증가함에 따라 불필요한 힘을 소모하게 되고, 효율이 떨어지게 된다.As described above, as the difference between the stroke X and the current i is large, unnecessary phase is consumed as the phase difference increases, and the efficiency decreases.

따라서 리니어 컴프레샤의 흡입구가 막히는 것이 사용상 좋지 않은 결과를 초래한다.Therefore, clogging the inlet of the linear compressor has a bad result.

그러나, 상기에서와 같은 종래기술에서, 리니어 컴프레샤의 흡입구가 막히게 되면 스트로크와 전류의 위상차가 증가하여, 리니어 컴프레샤 뒷단에 연결되어 있는 캐패시터의 전압이 상승하고, 이에따라 트리이악에 브레이크 다운현상이 발생하여 상기 리니어 컴프레샤가 소손되는 문제점이 있다.However, in the prior art as described above, when the intake port of the linear compressor is blocked, the phase difference between the stroke and the current increases, and the voltage of the capacitor connected to the rear end of the linear compressor increases, thereby causing a breakdown phenomenon in the triac. There is a problem that the linear compressor is burned out.

따라서 상기에서와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 트라이악의 양단간의 전압을 검출하여 정격 전압을 넘어서기 바로 직전에 트립(Trip)을 걸어주어 트라이악의 브레이크 다운 현상이 발생하지 않도록 한 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the conventional problems as described above is to detect the voltage between the both ends of the triac and to apply a trip just before exceeding the rated voltage so that the breakdown of the triac does not occur. A method for preventing breakdown of a linear compressor is provided.

본 발명의 다른 목적은 정격이 낮은 트라이악을 사용하여 가격절감의 효과를 얻을 수 있도록 한 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for preventing breakdown of a linear compressor that can achieve a cost reduction effect by using a triac having a low rating.

본 발명의 또 다른 목적은 트라이악의 브레이크 다운 현상을 방지하기 위하여 모터의 인덕턴스 값을 줄일 필요가 없도록 하여 사용상의 편의를 제공하도록 한 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법을 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide a method for preventing breakdown of a linear compressor, which provides convenience in use by eliminating the inductance value of the motor in order to prevent breakdown of the triac.

도 1은 종래 리니어 컴프레샤의 구동회로도.1 is a driving circuit diagram of a conventional linear compressor.

도 2는 도 1에서, 리니어 컴프레샤 운전시 전원전과 전류간의 관계를 보여주는 특성도.FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between power supply and current during linear compressor operation in FIG. 1. FIG.

도 3은 도 1에서, 주파수에 따른 모터의 크기와 위상을 보여주는 특성도.3 is a characteristic diagram showing the size and phase of the motor according to the frequency in FIG.

도 4는 본 발명 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법에 대한 동작 흐름도.4 is a flowchart illustrating a method for preventing breakdown of the linear compressor of the present invention.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***

10 : 리니어 컴프레샤 C : 캐패시터10: linear compressor C: capacitor

Tr : 트라이악Tr: Triac

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 트라이악의 양단간 전압을 검출하는 제1단계와, 상기에서 검출한 검출전압과 기준전압을 비교하는 제2단계와, 상기에서 검출전압이 기준전압 보다 클 경우 트라이악을 차단하기 위한 트립신호를 발생시켜 브레이크 다운이 발생하지 않도록 하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 검출전압이 기준전압 보다 작을 경우 정상상태의 트립신호를 발생시켜 정상동작을 수행하도록 하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a first step of detecting the voltage between the both ends of the triac, a second step of comparing the detected voltage and the reference voltage detected above, if the detected voltage is greater than the reference voltage triac A third step of generating a trip signal to cut off a circuit so that breakdown does not occur; and a fourth step of generating a trip signal in a steady state when the detected voltage is less than the reference voltage in the second step to perform a normal operation. Characterized in consisting of steps.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법에 대한 동작 흐름도로서, 이에 도시한 바와같이, 트라이악의 양단간 전압을 검출하는 제1단계(S11)와, 상기에서 검출한 검출전압과 기준전압을 비교하는 제2단계(S21)와, 상기에서 검출전압이 기준전압 보다 클 경우 트라이악을 차단하기 위한 트립신호를 발생시켜 브레이크 다운이 발생하지 않도록 하는 제3단계(S31)와, 상기 제2단계에서 검출전압이 기준전압 보다 작을 경우 정상상태의 트립신호를 발생시켜 정상동작을 수행하도록 하는 제4단계(S41)로 이루어진다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for preventing breakdown of the linear compressor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. In the second step (S21) and the third step (S31) to generate a trip signal for blocking the triac when the detection voltage is greater than the reference voltage to prevent the breakdown occurs, and in the second step When the detection voltage is smaller than the reference voltage, a fourth step S41 is performed to generate a trip signal in a normal state to perform a normal operation.

이와같이 각 단계로 이루어진 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 도 1 및 도 4에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.As described above in detail with reference to Figs. 1 and 4 with respect to the operation and effect of the present invention made of each step as follows.

전원단에서 220V의 교류전원을 트라이악(Tr)으로 공급한다.220V AC power is supplied to the triac (Tr) from the power stage.

상기 트라이악(Tr)으로 전원이 공급될 때, 미도시된 마이크로컴퓨터로 부터 제공되는 트리거 신호에 의해 상기 교류전원을 단속시켜 리니어 컴프레샤(10)의 모터에 인가되는 전력을 통제한다.When power is supplied to the triac Tr, the AC power is interrupted by a trigger signal provided from a microcomputer (not shown) to control the power applied to the motor of the linear compressor 10.

그러면 상기 모터의 스트로크(변위)가 가변되고, 이에따라 압축비를 가변할 수 있다.Then, the stroke (displacement) of the motor can be varied, and thus the compression ratio can be varied.

이때 캐패시터(C)는 상기 리니어 컴프레샤를 구성하는 인덕터(L)의 저항성분을 줄이는 완충작용을 한다.At this time, the capacitor (C) has a buffering effect of reducing the resistance component of the inductor (L) constituting the linear compressor.

이와같은 동작에 의해 에어콘이나 냉장고의 냉력을 조절한다.By this operation, the cooling power of the air conditioner or the refrigerator is adjusted.

상기에서와 같이 동작할 때, 미도시된 마이크로컴퓨터는 트라이악(Tr)의 브레이크 다운 현상이 일어나는 것을 방지하기 위하여, 상기 트라이악(Tr)의 양단간의 전압 (VTr) 을 검출한다.(S11)When operating as described above, the microcomputer (not shown) has a voltage between both ends of the triac Tr in order to prevent breakdown of the triac Tr. (V Tr ) (S11)

그런다음 상기에서 검출한 트라이악(Tr)의 검출전압 (VTr) 과 정격전압을 비교한다.(S21)Then, the detected voltage of the triac Tr detected above (V Tr ) And rated voltage. (S21)

비교 결과, 상기 트라이악(Tr)의 검출전압 (VTr) 이 정격전압 보다 크면 이는 리니어 컴프레샤(10)의 흡입구가 막혀 큰 전압이 흐르는 것으로 판단하여, 상기 트라이악(Tr)의 브레이크 다운 현상이 발생하지 않도록 하기 위하여 로우상태의 트립신호(Trip)를 상기 트라이악(Tr)의 게이트(G)단자로 제공한다.(S31)As a result of comparison, the detected voltage of the triac (V Tr ) If it is larger than the rated voltage, it is determined that the suction port of the linear compressor 10 is clogged so that a large voltage flows. Provided to the gate G terminal of the evil Tr (S31).

그러면 상기 로우상태의 트립신호(Trip)에 의해 트라이악(Tr)을 차단시킨다.(S51)Then, the triac Tr is blocked by the trip signal Trip in the low state (S51).

상기 트라이악(Tr)을 차단시킴에 따라 트라이악의 브레이크 다운 현상이 발생하지 않고, 이에따라 리니어 컴프레샤의 소손을 방지한다.As the triac Tr is blocked, the breakdown of the triac does not occur, thereby preventing the linear compressor from being burned out.

또한, 상기 S21단계에서 검출전압이 기준전압 보다 작을 경우 정상상태로 판단하여 계속해서 트라이악(Tr)이 정상동작하도록 정상상태의 트립신호(Trip)를 상기 트라이악(Tr)의 게이트(G)단자로 제공한다.(S41)In addition, when the detected voltage is lower than the reference voltage in step S21, the gate signal G of the triac Tr is outputted with the trip signal Trip in the steady state so that the triac Tr operates normally. Provided as a terminal. (S41)

즉, 마이크로컴퓨터에 의한 제어에 따라 하이 또는 로우상태의 트립신호(Trip)를 트라이악(Tr)의 게이트(G)단자로 제공하여, 상기 트라이악(Tr)의 도통 또는 차단시켜 리니어 컴프레샤(10)로 공급되는 전력을 단속한다.(S61)That is, according to the control by the microcomputer, the trip signal Trip of a high or low state is provided to the gate G terminal of the triac Tr, so that the triac Tr conducts or blocks the linear compressor 10. ) To intercept the power supplied to the device.

다시말하면, 계속해서 정상동작을 수행하도록 한다.In other words, continue the normal operation.

이상에서와 같이 트라이악의 양단전압을 검출하여 정격전압을 넘어서기 전에 상기 트라이악을 차단시켜 트라이악의 브레이크 다운 현상을 방지하도록 하고, 구하기 어려운 정격이 높은 트라이악을 사용할 필요없이 정격이 낮은 트라이악을 사용하여 가격 절감의 효과를 얻을 수 있도록 한다.As described above, it detects the voltage of the both ends of the triac and cuts the triac to prevent breakdown of the triac before exceeding the rated voltage. To achieve cost savings.

그리고, 상기 트라이악의 양단전압을 검출하고, 그 검출전압에 따라 트라이악을 도통 또는 차단시켜 제어함으로써, 트라이악 브레이크 다운 현상 방지를 위해 모터의 인덕턴스(L) 값을 줄일 필요가 없어서, 제어를 간단하게 하고, 사용상의 편의를 제공한다.In addition, by detecting the both ends of the triac and conducting or blocking the triac according to the detected voltage, it is not necessary to reduce the inductance (L) value of the motor to prevent the triac breakdown phenomenon, thereby simplifying the control. And provide ease of use.

따라서, 본 발명은 트라이악 브레이크 다운 현상을 방지하기 위하여 트라이악 양단단의 전압을 정격전압과 비교하여 정격전압 보다 높을 경우 트라이악을 차단하여 방지하도록 함으로써, 리니어 컴프레샤가 소손되는 것을 방지하고, 정격이 높은 트라이악을 사용할 필요가 없어서 가격 절감의 효과가 있고, 또한 모터의 인덕턴스 값을 줄일 필요가 없어서 제어가 간단하고, 사용상의 편의를 제공한 효과가 있다.Therefore, in order to prevent the triac breakdown phenomenon, by preventing the triac by breaking the triac when the voltage at both ends of the triac is higher than the rated voltage in comparison with the rated voltage, the linear compressor is prevented from being burned out, and the rated There is no need to use this high triac, thereby reducing the cost, and there is no need to reduce the inductance value of the motor, thereby simplifying control and providing convenience for use.

Claims (3)

트라이악의 양단간 전압을 검출하는 제1단계와, 상기에서 검출한 검출전압과 기준전압을 비교하는 제2단계와, 상기에서 검출전압이 기준전압 보다 클 경우 트라이악을 차단하기 위한 트립신호를 발생시켜 브레이크 다운이 발생하지 않도록 하는 제3단계와, 상기 제2단계에서 검출전압이 기준전압 보다 작을 경우 정상상태의 트립신호를 발생시켜 정상동작을 수행하도록 하는 제4단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법.A first step of detecting a voltage between both ends of the triac, a second step of comparing the detected voltage with a reference voltage, and a trip signal for blocking the triac when the detected voltage is greater than the reference voltage. And a fourth step of preventing breakdown from occurring and a fourth step of generating a trip signal in a steady state when the detected voltage is less than the reference voltage in the second step. How to prevent breakdown 제1항에 있어서, 기준전압을 정격전압인 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법.A method of preventing breakdown of a linear compressor according to claim 1, wherein the reference voltage is a rated voltage. 제1항에 있어서, 트라이악은 정격전압이 낮은 것을 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 리니어 컴프레샤의 브레이크 다운 방지방법.The method of claim 1, wherein the triac is designed to use a low rated voltage.
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