KR100298410B1 - Apparatus for controlling operation of compressor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 BLDC모터를 채용한 압축기에 관한 것으로, 특히 압축기의 구동제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor employing a BLDC motor, and more particularly, to a drive control apparatus of a compressor.
압축기는 저온, 저압의 기체냉매를 고온, 고압의 기체냉매로 압축시키는 장치로서 냉장고와 공기조화기 같은 장치에 사용된다. 이 압축기는 센서리스 BLDC모터의 회전력을 이용하여 냉매를 압축, 팽창시키는데, BLDC모터와 그 구동회로의 개략적인 구조는 도 1에 나타낸 것과 같다.Compressor is a device for compressing low-temperature, low-pressure gas refrigerant into high-temperature, high-pressure gas refrigerant is used in devices such as refrigerators and air conditioners. The compressor compresses and expands the refrigerant using the rotational force of the sensorless BLDC motor. The schematic structure of the BLDC motor and its driving circuit is shown in FIG.
전원부(20)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)등으로 구성되어 상용전원인 교류전압을 직류전압으로 변환시킨다. 스위칭소자구동부(40)는 전원부(20)에서 변화된 직류전압을 인가받아 스위칭제어신호를 발생시킨다. 스위칭소자(50)는 스위칭제어신호에 따라 전원부(20)에서 인가받는 직류전압을 3상전압으로 변환시켜 모터(10)에 인가한다. 이 3상전압에 의해 모터(10)의 권선(도면미도시)은 자기장을 발생시켜 모터의 회전자(도면미도시)가 회전하게 된다. 모터의 회전자가 회전함으로써 압축기(도면미도시)가 구동된다.The power supply unit 20 is composed of a switching mode power supply (SMPS), etc. to convert an AC voltage, which is a commercial power source, into a DC voltage. The switching device driver 40 receives the changed DC voltage from the power supply unit 20 to generate a switching control signal. The switching device 50 converts the DC voltage applied from the power supply unit 20 into a three-phase voltage according to the switching control signal and applies it to the motor 10. Due to this three-phase voltage, the winding (not shown) of the motor 10 generates a magnetic field so that the rotor (not shown) of the motor rotates. The compressor (not shown) is driven by the rotation of the rotor of the motor.
모터 회전자의 회전에 따라 권선에는 역기전력이 출력되는데, 역기전력 검지부(80)는 이러한 역기전력을 검출하여 마이콤(60)으로 인가한다. 이 역기전력의 검출에 따라 마이콤(60)은 모터가 정확하게 동작되도록 스위칭소자구동부(40)를 제어한다. 또, 마이콤(60)은 스위칭소자(50)로부터 전류를 검지하는 과전류검지부(70)로부터 모터에 인가되는 전류값을 인가받고, 전원부(20)의 전압을 검지하는 전압검지부(30)로부터 마이콤에 인가되는 전압을 검지하여 지나치게 높은 전압 혹은, 전류가 모터에 인가되면, 전원부의 전원을 차단시킴으로써, 모터의 안정적인 동작을 도모한다.As the motor rotor rotates, the counter electromotive force is output to the winding, and the counter electromotive force detection unit 80 detects the counter electromotive force and applies it to the microcomputer 60. In response to the detection of the counter electromotive force, the microcomputer 60 controls the switching element driver 40 so that the motor operates correctly. In addition, the microcomputer 60 receives the current value applied to the motor from the overcurrent detecting unit 70 that detects the current from the switching element 50, and the microcomputer 60 receives the voltage from the voltage detecting unit 30 that detects the voltage of the power supply unit 20. When an excessively high voltage or current is applied to the motor by detecting an applied voltage, the motor is turned off to achieve stable operation of the motor.
이러한 BLDC 모터의 회전이 오랜 시간동안 지속되면, 압축기가 과열되어 구동회로가 손상될 수도 있고, 모터가 오동작을 일으킬 수도 있다. 따라서, 일반적인 압축기는 도 2에 나타낸 것과 같이 오엘피(OLP:Over Load Protector)(95)에 의해 압축기(11)의 온도와 외부권선에 흐르는 전류를 동시에 감지해서 압축기가 과열되거나 혹은 압축기에 과다전류가 흐르는 것이 감지되면, 자동으로 전원이 차단되도록 구성되어 있다.If the rotation of such a BLDC motor lasts for a long time, the compressor may be overheated and the driving circuit may be damaged, and the motor may malfunction. Therefore, the general compressor senses the temperature of the compressor 11 and the current flowing in the external winding at the same time by the over load protector (OLP) 95 as shown in FIG. Is detected, the power is automatically cut off.
오엘피(OLP)(95)는 일종의 바이메탈과 같은 것으로, 온도변화에 따른 스위칭 동작이 가능한 스위칭소자이다.OLP 95 is a kind of bimetal, and is a switching device capable of switching operation according to temperature change.
그런데, 오엘피를 채용하여 압축기의 온도를 감지한느 종래의 온도감지장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional temperature sensing device that senses the temperature of the compressor by employing OLP had the following problems.
교류모터의 경우, 릴레이를 통해 압축기에 인가된 마이콤의 신호가 압축기의 구동여부를 제어한다. 따라서, 교류모터를 채용한 압축기는 오엘피를 릴레이의 축력단에 부착하면 오엘피의 동작에 의해 압축기의 전원만 끄고 마이콤의 전원은 정상적으로 유지시킬 수 있었다.In the case of an AC motor, the signal of the microcomputer applied to the compressor through the relay controls whether the compressor is driven. Therefore, the compressor adopting the AC motor was able to turn off the power of the compressor and keep the power of the microcomputer by the operation of the OEL when the OLP was attached to the axial end of the relay.
그러나, 무쇄자직류모터(BLDC Motor)를 채용한 압축기는 인버터의 스위칭동작에 의해 압축기를 제어하므로 도 3에 나타낸 것과 같이 오엘피(95)가 전원장치(21)에 연결되어야 한다. 따라서, 오엘피(95)가 작동하면 전원장치(21)가 꺼지므로 압축기(11)와 마이콤(60)이 모두 정지한다. 이것은 마이콤에 순간적인 오동작을 일으키는 원인이 된다.However, since the compressor employing a BLDC motor controls the compressor by the switching operation of the inverter, the OLP 95 should be connected to the power supply 21 as shown in FIG. Therefore, when the OLP 95 is operated, the power supply 21 is turned off, so that both the compressor 11 and the microcomputer 60 stop. This causes a momentary malfunction in the microcomputer.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발한 것으로, 마이콤(60)의 전원을 유지시킨 상태에서 압축기의 전원만 차단하는 데에 그 목적이 있다.The present invention was developed to solve such a problem, and its object is to cut off only the power of the compressor while maintaining the power of the microcomputer 60.
도 1은 일반적인 BLDC 모터의 구동회로를 개략적으로 도시한 블록도.1 is a block diagram schematically showing a driving circuit of a general BLDC motor.
도 2는 온도감지장치로서 오엘피가 릴레이와 함께 설치된 종래의 모터(AC Motor)의 구동회로를 개략적으로 도시한 회로도.2 is a circuit diagram schematically showing a driving circuit of a conventional motor (AC Motor) in which OLP is installed together with a relay as a temperature sensing device.
도 3은 압축기의 외벽에 오엘피를 전원장치에 연결한 종래의 BLDC 모터를 내장한 압축기의 온도감지장치를 개략적으로 도시한 도면.3 is a schematic view showing a temperature sensing device of a compressor having a conventional BLDC motor having an OLP connected to a power supply on an outer wall of the compressor.
도 4는 본 발명의 온도감지장치를 개략적으로 도시한 도면.Figure 4 schematically shows a temperature sensing device of the present invention.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 마이콤 200 : 압축기100: micom 200: compressor
300 : 온도감지부 400 : 모터300: temperature detection unit 400: motor
500 : 전류감지부500: current sensing unit
본 발명은 압축기의 외벽에 온도센서를 설치하여 온도를 감지하는 것이 특징이다. 이러한 특징을 갖는 본 발명에 의한 압축기의 온도감지장치는 압축기에서 모터의 회전에 따라 유도되는 기전력을 감지하는 전류감지수단과, 압축기의 외벽 일측에 장착되어 압축기의 온도를 감지하는 온도감지부와, 전류감지수단에서 전류값을 인가받고 온도감지부에서 압축기의 온도변화값을 인가받아 전류값 또는 압축기의 온도가 일정한 수준에 도달하면 압축기의 구동전류를 차단하여 압축기를 정지시키는 마이콤부를 포함하여 구성되어 있다.The present invention is characterized by sensing the temperature by installing a temperature sensor on the outer wall of the compressor. The temperature sensing device of the compressor according to the present invention having the above characteristics has a current sensing means for sensing the electromotive force induced by the rotation of the motor in the compressor, a temperature sensing unit mounted on one side of the outer wall of the compressor for sensing the temperature of the compressor; It is configured to include a microcomputer that stops the compressor by blocking the drive current of the compressor when the current value is applied to the current sensing means and the temperature sensing unit receives the temperature change value of the compressor to reach a certain level. have.
이하, 첨부된 도면, 도 4를 참조로 하여 본 발명의 특징부를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, Figure 4 will be described in detail the features of the present invention.
전류감지부(500)는 압축기(200)에 설치된 모터(400)의 권선에 흐르는 전류값을 감지하여 마이콤(100)에 인가한다. 이때 전류감지부(500)는 일반적으로 모터 등에서 전류감지를 위해 많이 사용되는 홀센서(Hall sensor) 등을 적용할 수 있다.The current detector 500 detects a current value flowing through a winding of the motor 400 installed in the compressor 200 and applies it to the microcomputer 100. In this case, the current sensing unit 500 may apply a Hall sensor or the like, which is generally used for current sensing in a motor.
그래서, 그 전류값이 구동회로에서 허용되는 일정한 수준 이상으로 높아지면, 마이콤(100)은 압축기(200)에 구동전류를 차단하여 압축기의 구동을 정지시킨다.Therefore, when the current value is higher than a certain level allowed by the driving circuit, the microcomputer 100 interrupts the driving current to the compressor 200 to stop the driving of the compressor.
온도감지부(300)는 압축기(200) 외벽에 설치되어 압축기의 온도를 측정한다. 그래서, 압축기의 온도가 정상적인 구동에 허용되는 수준 이상으로 높아지면, 마이콤(100)은 압축기의 구동전류를 차단하여 압축기의 구동을 정지시킨다. 이 온도감지부는 더미스터(Thermistor)와 같은 온도센서 등으로 구성될 수 있다.The temperature sensing unit 300 is installed on the outer wall of the compressor 200 to measure the temperature of the compressor. Thus, when the temperature of the compressor is higher than the level allowed for normal driving, the microcomputer 100 interrupts the driving current of the compressor to stop the driving of the compressor. The temperature sensing unit may be configured with a temperature sensor such as a dummyistor.
마이콤(100)은 압축기의 구동에 필요한 구동회로와 프로그램이 저장된 메모리(미도시)가 설치되어 있다. 또, 상용전원을 구동전원으로 변환시키는 정류부(미도시)도 포함될 수 있다. 마이콤(100)은 압축기(200)에 3상구동전압을 인가하고, 전류감지부(500)가 감지한 전류값에 의한 온도상승분과 온도감지부(300)가 감지한 온도변화분에 의한 압축기의 온도가 허용치 이상으로 높아지면, 압축기의 모터(400)에 3상구동전압의 공급을 중단하여 압축기를 정지시킨다. 이로써, 마이콤은 자신의 전원은 유지시키고, 압축기의 전원만 차단시키는 것이다.The microcomputer 100 is provided with a driving circuit and a memory (not shown) storing a program for driving the compressor. In addition, a rectifier (not shown) for converting a commercial power source into a driving power source may also be included. The microcomputer 100 applies a three-phase driving voltage to the compressor 200, and the temperature rise by the current value detected by the current sensing unit 500 and the temperature change by the temperature sensing unit 300 are applied to the compressor. When the temperature rises above the allowable value, the supply of the three-phase drive voltage to the motor 400 of the compressor is stopped to stop the compressor. In this way, the microcomputer maintains its own power supply and only shuts off the power supply of the compressor.
본 발명의 동작원리는 다음과 같다.The operation principle of the present invention is as follows.
마이콤(100)의 제어신호와 3상구동전압에 의해 모터(400)가 회전함으로써 압축기(200)가 구동된다. 마이콤이 압축기에 인가하는 3상구동전압의 전류값은 전류감지부(500)에 의해 지속적으로 감지되고, 압축기의 내부온도는 압축기 외벽에 부착된 온도감지부(300)에 의해 지속적으로 감지된다.The compressor 200 is driven by the rotation of the motor 400 by the control signal of the microcomputer 100 and the three-phase driving voltage. The current value of the three-phase driving voltage applied by the microcomputer to the compressor is continuously sensed by the current detector 500, and the internal temperature of the compressor is continuously sensed by the temperature detector 300 attached to the outer wall of the compressor.
이 때, 3상구동전압의 전류값이 지나치게 높아져 압축기 구동회로의 손상 혹은, 압축기에 설치된 BLDC 모터의 탈조 위험성이 높아지면, 마이콤은 온도감지부에서 감지된 압축기의 온도변화분을 함께 고려하여 압축기에 3상구동전압의 인가를 중단시킨다. 또, 외부의 온도변화 혹은 압축기의 과열로 인해 온도감지부에서 감지된 압축기 내부온도가 지나치게 높아지면, 마이콤은 전류감지부에서 감지된 전류값에 의한 온도상승분을 함께 고려하여 압축기에 3상구동전압의 인가를 중단시킨다. 그리고, 압축기의 온도가 정상 수준으로 낮아지면, 마이콤은 압축기에 다시 3상구동전압을 인가하여 압축기를 구동시킨다.At this time, if the current value of the three-phase drive voltage is too high and the risk of damage to the compressor drive circuit or out of the BLDC motor installed in the compressor increases, the microcomputer considers the temperature change of the compressor detected by the temperature sensing unit together. The application of the 3-phase driving voltage is stopped. In addition, if the internal temperature of the compressor detected by the temperature sensing unit becomes excessively high due to an external temperature change or the overheating of the compressor, the microcomputer considers the temperature rise by the current value sensed by the current sensing unit together. Stop the application of When the temperature of the compressor is lowered to the normal level, the microcomputer applies the three-phase driving voltage to the compressor again to drive the compressor.
이로써 본 발명에 의한 압축기 구동제어장치는 압축기의 과열로 인한 압축기 또는, 구동회로의 손상을 막을 수 있다.As a result, the compressor driving control apparatus according to the present invention can prevent damage to the compressor or the driving circuit due to overheating of the compressor.
본 발명에 의한 압축기 구동제어장치는 마이콤의 전원을 끄지 않고 압축기 구동을 정지시킬 수 있다. 그 이유는 본 발명에 의한 압축기 구동제어장치가 설치된 압축기 구동회로는 전류감지부에서 감지된 전류값에 의한 온도상승분과 온도감지부에서 감지된 온도변화분에 의해 압축기의 온도가 일정 수준 이상으로 높아졌다고 마이콤이 판단하면, 마이콤은 압축기에 인가되는 구동전압, 즉 3상구동전압의 인가를 중단하여 압축기를 정지시키기 때문이다.The compressor drive control apparatus according to the present invention can stop the compressor drive without turning off the power of the microcomputer. The reason is that the compressor drive circuit in which the compressor drive control device according to the present invention is installed increases the temperature of the compressor by a certain level due to the temperature rise detected by the current value detected by the current detector and the temperature change detected by the temperature detector. If the microcomputer determines, the microcomputer stops the application of the driving voltage applied to the compressor, that is, the three-phase driving voltage, and stops the compressor.
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Cited By (2)
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| KR101383022B1 (en) * | 2012-10-30 | 2014-04-08 | (주)구츠 | Drinking water instantaneous cooling equipment built in water purifying filter for cooling |
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1998
- 1998-02-19 KR KR1019980005188A patent/KR100298410B1/en not_active IP Right Cessation
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