KR100453002B1 - 공기조화기의 전원제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 전원제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력되는 전원에 따라 제품의 운전조건을 가변제어하는 공기조화기의 전원제어장치에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 입력되는 전원이 가변되는 경우, 마이크로컨트롤러가 이를 감지하고, 각 변화된 전원에 따라 압축기모터의 회전수 등, 제품의 운전조건을 달리하여 구동제어한다. 본 발명으로 인해서 전원 변화에 따른 제품의 구동을 위해서 전원제어장치를 별도로 구비하지 않고도 자동적으로 변환되어, 사용자가 편리하게 제품을 사용할 수 있다.

Description

공기조화기의 전원제어장치{Voltage control device for air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력되는 전원을 구분하여 제품을 운전제어하는 공기조화기의 전원제어장치에 관한 것이다.

일반적인 공기조화기의 인버터방식은 3상 3선식 전원입력에 따른 운전방식이지만, 공기조화기의 대용량 인버터방식은 3상 4선식에 따른 운전방식이다. 따라서 3상 3선이 설치된 건물에서는 대용량 인버터방식에 따른 3상 4선식 운전을 위한 별도의 전원장치가 필요하다.

이하 종래 기술에 따른 공기조화기의 전원제어장치에 대해 살펴보면 다음과같다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 전원절환을 위한 제어구성도이다.

전원이 인가되면, 이를 감지하여 제품을 동작제어하는 마이크로컨트롤러(10)와, 전달된 전원을 압축기모터로 전달하기 위해서 구성되는 인버터보드(20)와, 입력전원에 포함된 노이즈를 제거하는 노이즈필터(30)와, 냉매를 압축하기 위한 압축기(40)가 구성된다.

상기 전원공급단의 T상과 S상으로부터 인버터보드(20) 사이에는 제 2 스위치(SW2)와 제 3 스위치(SW3)가 구성되어져 있다. 그리고 상기 마이크로컨트롤러(10)에는 시동전류에 따른 제품 보호를 위해서 제 1 스위치(SW1)와 저항(R)이 구성된다. 제품 운전시작 시 주전원이 공급되어 제 2스위치(SW2)와 제 3 스위치(SW3)가 온(ON)스위칭 구동하기 전에 A부의 제 1 스위치(SW1)가 온 스위칭 동작하여 저항으로 저전류가 공급되어 시동전류를 약하게 한 다음, 제 2 스위치(SW2)와 제 3 스위치(SW3)가 온(on)동작하면, 인버터보드(20)를 통해서 노이즈필터(30)로 전달된 전원은 전원에 포함된 노이즈가 제거된 후, 압축기(40)로 전원이 흐르게 된다.

상기와 같이 제품이 운전시작시 주전원 공급전에 제품으로 공급되는 시동전류를 약하게 하는 이유는 전원인가에 함께 공급되는 큰전류로 인해서 내부회로의 숏트현상을 방지하기 위함이다.

이하 상기 제어구성의 동작과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

제품에 전원이 인가되고, 이에 따라 각 각 N, T, S, R상을 통해서 인버터보드(20)로 전원이 공급된다. 이때, 마이크로컨트롤러(10)는 N상으로부터 220V의 전압을 공급받고, 인버터보드(20)는 T, S, R상을 통해서 380V의 전원을 공급받는다. 이에 따라 제품으로 인가된 전원이 상기 인터버보드(20)를 통해서 압축기(40)에 전달된다. 이때, 상기 마이크로컨트롤러(10)는 인가된 전원에 따라 압축기모터의 회전수를 제어하여, 입력된 전원에 따라 압축기모터의 회전수가 가변되어 구동된다.

그러나 상기와 같이 3상 4선식은 대용량 인버터장치에서 적용되는 것으로, 3상 3선식 방식을 적용한 장소에서 상기와 같은 3상 4선식 방식의 대용량 인버터장치를 사용할 수 없었다. 그리고, 상기 3상 4선식 방식의 대용량 인버터장치를 사용하기 위해서는 별도의 전원장치가 구비되어야 했다. 그 결과 인가되는 전원의 변화에 따라 제품의 사용이 제한되고, 제품을 사용하는데 있어서 불편을 느끼게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 제품으로 입력되는 전원을 구분하여 제품을 운전제어하는 공기조화기의 전원제어장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기의 전원절환을 위한 제어구성도.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 전원절환을 위한 제어구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200 : 마이크로컨트롤러 110, 210 : 전압감지부

120, 220 : 인버터보드 130, 230 : 필터

140, 240 : 압축기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기의 전원제어장치는, N,T,S,R단의 3상 4선식 전원을 제품에 인가하는 전원입력단과; 상기 전원입력단에 연결되어, 인가되는 전원을 일정크기의 전압으로 변환하는 트랜스와; 상기 트랜스를 통해서 변환된 전압값을 전달받아, 전압값에 따라 기설정된 압축기의 운전주파수로 구동하도록 제어하는 마이크로컨트롤러와; 상기 전원입력단으로부터 인가된전원을 압축기로 전달하는 인버터보드와; 상기 인버터보드와 전원입력단 사이에 구성되고, 인가되는 전원에 따라 마이크로컨트롤러의 제어하에 3상 4선식 또는 3상 3선식으로 제품에 인가되도록 전원입력단의 N단과 S단을 선택적으로 스위칭제어하는 스위칭부를 포함하여 구성된다.

이하 본 발명에 따른 공기조화기의 전원제어장치에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 전원절환을 위한 제어구성도이다.

우선, 도 2에 도시된 제어구성은, 인가된 전원을 감지하여 제품을 동작제어하는 마이크로컨트롤러(100)와, 냉매를 압축하기 위한 압축기(140)와, 전달된 전원을 압축기모터로 전달하기 위해서 구성되는 인버터보드(120)와, 인버터보드를 통해서 전달된 전원의 노이즈를 제거하는 노이즈필터(130)와, 입력된 전원을 마이크로컨트롤러로 전달하는 트랜스(110)로 구성된다.

상기 전원공급단의 T단과 S단으로부터 인버터보드(120) 사이에는 제 2 스위치(SW2)와 제 3 스위치(SW3)가 구성되어져 있다. 그리고 상기 마이크로컨트롤러(100)에는 시동전류에 따른 제품 보호를 위해서 제 1 스위치(SW1)와 저항(R)이 구성된다.

이에 따라 제품 운전시작 시, 주전원이 공급되어 제 2 스위치(SW2)와 제 3 스위치(SW3)가 온스위칭 구동하기 전에 A부의 제 1 스위치(SW1)가 온스위칭 동작하여 저항(R)으로 저전류가 공급되어 시동전류를 약하게 한다. 그 다음, 제 2 스위치(SW2)와 제 3 스위치(SW3)가 온(on)동작하면, 인버터보드를 통해서 전원이 노이즈필터(130)로 전달되고, 노이즈필터(130)에서 전원에 포함된 노이즈가 제거된 후, 압축기(140)로 전원이 흐르게 된다.

한편 제품에 전원이 인가되고, 트랜스(110)는 S단과 R단에 공급되는 전압을 감지하게 된다. 그리고 감지된 결과를 인버터보드(210)를 통과하여 마이크로컨트롤러(200)에 전달하면, 마이크로컨트롤러(200)는 인가되는 전압방식을 파악하게 된다. 그리고 상기 마이크로컨트롤러(200)는 전압변환에 따라 압축기(140)의 운전주파수를 가변조절하여, 입력전원에 따른 압축기(140)의 운전상태가 항상 정상으로 이루어지도록 조절한다.

이때, 상기 마이크로컨트롤러(100)에는 전압변환에 따라 압축기(140)의 운전주파수가 적절하게 변환될 수 있도록 실험치에 근거된 데이터값이 기설정되어져 있다. 이에 따라 압축기(140)의 모터 회전이 220V 또는 380V의 전원변환 시에, 마이크로컨트롤러(100)는 기설정된 데이터값에서 적절한 값을 불러들여 회전하도록 제어한다.

이하, 상기 제어구성의 동작과정에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

제품으로 인가되는 전원이 380V에서 220V로 변환되는 경우, 입력전원단인 S단과 R단에 연결된 트랜스(110)로 전압이 전달된다. 상기 트랜스(110)는 S단과 R단으로부터 P1,P2를 통해 전달된 입력전압을 P3,P4를 통해서 저전압으로 마이크로컨트롤러(100)에 출력한다. 이에 따라 상기 마이크로컨트롤러(100)는 220V로 전원이 변환되었음을 감지한다.

이때, N단과 S단 상에는 전원변화에 따른 전원입력단을 선택적으로 변경하기위한 제 4 스위치(SW4)가 구성되어져 있다. 상기 제 4 스위치(SW4)가 380V의 4선식에서는 N단에 온(ON)스위칭동작하여, 마이크로컨트롤러(100)에 380V 전원이 공급된다. 그러나 인가되는 전원이 220V로 변환되면, 상기 제 4 스위치(SW4)가 S단으로 온(ON)스위칭동작한다. 그리고 220V 전원이 인버터보드(120)를 통해서 압축기(140)로 전달된다.

따라서 상기 마이크로컨트롤러(100)가 220V의 전원이 입력되었다고 판단하면, 제 4 스위치(SW4)는 N단 온(ON)스위칭 위치에서 S단으로 온(ON)스위칭동작하게 된다. 그 결과 상기 T단과 S단, R단으로만 220V의 전원이 인가된다.

이와 동시에 상기 마이크로컨트롤러(100)는 3상 3선식의 220V전원이 공급되었음을 감지하여, 상기 전원에 적합하게 압축기모터가 구동하도록 압축기모터의 회전수 등을 제어하게 된다. 이에 따라 입력된 전원에 적절하게 압축기가 구동된다.

한편, 220V로 인가되던 전압이 380V로 인가되면, 상기 S단과 R단과 연결된 트랜스(110)의 P1,P2로 전압이 입력된 후, P3,P4를 통해서 저전압을 마이크로컨트롤러(100)로 전달한다. 이에 따라 상기 마이크로컨트롤러(100)는 전압이 변환되었음을 감지하게 된다.

이에 따라 변환된 전압이 인버터보드(120)로 입력되도록, 제 4 스위치(SW4)의 단락을 변경시킨다. 즉, S단에 온(ON)스위칭동작되는 스위치가 N단으로 온(ON)스위칭동작한다. 그 결과 상기 N단과, T단, S단, R단으로 380V의 전원이 인가된다.

이와 동시에 상기 마이크로컨트롤러(100)는 3상 4선식의 380V의 전원이 공급되었음을 감지하여, 상기 380V전원에 적합하게 압축기모터가 구동되도록 압축기모터의 회전수 등을 제어한다. 이에 따라 입력된 전원변화에 따라 적절하게 압축기의 구동이 제어된다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 인가되는 전원의 변화를 감지하여, 각 인가전원에 따라 압축기모터의 회전수를 제어하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 한다.

본 발명은 제품으로 인가되는 고전압을 저전압으로 변환하여 마이크로컨트롤러에 전달하기 위해서 트랜스를 사용하였으나 이는 일실시예이며, 동일한 기능을 가지는 다른 제어구성 사용이 가능하다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

따라서 본 발명에 따른 공기조화기의 전원제어장치로 인해서 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명으로 인해서 3상 4선식 또는 3상 3선식의 전원변환에 따라 별도의 전원장치를 구비하지 않고도, 전원변환을 감지하여 이에 따라 적절하게 제품의 구동을 제어할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 제품을 사용하는 사용자는 제품에 대한 만족감을 극대화시킬 수 있다.

Claims (2)

1. N,T,S,R단의 3상 4선식 전원을 제품에 인가하는 전원입력단과;

   상기 전원입력단에 연결되어, 인가되는 전원을 일정크기의 전압으로 변환하는 트랜스와;

   상기 트랜스를 통해서 변환된 전압값을 전달받아, 전압값에 따라 기설정된 압축기의 운전주파수로 구동하도록 제어하는 마이크로컨트롤러와;

   상기 전원입력단으로부터 인가된 전원을 압축기로 전달하는 인버터보드와;

   상기 인버터보드와 전원입력단 사이에 구성되고, 인가되는 전원에 따라 마이크로컨트롤러의 제어하에 3상 4선식 또는 3상 3선식으로 제품에 인가되도록 전원입력단의 N단과 S단을 선택적으로 스위칭제어하는 스위칭부를 포함하여 구성되는 공기조화기의 전원제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이크로컨트롤러 내에는, 전원이 인가되기 전 시동전류에 따른 제품을 보호하기 위한 시동전류 보호부가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 인버터공기조화기의 전원제어장치.