KR100480116B1 - Driving control method for reciprocating compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 냉력가변시 사체적을 줄이며 냉력가변을 할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 모터의 권선을 두개로 나누어 하나는 교류전원을, 나머지 하나는 직류전원을 인가받아 구동하는 왕복동식 모터를 적용한 압축기에 있어서, 사용자 설정온도로 냉장고내의 온도를 유지시키기 위한 초기 압축기 구동시, 교류 및 직류전원을 함께 인가하여 풀 스트로크로 최대냉력을 공급함으로써, 상기 사용자 설정온도로 급냉시키는 단계와; 상기 최대냉력으로 소정시간 운전중, 냉장고내의 온도가 일정온도에 도달하면 상기 직류전원을 차단하여 냉력을 가변하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an operation control method of a reciprocating compressor, and in particular, by dividing the windings of the motor into two and applying a DC power supply to one winding and an AC power supply to the other winding so as to reduce the dead volume when changing the cold power and to change the cold power. An operation control method of a reciprocating compressor. To this end, the present invention is divided into two windings of the motor, one in the AC power supply, the other is applied to a reciprocating motor that is driven by receiving a DC power, the compressor, the initial compressor for maintaining the temperature in the refrigerator at a user set temperature Quenching to the user set temperature by supplying the maximum cooling power in full stroke by applying AC and DC power together at the time of driving; During the predetermined time of operation at the maximum cooling power, when the temperature in the refrigerator reaches a predetermined temperature, the DC power is cut off to vary the cold power.
Description
본 발명은 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것으로, 특히 모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 냉력가변시 사체적을 줄이며 냉력가변을 할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to an operation control method of a reciprocating compressor, and in particular, by dividing the windings of the motor into two and applying a DC power supply to one winding and an AC power supply to the other winding so as to reduce the dead volume when changing the cold power and to change the cold power. An operation control method of a reciprocating compressor.
일반적으로, 왕복동식 모터를 사용한 왕복동식 압축기는 다상의 고정자에 권취된 코일에 공급되는 전원을 스위칭 소자를 이용하여 단속함으로써, 운동 가진력을 발생 시키게 되는데 운동자와 고정자간의 여자 상태를 순차적으로 가변시킴으로써, 자기 흡입력에 의하여 운동 가진력을 발생 시킬 수 있다.In general, a reciprocating compressor using a reciprocating motor generates a moving excitation force by interrupting power supplied to a coil wound around a multi-phase stator by using a switching element. By sequentially changing the excitation state between the motor and the stator, Exercise excitation can be generated by magnetic suction.
특히, 냉장고나 에어컨에 사용되는 왕복동식 압축기는 모터에 인가되는 전압으로 압축비를 가변할 수 있고, 따라서 냉력을 사용자의 의도에 따라 가변하여 제어하는 장점이 있는 것으로, 이와 같은 왕복동식 압축기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.In particular, the reciprocating compressor used in the refrigerator or the air conditioner can vary the compression ratio to the voltage applied to the motor, and thus has the advantage of controlling the cooling power according to the user's intention, It will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 일반적인 왕복동식 모터를 사용한 왕복동식 압축기의 운전 제어 장치에 대한 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 스트로크 지령치에 따라, 내부 모터(M)에 인가되는 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동으로 스트로크를 가변시켜 냉력을 조절하는 왕복동식 압축부(L.COMP)와 인가 전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부(300)와; 인가 전압에 의해 스트로크를 증가시킴에 따라, 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전류를 검출하는 전류 검출부(200)와; 상기 전압 검출부(300) 및 전류 검출부(200)로 부터 검출된 전압과 전류로 스트로크를 계산하고, 그 스트로크를 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따른 스위칭 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(400)와; 상기 마이크로 컴퓨터(400)의 스위칭 제어 신호에 따라, 교류 전원을 트라이액(Tr1)으로 단속시켜 상기 왕복동식 압축부(L.COMP)에 전압을 인가하는 전기 회로부(100)로 구성되고, 이와 같이 구성된 종래 장치의 동작을 설명한다.1 is a circuit diagram showing a configuration of an operation control apparatus of a reciprocating compressor using a general reciprocating motor. As shown in FIG. 1, the piston moves up and down by a voltage applied to the internal motor M according to a stroke command value. Reciprocating compression section (L.COMP) for adjusting the cooling force by varying the stroke to increase the stroke by the applied voltage, voltage detection section for detecting the voltage generated in the reciprocating compression section (L.COMP) ( 300); A current detector (200) for detecting a current applied to the reciprocating compressor (L.COMP) as the stroke is increased by an applied voltage; A microcomputer 400 for calculating a stroke from the voltage and current detected by the voltage detector 300 and the current detector 200, comparing the stroke with a stroke command value, and outputting a switching control signal according to the stroke command value; In accordance with the switching control signal of the microcomputer 400, it is composed of an electric circuit unit 100 for interrupting the AC power to the triac (Tr1) to apply a voltage to the reciprocating compression section (L.COMP), as described above. The operation of the configured conventional device will be described.
먼저, 왕복동식 압축부(L.COMP)는 사용자에 의해 설정된 스트로크 지령치에 따른 인가 전압에 의해, 피스톤이 상하 운동되고, 이로 인해 스트로크가 가변되어 냉력을 조절한다. First, the reciprocating compression section (L.COMP), the piston is moved up and down by the applied voltage according to the stroke command value set by the user, thereby the stroke is variable to adjust the cooling force.
한편, 전기 회로부(100)의 트라이액(Tr1)은 마이크로 컴퓨터(400)의 스위칭 제어 신호에 의해 턴온 주기가 길어짐에 의해 스트로크가 증가되는데, 이때 왕복동식 압축부(L.COMP)의 모터(M)에 인가되는 인가 전압과 전류를 각기 전압 검출부(300)와 전류 검출부(200)에서 검출하여 이를 그 마이크로 컴퓨터(400)에 인가한다.On the other hand, the triac Tr1 of the electric circuit unit 100 has an increased stroke due to a longer turn-on period due to the switching control signal of the microcomputer 400, wherein the motor M of the reciprocating compression unit L.COMP is increased. The voltage detection unit 300 and the current detection unit 200 detect the applied voltage and current applied to the microcomputer 400, respectively.
그러면, 상기 마이크로 컴퓨터(400)는 상기 전압 검출부(300)와 전류 검출부(200)로부터 검출된 인가 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 계산한후, 이 스트로크를 스트로크 지령치와 비교하여 그에 따라 스위칭 제어 신호를 출력 한다.Then, the microcomputer 400 calculates a stroke using the applied voltage and current detected by the voltage detector 300 and the current detector 200, and then compares the stroke with the stroke command value and accordingly switches the control signal. Will print
즉, 상기 마이크로 컴퓨터(400)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치 보다 작으면, 상기 트라이액(Tr1)의 온주기를 길게 하는 스위칭 제어 신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 증가시킨다.That is, when the calculated stroke is smaller than the stroke command value, the microcomputer 400 outputs a switching control signal for lengthening the on-cycle of the triac Tr1 to apply the voltage to the reciprocating compressor L.COMP. To increase.
상술한 바와 달리, 상기 마이크로 컴퓨터(400)는 계산된 스트로크가 스트로크 지령치보다 크면, 상기 트라이액(Tr1)의 온주기를 짧게 하는 스위칭 제어 신호를 출력하여 왕복동식 압축부(L.COMP)에 인가되는 전압을 감소시킨다.Unlike the above description, when the calculated stroke is larger than the stroke command value, the microcomputer 400 outputs a switching control signal for shortening the on-cycle of the triac Tr1 and applies it to the reciprocating compressor L.COMP. To reduce the voltage.
결국, 상기 과정에 의해 왕복동식 압축부(L.COMP)의 스트로크 행정거리가 변화되어 냉력이 제어된다.As a result, the stroke stroke of the reciprocating compressor L.COMP is changed by the above process, and thus the cooling force is controlled.
도 2는 일반적인 왕복동식 압축기의 왕복동식 압축부의 일예를 도시한 예시도로서, 종래 왕복동식 압축기의 압축기구부는 소정 형상으로 형성되며 그 내부에 일정 내경으로 관통 형성된 실린더(10)와; 상기 실린더(10)의 내부에 삽입되어 상기 모터의 구동력을 전달받아 직선 왕복 운동하는 피스톤(20)과; 상기 실린더(10)의 내부에 삽입된 피스톤(20)의 단면 및 그 실린더(10)의 내부에 의해 형성되는 압축공간(P)을 복개하도록 상기 실린더(10)의 일측에 결합되는 토출커버(30)와; 상기 토출커버(30)의 내부에 삽입되어 실린더(10)의 압축공간(P)을 개폐하는 토출밸브(40)와; 상기 토출커버(30)의 내측 및 토출밸브(40)에 지지되어 토출밸브(40)를 탄성적으로 지지하는 밸브스프링(50)을 포함하여 구성되어, 정상운전시에는 피스톤(20)이 왕복운동을 할때 상사점이 실린더 끝단에 오게하여 운전하고, 냉력가변시에는 스트로크를 줄여 냉력을 감소시키는데, 이때 사체적이 존재하게 된다. 상기 사체적이란 최대 스트로크를 발생시킬 수 있는 피스톤(20)의 상사점과 토출밸브(40)가 맞닿지 않는 경우의 그 피스톤(20)의 상사점과 그 토출밸브(40) 사이의 체적을 의미한다. 여기서, 상기 도 2에 있어, 참조부호 11은 실린더의 몸체부, 12는 실린더의 플랜지부, 13은 피스톤 삽입 구멍이고, 31은 가스가 토출되는 토출구멍이며, 41은 토출밸브의 가스토출 홈을 나타낸다.Figure 2 is an exemplary view showing an example of a reciprocating compressor of a conventional reciprocating compressor, the compressor mechanism of the conventional reciprocating compressor is formed in a predetermined shape and penetrates through a predetermined inner diameter therein; A piston 20 inserted into the cylinder 10 to linearly reciprocate in response to the driving force of the motor; A discharge cover 30 coupled to one side of the cylinder 10 to cover the end face of the piston 20 inserted into the cylinder 10 and the compression space P formed by the interior of the cylinder 10. )Wow; A discharge valve 40 inserted into the discharge cover 30 to open and close the compression space P of the cylinder 10; And a valve spring 50 which is supported on the inner side of the discharge cover 30 and the discharge valve 40 to elastically support the discharge valve 40. In the normal operation, the piston 20 performs a reciprocating motion. When the top dead center is operated at the end of the cylinder, and when the cold power is changed, the cold power is reduced by reducing the stroke. The dead volume means the volume between the top dead center of the piston 20 and the discharge valve 40 when the top dead center of the piston 20 that can generate the maximum stroke does not contact the discharge valve 40. do. 2, reference numeral 11 denotes a cylinder body part, 12 denotes a cylinder flange part, 13 denotes a piston insertion hole, 31 denotes a discharge hole through which gas is discharged, and 41 denotes a gas discharge groove of the discharge valve. Indicates.
그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 기술에 있어서, 스트로크의 행정거리를 조금만 줄여도 냉력이 급격히 감소하므로, 스트로크의 행정거리를 줄여 냉력가변을 할경우, 스트로크는 크게 줄지 않으면서 냉력이 줄어들므로 냉력가변시에 마찰손실비율이 크고, 사체적이 증가하여 효율이 감소하는 문제점이 있다.However, in the prior art operating as described above, even if the stroke length of the stroke is slightly reduced, the cold power is rapidly decreased. Therefore, when the cold force is changed by reducing the stroke distance, the cold power is reduced without greatly reducing the stroke, and thus the cold power is changed. There is a problem in that the friction loss ratio is large, and the dead volume increases, thereby decreasing the efficiency.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 정상운전시에는 교류전원 및 직류전원을 인가하여 직류전원에 의해 모터의 마그네트와 연결된 피스톤이 토출 밸브의 반대측으로 이동하여 운전되어 냉동능력이 증가하게 되고, 냉력가변시에는 직류측 전원이 차단되어 피스톤이 토출 밸브측으로 이동하여 사체적을 줄이며 냉력가변을 할 수 있도록 한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 관한 것이다.Therefore, the present invention was devised to solve the above problems, by dividing the winding of the motor into two and applying a DC power to one winding and an AC power to the other winding to apply AC power and DC power in normal operation. The piston connected to the magnet of the motor is moved to the opposite side of the discharge valve by the DC power supply to increase the refrigerating capacity.When the cold power is changed, the DC power is cut off and the piston moves to the discharge valve side to reduce the dead volume and change the cold power. It relates to an operation control method of a reciprocating compressor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터의 권선을 두개로 나누어 하나는 교류전원을, 나머지 하나는 직류전원을 인가받아 구동하는 왕복동식 모터를 적용한 압축기에 있어서, 사용자 설정온도로 냉장고내의 온도를 유지시키기 위한 초기 압축기 구동시, 교류 및 직류전원을 함께 인가하여 풀 스트로크로 최대냉력을 공급함으로써, 상기 사용자 설정온도로 급냉시키는 단계와;The present invention for achieving the above object, in the compressor applying a reciprocating motor that is divided into two windings of the motor, one is AC power, the other is applied by applying DC power, the user set temperature in the refrigerator Quenching to the user set temperature by supplying maximum cooling power in full stroke by applying AC and DC power together at the time of initial compressor driving to maintain temperature;
상기 최대냉력으로 소정시간 운전중, 냉장고내의 온도가 일정온도에 도달하면 상기 직류전원을 차단하여 냉력을 가변하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.During the predetermined time of operation at the maximum cooling power, when the temperature in the refrigerator reaches a predetermined temperature, the DC power is cut off to vary the cold power.
이하, 본 발명에 의한 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the operation and effect of the operation control method of the reciprocating compressor according to the present invention will be described in detail.
도 3는 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 예시도로서, 모터(210)에 교류(AC)전원과 함께 직류(DC)전원이 인가되도록 구성된 것으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.Figure 3 is an exemplary view showing a configuration of the apparatus to which the operation control method of the reciprocating compressor of the present invention is applied, and configured to be applied to the motor 210 with a direct current (DC) power supply, and configured as described above. Referring to the operation and operation of the present invention.
모터(210)의 권선을 두개로 나눠 감아서, 하나는 교류(AC)전원을, 나머지 하나는 직류(DC)전원을 인가하도록 함으로써, 피스톤(220)의 중심위치를 직류, 교류(DC, AC)전원에 의해 조정가능하도록 한다.Winding the winding of the motor 210 divided into two, one by applying an alternating current (AC) power, the other one by applying a direct current (DC) power, the center position of the piston 220 to direct current, alternating current (DC, AC To be adjustable by the power supply.
초기 정상적으로 운전(급냉각)시에는 교류(AC)전원 및 직류(DC)전원 모두를 인가하여 직류전원에 의해 모터(210)의 마그네틱(미도시)과 연결된 피스톤(220)이 토출 밸브(230)의 반대측으로 이동하여 운전되어 냉동능력이 증가하게 된다.In the initial normal operation (quick cooling), both the AC power and the DC power are applied, and the piston 220 connected to the magnetic (not shown) of the motor 210 by the DC power is discharge valve 230. Move to the opposite side of the operation will increase the freezing capacity.
상기 과정은 큰 냉동능력이 필요할 경우, 피스톤(220)의 운동 중심을 토출 밸브(230)의 반대측으로 이동시켜 스트로크를 크게 한다.In the above process, when a large freezing capacity is required, the stroke is moved by moving the center of motion of the piston 220 to the opposite side of the discharge valve 230.
그러나, 상기한 바와 같은 동작중, 일정시간후 일정온도에 도달하면 냉력을 가변하기 위해 직류(DC)전원을 차단하며, 이에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이 사체적없이 피스톤(220)이 토출 밸브(230)측으로 이동하여 냉동능력을 감소시키며 소정주기를 반복한다.However, during the operation as described above, if a certain temperature is reached after a certain time, the direct current (DC) power is cut off in order to vary the cold power, thereby discharging the piston 220 without the dead volume as shown in FIG. Move to the valve 230 to reduce the freezing capacity and repeat a predetermined cycle.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 모터의 권선을 2개로 나눠 한쪽 권선에는 직류전원, 다른 한쪽 권선에는 교류전원을 인가하여 정상운전(급냉각)시에는 교류전원 및 직류전원을 인가하여 직류전원에 의해 모터의 마그네트와 연결된 피스톤의 토출 밸브의 반대측으로 이동하여 운전되어 냉동능력이 증가하게 되고, 냉력가변시에는 직류측 전원이 차단되어 피스톤이 토출 밸브측으로 이동함으로써, 사체적과 마찰손실 비율을 줄이는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention divides the winding of the motor into two and applies a DC power supply to one winding and an AC power supply to the other winding to apply an AC power supply and a DC power supply during the normal operation (quick cooling) to the DC power supply. By moving to the opposite side of the discharge valve of the piston connected to the magnet of the motor, the refrigeration capacity is increased, and when the cold power is changed, the DC power is cut off and the piston moves to the discharge valve side, thereby reducing the dead volume and friction loss ratio. There is.
도 1은 일반적인 왕복동식 압축기의 운전 제어 장치에 대한 구성을 보인 회로도.1 is a circuit diagram showing the configuration of the operation control device of a typical reciprocating compressor.
도 2는 일반적인 왕복동식 압축기의 왕복동식 압축부의 일예를 보인 예시도.2 is an exemplary view showing an example of a reciprocating compression unit of a general reciprocating compressor.
도 3은 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법이 적용되는 장치의 구성을 보인 예시도.Figure 3 is an exemplary view showing the configuration of an apparatus to which the operation control method of the reciprocating compressor of the present invention is applied.
도 4는 본 발명 왕복동식 압축기의 운전제어방법에 의한 피스톤의 행정거리를 보인 예시도.Figure 4 is an exemplary view showing the stroke distance of the piston by the operation control method of the reciprocating compressor of the present invention.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명****** Explanation of symbols for main parts of drawing ***
210: 모터 220: 피스톤210: motor 220: piston
230: 토출 밸브 240: 실린더230: discharge valve 240: cylinder
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2002
- 2002-09-26 KR KR10-2002-0058552A patent/KR100480116B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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Legal Events
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