KR100492603B1 - 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기운전제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장고내의 과도한 부하침투에 대해 감지하고 과도 부하에 대해 압축기를 정방향 및 압축기의 모터 고정자 극수를 변환시켜 G회전시킴으로써, 큰냉기를 급속도로 공급하여 부하의 변화에 빠르게 대응할 수 있도록 한 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치 및 방법에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 일정 전압을 공급하는 전원부와; 기 소정온도가 설정된 온도 설정부와; 사용자 설정온도에 따른 고내의 온도를 감지하는 온도 감지부와; 상기 온도 감지부에 의해 감지된 현재 고내의 온도가 상기 온도 설정부에 설정된 온도이상여부에 따라 정/역회전 제어신호와 고정자 극수 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터와; 상기 마이크로 컴퓨터의 정/역회전 제어신호에 의해 정회전 또는 역회전 신호를 발생시키는 정/역회전 신호 발생부와; 상기 극수 제어신호에 의해 결선을 변환시키는 극변환신호를 출력하는 극변환신호 발생부와; 상기 정/역회전 신호발생부와 극변환신호 발생부의 출력신호에 의해 냉력을 가변하여 고내의 온도를 설정온도로 유지시키는 압축기로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치 및 방법{FORWARD/REVERSE ROTATION COMPRESSOR DRIVING APPARATUS AND METHOD FOR REFRIGERATOR EQUIPED WITH POLE CHANGE MOTOR}

본 발명은 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉장고내의 과도한 부하침투에 대해 감지하고 과도 부하에 대해 압축기를 정방향 및 압축기의 모터 고정자 극수를 변환시켜 회전시킴으로써, 큰냉기를 급속도로 공급하여 부하의 변화에 빠르게 대응할 수 있도록 한 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 냉장고에 적용되는 냉동 사이클의 경우, 냉동실의 냉기 공급을 위한 고냉력 사이클과 냉장실의 냉기 공급을 위한 저냉력 사이클로 구분된다.

이때, 상기 고냉력 냉동 사이클이나 저냉력 냉동 사이클은, 팽창수단의 길이가 동일하여 운전모드에 따른 최적의 냉동 사이클을 구현하지 못하는데, 이와같은 종래 기술을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 일반적인 냉장고의 냉동 사이클을 보인 보인 개략도로서, 이에 도시된 바와같이 증발기에서 토출되는 저온, 저압의 냉매증기를 흡입하여 이를 압축함으로써 고온, 고압의 증기로 만드는 압축기(1)와; 상기 압축기(1)에서 토출된 고온, 고압의 냉매증기의 열을 물 또는 공기 중에 방출시키고, 고압의 포화액으로 변화시키는 응축기(2)와; 상기 응축기(2)에서 토출된 고압의 포화액을, 모세관(3)을 통해 통해 저온, 저압의 냉매로 흡입하여 이를 증발시켜, 냉동실로 열교환하여 차가워진 공기를 배출하는 제1 증발기(F-EVA)와; 상기 응축기(2)에서 토출된 고압의 포화액을, 모세관(3)을 통해 저온,저압의 냉매로 흡입하여 이를 증발시켜, 냉장실로 열교환하여 차가워진 공기를 배출하는 제2 증발기(R-EVA)를 구비하며, 이와같은 냉동 사이클을 설명한다.

먼저, 냉동 운전시(고냉력 운전시), 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 냉매는, 응축기(2)로 유입되어 응축된후, 모세관(3)을 지나면서 저온저압의 냉매로 된다.

이후, 제1 증발기(F-EVA)는 상기 저온저압 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜, 냉동실로 액분이 없는 포화증기를 배출한다.

냉장 운전시(저냉력 운전시), 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 냉매는, 응축기(2)로 유입되어 응축된후, 모세관(3)을 지나면서 저온저압의 냉매로 된다.

이후, 제2 증발기(R-EVA)는 상기 저온저압 냉매를 흡입하여 이를 증발시켜, 냉동실로 열교환하여 차가워진 공기를 배출한다.

여기서, 상술한 냉장고의 냉동 사이클에 채용되는 압축기는 정방향으로만 회전하여 항상 고출력을 발생하게 되고, 이에 따라 냉장고내의 온도가 안정된 상태를 유지하여 큰 냉력이 필요하지 않은 경우에도, 압축기를 정회전으로 회전시키므로 전력 소모가 증가되는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여, 냉장고에, 냉력에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 압축기를 채용하여, 냉력을 발생함으로써, 전력 소모를 감소시키는 기술이 사용되고 있는데, 즉 냉장고가 일정 운전시점이 지나서, 안정된 상태로 인식되면, 작은 냉력을 발생하는 역방향으로 압축기를 구동함으로써, 전력소모를 감소시킨다.

그러나, 상술한 방법은, 즉 냉력에 따라 압축기를 정방향 또는 역방향으로 동작시키는 과정에서, 순간적으로 부하가 증가함에도 불구하고, 일정한 정/역방향의 압축기 회전으로 음식물의 신선도가 떨어지게 되는 문제점과 더불어 냉장고내의 온도가 설정온도까지 낮아지는데 많은 시간이 걸리게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 냉장고내의 과도한 부하침투에 대해 감지하고 과도 부하에 대해 압축기를 정방향 및 압축기의 모터 고정자 극수를 변환시켜 회전시킴으로써, 큰냉기를 급속도로 공급하여 부하의 변화에 빠르게 대응할 수 있도록 한 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정 전압을 공급하는 전원부와; 기 소정온도가 설정된 온도 설정부와; 사용자 설정온도에 따른 고내의 온도를 감지하는 온도 감지부와; 상기 온도 감지부에 의해 감지된 현재 고내의 온도가 상기 온도 설정부에 설정된 온도이상여부에 따라 정/역회전 제어신호와 고정자 극수 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터와; 상기 마이크로 컴퓨터의 정/역회전 제어신호에 의해 정회전 또는 역회전 신호를 발생시키는 정/역회전 신호 발생부와; 상기 극수 제어신호에 의해 결선을 변환시키는 극변환신호를 출력하는 극변환신호 발생부와; 상기 정/역회전 신호발생부와 극변환신호 발생부의 출력신호에 의해 냉력을 가변하여 고내의 온도를 설정온도로 유지시키는 압축기로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 표준운전모드로 고내의 온도를 설정온도로 유지시키는 냉장고에 있어서, 고내온도를 감지하여 사용자가 설정한 설정온도와의 온도차를 비교하는 제1 단계와; 상기 비교결과, 온도차가 소정온도 이하면 압축기를 역회전 시킴과 동시에 고정자의 극수를 4극으로 하여 표준 냉력을 출력하는 표준운전모드의 제2 단계와; 상기 비교결과, 온도차가 소정온도 이상이면 압축기를 정회전 시킴과 동시에 고정자의 극수를 2극으로 하여 급속 최대 냉력을 출력하는 급속 냉각운전모드로 전환하는 제3 단계를 반복수행하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치의 구성을 보인 예시도로서, 이에 도시한 바와 같이 일정 전압을 공급하는 전원부(10)와; 기 소정온도가 설정된 온도 설정부(11)와; 사용자 설정온도에 따른 고내의 온도를 감지하는 온도 감지부(12)와; 상기 온도 감지부(12)에 의해 감지된 현재 고내의 온도가 상기 온도 설정부(11)에 설정된 온도이상여부에 따라 정/역회전 제어신호와 고정자 극수 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(13)와; 상기 마이크로 컴퓨터(13)의 정/역회전 제어신호에 의해 정회전 또는 역회전 신호를 발생시키는 정/역회전 신호 발생부(14)와; 상기 극수 제어신호에 의해 결선을 변환시키는 극변환신호를 출력하는 극변환신호 발생부(15)와; 상기 정/역회전 신호발생부(14)와 극변환신호 발생부(15)의 출력신호에 의해 냉력을 가변하여 고내의 온도를 설정온도로 유지시키는 압축기(COMP)(16)로 구성된다.

도 3은 본 발명 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어방법을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 표준운전모드로 고내의 온도를 설정온도로 유지시키는 냉장고에 있어서, 고내온도를 감지하여 사용자가 설정한 설정온도와의 온도차를 비교하는 제1 단계(SP1, SP2)와; 상기 비교결과, 온도차가 소정온도 이하면 압축기를 역회전 시킴과 동시에 고정자의 극수를 4극으로 하여 표준 냉력을 출력하는 표준운전모드의 제2 단계(SP3)와; 상기 비교결과, 온도차가 소정온도 이상이면 압축기를 정회전 시킴과 동시에 고정자의 극수를 2극으로 하여 급속 최대 냉력을 출력하는 급속 냉각운전모드로 전환하는 제3 단계(SP4)를 반복수행하도록 이루어진 것, 이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용을 설명한다.

먼저, 마이크로 컴퓨터(13)는 사용자에 의해 설정된 운전모드에 따른 냉기 공급량을 산출하여 정/역회전 신호발생부(14)로 인가한다.

이때, 냉장고내의 온도를 감지하는 온도 감지부(12)의 온도센서에 의해 감지된 냉장고내의 현재온도가 온도 설정부(11)에 설정된 8℃보다 이상인가를 판단한다(SP1, SP2).

상기 판단결과, 냉장고내의 현재 온도가 온도 설정부(11)에 설정된 8℃이하시, 마이크로 컴퓨터(13)는 정/역회전 신호발생부(14)로 역회전 제어신호, 극변환신호 발생부(15)로 4극 제어신호를 출력한다.

이에, 상기 정/역회전 신호발생부(14)는 압축기(COMP)(16)를 역방향으로 제어할 수 있는 제어신호를 발생시키고, 극변환신호 발생부(15)는 4극으로 제어할 수 있는 제어신호를 발생시켜 고내 설정온도를 유지할 수 있도록 냉력을 감소시키나(SP3), 고내의 온도가 8℃이상 되면 상기 정/역회전 신호발생부(14)는 압축기를 정방향으로 제어할 수 있는 제어신호를 발생시켜 급속도로 냉력을 증가시켜 고내 설정온도를 유지하도록 하는 상기와 같은 과정을 소정 주기 간격으로 반복 수행함으로써, 냉장고의 외부온도에 따라 고내 설정온도를 유지시킨다(SP4).

여기서, 상기 8℃는 냉장고내의 온도가 기 설정된 압축기의 정/역회전 및 극수변환모터의 극수를 결정하는 판단기준이 되는 온도이다.

이후, 상기 고내의 온도가 사용자의 설정온도에 만족한 일정온도가 되면 압축기는 오프상태가 되고, 다시 고내온도가 사용자 설정온도에 만족하지 않은 상태의 온도가 되면 압축기는 온상태가 되어 상기 기술한 동작과정을 반복수행하게 된다.

다시 말해서, 본 발명은 냉장고의 고내온도가 소정 설정온도보다 8℃이상높아지면 높아진 냉장고내의 온도를 소정 설정온도로 신속히 하강시키기 위하여, 압축기를 정회전으로 회전시킴과 동시에 극변환모터를 2극으로 제어하여 최대 냉력을 발생시킬 수 있도록 함으로써, 냉장고내의 온도를 신속히 설정온도로 유지될 수 있도록 하고, 냉장고의 고내온도가 일정온도인 8℃이하면 압축기를 역회전시킴과 동시에 극변환모터를 4극으로 제어하여 냉기를 공급한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 소정온도를 설정해두고, 사용자 설정온도에 따른 냉장고내의 현재온도가 상기 설정된 온도이상이면 압축기를 정회전시킴과 아울러 극변환모터를 2극으로 절환하여 높아진 냉장고내의 온도를 소정 설정온도로 신속히 하강시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 냉장고의 냉동 사이클을 보인 보인 개략도.

도 2는 본 발명 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치의 구성을 보인 예시도.

도 3은 본 발명 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어방법을 보인 흐름도.

***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***

10: 전원부 11: 온도 설정부

12: 온도 감지부 13: 마이크로 컴퓨터

14: 정/역회전 신호 발생부 15: 극변환신호 발생부

16: 압축기(COMP)

Claims (3)

1. 일정 전압을 공급하는 전원부와; 기 소정온도가 설정된 온도 설정부와; 사용자 설정온도에 따른 고내의 온도를 감지하는 온도 감지부와; 상기 온도 감지부에 의해 감지된 현재 고내의 온도가 상기 온도 설정부에 설정된 온도이상여부에 따라 정/역회전 제어신호와 고정자 극수 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터와; 상기 마이크로 컴퓨터의 정/역회전 제어신호에 의해 정회전 또는 역회전 신호를 발생시키는 정/역회전 신호 발생부와; 상기 극수 제어신호에 의해 결선을 변환시키는 극변환신호를 출력하는 극변환신호 발생부와; 상기 정/역회전 신호발생부와 극변환신호 발생부의 출력신호에 의해 냉력을 가변하여 고내의 온도를 설정온도로 유지시키는 압축기로 구성된 것을 특징으로 하는 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어장치.
2. 표준운전모드로 고내의 온도를 설정온도로 유지시키는 냉장고에 있어서, 고내온도를 감지하여 사용자가 설정한 설정온도와의 온도차를 비교하는 제1 단계와; 상기 비교결과, 온도차가 소정온도 이하면 압축기를 역회전 시킴과 동시에 고정자의 극수를 4극으로 하여 표준 냉력을 출력하는 표준운전모드의 제2 단계와; 상기 비교결과, 온도차가 소정온도 이상이면 압축기를 정회전 시킴과 동시에 고정자의 극수를 2극으로 하여 급속 최대 냉력을 출력하는 급속 냉각운전모드로 전환하는 제3 단계를 반복수행하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어방법.
3. 제2 항에 있어서, 상기 온도차는 사용자가 설정한 설정온도와 고내의 온도차가 8℃인 것을 특징으로 하는 극변환모터를 채용한 냉장고의 정/역회전 압축기 운전제어방법.