KR100761269B1 - Driving control apparatus and method for linear compressor - Google Patents

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Abstract

Driving control apparatus and a method for a linear compressor are provided to save power consumption under a main driving condition and to enable high load driving with a linear compressor having the same capacity by determining high load driving condition depending on phase differences of current and stroke, and controlling a present driving frequency and stroke according to the determination result. A driving control apparatus for a linear compressor includes a control unit(130) determining a high load condition depending on phase differences of current and stroke and outputting a frequency control signal and a stroke control signal according to the determination result, a driving frequency instruction value determining unit(160) determining a driving frequency instruction value according to the frequency control signal, a stroke instruction value determining unit(150) determining a stroke instruction value according to the stroke control signal, a first comparing unit(140) comparing the driving frequency instruction value with a present driving frequency and outputting a frequency correction signal according to the comparison result, a second comparing unit(170) comparing the stroke instruction value with a present stroke and outputting a stroke correction signal according to the comparison result, a PWM control unit(180) outputting a PWM control signal for changing the frequency and stroke according to the frequency correction signal and stroke correction signal, and an inverter(190) changing voltage and driving frequency applied to a motor according to the PWM control signal.

Description

리니어 압축기의 운전제어장치 및 방법{DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR LINEAR COMPRESSOR}DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR LINEAR COMPRESSOR}

도 1은 종래 리니어 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing a configuration for an operation control apparatus of a conventional linear compressor.

도 2는 종래 리니어 압축기의 운전제어방법에 대한 동작흐름도.Figure 2 is a flow chart of the operation control method of the conventional linear compressor.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 리니어 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration for the operation control apparatus of the linear compressor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 운전제어방법에 대한 동작흐름도.Figure 4 is a flow chart for the operation control method of the linear compressor according to an embodiment of the present invention.

*****도면의 주요부분에 대한 부호의 설명********** Description of the symbols for the main parts of the drawings *****

100:전압 검출유닛 110:전류검출유닛   100: voltage detection unit 110: current detection unit

120:스트로크검출유닛 130:제어유닛   120: stroke detection unit 130: control unit

140:제2 비교유닛 150:스트로크지령치결정유닛   140: second comparison unit 150: stroke command value determination unit

160:운전주파수지령치결정유닛 170:제1 비교유닛   160: operation frequency command value determination unit 170: first comparison unit

180:PWM제어유닛 190:인버터   180: PWM control unit 190: inverter

200:전원유닛   200: power supply unit

본 발명은 리니어 압축기의 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전류와 스트로크의 위상차에 따라 고부하 조건을 판별하고 그 판별결과에 근거하여 현재 운전주파수 및 스트로크를 제어함으로써, 동일한 용량의 리니어 압축기로 고부하 대응운전이 가능함과 아울러 주운전 조건에서 소비전력을 저감할 수 있도록 한 리니어 압축기의 운전제어장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation control apparatus and method for a linear compressor, and particularly, to determine a high load condition according to a phase difference between a current and a stroke, and to control a current operation frequency and a stroke based on the result of the determination, thereby providing a high load with a linear compressor having the same capacity. The present invention relates to an operation control apparatus and method for a linear compressor that enables a corresponding operation and reduces power consumption under main operation conditions.

일반적으로, 리니어 압축기(Linear Compressor) 방식은 직선모터의 가동자에 피스톤을 직접 연결하여 모터의 직선운동으로 피스톤을 왕복운동시키는 방식이다.In general, the linear compressor (Linear Compressor) is a method of reciprocating the piston by the linear movement of the motor by directly connecting the piston to the actuator of the linear motor.

본 발명은 리니어(Linear) 방식을 적용한 리니어 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a linear compressor employing a linear system.

상기 리니어 압축기가 냉장고나 에어컨에 사용될 경우에, 상기 리니어 압축기에 입력되는 전압(Voltage)을 가변 시킴에 따라 상기 리니어 압축기의 압축 비(compression ratio)를 가변 할 수 있어 냉력(Freezing Capacity)을 제어할 수 있다.When the linear compressor is used in a refrigerator or an air conditioner, a compression ratio of the linear compressor may be varied by varying a voltage input to the linear compressor to control a freezing capacity. Can be.

도1은 종래 리니어 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 모터에 인가되는 모터전류를 검출하는 전류검출부(4)와; 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압검출부(3)와; 상기 검출된 모터 전류와 모터 전압 및 모터 파라미터에 의해, 스트로크를 추정하는 스트로크 추정기(5)와; 상기 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따른 차이신호를 출력하 는 비교기(1)와; 상기 차이신호에 따라, 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어하는 제어기(2)로 구성되며, 이와같은 종래 장치의 동작을 설명한다.1 is a block diagram showing a configuration of an operation control apparatus of a conventional linear compressor, and as shown therein, a current detection unit 4 for detecting a motor current applied to a motor; A voltage detector (3) for detecting a motor voltage applied to the motor; A stroke estimator (5) for estimating a stroke based on the detected motor current, motor voltage and motor parameters; A comparator (1) for comparing the stroke estimate value with the stroke command value and outputting a difference signal accordingly; In accordance with the difference signal, the controller 2 is configured to control the stroke by varying the voltage applied to the motor, and the operation of such a conventional apparatus will be described.

먼저, 전류검출부(4)는 모터에 인가되는 모터전류를 검출하고, 전압검출부 (3)는 모터에 인가되는 모터전압을 검출한다.First, the current detector 4 detects a motor current applied to the motor, and the voltage detector 3 detects a motor voltage applied to the motor.

이때, 스트로크 추정기(5)는, 상기 모터전류와 모터전압 및 모터 파라미터를 하기의 수학식에 적용하여 스트로크추정치를 연산한후, 그 스트로크 추정치를 비교기(1)에 인가한다.At this time, the stroke estimator 5 applies the motor current, the motor voltage, and the motor parameter to the following equation to calculate a stroke estimate, and then applies the stroke estimate to the comparator 1.

[수학식][Equation]

Figure 112006019443450-pat00001
Figure 112006019443450-pat00001

여기서, R:레지스턴스Where R: resistance

L:인덕턴스        L: Inductance

α:역기전력        α: counter electromotive force

이에 따라, 상기 비교기(1)는 상기 스토로크 추정치와 상기 스트로크 지령치를 비교하여 그에 따른 차이신호를 제어기(2)에 인가하고, 이에 의해 상기 제어기(2)는 모터에 인가되는 전압을 가변하여 스트로크를 제어한다. Accordingly, the comparator 1 compares the stroke estimate and the stroke command value and applies a difference signal to the controller 2 according to which the controller 2 varies the voltage applied to the motor to make a stroke. To control.

즉, 상기 제어기(2)는, 도2에서 보는 바와같이, 스트로크 추정치가 스트로크 지령치보다 크면 모터 인가전압을 감소시키고, 스트로크 추정치가 스트로크 지령치보다 작으면 모터 인가전압을 증가시킨다.That is, as shown in Fig. 2, the controller 2 decreases the motor applied voltage when the stroke estimate is larger than the stroke command value, and increases the motor applied voltage when the stroke estimate is smaller than the stroke command value.

상술한 리니어 압축기는, 모터 파라미터(α),저항(R),리액턴스(L)을 이용하 여 스트로크를 추정하고, 그 스트로크 추정치를 이용하여 스트로크 제어를 수행한다.The above-mentioned linear compressor estimates a stroke using the motor parameter (alpha), resistance (R), and reactance (L), and performs stroke control using the stroke estimate.

상술한 종래의 스트로크 전압을 이용한 리니어 압축기는 피스톤 스트로크를 일정레벨 이하로 줄이면 효율이 급격히 감소하는 특징을 가짐으로 인하여 용량 가변을 구현하는 데는 한계가 있다.Since the linear compressor using the above-described conventional stroke voltage has a feature that the efficiency is drastically reduced when the piston stroke is reduced to a predetermined level or less, there is a limit in implementing the variable capacity.

일반적으로 회전 모터를 이용한 회전형 압축기는 주파수 가변을 통하여 넓은 범위의 용량가변을 구현하고 있으며 특히, 용량 가변이 작은 범위에서는 주파수 가변시 압축기의 효율이 급격히 감소하지 않은데 반하여, 리니어 압축기의 경우에는 피스톤 스트로크가 작은 범위에서 압축기의 효율이 감소하는 문제점이 있다.In general, a rotary compressor using a rotating motor realizes a wide range of capacity variation through a variable frequency. In particular, in a range where the variable capacity is small, the efficiency of the compressor does not rapidly decrease when the frequency is variable. There is a problem in that the efficiency of the compressor is reduced in a small stroke range.

따라서, 본 발명은 전류와 스트로크의 위상차에 따라 고부하 조건을 판별하고 그 판별결과에 근거하여 현재 운전주파수 및 스트로크를 제어함으로써, 동일한 용량의 리니어 압축기로 고부하 대응운전이 가능함과 아울러 주운전 조건에서 소비전력을 저감할 수 있도록 한 리니어 압축기의 운전제어장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.Therefore, the present invention determines the high load condition according to the phase difference between the current and the stroke, and controls the current operation frequency and the stroke based on the determination result, so that the high load corresponding operation is possible with the linear compressor of the same capacity and consumed under the main operation condition. It is an object of the present invention to provide an operation control apparatus and method for a linear compressor that can reduce power.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 예에 따른 장치는, Apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object,

전류와 스트로크의 위상차에 따라 고부하 조건을 판별하고 그 판별결과에 근거하여 주파수 제어신호 및 스트로크 제어신호를 출력하는 제어유닛과;A control unit for determining a high load condition according to the phase difference between the current and the stroke, and outputting a frequency control signal and a stroke control signal based on the determination result;

상기 주파수 제어신호에 따라 운전주파수를 결정하는 운전주파수 지령치 결정유닛과;An operating frequency command value determining unit for determining an operating frequency in accordance with the frequency control signal;

상기 스트로크 제어신호에 따라 스트로크 지령치를 결정하는 스트로크 지령치 결정유닛과;A stroke command value determining unit that determines a stroke command value according to the stroke control signal;

상기 운전주파수 지령치와 현재 운전주파수를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 주파수 보정신호를 출력하는 제1 비교유닛과;A first comparison unit comparing the operation frequency command value with the current operation frequency and outputting a frequency correction signal based on the comparison result;

상기 스트로크 지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 스트로크 보정신호를 출력하는 제2 비교유닛과;A second comparison unit for comparing the stroke command value with the current stroke and outputting a stroke correction signal based on the comparison result;

상기 주파수 보정신호 및 스트로크 보정신호에 따라, 운전주파수 및 스트로크를 가변하기 위한 PWM제어신호를 출력하는 PWM제어유닛과;A PWM control unit for outputting a PWM control signal for varying an operating frequency and a stroke in accordance with the frequency correction signal and the stroke correction signal;

상기 PWM제어신호에 의해, 모터에 인가되는 전압 및 운전주파수를 가변하는 인버터를 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.By the PWM control signal, it characterized in that it comprises an inverter for varying the voltage and the operating frequency applied to the motor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정 스트로크 지령치에 해당되는 용량으로 운전하는 과정과;The present invention for achieving the above object, the process of driving at a capacity corresponding to a predetermined stroke command value;

모터에 인가되는 전압 및 전류를 검출하고, 그 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 연산하는 과정과; Detecting a voltage and a current applied to the motor and calculating a stroke using the voltage and the current;

상기 스트로크와 전류의 위상차를 검출하는 과정과;
상기 검출된 위상차와 기준 위상차를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크 지령치 및 운전주파수 지령치를 가변하는 과정을 포함하며,
상기 스트로크 지령치 및 운전주파수 지령치를 가변하는 과정은,
상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 작으면 고부하로 판별하여, 현재 운전주파수를 공진주파수 보다 큰 운전주파수로 가변하는 단계와;
상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차보다 크면 스트로크를 가변하여 리니어 압축기의 운전 용량을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. Detecting a phase difference between the stroke and the current;
Comparing the detected phase difference with a reference phase difference, and varying a stroke command value and an operating frequency command value based on the comparison result;
The process of varying the stroke command value and the operating frequency command value,
If the phase difference between the current and the stroke is smaller than the reference phase difference, determining a high load and varying the current operating frequency to an operating frequency larger than the resonance frequency;
And varying the stroke to change the operating capacity of the linear compressor if the phase difference between the current and the stroke is greater than the reference phase difference.

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이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation and operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

본 발명은 중부하 이하 조건에서 공진 주파수 운전을 행하고 고부하 및 과부하 조건에서는 공진 주파수 보다 높게 주파수를 증가시키면 운전효율이 향상된다는 점에 착안하였음을 밝혀두는 바이다.The present invention focuses on resonant frequency operation under heavy load conditions and increasing the frequency higher than the resonance frequency under high load and overload conditions improves the driving efficiency.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 운전제어장치에 대한 구성을 보인 블록도이다.3 is a block diagram showing a configuration of an operation control apparatus of a linear compressor according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 전압검출유닛(100),전류검출유닛(110),스트로크 검출유닛(120), 제어유닛(130), 제1,제2 비교유닛(140,170),스트로크 지령치 결정유닛(150),운전주파수 결정유닛(160), PWM제어유닛(180), 인버터(190), 전원유닛(200)을 구비한다.As shown in FIG. 3, the voltage detection unit 100, the current detection unit 110, the stroke detection unit 120, the control unit 130, the first and second comparison units 140 and 170, and the stroke command value determination unit 150, an operation frequency determination unit 160, a PWM control unit 180, an inverter 190, and a power supply unit 200 are provided.

상기 전류검출유닛(110)은 리니어 압축기 모터의 전류를 검출하고, 상기 전압검출유닛(100)은 상기 리니어 압축기 모터의 전압을 검출한다.The current detecting unit 110 detects a current of the linear compressor motor, and the voltage detecting unit 100 detects a voltage of the linear compressor motor.

상기 스트로크 검출유닛(700)은 상기 검출전류와 검출전압을 이용하여 스트로크를 계산한다.The stroke detection unit 700 calculates a stroke using the detection current and the detection voltage.

상기 제어유닛(130)은 상기 검출전류와 스트로크의 위상차에 따라 고부하 조건을 판별하고 그 판별결과에 근거하여 주파수 제어신호 및 스트로크 제어신호를 출력한다.The control unit 130 determines the high load condition according to the phase difference between the detection current and the stroke, and outputs a frequency control signal and a stroke control signal based on the determination result.

즉, 상기 제어유닛(130)은 상기 검출전류와 상기 스트로크의 위상차가 기준위상차 보다 작으면 고부하로 판별하여, 현재 운전주파수를 공진 주파수 보다 큰 운전주파수로 가변하기 위한 주파수 제어신호를 출력함과 아울러, 현재 스트로크를 풀 스트로크로 변경하기 위한 스트로크 제어신호를 출력한다.That is, the control unit 130 determines the high load when the phase difference between the detection current and the stroke is smaller than the reference phase difference, and outputs a frequency control signal for varying the current operating frequency to an operating frequency larger than the resonance frequency. And outputs a stroke control signal for changing the current stroke to a full stroke.

반면에, 상기 제어유닛(130)은 상기 검출전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차보다 크면 정상부하로 판별하여 용량 가변을 위한 스트로크 제어신호를 출력함과 아울러, 현재 운전주파수를 공진 주파수로 변경하기 위한 주파수 제어신호를 출력한다.On the other hand, if the phase difference between the detected current and the stroke is greater than the reference phase difference, the control unit 130 outputs a stroke control signal for varying the capacity by determining it as a normal load and changes the current operating frequency to a resonance frequency. Output the frequency control signal.

여기서, 상기 공진 주파수를 검출하기 위하여, 상기 제어유닛(130)은 상기 검출전류와 스트로크의 위상차가 90도가 되도록 주파수 및 스트로크를 가변하거나, 또는 속도와 전류의 위상차가 0도가 되도록 주파수 및 스트로크를 가변한다.Here, in order to detect the resonance frequency, the control unit 130 varies the frequency and the stroke so that the phase difference between the detection current and the stroke is 90 degrees, or the frequency and the stroke so that the phase difference between the speed and current is 0 degrees. do.

또한, 상기 제어유닛(130)은 가스스프링상수를 직접 연산하여 공진 주파수를 연산할 수도 있다.In addition, the control unit 130 may calculate the resonant frequency by directly calculating the gas spring constant.

상기 운전주파수 지령치 결정유닛(160)은 상기 주파수 제어신호에 따라 운전주파수를 가변하기 위한 운전주파수 지령치를 결정한다.The operation frequency command value determination unit 160 determines an operation frequency command value for varying the operation frequency according to the frequency control signal.

상기 스트로크 지령치 결정유닛(150)은 상기 스트로크 제어신호에 따라, 스트로크를 가변하기 위한 스트로크 지령치를 결정한다.The stroke command value determining unit 150 determines the stroke command value for varying the stroke in accordance with the stroke control signal.

상기 제1 비교유닛(170)은 상기 운전 주파수 지령치와 현재 운전주파수를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 주파수 보정신호를 출력한다.The first comparison unit 170 compares the operation frequency command value with the current operation frequency, and outputs a frequency correction signal based on the comparison result.

상기 제2 비교유닛(140)은 상기 스트로크 지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크 보정신호를 출력한다.The second comparison unit 140 compares the stroke command value with the current stroke and outputs a stroke correction signal based on the comparison result.

상기 PWM제어유닛(180)은 상기 주파수 보정신호 및 스트로크 보정신호에 따 라, 운전주파수 및 스트로크를 가변하기 위한 PWM제어신호를 출력한다.The PWM control unit 180 outputs a PWM control signal for varying the driving frequency and the stroke according to the frequency correction signal and the stroke correction signal.

여기서, 상기 PWM제어신호는, PWM듀티비가변신호와 PWM주기가변신호로 이루어지는데, 상기 PWM듀티비 가변신호에 의해 스트로크 전압이 가변되고, 상기 PWM주기 가변신호에 의해 운전주파수가 가변된다. Here, the PWM control signal is composed of a PWM duty ratio variable signal and a PWM period variable signal, the stroke voltage is varied by the PWM duty ratio variable signal, the operation frequency is varied by the PWM period variable signal.

상기 인버터(190)는 상기 PWM제어신호에 의해, 리니어 모터에 인가되는 전압 및 운전주파수를 가변한다.The inverter 190 varies a voltage and an operating frequency applied to the linear motor by the PWM control signal.

즉, 상기 인버터(190)는 상기 PWM제어신호에 의해 내부 스위칭소자의 온/오프 시간이 제어되어, 전원유닛(200)에서 출력되는 직류전압의 주파수 및 전압레벨을 가변하여 리니어 모터에 인가한다.That is, the inverter 190 controls the on / off time of the internal switching element by the PWM control signal, and varies the frequency and voltage level of the DC voltage output from the power supply unit 200 to apply to the linear motor.

여기서, 상기 전원유닛(200)은 상용교류전원을 정류 및 평활하여 일정한 직류전압을 발생한다.Here, the power unit 200 rectifies and smoothes the commercial AC power to generate a constant DC voltage.

이와 같은 본 발명의 동작을 첨부한 도 4를 참조하여 설명한다.Such operation of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

먼저, 리니어 압축기가 일정 스트로크 지령치로 운전되는 상태임을 가정한다(SP11).First, it is assumed that the linear compressor is operated at a constant stroke command value (SP11).

이러한 상태에서, 상기 전류 검출유닛(110)은 리니어 압축기 모터의 전류를 검출하고, 상기 전압 검출유닛(100)은 상기 리니어 압축기 모터의 전압을 검출한다(SP12).In this state, the current detection unit 110 detects the current of the linear compressor motor, and the voltage detection unit 100 detects the voltage of the linear compressor motor (SP12).

그 다음, 상기 스트로크 검출유닛(120)은 상기 검출전류와 검출전압을 이용하여 스트로크를 계산한다(SP13).Next, the stroke detection unit 120 calculates a stroke using the detection current and the detection voltage (SP13).

그 다음, 상기 제어유닛(130)은 상기 검출된 전류와 스트로크의 위상차를 검 출하고(SP14), 그 검출된 위상차를 기준 위상차와 비교한다(SP15).Then, the control unit 130 detects the phase difference between the detected current and the stroke (SP14), and compares the detected phase difference with the reference phase difference (SP15).

여기서, 상기 기준 위상차는 실험에 의해 최적의 값으로 설정한다.Here, the reference phase difference is set to an optimal value by experiment.

참고로, 리니어 압축기는 부하가 증가하면 가스 스프링 상수가 커지고, 이에 따라 전류와 스트로크 위상차가 감소하게 됩니다.For reference, the linear compressor increases the gas spring constant as the load increases, which reduces the current and stroke phase difference.

즉, 전류와 스트로크 위상차가 90도 일때 공진 주파수가 되고, 이때가 중부하에 속하며, 전류와 스트로크 위상차가 60도 정도 되면 고부하라고 판단하는데, 이는 실험에 통해 확인된 내용이다.That is, when the current and stroke phase difference is 90 degrees, the resonance frequency becomes, and this time belongs to the heavy load, and when the current and stroke phase difference is about 60 degrees, it is determined to be a high load.

따라서, 상기 기준 위상차는 60도 보다는 큰 값으로 설정한다.Therefore, the reference phase difference is set to a value larger than 60 degrees.

이때, 상기 기준 위상차는 TDC=0인 지점보다 작은 지점에 설정된다.At this time, the reference phase difference is set at a point smaller than a point at which TDC = 0.

여기서, 상기 TDC는 'Top Dead Center'의 약어로서, 리니어 압축기에서 피스톤의 상사점의 영문표기인데, 물리적으로는 피스톤의 압축행정 완료시의 피스톤의 위치를 의미한다.Here, the TDC is an abbreviation of 'Top Dead Center', which is the English notation of the top dead center of the piston in the linear compressor, and physically means the position of the piston at the completion of the compression stroke of the piston.

이때, 상기 TDC=0인 위치가 압축기의 효율이 가장 이상적인 위치이므로, 리니어 압축기의 운전 제어시, TDC=0인 위치에, 피스톤이 위치하도록 제어한다.At this time, since the position where TDC = 0 is the ideal position of the efficiency of the compressor, the piston is controlled at the position where TDC = 0 when controlling the operation of the linear compressor.

그 다음, 상기 제어유닛(130)은 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차보다 작으면 고부하로 판별하여, 현재 운전주파수를 공진주파수 보다 큰 운전주파수로 가변하기 위한 주파수 제어신호를 출력함과 아울러, 현재 스트로크를 풀 스트로크로 변경하기 위한 스트로크 제어신호를 출력한다(SP22).Then, the control unit 130 determines the high load if the phase difference between the current and the stroke is less than the reference phase difference, and outputs a frequency control signal for varying the current operating frequency to a driving frequency larger than the resonance frequency, A stroke control signal for changing the current stroke to a full stroke is output (SP22).

이에 따라,상기 스트로크 지령치 결정유닛(150)은 상기 스트로크 제어신호에 의해, 현재 스트로크를 풀 스트로크로 변경하기 위한 스트로크 지령치를 결정한다 (SP17).Accordingly, the stroke command value determining unit 150 determines the stroke command value for changing the current stroke to the full stroke by the stroke control signal (SP17).

또한, 상기 운전주파수 지령치 결정유닛(160)은 상기 주파수 제어신호에 의해, 공진주파수보다 큰 운전주파수를 운전주파수 지령치로 결정하는데(SP18), 이때 상기 운전주파수 지령치는, 실험에 의해 부하의 크기에 따라 기설정된다.In addition, the operation frequency command value determination unit 160 determines, by the frequency control signal, an operation frequency greater than the resonance frequency as the operation frequency command value (SP18), wherein the operation frequency command value is determined by the experiment to the magnitude of the load. Accordingly.

이에 따라, 제1 비교유닛(170)은 상기 운전주파수 지령치와 현재 운전주파수를 비교하고 그 비교결과에 근거한 주파수 보정신호를 출력한다(SP19).Accordingly, the first comparison unit 170 compares the operation frequency command value with the current operation frequency and outputs a frequency correction signal based on the comparison result (SP19).

또한, 제2 비교유닛(140)은 상기 스트로크 지령치와 현재 스트로크를 비교하고 그 비교결과에 근거한 스트로크 보정신호를 출력한다(SP19).In addition, the second comparison unit 140 compares the stroke command value with the current stroke and outputs a stroke correction signal based on the comparison result (SP19).

이에 따라, PWM제어유닛(180)은 상기 주파수 보정신호와 상기 스트로크 보정신호에 근거한 PWM제어신호를 출력하고(SP20), 인버터(190)는 상기 PWM제어신호에 의해 모터에 인가되는 스트로크 전압 및 운전주파수를 가변한다(SP21).Accordingly, the PWM control unit 180 outputs a PWM control signal based on the frequency correction signal and the stroke correction signal (SP20), and the inverter 190 applies a stroke voltage and an operation applied to the motor by the PWM control signal. The frequency is varied (SP21).

한편, 상기 제어유닛(130)은 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 크면 정상 부하(중부하 또는 저부하)로 판별하여 리니어 압축기의 운전용량을 가변하기 위한 스트로크 제어신호를 출력함과 아울러, 현재 운전주파수를 공진주파수로 변경하기 위한 주파수 제어신호를 출력한다(SP16).On the other hand, if the phase difference between the current and the stroke is greater than the reference phase difference, the control unit 130 outputs a stroke control signal for varying the operating capacity of the linear compressor by determining the normal load (heavy load or low load), A frequency control signal for changing the current operating frequency into the resonance frequency is output (SP16).

이에 따라, 상기 스트로크 지령치 결정유닛(150)은 상기 스트로크 제어신호에 의해, 리니어 압축기의 운전용량을 현재 부하에 대응되게 변경하기 위한 스트로크 지령치를 결정한다(SP17).Accordingly, the stroke command value determining unit 150 determines the stroke command value for changing the operation capacity of the linear compressor corresponding to the current load by the stroke control signal (SP17).

또한, 상기 운전주파수 지령치 결정유닛(160)은 상기 주파수 제어신호에 의해, 공진 주파수를 운전주파수 지령치로 결정한다(SP18).In addition, the operation frequency command value determination unit 160 determines the resonance frequency as the operation frequency command value by the frequency control signal (SP18).

이에 따라, 제1 비교유닛(170)은 상기 운전주파수 지령치와 현재 운전주파수를 비교하고 그 비교결과에 근거한 주파수 보정신호를 출력한다(SP19).Accordingly, the first comparison unit 170 compares the operation frequency command value with the current operation frequency and outputs a frequency correction signal based on the comparison result (SP19).

또한, 제2 비교유닛(140)은 상기 스트로크 지령치와 현재 스트로크를 비교하고 그 비교결과에 근거한 스트로크 보정신호를 출력한다(SP19).In addition, the second comparison unit 140 compares the stroke command value with the current stroke and outputs a stroke correction signal based on the comparison result (SP19).

이에 따라, PWM제어유닛(180)은 상기 주파수 보정신호와 상기 스트로크 보정신호에 근거한 PWM제어신호를 출력하고(SP20), 인버터(190)는 상기 PWM제어신호에 의해 모터에 인가되는 스트로크 전압 및 운전주파수를 가변한다(SP21).Accordingly, the PWM control unit 180 outputs a PWM control signal based on the frequency correction signal and the stroke correction signal (SP20), and the inverter 190 applies a stroke voltage and an operation applied to the motor by the PWM control signal. The frequency is varied (SP21).

즉, 본 발명의 리니어 압축기는 전류와 스트로크의 위상차를 검출하여 현재 부하를 판별하고 그 판별결과 고부하로 판별되면 현재 운전주파수를 공진 주파수 보다 큰 운전주파수로 가변함과 아울러, 현재 스트로크를 풀 스트로크로 변경하여 운전시킴으로써 동일한 용량의 리니어 압축기를 이용하여 고부하 이상의 부하 대응이 가능하도록 한 것이다.That is, the linear compressor of the present invention detects the phase difference between the current and the stroke to determine the current load, and when the determination results in the high load, the current compressor changes the operating frequency to an operating frequency larger than the resonance frequency, and the current stroke becomes a full stroke. By changing the operation, it is possible to cope with the load of high load or more by using the linear compressor of the same capacity.

또한, 본 발명의 리니어 압축기는 전류와 스트로크의 위상차를 검출하여 현재 부하를 판별하고 그 판별결과 중부하 또는 저부하로 판별되면 용량 가변을 위한 스트로크 제어신호를 출력함과 아울러, 현재 운전주파수를 공진 주파수로 변경하여 운전시킴으로써, 냉장고 또는 공조시스템의 적용하는 경우에, 냉장고 또는 공조시스템의 주 운전조건에서 소비전력을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.In addition, the linear compressor of the present invention detects the phase difference between the current and the stroke to determine the current load, and if it is determined as a heavy load or a low load, outputs a stroke control signal for varying the capacity and resonates the current operating frequency. By changing the frequency of operation, when the refrigerator or the air conditioning system is applied, the power consumption can be improved in the main operating conditions of the refrigerator or the air conditioning system.

즉, 본 발명의 리니어 압축기는, 항상 최대의 냉력을 발생시키는 것이 아니라 필요한 만큼의 냉력을 발생시키도록 스트로크 제어를 행함으로써 소비 전력을 저감시킬 수 있다.That is, the linear compressor of the present invention can reduce power consumption by performing stroke control so as to generate as much cooling force as necessary instead of always generating maximum cooling force.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위 내에서 여러 가지 변경 실시가 가능한 것이다.Specific embodiments or examples made in the detailed description of the present invention are intended to clarify the technical contents of the present invention to the extent that they should not be construed as limited to these specific embodiments and should not be construed in consultation. Various changes can be made within the scope of.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은, 전류와 스트로크의 위상차를 검출하여 현재 부하를 판별하고 그 판별결과 고부하로 판별되면 현재 운전주파수를 공진 주파수 보다 큰 운전주파수로 가변함과 아울러, 현재 스트로크를 풀 스트로크로 변경하여 운전시켜 동일한 용량의 리니어 압축기를 이용하여 고부하 이상의 부하 대응이 가능하도록함으로써 리니어 압축기의 운전효율을 향상시키는 효과가 있다. .As described in detail above, the present invention detects the phase difference between the current and the stroke to determine the current load, and if it is determined that the current load is a high load, the present operation frequency is changed to an operating frequency larger than the resonance frequency and the current stroke is unpacked. It is possible to improve the operating efficiency of the linear compressor by changing the stroke to operate the high capacity load or more by using a linear compressor of the same capacity. .

또한, 본 발명의 리니어 압축기는 전류와 스트로크의 위상차를 검출하여 현재 부하를 판별하고 그 판별결과 중부하 또는 저부하로 판별되면 용량 가변을 위한 스트로크 제어신호를 출력함과 아울러, 현재 운전주파수를 공진 주파수로 변경하여 운전시킴으로써, 냉장고 또는 공조시스템의 적용하는 경우에, 냉장고 또는 공조시스템의 주 운전조건에서 소비전력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the linear compressor of the present invention detects the phase difference between the current and the stroke to determine the current load, and if it is determined as a heavy load or a low load, outputs a stroke control signal for varying the capacity and resonates the current operating frequency. By changing the frequency of operation, when the refrigerator or the air conditioning system is applied, the power consumption can be improved in the main operating conditions of the refrigerator or the air conditioning system.

Claims (10)

전류와 스트로크의 위상차에 따라 고부하 조건을 판별하고 그 판별결과에 근거하여 주파수 제어신호 및 스트로크 제어신호를 출력하는 제어유닛과;A control unit for determining a high load condition according to the phase difference between the current and the stroke, and outputting a frequency control signal and a stroke control signal based on the determination result; 상기 주파수 제어신호에 따라, 운전주파수 지령치를 결정하는 운전주파수 지령치 결정유닛과;An operating frequency command value determining unit for determining an operating frequency command value in accordance with the frequency control signal; 상기 스트로크 제어신호에 따라 스트로크 지령치를 결정하는 스트로크 지령치 결정유닛과;A stroke command value determining unit that determines a stroke command value according to the stroke control signal; 상기 운전주파수 지령치와 현재 운전주파수를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 주파수 보정신호를 출력하는 제1 비교유닛과;A first comparison unit comparing the operation frequency command value with the current operation frequency and outputting a frequency correction signal based on the comparison result; 상기 스트로크 지령치와 현재 스트로크를 비교하고, 그 비교결과에 근거한 스트로크 보정신호를 출력하는 제2 비교유닛과; A second comparison unit for comparing the stroke command value with the current stroke and outputting a stroke correction signal based on the comparison result; 상기 주파수 보정신호 및 스트로크 보정신호에 따라, 운전주파수 및 스트로크를 가변하기 위한 PWM제어신호를 출력하는 PWM제어유닛과;A PWM control unit for outputting a PWM control signal for varying an operating frequency and a stroke in accordance with the frequency correction signal and the stroke correction signal; 상기 PWM제어신호에 의해, 모터에 인가되는 전압 및 운전주파수를 가변하는 인버터를 포함하는 리니어 압축기의 운전제어장치. And an inverter configured to vary a voltage and an operating frequency applied to the motor by the PWM control signal. 제1 항에 있어서, 상기 제어유닛은,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 작으면 고부하로 판별하여, 현재 운전주파수를 공진주파수 보다 큰 운전주파수로 가변하기 위한 주파수 제 어신호를 출력하는 리니어 압축기의 운전제어장치.And outputting a frequency control signal for varying the current operating frequency to an operating frequency greater than the resonant frequency if the phase difference between the current and the stroke is smaller than the reference phase difference. 제1 항에 있어서, 상기 제어유닛은,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 작으면 고부하로 판별하여, 현재 스트로크를 풀 스트로크로 변경하기 위한 스트로크 제어신호를 출력하는 리니어 압축기의 운전제어장치.And the phase difference between the current and the stroke is smaller than the reference phase difference, and determines a high load, and outputs a stroke control signal for changing the current stroke to a full stroke. 제1 항에 있어서, 상기 제어유닛은,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차보다 크면 정상부하로 판별하여 용량 가변을 위한 스트로크 제어신호를 출력하는 리니어 압축기의 운전제어장치.And a phase difference between the current and the stroke is greater than a reference phase difference to determine a normal load and output a stroke control signal for varying the capacity. 제1 항에 있어서, 상기 제어유닛은,The method of claim 1, wherein the control unit, 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 크면 정상부하로 판별하여, 현재 운전주파수를 공진 주파수로 변경하기 위한 주파수 제어신호를 출력하는 리니어 압축기의 운전제어장치.And a phase difference between the current and the stroke is greater than a reference phase difference, and determines a normal load, and outputs a frequency control signal for changing the current operating frequency to a resonance frequency. 일정 스트로크 지령치에 해당되는 용량으로 운전하는 과정과;Operating at a capacity corresponding to a predetermined stroke command value; 모터에 인가되는 전압 및 전류를 검출하고, 그 전압과 전류를 이용하여 스트로크를 연산하는 과정과; Detecting a voltage and a current applied to the motor and calculating a stroke using the voltage and the current; 상기 스트로크와 전류의 위상차를 검출하는 과정과;Detecting a phase difference between the stroke and the current; 상기 검출된 위상차와 기준 위상차를 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 스트로크 지령치 및 운전주파수 지령치를 가변하는 과정을 포함하며,Comparing the detected phase difference with a reference phase difference, and varying a stroke command value and an operating frequency command value based on the comparison result; 상기 스트로크 지령치 및 운전주파수 지령치를 가변하는 과정은,The process of varying the stroke command value and the operating frequency command value, 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 작으면 고부하로 판별하여, 현재 운전주파수를 공진주파수 보다 큰 운전주파수로 가변하는 단계와;If the phase difference between the current and the stroke is smaller than the reference phase difference, determining a high load and varying the current operating frequency to an operating frequency larger than the resonance frequency; 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차보다 크면 스트로크를 가변하여 리니어 압축기의 운전 용량을 변경하는 단계를 포함하는 리니어 압축기의 운전제어방법.And changing the operating capacity of the linear compressor by varying the stroke if the phase difference between the current and the stroke is greater than a reference phase difference. 삭제delete 제6 항에 있어서, 상기 스트로크 지령치 및 운전주파수를 가변하는 과정은,The process of claim 6, wherein the process of varying the stroke command value and the driving frequency comprises: 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 작으면 고부하로 판별하여, 현재 스트로크를 풀 스트로크로 변경하는 단계를 포함하는 리니어 압축기의 운전제어방법.If the phase difference between the current and the stroke is smaller than a reference phase difference, determining the load as a high load and changing the current stroke to a full stroke. 삭제delete 제 6항에 있어서, 상기 스트로크 지령치 및 운전주파수를 가변하는 과정은,The method of claim 6, wherein the process of varying the stroke command value and the operating frequency comprises: 상기 전류와 스트로크의 위상차가 기준 위상차 보다 크면 현재 운전주파수를 공진 주파수로 변경하는 단계를 포함하는 리니어 압축기의 운전제어방법.And changing a current operating frequency to a resonance frequency when the phase difference between the current and the stroke is greater than a reference phase difference.
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