KR101247567B1

KR101247567B1 - Control method of variable flux type motor for driving compressor and control apparatus thereof

Info

Publication number: KR101247567B1
Application number: KR1020110142631A
Authority: KR
Inventors: 송성근; 오승열; 이상택; 조주희; 최정식; 신덕식; 차대석
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-03-25

Abstract

PURPOSE: A control method of a variable magnetic flux type of a motor and a control system thereof are provided to reach high efficiency in a state of high speed operation through magnetization/demagnetization of an assistant magnet. CONSTITUTION: A motor(10) includes a stator and a rotor. An inverter(20) supplies power necessary for motor driving. A control unit(40) controls driving speed of the motor by controlling the inverter. An assistant magnet is arranged in one side of the rotor. A magnetizing/demagnetizing control unit(30) magnetizes and demagnetizes the assistant magnet. [Reference numerals] (1) Compressor; (10) Motor; (2) Condenser; (20) Inverter; (3) Decompression device; (30) Magnetizing/demagnetizing control unit; (4) Evaporator; (40) Control unit

Description

가변 자속형 모터의 제어 방법 및 제어 시스템{Control method of Variable Flux Type Motor for Driving Compressor And Control Apparatus thereof}Control method of Variable Flux Type Motor for Driving Compressor And Control Apparatus

본 발명은 모터 제어에 관한 것으로, 특히 넓은 운전 범위 내에서 동작하는 모터의 고효율을 달성할 수 있도록 지원하는 가변 자속형 모터의 제어방법 및 제어 시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to motor control, and more particularly, to a control method and control system for a variable flux type motor that supports high efficiency of a motor operating within a wide operating range.

통상, BLDC 모터의 고정자(stator)는 코일에 전류를 흘려 형성하는 전기자(armature)를 사용하고, 회전자(rotator)는 N극과 S극이 반복되어 형성된 영구자석을 사용한다. BLDC 모터가 연속적으로 회전하기 위해서는 BLDC 모터의 연속적인 회전자계의 형성이 필요하며, 연속적인 회전자계를 형성하기 위해서는 전기자의 각 상의 코일에 흐르는 전류의 전환(commutation)을 적절한 시점에 해야 하는데, 적절한 전환을 위해서는 회전자의 위치를 정확히 인식해야 한다. 여기서 전환이란 회전자가 회전할 수 있도록 모터 고정자 코일의 전류 방향을 바꾸어 주는 것이다.In general, a stator of a BLDC motor uses an armature that forms a current through a coil, and a rotor uses a permanent magnet formed by repeating the N pole and the S pole. In order for the BLDC motor to rotate continuously, it is necessary to form a continuous rotor field of the BLDC motor, and to form a continuous rotor field, a commutation of the current flowing through the coil of each armature of the armature must be performed at an appropriate time. In order to convert, the position of the rotor must be recognized correctly. The changeover here is to change the current direction of the motor stator coils so that the rotor can rotate.

이러한 BLDC 모터의 원활한 운전을 위해서는 회전자의 위치와 상 전류의 전환시점을 정밀하게 일치시켜야 하며, 이를 위해 회전자의 위치를 검출하기 위한 장치가 요구된다. 종래 회전자의 위치 검출을 위해서는 홀센서(Hall sensor)나 리졸버(Resolver) 소자, 인코더(encoder)와 같은 위치검출센서를 이용하였으나, 이러한 위치검출센서는 제조 원가가 상승하고 구동회로가 복잡해지는 등의 문제가 있기 때문에 전기회로를 이용하여 회전자의 위치를 검출하는 방안이 모색되었다. 그 결과로서, BLDC 모터의 역기전력을 이용하여 회전자의 위치를 검출하는 전기회로가 많이 사용되고 있으며, 위치검출센서 대신 전기회로를 이용하여 회전자의 위치를 검출하는 운전모드를 센서리스 운전모드라고 한다.In order to smoothly operate the BLDC motor, the position of the rotor and the switching point of the phase current must be precisely matched. For this purpose, an apparatus for detecting the position of the rotor is required. Conventionally, a position detection sensor such as a Hall sensor, a resolver element, or an encoder is used to detect the position of the rotor. However, such a position detection sensor increases manufacturing costs and complicates a driving circuit. Because of this problem, the method of detecting the position of the rotor by using an electric circuit has been sought. As a result, many electric circuits are used for detecting the position of the rotor by using the counter electromotive force of the BLDC motor, and an operation mode for detecting the position of the rotor using the electric circuit instead of the position detection sensor is called a sensorless operation mode. .

BLDC 모터의 센서리스 운전을 위해서는 센서리스 운전모드로 운전하기 이전에 초기 기동이 요구되는데, 이러한 초기 기동 등의 운전 모드를 도 1에 나타내었다.For the sensorless operation of the BLDC motor, an initial startup is required before the operation in the sensorless operation mode. The operation mode such as the initial startup is shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 종래 BLDC 모터 운전은 먼저, BLDC 모터의 임의의 2상(3상 모터의 경우)에 전류를 공급하여 회전자 위치를 강제로 정렬시키고(S10), 회전자의 정렬이 완료되면 BLDC 모터에 인가되는 전압의 크기와 주파수를 가변하여 BLDC 모터의 회전자를 일정속도까지 가속하여 강제로 회전시킨다(S20). 이후 BLDC 모터의 고정자 권선으로부터 역기전력 검출이 가능한 속도까지 회전자의 회전속도가 도달하면 BLDC 모터에 인가되는 전압의 크기를 조절하여 회전자 자계와 고정자 자계의 위상을 조절한 후(S30), 센서리스 운전모드로 전환하여 BLDC 모터의 역기전력 정보로부터 간접 검출된 회전자 위치정보를 이용하여 상 전환 및 속도제어를 하여 BLDC 모터를 운전한다(S40).Referring to FIG. 1, in the conventional BLDC motor operation, first, a current is supplied to any two-phase (in the case of a three-phase motor) of the BLDC motor to force alignment of the rotor position (S10), and alignment of the rotor is completed. When the magnitude and frequency of the voltage applied to the BLDC motor is varied, the rotor of the BLDC motor is accelerated to a predetermined speed and forcedly rotates (S20). After the rotor speed reaches from the stator winding of the BLDC motor to the speed at which the counter electromotive force can be detected, the phase of the rotor magnetic field and the stator magnetic field is adjusted by adjusting the magnitude of the voltage applied to the BLDC motor (S30). After switching to the operation mode, the BLDC motor is operated by phase switching and speed control using the rotor position information indirectly detected from the back EMF information of the BLDC motor (S40).

이러한 종래 BLDC 모터가 적용되는 콤프레샤의 주 운전영역은 센서리스 운전영역이며 주로 냉난방 기기의 경우 회전자 기준으로 1800rpm ~ 7200 rpm의 운전영역을 가진다. 특히 부하의 크기, 세트의 온도 및 시험조건에 따라 변동폭은 있을 수 있으나 난방운전의 경우 3000rpm ~ 7200rpm 영역에서 센서리스 운전이 이루어지며 냉방운전의 경우 1800rpm ~ 6000rpm영역에서 주로 이루어진다. 한편 부하의 크기, 시험조건, 온도에 따라 다르지만 통상 4000 ~ 5000rpm 이상에서부터 센서 리스 운전 영역에 진입하게 되는데 이때 종래 BLDC 모터는 고속 운전 영역에서의 효율이 크게 떨어지는 단점을 가지고 있다.The main operation region of the compressor to which the conventional BLDC motor is applied is a sensorless operation region, and in the case of air-conditioning equipment, it has a driving region of 1800 rpm to 7200 rpm based on the rotor. In particular, depending on the size of the load, the temperature of the set and the test conditions, there may be a fluctuation range, but in the heating operation, the sensorless operation is performed in the 3000rpm ~ 7200rpm area, and in the cooling operation, mainly in the 1800rpm ~ 6000rpm area. On the other hand, depending on the size of the load, test conditions, temperature, but usually enters the sensorless operating range from 4000 ~ 5000rpm or more, at this time, the conventional BLDC motor has a disadvantage in that the efficiency in the high-speed operating range is greatly reduced.

특히 종래 제어방식의 경우 고속 운전 시 약자속 운전이 이루어지므로 -Id 전류에 의해 효율이 급격히 떨어지는 단점이 있다. 냉난방 기기와 같은 에너지 효율이 매우 중요시 되는 분야의 경우 효율은 제품의 큰 경쟁력으로 차지하는 비중이 크므로 주 운전 영역이 고속 운전 상태를 가지는 경우 효율 저하를 치유할 수 있는 적절한 방법의 요구되고 있다. In particular, the conventional control method has a disadvantage in that the efficiency is sharply reduced by the -Id current because the weak magnetic flux operation is made at high speed. In the field where energy efficiency is very important, such as air conditioning and heating equipment, efficiency is a big part of the product's competitiveness, and therefore, there is a need for an appropriate method to cure the decrease in efficiency when the main operation region has a high speed operation state.

따라서 본 발명의 목적은 콤프레샤 등에 적용되는 모터의 고속 운전 시 고효율을 달성할 수 있도록 지원하는 가변 자속형 모터의 제어 방법 및 제어 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a control method and a control system for a variable flux type motor that support high efficiency during high speed operation of a motor applied to a compressor.

특히 본 발명의 목적은 보조 자석을 가지는 가변 자속형의 모터의 구성에서 보조 자석의 착/감자를 통해 고속 운전 시에도 고효율을 달성할 수 있도록 지원하는 가변 자속형 모터의 제어 방법 및 제어 시스템을 제공함에 있다.In particular, it is an object of the present invention to provide a control method and control system for a variable flux motor that supports high efficiency even at high speeds through the attachment / potato of the auxiliary magnet in the configuration of a variable flux type motor having an auxiliary magnet. Is in.

상술한 본 발명의 목적 달성을 위하여, 본 발명은 고정자와 회전자를 포함하는 모터, 상기 모터 구동에 필요한 전원을 공급하는 인버터, 상기 인버터를 제어하여 상기 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부, 상기 회전자 일측에 배치되는 보조 자석, 상기 제어부 제어에 따라 상기 보조 자석을 착자시키거나 탈자시키는 착/감자 조절부를 포함하는 가변 자속형 모터의 제어 시스템의 구성을 개시한다.In order to achieve the above object of the present invention, the present invention provides a motor including a stator and a rotor, an inverter for supplying power for driving the motor, a controller for controlling the inverter to control the driving speed of the motor, the circuit Disclosed is a configuration of a control system of a variable magnetic flux type motor including an auxiliary magnet disposed on one side of an electron, and a magnetizing / potential adjusting unit for magnetizing or demagnetizing the auxiliary magnet according to the control of the controller.

상기 제어 시스템은 상기 모터의 축과 연결되어 모터 구동에 따라 냉방 모드 또는 난방 모드 운용에 필요한 냉매 순환을 지원하는 냉매 순환 장치를 더 포함할 수 있다.The control system may further include a refrigerant circulation device connected to the shaft of the motor to support a refrigerant circulation required for the cooling mode or the heating mode operation according to the driving of the motor.

이 경우 상기 제어부는 상기 난방 모드인 경우 상기 보조 자석을 감자시키며, 냉방 모드인 경우 상기 보조 자석을 착자시킬 수 있다.In this case, the control unit may demagnetize the auxiliary magnet in the heating mode, and magnetize the auxiliary magnet in the cooling mode.

또한 상기 제어부는 상기 난방 모드 또는 냉방 모드의 설정 온도에 따라 상기 보조 자석이 일정 착자 값을 가지도록 착자시키거나 감자시키도록 제어할 수 있다.In addition, the control unit may control to magnetize or demagnetize the auxiliary magnet to have a predetermined magnetization value according to the set temperature of the heating mode or the cooling mode.

본 발명은 또한, 모터의 회전자를 강제 정렬하는 단계, 상기 정렬된 회전자에 설치된 보조 자석을 착자, 탈자 또는 감자시키는 착/감자 단계, 상기 착자, 탈자 또는 감자된 보조 자석이 배치된 모터의 회전자를 다시 강제 정렬하는 단계, 상기 정렬된 회전자를 동기 가속하는 단계, 상기 동기 가속 후 센서리스 전환을 수행하는 단계, 상기 센서리스 전환 후 센서리스 운전 모드에 따라 모터를 운전하는 단계를 포함하는 가변 자속형 모터의 제어 방법의 구성을 개시한다.The present invention also provides a step of forcibly aligning a rotor of a motor, a magnetizing / potato step of magnetizing, demagnetizing, or demagnetizing an auxiliary magnet installed in the aligned rotor, and a motor of the motor in which the magnetizing, demagnetizing or demagnetizing auxiliary magnet is disposed. Forcibly aligning the rotor again, synchronously accelerating the aligned rotor, performing sensorless switching after the synchronous acceleration, and driving the motor according to the sensorless operating mode after the sensorless switching. A configuration of a control method of a variable magnetic flux motor is disclosed.

여기서 상기 방법은 상기 보조 자석의 착자, 탈자 또는 감자 상태를 검출하는 단계, 검출된 상태가 기 설정된 값에 해당하는지 판단하는 단계, 기 설정된 값에 해당하지 않는 경우 상기 착자, 탈자 또는 감자를 재수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may include detecting a magnetization, demagnetization, or potato state of the auxiliary magnet, determining whether the detected state corresponds to a preset value, and re-performing the magnetization, demagnetization, or potato if it does not correspond to the preset value. It may further comprise a step.

한편 상기 착/감자 단계는 상기 모터와 연결된 압축기에 의하여 난방 모드를 지원하는 경우 상기 보조 자석을 감자하는 단계, 상기 모터와 연결된 압축기에 의하여 냉방 모드를 지원하는 경우 상기 보조 자석을 착자하는 단계를 포함할 수 있다.Meanwhile, the step of wearing / potting includes demagnetizing the auxiliary magnet when the heating mode is supported by the compressor connected to the motor, and magnetizing the auxiliary magnet when the cooling mode is supported by the compressor connected with the motor. can do.

또한 상기 착/감자 단계는 상기 모터에 의하여 운전하는 압축기에 의한 냉난방 설정 온도를 확인하는 단계, 상기 보조 자석의 착자 상태를 확인하고 상기 설정 온도에 따라 상기 보조 자석의 착/감자 상태를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of the wearing / potato step of checking the heating and cooling set temperature by the compressor driven by the motor, checking the magnetization state of the auxiliary magnet and adjusting the wearing / potato state of the auxiliary magnet according to the set temperature It may include.

본 발명의 가변 자속형 모터의 제어 방법 및 제어 시스템에 따르면, 본 발명은 고속 영역에서는 모터의 보조 자석을 착자시켜 많은 자속을 가지게 함으로서 고효율 운전을 달성하며 저속영역에서는 모터의 보조 자석을 감자 또는 탈자시켜 모터의 회전자 자속에 따른 운전 제어를 수행함으로써 최적 토크제어가 이루어지게 하여 넓은 운전영역에서 고효율 운전이 이루어지게 하도록 지원한다.According to the control method and control system of the variable magnetic flux motor of the present invention, the present invention achieves high efficiency by magnetizing the auxiliary magnet of the motor in the high speed region to have a large number of magnetic fluxes, and in the low speed region, the auxiliary magnet of the motor is demagnetized or demagnetized. By performing the operation control according to the rotor flux of the motor to achieve the optimum torque control to support high efficiency operation in a wide operating range.

도 1은 종래 BLDC 전동기의 모터 제어 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉난방 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 냉난방 압축기 구동을 위한 모터의 일면을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉난방 압축기의 구동을 위한 모터 제어 방법을 설명하기 위한 도면.1 is a flow chart for explaining a motor control method of a conventional BLDC motor.
2 is a view schematically showing the configuration of a cooling and heating system according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing one surface of a motor for driving a heating and cooling compressor according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a motor control method for driving a heating and cooling compressor according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the embodiment of the present invention will be described, and the description of other parts will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and the inventor is not limited to the meaning of the terms in order to describe his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 냉난방 시스템(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 모터(10) 구성을 보다 상세히 나타낸 도면이다.2 is a view schematically showing the configuration of the cooling and heating system 100 according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing in more detail the configuration of the motor 10 of the present invention.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 냉난방 시스템(100)은 크게 냉매 순환 장치(102)와 장치 구동부(101)를 포함할 수 있다.2 and 3, the air conditioning system 100 of the present invention may largely include a refrigerant circulation device 102 and a device driver 101.

이와 같은 구성의 냉난방 시스템(100)은 장치 구동부(101) 제어에 의하여 냉매 순환 장치(102)에 포함된 압축기(1)의 구동 속도와 구동 형태를 제어하여 냉난방 시스템(100)을 난방으로 동작시키거나 또는 냉방으로 동작시키는 역할을 수행한다. 특히 본 발명의 냉난방 시스템(100)은 장치 구동부(101)에 마련된 모터(10) 구동에 있어서 모터(10)에 장착된 보조 자석의 착자, 탈자 또는 감자를 제어하여 압축기의 구동에 필요한 고속 운전과 저속 운전에서의 최적의 토크 제어를 수행할 수 있도록 지원한다. 이에 따라 본 발명의 냉난방 시스템(100)은 고속 운전 및 저속 운전 시에 각각 고효율을 달성할 수 있도록 함으로써 전력 낭비를 억제하면서도 적절한 냉난방 기능을 지원할 수 있다.The cooling and heating system 100 having such a configuration controls the driving speed and driving type of the compressor 1 included in the refrigerant circulation device 102 by controlling the device driving unit 101 to operate the cooling and heating system 100 by heating. Or act as cooling. In particular, the cooling and heating system 100 of the present invention controls the magnetization, demagnetization or potato of the auxiliary magnet mounted on the motor 10 in driving the motor 10 provided in the device driving unit 101, and the high speed operation required for driving the compressor. Supports optimum torque control in low speed operation. Accordingly, the cooling and heating system 100 of the present invention can support a proper cooling and heating function while suppressing power waste by enabling high efficiency at high speed and low speed, respectively.

상기 냉매 순환 장치(102)는 압축기(1), 응축기(2), 감압 장치(3) 및 증발기(4)를 포함하여 각 구성들을 연결하는 파이프와, 각 파이프들을 통한 냉매 및 오일 흐름 제어를 위한 다양한 밸브들을 더 포함할 수 있다. 또한 상술한 냉매 순환 장치(102)를 구성하는 각 구성들은 실질적으로 구분된 일정 위치에 마련될 수 있기 때문에 각 구성들의 외관 또한 서로 다르게 마련될 수 있다. 예를 들어 압축기(1)는 실외기 케이스에 포장되어 실외에 배치될 수 있으며, 응축기(2)나 증발기(4)는 실내기 케이스에 포장되어 실내에 배치될 수 있을 것이다.The refrigerant circulation device 102 includes a compressor (1), a condenser (2), a decompression device (3) and an evaporator (4) for connecting the components, and for the refrigerant and oil flow control through the pipes Various valves may be further included. In addition, since the components constituting the above-mentioned refrigerant circulation device 102 may be provided at substantially separate predetermined positions, the appearance of the components may also be provided differently. For example, the compressor 1 may be packaged in an outdoor unit case and disposed outdoors, and the condenser 2 or evaporator 4 may be packaged in an indoor unit case and disposed indoors.

상기 압축기(1)는 유체를 압축하여 유체에 기계적 에너지를 가하는 구성으로서 특히 기체에 압력을 가하여 압력과 속도를 변환시키는 구성이다. 이러한 압축기(1)의 형식은 크게 포지티브 디스플레이스먼트(positive displacement)형과 다이내믹(dynamic)형으로 나눌 수 있다. 디스플레이스먼트 타입 압축기의 대표적인 예로는 왕복 피스톤식 압축기가 있다. 이 압축기는 실린더 내 피스톤의 왕복 운동과 밸브의 개폐에 따라 공기를 흡입하여 압축 후 배출하는 사이클로 이루어져 있다. 이 형태는 일반적으로 유량보다는 높은 압력이 필요할 때 많이 사용된다. 다이내믹형의 압축기는 회전차를 아주 빠른 속도로 회전시켜 얻어지는 큰 유동속도로 인한 운동량으로 기체의 압력을 상승시키는 장치인데, 큰 유량이 필요할 때 많이 사용된다. 특히 본 발명의 압축기(1)는 냉난방 시스템(100) 적용 시 냉매를 압축하여 응축기(2)에 전달하는 구성이 될 수 있다. 한편 본 발명의 모터 제어 방법 및 장치가 다른 시스템에 적용되는 경우 압축기(1)는 해당 시스템에 적용되는 유체를 압축하는 역할을 수행할 수 있다.The compressor 1 is a component that compresses a fluid and applies mechanical energy to the fluid, and in particular, a pressure that converts pressure and speed by applying pressure to a gas. The type of the compressor 1 can be largely divided into a positive displacement type and a dynamic type. A representative example of the displacement type compressor is a reciprocating piston compressor. The compressor consists of a cycle of inhaling, compressing and discharging air according to the reciprocating motion of the piston in the cylinder and opening and closing of the valve. This form is commonly used when higher pressures than flow rates are required. Dynamic compressors are devices that increase the pressure of a gas with momentum due to the large flow rate obtained by rotating the rotor at a very high speed, and are often used when a large flow rate is required. In particular, the compressor 1 of the present invention may be configured to compress the refrigerant and deliver it to the condenser 2 when the air conditioning system 100 is applied. Meanwhile, when the motor control method and apparatus of the present invention are applied to another system, the compressor 1 may serve to compress the fluid applied to the system.

상기 응축기(2)는 콘덴서(condenser)라고도 하는데 압축기(1)를 통과한 고온 고압의 기체냉매를 차갑게 냉각된 저온의 액체냉매로 변화시키는 구성이다. 이러한 응축기(2)는 증발기(4)에서 빼앗은 열을 포함한 기체냉매를 통과시키면서 차갑게 냉각시키기 때문에 기체냉매가 액체냉매로 변하면서 열은 외부로 발산시키게 된다. 된다. 특히 응축기(2)를 통과하는 고온 고압의 기체 냉매는 내부로 통과하는 사이에 냉각되어 출구에서는 저온 고압의 액체로 변하게 된다.The condenser 2, also called a condenser, is configured to change the gaseous refrigerant of high temperature and high pressure passing through the compressor 1 into a cold cooled liquid refrigerant. Since the condenser 2 cools down while passing the gas refrigerant including heat taken from the evaporator 4, the gas refrigerant turns into a liquid refrigerant and heat is radiated to the outside. do. In particular, the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant passing through the condenser 2 is cooled while passing inside, and is converted into a low-temperature, high-pressure liquid at the outlet.

상기 감압 장치(3)는 고압의 유체(수증기, 공기, 물 등)로부터 그보다 낮은 필요 압력으로 유체를 이끌어 내는 경우에 사용하는 장치를 말하며, 보통은 관로에 강압 밸브를 설치하는 형태로 마련된다. 감압 장치(3)는 발생 증기압이 고압으로 사용 증기압과의 차이가 클 때나 사용 증기압을 일정하게 유지하는 역할을 수행한다. 밸브의 동작은 파일럿 라인으로 저압측의 압력을 전해 밸브의 벨로스 또는 다이어프램을 신축시켜 수행한다.The decompression device 3 refers to a device used for drawing a fluid from a high pressure fluid (steam, air, water, etc.) to a lower required pressure, and is usually provided in the form of installing a step-down valve in a pipeline. The decompression device 3 serves to maintain a constant use vapor pressure when the generated vapor pressure is a high pressure and a difference from the use vapor pressure. The operation of the valve is performed by stretching the bellows or diaphragm of the electrolytic valve to the pressure on the low pressure side with a pilot line.

상기 증발기(4)는 냉난방기를 구성하는 기기의 하나로 팽창 밸브에 의해 팽창된 액체 냉매를 증발시켜 주위에서 증발열을 빼앗아 공기, 물, 브라인 등의 다른 유체를 냉각하는 일종의 열교환기이다. The evaporator 4 is a type of heat exchanger that cools other fluids such as air, water and brine by evaporating the liquid refrigerant expanded by the expansion valve as one of the devices constituting the air conditioner and drawing the evaporative heat from the surroundings.

상술한 냉난방 시스템(100)에서 냉매 순환 장치(102)는 압축기(1)에서 압축된 냉매의 일부가 증발기(4)에 전달되어 증발기(4)가 배치된 실내 공간을 냉방시키도록 운용될 수 있다. 또한 본 발명의 냉난방 시스템(100)은 압축기(1)에서 토출된 냉매의 일부가 응축기(2)로 전달되며, 응축기(2)가 배치되는 공간을 난방시킬 수 있다. In the above-described air conditioning system 100, the refrigerant circulation device 102 may be operated to cool a room in which the evaporator 4 is disposed by transferring a portion of the refrigerant compressed by the compressor 1 to the evaporator 4. . In addition, in the cooling and heating system 100 of the present invention, a part of the refrigerant discharged from the compressor 1 is transferred to the condenser 2, and may heat the space where the condenser 2 is disposed.

한편 상기 장치 구동부(101)는 냉매 순환 장치(102)에 포함된 압축기(1)의 구동 방향과 구동 속도를 제어하여 압축기(1)를 통해 순환되는 냉매의 순환 흐름을 제어하여 각 구성들이 배치된 공간을 난방시키거나 냉방시키도록 제어한다. 이를 위하여 장치 구동부(101)는 모터(10), 인버터(20), 착/감자 조절부(30), 제어부(40)의 구성을 포함할 수 있다.Meanwhile, the device driver 101 controls the circulating flow of the refrigerant circulated through the compressor 1 by controlling the driving direction and the driving speed of the compressor 1 included in the refrigerant circulating device 102. Control to heat or cool the space. To this end, the device driver 101 may include a configuration of the motor 10, the inverter 20, the wear / potential controller 30, and the controller 40.

이러한 장치 구동부(101)의 제어부(40)는 모터(10)를 구동시켜 압축기(1)의 압축 구동을 제어하며, 모터(10) 구동을 위하여 인버터(20) 구동을 제어할 수 있다. 여기서 제어부(40)는 PWM 생성기를 포함하여 PWM 생성하고 이를 인버터(20)에 공급할 수 있다. 특히 본 발명의 장치 구동부(101)의 구성 중 모터(10)는 착자와 감자 또는 탈자되는 보조 자석(13)을 포함하며, 착/감자 조절부(30) 제어에 따라 착자, 탈자 또는 감자되어 모터(10)의 고속 운전의 토크 제어를 수행하도록 지원할 수 있다.The controller 40 of the apparatus driving unit 101 may drive the motor 10 to control the compression driving of the compressor 1, and may control the driving of the inverter 20 to drive the motor 10. Here, the controller 40 may generate a PWM including a PWM generator and supply it to the inverter 20. In particular, the motor 10 of the configuration of the device drive unit 101 of the present invention includes an auxiliary magnet 13 to be magnetized and potato or demagnetization, and magnetized, demagnetized or demagnetized according to the control of the magnetizing / potato control unit 30 It can support to perform the torque control of the high speed operation of (10).

이를 위하여 제어부(40)는 모터(10) 구동을 위하여 인버터(20)에서 일정한 전압 예를 들면 3상 전압을 모터(10)에 제공하도록 제어하고, 모터(10) 구동 시 모터(10)의 위치를 강제 정렬하도록 제어할 수 있다. 그리고 제어부(40)는 보조 자석을 현재 설정된 모드에 따라 착자시키거나 탈자 또는 감자시키도록 제어할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 제어부(40)는 현재 설정된 모드가 모터(10)의 고속 운전이 필요한 모드 예를 들면 난방 모드인 경우 강제 정렬된 모터(10) 상태에서 보조 자석들을 감자하도록 착/감자 조절부(30)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(40)는 현재 설정된 모드가 모터(10)의 저속 운전이 필요한 모드 예를 들면 냉방 모드인 경우 강제 정렬된 모터(10) 상태에서 보조 자석들을 착자하도록 착/감자 조절부(30)를 제어할 수 있다.To this end, the controller 40 controls the inverter 20 to provide a constant voltage, for example, a three-phase voltage, to the motor 10 in order to drive the motor 10, and the position of the motor 10 when the motor 10 is driven. You can control to force sort. In addition, the controller 40 may control the magnet to magnetize, demagnetize, or demagnetize the auxiliary magnet according to a currently set mode. In more detail, the control unit 40 adjusts the wearing / potato to demagnetize the auxiliary magnets in a state in which the motor 10 is in a forced alignment when the currently set mode is a mode requiring high-speed operation of the motor 10, for example, a heating mode. The unit 30 can be controlled. In addition, the controller 40 controls the magnetizer / potato controller 30 to magnetize the auxiliary magnets in a state in which the motor 10 is in a forced alignment when the currently set mode is a mode requiring low-speed operation of the motor 10, for example, a cooling mode. Can be controlled.

착/감자 조절부(30)는 고속 운전 모드인 경우 제어부(40) 제어에 따라 모터(10)의 고정자를 통전 시켜 보조 자석들이 일정 자력을 가지도록 착자할 수 있다. 또한 착/감자 조절부(30)는 인버터(20)를 제어하여 모터(10)에 공급되는 전원을 조절함으로써 보조 자석들을 착자하도록 제어할 수 있다. 이와 함께 착/감자 조절부(30)는 착자 작업 이후 일정 시간이 경과되면 보조 자석들에 대한 착자 상태를 검출할 수 있다. 그리고 착/감자 조절부(30)는 보조 자석들이 제어된 착자 값들을 가지는지 확인하고 해당 보조 자석들이 제어된 착자 값들을 가지는 경우 이를 제어부(40)에 알람한다.In the high speed driving mode, the magnetizing / potential adjusting unit 30 may energize the stator of the motor 10 under the control of the controller 40 to magnetize the auxiliary magnets to have a predetermined magnetic force. In addition, the magnetization / potato adjustment unit 30 may control to magnetize the auxiliary magnets by controlling the inverter 20 to adjust the power supplied to the motor 10. In addition, the magnetization / potato adjustment unit 30 may detect the magnetization state for the auxiliary magnets after a certain time has passed after the magnetization operation. In addition, the magnetization / potato controller 30 checks whether the auxiliary magnets have controlled magnetization values and alarms the controller 40 when the auxiliary magnets have controlled magnetization values.

한편 착/감자 조절부(30)는 저속 운전 모드인 경우 제어부(40) 제어에 따라 모터(10)의 고정자를 통전시키거나 인버터(20)를 제어하여 보조 자석들이 탈자되거나 감자되도록 제어할 수 있다. 이후 착자 상태와 동일하게 착/감자 조절부(30)는 보조 자석들의 탈자 상태 또는 감자 상태를 확인하여 제어된 값에 따른 자력 상실이 이루어지지 않은 경우 해당 보조 자석들에 대한 탈자 또는 감자 작업을 재수행하도록 제어할 수 있다.Meanwhile, in the low speed operation mode, the wear / pot controller 30 may control the auxiliary magnets to be demagnetized or demagnetized by energizing the stator of the motor 10 or controlling the inverter 20 under the control of the controller 40. . Thereafter, the magnetization / potato control unit 30 checks the demagnetization state or potato state of the auxiliary magnets and re-demagnetizes or demagnetizes the auxiliary magnets when the magnetic force is not lost according to a controlled value. Can be controlled to perform.

상기 인버터(20)는 상기 모터(10)에 일정한 전원 예를 들면 3상 전압을 제공하는 구성이다. 이러한 인버터(20)는 상기 제어부(40) 제어 및 제어부(40)에 포함ㄷ뇐 PWM 생성기에서 생성된 PWM을 기반으로 전원을 생성하고, 이를 모터(10)에 전달한다. 이러한 인버터(20)는 착/감자 조절부(30) 제어에 따라 모터(10)에 포함된 보조 자석의 착자, 탈자 또는 감자를 위한 전원 공급을 지원할 수 도 있다.The inverter 20 is configured to provide a constant power supply, for example, a three-phase voltage, to the motor 10. The inverter 20 generates power based on the PWM generated by the control unit 40 and the PWM generator included in the control unit 40, and transmits the power to the motor 10. The inverter 20 may support power supply for magnetization, demagnetization, or potato of the auxiliary magnet included in the motor 10 under the control of the magnetization / potato controller 30.

상기 모터(10)는 상기 인버터(20)가 제공하는 전원을 기반으로 회전을 수행하고, 이렇게 생성된 회전력을 특정 장치에 제공하는 구성이다. 이러한 모터(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 인버터(20)가 제공하는 전압이 인가되는 고정자(11)와, 상기 고정자(11)와 대향되며 고정자(11)에 순차적으로 인가되는 전압에 따라 회전하도록 영구자석을 포함하는 회전자(12), 상기 회전자(12) 일측에 마련된 착/감자 조절부(30) 제어에 따라 착자, 탈자 또는 감자되는 보조 자석(13)들을 포함할 수 있다. 그리고 회전자(12)의 중앙에는 냉매 순환 장치(102)의 압축기(1)와 연결되는 커넥터 축(14)이 마련될 수 있다. The motor 10 is configured to perform rotation based on the power provided by the inverter 20 and provide the generated rotational force to a specific device. As shown in FIG. 3, the motor 10 includes a stator 11 to which a voltage provided by the inverter 20 is applied, and a voltage opposed to the stator 11 and sequentially applied to the stator 11. It may include a rotor 12 including a permanent magnet to rotate along, the auxiliary magnets 13 magnetized, demagnetized or potato under control of the magnetizer / potato adjuster 30 provided on one side of the rotor 12 . In addition, a connector shaft 14 connected to the compressor 1 of the refrigerant circulation device 102 may be provided at the center of the rotor 12.

여기서 상기 모터(10)는 4극 6슬롯, 6극 9슬롯 조합의 모터가 적용되며 제어방식은 센서리스 제어방식으로 운전된다. 도시된 도면에서에서 6극 9슬롯의 형태를 나타낸 것이다. 즉 9개의 고정자(11)가 외곽에 배치되고, 6개의 회전자(12)가 고정자(11) 내부에 일정 간격을 가지며 배치된다. 이때 내부 회전자(12)의 각 극에는 도시된 바와 같이 보조 자석(13)들이 마련될 수 있다. 이에 따라 보조 자석(13)은 6개가 마련될 수 있다. 보조 자석(13)은 회전자(12)에 비하여 상대적은 적은 자력을 가지게 되며 착/감자 조절부(30) 제어에 따라 고정자(11)에 통전되는 전류에 의해 착자되거나 탈자 또는 감자될 수 있다. 이러한 보조 자석(13)은 회전자(12)의 극성에 대응하는 극성을 가질 수 있다. 예를 들어, 회전자(12)가 N극의 극성을 가지는 경우 보조 자석(13) 또는 N극의 극성을 가질 수 있다. 결과적으로 회전자(12)가 교번적인 극성을 가지는 경우 착자된 보조 자석(13) 또한 회전자(12)에 대응하여 교번적인 극성을 가질 수 있다.In this case, the motor 10 is a 4-pole 6-slot, 6-pole 9-slot combination motor is applied, the control method is driven by a sensorless control method. In the figure, the shape of the 6-pole 9-slot is shown. That is, nine stators 11 are disposed outside, and six rotors 12 are disposed at regular intervals in the stator 11. At this time, each of the poles of the inner rotor 12 may be provided with auxiliary magnets 13 as shown. Accordingly, six auxiliary magnets 13 may be provided. The auxiliary magnet 13 has a relatively small magnetic force compared to the rotor 12 and may be magnetized, demagnetized, or demagnetized by a current that is energized by the stator 11 under the control of the magnetizer / potato adjuster 30. The auxiliary magnet 13 may have a polarity corresponding to the polarity of the rotor 12. For example, when the rotor 12 has the polarity of the N pole, it may have the polarity of the auxiliary magnet 13 or the N pole. As a result, when the rotor 12 has alternating polarity, the magnetized auxiliary magnet 13 may also have alternating polarity corresponding to the rotor 12.

한편 본 발명의 보조 자석의 착자 정도 또는 감자 정도는 운용되는 모드에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 난방 모드 중에서도 설정 온도에 따라 실제 압축기(1)가 운전되는 속도는 달라질 수 있다. 이에 따라 고온으로 설정되어 압축기(1)가 상대적으로 고속의 운전 특히 최고속의 운전이 요구되는 경우 착자 정도는 보조 자석(13)이 가질 수 있는 최대값이 될 수 있다. 또한 냉방 모드 중에서도 설정 온도에 따라 실제 압축기(1)가 운전되는 속도는 달라질 수 있다. 예를 들어 냉방 중에서 상대적으로 낮은 온도가 설정된 경우 또는 상대적으로 높은 온도가 설정된 경우 보조 자석(13)이 착자되는 정도는 상호 달라질 수 있다. 그리고 냉방 모드이거나 난방 모드 이거나 일정 온도로 설정된 경우 즉 보조 자석(13)의 자력이 모터(10) 동작에 요구되지 않는 경우 착/감자 조절부(30)는 보조 자석(13)의 자력을 탈자시키도록 제어할 수 있다. Meanwhile, the magnetization degree or potato degree of the auxiliary magnet of the present invention may vary depending on the operating mode. For example, the speed at which the actual compressor 1 is operated may vary depending on the set temperature even in the heating mode. Accordingly, when the compressor 1 is set to a high temperature so that a relatively high speed operation, particularly a high speed operation is required, the magnetization degree may be the maximum value that the auxiliary magnet 13 may have. In addition, even in the cooling mode, the speed at which the actual compressor 1 operates may vary according to the set temperature. For example, when a relatively low temperature is set during cooling or when a relatively high temperature is set, the degree of magnetization of the auxiliary magnet 13 may vary. When the cooling mode, the heating mode, or a predetermined temperature is set, that is, when the magnetic force of the auxiliary magnet 13 is not required to operate the motor 10, the wearing / potential adjusting unit 30 demagnetizes the magnetic force of the auxiliary magnet 13. Can be controlled.

상술한 바와 같이 본 발명의 모터(10)는 냉난방 겸용이 요구되는 시스템에서의 압축기 또는 가변속 범위가 넓으면서 센서리스 제어가 이루어져야 하는 구동 시스템 분야 등에 이용될 수 있다.As described above, the motor 10 of the present invention may be used in a compressor or a drive system field in which sensorless control is to be made while the variable speed range is wide in a system requiring both cooling and heating.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a motor control method according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 모터 제어 방법은 먼저, S101 단계에서 모터(10)의 강제 정렬 단계를 수행한다. 이를 위하여 제어부(40)는 인버터(20)를 제어하여 모터(10)에 공급되는 3상 전원 중 임의의 2상에 전류를 공급하여 회전자(12)의 위치를 강제로 정렬시키도록 제어할 수 있다. 공급된 2상 전류는 각각 사전 설계된 양식에 따라 고정자(11)의 2상에 공급될 수 있다. 그러면 고정자(11) 내측에 배치된 회전자(12)는 고정자(11)에 공급된 전류에 의하여 강제 정렬될 수 있다. 첫 번째 강제 정렬 단계는 모터(10)의 보조 자석(13)들에 대한 착/감자를 수행하기 위한 것이다. Referring to FIG. 4, the motor control method of the present invention first performs a forced alignment step of the motor 10 in step S101. To this end, the controller 40 may control the inverter 20 to supply current to any two phases of three-phase power supplied to the motor 10 to forcibly align the position of the rotor 12. have. The supplied two phase currents can be supplied to two phases of the stator 11 respectively according to a predesigned form. Then, the rotor 12 disposed inside the stator 11 may be forcedly aligned by the current supplied to the stator 11. The first forced alignment step is to carry out attachment / potato on the auxiliary magnets 13 of the motor 10.

다음으로 S103 단계에서 보조 자석(13)의 착자, 탈자, 감자 중 적어도 하나를 수행한다. 이를 위하여 제어부(40)는 현재 설정된 모드가 어떠한 모드인지 여부를 확인한다. 즉 현재 설정된 모드가 난방 모드인 경우 제어부(40)는 보조 자석(13)에 대한 감자 작업을 수행하도록 착/감자 조절부(30)를 제어할 수 있다. 또한 제어부(40)는 현재 설정된 모드가 냉방 모드인 경우 보조 자석(13)에 대한 착자 작업을 수행하도록 착/감자 조절부(30)를 제어할 수 있다. Next, at least one of magnetizing, demagnetizing and potato of the auxiliary magnet 13 is performed in step S103. To this end, the controller 40 checks which mode is the currently set mode. That is, when the currently set mode is the heating mode, the control unit 40 may control the wearing / potential adjusting unit 30 to perform the potato operation on the auxiliary magnet 13. In addition, the controller 40 may control the wearing / potential adjusting unit 30 to perform the magnetizing operation on the auxiliary magnet 13 when the currently set mode is the cooling mode.

여기서 상기 제어부(40)는 냉방 모드 또는 난방 모드로 설정된 상태에서 온도에 따라 보조 자석(13)의 착자, 탈자 또는 감자를 수행하도록 제어할 수 도 있다. 즉 냉방 모드 또는 난방 모드 중에서도 압축기(1)의 운전을 고속으로 운전해야 하는 경우 제어부(40)는 보조 자석(13)을 착자하도록 제어할 수 있다. 그리고 제어부(40)는 온도의 고저에 따라 보조 자석(13)의 착자 정도 또는 착자된 상태에서 감자 정도를 결정하고 그에 따른 전류를 고정자(11)에 공급하도록 제어할 수 있다. Here, the controller 40 may control to perform magnetization, demagnetization, or potato of the auxiliary magnet 13 according to the temperature in the cooling mode or the heating mode. That is, in the cooling mode or the heating mode, when the operation of the compressor 1 needs to be operated at a high speed, the controller 40 may control to magnetize the auxiliary magnet 13. In addition, the controller 40 may determine the degree of magnetization of the auxiliary magnet 13 or the degree of potato in the state of magnetization according to the height of the temperature, and control to supply the current to the stator 11 accordingly.

다음으로 제어부(40)는 S105 단계에서 착/감자 진단을 수행하여 착/감자가 설정된 값으로 올바르게 설정되었는지 확인한다. 이 단계에서 착/감자가 정상적으로 수행되지 않은 경우 S101 단계 이전으로 분기하여 이하 과정을 반복적으로 수행할 수 있다. 착/감자 진단의 경우 Pluse 주입방법, 수십Hz~수백kHz의 고조파를 주입방법 등을 적용하여 착자 또는 감자 정도를 진단할 수 있다. 이를 위하여 제어부(40)는 설정 모드에 따라 보조 자석(13)이 가져야 할 자력 값에 대한 데이터 테이블을 포함할 수 있다. 이 데이터 테이블은 냉방 모드에 따른 착자 설정, 난방 모드에 따른 감자 설정 값을 포함할 수 있다. 또한 데이터 테이블은 각 냉방 모드 상태에서의 온도에 따른 착자 설정 값, 난방 모드 상태에서의 감자 설정 값을 가질 수 있다. 한편 제어부(40)는 강제 정렬 이후 착/감자를 수행하는 과정에서 현재 보조 자석(13)의 착자 정도를 먼저 진단하고, 착자 정도에 따라 고정자(11)에 공급할 전류의 세기를 결정할 수 있다. 즉 보조 자석(13)이 이전에 착자된 상태인 경우 현재 설정에 따라 추가 착자를 하거나 또는 감자하여 보조 자석(13)이 설정된 온도나 모드에 따른 착자 값을 가지도록 제어할 수 있다.Next, the control unit 40 performs diagnosis of wearing / potato in step S105 to check whether the wearing / potato is correctly set to the set value. In this step, if the wearing / potato is not normally performed, the process may be repeatedly performed by branching to step S101. In the case of complex / potato diagnosis, Pluse injection method and harmonics of several tens of Hz to hundreds of kHz can be applied to diagnose magnetization or potato degree. To this end, the controller 40 may include a data table for the magnetic force values that the auxiliary magnet 13 should have according to the setting mode. The data table may include a magnetization setting according to the cooling mode and potato setting values according to the heating mode. In addition, the data table may have a magnetization setting value according to the temperature in each cooling mode state and a potato setting value in the heating mode state. Meanwhile, the controller 40 may first diagnose the degree of magnetization of the current auxiliary magnet 13 in the process of performing the magnetization / potato after forced alignment, and determine the strength of the current to be supplied to the stator 11 according to the degree of magnetization. That is, when the auxiliary magnet 13 is previously magnetized, additional magnetization or demagnetization may be performed according to the current setting to control the auxiliary magnet 13 to have a magnetization value according to a set temperature or mode.

한편 S105 단계에서 착/감자가 정상적으로 수행된 경우 S107 단계로 분기하여 착/감자 완료 이후 다시 강제 정렬 단계를 수행한다. 즉 제어부(40)는 착자 및 감자가 정상적으로 수행되어 보조 자석(13)이 가져야할 착자 값이 또는 탈자 상태가 형성된 경우 강제 정렬을 위한 임의의 2상 전류를 고정자(11)에 공급할 수 있다. 이에 따라 고정자(11) 내측에 배치된 회전자(12)는 공급되 2상 전류에 의하여 강제 정렬될 수 있다. 이 강제 정렬 단계는 모터(10) 구동을 위한 단계가 될 수 있다.On the other hand, if the wear / potato is normally performed in step S105, the process branches to step S107 to perform the forced alignment step again after completion of the wear / potato. That is, the controller 40 may supply the stator 11 with any two-phase current for forced alignment when the magnetization and potato are normally performed and the magnetization value that the auxiliary magnet 13 should have or the demagnetization state is formed. Accordingly, the rotor 12 disposed inside the stator 11 may be supplied and forcedly aligned by two-phase current. This forced alignment step may be a step for driving the motor 10.

다음으로, S109 단계에서 동기 가속을 수행한다. 즉 제어부(40)는 회전자(12)가 정렬리 완료되면 모터(10)에 인가되는 전압의 크기와 주파수를 가변하여 모터(10)의 회전자(12)를 일정 속도까지 가속하여 강제 회전시킨다. 이러한 동기 가속은 회전자(12)의 안정된 운전을 위한 것이다. Next, synchronous acceleration is performed in step S109. That is, when the rotor 12 is aligned, the controller 40 may vary the magnitude and frequency of the voltage applied to the motor 10 to accelerate and rotate the rotor 12 of the motor 10 to a predetermined speed. . This synchronous acceleration is for stable driving of the rotor 12.

이후 모터(10)의 고정자(11) 권선으로부터 역기전력 검출이 가능한 속도까지 회전자(12)의 회전속도가 도달하면 모터(10)에 인가되는 전압의 크기를 조절하여 회전자(12) 자계와 고정자(11) 자계의 위상을 조절하는 단계 즉 센서리스 전환을 S111 단계에서 수행한다.Then, when the rotation speed of the rotor 12 reaches the speed at which the counter electromotive force can be detected from the winding of the stator 11 of the motor 10, the magnetic field and the stator of the rotor 12 are adjusted by adjusting the magnitude of the voltage applied to the motor 10. (11) Step of adjusting the phase of the magnetic field, that is, sensorless switching is performed in step S111.

그리고 제어부(40)는 S113 단계에서 센서리스 제어에 따라 모터(10) 구동을 수행한다. 즉 제어부(40)는 센서리스 운전 모드로 전환하여 모터(10)의 역기전력 정보로부터 간접 검출된 회전자 위치 정보를 이용하여 상 전환 및 속도 제어를 수행하여 모터(10)를 운전하도록 지원할 수 있다.The controller 40 drives the motor 10 according to sensorless control in step S113. That is, the controller 40 may support the operation of the motor 10 by performing phase switching and speed control by using the rotor position information indirectly detected from the back EMF information of the motor 10 by switching to the sensorless operation mode.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 가변 자속형 모터의 제어 방법 및 제어 시스템은 착/감자 동작을 수행한 후 압축기의 모터(10)을 운전시키는 것으로 냉난방 시스템의 경우 냉방 시에는 보조 자석(13)을 착자시키고, 난방 시에는 감자 동작을 수행한 후 운전시키도록 제어할 수 있다. 또한 본 발명의 가변 자속형 모터의 제어 방법 및 제어 시스템은 설정 온도에 따라 보조 자석(13)을 탈자시키거나 일정 자력을 가지도록 착자 또는 감자시키도록 제어할 수 있다. 이때 본 발명의 가변 자속형 모터의 제어 방법 및 제어 시스템은 모터(10)의 보조 자석(13)을 인버터(20) 회로 및 모터(10)의 고정자(11) 권선을 통해 착/감자시키도록 제어하며, 착/감자 동작 후 착/감자 여부를 판단하여 보조 자석(13)의 착/감자를 온전하게 수행함으로써 고속 운전 또는 저속 운전에 따른 적응적 토크 제어를 수행하도록 지원할 수 있다. As described above, the control method and control system for a variable flux type motor according to an exemplary embodiment of the present invention operate the motor 10 of the compressor after performing a wearing / potato operation. 13) can be magnetized, and during heating can be controlled to operate after performing the potato operation. In addition, the control method and control system of the variable magnetic flux motor of the present invention can be controlled to magnetize or demagnetize the auxiliary magnet 13 according to the set temperature or to have a constant magnetic force. At this time, the control method and control system of the variable flux-type motor of the present invention controls the auxiliary magnet 13 of the motor 10 to be worn / potato through the inverter 20 circuit and the stator 11 winding of the motor 10. In addition, by determining whether or not to wear after the wear / potato operation by performing the wearing / potato of the auxiliary magnet 13 intact to support to perform the adaptive torque control according to the high speed operation or low speed operation.

한편 상술한 설명에서는 본 발명의 모터 제어 기술이 냉난방 시스템(100)에 적용되는 사례에 대하여 언급하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 모터 제어 기술 및 모터 제어를 위한 장치 구동부는 냉난방 시스템(100) 뿐만 아니라 적용 모드에 따라 운전 속도가 달라지는 다양한 장치들 예를 들면 냉장고 등 압축기 적용이 가능한 다양한 시스템에 적용 가능할 것이다.Meanwhile, in the above description, the motor control technique of the present invention has been described with reference to the case in which the air conditioning system 100 is applied. However, the present invention is not limited thereto. That is, the motor control technology and the device driving unit for the motor control of the present invention will be applicable to various systems that can be applied to the compressor, such as a refrigerator and the like, as well as the air-conditioning system 100 and various devices whose operating speed varies depending on the application mode.

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 이와 같이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 균등론에 따라 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다. While the present invention has been described with reference to several preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit of the invention and the scope of the appended claims.

1 : 압축기 2 : 응축기
3 : 감압 장치 4 : 증발기
10 : 모터 11 : 고정자
12 : 회전자 13 : 보조 자석
14 : 커넥터 축 20 : 인버터
30 : 착/감자 조절부 40 : 제어부
100 : 냉난방 시스템 101 : 장치 구동부
102 : 냉매 순환 장치1: compressor 2: condenser
3: decompression device 4: evaporator
10 motor 11 stator
12: rotor 13: auxiliary magnet
14: connector axis 20: inverter
30: wear / potato adjustment unit 40: control unit
100: air conditioning system 101: device driving unit
102: refrigerant circulation device

Claims

고정자와 회전자를 포함하는 모터;
상기 모터 구동에 필요한 전원을 공급하는 인버터;
상기 인버터를 제어하여 상기 모터의 구동 속도를 제어하는 제어부;
상기 회전자 일측에 배치되는 보조 자석;
상기 제어부 제어에 따라 상기 보조 자석을 착자시키거나 탈자시키는 착/감자 조절부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 인버터를 제어하여 상기 모터의 회전자를 강제 정렬하고, 상기 정렬된 회전자에 설치된 상기 보조 자석을 상기 착/감자 조절부를 통하여 착자, 탈자 또는 감자시키고, 상기 착자, 탈자 또는 감자된 상기 보조 자석이 배치된 상기 모터의 회전자를 상기 인버터를 제어하여 다시 강제 정렬하고, 상기 정렬된 회전자를 동기 가속시키고, 상기 동기 가속 후 센서리스 전환을 수행하고, 상기 센서리스 전환 후 센서리스 운전 모드에 따라 상기 모터를 운전하는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 시스템.A motor including a stator and a rotor;
An inverter for supplying power for driving the motor;
A control unit controlling the drive speed of the motor by controlling the inverter;
An auxiliary magnet disposed on one side of the rotor;
And a magnetizing / potato adjusting unit which magnetizes or demagnetizes the auxiliary magnet according to the control of the controller.
The controller controls the inverter to forcibly align the rotor of the motor, and magnetizes, demagnetizes, or demagnetizes the auxiliary magnet installed in the aligned rotor through the magnetization / potato control unit. Forcibly realigns the rotor of the motor in which the auxiliary magnet is disposed by controlling the inverter, synchronously accelerates the aligned rotor, performs sensorless switching after the synchronous acceleration, and sensorless after the sensorless switching. The control system of the variable flux motor, characterized in that for driving the motor in accordance with the operation mode.

제1항에 있어서,
상기 모터의 축과 연결되어 모터 구동에 따라 냉방 모드 또는 난방 모드 운용에 필요한 냉매 순환을 지원하는 냉매 순환 장치;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 시스템. The method of claim 1,
A refrigerant circulation device connected to the shaft of the motor to support a refrigerant circulation required for a cooling mode or a heating mode operation according to driving of the motor;
Control system of a variable flux motor, characterized in that it further comprises.

제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 난방 모드인 경우 상기 보조 자석을 감자시키며, 냉방 모드인 경우 상기 보조 자석을 착자시키는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 시스템.The method of claim 2,
The control unit
The auxiliary magnet is demagnetized in the heating mode, and the auxiliary magnet magnetized in the cooling mode.

제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 난방 모드 또는 냉방 모드의 설정 온도에 따라 상기 보조 자석이 일정 착자 값을 가지도록 착자시키거나 감자시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 시스템.The method of claim 2,
The control unit
And control the magnet to be magnetized or demagnetized so as to have a constant magnetization value according to the set temperature of the heating mode or the cooling mode.

모터의 회전자를 강제 정렬하는 단계;
상기 정렬된 회전자에 설치된 보조 자석을 착자, 탈자 또는 감자시키는 착/감자 단계;
상기 착자, 탈자 또는 감자된 보조 자석이 배치된 모터의 회전자를 다시 강제 정렬하는 단계;
상기 정렬된 회전자를 동기 가속하는 단계;
상기 동기 가속 후 센서리스 전환을 수행하는 단계;
상기 센서리스 전환 후 센서리스 운전 모드에 따라 모터를 운전하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 방법.Forcing the rotor of the motor;
A magnetizing / potato step of magnetizing, demagnetizing or demagnetizing an auxiliary magnet installed in the aligned rotor;
Realigning the rotor of the motor in which the magnetized, demagnetized or demagnetized auxiliary magnet is placed;
Synchronously accelerating the aligned rotor;
Performing sensorless switching after the synchronous acceleration;
Driving the motor according to a sensorless driving mode after the sensorless switching;
Control method of a variable flux type motor comprising a.

제5항에 있어서,
상기 보조 자석의 착자, 탈자 또는 감자 상태를 검출하는 단계;
검출된 상태가 기 설정된 값에 해당하는지 판단하는 단계;
기 설정된 값에 해당하지 않는 경우 상기 착자, 탈자 또는 감자를 재수행하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 방법. The method of claim 5,
Detecting magnetization, demagnetization or potato state of the auxiliary magnet;
Determining whether the detected state corresponds to a preset value;
Rediscovering the magnetized, demagnetized or potato if it does not correspond to a preset value;
Control method of a variable flux motor, characterized in that it further comprises.

제5항에 있어서,
상기 착/감자 단계는
상기 모터와 연결된 압축기에 의하여 난방 모드를 지원하는 경우 상기 보조 자석을 감자하는 단계;
상기 모터와 연결된 압축기에 의하여 냉방 모드를 지원하는 경우 상기 보조 자석을 착자하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 방법.The method of claim 5,
The wearing / potato stage
Demagnetizing the auxiliary magnet when the heating mode is supported by a compressor connected to the motor;
Magnetizing the auxiliary magnet when the cooling mode is supported by a compressor connected to the motor;
Control method of a variable flux type motor comprising a.

제5항에 있어서,
상기 착/감자 단계는
상기 모터에 의하여 운전하는 압축기에 의한 냉난방 설정 온도를 확인하는 단계;
상기 보조 자석의 착자 상태를 확인하고 상기 설정 온도에 따라 상기 보조 자석의 착/감자 상태를 조정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 자속형 모터의 제어 방법.The method of claim 5,
The wearing / potato stage
Confirming a heating / cooling set temperature by a compressor operated by the motor;
Checking the magnetization state of the auxiliary magnet and adjusting the magnetization / potato state of the auxiliary magnet according to the set temperature;
Control method of a variable flux type motor comprising a.