KR20000010107A - 인버터 냉장고의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인버터 냉장고의 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 브러시리스직류모터의 기동불량을 경보하고 또한 브러시리스직류모터와 인버터사이의 접속불량을 감지하여 접속불량을 경보할 수 있는 인버터 냉장고의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인버터 냉장고의 제어방법에 의하면, 브러시리스직류모터가 스텝기동을 하였는데도 회전수가 500RPM을 초과하지 못한 횟수가 소정회수가 되면 기동불량으로 판정하여 브러시리스직류모터를 정지시키고 경보부를 통하여 시각적 그리고 청각적으로 경보를 하고, 스텝기동 후 회전수가 3600RPM을 초과하였을 때 그 초과한 횟수가 소정횟수가 되면 인버터와 브러시리스직류모터사이의 접속이 불량하다고 판단하여 인버터를 통한 브러시리스직류모터의 스위칭신호 출력을 차단하고 경보부를 통하여 시각적 그리고 청각적으로 경보를 함으로 인하여, 기기의 이상을 신속하게 알려서 제작공정상에서 즉시 수리를 하여 불량률을 낮출 수 있으며, 기기 출하후에도 브러시리스직류모터와 인버터의 접속불량 상태가 발생하면 인버터의 불필요한 스위칭 동작을 없앨 수 있어서 회로의 안정성을 높일 수 있다.

Description

인버터 냉장고의 제어방법
본 발명은 인버터 냉장고의 제어방법에 관한 것으로, 상세하게는 브러시리스직류모터의 기동불량을 경보하고 또한 브러시리스직류모터와 인버터사이의 접속불량을 감지하여 접속불량을 경보할 수 있는 인버터 냉장고의 제어방법에 관한 것이다.
종래의 냉장고는 냉매를 압축시키는 브러시리스 타입의 압축기모터를 구비하는데, 이 브러시리스 압축기모터의 로터의 위치를 감지하기 위한 위치감지부가 브러시리스 압축기모터의 각 상에 접속되어 있다. 브러시리스압축기모터의 로터 위치를 감지하여 그 정보를 출력하는 위치감지부의 출력단은 제어부에 접속이 되어 있다.
또한 인버터의 트랜지스터를 제어하는 로직부가 제어부에 접속되어 있으며, 로직부의 출력은 다수의 저항으로 이루어진 저항부를 거쳐서 인버터의 트랜지스터의 각 게이트(혹은 베이스, 이하에서는 게이트라 칭함)단으로 접속된다.
동작을 살펴보면 다음과 같다.
압축기 온시점이 되면 제어부는 브러시리스직류모터를 구동시키기 위하여 인버터 제어신호를 출력한다. 제어부가 출력하는 인버터 제어신호는 로직부로 인가되는데, 로직부는 제어부로부터 출력되는 인버터 제어신호에 의하여 인버터의 6개 트랜지스터의 구동신호를 출력한다.
로직부에서 출력되는 트랜지스터의 구동신호는 다수개의 저항으로 이루어진 저항부를 거쳐서 인버터의 트랜지스터 게이트단으로 각각 입력된다. 인버터 트랜지스터는 게이트단으로 입력되는 트랜지스터 구동신호의 하이/로우 스위칭에 의하여 온/오프되어 브러시리스직류모터로 3상전원을 공급한다.
전술한 종래의 브러시리스직류모터를 제어하기 위해서, 제어부는 임의의 스위칭신호로 트랜지스터를 온/오프시켜 초시 브러시리스직류모터의 회전자의 위치를 판단한 후 브러시리스직류모터를 서서히 가속시킨다. 그런데, 만약 인버터로부터 브러시리스직류모터(압축기)로 접속되어 있는 3상전원이 연결단자 등에서 접촉불량 혹은 단선등의 이유로 하여 접속이 되어 있지 않는 경우에는 브러시리스직류모터에서 역기전력이 발생되지 않기 때문에 위치감지부가 역기전력을 감지하지 못하여 그에 대한 정보가 위치감지부로부터 제어부로 출력되지 않아야 정상이다.
그러나, 인버터의 트랜지스터가 온/오프되어 발생되는 3상전원의 각 상의 선간 전위차가 위치감지부에 전달되어 브러시리스직류모터가 동작하지 않는데도 불구하고 각 상의 선간전위차의 신호를 위치감지부가 감지하여 그 정보를 제어부로 출력한다 그리하여 제어부는 실제로 브러시리스직류모터가 동작하지 않는데도 동작하는 것처럼 인식하여 브러시리스직류모터를 정상제어하였다. 그리하여 실제로는 브러시리스직류모터가 동작하지 않아서 냉동사이클이 작동하지 않게 되었고, 또 그러한 사실을 단시간내에 파악하기가 어려워 냉장고에 보관된 식품이 부패되었으며, 그로 인하여 기기의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있었다. 그리고 브러시리스직류모터를 스텝기동시킨 후 소정시간내에 회전수가 500RPM이상으로 가속되지 않았을 경우 장시간 스텝구동을 시킴으로서 부품 및 브러시리스직류모터가 소손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로 그 목적은, 브러시리스직류모터의 기동불량을 경보하고 또한 브러시리스직류모터와 인버터사이의 접속불량을 감지하여 접속불량을 경보할 수 있는 인버터 냉장고의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인버터 냉장고의 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인버터 냉장고의 제어 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10:전원부 20:인버터
30:브러시리스직류모터 40:위치감지부
50:제어부 60:로직부
70:타이머 80:경보부
TR1 ~ TR6:전력소자(트랜지스터)
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 인버터 냉장고의 제어방법는, 브러시리스직류모터를 구비하는 인버터 냉장고의 제어방법에 있어서, 브러시리스직류모터를 소정시간동안 스텝구동시키는 스텝기동단계, 스텝기동단계 후 브러시리스직류모터의 회전수가 하한회전수와 상한 회전수의 범위를 벗어나는지를 판단하는 회전수판단단계, 회전수판단단계에서 브러시리스직류모터의 회전수가 상한회전수보다 높다면 브러시리스직류모터를 정지시킨 후 그 횟수를 카운트하고 카운트된 횟수가 이상상태를 판단하기 위한 기준횟수미만이면 스텝기동단계로 복귀하고 기준횟수이상이면 이상상태를 경보하는 에러경보단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
이하에서는 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 냉장고 인버터장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉장고 인버터장치의 제어 흐름도이다.
본 발명에 따른 냉장고 냉매를 압축시키는 브러시리스 타입의 직류 압축기모터(30)(이하 브러시리스직류모터)를 구비하는데, 이 브러시리스직류모터(30)의 로터의 위치를 감지하기 위한 위치감지부(40)가 브러시리스직류모터(30)의 각 상에 접속되어 있다. 위치감지부(40)의 출력단은 제어부(50)에 접속이 되어 있다. 또한 인버터(20) 트랜지스터의 스위칭을 제어하는 로직부(60)가 제어부(50)에 접속되어 있다. 또한 인버터(20)는 6개의 전력소자(TR1 ~ TR6)로 이루어진다. 이 전력소자(TR1 ~ TR6)(이하 트랜지스터)는 바이폴라 트랜지스터(BJT), 금속산화막반도체전계효과트랜지스터(MOSFET), 절연게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)등의 전력소자(Power device)가 될 수 있는데, 인버터(20)의 트랜지스터의 각 게이트단은 로직부(60)의 출력단으로 접속된다.
또한 제어부에는 시간을 측정하기 위한 타이머(70)가 접속되어 있으며, 제어부(50)의 제어에 따라서 스피커(81)와 램프(82)를 통하여 경보를 하는 경보부(80)가 제어부(50)에 접속되어 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 제어 흐름에 의한 동작을 설명하겠다.
제어부(50)는 브러시리스직류모터(30)가 기동이 시작되면 먼저 타이머(70)를 온시켜 시간을 측정하기 시작한다(S20). 타이머(70)가 온되면 제어부는 브러시리스직류모터(30)를 스텝구동시키는데(S30), 스텝구동시키는 시간은 약 5초이다. 이때 제어부(50)는 브러시리스직류모터(30)의 회전자 위치를 감지하기 위하여 로직부(60)에서 임의의 펄스파형이 생성되도록 로직부(60)를 제어한다. 그에 따라서 로직부(60)는 임의의 펄스파형을 인버터(20)의 트랜지스터(TR1 ~ TR6) 게이트단으로 출력해서 트랜지스터(TR1 ~ TR6)를 스위칭시키고 3상전원을 발생시켜 브러시리스직류모터(30)에 인가한다. 이때 위치감지부(40)는 브러시리스직류모터(30) 각 상의 역기전력을 감지하여 제어부(50)로 그 정보를 출력한다. 제어부(50)는 위치감지부(40)가 출력하는 브러시리스직류모터(30) 각 상의 역기전력 정보를 입력받아 브러시리스직류모터(30) 회전자의 위치와 회전수를 판단한다.
그리고 나서 제어부(50)는 스텝구간후 브러시리스직류모터(30)의 회전수가 하한회전수인 500RPM이상인지를 판단한다(S40). 만약 판단(S40)에서 500RPM이상이라면 제어부는 회전수가 상한 회전수인 3600RPM이하인지를 판단한다(S50).
판단(S50)에서 회전수가 3600RPM이상이라고 판단되면 제어부(50)는 로직부(60)로 하여금 인버터(20)의 트랜지스터(TR1 ~ TR6) 스위칭신호를 차단하도록 하여 브러시리스직류모터(30)를 정지시킨다(S80). 그리고 에러카운터의 값을 하나 증가(S90)시킨 후 에러카운터의 값이 3인지를 판단한다(S100).
만약 판단(S100)에서 에러카운터의 값이 3이 아니라고 판단되면 제어부(50)는 스텝구동부터 다시 시작한다(S20). 하지만 판단(S100)에서 에러카운터의 값이 3이라고 판단되면 제어부(50)는 에러카운터를 클리어(S110)시키고 경보신호를 출력한다. 그에 따라서 경보부(80)는 스피커(81)와 램프(82)를 통하여 청각적 그리고 시각적으로 에러발생을 경보한다(S120).
한편 판단(S40)에서 브러시리스직류모터(30)의 회전수가 500RPM이하라고 판단되면 제어부(50)는 타이머(70)가 5초를 경과하였는지를 판단한다(S130). 판단(S130)에서 타이머(70)가 5초를 경과하였다고 판단되면 제어부(50)는 로직부(60)로 하여금 인버터(20)의 트랜지스터(TR1 ~ TR6) 스위칭신호를 차단하도록 하여 브러시리스직류모터(30)를 정지시킨다(S140). 그리고 나서 기동불량카운터의 값을 하나 증가(S150)시킨 후 기동불량카운터의 값이 3인지를 판단한다(S160).
만약 판단(S160)에서 기동불량카운터의 값이 3이 아니라고 판단되면 제어부(50)는 스텝구동부터 다시 시작한다(S20).
하지만 판단(S160)에서 기동불량카운터의 값이 3이라고 판단되면 제어부(50)는 기동불량카운터를 클리어(S170)시키고 경보신호를 출력한다. 그에 따라서 경보부(80)는 스피커(81)와 램프(82)를 통하여 청각적 그리고 시각적으로 에러발생을 경보한다(S180).
한편 판단(S50)에서 회전수가 3600RPM 이하라고 판단되면 제어부(50)는 타이머(70)를 오프시켜 클리어시킨다(S60). 그리고 브러시리스직류모터(30)를 정상운전시킨다(S70). 이때 위치감지부(40)는 브러시리스직류모터(30)의 각 상의 역기전력을 감지하여 제어부(50)로 그 정보를 출력한다.
제어부(50)는 위치감지부(40)가 출력하는 정보를 입력으로 받아서 로직부(60)를 제어하여 인버터(20)의 트랜지스터(TR1 ~ TR6) 게이트 스위칭신호를 발생시킨다. 로직부(60)에서 발생된 스위칭신호는 인버터(20)의 트랜지스터(TR1 ~ TR6)의 게이트단으로 입력된다.
그리하여 최종적으로 스위칭신호는 인버터(20)의 트랜지스터(TR1 ~ TR6) 게이트단으로 입력되고 그로 인하여 6개의 인버터(20)의 트랜지스터(TR1 ~ TR6)는 스위칭되어 3상전원이 발생되고 브러시리스직류모터(30)는 정상운전된다.
본 발명에 따른 인버터 냉장고의 제어방법에 의하면, 브러시리스직류모터가 스텝기동을 하였는데도 회전수가 500RPM을 초과하지 못한 횟수가 이상상태를 판단하기 위한 횟수가 되면 기동불량으로 판정하여 브러시리스직류모터를 정지시키고 경보부를 통하여 시각적 그리고 청각적으로 경보를 하고, 스텝기동 후 회전수가 3600RPM을 초과하였을 때 그 초과한 횟수가 이상상태를 판단하기 위한 횟수가 되면 인버터와 브러시리스직류모터사이의 3상 접속이 불량하다고 판단하여 인버터를 통한 브러시리스직류모터의 스위칭신호 출력을 차단하고 경보부를 통하여 시각적 그리고 청각적으로 경보를 함으로 인하여, 기기의 이상을 신속하게 알려서 제작 공정상에서 즉시 수리를 하여 불량률을 낮출 수 있으며, 기기 출하후에도 브러시리스직류모터와 인버터의 접속불량 상태가 발생하면 인버터의 불필요한 스위칭 동작을 없앨 수 있어서 회로의 안정성을 높일 수 있다.

Claims (2)

  1. 브러시리스직류모터를 구비하는 인버터 냉장고의 제어방법에 있어서,
    상기 브러시리스직류모터를 소정시간동안 스텝구동시키는 스텝기동단계,
    상기 스텝기동단계 후 상기 브러시리스직류모터의 회전수가 하한회전수와 상한 회전수의 범위를 벗어나는지를 판단하는 회전수판단단계,
    상기 회전수판단단계에서 상기 브러시리스직류모터의 회전수가 상한회전수보다 높다면 상기 브러시리스직류모터를 정지시킨 후 그 횟수를 카운트하고 카운트된 횟수가 이상상태를 판단하기 위한 기준횟수미만이면 스텝기동단계로 복귀하고 기준횟수이상이면 이상상태를 경보하는 에러경보단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전수판단단계에서 상기 브러시리스직류모터의 회전수가 하한회전수보다 낮다면 상기 브러시리스직류모터를 정지시킨 후 그 횟수를 카운트하고 그 카운트된 횟수에 따라서 상기 브러시리스직류모터를 정지시킨 후 그 횟수를 카운트하고 카운트된 횟수가 이상상태를 판단하기 위한 기준횟수미만이면 스텝기동단계로 복귀하고 기준횟수이상이면 기동불량을 경보하는 기동불량경보단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고의 제어방법.
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