KR850000323B1

KR850000323B1 - 부하에 대응하는 냉동능력 자동 조정 냉장고 회로

Info

Publication number: KR850000323B1
Application number: KR8205825A
Authority: KR
Inventors: 김정수
Original assignee: 강진구; 삼성전자공업 주식회사
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1982-12-27
Publication date: 1985-03-20
Also published as: GB8317726D0; KR840002972A; GB2133586A

Abstract

내용 없음.

Description

부하에 대응하는 냉동능력 자동 조정 냉장고 회로

제1도는 본 발명의 회로도,

제2도는 본 발명에서 온도변동 범위를 복수 구역으로 나눈 상태를 나타내는 그래프.

제3도 및 제4도는 온도와 주파수에 대한 관계로서 비교적 부하가 큰 상태와 작은 상태의 경우를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

블록 A' : 주파수 변환부 A : 주파수 변환제어회로

B : 정류회로 C : 제어부

D : 제상부

본 발명은 냉장고의 압축기를 제어함에 있어서, 고네온도와 설정온도치의 벌위를 복수구역으로 분할하여 압축기의 회전수가 각 구역에 따라 자동변환되도록 하므로 서 고네 온도를 항상 균일하게 유지시킬 수 있는 부하에 대응하는 냉동능력 자동조정 냉장고 회로에 관한 것이다.

종래의 냉장고 회로는 프레온 가스 주입형 때머 스탯(thermo-stat)과 온도 감지센서를 사용한 전자식 F-더머 등을 설치하여서 고네온도를 설정한 후 일정한 회전수로운전되는 압축기에 의하여 일정한 냉동능력을 발휘할 수 있도록 되어 있는데, 이는 이미 설정된 하한선 온도에 도달하면 압축기가 운전을 정지하고, 설정된 상한선 온도로 고네온도가 상승하면 압축기가 재가동되어 압축기가 ON-OFF 동작을 반복하므로서 냉동냉장부하(여기서 부하라 함은 냉동·냉장실 온도를 요구하는 상태로 유지시키기 위하여 단위시간에 뺏는 열량을 말한다)에 대응하여 고네온도를 요구하는 상태로 유지시키고 있기 때문에 압축기의 냉동 능력이 일정하므로 인해 외기온도가 높은 여름철에 있어서 식품을 많이 저장할 경우, 즉 부하가 클 경우에는 고네온도가 설정온도를 크게 상회하는 것이며, 저장식품이 적을 경우, 부하가 작을때는 고네온도가 설정온도보다 크게 내려가는 것으로서 이때에는 압축기를 필요이상의 고속회전시키게 되는 관계로 불필요한 전력손실을 초래하는 것이다.

따라서, 쾌속냉동이 불가능하고, 식품 저장능력에 한계가 있는 것이며, 또한 빈번한 ON-OFF 동작으로 압축기를 매 기동시 요구되는 과전류로 인하여 전력소모가 많을뿐만 아니라, 매기동시마다 소음이 발생하고 기동 릴레이의 사용으로 릴레이의 수명이 문제시되는 등 많은 결점이 내포되어 있는 것이다.

본 발명은 이러한 제반 결점을 해소시키고저 압축기의 회전수를 변환시키는 제어장치로서 디지탈 제어형의 주파수 변환장치를 사용하고, 고네온도와 온도설정치의 차의 범위를 복수구역으로 나눠 각 구역에 대응하는 디지탈신호가 주파수 변환장치에 전송되도록 구성하여서 냉동·냉장부하에 대응하여 압축기의 회전수가 변환되는 회로를 발명한 것으로, 이를 도면에서 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도와 같이 AC전원단으로 부터 입력전원 절환스위치(SW₁)와 전원트랜스(T₁)를 통하여 제상동작 스위치(SW₂), 제상히타(1)로 구성된 제상부(D)와 팬 모우터(2)를 연결하는 한편, 브릿지 정류회로(B)를 거쳐 주파수 변환부(A')의 트랜지스터(Q₁,Q_3,Q₅)에 연결하고, 온도설정부(3)의 설정온도, 고네온도센서 (4), 냉매온도센서(5)의 온도 데이타, 과전류 검출기(T₂)의 신호, 압축기 더머(6) 및 전압검출용 저항(R), 제상부 바이메탈(7)등의 신호를 입력으로 하는 마이크로 프로세서를 주축으로한 제어부(C)를 연결하며, 이의 출력단에는 파워스위칭 트랜지스터(Q₁-Q₆)와 주파수 변환 제어회로(A)로 구성된 주파수 변환부(A')를 연결하여 상기 트랜지스터(Q₁,Q₃,Q₅)의 에미터단 즉, 트랜지스터(Q₂,Q₄,Q₆)의 콜렉터를 압축기의 3상 모우터(M) 3단자에 각기 연결하여서 된 것이다.

미설명부호 T₃는 강압트랜스, L는 고네등, SW₃은 도어스위치, F_1,F₂는 전원휴우즈,F₃는 온도 휴우즈이다.

이와같이 구성된 본 발멍의 동작상태를 설명하면, 제어부(C)로부터 온도 설정부(3)의 설정치와 고네온도센서(4)온도의 차를 검출하여 출력으로 나타나는 디지탈 신호의 주파수 설정신호를 주파수 변환 제어회로(A)에 보내면 고네온도와 온도 설정치의 차에 따르는 설정된 주파수로서 압축기 3상 모우터(M)의 3단에 각기 결선된 트랜지스터(Q₁, Q₂)와 트랜지스터(Q₃,Q₄) 및 트랜지스터(Q₅,Q₆)가 순차적인 스위칭 동작을 하게되므로 압축기 모우터(M에는 설정된 주파수를 갖는 3상교류(펄스출력)가 공급되고, 이 펄스출력은 압축기 모우터(M)를 고효율로 운전시키기 위하여 적분파형이 정형파형이 되도록 성형시킴과 동시에 전압이 주파수에 거의 비례하게 변화하도록 제어되어 있으며, 출력 주파수는 30Hz-75Hz 의 범위로서 연속적으로 변화되며, 이에 따라 압축기의 회전수도 대략 1700-4400rpm의 범위에서 변환되는 것인데, 여기에서 주파수 변환부(A')에 가해지는 디지탈신호 즉, 주파수 설정신호는 온도 설정신호, 고네온도센서, 냉매온도센서 과전류검출기의 신호, 압축기의 더머 전압 검출용 저항등의 신호를 마이크로 프로세서의 입력으로 하여 기 설정한 프로그램에 의하여 논리연산처리된 후 주파수 설정신호로서 전송되는 것이다.

한편, 제상기능에 있어서는 제어부(C)의 마이크로 프로세서에 있는 타이머기능을 이용하여 일정시간 운전을 한후 제어부(C)의 지령신호에 의해 제상스위치(SW₂)가 제상히타(1)쪽으로 절환되어 제상을 행하고, 제상동작이 완료되면 제상부 바이메탈(7)이 작동하여 신호를 다시 제어부(C)에 입력시켜 제어부(C)로 하여금 제상동작 스위치(SW₂)에 신호를 보내 팬 모우터(2)쪽으로 절환시켜 냉동·냉장고를 재가동시킨다.

다음으로, 제 2,3,4도에 따라 고네온도와 온도설정치의 온도차를 복수구역으로 나눈상태에서 부하에 대응하는 압축기 모우터의 회전수 변환과정을 설명하고자 한다.

[표 1]

일예로, 상기(표 6과 같이 고네온도와 온도설정치의 차에 따른 범위를 6개구역(A,B,C,D,E,F)으로 나눠 각 구역에 대응하는 주파수 설정치를 정해놓으면, 고네온도와 온도설정치에 따른 압축기 운전 주파수의 변화상태가 제2도와 같이 나타난다. 여기서 X는 고내온도가 하강하는 영역이고, Y는 고내온도가 상승하는 영역이다. 이를 구체적으로 설명하면, 처음 고내온도가 하강하기 시작하였을 때 고내온도가 온도설정치보다 1^oC 이상 높은 A구역에서는 75Hz의 주파수 설정신호가 가해져서 고내온도가 종래의 냉동·냉장고 보다 급견히 강하하고, 1^oC 이하의 B구역으로 가면 제어부(C)로부터의 지령신호에 의하여 주파수 변환부(A')에 60Hz의 주파수 설정신호가 가해지며, 점차 고내온도가 내려가서 (D)구역에 이르면 40Hz의 주파수 설정신호가 가해지게 되는데, 고내온도가 온도설정치보다 0-0.5^oC 낮은 상태 즉, D구역에 있는한 40Hz의 주파수 설정신호가 계속 가해져서 냉동·냉장부하가 증가하여, 고내온도가 온도설정치보다 0-0.5^oC 높은 상태로 옮겨가더라도 이 범위는 고내 온도가 상승하는 영역(Y)에 속하는 D구역이 되므로 계속하여 40Hz의 주파 수설정신호가 가해진다.

따라서, 고내온도가 상승하는 영역(Y)과 하강하는 영역(X) 사이에는 각 구역의 설정온도가 0.5^oC의 차를 갖게되는 관계로 고내온도가 설정치에 도달한 후에는 주파수 설정신호가 빈번하게 변환되지 않고 원활한 운전을 계속하게 된다.

다음으로 제3도, 제4도를 설명하면, 제3도는 비교적 부하가 큰 상태에서의 온도, 주파수 변환상태를 예시한 것이고, 제4도는 비교적 부하가 작은 상태에서의 온도, 주파수 변화상태를 나타내는 그래프로서, 그래프상에서 보면 알 수 있듯이, 고내온도가 온도설정치보다 낮은 D구역에서 40Hz주파수 설정치로 운전하다가 부하가 작으므로 해서 고내온도가 계속내려가 E구역에 도달하면 35Hz의 주파수 설정신호가 가해지게 된다.

그에따라, 35Hz의 주파수로 운전을 계속하여 3분이 경과할때까지 고내온도가 계속 E 구역에 있으면 시각 T₅부터30Hz로 운전하게 되는데, 이때부터 고내온도는 상승하기 시작하여 고내온도와 온도설정치의 차가 고내온도가 상승하는 영역(Y)의 D구역에 이르는 시각 T₆부터 35Hz로 운전하게 되는 것으로서, 이와같이 부하가 작을 경우에는 운전 주파수를 5Hz 하강시켜 과냉각을 방지하고, 압축기가 정지하는 것을 극도로 억제하게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 고내온도 변환 폭을 분할하여 각 구역에 따라 냉동능력을 자동조절하게 되는 것으로서, 압축기의 ON/OFF 동작을 극도로 제한하여 매 기동시마다 정상운전 상태에 이르는 동안 소비되는 불필요한 전력소모를 억제할 수 있으며,이에 현격한 성에너지 효과를 기대할 수 있을뿐만 아니라 압기축의 빈번한 기동 충격이 없으므로 제품에 대한 신뢰성이 크게 향상되고, 기동횟수가 극도로 제한되어 기동시마다 발생되는 소음을 줄이고 정숙 운전을 할 수 있는 것으로서 고내온도가 정밀하게 제어되므로 저장 식품에 쾌적한 환경을 부여할 수 있는 등 여러 가지 유익한 특징을 지닌 것이다.

Claims

전원단에 제상부(D) 및 팬 모우터(2)를 연결하고, 브릿지 정류회로(B)를 거쳐서는 통상의 온도설정부(3), 고내온도 센서(4), 냉매온도센서(5), 과전류검출기(T₂), 압축기 더머(6), 전압검출용 저항(R), 제상부 바이메탈(7) 등의 신호를 감지하는 제어부(C)를 연결하며, 이의 출력단에는 주파수 변환부(A')를 통하여 3상 모우터(M) 에 연결하여 구성됨을 특징으로 하는 부하에 대응하는 냉동능력 자동조정 냉장고 회로.
제1항에 있어서, 주파수 변환부(A')는 상기 제어부(C)의 출력에 따라 주파수를 제어하는 주파수 변환제어회로(A)와 트랜지스터(Q₁,Q₂), (Q₅,Q₆)로서 구성하여 됨을 특징으로 하는 것.