KR101299548B1 - Apparatus for controlling compressor and method of the same - Google Patents

Apparatus for controlling compressor and method of the same Download PDF

Info

Publication number
KR101299548B1
KR101299548B1 KR1020110057052A KR20110057052A KR101299548B1 KR 101299548 B1 KR101299548 B1 KR 101299548B1 KR 1020110057052 A KR1020110057052 A KR 1020110057052A KR 20110057052 A KR20110057052 A KR 20110057052A KR 101299548 B1 KR101299548 B1 KR 101299548B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressor
motor
stroke
piston
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020110057052A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120137899A (en
Inventor
유재유
김규남
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020110057052A priority Critical patent/KR101299548B1/en
Publication of KR20120137899A publication Critical patent/KR20120137899A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101299548B1 publication Critical patent/KR101299548B1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06Control using electricity
    • F04B49/065Control using electricity and making use of computers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/0005Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00 adaptations of pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/12Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by varying the length of stroke of the working members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00Motor parameters
    • F04B2203/04Motor parameters of linear electric motors
    • F04B2203/0401Current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00Motor parameters
    • F04B2203/04Motor parameters of linear electric motors
    • F04B2203/0402Voltage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2203/00Motor parameters
    • F04B2203/04Motor parameters of linear electric motors
    • F04B2203/0404Frequency of the electric current
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00External parameters
    • F04B2207/01Load in general
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/12Kind or type gaseous, i.e. compressible
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S417/00Pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예들은 필요 냉력에 따라 주파수 또는 밀림량 제어를 수행하여 냉력을 확대한다. 또 본 발명의 실시 예들은 필요 냉력에 따라 복수의 운전 모드를 구비하고 운전 모드에 따라 스트로크 제어, 주파수 제어, 또는 밀림량 제어를 수행함으로써 별도의 추가 구성없이 냉력을 확대하여 압축기를 운전한다. 본 발명의 실시 예들은 부하를 검출하고 부하 변동에 따른 냉력을 근거로 주파수를 증가시키거나 또는 피스톤의 위치를 변경하거나 또는 주파수 및 피스톤의 위치 변경을 동시에 수행한다.Embodiments of the present invention expand the cooling power by performing the frequency or the amount of sliding control in accordance with the required cooling power. In addition, the embodiments of the present invention include a plurality of operation modes according to the required cooling power, and performs the stroke control, the frequency control, or the amount of sliding control according to the operation mode to operate the compressor by expanding the cooling power without any additional configuration. Embodiments of the present invention detect the load and increase the frequency, change the position of the piston, or change the frequency and the position of the piston at the same time based on the cooling force according to the load variation.

Description

압축기 제어 장치 및 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING COMPRESSOR AND METHOD OF THE SAME}Compressor control device and control method {APPARATUS FOR CONTROLLING COMPRESSOR AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 필요 냉력에 따라 제어 방식을 달리하여 압축기를 운전하는 압축기 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compressor control device and a control method for operating a compressor by varying the control method according to the required cooling power.

일반적으로 압축기는 기계적 에너지를 압축성 유체의 압축에너지로 변환시키는 장치로서 냉동 시스템, 예를 들어 냉장고나 공기조화기 등,의 일부분으로 사용된다.Generally, a compressor is a device that converts mechanical energy into compressed energy of a compressive fluid and is used as part of a refrigeration system, such as a refrigerator or an air conditioner.

상기 압축기는 크게, 피스톤(Piston)과 실린더(Cylinder) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기(Reciprocating Compressor)와, 편심 회전되는 롤러(Roller)와 실린더 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 롤러가 실린더 내벽을 따라 편심 회전되면서 냉매를 압축시키는 회전식 압축기(Rotary Compressor)와, 선회 스크롤(Orbiting Scroll)과 고정 스크롤(Fixed Scroll) 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 신회 스크롤이 고정 스크롤을 따라 회전되면서 냉매를 압축시키는 스크롤식 압축기(Scroll Compressor)로 구분된다.The compressor is largely provided with a reciprocating compressor (Reciprocating Compressor) for compressing the refrigerant while the piston reciprocating linearly inside the cylinder to form a compression space between the piston (Piston) and the cylinder (Cylinder) is intake or discharge A rotary compressor and an orbiting scroll for compressing the refrigerant while the roller is eccentrically rotated along the inner wall of the cylinder to form a compression space in which the working gas is sucked or discharged between the eccentrically rotating roller and the cylinder. A scroll compressor is formed between the scroll and the fixed scroll to form a compressed space through which the working gas is sucked or discharged so that the scroll scroll rotates along the fixed scroll to compress the refrigerant.

상기 왕복동식 압축기는 내부 피스톤을 실린더의 내부에서 선형으로 왕복 운동시킴으로써 냉매 가스를 흡입, 압축 및 토출한다. 상기 왕복동식 압축기는 피스톤을 구동하는 방식에 따라 크게 레시프로(Recipro) 방식과 리니어(Linear) 방식으로 구분된다.The reciprocating compressor sucks, compresses and discharges refrigerant gas by linearly reciprocating the inner piston inside the cylinder. The reciprocating compressor is classified into a Recipro method and a Linear method according to a method of driving a piston.

상기 레시프로 방식은 회전하는 모터(Motor)에 크랭크샤프트(Crankshaft)를 결합하고, 상기 크랭크샤프트에 피스톤을 결합하여 모터의 회전 운동을 직선 왕복운동으로 변환하는 방식이다. 반면, 상기 리니어 방식은 직선 운동하는 모터의 가동자에 피스톤을 연결하여 모터의 직선 운동으로 피스톤을 왕복운동시키는 방식이다.The recipe is a method of coupling a crankshaft to a rotating motor and coupling a piston to the crankshaft to convert the rotational motion of the motor into a linear reciprocating motion. On the other hand, the linear method is a method of reciprocating the piston by the linear motion of the motor by connecting the piston to the mover of the linear motor.

이러한 왕복동식 압축기는 구동력을 발생하는 전동 유닛과, 전동 유닛으로부터 구동력을 전달받아 유체를 압축하는 압축 유닛으로 구성된다. 상기 전동 유닛으로는 일반적으로 모터를 많이 사용하며, 상기 리니어 방식의 경우에는 리니어 모터를 이용한다.Such a reciprocating compressor is composed of an electric unit generating a driving force, and a compression unit receiving the driving force from the electric unit to compress the fluid. As the electric unit, a motor is generally used a lot, and in the case of the linear method, a linear motor is used.

상기 리니어 모터는 모터 자체가 직선형의 구동력을 직접 발생시키므로 기계적인 변환 장치가 필요하지 않고, 구조가 복잡하지 않다. 또한, 상기 리니어 모터는 에너지 변환으로 인한 손실을 줄일 수 있고, 마찰 및 마모가 발생하는 연결 부위가 없어서 소음을 크게 줄일 수 있는 특징을 가지고 있다. 또한, 상기 리니어 방식의 왕복동식 압축기, 이하 리니어 압축기(Linear Compressor)라 한다,를 냉장고나 공기조화기에 이용할 경우에는 리니어 압축기에 인가되는 스트로크 전압을 변경하여 줌에 따라 압축 비(Compression Ratio)를 변경할 수 있어 냉력(Freezing Capacity) 가변 제어에도 사용할 수 있는 장점이 있다.The linear motor does not require a mechanical conversion device because the motor itself directly generates a linear driving force, and the structure is not complicated. In addition, the linear motor has a characteristic of reducing the loss due to energy conversion and greatly reducing noise because there is no connection site where friction and wear occur. When the linear reciprocating compressor, hereinafter referred to as a linear compressor, is used in a refrigerator or an air conditioner, the compression ratio is changed by changing the stroke voltage applied to the linear compressor. It can be used for variable control of freezing capacity.

한편, 상기 왕복동식 압축기, 특히 리니어 압축기,는 피스톤이 실린더 안에서 기구적으로 구속되어 있지 않은 상태에서 왕복 운동을 하게 되기 때문에 갑자기 전압이 과도하게 걸리는 경우에 피스톤이 실린더 벽에 부딪히거나, 부하가 커서 피스톤이 전진하지 못하여 압축이 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 따라서, 부하의 변동이나 전압의 변동에 대하여 피스톤의 운동을 제어하기 위한 제어 장치가 필수적이다.On the other hand, the reciprocating compressor, especially the linear compressor, reciprocates in a state in which the piston is not mechanically constrained in the cylinder, so that the piston hits the cylinder wall or the load is suddenly excessively loaded. The piston may not move forward and compression may not be performed properly. Therefore, a control device for controlling the movement of the piston with respect to the load variation or the voltage variation is essential.

본 발명의 실시 예들은 필요 냉력에 따라 주파수 또는 밀림량 제어를 수행하여 냉력을 확대하는 압축기 제어 장치 및 제어 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a compressor control apparatus and a control method for expanding the cooling power by performing the frequency or the amount of sliding control in accordance with the required cooling power.

본 발명의 실시 예들은 센서리스 제어 방식으로 압축기를 운전함에 있어서 냉력 확대가 필요한 경우에 주파수 제어 또는 밀림량 제어를 수행하거나 주파수 및 밀림량 제어를 수행하여 냉력을 확대하는 압축기 제어 장치 및 제어 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a compressor control apparatus and a control method for expanding the cooling power by performing the frequency control or the amount of sliding control or the frequency and the amount of sliding control when the cooling force needs to be expanded in operating the compressor in a sensorless control method. to provide.

본 발명의 실시 예들은 부하를 검출하고 부하 변동에 따른 냉력을 근거로 주파수를 증가시키거나 또는 피스톤의 위치를 변경하거나 또는 주파수 및 피스톤의 위치 변경을 동시에 수행하는 압축기 제어 장치 및 제어 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a compressor control apparatus and a control method for detecting a load and increasing the frequency, changing the position of the piston, or simultaneously changing the frequency and the position of the piston based on the cooling force according to the load variation. .

일 실시 예에 따른 압축기 제어 장치는, 부하 변동에 따른 필요 냉력을 근거로 압축기 모터의 운전 주파수를 변경하거나, 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 중심 위치를 변경하거나, 또는 상기 운전 주파수와 상기 피스톤의 중심 위치를 동시에 변경한다.Compressor control apparatus according to an embodiment, changing the operating frequency of the compressor motor, the center position of the piston provided in the compressor motor based on the required cooling force according to the load variation, or the operating frequency and the piston Change the center position at the same time.

일 실시 예에 따른 압축기 제어 장치는, 상기 압축기 모터에 걸리는 부하의 크기를 검출하는 부하 검출 유닛과, 상기 부하에 따라 압축기 운전 모드를 결정하고, 상기 압축기 운전 모드에 따라 상기 운전 주파수 또는 상기 피스톤의 중심 위치 또는 상기 운전 주파수 및 상기 피스톤의 중심 위치를 변경하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.Compressor control apparatus according to an embodiment, the load detection unit for detecting the magnitude of the load on the compressor motor, and determines the compressor operation mode according to the load, and according to the compressor operation mode of the operating frequency or the piston And a control unit for changing the center position or the operating frequency and the center position of the piston.

다른 실시 예에 따른 압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하는 전류 검출 유닛과, 상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압 검출 유닛과, 상기 모터 전류와 상기 모터 전압을 이용하여 상기 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 유닛과, 상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전류와, 상기 피스톤의 스트로크 사이의 위상차를 검출하는 위상차 검출 유닛과, 필요 냉력에 따라 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 변경하거나, 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 중심 위치를 변경하거나, 또는 상기 운전 주파수와 상기 피스톤의 중심 위치를 동시에 변경하는 제어 유닛을 포함하여 구성된다.According to another embodiment of the present invention, a current detection unit for detecting a motor current applied to a compressor motor, a voltage detection unit for detecting a motor voltage applied to the compressor motor, and calculating the stroke using the motor current and the motor voltage. A stroke calculating unit, a phase difference detecting unit detecting a phase difference between a motor current applied to the compressor motor, and a stroke of the piston, and changing an operating frequency of the compressor motor in accordance with a required cooling force or in the compressor motor. And a control unit for changing the center position of the piston or simultaneously changing the operating frequency and the center position of the piston.

상기 실시 예들에 따른 압축기 제어 장치는, 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 검출하는 주파수 검출 유닛을 더 포함할 수 있다. 또, 상기 압축기 제어 장치는, 상기 피스톤의 초기 위치와 상기 스트로크를 이용하여 상기 초기 위치로부터 상기 피스톤의 중심 위치가 이동한 밀림량을 검출하는 밀림량 검출 유닛을 더 포함할 수 있다.The compressor control apparatus according to the embodiments may further include a frequency detection unit that detects an operating frequency of the compressor motor. The compressor control device may further include a sliding amount detecting unit that detects a sliding amount of the center position of the piston moved from the initial position by using the initial position of the piston and the stroke.

일 실시 예에 따른 압축기 제어 방법은, 압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하는 전류 검출 단계와, 상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압 검출 단계와, 상기 모터 전류와 상기 모터 전압을 이용하여 상기 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 단계와, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령치를 근거로 압축기를 운전하는 압축기 운전 단계를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 압축기 운전 단계는, 필요 냉력에 따라 상기 압축기 모터의 운전 주파수 또는 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 밀림량을 변경한다.Compressor control method according to an embodiment, the current detection step of detecting the motor current applied to the compressor motor, the voltage detection step of detecting the motor voltage applied to the compressor motor, using the motor current and the motor voltage And a compressor operation step of operating the compressor based on the calculated stroke and stroke command value. Here, the compressor operation step, the operation frequency of the compressor motor or the amount of sliding of the piston provided in the compressor motor in accordance with the required cooling power.

다른 실시 예에 따른 압축기 제어 방법은, 상기 압축기 모터에 걸리는 부하의 크기를 검출하는 부하 검출 단계를 더 포함하여 구성된다.Compressor control method according to another embodiment further comprises a load detection step of detecting the size of the load on the compressor motor.

본 발명의 실시 예들은 필요 냉력에 따라 주파수 또는 밀림량 제어를 수행하여 냉력을 확대할 수 있다.Embodiments of the present invention can expand the cooling power by performing the frequency or the amount of sliding control in accordance with the required cooling power.

본 발명의 실시 예들은 필요 냉력에 따라 복수의 운전 모드를 구비하고 운전 모드에 따라 스트로크 제어, 주파수 제어, 또는 밀림량 제어를 수행함으로써 별도의 추가 구성없이 냉력을 확대하여 압축기를 운전할 수 있다.Embodiments of the present invention may include a plurality of operation modes according to the required cooling power, and can operate the compressor by expanding the cooling power without any additional configuration by performing stroke control, frequency control, or sliding amount control according to the operation mode.

본 발명의 실시 예들은 부하를 검출하고 부하 변동에 따른 냉력을 근거로 주파수를 증가시키거나 또는 피스톤의 위치를 변경하거나 또는 주파수 및 피스톤의 위치 변경을 동시에 수행할 수 있다.Embodiments of the present invention can detect a load and increase the frequency, change the position of the piston, or change the frequency and the position of the piston at the same time based on the cooling force according to the load variation.

본 발명의 실시 예들은 운전 모드를 변경함으로써 높은 운전 효율을 구간에서는 고효율로 압축기를 운전하는 반면, 큰 냉력을 필요로 하는 구간에서는 이에 따라 압축기를 운전할 수 있다.Embodiments of the present invention can operate the compressor with a high operating efficiency in a section by changing the operation mode in a high efficiency, while operating a compressor according to the section requiring a large cooling force.

도 1 및 도 2는 일 실시 예에 따른 압축기 제어 장치의 구성을 개략적으로 보인 도;
도 3 및 도 4는 다른 실시 예에 따른 압축기 제어 장치의 구성을 개략적으로 보인 도;
도 5는 본 발명의 실시 예들에 있어서 냉력에 따른 운전 효율을 설명하기 위한 그래프;
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 복수의 운전 모드를 설명하기 위한 도;
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 밀림량 제어를 설명하기 위한 도;
도 8은 일 실시 예에 따른 압축기 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도;
도 9는 다른 실시 예에 따른 압축기 제어 방법을 개략적으로 보인 흐름도이다.
1 and 2 schematically show the configuration of a compressor control apparatus according to one embodiment;
3 and 4 schematically show the configuration of a compressor control apparatus according to another embodiment;
Figure 5 is a graph for explaining the operating efficiency according to the cooling force in embodiments of the present invention;
6 is a view for explaining a plurality of driving modes according to embodiments of the present disclosure;
7 is a view for explaining a sliding amount control according to embodiments of the present invention;
8 is a flowchart schematically illustrating a compressor control method according to an embodiment of the present disclosure;
9 is a flowchart schematically illustrating a compressor control method according to another embodiment.

본 발명의 실시 예들은 압축기 모터의 스트로크, 전압 또는 주파수를 제어하는 압축기 제어 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a compressor control device that controls the stroke, voltage or frequency of a compressor motor.

먼저, 본 발명의 실시 예들에 따른 압축기 제어 장치가 적용될 왕복동식 압축기, 특히 리니어 압축기의 구성을 간단히 설명한다. 다만, 하기 리니어 압축기의 구성은 필요에 따라, 그 구성요소 중 일부가 변경 또는 삭제되거나, 다른 구성 요소가 추가될 수 있다.First, the configuration of a reciprocating compressor, in particular a linear compressor, to which a compressor control device according to embodiments of the present invention is applied, will be briefly described. However, the following configuration of the linear compressor, if necessary, some of the components may be changed or deleted, or other components may be added.

리니어 압축기는 밀폐용기 일측에 냉매가 유입 및 유출되는 유입관 및 유출관이 설치되고, 밀폐용기 내측에 실린더가 고정된다. 실린더 내부의 압축공간으로 흡입된 냉매를 압축하기 위하여 실린더 내부에 피스톤이 왕복 직선 운동이 가능하게 설치된다. 또, 피스톤의 운동방향에 스프링들이 설치되어 탄성력에 의해 지지된다. 피스톤은 또한 직선왕복 구동력을 발생시키는 리니어 모터와 연결되고, 상기 리니어 모터는 압축용량이 변경되도록 피스톤의 스트로크를 제어한다. 상기 압축공간에 접하고 있는 피스톤의 일단에 흡입밸브가 설치되고, 압축공간과 접하고 있는 실린더의 일단에 토출밸브 어셈블리가 설치된다. 여기서, 흡입밸브 및 토출밸브 어셈블리는 각각 자동적으로 조절되어 압축공간의 내부의 압력에 따라 개폐된다. 밀폐용기는 상, 하부 쉘이 서로 결합되어 내부가 밀폐되고, 그 일측에는 냉매가 유입되는 유입관 및 냉매가 유출되는 유출관이 설치된다. 실린더 내측에 피스톤이 왕복 직선 가능하게 운동방향으로 탄성 지지되고, 실린더 외측에 리니어 모터가 프레임에 의해 서로 조립되어 조립체를 구성한다. 이러한 조립체는 지지스프링에 의해 밀폐용기의 내측 바닥면에 탄성 지지된다. 밀폐용기의 내부 바닥면에는 소정의 오일이 존재한다. 상기 조립체의 하단에는 오일을 펌핑하는 오일공급장치가 설치되고, 조립체의 하측 프레임 내부에는 오일을 상기 피스톤과 실린더 사이로 공급하는 오일공급관이 형성된다. 상기 오일공급장치는 피스톤의 왕복 직선 운동에 따라 발생되는 진동에 의해 작동되어 오일을 펌핑한다. 이러한 오일은 오일공급관을 따라 피스톤과 실린더 사이의 간극으로 공급되어 냉각 및 윤활 작용을 한다. The linear compressor is provided with an inlet tube and an outlet tube through which refrigerant enters and exits on one side of the sealed container, and a cylinder is fixed inside the sealed container. In order to compress the refrigerant sucked into the compression space inside the cylinder, a piston is installed inside the cylinder to enable reciprocating linear motion. In addition, springs are provided in the direction of movement of the piston and are supported by elastic force. The piston is also connected to a linear motor that generates a linear reciprocating drive force, which controls the stroke of the piston so that the compression capacity is changed. An intake valve is installed at one end of the piston in contact with the compression space, and a discharge valve assembly is installed at one end of the cylinder in contact with the compression space. Here, the suction valve and the discharge valve assembly are automatically adjusted to open and close according to the pressure inside the compression space. The sealed container is sealed by the upper and lower shells coupled to each other, and an inlet tube through which the refrigerant is introduced and an outlet tube through which the refrigerant is discharged are installed at one side thereof. The piston is elastically supported in the movement direction so as to reciprocate linearly inside the cylinder, and the linear motors are assembled to each other by a frame to constitute the assembly outside the cylinder. This assembly is elastically supported on the inner bottom surface of the hermetically sealed container by a support spring. A predetermined oil is present on the inner bottom surface of the sealed container. An oil supply device for pumping oil is installed at a lower end of the assembly, and an oil supply pipe for supplying oil between the piston and the cylinder is formed in the lower frame of the assembly. The oil supply device is operated by the vibration generated by the reciprocating linear motion of the piston to pump oil. This oil is supplied to the gap between the piston and the cylinder along the oil supply pipe for cooling and lubrication.

실린더는 피스톤이 왕복 직선 운동하도록 중공 현상으로 형성되고, 일측에 압축 공간이 형성되며, 유입관 내측에 일단이 근접하게 위치되어 유입관과 동일한 직선 상에 설치된다. 물론 상기 실린더는 유입관과 근접한 일단 내부에 상기 피스톤이 왕복 직선 운동 가능하게 설치되고, 유입관과 반대방향 측의 일단에 토출밸브 어셈블리가 설치된다. 상기 토출밸브 어셈블리는 상기 실린더의 소정의 토출공간을 형성하는 토출커버와, 실린더의 압축공간 측 일단을 개폐하는 토출밸브와, 토출커버와 토출밸브 사이에 축방향으로 탄성력을 부여하는 일종의 코일 스프링인 밸브 스프링으로 구성된다. 이때, 상기 실린더의 일단 내둘레에 오링을 구비하여 토출밸브가 실린더 일단을 밀착한다. 상기 토출커버의 일측과 유출관 사이에는 굴곡지게 형성된 루프 파이프가 연결 설치된다. 상기 루프 파이프는 압축된 냉매가 외부로 토출될 수 있도록 안내하고, 상기 실린더, 피스톤, 리니어 모터의 상호 작용에 의한 진동이 상기 밀폐용기 전체로 전달되는 것을 완충시켜 준다. 상기 피스톤에는 냉매유로가 형성되어 유입관으로부터 유입된 냉매가 유동되도록 한다. 상기 유입관과 근접한 일단이 연결부재에 의해 리니어 모터가 직접 연결되도록 설치되고, 상기 유입관과 반대방향 측 일단에 흡입밸브가 설치되며, 피스톤의 운동방향으로 각종 스프링에 의해 탄성 지지되도록 설치된다. 이때, 상기 흡입밸브는 박판 형상으로 중앙부분이 상기 피스톤의 냉매유로를 개폐하도록 중앙 부분이 일부 절개되어 형성되고, 일측이 상기 피스톤의 일단에 스크류에 의해 고정된다.The cylinder is formed by a hollow phenomenon so that the piston reciprocates linearly, and a compression space is formed at one side, and one end is located close to the inside of the inflow pipe and is installed on the same straight line as the inflow pipe. Of course, the cylinder is installed in one end close to the inlet pipe to enable the reciprocating linear motion, and the discharge valve assembly is installed on one end of the opposite side to the inlet pipe. The discharge valve assembly is a discharge cover for forming a predetermined discharge space of the cylinder, a discharge valve for opening and closing one end of the compression space side of the cylinder, and a kind of coil spring for applying an elastic force in the axial direction between the discharge cover and the discharge valve. Consists of a valve spring. At this time, the one end of the cylinder is provided with an O-ring discharge valve is in close contact with the end of the cylinder. A bent loop pipe is installed between one side of the discharge cover and the outlet pipe. The loop pipe guides the compressed refrigerant to be discharged to the outside, and buffers vibration transmitted by the interaction of the cylinder, the piston, and the linear motor to the entire sealed container. A refrigerant passage is formed in the piston to allow the refrigerant flowing from the inlet pipe to flow. One end close to the inlet pipe is installed to be directly connected to the linear motor by a connecting member, and an inlet valve is installed at one end of the opposite side to the inlet pipe, and is installed to be elastically supported by various springs in the direction of movement of the piston. In this case, the suction valve is formed in a thin plate shape with the center portion partially cut to open and close the refrigerant flow path of the piston, and one side is fixed by a screw to one end of the piston.

상기 피스톤이 상기 실린더 내부에서 왕복 직선 운동함에 따라 압축공간의 압력이 토출압력보다 더 낮은 소정의 흡입압력 이하가 되면, 흡입밸브가 개방되어 냉매가 압축공간으로 흡입되고, 압축공간의 압력이 소정의 흡입압력 이상이 되면, 흡입밸브가 닫힌 상태에서 압축공간의 냉매가 압축된다.As the piston reciprocates linearly inside the cylinder, when the pressure in the compression space becomes lower than or equal to a predetermined suction pressure lower than the discharge pressure, the suction valve is opened to suck the refrigerant into the compression space, and the pressure in the compression space is predetermined. When the suction pressure is higher than the suction pressure, the refrigerant in the compression space is compressed while the suction valve is closed.

리니어 모터는 복수개의 라미네이션(Lamination)이 원주방향으로 적층되도록 구성되어 프레임에 의해 실린더 외측에 고정되도록 설치되는 이너 스테이터(Inner Stator)와, 코일이 감겨지도록 구성된 코일 권선체 주변에 복수개의 라미네이션이 원주방향으로 적층되도록 구성되어 프레임에 의해 실린더 외측에 이너 스테이터와 소정의 간극을 두고 설치되는 아웃터 스테이터(Outer Stator)와, 이너 스테이터와 아웃터 스테이터 사이의 간극에 위치되어 상기 피스톤과 연결부재에 의해 연결되도록 설치되는 영구자석으로 구성된다. 여기서, 상기 코일 권선체는 상기 이너 스테이터의 외측에 고정될 수 있다. 리니어 모터에서 상기 코일 권선체에 전류가 인가됨에 따라 전자기력이 발생되고, 발생된 전자기력과 영구자석의 상호작용에 의해 영구자석이 왕복 직선 운동하게 되며, 영구자석과 연결된 피스톤이 실린더 내부에서 왕복 직선 운동하게 된다.The linear motor is configured such that a plurality of laminations are laminated in the circumferential direction, and an inner stator is installed to be fixed to the outside of the cylinder by a frame, and a plurality of laminations are circumferentially around the coil winding body configured to wind the coils. It is configured to be laminated in the direction so that the outer stator (Outer Stator) is installed at a predetermined gap with the inner stator outside the cylinder by the frame, and located in the gap between the inner stator and the outer stator to be connected by the piston and the connecting member It consists of permanent magnets installed. Here, the coil winding may be fixed to the outer side of the inner stator. As the current is applied to the coil winding in the linear motor, electromagnetic force is generated, and the permanent magnet reciprocates linearly by the interaction of the generated electromagnetic force and the permanent magnet, and the piston connected to the permanent magnet reciprocates linearly in the cylinder. Done.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 압축기 제어 장치는, 부하 변동에 따른 필요 냉력을 근거로 압축기 모터의 운전 주파수를 변경하거나, 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 중심 위치를 변경하거나, 또는 상기 운전 주파수와 상기 피스톤의 중심 위치를 동시에 변경한다.1 and 2, the compressor control apparatus according to an embodiment may change an operating frequency of a compressor motor or change a center position of a piston provided in the compressor motor based on a required cooling force according to a load change. Or simultaneously change the operating frequency and the center position of the piston.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 압축기 제어 장치는, 부하 검출 유닛(100)과 제어 유닛(200)을 포함하여 구성된다. 부하 검출 유닛(100)은 상기 압축기 모터에 걸리는 부하의 크기를 검출한다. 제어 유닛(200)은 상기 부하에 따라 압축기 운전 모드를 결정한다. 또 제어 유닛은 상기 압축기 운전 모드에 따라 상기 운전 주파수 또는 상기 피스톤의 중심 위치 또는 상기 운전 주파수 및 상기 피스톤의 중심 위치를 변경한다.Referring to FIG. 1, a compressor control apparatus according to an embodiment includes a load detection unit 100 and a control unit 200. The load detection unit 100 detects the magnitude of the load on the compressor motor. The control unit 200 determines the compressor operation mode according to the load. The control unit also changes the operating frequency or the center position of the piston or the operating frequency and the center position of the piston in accordance with the compressor operation mode.

도 2를 참조하면, 상기 압축기 제어 장치는, 압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하는 전류 검출 유닛(610)과, 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압 검출 유닛(620)을 더 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the compressor control apparatus further includes a current detection unit 610 for detecting a motor current applied to the compressor motor, and a voltage detection unit 620 for detecting a motor voltage applied to the compressor motor. It is composed.

전류 검출 유닛(610)은 압축기의 부하, 또는 냉동 시스템의 부하,에 따라 압축기에 인가되는 구동 전류를 검출한다. 상기 전류 검출 유닛은 압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출한다. 전압 검출 유닛(620)은 압축기에 인가되는 구동 전압을 검출한다. 상기 전압 검출 유닛은 압축기의 부하에 따라 압축기 모터의 양단 간에 인가되는 모터 전압을 검출한다.The current detection unit 610 detects a drive current applied to the compressor according to the load of the compressor or the load of the refrigeration system. The current detection unit detects a motor current applied to the compressor motor. The voltage detection unit 620 detects a driving voltage applied to the compressor. The voltage detection unit detects a motor voltage applied between both ends of the compressor motor according to the load of the compressor.

상기 압축기 제어 장치는, 상기 압축기 모터 전류와 상기 압축기 모터 전압을 이용하여 압축기의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 유닛(630)을 더 포함하여 구성된다. 상기 모터 전압, 모터 전류 및 스트로크와의 관계는 하기와 같다. 스트로크 연산 유닛(630)은 각각 전압 검출 유닛(620)을 통해 검출된 모터 전압과, 전류 검출 유닛(610)을 통해 검출된 모터 전류를 근거로 하기의 식을 이용해 스트로크를 연산할 수 있다.The compressor control device further includes a stroke calculating unit 630 that calculates a stroke of the compressor using the compressor motor current and the compressor motor voltage. The relationship between the motor voltage, the motor current and the stroke is as follows. The stroke calculation unit 630 may calculate a stroke using the following equation based on the motor voltage detected through the voltage detection unit 620 and the motor current detected through the current detection unit 610, respectively.

Figure 112011044470342-pat00001
Figure 112011044470342-pat00001

여기서, x는 스트로크, α는 모터 상수, Vm은 모터 전압, R은 저항, L은 인덕턴스, i는 모터 전류를 의미한다.Where x is the stroke, α is the motor constant, Vm is the motor voltage, R is the resistance, L is the inductance, and i is the motor current.

제어 유닛(200)은 스트로크 지령치(xref)를 입력받고, 스트로크 연산 유닛(630)이 연산한 스트로크 추정치(x)와 스트로크 지령치를 비교한다. 제어 유닛은 스트로크 추정치와 스트로크 지령치를 비교하고, 비교 결과에 따라 제어 신호를 발생한다. 여기서, 상기 제어 신호는 일반적으로 인버터의 스위칭 소자들, 또는 트라이악에 대한 PWM(Pulse Width Modulation, 펄스폭변조) 전압 듀티를 제어하는 PWM 신호이다.The control unit 200 receives a stroke command value xref and compares the stroke estimate value x calculated by the stroke calculation unit 630 with the stroke command value. The control unit compares the stroke estimate value and the stroke command value and generates a control signal in accordance with the comparison result. Here, the control signal is generally a PWM signal for controlling the PWM (Pulse Width Modulation) voltage duty for the switching elements of the inverter, or the triac.

도 2를 참조하면, 상기 압축기 제어 장치는, 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 검출하는 주파수 검출 유닛(400)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(200)은 주파수 지령치(fref)와 검출된 운전 주파수(f)를 이용하여 압축기에 대해 주파수 제어를 수행한다. 또, 상기 압축기 제어 장치는, 상기 피스톤의 초기 위치와 상기 스트로크를 이용하여 상기 초기 위치로부터 상기 피스톤의 중심 위치가 이동한 밀림량을 검출하는 밀림량 검출 유닛(500)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(200)은 밀림량 지령치(dref)와 검출된 밀림량을 이용하여 밀림량 제어를 수행한다. 여기서, 상기 밀림량은 피스톤의 초기 위치로부터 중심 위치가 이동한 변위를 나타낸다. 상기 밀림량은 (스트로크/2)에서 피스톤의 초기 위치를 뺀 값으로 검출될 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 부하가 증가할수록 밀림량도 증가한다.Referring to FIG. 2, the compressor control device may further include a frequency detection unit 400 that detects an operating frequency of the compressor motor. In this case, the control unit 200 performs frequency control on the compressor using the frequency command value fref and the detected operating frequency f. The compressor control device may further include a push amount detecting unit 500 that detects a push amount in which the center position of the piston is moved from the initial position using the initial position and the stroke of the piston. In this case, the control unit 200 performs the rolling amount control using the rolling amount command value dref and the detected rolling amount. Here, the push amount represents the displacement of the center position from the initial position of the piston. The amount of sliding may be detected by subtracting the initial position of the piston from (stroke / 2). As shown in Fig. 7, the amount of sliding also increases as the load increases.

부하 검출 유닛(100)은 압축기 부하, 즉 압축기 모터에 걸리는 부하의 크기를 검출한다. 압축기 부하의 크기는 일 예로 모터 전류와 스트로크 추정치의 위상차, 모터 전압과 스트로크 추정치의 위상차를 이용하여 검출될 수 있다. 또, 압축기 부하의 크기는 가스 스프링 상수(Kg)를 사용하여 검출할 수 있다. 압축기 부하의 크기는 또 다른 예로 가스 댐핑 상수(Cg)를 사용하여 검출할 수 있다.The load detection unit 100 detects the size of the compressor load, that is, the load on the compressor motor. The magnitude of the compressor load may be detected using, for example, the phase difference between the motor current and the stroke estimate and the phase difference between the motor voltage and the stroke estimate. In addition, the magnitude of the compressor load can be detected using the gas spring constant K g . The magnitude of the compressor load can be detected using another gas damping constant (C g ) as another example.

도 3을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 압축기 제어 장치는, 전류 검출 유닛(610)과, 전압 검출 유닛(620)과, 스트로크 연산 유닛(630)과, 위상차 검출 유닛(110)과, 제어 유닛(200)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, a compressor control apparatus according to another embodiment may include a current detection unit 610, a voltage detection unit 620, a stroke calculation unit 630, a phase difference detection unit 110, and a control unit. And 200.

전류 검출 유닛(610)은 압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하고, 전압 검출 유닛(620)은 상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출한다. 스트로크 연산 유닛(630)은 상기 모터 전류와 상기 모터 전압을 이용하여 상기 스트로크를 연산한다. 스트로크는 상기 수학식 1을 통해 연산, 검출될 수 있다. 위상차 검출 유닛(110)은 상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전류와, 상기 피스톤의 스트로크 사이의 위상차를 검출한다.The current detection unit 610 detects a motor current applied to the compressor motor, and the voltage detection unit 620 detects a motor voltage applied to the compressor motor. The stroke calculating unit 630 calculates the stroke using the motor current and the motor voltage. The stroke may be calculated and detected through Equation 1. The phase difference detecting unit 110 detects a phase difference between the motor current applied to the compressor motor and the stroke of the piston.

제어 유닛(200)은 필요 냉력에 따라 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 변경하거나, 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 중심 위치를 변경하거나, 또는 상기 운전 주파수와 상기 피스톤의 중심 위치를 동시에 변경한다. 제어 유닛(200)은 필요 냉력을 직접 입력받거나, 위상차 검출 유닛(110)이 검출한 위상차를 근거로 필요 냉력을 산출할 수 있다. 또, 하기와 같이 제어 유닛(200)은 가스 스프링 상수나 가스 댐핑 상수를 근거로 필요 냉력을 산출할 수 있다.The control unit 200 changes the operating frequency of the compressor motor, changes the center position of the piston provided in the compressor motor, or simultaneously changes the operating frequency and the center position of the piston according to the required cooling force. The control unit 200 may directly receive the required cooling power or calculate the required cooling power based on the phase difference detected by the phase difference detection unit 110. In addition, as described below, the control unit 200 may calculate the required cooling force based on the gas spring constant or the gas damping constant.

도 4를 참조하면, 상기 압축기 제어 장치는, 상기 모터 전류와, 상기 스트로크와, 상기 위상차를 근거로 가스 스프링 상수를 연산하는 가스스프링상수 연산 유닛(120)을 더 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 압축기 제어 장치는, 상기 모터 전류와, 상기 스트로크와, 상기 위상차를 근거로 가스 댐핑 상수를 연산하는 가스댐핑상수 연산 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the compressor control device may further include a gas spring constant calculating unit 120 that calculates a gas spring constant based on the motor current, the stroke, and the phase difference. As another example, the compressor control apparatus may further include a gas damping constant calculating unit (not shown) that calculates a gas damping constant based on the motor current, the stroke, and the phase difference.

압축기 내의 피스톤은 압축기 모터에 의해 왕복 직선 운동하더라도 운동방향으로 탄성 지지될 수 있도록 각종 스프링이 설치된다. 구체적으로 기계 스프링(Mechanical Spring)의 일종인 코일 스프링이 피스톤의 운동방향으로 밀폐용기 및 실린더에 탄성 지지되도록 설치된다. 또, 압축공간으로 흡입된 냉매 역시 가스 스프링(Gas Spring)으로 작용하게 된다. 이때, 코일 스프링은 일정한 기계 스프링 상수(Mechanical Spring Constant; Km)를 가지고, 가스 스프링은 부하에 따라 가변되는 가스 스프링 상수(Gas Spring Constant; Kg)를 가진다. 기계 스프링 상수(Km) 및 가스 스프링 상수(Kg)를 고려하여 압축기의 고유주파수(fn)가 결정된다. 상기 고유주파수(fn)과 기계 및 가스 스프링 상수(Km, Kg) 간의 관계는 하기와 같다.The piston in the compressor is provided with various springs to be elastically supported in the direction of movement even if the piston in the reciprocating linear motion. Specifically, a coil spring, which is a kind of mechanical spring, is installed to elastically support the sealed container and the cylinder in the direction of movement of the piston. In addition, the refrigerant sucked into the compression space also acts as a gas spring. At this time, the coil spring has a constant mechanical spring constant (Km), and the gas spring has a gas spring constant (Kg) that varies with load. The natural frequency f n of the compressor is determined in consideration of the mechanical spring constant Km and the gas spring constant Kg. The relationship between the natural frequency (fn) and the mechanical and gas spring constants (Km, Kg) is as follows.

Figure 112011044470342-pat00002
Figure 112011044470342-pat00002

여기서, 상기 fn은 피스톤의 고유주파수, Km은 기계 스프링 상수, Kg는 가스 스프링 상수이며, M은 피스톤의 질량이다.Where fn is the natural frequency of the piston, Km is the mechanical spring constant, Kg is the gas spring constant, and M is the mass of the piston.

가스 스프링 상수는 모터 전류와 스트로크 추정치를 근거로 하기 수학식과 같이 연산될 수 있다.The gas spring constant may be calculated as shown below based on the motor current and the stroke estimate.

Figure 112011044470342-pat00003
Figure 112011044470342-pat00003

여기서, 상기 α는 모터 상수, ω는 운전주파수, Km은 기계 스프링 상수, Kg는 가스 스프링 상수이며, M은 피스톤의 질량, |I(jω)|는 한주기 전류 피크값, |X(jω)|는 한주기 스트로크 피크값을 나타낸다.Where α is the motor constant, ω is the operating frequency, Km is the mechanical spring constant, Kg is the gas spring constant, M is the mass of the piston, | I (jω) | is one cycle current peak value, and | X (jω) Represents one cycle stroke peak value.

압축기 부하의 크기는 또 다른 예로 가스 댐핑 상수(Cg)를 사용하여 검출할 수 있다. 가스 댐핑 상수(Cg)는 스트로크 추정치와 모터 전류(전압)의 위상차를 이용하여 하기 수학식과 같이 연산될 수 있다.The magnitude of the compressor load can be detected using another gas damping constant (C g ) as another example. The gas damping constant C g may be calculated using the phase difference between the stroke estimate and the motor current (voltage) as shown in the following equation.

Figure 112011044470342-pat00004
Figure 112011044470342-pat00004

여기서, 상기 α는 모터 상수, ω는 운전주파수, Cg는 가스 댐핑 상수이며, |I(jω)|는 한주기 전류 피크값, |X(jω)|는 한주기 스트로크 피크값을 나타낸다.Where α is a motor constant, ω is an operating frequency, Cg is a gas damping constant, | I (jω) | is one cycle current peak value, and | X (jω) | is one cycle stroke peak value.

도 4를 참조하면, 상기 압축기 제어 장치는, 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 검출하는 주파수 검출 유닛(400)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(200)은 주파수 지령치(fref)와 검출된 운전 주파수(f)를 이용하여 압축기에 대해 주파수 제어를 수행한다. 또, 상기 압축기 제어 장치는, 상기 피스톤의 초기 위치와 상기 스트로크를 이용하여 상기 초기 위치로부터 상기 피스톤의 중심 위치가 이동한 밀림량을 검출하는 밀림량 검출 유닛(500)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제어 유닛(200)은 밀림량 지령치(dref)와 검출된 밀림량을 이용하여 밀림량 제어를 수행한다. 여기서, 상기 밀림량은 피스톤의 초기 위치로부터 중심 위치가 이동한 변위를 나타낸다. 상기 밀림량은 (스트로크/2)에서 피스톤의 초기 위치를 뺀 값으로 검출될 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 부하가 증가할수록 밀림량도 증가한다.Referring to FIG. 4, the compressor control device may further include a frequency detection unit 400 that detects an operating frequency of the compressor motor. In this case, the control unit 200 performs frequency control on the compressor using the frequency command value fref and the detected operating frequency f. The compressor control device may further include a push amount detecting unit 500 that detects a push amount in which the center position of the piston is moved from the initial position using the initial position and the stroke of the piston. In this case, the control unit 200 performs the rolling amount control using the rolling amount command value dref and the detected rolling amount. Here, the push amount represents the displacement of the center position from the initial position of the piston. The amount of sliding may be detected by subtracting the initial position of the piston from (stroke / 2). As shown in Fig. 7, the amount of sliding also increases as the load increases.

이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 실시 예들에 따른 압축기 제어 장치의 동작을 설명한다. 도 5는 냉력에 따른 효율을 나타낸 그래프이고, 도 6은 압축기 운전 모드에 따른 스트로크 변화를 보인 도이다.Hereinafter, the operation of the compressor control apparatus according to the embodiments will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 is a graph showing the efficiency according to the cooling force, Figure 6 is a view showing a change in stroke according to the compressor operation mode.

먼저, 도 6을 참조하면, 상기 압축기 운전 모드는 필요 냉력에 따라 4가지의 운전 모드로 구분될 수 있다. 운전 모드 1에서 운전 모드 4로 갈수록 필요 냉력이 증가한다. 상기 압축기 운전 모드들은 저장 유닛(210)에 미리 저장될 수 있다. 제어 유닛(200)은 필요 냉력에 따라 압축기 운전 모드들 중 하나의 운전 모드를 선택하여 압축기를 운전할 수 있다. 일 예로, 제어 유닛(200)은 하나 이상의 기준 냉력을 미리 설정하고, 필요 냉력과 상기 하나 이상의 기준 냉력을 비교하여 압축기 운전 모드들 중 하나의 운전 모드를 선택한다.First, referring to FIG. 6, the compressor operation mode may be divided into four operation modes according to required cooling power. The required cooling power increases from run mode 1 to run mode 4. The compressor operating modes may be stored in advance in the storage unit 210. The control unit 200 may operate the compressor by selecting one of the compressor operation modes according to the required cooling power. For example, the control unit 200 presets one or more reference cooling forces, and selects one operation mode among the compressor operation modes by comparing the required cooling force with the one or more reference cooling forces.

필요 냉력이 제1 기준 냉력보다 작으면, 제어 유닛(200)은 운전 모드 1과 같이 일정한 스트로크(스트로크=소)로 압축기를 운전한다. 이 경우, 스트로크 지령치는 작아진다. 필요 냉력이 제1 기준 냉력 이상이면, 제어 유닛(200)은 최대 스트로크(full stroke)로 압축기를 운전한다. 이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(200)은 운전 모드 2로 압축기를 운전한다. 예를 들어, 제어 유닛(200)은 모터 전류와 스트로크 추정치의 위상차를 이용하여 상사점을 검출하고, 상사점에서의 피스톤의 위치를 고려한 최대 스트로크로 압축기를 운전한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 냉력이 60 내지 100%일 때에는 스트로크만을 제어하여 효율을 유지하는 것이 좋다.If the required cooling force is smaller than the first reference cooling force, the control unit 200 operates the compressor at a constant stroke (stroke = small) as in the operation mode 1. In this case, the stroke command value becomes small. If the required cooling force is equal to or greater than the first reference cooling force, the control unit 200 operates the compressor at full stroke. In this case, as shown in FIG. 6, the control unit 200 operates the compressor in the operation mode 2. For example, the control unit 200 detects the top dead center by using the phase difference between the motor current and the stroke estimate, and operates the compressor at the maximum stroke considering the position of the piston at the top dead center. As shown in Fig. 5, when the cooling force is 60 to 100%, it is better to maintain efficiency by controlling only the stroke.

제어 유닛(200)은 필요 냉력이 상기 제1 기준 냉력보다 큰 제2 기준 냉력 이상이면, 상기 운전 주파수를 증가하거나 상기 밀림량을 증가하여 상기 압축기를 운전한다. 예를 들어, 냉력이 110% 필요한 경우이다. 이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(200)은 운전 모드 3으로 압축기를 운전한다. 일 예로, 제어 유닛(200)은 운전 주파수를 검출하고, 검출한 운전 주파수가 증가하도록 주파수 지령치를 증가시킨다. 예를 들어, 현재 공진 주파수로 압축기가 운전되고 있는 경우에, 제어 유닛은 공진 주파수 이상으로 운전 주파수를 증가시킨다. 즉, 60Hz로 압축기가 운전되는 경우에 61 내지 65Hz로 운전 주파수를 증가시키다.The control unit 200 operates the compressor by increasing the operating frequency or increasing the amount of the rolling when the required cooling force is equal to or greater than the second reference cooling force that is larger than the first reference cooling force. For example, 110% of cooling power is required. In this case, as shown in FIG. 6, the control unit 200 operates the compressor in the operation mode 3. For example, the control unit 200 detects an operating frequency and increases the frequency command value so that the detected operating frequency increases. For example, if the compressor is currently operating at the resonant frequency, the control unit increases the operating frequency above the resonant frequency. That is, when the compressor is operated at 60 Hz, the operating frequency is increased to 61 to 65 Hz.

다른 예로, 제어 유닛(200)은 도 7에 도시한 바와 같이, 밀림량을 증가시킴으로써 압축기 용량이 증대되도록 한다. 예를 들어, 제어 유닛(200)은 피스톤의 충돌 없이 원하는 냉력(용량)을 갖도록 직류 전압 또는 직류 전류를 인가하여 밀림량을 증가시킨다.As another example, the control unit 200 allows the compressor capacity to be increased by increasing the amount of sliding, as shown in FIG. For example, the control unit 200 increases the amount of sliding by applying a direct current voltage or direct current so as to have a desired cooling power (capacity) without collision of the piston.

제어 유닛(200)은 필요 냉력이 상기 제2 기준 냉력보다 큰 제3 기준 냉력 이상이면, 상기 운전 주파수를 증가하고, 상기 밀림량을 증가하여 상기 압축기를 운전한다. 예를 들어, 냉력이 120% 필요한 경우이다. 즉, 제어 유닛(200)은 운전 주파수를 증가시킴과 동시에 직류 전압을 증가시켜 밀림량을 증가시킨다. 이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 제어 유닛(200)은 운전 모드 4로 압축기를 운전한다.The control unit 200 operates the compressor by increasing the operating frequency and increasing the amount of rolling when the required cooling force is equal to or greater than the third reference cooling force larger than the second reference cooling force. For example, 120% of cold power is required. That is, the control unit 200 increases the driving amount by increasing the operating frequency and at the same time increasing the DC voltage. In this case, as shown in FIG. 6, the control unit 200 operates the compressor in the operation mode 4.

도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 압축기 제어 방법은, 압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하는 전류 검출 단계(S110)와, 상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압 검출 단계(S120)와, 상기 모터 전류와 상기 모터 전압을 이용하여 상기 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 단계(S130)와, 상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령치를 근거로 압축기를 운전하는 압축기 운전 단계를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 압축기 운전 단계는, 필요 냉력에 따라 상기 압축기 모터의 운전 주파수 또는 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 밀림량을 변경한다.Referring to FIG. 8, the compressor control method according to an embodiment may include: a current detection step S110 for detecting a motor current applied to a compressor motor, and a voltage detection step S120 for detecting a motor voltage applied to the compressor motor. ), A stroke calculation step (S130) of calculating the stroke using the motor current and the motor voltage, and a compressor operation step of driving the compressor based on the calculated stroke and stroke command value. Here, the compressor operation step, the operation frequency of the compressor motor or the amount of sliding of the piston provided in the compressor motor in accordance with the required cooling power.

도 9를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 압축기 제어 방법은, 전류 검출 단계(S210)와, 전압 검출 단계(S220)와, 스트로크 연산 단계(S230)와, 압축기 운전 단계를 포함하여 구성된다. 또, 상기 압축기 제어 방법은, 상기 압축기 모터에 걸리는 부하의 크기를 검출하는 부하 검출 단계(S240)를 더 포함하여 구성된다. 압축기 부하의 크기는 일 예로 모터 전류와 스트로크 추정치의 위상차, 모터 전압과 스트로크 추정치의 위상차를 이용하여 검출될 수 있다. 또, 압축기 부하의 크기는 가스 스프링 상수(Kg)를 사용하여 검출할 수 있다. 압축기 부하의 크기는 또 다른 예로 가스 댐핑 상수(Cg)를 사용하여 검출할 수 있다. 또, 상기 압축기 제어 방법은 하나 이상의 압축기 운전 모드를 미리 설정한다(S10).Referring to FIG. 9, a compressor control method according to another embodiment includes a current detection step S210, a voltage detection step S220, a stroke calculation step S230, and a compressor operation step. In addition, the compressor control method further comprises a load detection step (S240) of detecting the magnitude of the load on the compressor motor. The magnitude of the compressor load may be detected using, for example, the phase difference between the motor current and the stroke estimate and the phase difference between the motor voltage and the stroke estimate. In addition, the magnitude of the compressor load can be detected using the gas spring constant K g . The magnitude of the compressor load can be detected using another gas damping constant (C g ) as another example. In addition, the compressor control method presets at least one compressor operation mode (S10).

압축기 제어 장치는 압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하고(S110, S210), 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출한다(S120, S220). 또, 압축기 제어 장치는 모터 전류와 모터 전압을 이용하여 스트로크를 연산한다(S130, S230). 스트로크는 상기 수학식 1을 통해 연산, 검출될 수 있다.The compressor control apparatus detects a motor current applied to the compressor motor (S110, S210), and detects a motor voltage applied to the compressor motor (S120, S220). In addition, the compressor control apparatus calculates a stroke using the motor current and the motor voltage (S130, S230). The stroke may be calculated and detected through Equation 1.

도 5는 냉력에 따른 효율을 나타낸 그래프이고, 도 6은 압축기 운전 모드에 따른 스트로크 변화를 보인 도이다. 먼저, 도 6을 참조하면, 압축기 제어 장치는 필요 냉력에 따라 하나 이상의 압축기 운전 모드 (예를 들어, 운전 모드 1 내지 4)를 설정한다(S10). 운전 모드 1에서 운전 모드 4로 갈수록 필요 냉력이 증가한다. 압축기 제어 장치는, 도 8에 도시한 바와 같이, 하나 이상의 기준 냉력을 미리 설정하고, 필요 냉력과 상기 하나 이상의 기준 냉력을 비교하여 압축기를 운전할 수 있다. 또, 상기 압축기 제어 장치는, 도 9에 도시한 바와 같이, 필요 냉력에 따라 압축기 운전 모드들 중 하나의 운전 모드를 선택하여 압축기를 운전할 수 있다.5 is a graph showing the efficiency according to the cooling force, Figure 6 is a view showing a change in stroke according to the compressor operation mode. First, referring to FIG. 6, the compressor control apparatus sets one or more compressor operation modes (eg, operation modes 1 to 4) according to required cooling power (S10). The required cooling power increases from run mode 1 to run mode 4. As illustrated in FIG. 8, the compressor control apparatus may preset one or more reference cooling forces, and operate the compressor by comparing the required cooling forces with the one or more reference cooling forces. In addition, as shown in FIG. 9, the compressor control apparatus may operate the compressor by selecting one operation mode among the compressor operation modes according to the required cooling power.

압축기 제어 장치는 필요 냉력이 제1 기준 냉력보다 작으면, 운전 모드 1과 같이 일정한 스트로크(스트로크=소)로 압축기를 운전한다(S141, S251). 이 경우, 스트로크 지령치는 작아진다. 압축기 제어 장치는 필요 냉력이 제1 기준 냉력 이상이면, 최대 스트로크(full stroke)로 상기 압축기를 운전한다(S151). 이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 압축기 제어 장치는 운전 모드 2로 압축기를 운전한다(S261). 예를 들어, 상기 압축기 제어 장치는 모터 전류와 스트로크 추정치의 위상차를 이용하여 상사점을 검출하고, 상사점에서의 피스톤의 위치를 고려한 최대 스트로크로 압축기를 운전한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 냉력이 60 내지 100%일 때에는 스트로크만을 제어하여 효율을 유지하는 것이 좋다.If the required cooling power is less than the first reference cooling power, the compressor control device operates the compressor with a constant stroke (stroke = small) as in the operation mode 1 (S141, S251). In this case, the stroke command value becomes small. If the required cooling force is equal to or greater than the first reference cooling force, the compressor control device operates the compressor at a maximum stroke (S151). In this case, as shown in FIG. 6, the compressor control device operates the compressor in the operation mode 2 (S261). For example, the compressor control device detects the top dead center by using the phase difference between the motor current and the stroke estimate, and operates the compressor at the maximum stroke considering the position of the piston at the top dead center. As shown in Fig. 5, when the cooling force is 60 to 100%, it is better to maintain efficiency by controlling only the stroke.

압축기 제어 장치는 필요 냉력이 상기 제1 기준 냉력보다 큰 제2 기준 냉력 이상이면, 상기 운전 주파수를 증가하거나 상기 밀림량을 증가하여 상기 압축기를 운전한다(S161). 예를 들어, 냉력이 110% 필요한 경우이다. 이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 압축기 제어 장치는 운전 모드 3으로 압축기를 운전한다(S271). 일 예로, 상기 압축기 제어 장치는, 운전 주파수를 검출하고, 검출한 운전 주파수가 증가하도록 주파수 지령치를 증가시킨다. 예를 들어, 현재 공진 주파수로 압축기가 운전되고 있는 경우에, 제어 유닛은 공진 주파수 이상으로 운전 주파수를 증가시킨다. 즉, 60Hz로 압축기가 운전되는 경우에 61 내지 65Hz로 운전 주파수를 증가시키다.The compressor controller operates the compressor by increasing the operating frequency or increasing the amount of sliding when the required cooling force is greater than or equal to the second reference cooling force greater than the first reference cooling force (S161). For example, 110% of cooling power is required. In this case, as shown in FIG. 6, the compressor control device operates the compressor in the operation mode 3 (S271). As an example, the compressor control device detects an operating frequency and increases the frequency command value so that the detected operating frequency increases. For example, if the compressor is currently operating at the resonant frequency, the control unit increases the operating frequency above the resonant frequency. That is, when the compressor is operated at 60 Hz, the operating frequency is increased to 61 to 65 Hz.

다른 예로, 상기 압축기 제어 장치는, 도 7에 도시한 바와 같이, 밀림량을 증가시킴으로써 압축기 용량이 증대되도록 한다. 예를 들어, 상기 압축기 제어 장치는 피스톤의 충돌 없이 원하는 냉력(용량)을 갖도록 직류 전압 또는 직류 전류를 인가하여 밀림량을 증가시킨다.As another example, the compressor control device, as shown in FIG. 7, allows the compressor capacity to be increased by increasing the amount of sliding. For example, the compressor control device increases the amount of sliding by applying a direct current voltage or direct current so as to have a desired cooling power (capacity) without collision of the piston.

압축기 제어 장치는 필요 냉력이 상기 제2 기준 냉력보다 큰 제3 기준 냉력 이상이면, 상기 운전 주파수를 증가하고, 상기 밀림량을 증가하여 상기 압축기를 운전한다(S171). 예를 들어, 냉력이 120% 필요한 경우이다. 즉, 상기 압축기 제어 장치는 운전 주파수를 증가시킴과 동시에 직류 전압을 증가시켜 밀림량을 증가시킨다. 이 경우, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 압축기 제어 장치는 운전 모드 4로 압축기를 운전한다(S281).If the required cooling force is equal to or greater than the third reference cooling force greater than the second reference cooling force, the compressor control apparatus increases the operating frequency, increases the amount of sliding, and operates the compressor (S171). For example, 120% of cold power is required. That is, the compressor control device increases the driving frequency and at the same time increases the DC voltage to increase the amount of sliding. In this case, as shown in FIG. 6, the compressor control device operates the compressor in the operation mode 4 (S281).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들은 필요 냉력에 따라 주파수 또는 밀림량 제어를 수행하여 냉력을 확대한다. 또 본 발명의 실시 예들은 필요 냉력에 따라 복수의 운전 모드를 구비하고 운전 모드에 따라 스트로크 제어, 주파수 제어, 또는 밀림량 제어를 수행함으로써 별도의 추가 구성없이 냉력을 확대하여 압축기를 운전한다. 본 발명의 실시 예들은 부하를 검출하고 부하 변동에 따른 냉력을 근거로 주파수를 증가시키거나 또는 피스톤의 위치를 변경하거나 또는 주파수 및 피스톤의 위치 변경을 동시에 수행한다.As described above, embodiments of the present invention expand the cooling power by performing the frequency or the amount of sliding control according to the required cooling power. In addition, the embodiments of the present invention include a plurality of operation modes according to the required cooling power, and performs the stroke control, the frequency control, or the amount of sliding control according to the operation mode to operate the compressor by expanding the cooling power without any additional configuration. Embodiments of the present invention detect the load and increase the frequency, change the position of the piston, or change the frequency and the position of the piston at the same time based on the cooling force according to the load variation.

100: 부하 검출 유닛 110: 위상차 검출 유닛
120: 가스 스프링 상수 연산 유닛 200: 제어 유닛
210: 저장 유닛 300: 압축기
400: 주파수 검출 유닛 500: 밀림량 검출 유닛
610: 전류 검출 유닛 620: 전압 검출 유닛
630: 스트로크 연산 유닛
100: load detection unit 110: phase difference detection unit
120: gas spring constant calculation unit 200: control unit
210: storage unit 300: compressor
400: frequency detection unit 500: rolling amount detection unit
610: current detection unit 620: voltage detection unit
630: stroke calculation unit

Claims (22)

압축기 모터에 걸리는 부하의 크기를 검출하는 부하 검출 유닛; 및
상기 부하 변동에 따른 필요 냉력을 근거로 압축기 운전 모드를 결정하고, 상기 압축기 운전 모드에 따라 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 변경하거나, 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 중심 위치를 변경하거나, 또는 상기 운전 주파수와 상기 피스톤의 중심 위치를 동시에 변경하는 제어 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어 장치.
A load detection unit for detecting the magnitude of the load on the compressor motor; And
The compressor operation mode is determined based on the required cooling force according to the load variation, the operation frequency of the compressor motor is changed according to the compressor operation mode, the center position of the piston provided in the compressor motor is changed, or the operation is performed. And a control unit for simultaneously changing a frequency and a center position of the piston.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 압축기 모터의 운전 주파수를 검출하는 주파수 검출 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
The method according to claim 1,
And a frequency detecting unit detecting an operating frequency of the compressor motor.
제1 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 피스톤의 초기 위치와 상기 피스톤의 스트로크를 이용하여 상기 초기 위치로부터 상기 피스톤의 중심 위치가 이동한 밀림량을 검출하는 밀림량 검출 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
The method according to claim 1 or 3,
And a sliding amount detecting unit that detects a sliding amount of the center position of the piston moved from the initial position by using the initial position of the piston and the stroke of the piston.
제1 항에 있어서, 상기 부하 검출 유닛은,
상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전류와, 상기 피스톤의 스트로크 사이의 위상차를 검출하는 위상차 검출 유닛;인 것을 특징으로 하는 압축기 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the load detection unit,
And a phase difference detecting unit detecting a phase difference between a motor current applied to the compressor motor and a stroke of the piston.
제5 항에 있어서, 상기 부하 검출 유닛은,
상기 모터 전류와, 상기 스트로크와, 상기 위상차를 근거로 가스 댐핑 상수를 연산하는 가스댐핑상수 연산 유닛;인 것을 특징으로 하는 압축기 제어 장치.
The method of claim 5, wherein the load detection unit,
And a gas damping constant calculating unit that calculates a gas damping constant based on the motor current, the stroke, and the phase difference.
제5 항에 있어서, 상기 부하 검출 유닛은,
상기 모터 전류와, 상기 스트로크와, 상기 위상차를 근거로 가스 스프링 상수를 연산하는 가스스프링상수 연산 유닛;인 것을 특징으로 하는 압축기 제어 장치.
The method of claim 5, wherein the load detection unit,
And a gas spring constant calculating unit that calculates a gas spring constant based on the motor current, the stroke, and the phase difference.
제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모터 전류를 검출하는 전류 검출 유닛;
상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압 검출 유닛; 및
상기 모터 전류와 상기 모터 전압을 이용하여 상기 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
8. The method according to any one of claims 5 to 7,
A current detection unit for detecting the motor current;
A voltage detection unit detecting a motor voltage applied to the compressor motor; And
And a stroke calculating unit configured to calculate the stroke by using the motor current and the motor voltage.
제1 항에 있어서,
상기 부하에 따라 필요한 상기 냉력의 범위를 설정하고, 상기 설정된 냉력의 범위에 따라 상기 압축기 운전 모드를 설정하여 저장하는 저장 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
The method according to claim 1,
And a storage unit configured to set a range of the cooling force required according to the load, and to set and store the compressor operation mode according to the set range of the cooling force.
압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하는 전류 검출 유닛;
상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압 검출 유닛;
상기 모터 전류와 상기 모터 전압을 이용하여 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 유닛;
상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전류와, 상기 스트로크 사이의 위상차를 검출하는 위상차 검출 유닛; 및
필요 냉력에 따라 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 변경하거나, 상기 피스톤의 중심 위치를 변경하거나, 또는 상기 운전 주파수와 상기 피스톤의 중심 위치를 동시에 변경하는 제어 유닛;을 포함하는 압축기 제어 장치.
A current detecting unit detecting a motor current applied to the compressor motor;
A voltage detection unit detecting a motor voltage applied to the compressor motor;
A stroke calculating unit that calculates a stroke of a piston provided in the compressor motor by using the motor current and the motor voltage;
A phase difference detecting unit detecting a phase difference between the motor current applied to the compressor motor and the stroke; And
And a control unit for changing the operating frequency of the compressor motor, changing the central position of the piston, or simultaneously changing the operating frequency and the central position of the piston in accordance with the required cooling force.
제10 항에 있어서,
상기 모터 전류와, 상기 스트로크와, 상기 위상차를 근거로 가스 댐핑 상수를 연산하는 가스댐핑상수 연산 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
The method of claim 10,
And a gas damping constant calculating unit that calculates a gas damping constant based on the motor current, the stroke, and the phase difference.
제10 항에 있어서,
상기 모터 전류와, 상기 스트로크와, 상기 위상차를 근거로 가스 스프링 상수를 연산하는 가스스프링상수 연산 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
The method of claim 10,
And a gas spring constant calculating unit that calculates a gas spring constant based on the motor current, the stroke, and the phase difference.
제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
상기 모터 전류와, 상기 스트로크와, 상기 위상차를 근거로 상사점을 검출하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어 장치.
The control unit according to any one of claims 10 to 12, wherein
And a top dead center is detected based on the motor current, the stroke, and the phase difference.
제13 항에 있어서,
상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 초기 위치와 상기 스트로크를 이용하여 상기 초기 위치로부터 상기 피스톤의 중심 위치가 이동한 밀림량을 검출하는 밀림량 검출 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
The method of claim 13,
And a sliding amount detecting unit configured to detect the amount of sliding of the center position of the piston from the initial position using the initial position of the piston and the stroke provided in the compressor motor.
제14 항에 있어서,
상기 압축기 모터의 운전 주파수를 검출하는 주파수 검출 유닛;을 더 포함하는 압축기 제어 장치.
15. The method of claim 14,
And a frequency detecting unit detecting an operating frequency of the compressor motor.
제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
상기 필요 냉력의 범위에 따라 하나 이상의 압축기 운전 모드를 설정하고, 상기 압축기 운전 모드를 근거로 상기 압축기 모터의 운전 주파수를 변경하거나, 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 중심 위치를 변경하거나, 또는 상기 운전 주파수와 상기 피스톤의 중심 위치를 동시에 변경하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어 장치.
The control unit according to any one of claims 10 to 12, wherein
Set one or more compressor operation modes according to the required cooling power range, change the operation frequency of the compressor motor, change the central position of the piston provided in the compressor motor based on the compressor operation mode, or the operation Compressor control device characterized in that for changing the frequency and the center position of the piston at the same time.
압축기 모터에 인가되는 모터 전류를 검출하는 전류 검출 단계;
상기 압축기 모터에 인가되는 모터 전압을 검출하는 전압 검출 단계;
상기 모터 전류와 상기 모터 전압을 이용하여 상기 압축기 모터 내에 구비된 피스톤의 스트로크를 연산하는 스트로크 연산 단계; 및
상기 연산된 스트로크와 스트로크 지령치를 근거로 압축기를 운전하는 압축기 운전 단계;를 포함하고,
상기 압축기 운전 단계는,
필요 냉력에 따라 상기 압축기 모터의 운전 주파수 또는 상기 피스톤의 밀림량을 변경하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어 방법.
A current detecting step of detecting a motor current applied to the compressor motor;
A voltage detecting step of detecting a motor voltage applied to the compressor motor;
A stroke calculation step of calculating a stroke of a piston provided in the compressor motor by using the motor current and the motor voltage; And
And a compressor operation step of operating the compressor based on the calculated stroke and stroke command value.
The compressor operation step,
Compressor control method, characterized in that for changing the operating frequency of the compressor motor or the amount of sliding of the piston in accordance with the required cooling power.
제17 항에 있어서,
상기 압축기 모터에 걸리는 부하의 크기를 검출하는 부하 검출 단계;를 더 포함하는 압축기 제어 방법.
The method of claim 17,
And a load detection step of detecting a magnitude of a load applied to the compressor motor.
제17 항 또는 제18 항에 있어서,
상기 필요 냉력과 하나 이상의 기준 냉력을 근거로 하나 이상의 압축기 운전 모드를 설정하는 단계;를 더 포함하는 압축기 제어 방법.
The method of claim 17 or 18,
And setting at least one compressor operating mode based on the required cooling power and at least one reference cooling power.
제17 항 또는 제18 항에 있어서, 상기 압축기 운전 단계는,
상기 필요 냉력이 제1 기준 냉력 이상이면, 최대 스트로크로 상기 압축기를 운전하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어 방법.
19. The method of claim 17 or 18, wherein the compressor operation step,
And when the required cooling force is equal to or greater than the first reference cooling force, the compressor is operated at the maximum stroke.
제20 항에 있어서, 상기 압축기 운전 단계는,
상기 필요 냉력이 상기 제1 기준 냉력보다 큰 제2 기준 냉력 이상이면, 상기 운전 주파수를 증가하거나 상기 밀림량을 증가하여 상기 압축기를 운전하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어 방법.
The method of claim 20, wherein the compressor operation step,
And when the required cooling force is equal to or greater than the second reference cooling force that is greater than the first reference cooling force, the compressor is operated by increasing the operating frequency or increasing the amount of sliding.
제21 항에 있어서, 상기 압축기 운전 단계는,
상기 필요 냉력이 상기 제2 기준 냉력보다 큰 제3 기준 냉력 이상이면, 상기 운전 주파수를 증가하고, 상기 밀림량을 증가하여 상기 압축기를 운전하는 것을 특징으로 하는 압축기 제어 방법.
The method of claim 21, wherein the compressor operation step,
And if the required cooling force is equal to or greater than the third reference cooling force that is greater than the second reference cooling force, increasing the driving frequency and increasing the amount of sliding to operate the compressor.
KR1020110057052A 2011-06-13 2011-06-13 Apparatus for controlling compressor and method of the same Expired - Fee Related KR101299548B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110057052A KR101299548B1 (en) 2011-06-13 2011-06-13 Apparatus for controlling compressor and method of the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110057052A KR101299548B1 (en) 2011-06-13 2011-06-13 Apparatus for controlling compressor and method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120137899A KR20120137899A (en) 2012-12-24
KR101299548B1 true KR101299548B1 (en) 2013-08-23

Family

ID=47904805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110057052A Expired - Fee Related KR101299548B1 (en) 2011-06-13 2011-06-13 Apparatus for controlling compressor and method of the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101299548B1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9675101B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Whirlpool Corporation High performance adjustable juicer with whole foods feed chute
KR102454719B1 (en) * 2016-12-30 2022-10-14 엘지전자 주식회사 Linear compressor and method for controlling linear compressor
KR102209308B1 (en) * 2017-04-04 2021-01-28 엘지전자 주식회사 Compressor driving apparatus and refrigerator including the same
JP2024006514A (en) * 2022-07-04 2024-01-17 マックス株式会社 air compressor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060005385A (en) * 2003-04-23 2006-01-17 엠프레사 브라질리에라 데 콤프레소레스 에스.아.-엠브라코 Resonant Frequency Control System of Linear Compressor
KR20090078634A (en) * 2008-01-15 2009-07-20 엘지전자 주식회사 Linear compressor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060005385A (en) * 2003-04-23 2006-01-17 엠프레사 브라질리에라 데 콤프레소레스 에스.아.-엠브라코 Resonant Frequency Control System of Linear Compressor
KR20090078634A (en) * 2008-01-15 2009-07-20 엘지전자 주식회사 Linear compressor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120137899A (en) 2012-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101904870B1 (en) Apparatus and method for controlling compressor, and refrigerator having the same
KR101955977B1 (en) Apparatus and method for controlling compressor, and refrigerator having the same
KR101772083B1 (en) Apparatus for controlling compressor and refrigerator having the same
KR101214489B1 (en) Apparatus for controlling compressor and method of the same
KR101299548B1 (en) Apparatus for controlling compressor and method of the same
CN111271244B (en) Linear compressor and control method thereof
US8430642B2 (en) Controlling apparatus for linear compressor
US9217429B2 (en) Linear compressor
US20090232666A1 (en) Linear Compressor
KR101495185B1 (en) Control device and control method of linear compressor
KR101190069B1 (en) Apparatus for controlling compressor
EP2503149B1 (en) Linear compressor
KR102454719B1 (en) Linear compressor and method for controlling linear compressor
KR101637441B1 (en) Apparatus for controlling linear compressor, method thereof, and refrigerating system with the same
KR20200021315A (en) Linear compressor and method for controlling linear compressor
KR101718020B1 (en) Apparatus for controlling linear compressor, method thereof, and refrigerator with the same
US20080213108A1 (en) Linear Compressor
KR101521935B1 (en) Control device and control method of linear compressor
KR101948563B1 (en) Apparatus for controlling compressor and refrigerator having the same
KR100648787B1 (en) Linear compressor
KR20180109262A (en) Linear compressor and method for controlling linear compressor
KR101190070B1 (en) Apparatus for controlling reciprecating compressor and method the same
KR20190046543A (en) Apparatus for controlling linear compressor and refrigerator including the same
KR20070079515A (en) Controller of Linear Compressor
KR20130080282A (en) Reciprocating compressor and apparatus for controlling compressor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109

PA0201 Request for examination

St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

E13-X000 Pre-grant limitation requested

St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

PG1501 Laying open of application

St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902

P11-X000 Amendment of application requested

St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000

P13-X000 Application amended

St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701

PR1002 Payment of registration fee

St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002

Fee payment year number: 1

PG1601 Publication of registration

St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160722

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 4

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170714

Year of fee payment: 5

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180713

Year of fee payment: 6

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190712

Year of fee payment: 7

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 7

PN2301 Change of applicant

St.27 status event code: A-5-5-R10-R13-asn-PN2301

St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200714

Year of fee payment: 8

PR1001 Payment of annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001

Fee payment year number: 8

P22-X000 Classification modified

St.27 status event code: A-4-4-P10-P22-nap-X000

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: A-4-4-U10-U13-oth-PC1903

Not in force date: 20210820

Payment event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

PC1903 Unpaid annual fee

St.27 status event code: N-4-6-H10-H13-oth-PC1903

Ip right cessation event data comment text: Termination Category : DEFAULT_OF_REGISTRATION_FEE

Not in force date: 20210820