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KR100208346B1 - 냉장고의 압축기제어장치 및 방법 - Google Patents

냉장고의 압축기제어장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉장고의 압축기제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 압축기제어장치는 압축기모터를 구비한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기제어장치에 있어서, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부와, 상기 압축기모터의 기동시, 상기 교류전압의 복수의 매 반사이클에서 상기 제로교차검출부에서 검출된 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 압축기모터의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬 수 있는 압축기제어장치가 제공된다.

Description

냉장고의 압축기제어장치 및 방법
본 발명은 냉장고의 압축기제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 압축기모터의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬수 있는 압축기제어장치 및 방법에 관한 것이다.
냉장고는 일반적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉장고의 외형을 형성하는 본체(1)와, 본체(1)내에 형성되는 냉동실(2) 및 냉장실(4)과, 냉동실 및 냉장실(2,4)을 개폐하는 도어(6,8)를 구비하고 있으며, 냉동실(2)에는 냉동실(2)의 온도감지를 위한 F센서(12)가 설치되어 있다.
냉장실(4)의 후면에는 증발기로부터의 기상 냉매를 압축하여 고압의 냉매 기체로 만들어 토출하는 압축기(미도시)가 설치되어 있으며, 이러한 압축기는 기체상태의 냉매를 흡입하고 압축하여 배출하는 실린더장치와, 이 실린더장치를 구동하기 위한 압축기모터를 구비하고 있다.
압축기는 냉동실 및 냉장실(2,4)이 소정온도 이하로 유지되도록 동작과 정지를 반복하게 되고, 이에 따라 압축기모터도 구동과 정지상태를 반복하게 된다.
그런데, 압축기모터의 기동시에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 순간적으로 돌입전류(60)가 발생하게 된다. 이 돌입전류(60)는 압축기모터의 기동시 짧은 시간동안 비교적 큰 값의 전류가 압축기모터로 흘러들어가는 현상으로, 대략 0.1초 동안 8A 정도의 전류가 흐르게 된다.
그러나, 종래의 냉장고에서는 이러한 돌입전류(60)를 감소시키는 제어장치를 구비하고 있지 아니하였다. 따라서, 돌입전류(60)가 흐르는 경우를 예상하여 필요이상의 큰 값을 갖는 퓨즈를 설치하여야 하며, 압축기모터의 기동시마다 돌입전류(60)가 발생하여 큰전류가 흐르게 되므로 전체적인 냉장고 소비전력이 증가하게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 냉장고의 압축기모터의 기동시 순간적으로 흐르는 돌입전류를 감소시킬 수 있는 압축기제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 압축기제어장치의 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 압축기제어방법을 나타낸 흐름도,
도 3은 압축기모터가 구동되는 시간을 설명하기 위한 그래프,
도 4는 압축기모터의 기동시 교류전압의 파형을 나타낸 그래프,
도 5는 압축기모터의 기동시 전류의 파형을 나타낸 그래프,
도 6은 종래의 냉장고에서 압축기모터의 기동시 전류의 파형을 나타낸 그래프,
도 7은 냉장고의 정면도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 제로교차검출부 12 : F센서
14 : 마이컴 16 : SSR
18 : 릴레이 20 : 압축기모터
22 : 순환팬
상기 목적은, 본 발명에 따라, 압축기모터를 구비한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기제어장치에 있어서, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부와, 상기 압축기모터의 기동시, 상기 교류전압의 복수의 매 반사이클에서 상기 제로교차검출부에서 검출된 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어장치에 의해 달성된다.
여기서,상기 지연시간은 매 반사이클이 진행되는 동안 점차 감소하는 것이 바람직하며, 상기 제어부는, 마이컴과, 상기 교류전압을 단속하며 상기 마이컴의 제어에 의해 동작하는 SSR을 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 냉각실의 온도감지를 위한 온도감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도감지센서의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압축기모터를 기동하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 압축기모터를 갖는 압축기를 구비한 냉장고에 있어서, 상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하는 단계와, 상기 압축기모터의 기동시, 상기 검출단계의 검출결과에 따라, 복수의 매 반사이클동안 상기 검출단계의 검출결과에 따라 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어방법이 제공된다.
여기서, 냉각실의 온도를 감지하는 단계와, 상기 온도감지단계의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압축기모터를 기동하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 압축기 제어장치 및 방법이 사용되는 냉장고는, 종래의 기술과 관련하여 설명한 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 냉장고의 외형을 형성하는 본체(1)와, 본체(1)내에 형성되는 냉동실(2) 및 냉장실(4)과, 냉동실 및 냉장실(2,4)을 개폐하는 도어(6,8)를 구비하고 있으며, 냉동실(2)에는 냉동실(2)의 온도감지를 이한 F센서(12)가 설치되어 있다.
도 1은 이러한 냉장고에서 본 발명에 따른 압축기제어장치의 블럭도이다. 블럭도에는, 교류전압의 순시값이 0이 되는 순간인 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부(zero-crossing detector)(10)와, 냉동실(2)의 온도감지를 위한 F센서(12)와, 이들로부터 신호를 받아 처리하는 마이컴(14)이 있다.
마이컴(14)은 제어신호를 출력하여 SSR(solid state relay )(16) 및 릴레이(18)를 제어하고, SSR(16)은 압축기모터(20)의 구동을 위해 인가되는 교류전원을 단속하며, 릴레이(18)는 냉기공급을 위한 순환팬(22)에 인가되는 교류전원을 단속한다. 이때, 제로교차검출부(10)와 SSR(16) 및 릴레이(18)에는 동일한 교류전원이 인가된다.
이러한 구성에 의한 압축기제어장치의 동작은, 도 2에 나타낸 흐름도와 같이, 먼저 마이컴(14)은 F센서(12)를 통해 냉동실(2)의 온도를 측정하여, 측정된 냉동실(2)의 온도를 초기에 설정된 설정온도와 비교한다(S30). 비교결과, 냉동실(2)의 온도가 설정온도보다 낮은 경우에는 냉기공급이 필요하지 아니하므로, SSR(16)과 릴레이(18)를 제어하여 압축기모터(20) 및 순환팬(22)에 전원공급을 차단하여 OFF 상태가 유지되도록 하고(S32), 계속해서 냉동실(2)의 온도를 설정온도가 비교한다(S30).
냉동실(2)의 온도가 설정온도보다 높아지면, 냉기공급을 위해 압축기모터(20)와 순환팬(22)의 구동이 필요해진다. 이 경우에는, 먼저 압축기모터(20)의 구동을 위해 인가되는 교류전압의 첫번째 파형인지 검사하여(S34), 도 3에 나타낸 바와 같이, 첫 번째 파형인 경우에는, 제로교차검출부(10)에서 검출된 교류전압의 제로교차시간에서 지연시간 TA경과한 시간에 SSR(16)을 동작시켜 압축기모터(20)에 전원이 인가되도록 한다(S36). 같은 방식으로 두 번째 파형인 경우에는, 제로교차시간에서 지연시간 TB경과된 시간에 압축기모터(20)를 구동하고(S38,S40), 세 번째 파형인 경우에는, 제로교차시간에서 지연시간 TC경과된 시간에 압축기모터(20)를 구동하며(S38,S40), 네번째 파형에서는 제로교차시간에서 지연시간 TD경과된 시간에 압축기모터(20)를 구동한다(S38,S40). 그리고, 네번째 파형이후에는 제로교차시간에서 압축기모터(20)를 구동한다(S50). 여기서, 지연시간인 TA,TB,TC,TD는 교류전압의 매 반사이클마다 점차 감소하도록 하여 마침내는 제로교차점에서 압축기모터(20)가 구동되도록 하는데, 이에 의해 압축기모터(20)에 공급되는 교류전압의 크기가 서서히 증가된다.
도 4는 이러한 과정을 통해 압축기모터(20)를 구동하는 경우 압축기모터(20)에 인가되는 교류전압의 파형을 나타낸다. 여기서, 그래프 (A)는 압축기모터가 ON상태로 되어 있는 시간을 나타내고, 그래프(B)는 이 시간동안 압축기모터(20)의 구동을 위해 인가되는 교류전압의 파형을 나타낸다. 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 압축기모터(20)에 인가되는 교류전압은 처음부터 일정한 크기를 갖는 교류전압 대신 작은값에서부터 점차 그 크기가 증가되는 교류전압이 인가됨을 알 수 있다.
도 5는 상기한 방식에 따라 압축기모터(20)를 구동시킨 경우 압축기모터(20)에 흐르는 전류파형을 나타낸 그래프이다. 압축기모터(20)에 인가되는 전압이, 도 4와 같은 파형으로 됨에 따라, 압축기모터(20)로 인가되는 전류의 파형은 완만한 형상으로 변화하게 되며, 이에 따라 돌입전류(50)는 감소하게 된다.
상기한 바와 같은 방식은, 교류전압의 순시값이 0으로 되는 부근에서 소정시간 경과후에 교류전원의 공급을 ON-OFF 하여 압축기모터(20)를 구동하는 방식으로, 일종의 제로크로스 시스템(zero-cross system)이다. 이와 같은 압축기제어장치 및 방법을 사용함으로써 압축기모터(20)의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬 수 있으며, 이외에도 과도 전압 및 스위칭 노이즈를 억제할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제로교차검출부를 사용하여 압축기모터에 인가되는 교류전압의 위상을 제어함으써 압축기모터의 기동시 발생하는 돌입전류를 감소시킬 수 있는 압축기제어장치 및 방법이 제공된다.

Claims (6)

  1. 압축기모터를 구비한 압축기를 갖는 냉장고의 압축기제어장치에 있어서,
    상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하기 위한 제로교차검출부와,
    상기 압축기모터의 기동시, 상기 교류전압의 복수의 매 반사이클에서 상기 제로교차검출부에서 검출된 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지연시간은 매 반사이클이 진행되는 동안 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 마이컴과, 상기 교류전압을 단속하며 상기 마이컴의 제어에 의해 동작하는 SSR을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.
  4. 냉각실의 온도감지를 위한 온도감지센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 온도감지센서의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압추기모터를 기동시키는 것을 특징으로 하는 압축기제어장치.
  5. 압축기모터를 갖는 압축기를 구비한 냉장고의 압축기제어방법에 있어서,
    상기 압축기모터의 구동을 위한 교류전압의 제로교차시점을 검출하는 단계와,
    상기 압축기모터의 기동시, 상기 검출단계의 검출결과에 따라, 복수의 매 반사이클동안 상기 검출단계의 검출결과에 따라 상기 교류전압의 제로교차시점부터 소정의 지연시간 경과후에 상기 교류전압이 상기 압축기모터에 공급되도록 단속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉장고의 압축기제어방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    냉각실의 온도를 감지하는 단계와, 상기 온도감지단계의 감지결과 상기 냉각실의 온도가 소정온도이상되는 경우 상기 압축기모터를 기동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압축기제어방법.
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