KR100301499B1

KR100301499B1 - 인버터냉장고압축기의윤활모드설정방법

Info

Publication number: KR100301499B1
Application number: KR1019980051560A
Authority: KR
Inventors: 신현재
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1998-11-28
Filing date: 1998-11-28
Publication date: 2001-09-22
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: KR20000034277A; JP2000213848A; JP3218027B2

Abstract

본 발명은 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법에 관한 것으로, 종래의 기술에 있어서는 회전수를 증가 혹은 감소시켜 곧바로 목표회전수로 전환될 때 압축기의 실린더 부위에 충분한 윤활을 위해 일정시간 60㎐로 고정하여 운전하는 윤활모드를 수행함에 있어 공진 주파수 대역(예를 들어 48㎐∼52㎐)을 급가속으로 통과하여야 하기 때문에 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 시작 주파수 및 정지주파수와 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후, 상기 압축기의 회전주파수가 윤활모드 시작주파수에 도달하였는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 도달하였으면 속도 증가율을 소정의 각으로 가변하여 윤활을 시작한 후, 소정의 윤활시간이 경과하였는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환하는 제3 단계로 이루어진 방법을 제공하여 급가속으로 공진 주파수 대역을 통과하여 60㎐에서 수행하던 윤활동작을 공진 주파수 대역보다 낮은 주파수에서 서서히 하도록 함으로써, 기동 소음을 저감시키는 효과가 있다.

Description

인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법{LUBRICANT MODE SETUP METHOD FOR COMPRESSOR OF INVERTER REFRIGERATOR}

본 발명은 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법에 관한 것으로, 특히 압축기의 실린더 마모를 억제하기 위한 윤활모드에 있어서 공진 주파수 영역보다 낮은 주파수 영역에서 윤활을 하도록 하여 기동 시의 소음을 저감시키는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법에 관한 것이다.

인버터 냉장고는 교류전원의 주파수(60㎐)를 직류로 정류화시킴과 동시에 공급되는 주파수를 변화(PWM방식)시키므로, 압축기의 모터 회전수를 다르게 조정가능하고, 이에 따라 압축하는 냉매용량을 크게 혹은 작게 제어가 가능하여, 도 1에 도시된 바와 같이 냉장고 내에 저온으로 저장해야할 식품이 많은 경우 즉, 냉장고 내부 온도가 설정치보다 높게 나타난 경우에는 많은 열량을 빼앗을 수 있도록 압축기의 회전속도를 빠르게(통상 회전주파수를 60㎐ 이상) 제어하고, 식품량이 적거나 없을 때 즉, 냉장고 내부의 감지된 온도가 설정온도와 같거나, 낮은 안정된 온도인 경우는 적은 열량을 빼앗을 수 있도록 저속(통상 60㎐ 이하로 운전)으로 운전을 제어하여, 불필요한 냉매 압축에 소요되는 에너지를 줄이도록 한다.

상기에서 설명한 동작을 하기 위한 인버터 냉장고의 압축기모터 운전제어는 크게 3구간으로 나눌 수 있는데, 첫 번째 구간은 기동시작 전에 전류를 통전시켜 회전자를 항상 일정한 위상으로 세팅(setting) 시키는 초기위치설정모드와, 두 번째 구간은 초기에 모터의 회전수가 낮아 유도기전력을 감지할 수 없으므로 적절히 설정된토크로 회전수를 증가시켜 기동시키는 동기운전모드와, 세 번째 구간은 모터의 회전수가 증가하여 유도기전력을 충분히 검출할 수 있게 되어 유도기전력에 의한 위치정보에 따라 고정자의 각상에 적절한 전류를 분배하여 제어하는 회전자 검출운전모드로 나눌 수 있다.

상기 회전자 검출운전 중에 추가로 설정된 모드인 윤활모드는 회전수를 증가 혹은 감소시켜 곧바로 목표회전수로 전환될 때 압축기의 실린더 부위에 충분한 윤활이 안된 상태이므로, 윤활이 가장 잘되는 특정주파수에 일정시간 유지시켜 충분한 윤활이 진행된 후, 회전수를 높이거나 낮추어 실린더의 마모를 억제하도록 한다.

이러한 윤활은 인버터 모터가 아닌 유도모터에도 적용되는 것으로, 압축기의 축에 연결된 윤활펌프의 원심력에 의한 펌핑작용에 의해 이루어지고, 윤활펌프는 유도모터의 회전주파수인 60㎐에서 가장 효과가 좋도록 설계되어 있어 일반적으로 윤활모드에서의 회전수는 인버터를 채택하기 이전에 개발되어 있는 윤활유 펌핑주파수인 60㎐로 한다(추가의 개발비를 최소로 하기 위해 채택).

상기에서와 같이 종래의 기술에 있어서는 회전수를 증가 혹은 감소시켜 곧바로 목표회전수로 전환될 때 압축기의 실린더 부위에 충분한 윤활을 위해 일정시간 60㎐로 고정하여 운전하는 윤활모드를 수행함에 있어, 공진 주파수 대역(예를 들어 48㎐∼52㎐)을 급가속으로 통과하여야 하기 때문에 소음이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로,압축기의 기동 후 공진 주파수 대역보다 낮은 일정의 주파수에 도달하면 속도 증가율을 가변하여 소정의 주파수에 천천히 도달하면서 윤활모드를 수행하도록 제어하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 투입된 식품부하에 따른 압축기의 회전주파수를 보인 예시도.

도 2는 종래 인버터 냉장고의 압축기 운전제어 모드를 보인 주파수 특성 그래프.

도 3은 본 발명의 동작을 보인 흐름도.

도 4는 본 발명의 또 다른 동작을 보인 흐름도.

도 5는 본 발명을 적용한 인버터 냉장고의 압축기 운전제어 모드를 보인 주파수 특성 그래프.

도 6은 본 발명을 적용한 또 다른 인버터 냉장고의 압축기 운전제어 모드를 보인 주파수 특성 그래프.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법에 있어서는 냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 시작 주파수 및 정지주파수와 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후, 상기 압축기의 회전주파수가 윤활모드 시작주파수에 도달하였는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 도달하였으면 속도 증가율을 소정의 각으로 가변하여 윤활을 시작한 후, 소정의 윤활시간이 경과하였는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또 다른 방법에 있어서는 냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 대역 및 이 대역의 상한치와 하한치를 설정하고, 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후, 상기 압축기의 회전주파수가 최저 윤활모드 대역에 도달하였는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 도달하였으면 윤활동작을 시작하고, 윤활동작 중 윤활모드 대역의 하한치를 벗어났는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과에 벗어나지 않았으면 윤활모드 대역의 상한치를 벗어났는가를 판단하고, 상기 제2 단계의 판단결과 벗어났으면 전압을 증가시킨 후 윤활모드 대역의 상한치를 벗어났는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 벗어나지 않았으면소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하고, 벗어났으면 전압을 감소시킨 후에, 소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 판단결과 경과하지 않았으면 상기 제2 단계로 되돌아가고, 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또 다른 방법에 있어서는 냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 대역 및 이 대역의 상한치와 하한치를 설정하고, 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후, 상기 압축기의 회전주파수가 최고 윤활모드 대역에 도달하였는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 도달하였으면 윤활동작을 시작하고, 윤활동작 중 윤활모드 대역의 상한치를 벗어났는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 벗어나지 않았으면 윤활모드 대역의 하한치를 벗어났는가를 판단하고, 상기 제2 단계의 판단결과 벗어났으면 전압을 감소시킨 후, 윤활모드 대역의 하한치를 벗어났는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 벗어나지 않았으면 소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하고, 벗어났으면 전압을 증가시킨 후에, 소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 판단결과 경과하지 않았으면 상기 제2 단계로 되돌아가고, 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 동작을 보인 흐름도이고, 도 5는 본 발명을 적용한 인버터 냉장고의 압축기 운전제어 모드를 보인 주파수 특성 그래프로서, 이에 도시한 바와 같이 냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 시작 주파수 및 정지주파수와 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후(step 1), 상기 압축기의 회전주파수가 상기 윤활모드 시작주파수에 도달하였는가를 판단하고(step 2), 이 판단결과 도달하였으면 속도 증가율을 소정의 각으로 가변하여 윤활을 시작한 후(step 3), 소정의 윤활시간이 경과하였는가를 판단하며(step 4), 상기 판단결과 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환한다(step5∼step7).

상기에서 윤활모드 시작주파수(f₁)는 공진 주파수 대역(예를 들어 48㎐∼52㎐)보다 낮은 주파수(예를 들어 39㎐)로 설정하며, 상기 윤활시간(t₁: 20초)은 윤활모드 시작주파수(f₁)에서 소정의 각(예를 들어 5。)으로 등가속도로 윤활모드 정지주파수(f₂: 45㎐)에 도달하는 시간으로 설정한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 동작을 보인 흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이 냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 대역(f₁∼f₂: 39㎐∼45㎐)과 윤활시간(t₁) 및 공진 주파수 대역(예를 들어 48㎐∼52㎐)을 설정한 후(step 10), 최저 윤활모드 대역(39㎐)에 도달하였는가를 판단하여 판단결과 도달하였으면 윤활동작을 시작하고(step 11∼step 12), 윤활동작 중 전압의 리플에 의해 주파수(f₀)가 윤활모드 대역의 하한치(예를 들어 40㎐)를 벗어났는가(40㎐〉f₀)를 판단하며(step 13), 이 판단결과 벗어나지 않았으면 윤활모드 대역의 상한치(예를 들어 44㎐)를 벗어났는가(f₀〉40㎐)를 판단하고(step 15), 상기 단계(step 13)의 판단결과 벗어났으면 전압을 증가시킨 후(step 14), 최고 윤활모드 대역을 벗어났는가(f₀〉40㎐)를 판단하며(step 15), 이 판단결과 벗어나지 않았으면 소정의 윤활시간(예를 들어 20초)이 경과하였는지를 판단하고(step 17), 상기 단계(step 15)의 판단결과 벗어났으면 전압을 감소시킨 후에(step 16), 소정의 윤활시간(20초)이 경과하였는지를 판단하며(step 17), 이 판단결과 경과하지 않았으면 상기 단계(step 11)로 되돌아가고, 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환한다(step18∼step20).

또한, 상기에서 설명한 방법과는 다르게 도 6에 도시한 바와 같이 상기에서 설명한 단계(step 2∼step 16)의 동작을 최고 윤활모드 대역에 도달하였는지를 판단하여 윤활모드를 시작하고, 윤활동작 중 설정한 상한치와 하한치를 벗어났는가를 판단하여 전압을 증감시키는 동작으로 바꾸고, 그 이후의 동작은 상기에서 설명한 단계(step 17∼step 20)를 동일하게 수행하도록 할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법은 급가속으로 공진 주파수 대역을 통과하여 60㎐에서 수행하던 윤활동작을 공진 주파수 대역보다 낮은 주파수에서 서서히 하도록 함으로써, 기동 소음을 저감시키는 효과가 있다.

Claims

냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 시작 주파수 및 정지주파수와 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후, 상기 압축기의 회전주파수가 상기 윤활모드 시작주파수에 도달하였는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 도달하였으면 속도 증가율을 소정의 각으로 가변하여 윤활을 시작한 후, 소정의 윤활시간이 경과하였는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환하는 제3 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법.
제1항에 있어서, 상기 윤활모드 시작주파수는 공진 주파수 대역보다 낮은 주파수로 설정하는 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법.
제1항에 있어서, 상기 윤활시간은 윤활모드 시작주파수에서 소정의 각으로 등가속도로 윤활모드 정지주파수에 도달하는 시간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법.
냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 대역 및 이 대역의 상한치와 하한치를 설정하고, 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후, 상기 압축기의 회전주파수가 최저 윤활모드 대역에 도달하였는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 도달하였으면 윤활동작을 시작하고, 윤활동작 중 윤활모드 대역의 하한치를 벗어났는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 벗어나지 않았으면 윤활모드 대역의 상한치를 벗어났는가를 판단하고, 상기 제2 단계의 판단결과 벗어났으면 전압을 증가시킨 후 윤활모드 대역의 상한치를 벗어났는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 벗어나지 않았으면 소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하고, 벗어났으면 전압을 감소시킨 후에, 소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 판단결과 경과하지 않았으면 상기 제2 단계로 되돌아가고, 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법.
제3항에 있어서, 상기 윤활모드 대역은 공진 주파수 대역보다 낮은 소정의 대역폭으로 하는 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법.
냉장고 압축기의 초기 기동 시에 윤활모드 대역 및 이 대역의 상한치와 하한치를 설정하고, 윤활시간 및 공진 주파수 대역을 설정한 후, 상기 압축기의 회전주파수가 최고 윤활모드 대역에 도달하였는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 판단결과 도달하였으면 윤활동작을 시작하고, 윤활동작 중 윤활모드 대역의 상한치를 벗어났는가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 판단결과 벗어나지 않았으면 윤활모드 대역의 하한치를 벗어났는가를 판단하고, 상기 제2 단계의 판단결과 벗어났으면 전압을 감소시킨 후, 윤활모드 대역의 하한치를 벗어났는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 판단결과 벗어나지 않았으면 소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하고, 벗어났으면 전압을 증가시킨 후에, 소정의 윤활시간이 경과하였는지를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 판단결과 경과하지 않았으면 상기 제2 단계로 되돌아가고, 경과하였으면 냉장고의 고내 온도를 감지하여 그에 따른 현재 운전주파수를 설정하여 정상운전으로 전환하는 제5 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 인버터 냉장고 압축기의 윤활모드 설정방법.