Abstract
The heat generated at the motor and inverter inside the electric compressor of inverter built-in type is mainly cooled by refrigerant and generally, there is not a thermal problem. However, the close relation of heat transfer from the motor and inverter parts to the compression part affects on compressor efficiency. Also, according to the surrounding environment and system operation condition, the increased temperature of the motor and inverter can affect the power density of the motor system, and especially, the inverter may be prevented to operate by the temperature limits. In this study, we performed thermo-flow analysis of electric compressor motor system, and investigated the heat dissipation enhancement of the motor and inverter. The motor part in the operation region of the electric compressor was generally maintained at low temperature and the inverter part at high compressor speed was lower temperature than the temperature limit of $85^{\circ}C$. However, the case of the inverter at low speed harsh condition was in excess of $10^{\circ}C$. Therefore, in order to solve the thermal problem, the heat reduction technology of the motor and inverter is essential as well as the improvement of flow path in the compressor.
인버터 일체형 전동식 압축기 내부의 모터 및 인버터에서 발생된 열은 차가운 냉매에 의해 냉각되기 때문에 열적인 문제가 거의 발생하지 않는다. 하지만, 압축기 모터 및 인버터의 열전달 성능은 압축부와의 상호 열전달에 의하여 압축기 성능에 영향을 미친다. 또한 외기 환경 및 시스템 운전조건에 따라, 모터 및 인버터의 온도 증가는 이러한 모터 시스템의 출력 밀도에 영향을 미치고, 특히 인버터는 온도 상한치 관리에 의해 작동이 멈추어질 수 있다. 본 연구에서는 전동식 압축기 모터 시스템의 열유동 해석을 수행하였고, 모터 및 인버터의 방열성능 향상에 대해 분석하였다. 현 모델의 해석 결과는 압축기 운전영역에서 모터가 전반적으로 낮은 온도 경향을 나타내었으며, 인버터의 경우는 고속조건에서 관리 온도인 $85^{\circ}C$ 이내 범위를 만족하지만, 저속 가혹조건에서 제한 온도를 $10^{\circ}C$ 정도 초과하였다. 따라서 가혹 운전조건에서의 방열 문제를 해결하기 위해, 압축기 유로개선 뿐만 아니라 모터 및 인버터의 발열 저감기술의 개발이 요구된다.
