Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers (전자공학회논문지)

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A Study of Dynamic Performance Improvement of Linear Compressors Using Phase Control Loop

리니어 컴프레서의 위상제어를 통한 동특성 향상에 관한 연구

  • Nam, Jae-Woo (Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Seoul) ;
  • Oh, Joon-Tae (Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Seoul) ;
  • Kim, Gyu-Sik (Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Seoul)
  • 남재우 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 오준태 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 김규식 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부)
  • Received : 2014.01.02
  • Published : 2014.03.25
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Abstract

In this paper, a phase control system has been implemented to improve the dynamic performance of the stroke response for linear compressors. In order to control the cooling capability of a refrigerator or an air conditioner in which liner compressors are applied, the piston speed should be controlled. The piston speed control can be obtained by adjusting the frequency or the stroke of linear motors. The dynamic performance of linear compressors depends on how accurately the stroke or the piston amplitude is estimated. A phase control system is added to the stroke control loop and the superior performance of the phase control system is verified via some simulation studies.

본 논문에서는 리니어 컴프레서의 스트로크 동특성 향상을 위해 위상 제어 시스템을 구현하였다. 리니어 컴프레서가 적용된 냉장고나 에어컨의 냉각능력을 제어하기 위해서는 단위시간동안 피스톤의 움직인 거리, 즉 피스톤의 속도를 제어해야 하는데 이때 리니어 모터의 주파수나 스트로크를 조정함으로써 가능하다. 이때, 주파수를 고정하고 스트로크를 변화시키는 것이 일반적이다. 스트로크, 즉 피스톤의 행정거리를 정확하게 추정하는 것이 리니어 컴프레서의 동특성을 좌우하는데, 본 연구에서는 위상제어 시스템을 스트로크 제어 루우프에 추가로 삽입함으로써 스트로크 동특성이 향상됨을 모의실험을 통해 확인하였다.

Keywords

References

  1. Reuven Unger, "Linear compressors for non-CFC refrigeration," Proceedings International Appliance Technical Conference, May 13-15, 1996.
  2. Robert Redlich, Reuven Unger, Nicholas van der Walt, "Linear compressors : motor configuration, modulation and systems," Proceedings International Compressor Engineering Conference, July 23-26, 1996.
  3. Reuven Unger, "Linear compressors for clean and specialty gases," Proceedings International Compressor Engineering Conference, July 14-17, 1998.
  4. Reuven Unger, "Development and testing of a linear compressor sized for the european market," Proceedings International Appliance Technical Conference, May 10-12, 1999.
  5. Masayuki Sanada, Shigeo Morimoto, and Yoji Takeda, "Analyses for sensorless linear compressor using linear pulse motor," Proceedings Industry Applications Conference, pp. 2298-2304, Oct., 3-7, 1999.
  6. Yee-Pien Yang and Wei-Ting Chen, "Dual stroke and phase control and system identification of linear compressor of a split-stirling cryocooler," Proceedings Decision and Control, pp. 5120-5124, Dec. 7-10, 1999.
  7. Gye-young Song, Hyeong-kook Lee, Jae-yoo Yoo, Jin-koo Park, and Young-ho Sung, "Development of the linear compressor for a household refrigerator," Proceedings Appliance Manufacturer Conference & Expo, September 11-13, 2000.
  8. 유재유, 이철웅, 이재춘, 황민규, 김정철, "리니어 컴프레샤용 LOA의 스트로크 센서 없는 제어 방법" 전력전자학술대회 논문집, pp.650 -656, 2001.
  9. 정세교, 이대식, "PLL기법을 이용한 단상 PWM 인버터의 정상상태 성능개선,"전력전자학회 논문지, 9권, 4호, pp.356-363, 2004.
  10. 권기현, 단상 인버터의 순시전압 제어장치 및 방법, 대한민국특허, 등록번호:10-0576693, 등록일:2006.4. 27.
  11. Tae-Won Chun, Jung-Ryol Ahn, "A Novel Strategy of Efficiency Control for a Linear Compressor System Driven by a PWM Inverter," IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol 55, No 1, pp.296-301, 2008. 1. https://doi.org/10.1109/TIE.2007.909730
  12. Zhengyu Lin, Jiabin Wang, "A Learning Feed-Forward Current Controller for Linear Reciprocating Vapor Compressors," IEEE Trans. on Industrial Electronics, Vol 58, No 8, 2011. 8.
  13. 남재우, 오준태, 김규식,"리니어모터의 매개변수 추정과 근사화의 오차분석," 전자공학회 논문지 49권 SC편 4호, pp.61-68, 2012. 7.
  14. 오준태. 김규식, "전류제어 루프를 갖는 선형압축기 스트로크 제어기의 동적성능 향상에 관한 연구, 전자공학회 논문지, 50권 SC편, 8호, pp.2202-2210, 2013. 8.