线性压缩机及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种压缩机，其能够降低噪声和制作成本，所述线性压缩机包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为所述活塞的运动提供驱动力；感测单元，检测与电机相关联的电机电压和电机电流；阀板，设置在缸的一端，以调整压缩在所述缸中的制冷剂的排放；压力改变单元，在所述活塞在往复运动期间到达阀板之前，改变施加于所述活塞的压力的变化率；以及控制器，使用检测的电机电压和电机电流判定施加于活塞的压力的变化率是否已经改变，并在判定结果的基础上，控制电机以防止活塞与阀板碰撞。

Linear compressor and control method thereof

The invention provides a compressor, which can reduce the noise and production cost, the linear compressor includes a piston in the cylinder, perform reciprocating motion; linear motor, provide the driving force for the motion of the piston; the sensing unit, detection and related motor motor voltage and motor current; the valve plate is arranged in the one end of the cylinder, to adjust the compression of the refrigerant in the cylinder of the discharge pressure; change unit before the piston in reciprocating motion reaches the valve plate, change applied to the piston pressure rate; and a controller changes the motor voltage and the motor current detection to determine the pressure applied to the piston the rate has changed, and on the basis of the decision result, control the motor to prevent the piston and the valve plate collision.

【技术实现步骤摘要】
线性压缩机及其控制方法
本申请涉及线性压缩机及其控制方法，且更具体地涉及能够通过以防止活塞与缸的排放单元碰撞且不增加单独的传感器的方式来控制活塞的运动来降低噪声的压缩机，及其控制方法。
技术介绍
一般而言，压缩机是将可压缩流体的机械能转换为压缩能的装置，且构成例如冰箱、空调等制冷设备的一部分。压缩机粗略地分为往复压缩机、旋转压缩机、涡旋压缩机。往复压缩机的构造为，活塞与缸之间形成吸入并排放操作气体的压缩空间，随着活塞在缸内线性往复运动而压缩制冷剂。旋转压缩机的构造为，在可偏心旋转的滚轴(roller)与缸之间形成吸入并排放操作气体的压缩空间，并随着滚轴沿缸的内壁偏心旋转而压缩制冷剂。涡旋压缩机构造为，动涡卷与定涡卷之间形成吸入并排放操作气体的压缩空间，并随着动涡卷沿定涡卷旋转而压缩制冷剂。往复压缩机通过活塞在缸内的线性往复运动而吸入、压缩并排放制冷剂。往复压缩机根据驱动活塞的方法被分为往复式和线性式。往复式指的是通过将电机联接到曲轴并将活塞联接到曲轴，而将电机的旋转运动转换为线性往复运动的一种往复压缩机。另一方面，线性式指的是通过将活塞连接到电机的动子而利用线性移动电机的线性运动使活塞往复运动的一种往复压缩机。往复压缩机包括产生驱动力的电机单元和通过接收来自电机单元的驱动力而压缩流体的压缩单元。电机通常被用作电机单元，并具体地为线性式往复压缩机使用线性电机。线性电机直接产生线性驱动力，并因此不需要机械转换装置和复杂的结构。而且，线性电机能够减少能量转换导致的损失，并且由于不存在连接部而显著降低由摩擦和磨损引起的噪声。而且，当线性式往复压缩机(在下文中被称为线性压缩机)应用于冰箱或空调时，压缩比能够通过改变施加于线性压缩机的行程电压而变化。因此，压缩机也能用于控制改变冷冻能力。同时，在线性压缩机中，因为活塞往复运动且不会被机械锁定在缸内，当突然施加过大电压时，活塞可能与缸的壁碰撞(或相撞)，或者在活塞由于大负载而不能向前移动时可能不能适当执行压缩。因此，响应于负载或电压的变化来控制活塞的运动的控制装置是需要的。通常，压缩机控制装置通过以不使用传感器的方式检测施加于压缩机电机的电压和电流并估算行程来执行反馈控制。在此情况下，压缩机控制装置包括用于控制压缩机的三端双向可控硅开关(triac)或反相器。仅在活塞碰撞缸的排放单元上设置的排放阀之后，执行反馈控制的线性压缩机才能够检测活塞的上止点(TDC)，由此由于活塞与排放阀之间的碰撞而产生噪声。也就是说，当活塞在通常的线性压缩机中碰撞排放阀时，执行行程估算以判定活塞到达缸的TDC。因此，活塞与排放阀之间的碰撞噪声是不可避免的。
技术实现思路
因此，本专利技术的一方案提供一种线性压缩机，其甚至不必采用单独的传感器就能够通过防止活塞与排放阀之间碰撞来降低噪声，本专利技术的一方案还包括该线性压缩机的控制方法。本专利技术的另一方案提供一种线性压缩机，其能够执行高效率的操作、同时降低噪声，本专利技术还包括该线性压缩机的控制方法。本专利技术的又一方案提供一种能够减少噪声产生并降低制造成本的线性压缩机。为了实现这些及其他益处，并根据本专利技术的目的，如本文体现并广义描述的，提供一种线性压缩机，包括：活塞，在缸内执行线性往复运动；线性电机，为活塞的运动提供驱动力；感测单元，检测与电机相关联的电机电压和电机电流；阀板，设置在缸的一端以调整缸内压缩的制冷剂的排放；压力改变单元，在活塞在往复运动期间到达阀板之前，改变施加于活塞的压力的变化率；以及控制器，使用检测的电机电压和电机电流来判定施加于活塞的压力的变化率是否改变，并基于判定结果来控制电机，以防止活塞与阀板碰撞。在本文公开的一个实施例中，线性压缩机可包括行程估算装置，以使用检测的电机电压和电机电流估算活塞的行程，且控制器可基于估算的行程与电机电流之间的相位差控制电机。在本文公开的一个实施例中，控制器可使用估算的行程和检测的电机电流实时地计算与活塞的运动相关联的参数，并基于计算的参数形成拐点的时间点控制电机。在本文公开的一个实施例中，线性电机可还包括存储器，以存储关于计算参数的至少一个变换方程的信息，且控制器可使用存储的关于变换方程和估算的行程的信息来实时计算参数。在本文公开的一个实施例中，由变换方程计算的参数可在活塞到达上止点(TDC)之前在施加于活塞的压力的变化率改变的时间点形成拐点。在本文公开的一个实施例中，当关于多个变换方程的信息被存储在存储器中时，控制器可比较通过多个变换方程变换的多个控制变量，并基于比较结果驱动电机。在本文公开的一个实施例中，在通过多个变换方程变换的多个控制变量中的至少一个形成拐点时，控制器可驱动电机，以转换活塞的运动方向。在本文公开的一个实施例中，控制器可检测形成计算的参数的拐点的第一时间点，并基于检测的第一时间点控制电机，以防止活塞与阀板碰撞。在本文公开的一个实施例中，从检测的第一时间点经过预定时间间隔后，控制器可控制电机以转换活塞的运动方向。在本文公开的一个实施例中，控制器可实时检测计算的参数的变化率，并确定检测的变化率的改变大于预定值的第二时间点对应于形成拐点的第一时间点。在本文公开的一个实施例中，存储的变换方程可以是Y＝√X，其中Y可表示计算的参数，而X可表示估算的行程。在本文公开的一个实施例中，存储的变换方程可以是Y＝α-X，其中Y可表示计算的参数，而X可表示估算的行程，α可表示预定常数。在本文公开的一个实施例中，压力改变单元可包括在缸内形成的凹入槽。在本文公开的一个实施例中，阀板可固定到缸的一端。为了实现这些及其他益处并根据本说明书的目的，如本文体现并广义描述的，提供一种线性压缩机的控制方法，在压缩机中，包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为活塞的运动提供驱动力；以及阀板，设置在缸的一端，以调整缸中压缩的制冷剂的排放，该方法包括：在活塞执行线性往复运动时检测压缩机的电机电流和电机电压，使用检测的电机电压和电机电流判定施加于活塞的压力的变化率是否已经改变，以及基于判定结果控制电机以防止活塞与阀板碰撞。在本文公开的一个实施例中，该方法可还包括通过使用估算的活塞行程和检测的电机电流，实时计算与活塞的运动相关联的参数。控制电机可包括基于计算的参数形成拐点的时间点，在活塞碰撞阀板之前转换活塞的运动方向。在本文公开的一个实施例中，压缩机可还包括存储器，以存储关于计算参数的至少一个变换方程的信息，并且计算参数可包括使用存储的关于变换方程和估算的行程的信息来实时地计算参数。在本文公开的一个实施例中，通过变换方程计算的参数可在活塞到达上止点(TDC)之前，在施加于活塞的压力的变化率改变的时间点形成拐点。在本文公开的一个实施例中，该方法可还包括当关于多个变换方程的信息被存储在存储器中时，比较由多个变换方程变换的多个控制变量，并基于比较结果驱动电机。在本文公开的一个实施例中，该方法可还包括检测形成计算的参数的拐点的时间点，并从检测的时间点经过预定时间间隔后转换活塞的运动方向。本申请的另外的适用范围将从下文给出的详细描述变得更明显。然而，应理解，在指示本专利技术的优选实施例时，详细描述和特定示例仅作为示例给出，因为本专利技术的精神和范围内的各种改变和更改从详细描述来看对本领域技术人员将变得明显。附图说明附图被包括以提供对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性压缩机，包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为所述活塞的运动提供驱动力；感测单元，检测与所述电机相关联的电机电压和电机电流；阀板，设置在所述缸的一端，以调整所述缸中压缩的制冷剂的排放；压力改变单元，在所述活塞在往复运动期间到达所述阀板之前，改变施加于所述活塞的压力的变化率；以及控制器，使用检测的所述电机电压和电机电流，判定施加于所述活塞的压力的变化率是否已改变，并基于判定结果控制所述电机，以防止所述活塞与所述阀板碰撞。

【技术特征摘要】
2015.10.28 KR 10-2015-01504811.一种线性压缩机，包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为所述活塞的运动提供驱动力；感测单元，检测与所述电机相关联的电机电压和电机电流；阀板，设置在所述缸的一端，以调整所述缸中压缩的制冷剂的排放；压力改变单元，在所述活塞在往复运动期间到达所述阀板之前，改变施加于所述活塞的压力的变化率；以及控制器，使用检测的所述电机电压和电机电流，判定施加于所述活塞的压力的变化率是否已改变，并基于判定结果控制所述电机，以防止所述活塞与所述阀板碰撞。2.如权利要求1所述的压缩机，还包括行程估算装置，以使用检测的所述电机电压和电机电流来估算所述活塞的行程，其中所述控制器基于估算的所述行程与所述电机电流之间的相位差控制所述电机。3.如权利要求2所述的压缩机，其中所述控制器使用估算的所述行程和检测的所述电机电流来实时地计算与所述活塞的运动相关联的参数，并基于计算的所述参数形成拐点的时间点控制所述电机。4.如权利要求3所述的压缩机，还包括存储器，以存储关于用于计算所述参...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔钟允，金东炫，政宇永，姜棹远，金炯锡，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR