直线压缩机驱动系统的控制装置制造方法及图纸

公开了一种直线压缩机驱动系统的控制装置，该装置通过使活塞动作稳定化，防止因撞击造成的噪声振动的增大与可靠性的降低。所述装置中设有直接或间接地探测活塞（６）的动作成为不稳定的状况并输出不稳定探知信号的不稳定探测部件（３２、４１、５１、６０、７４Ａ、８４）和基于不稳定探知信号工作的不稳定回避部件（３３、４２、５２、６１、７５、８５），从而使活塞的动作稳定化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于冰箱、空调机等的直线压缩机驱动系统的控制装置。
技术介绍
近年来，基于地球环境保护、节能的观点，对冷冻设备的高效率化的必要性的重视程度日益提高，由于采用直线马达的压缩机的结构简单、效率高且制造成本低而被广泛使用。但是，为了高效率地运行直线压缩机，需一边维持活塞的上死点处具有小的间隙一边使活塞往复运行，并且，需要同时以上死点处的间隙的大小对压缩机的冷冻能力进行控制等传统的连杆式的往复压缩机所没有的控制。作为直线压缩机的传统的控制方式，有特开2000-121180号公报中所记载的控制方式。附图说明图10是作为本专利技术控制的控制对象的直线压缩机驱动系统主要构成部分即直线压缩机的剖面图，图11是表示控制直线压缩机驱动系统的传统的控制装置的结构方框图。图10、图11中，1是直线压缩机、2是密闭外壳、3是压缩机本体。4是直线马达、5是气缸、6是活塞、7是气缸头。马达4由设有线圈4c的定子4a和永久磁铁的动子4b构成，动子4b固定在活塞6上。10是由气缸5和活塞6构成的压缩室。压缩机的本体3的构成部分包括由马达4的动子4b、活塞6等构成的可动件11和由气缸5、马达4的定子4a等构成的固定件12。14是弹性件，其中央部14a固定于可动件、端部14b固定于固定件。16是电源装置、17是电压确定部件、18是周围温度检测部件。19是由蒸发器19a、冷凝器19b构成的热交换器，20是膨胀阀。直线压缩机1和冷凝器19b、膨胀阀20、蒸发器19a用配管相连接，形成冷媒循环系统21。接着，就传统的直线压缩机驱动系统的控制装置的工作过程进行说明。周围温度检测部件18检测周围的温度，根据温度输出温度信号。电压确定部件17根据温度信号输出电压目标值。电源装置16以按照电压目标值的电压将正弦波形的交流电流输出到直线压缩机1。电源装置16输出的交流电流供给直线压缩机1内的马达4的线圈，通过流过线圈的电流产生磁场，从而动子4b受到它和永久磁铁之间的磁力的作用，与活塞6一起往复运动。此时，活塞6的振幅随电源装置16的电压增大而增大，活塞的振幅越大，系统21中的冷冻能力就越强。由于周围温度的原因，冰箱所需的冷冻能力不同。也就是，周围温度高时，冰箱所受到的热负荷也高，因此需要高的冷冻能力。另一方面，周围温度低时，需要的冷冻能力小，此时，如冷冻能力过大，就会使压缩比上升而系统效率下降，从系统效率的角度考虑，有必要选择适当的冷冻能力。因此，电压确定部件17在周围温度高时输出高的电压目标值，周围温度低时输出低的电压目标值，从而电源装置16向直线压缩机1输出适当的冷冻能力所必需的电压。并且，通过以直线压缩机1的主要由可动件11的质量与弹性件14的弹簧常数等确定的共振频率来提供电源装置16处发生的交流电源的频率，能够将弹性件14的弹簧力有效地用于可动件11的往复运动。但是，上述传统的结构中，活塞6的顶端接近气缸头7时，由于在活塞上的作用力等的影响，活塞的上死点位置出现波动等不稳定现象，存在活塞等的可动件撞击到阀板等的固定件上的情况。这是由于对活塞的作用力不只是共振弹簧的弹簧力，还应考虑下述影响压缩室的气体压缩动力也作用其上，该作用力具有非线性，并且马达推力也因压缩负荷而变动。存在的问题是活塞的动作不稳定，可动件和固定件撞击时的噪声、振动，同时在发生强烈撞击的场合，还会连带造成可动件或设于气缸头的阀等可靠性的降低。即使在没有撞击的场合，活塞的动作严重不稳定也往往是产生噪声的原因。并且，还存在由于冷媒循环量变动而不能达到预定能力的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在解决传统技术中存在的问题，使活塞的动作稳定，防止噪声振动的发生，并防止压缩机的可靠性下降且使可靠性得到改善。并且，通过使活塞动作稳定而获得预定的冷冻能力，来改善系统效率。并且，还存在这样的问题由于在顶部间隙大的运行条件下撞击发生可能性小，因此即使对活塞上死点的微小的变动进行使动作稳定的控制，不仅没有防止撞击的效果，而且为进行控制还要消耗电力。本专利技术的另一目的是在控制的必要性低的运行条件下不进行控制，从而降低进行控制所导致的电路损失的发生。并且，为了保持活塞的上死点位置固定，检测活塞的位置或电流、电压，每隔一定周期基于与目标值之间的差值，进行改变供给电压的反馈控制时，在控制的周期或供给电压的变更范围不适当的场合，有时反而造成活塞的动作不稳定。本专利技术的另一目的是避免因不适当的反馈控制造成活塞的不稳定现象，以实现稳定的运行。本专利技术是用于包括直线马达与活塞的直线压缩机、向所述直线马达供给电力的电源装置的直线压缩机驱动系统的直线压缩机驱动系统的控制装置，其中设有探测所述活塞的动作发生不稳定的状态并输出不稳定探知信号的不稳定探测部件，基于不稳定探知信号而作用于所述直线压缩机驱动系统来回避不稳定状态的不稳定回避部件；本专利技术具有防止因活塞动作的不稳定造成可动件和固定件的撞击、从而使可靠性降低或噪声振动增大的作用。本专利技术的另一形态是用于设有包括直线马达与活塞的直线压缩机、向所述直线马达供给电力的电源装置的直线压缩机驱动系统的直线压缩机驱动系统控制装置，其中设有检测所述活塞的位移、周围温度、所述直线压缩机驱动系统的任一部位的温度、运行压力等中的至少一项并输出检测信号的运行条件检测部件，在所述运行条件检测部件的检测信号满足预定的条件时推测所述活塞的动作为不稳定并输出不稳定探知信号的不稳定探测部件，以及基于所述不稳定探知信号作用于所述直线压缩机驱动系统来回避不稳定状态的不稳定回避部件；其作用在于防止因活塞动作的不稳定使可动件和固定件之间撞击而导致可靠性低下与噪声振动的增大，同时只在需要进行回避不稳定的控制时进行工作、以减少进行控制所需的控制电路的损失。本专利技术的另一形态是进一步包括检测活塞位移的位移检测部件的直线压缩机驱动系统控制装置，由于不稳定探测部件设计成基于所述位移检测部件的输出来输出不稳定探知信号的结构，因此具有可从活塞的位移直接检测动作发生不稳定的作用。本专利技术的另一形态是进一步包括检测压缩机的声音或振动的声音/振动检测部件的直线压缩机驱动系统控制装置，由于不稳定探测部件设计成基于所述声音/振动检测部件的输出来输出不稳定探知信号的结构，因此具有可从声音与振动间接检测活塞的动作发生不稳定的作用。本专利技术的另一形态是进一步包括检测电源装置输出的电压或电流的电压电流检测部件的直线压缩机驱动系统控制装置，由于不稳定探测部件设计成基于所述电压电流检测部件的输出来输出不稳定探知信号的结构，因此具有可从电源装置的电压或电流间接检测活塞的动作发生不稳定的作用。本专利技术的另一形态是进一步包括检测系统的压力的压力检测部件的直线压缩机驱动系统控制装置，由于不稳定探测部件设计成基于所述压力检测部件的输出来输出不稳定探知信号的结构，因此具有可从系统的压力间接检测活塞的动作发生不稳定的作用。本专利技术的另一形态是进一步包括检测周围温度的周围温度检测部件的直线压缩机驱动系统控制装置，由于不稳定探测部件设计成基于所述周围温度检测部件的输出来输出不稳定探知信号的结构，因此具有可从周围温度间接检测活塞的动作发生不稳定的条件的作用。本专利技术的另一形态是进一步包括检测系统温度的温度检测部件的直线压缩机驱动系统控制装置，由于不稳定探测部件设计成基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直线压缩机驱动系统的控制装置，所述控制装置用于直线压缩机驱动系统，所述直线压缩机驱动系统设有包含直线马达与活塞的直线压缩机，以及向所述直线马达供电的电源装置；所述控制装置包括：探测所述活塞的动作成为不稳定的状况并输出不稳定探知信号的不稳定探测部件，以及基于所述不稳定探知信号而作用于所述直线压缩机驱动系统来回避不稳定状态的不稳定回避部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻垣耕，森田一郎，片山诚，井上阳，
申请(专利权)人：松下冷机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]