线性压缩机及其控制方法技术

线性压缩机及其控制方法。本文中公开的线性压缩机包括：活塞，其在气缸内进行往复运动；马达，其用于向所述活塞供应驱动力；检测器，其用于检测与所述马达关联的马达电流和马达电压；和控制器，其使用所述马达电流和所述马达电压估计所述活塞的冲程，并计算所述冲程和所述马达电流之间的相位差，其中，所述控制器检测与所述线性压缩机的操作有关的信息；基于检测到的信息选择是否进行谐振操作；并且控制所述马达的操作，以使计算出的所述相位差在预设的相位范围内。

Linear compressor and its control method

【技术实现步骤摘要】
线性压缩机及其控制方法
本公开涉及线性压缩机及其控制方法。
技术介绍
通常，压缩机是将机械能转换成压缩流体的压缩能的部件，并且被用作制冷设备(例如，冰箱、空调等)的一部分。压缩机大致分为往复式压缩机、旋转式压缩机和涡旋式压缩机。在往复式压缩机中，在活塞和气缸之间形成有压缩空间(从压缩空间中吸入工作气体或从压缩空间排出工作气体)，使得活塞在气缸中往复运动的同时制冷剂被压缩。在旋转式压缩机中，在偏心旋转的辊与气缸之间形成有压缩空间(从压缩空间中吸入工作气体或从压缩空间排出工作气体)，使得辊沿气缸的内壁偏心旋转的同时制冷剂被压缩。另外，在涡旋式压缩机中，在动涡旋盘与固定涡旋盘之间形成有压缩空间(从压缩空间中吸入工作气体或从压缩空间排出工作气体)，使得动涡旋盘相对于固定涡旋盘旋转的同时制冷剂被压缩。往复式压缩机通过使活塞在气缸内线性往复运动来吸入、压缩和排出制冷剂气体。根据活塞的操作方式，往复式压缩机分为往复型和线性型。往复型构造成使得曲轴联接到旋转的马达并且活塞联接到曲轴，以便将马达的旋转运动转换成线性往复运动。另一方面，线性型构造成使得活塞连接至线性运动的马达的动子，以借助于马达的线性运动使活塞往复运动。这种往复式压缩机包括产生驱动力的马达单元和接收来自马达单元的驱动力以压缩流体的压缩单元。通常，马达被广泛用作马达单元，并且线性型使用线性马达。线性马达不需要机械转换装置，因为马达本身直接产生线性驱动力，并且其结构并不复杂。另外，线性马达具有减少由于能量转换而引起的损耗并且由于不存在发生摩擦或磨损的连接部分而极大地减少噪音的优点。另外，在冰箱或空调中使用线性往复式压缩机(以下称为线性压缩机)的情况下，可以通过改变施加至线性压缩机的冲程电压来改变压缩比。因此，线性压缩机也可以用于冷冻能力的可变控制。另外，在冰箱或空调中使用线性往复式压缩机(以下称为线性压缩机)的情况下，可以通过改变施加到线性压缩机上的冲程电压来改变压缩比。因此，线性压缩机也可以用于可变的冷冻能力控制。另一方面，线性压缩机遵循MK谐振频率以便进行谐振操作。在此，MK谐振频率可以由包括活塞和永磁体的移动构件的质量M和支撑该移动构件的弹簧的弹簧常数K来定义。韩国特开专利公报10-2013-0159529公开了线性压缩机的谐振操作。另一方面，在活塞的冲程与线性压缩机的马达电流之间产生相位差。当活塞的冲程与线性压缩机的马达的马达电流之间的相位差是特定值时，线性压缩机可以以最高效率操作。在此，冲程和马达电流之间的使线性压缩机能够以最高效率操作的相位差称为谐振相位。如果马达电流和冲程之间的相位差始终维持谐振相位，则线性压缩机可以实现最佳效率。然而，马达电流和冲程之间的相位差会根据线性压缩机的使用环境而改变。这导致线性压缩机的效率降低。
技术实现思路
本公开的一个方面在于提供一种线性压缩机，该线性压缩机可以通过可变地控制马达的操作频率而以谐振相位操作。本公开的另一方面在于提供一种线性压缩机，该线性压缩机能够根据其操作状态来确定是否进行谐振操作。本公开的又一方面在于提供一种线性压缩机，该线性压缩机能够根据设置有线性压缩机的设备的外部环境来进行谐振操作或维持马达的操作频率。根据本文中公开的实施方式的用于线性压缩机的控制装置可以当马达电流和冲程之间的相位差不是谐振相位时改变操作频率，使得马达电流和冲程之间的相位差是谐振相位。根据本文中公开的实施方式的用于线性压缩机的控制装置可以当马达电流与冲程之间的相位差不是谐振相位时改变活塞的初始值，使得马达电流与冲程之间的相位差为谐振相位。根据本文中公开的实施方式的用于线性压缩机的控制装置可以当马达电流和冲程之间的相位差不是谐振相位时改变操作频率，使得马达电流和冲程之间的相位差是谐振相位，并且当操作频率达到上限或下限时，改变活塞的初始值使得马达电流与冲程之间的相位差是谐振相位。此外，根据本文中公开的一个实施方式的线性压缩机可以包括控制器，该控制器使用马达电流和马达电压来估计活塞的冲程，并计算冲程和马达电流之间的相位差。特别地，控制器可以检测与线性压缩机的操作有关的信息，基于检测到的信息选择(或确定)是否进行谐振操作，并且当选择谐振操作时控制马达的操作使得计算出的相位差在预设相位范围内。在一个实施方式中，与线性压缩机的操作有关的信息可以包括与马达电流有关的信息、与马达电压有关的信息、与线性压缩机的操作模式有关的信息、与具有线性压缩机的设备的负载有关的信息以及与活塞的运动有关的信息中的至少一项。在一个实施方式中，当线性压缩机的制冷能力被可变地设定时，控制器可以设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。在一个实施方式中，控制器可以从具有线性压缩机的设备接收与该设备的负载的大小有关的信息，并且当负载的大小小于预设参考负载值时，设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。在一个实施方式中，控制器可以监测马达电流和马达电压中的至少一项的变化，并且基于监测结果来设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。在一个实施方式中，控制器可以检测活塞的上止点的形成位置与气缸的排出部分之间的距离，并且当检测到的距离超过预设极限距离时，设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。在一个实施方式中，当将不对称电流或不对称电压施加至马达时，控制器可以终止谐振操作并维持马达的操作频率。在一个实施方式中，当线性压缩机正在进行制冷剂回收操作时，控制器可以终止谐振操作并维持马达的操作频率。在一个实施方式中，控制器可以基于计算出的相位差和马达电流来检测活塞的上止点的形成位置，并且当检测到该上止点的形成位置时，终止谐振操作并维持马达的操作频率。在一个实施方式中，控制器可以从检测到活塞的上止点的形成位置的时间点开始在预定的时间间隔内维持马达的操作频率。在一个实施方式中，控制器可以从线性压缩机的操作开始的时间点开始在预设时间间隔内维持马达的操作频率，并且在经过所述时间间隔后可变地设定马达的操作频率，使得线性压缩机进行谐振操作。在一个实施方式中，控制器可以从具有线性压缩机的设备接收与该设备的安装位置有关的温度信息，并且当基于温度信息确定该设备的安装位置的温度低于或等于预设参考温度时，维持马达的操作频率。根据本公开，能够通过改变频率来控制线性压缩机以谐振相位操作。因此，即使以较少的功率消耗也可以改变相位，从而提高了压缩机效率。另外，可以通过使用电控制来改变活塞的初始值，控制线性压缩机以谐振相位操作，从而提高了压缩机效率并克服了机械设计上的限制。根据本公开，当达到频率变化极限时，通过改变频率以改变相位并改变活塞的初始值，可以将压缩机效率的提高最大化。附图说明图1A是示出常规往复型往复式压缩机的概念图。图1B是示出常规线性往复式压缩机的一个实施方式的概念图。图2是示出线性压缩机的部件的框图。图3是示出线性压缩机的一个实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线性压缩机，该线性压缩机包括：/n活塞，其在气缸内进行往复运动；/n马达，其用于向所述活塞供应驱动力；/n检测器，其用于检测与所述马达关联的马达电流和马达电压；和/n控制器，其使用所述马达电流和所述马达电压估计所述活塞的冲程，并计算所述冲程和所述马达电流之间的相位差，/n其中，所述控制器构造成：/n检测与所述线性压缩机的操作有关的信息；/n基于检测到的所述信息选择是否进行谐振操作；并且/n控制所述马达的操作，使得计算出的所述相位差在预设相位范围内。/n

【技术特征摘要】
20181205 KR 10-2018-01554261.一种线性压缩机，该线性压缩机包括：
活塞，其在气缸内进行往复运动；
马达，其用于向所述活塞供应驱动力；
检测器，其用于检测与所述马达关联的马达电流和马达电压；和
控制器，其使用所述马达电流和所述马达电压估计所述活塞的冲程，并计算所述冲程和所述马达电流之间的相位差，
其中，所述控制器构造成：
检测与所述线性压缩机的操作有关的信息；
基于检测到的所述信息选择是否进行谐振操作；并且
控制所述马达的操作，使得计算出的所述相位差在预设相位范围内。


2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，与所述线性压缩机的操作有关的所述信息包括与所述马达电流有关的信息、与所述马达电压有关的信息、与所述线性压缩机的操作模式有关的信息、与具有所述线性压缩机的设备的负载有关的信息以及与所述活塞的运动有关的信息中的至少一项。


3.根据权利要求2所述的线性压缩机，其中，当可变地设定所述线性压缩机的制冷能力时，所述控制器设定所述马达的操作频率，使得进行所述谐振操作。


4.根据权利要求2所述的线性压缩机，其中，所述控制器从具有所述线性压缩机的所述设备接收与所述设备的负载的大小有关的信息，并且
当所述负载的大...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴大根，柳那依，林成镇，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR