用于控制线性压缩机运行的装置和方法制造方法及图纸

一种用于控制线性压缩机运行的装置和方法，其通过在电流和冲程之间的相位差处于某一范围时的时间点处检测到相位差拐点，以及通过将该相位差拐点识别为上止点（ＴＤＣ）等于零的点，来控制该线性压缩机的运行。用于控制线性压缩机运行的装置包括：控制单元，其用于检测电流和冲程之间的相位差，并基于所检测到的相位差输出频率变化信号或相位差拐点检测信号；相位差拐点检测单元，其用于通过所述相位差拐点检测信号判断是否检测到相位差拐点，并基于判断结果输出冲程命令值控制信号；以及冲程命令值确定单元，其用于基于所述冲程命令值控制信号确定冲程命令值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及压縮机，尤其涉及用于控制线性压縮机运行的装置和方法，其通过在电流和冲程之间的相位差处于某一范围(region)内时的时间点处 检测到相位差拐点(phase difference inflection)以及通过将该相位差拐点识 别为上止点(TDC)等于零的点，来控制线性压縮机的运行。
技术介绍
通常，往复式压縮机通过在气缸中线性地往复移动活塞来吸入、压縮并 随后释放制冷气体。根据活塞的驱动方式，将压縮机分成往复式压縮机和线 性压縮机。在往复式压縮机中，曲柄轴与旋转马达相耦合，活塞与该曲柄轴相耦合， 从而将旋转马达的旋转力转变成往复运动力。在线性压縮机中，与线性马达的动子连接的活塞作线性移动。线性压縮机没有用于将旋转运动转变成线性运动的曲柄轴，从而不会产 生曲柄轴引起的摩擦损耗，因此相比一般的压縮机，其具有更高的压縮效率。当将线性压縮机应用于冰箱或空调时，通过改变施加至线性压縮机内的 马达的电压来改变线性压縮机的压縮比(compressionratio)。由此控制冰箱 或空调的冷却能力(cooling capacity)。当将线性压縮机应用于冰箱或空调时，通过改变施加至线性缩机的冲程 电压来改变线性压縮机的压縮比。由此控制冰箱或空调的冷却能力。这里， 冲程指的是活塞的上止点(top dead center)和活塞的下止点之间的距离。现在参照图1描述现有技术中的线性压縮机。图1是根据现有技术用于线性压縮机的驱动控制装置的结构框图。如图1所示，现有技术中用于线性压縮机的驱动控制装置包括电流检 测单元4，其用于检测施加到线性压縮机6的马达(未示出)的电流；电压 检测单元3，其用于检测施加到线性压縮机6的马达的电压；冲程计算单元5，其用于基于所检测到的电流、所检测到的电压以及该马达的参数来计算 线性压縮机的冲程估算值；比较单元1，其用于将计算出的冲程估算值和预 设的冲程命令值相比较，并输出该冲程估算值和该预设的冲程命令值之间的 差值；以及冲程控制单元2，其用于基于该差值控制与马达串联的三端双向 可控硅开关元件(triac)(未示出)的导通时间，以便改变施加到该马达的 电压，从而控制线性压縮机6的冲程。下面将参照图1描述用于线性压縮机的驱动控制装置的运行。电流检测单元4检测施加到线性压縮机6的马达(未示出)的电流，并 将检测到的电流输出到冲程计算单元5。电压检测单元3检测施加到线性压縮机6的马达的电压，并将检测到的 电压输出到冲程计算单元5。冲程计算单元5通过将检测到的电流、检测到的电压以及马达的参数代 入到下面的公式(1)来计算线性压縮机的冲程估算值(X)。然后，该冲程 计算单元5将计算出的冲程估算值(X)应用到比较单元l。<formula>formula see original document page 5</formula>a JR表示马达的电阻，L表示马达的电感，a表示马达常数，Vm表示施加 到马达的电压，i表示施加到马达的电流，7表示施加到马达的电流随时间的 变化率。即，7是i的微分值(di/dt)。比较单元1将冲程估算值与冲程命令值相比较，并将冲程估算值和冲程 命令值之间的差值应用到冲程控制单元2。冲程控制单元2基于该差值改变施加到线性压縮机6的马达的电压，从 而控制该线性压縮机6的冲程。图2是示出根据现有技术用于控制线性压縮机运行的方法的流程图。参照图2，将通过冲程计算单元5获得的冲程估算值应用到比较单元1 (Sl)。然后，比较单元1将该冲程估算值与预设的冲程命令值相比较(S2)， 并将该冲程估算值和该预设的冲程命令值之间的差值输出到冲程控制单元 2。当冲程估算值小于冲程命令值时，冲程控制单元2增大施加到马达的电 压，以控制线性压縮机的冲程(S3)。反之，当冲程估算值大于冲程命令值时，冲程控制单元2减小施加到马达的电压(S4)。于此，通过控制电连接到马达的三端双向可控硅开关元件(未示出)的 导通时间，增大或减小施加到马达的电压。冲程命令值根据线性压縮机的负载大小而改变。更具体地，当负载大时， 增大冲程命令值以增大活塞的冲程，从而避免冷却能力降低。反之，当负载小时，减小冲程命令值以减小活塞的冲程，从而避免冷却 能力增大，由此避免由于超冲程(over-stroke)而引起活塞和气缸之间相撞。现有技术中用于控制线性压縮机运行的方法是，基于马达的参数、电阻 和电抗(reactance)来计算线性压縮机的冲程估算值。然后，基于冲程估算 值来进行冲程控制。然而，在计算冲程估算值时，由于参数和每一分量的偏差会产生误差， 这样难以精确地进行冲程控制。从而，活塞未被置于TDC-O，因此降低了装 置的可靠性。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于控制线性压縮机运行的装置和 方法，其通过在电流和冲程之间的相位差(phase difference)处于某一范围 时的时间点处检测到相位差拐点，并将该相位差拐点识别为上止点(TDC=0 ) 等于零的点，来控制该线性压縮机的运行。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于控制线性压縮机运行的装置， 包括控制单元，其用于检测电流和冲程之间的相位差，并基于所检测到的 相位差输出频率变化信号(frequency varying signal)或相位差拐点检测信号； 相位差拐点检测单元，其用于根据相位差拐点检测信号判断是否检测到相位 差拐点，并基于判断结果输出冲程命令值控制信号；以及冲程命令值确定单 元，其用于基于所述冲程命令值控制信号确定冲程命令值。为了实现上述目的，本专利技术还提供一种用于控制线性压縮机运行的方 法，包括以对应于某一冲程命令值的能力(capacity)驱动线性压縮机；检 测施加到马达的电压和电流，并基于电压和电流计算冲程；检测冲程和电流 之间的相位差；将检测到的相位差与预设值进行比较，并基于比较结果检测 相位差拐点；以及根据是否检测到所述相位差拐点来检测上止点，然后根据负载改变冲程命令值。 附图说明图1是根据现有技术用于操作线性压縮机的方法的结构框图； 图2是根据现有技术用于操作线性压縮机的方法的流程图； 图3是根据本专利技术用于操作线性压縮机的装置的结构框图； 图4是根据本专利技术用于操作线性压縮机的方法的流程图。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术的优选实施例，其示例在附图中示出。以下将参照图3和图4说明用于控制线性压縮机运行的装置和方法，其 中通过在电流和冲程之间的相位差处于某一范围内时的时间点处检测到相 位差拐点，并通过将该相位差拐点识别为上止点(TDC)等于零的点，来 控制线性压縮机的运行。在本专利技术中，当电流和冲程之间的相位差处于某一范围并且相位差拐点 被视为上止点(TDC)等于零时，实现最大驱动效率。TDC表示线性压縮机的活塞的"上止点"位置，并且表示当完成活塞的 压縮过程时活塞的位置。由于当TDC=0时，线性压縮机具有最佳效率，因此控制活塞以使其定 位于TDC-O的点上。图3是根据本专利技术用于操作线性压縮机的装置的结构框图。如图所示，根据本专利技术的用于控制线性式压縮机运行的装置包括冲程命 令值确定单元100、比较单元200、 PWM信号生成单元300、逆变器400、 电流检测单元500、电压检测单元600、冲程检测单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制线性压缩机运行的装置，包括：　控制单元，用于检测电流和冲程之间的相位差，并基于所检测到的相位差输出频率变化信号或相位差拐点检测信号；　相位差拐点检测单元，用于根据所述相位差拐点检测信号判断是否检测到相位差拐点，并基于判断结果输出冲程命令值控制信号；以及　冲程命令值确定单元，用于基于所述冲程命令值控制信号确定冲程命令值。

【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：刘载有，成知原，李彻雄，
申请(专利权)人：LG电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]