[发明专利]用于控制直线压缩机的操作的装置和方法

说明书

                          技术领域

本发明涉及控制直线(linear)压缩机的操作的装置和方法，更具体地说，涉及一种用于控制直线压缩机的操作的装置和方法，其中通过使用电流和电压获取工作运行值，并根据工作运行值大小的变化量来控制冲程(stroke)。

                          背景技术

通常，压缩机用于升高冷却剂蒸气的压力(即，压缩蒸气)，以便从蒸发器蒸发出的冷却剂蒸气能够容易地被冷凝。

根据压缩机的运行，冷却剂循环地在冷冻设备中被重复冷凝和蒸发，以便将热量从凉爽的地方运送到温暖的地方。

近来，在使用各种类型的压缩机，其中往复式压缩机是最常用的一种。

往复式压缩机采用通过在汽缸内垂直运动的活塞将蒸气压缩从而升高压力的方法。此外，由于压缩比可以通过改变施加到往复式压缩机的冲程电压来改变，所以往复式压缩机也可以用来控制可变的冷却效力(force)。

但是，往复式压缩机是通过将电机的旋转运动转化成直线运动来压缩蒸气的，因此，需要一个将旋转运动转换成直线运动的机械转换设备，比如螺旋装置、链条、齿轮系统或同步皮带。

因此，能量转换损耗非常大，并且设备的结构很复杂。所以，近来优选使用直线压缩机，采纳能够使电机自身便利地进行直线运动的线性方法。

直线压缩机的优点在于，由于电机自身直接地产生直线驱动力，不需要机械转换设备，因此其结构简单，并可以减少由于能量转换所造成的损耗。

此外，由于没有其中不可避免地将会产生摩擦和磨损的连接区域，所以其噪声可以大大减少。

而且，在直线压缩机用于冰箱或空调机的情况下，由于可以通过改变施加到直线压缩机上的冲程电压来改变压缩比，所以可以将直线压缩机用于控制可变的冷却效力。

图1是表示用于控制一般的直线压缩机的运行的装置结构的示意方框图。

如图1所示，用于控制直线压缩机的运行的装置包括：直线压缩机3，用于根据活塞的往复运动通过冲程电压改变冲程(上死点和下死点之间的距离)，从而控制冷却效力(制冷量)；电流检测单元4，用于检测根据冲程变化施加到直线压缩机3上的电流；电压检测单元5，用于检测由冲程变化在直线压缩机3上产生的电压；微型计算机6，用于通过使用电流检测单元4和电压检测单元5检测的电流和电压计算冲程，比较计算的冲程和用户输入的冲程命令值，并输出开关控制信号；电子电路单元1，用于根据输出的开关控制信号使用三端双向可控硅开关元件2开关AC(交流)电源，并向直线压缩机3施加冲程电压。

现在将说明如上构成的直线压缩机的控制操作。

首先，电子电路单元1根据用户设定的冲程命令值输出冲程电压，并且当活塞根据冲程电压执行往复运动和冲程(上死点和下死点之间的距离)变化时，控制直线压缩机3的冷却效力。

也就是说，直线压缩机3以如下方式控制冷却效力，即，根据汽缸内活塞的往复运动改变冲程，并且汽缸内的冷却气体通过放气阀向冷凝器排放。

当冲程根据冲程电压改变时，电流检测单元4和电压检测单元5分别检测从直线压缩机3产生的电流和电压，并且微型计算机6使用检测的电压和电流计算冲程。

如果计算的冲程小于冲程命令值，则微型计算机6输出使三端双向可控硅开关元件的导通(ON)周期延长的开关控制信号，从而增加施加到直线压缩机3的冲程电压。

可是，如果计算的冲程大于冲程命令值，则微型计算机6输出使三端双向可控硅开关元件的导通(ON)周期缩短的开关控制信号，从而减小施加到直线压缩机3的冲程电压。

但是，用于控制直线压缩机的常规装置具有严重的机械运动特性的非线性。因此，如果不考虑该非线性，使用线性控制方法进行精确的控制则是不可能的。

                             发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于控制直线压缩机的运行的装置和方法，能够考虑基于非线性特性的误差，通过使用电流和电压获取工作运行值、并根据工作运行值大小的变化量控制冲程，从而控制活塞的上死点(TDC)，并因此改善直线压缩机的运行效率。