[发明专利]用于控制压缩机的装置及方法

说明书

本发明公开了一种压缩机控制装置及方法。根据实施例的压缩机控制装置包括：压缩机，其包括用于在气缸中往复运动以压缩制冷剂的活塞；电动机，用于将驱动力提供给压缩机的活塞；逆变器，用于将输入电压转换成电动机驱动电压，并向电动机提供该电动机驱动电压；以及控制器。控制器利用电动机的速度误差使电动机的电角度信息与电动机的机械角度的原点同步，其中该机械角度的原点与压缩机的活塞的原点的位置相对应。当接收到压缩机停止指令时，控制器利用与机械角度的原点同步的电角度信息来控制逆变器，使得电动机在压缩机的停止位置处停止。

本申请要求于2020年5月26日提交的、申请号为10-2020-0063226的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用包含在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种用于控制压缩机的装置及方法，更具体地涉及一种用于控制操作压缩机的电动机和电力变换设备的装置及方法。

背景技术

由电动机操作的往复式压缩机被广泛用于各种家用电器中，例如冰箱、净水器以及除湿器。压缩机的能效直接影响使用该压缩机的家用电器的能效。因此，节能高效的无刷直流(BLDC)电动机或永磁同步电动机(以下称为“电动机”)被广泛用作往复式压缩机的驱动源。

通过活塞在压缩机的气缸中的往复运动，制冷剂被吸入到往复式压缩机中并在其中被压缩。活塞在上死点和下死点之间往复运动。当活塞运动到上死点时，制冷剂被压缩；当活塞运动到下死点时，制冷剂被吸入。

当由电动机驱动的往复式压缩机停止运行时，可能会产生大的振动，从而导致由弹簧系统支撑的压缩机与压缩机周围的结构之间产生碰撞以及由碰撞引起的噪声。因此，为了减小往复式压缩机停止运行时产生的振动，研发了一种方法，使得当压缩机停止运行时活塞在压缩机中的特定位置停止运动。

例如，日本专利S61-056435(名称为“电动机驱动的压缩机”)公开了一种实现使由电动机驱动的往复式压缩机停止的控制的方法。常规技术S61-056435公开了一种技术，其在压缩机的曲柄角处于120度至260度的范围内时，利用压缩机功率切断控制电路中断压缩机的电力供应，从而减少使压缩机停止时的振动。即，常规技术S61-056435公开了一种技术，其在曲柄角(与活塞的位置相关联)处于特定范围内时切断供给压缩机的电力，从而减少使压缩机停止时的振动。因此，对于本领域技术人员而言显而易见的是，在曲柄角处于特定范围内时通过切断供给往复式压缩机的电力来减小使压缩机停止时的振动属于常规技术。在常规技术S61-056435中，由于提供了用于检测曲柄角的单独设备，因此增加了压缩机驱动装置的制造成本。

另一常规技术韩国专利申请10-1710761(名称为“压缩机控制装置、压缩机控制方法以及制冷器”)公开了一种方法，其利用逆变器(将直流电(DC)转换为交流电(AC)的设备)通过控制驱动往复式压缩机的电动机的电力供应来使往复式压缩机停止。具体地，常规技术10-1710761公开了一种在活塞执行压缩的过程中(当活塞运动到上死点时)控制逆变器来使电动机停止的方法。比较常规技术10-1710761与S61-056435，虽然在使压缩机停止的活塞位置方面有一些细微差别，但是它们具有相同的基本原理：当活塞到达特定位置时，将电力供应中断以减少使压缩机停止时的振动。在常规技术10-1710761中，因为利用了逆变器来控制驱动压缩机的电动机，所以公开了检测活塞位置(与曲柄角相关联)的另一种方法。

用于驱动压缩机的BLDC电动机(或永磁同步电动机)通常使用四极永磁体或六极永磁体。电动机的电角度是提供给电动机的交流电的电角度，电动机的机械角度是电动机轴的机械旋转角度。如果电动机的极数用“P”表示，则电角度θ_e和机械角度θ_m之间的关系由下面的等式1表示：

[等式1]

θ_e＝(P/2)θ_m