本發(fā)明涉及壓縮機(jī)，尤其涉及一種直線壓縮機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前，制冷設(shè)備中使用的壓縮機(jī)有旋轉(zhuǎn)式和直線式兩種，現(xiàn)有技術(shù)中的直線壓縮機(jī)通常包括外殼、定子、線圈、動子、活塞、氣缸、后擋板和彈簧等部件組成；其中，動子上設(shè)置有磁體，磁體插在定子形成的磁場空間中，定子中置有線圈，活塞的一端連接在動子上，活塞的頭部可滑動的設(shè)置在氣缸的內(nèi)腔中，外殼上還設(shè)置有吸氣筒。中國專利號200510118582公開了一種用于往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞移動裝置，通過設(shè)置活塞移動電機(jī)調(diào)節(jié)活塞與動子之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整活塞的行程，以滿足不同工況下氣缸容積大小的調(diào)節(jié)需求。但是，由于活塞移動電機(jī)以及配套的齒輪結(jié)構(gòu)均根據(jù)活塞和動子一通往復(fù)移動，加重了運(yùn)動部件（活塞和動子）的重量，造成壓縮機(jī)運(yùn)行時的振動嚴(yán)重，長時間使用相關(guān)運(yùn)動部件的可靠性將下降，容易出現(xiàn)損壞，并且，運(yùn)動部件重量增大后，也導(dǎo)致壓縮機(jī)的能耗增加。如何設(shè)計一種可靠性高、能量損失小且電機(jī)效率高的直線壓縮機(jī)是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種直線壓縮機(jī)及其控制方法，實(shí)現(xiàn)提高直線壓縮機(jī)的可靠性和效率，并降低能耗。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種直線壓縮機(jī)，所述直線壓縮機(jī)包括外殼，以及設(shè)置在所述外殼中的定子、活塞、氣缸、動子、彈簧和后擋板，所述后擋板可滑動的設(shè)置在所述外殼中，所述外殼中還設(shè)置有用于驅(qū)動所述后擋板在所述外殼內(nèi)移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述外殼中設(shè)置有至少一根導(dǎo)向桿，所述后擋板上設(shè)置有導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向桿插在所述導(dǎo)向孔中。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定在所述外殼中，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動部連接所述后擋板。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述外殼之間設(shè)置有彈性件。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定在所述定子上，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動部連接所述后擋板。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)固定在所述后擋板上，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動部連接所述外殼或所述定子。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為直線電機(jī)；或者，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括馬達(dá)、螺桿和螺母，所述螺桿螺紋連接在所述螺母中，所述螺桿與所述馬達(dá)的轉(zhuǎn)軸連接。

本發(fā)明還提供一種直線壓縮機(jī)的控制方法，采用上述直線壓縮機(jī)，具體控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：直線壓縮機(jī)通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機(jī)處于上死點(diǎn)狀態(tài)下，檢測直線壓縮機(jī)的初始功率p0或活塞的初始行程x0；

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt<p0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝靠近氣缸方向移動；當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt>p0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝遠(yuǎn)離氣缸方向移動。

本發(fā)明還一種直線壓縮機(jī)的控制方法，其特征在于，采用上述直線壓縮機(jī)，具體控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：直線壓縮機(jī)通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機(jī)處于上死點(diǎn)狀態(tài)下，檢測直線壓縮機(jī)的活塞的初始行程x0；

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt<x0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝靠近氣缸方向移動；當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt>x0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝遠(yuǎn)離氣缸方向移動。

本發(fā)明提供的直線壓縮機(jī)，通過采用驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板在外殼中移動，后擋板的位置改變后，將改變彈簧的壓縮量，而在活塞跟隨動子移動過程中，由于彈簧的壓縮量不同，彈簧施加給動子的力也就不同，從而便可以調(diào)節(jié)活塞往復(fù)移動的行程，實(shí)現(xiàn)間接調(diào)節(jié)氣缸的容積，而由于驅(qū)動機(jī)構(gòu)僅是驅(qū)動后擋板移動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)不與運(yùn)動部件連接，從而不會對運(yùn)動部件的總重量產(chǎn)生影響，減少能量損失，實(shí)現(xiàn)提高直線壓縮機(jī)的可靠性和效率，并降低能耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本發(fā)明直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本發(fā)明直線壓縮機(jī)的局部結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖4為本發(fā)明直線壓縮機(jī)的局部結(jié)構(gòu)示意圖二。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例直線壓縮機(jī)，包括外殼1、以及設(shè)置在所述外殼1中的活塞2、氣缸3、定子4、線圈6、動子7、彈簧81和后擋板8，活塞2的頭部21能夠在氣缸3中滑動，氣缸3上設(shè)置有排氣閥片31，活塞2固定在動子7上，彈簧81通過后擋板8定位，動子7連接彈簧81，線圈6安裝在定子4上，上述內(nèi)容是常規(guī)直線壓縮機(jī)的配置結(jié)構(gòu)形式，本實(shí)施例氣缸容積可調(diào)式直線壓縮機(jī)對相關(guān)部件的具體安裝方式不做限制。為了實(shí)現(xiàn)在不增加運(yùn)動部件重量的前提下來調(diào)節(jié)壓縮機(jī)中氣缸3的容積，所述外殼1中還設(shè)置有用于驅(qū)動所述后擋板8在所述外殼1內(nèi)移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，相對應(yīng)的，所述后擋板8可滑動的設(shè)置在所述外殼1中。

具體而言，本實(shí)施例直線壓縮機(jī)的利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)6驅(qū)動后擋板8在外殼1中移動，從而改變彈簧81的壓縮量，不同壓縮程度的彈簧81將對動子7施加不同的彈簧力，從而導(dǎo)致動子7上連接的活塞2的靜止位置以及移動行程不同，從而可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)氣缸3的容積。例如：制冷設(shè)備的負(fù)載增加時，則需要增大氣缸3的容積，此時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5驅(qū)動后擋板8向遠(yuǎn)離氣缸3的方向移動，在保持tdc位置運(yùn)行時，氣缸3的有效容積的增加，可以發(fā)揮更大的冷量，從而可以滿足制冷設(shè)備負(fù)載增加所需的制冷量增大；當(dāng)制冷設(shè)備的負(fù)載下降后，則需要減小氣缸3的容積，此時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5驅(qū)動后擋板8向靠近氣缸3的方向移動，在保持tdc位置運(yùn)行時，氣缸3的有效容積的減小，發(fā)揮的冷量下降，與負(fù)載下降達(dá)成同步。例如：如圖1所述，當(dāng)負(fù)載降低后，活塞2的頭部21與排氣閥31之間還有間隙，導(dǎo)致直線壓縮機(jī)不能保持tcd位置運(yùn)行，如圖2所示，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5驅(qū)動后擋板8向靠近氣缸3的位置移動后，活塞2的頭部21與排氣閥31之間的間隙變小，從而使得直線壓縮機(jī)保持tcd位置運(yùn)行。

進(jìn)一步的，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的直線壓縮機(jī)，本實(shí)施例直線壓縮機(jī)中的后擋板8是可以移動的，為了確保后擋板8能夠平穩(wěn)的移動并且還能夠?qū)椈?1提供可靠的支撐，所述外殼1中設(shè)置有至少一根導(dǎo)向桿9，所述后擋板8上設(shè)置有導(dǎo)向孔（未標(biāo)記），所述導(dǎo)向桿9插在所述導(dǎo)向孔中。具體的，導(dǎo)向桿9固定在外殼1中，后擋板8能夠沿著導(dǎo)向桿9移動，同時，導(dǎo)向桿9能夠?qū)髶醢?進(jìn)行可靠的支撐。其中，導(dǎo)向桿9可以直接固定在外殼1上，也可以固定在定子4上等固定不動的部件上。

其中，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5的具體表現(xiàn)實(shí)體和安裝方式有多種形式。例如：如圖3所示，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5固定在所述外殼中，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)5的運(yùn)動部連接所述后擋板8。具體的，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5可以為直線電機(jī)，直線電機(jī)的運(yùn)動部連接后擋板8；或者，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5包括馬達(dá)和螺桿，馬達(dá)帶動螺桿轉(zhuǎn)動，螺桿可以螺紋連接在所述后擋板8上以驅(qū)動后擋板8移動，其中，后擋板8上可以開始螺紋孔，或者，后擋板8上設(shè)置有螺母結(jié)構(gòu)；對于驅(qū)動機(jī)構(gòu)5安裝在外殼1上，為了減少驅(qū)動機(jī)構(gòu)5運(yùn)行產(chǎn)生的震動，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)5與所述外殼1之間設(shè)置有彈性件51?；蛘撸鐖D4所示，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5固定在所述定子4上，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)5的運(yùn)動部連接所述后擋板8。或者，如圖1所示，驅(qū)動機(jī)構(gòu)5固定在所述后擋板8上，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)5的運(yùn)動部連接所述外殼1或所述定子4。

而在實(shí)際控制過程中，對上死點(diǎn)的位置與功率或行程進(jìn)行比對，利用功率或行程的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)氣缸的容積，具體如下：

采用功率進(jìn)行對比，具體控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：直線壓縮機(jī)通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機(jī)處于上死點(diǎn)狀態(tài)下，檢測直線壓縮機(jī)的初始功率p0或活塞的初始行程x0。具體的，上死點(diǎn)的檢測為逐漸增大線性壓縮機(jī)的功率p，在功率p增大的過程中，線性壓縮機(jī)的共振頻率f也隨之變化，當(dāng)共振頻率f的變化趨勢發(fā)生改變時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)，記錄上死點(diǎn)狀態(tài)下直線壓縮機(jī)的初始功率p0，其中，當(dāng)線性壓縮機(jī)的共振頻率隨功率的變化率df/dp=0時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)；或者，當(dāng)線性壓縮機(jī)的共振頻率對功率二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點(diǎn)時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt<p0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝靠近氣缸方向移動，直至活塞重新處于上死點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt>p0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝遠(yuǎn)離氣缸方向移動，直至活塞重新處于上死點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

采用行程進(jìn)行對比，具體控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：直線壓縮機(jī)通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機(jī)處于上死點(diǎn)狀態(tài)下，檢測直線壓縮機(jī)的活塞的初始行程x0。具體的，逐漸增大或縮小直線壓縮機(jī)的活塞行程x，在活塞行程x增大或縮小的過程中，直線壓縮機(jī)的共振頻率f也隨之變化，當(dāng)共振頻率f的變化趨勢發(fā)生改變時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)，記錄上死點(diǎn)狀態(tài)時，活塞的初始行程x0。其中，當(dāng)直線壓縮機(jī)的共振頻率隨活塞行程的變化率df/dx=0時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)；或者，當(dāng)直線壓縮機(jī)的共振頻率對活塞行程二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點(diǎn)時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。而活塞行程x滿足如下公式：；其中，x’為活塞的運(yùn)動速度，u（t）為直線壓縮機(jī)的供電電壓，i為直線壓縮機(jī)的供電電流，r為直線壓縮機(jī)的電阻，l為直線壓縮機(jī)的電感，c為直線壓縮機(jī)的電容，為電機(jī)常數(shù)。

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt<x0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝靠近氣缸方向移動，直至活塞重新處于上死點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt>x0時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板朝遠(yuǎn)離氣缸方向移動，直至活塞重新處于上死點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

本發(fā)明提供的直線壓縮機(jī)，通過采用驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動后擋板在外殼中移動，后擋板的位置改變后，將改變彈簧的壓縮量，而在活塞跟隨動子移動過程中，由于彈簧的壓縮量不同，彈簧施加給動子的力也就不同，從而便可以調(diào)節(jié)活塞往復(fù)移動的行程，實(shí)現(xiàn)間接調(diào)節(jié)氣缸的容積，而由于驅(qū)動機(jī)構(gòu)僅是驅(qū)動后擋板移動，驅(qū)動機(jī)構(gòu)不與運(yùn)動部件連接，從而不會對運(yùn)動部件的總重量產(chǎn)生影響，減少能量損失，實(shí)現(xiàn)提高直線壓縮機(jī)的可靠性和效率，并降低能耗。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。