本發(fā)明涉及壓縮機，尤其涉及一種可調(diào)氣缸容積的直線壓縮機及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前，制冷設(shè)備中使用的壓縮機有旋轉(zhuǎn)式和直線式兩種，現(xiàn)有技術(shù)中的直線壓縮機通常包括外殼、定子、主線圈、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，定子中置有主線圈，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2009100769408公開了一種線性壓縮機變?nèi)萘空{(diào)節(jié)的定余隙裝置，采用執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)排氣塞的位置來改變氣缸的容積。但是，由于執(zhí)行機構(gòu)采用直線電機、氣缸或油缸等器件，安裝在氣缸的前端，導(dǎo)致氣缸部分的結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且組裝難度較大；并且，長時間使用后，執(zhí)行機構(gòu)受活塞沖擊容易損壞，導(dǎo)致可靠性較低。如何設(shè)計一種可靠性高的直線壓縮機是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種可調(diào)氣缸容積的直線壓縮機及其控制方法，實現(xiàn)提高直線壓縮機的可靠性。
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種可調(diào)氣缸容積的直線壓縮機，包括外殼，以及設(shè)置在所述外殼中的定子、主線圈、活塞、氣缸、動子、彈簧和后擋板，所述動子上設(shè)置有永磁體，其特征在于，所述動子上還設(shè)置有副線圈，所述副線圈用于選擇性的疊加或抵消所述主線圈產(chǎn)生的磁場強度。
進一步的，所述副線圈和所述永磁體緊鄰并排布置。
進一步的，所述外殼上設(shè)置有供電端子，所述供電端子通過線纜與所述副線圈連接。
進一步的，所述線纜沿所述動子布置。
進一步的，所述線纜從所述動子引出并沿在所述彈簧的螺旋方向布置。
進一步的，所述線纜從所述動子引出并穿過所述后擋板。
本發(fā)明還提供一種直線壓縮機的控制方法，采用上述可調(diào)氣缸容積的直線壓縮機，具體控制方法包括：
步驟一、上死點檢測：直線壓縮機通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機處于上死點狀態(tài)下，檢測直線壓縮機的初始功率p0；
步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)直線壓縮機的實時功率pt>p0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相反的磁力線；當(dāng)直線壓縮機的實時功率pt<p0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相同的磁力線。
本發(fā)明還提供一種直線壓縮機的控制方法，采用上述可調(diào)氣缸容積的直線壓縮機，具體控制方法包括：
步驟一、上死點檢測：直線壓縮機通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機處于上死點狀態(tài)下，檢測直線壓縮機的活塞的初始行程x0；
步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)活塞的實時行程xt>x0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相反的磁力線；當(dāng)活塞的實時行程xt<x0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相同的磁力線。
本發(fā)明提供的直線壓縮機，通過動子上的副線圈通入不同方向的電流，副線圈通電后能夠形成不同的磁場強度和磁場方向的磁場，副線圈和主線圈的磁力線相互疊加或抵消，改變永磁體所在磁場的磁場強度，便可以影響永磁體所受的電磁力，從而可以改變動子的移動行程，當(dāng)需要減小容積滿足小負載要求的情況下，通過副線圈可以減小動子的后退量，從而使得活塞的返程行程縮小，保持活塞在達到tdc位置運行，起到余隙最小的目的；反之，當(dāng)需要增大容積滿足大負載要求的情況下，通過副線圈可以增大動子的后退量，從而使得活塞的返程行程變大，保持活塞在達到tdc位置運行，起到余隙最小的目的，而副線圈不需要安裝在氣缸中，通過改變磁場強度實現(xiàn)調(diào)節(jié)氣缸的容積，可以提高直線壓縮機的使用可靠性。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(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)明直線壓縮機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，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施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示，本實施例直線壓縮機，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、主線圈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，動子7上設(shè)置有永磁體5，彈簧81通過后擋板8定位，動子7連接彈簧81，主線圈6安裝在定子4上，上述內(nèi)容是常規(guī)直線壓縮機的配置結(jié)構(gòu)形式，本實施例氣缸可調(diào)氣缸容積的直線壓縮機對相關(guān)部件的具體安裝方式不做限制。為了方便可靠的調(diào)節(jié)壓縮機中氣缸3的容積，所述動子7上還設(shè)置有副線圈9，所述副線圈9用于選擇性的疊加或抵消所述主線圈6產(chǎn)生的磁場強度。
具體而言，本實施例直線壓縮機通過副線圈9產(chǎn)生的磁場來疊加或抵消主線圈6產(chǎn)生的磁場，從而可以改變永磁體5所在磁場的整體磁場強度，而由于永磁體5所在磁場強度不同，使得永磁體5的受力大小不同，從而可以間接的調(diào)節(jié)動子4處于力平衡狀態(tài)的位置，而動子4處于力平衡狀態(tài)下的位置不同，使得該狀態(tài)下活塞2在氣缸3中的位置不同，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)氣缸3的容積。舉例說明：當(dāng)負載比較小的時候，通過改變電流方向，使副線圈9產(chǎn)生的磁力線方向與主線圈6的磁力線方向相反，這樣，通過副線圈9便可以抵消減弱主線圈6產(chǎn)生的磁場強度，使得永磁體5的受力變小，從而使活塞2在運動中的后退量減小，保持活塞2在達到tdc位置運行，起到余隙最小的目的；當(dāng)負載比較大的時候，通過改變電流方向，使副線圈9產(chǎn)生的磁力線方向與主線圈6的磁力線方向相同，這樣，通過副線圈9便可以疊加增強主線圈6產(chǎn)生的磁場強度，使得永磁體5的受力變大，從而使活塞2在運動中的后退量增加，保持制冷系統(tǒng)對大冷量的需求，即增加了氣缸3容積，同時也保持活塞2在達到tdc位置運行，提高效率的目的。
其中，副線圈9和所述永磁體5緊鄰并排布置在動子7上，而為便于給副線圈9供電，外殼1上設(shè)置有供電端子91，所述供電端子91通過線纜92與所述副線圈9連接。而由于副線圈9跟隨動子7一同移動，則為了提高可靠性，線纜92沿所述動子7布置，線纜92從所述動子7引出并沿在所述彈簧81的螺旋方向布置，或者，所述線纜92從所述動子引出的部分形成螺旋狀并穿過所述后擋板8與供電端子91連接。
而在實際控制過程中，對上死點的位置與功率或行程進行比對，利用功率或行程的參數(shù)進行調(diào)節(jié)氣缸的容積，具體如下：
采用功率進行對比，具體控制方法包括：
步驟一、上死點檢測：直線壓縮機通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機處于上死點狀態(tài)下，檢測直線壓縮機的初始功率p0或活塞的初始行程x0。具體的，上死點的檢測為逐漸增大線性壓縮機的功率p，在功率p增大的過程中，線性壓縮機的共振頻率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)下的線性壓縮機達到上死點狀態(tài)，記錄上死點狀態(tài)下直線壓縮機的初始功率p0，其中，當(dāng)線性壓縮機的共振頻率隨功率的變化率df/dp＝0時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機達到上死點狀態(tài)；或者，當(dāng)線性壓縮機的共振頻率對功率二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機達到上死點狀態(tài)。通過分析在功率增加的過程中，共振頻率的變化來找上死點，不需要依賴電流或電壓的檢測，即可找到上死點的準(zhǔn)確位置，同時，也無需在線性壓縮機中額外增加傳感器檢測活塞的位置，利用線性壓縮機在共振頻率下運行，在功率增加的過程中，活塞的行程逐漸增大，而相對應(yīng)的共振頻率呈縮小趨勢，隨著功率的繼續(xù)增加，當(dāng)活塞達到上死點位置時，共振頻率將發(fā)生突變，共振頻率的值將突然增大，依次來精確的判斷線性壓縮機的上死點運行狀態(tài)，在準(zhǔn)確的找到上死點對應(yīng)的功率后，便可以控制線性壓縮機在上死點附近運行以保證線性壓縮機的高效運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)無需增加傳感器便可以準(zhǔn)確的檢測線性壓縮機的上死點，以提高線性壓縮機的運行效率和可靠性。
步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)直線壓縮機的實時功率pt>p0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相反的磁力線；當(dāng)直線壓縮機的實時功率pt<p0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相同的磁力線。
采用行程進行對比，具體控制方法包括：
步驟一、上死點檢測：直線壓縮機通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機處于上死點狀態(tài)下，檢測直線壓縮機的活塞的初始行程x0。具體的，逐漸增大或縮小直線壓縮機的活塞行程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)下的直線壓縮機達到上死點狀態(tài)，記錄上死點狀態(tài)時，活塞的初始行程x0。其中，當(dāng)直線壓縮機的共振頻率隨活塞行程的變化率df/dx＝0時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機達到上死點狀態(tài)；或者，當(dāng)直線壓縮機的共振頻率對活塞行程二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機達到上死點狀態(tài)。而活塞行程x滿足如下公式：
步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)活塞的實時行程xt>x0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相反的磁力線；當(dāng)活塞的實時行程xt<x0時，副線圈通電以產(chǎn)生與主線圈磁力線方向相同的磁力線。
本發(fā)明提供的直線壓縮機，通過動子上的副線圈通入不同方向的電流，副線圈通電后能夠形成不同的磁場強度和磁場方向的磁場，副線圈和主線圈的磁力線相互疊加或抵消，改變永磁體所在磁場的磁場強度，便可以影響永磁體所受的電磁力，從而可以改變動子的移動行程，當(dāng)需要減小容積滿足小負載要求的情況下，通過副線圈可以減小動子的后退量，從而使得活塞的返程行程縮小，保持活塞在達到tdc位置運行，起到余隙最小的目的；反之，當(dāng)需要增大容積滿足大負載要求的情況下，通過副線圈可以增大動子的后退量，從而使得活塞的返程行程變大，保持活塞在達到tdc位置運行，起到余隙最小的目的，而副線圈不需要安裝在氣缸中，通過改變磁場強度實現(xiàn)調(diào)節(jié)氣缸的容積，可以提高直線壓縮機的使用可靠性。
最后應(yīng)說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，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施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；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)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。