專利名稱：壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)，并且更具體地涉及壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置和 方法。
背景技術(shù)：
通常，壓縮機(jī)，尤其是往復(fù)式壓縮機(jī)不具有用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化 為直線運(yùn)動(dòng)的曲軸，因而具有小的摩擦損耗，以及因此在壓縮中具有 比普通壓縮機(jī)更高的效率。
在往復(fù)式壓縮機(jī)用于冰箱或空調(diào)器的情況下，當(dāng)輸入至往復(fù)式壓
縮機(jī)的行程電壓(stroke voltage)改變時(shí)，可改變往復(fù)式壓縮機(jī)的壓縮 比以控制冷卻能力。現(xiàn)在將參考圖l描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的這種往復(fù)式壓 縮機(jī)。
圖l為表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置的結(jié)構(gòu) 的方框圖。
如圖1所示，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置包括 用于檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)6的電機(jī)(未示出)的電流的電流檢測(cè)器4;
用于檢測(cè)施加至電機(jī)的電壓的電壓檢測(cè)器3;通過(guò)利用檢測(cè)到的電流和 電壓以及電機(jī)的參數(shù)用來(lái)估算行程估算值的行程估算器5;用于比較計(jì)
算得的行程估算值和預(yù)置的行程參考值并根據(jù)比較結(jié)果輸出差值的比
較器l;和行程控制器2，該行程控制器2根據(jù)差值控制，通過(guò)控制與電
機(jī)串聯(lián)連接的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)(未示出)的接通周期來(lái)改變施加至
電機(jī)的電壓，從而用來(lái)控制壓縮機(jī)6的運(yùn)行(行程)。在下文中，現(xiàn)在將參考圖l描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式電動(dòng)壓縮機(jī) 的運(yùn)行控制裝置的運(yùn)行。
首先，電流檢測(cè)器4檢測(cè)施加至往復(fù)式電動(dòng)壓縮機(jī)6的電機(jī)(未示出)
的電流，并將檢測(cè)到的電流值輸出至行程估算器5。電壓檢測(cè)器3檢測(cè) 施加至電機(jī)的電壓，并將檢測(cè)到的電壓值輸出至行程估算器5。
行程估算器5通過(guò)將檢測(cè)得的電流值、檢測(cè)得的電壓值和電機(jī)的參 數(shù)代入以下公式1運(yùn)算往復(fù)式壓縮機(jī)的行程估算值X，并將運(yùn)算得的行 程估算值X施加至比較器1。<formula>formula see original document page 9</formula>
這里，R表示電機(jī)的阻力，L表示電機(jī)的感應(yīng)系數(shù)，a表示電機(jī)常數(shù)， VM表示施加至電機(jī)的電壓值，i表示施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電流 值，以及^表示施加至電機(jī)的電流的時(shí)間變化量。亦即，卩為i微分值。
然后，比較器l比較行程估算值和行程參考值，并根據(jù)比較結(jié)果將 差值施加至行程控制器2。
控制器2基于差值通過(guò)改變施加至壓縮機(jī)6的電機(jī)的電壓來(lái)控制壓 縮機(jī)6的行程?，F(xiàn)在將參考圖2對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。
圖2為表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方法的流程圖。
首先，當(dāng)行程估算值由行程估算器5施加至比較器1時(shí)，比較器l 比較行程估算值和預(yù)定的行程參考值(S2)，并且根據(jù)比較結(jié)果將差值輸 出至行程控制器2。
9當(dāng)行程估算值小于行程參考值時(shí)，行程控制器2增大施加至電機(jī)的
電壓(S3)，以及當(dāng)行程估算值大于行程參考值時(shí)，行程控制器2減小施 加至電機(jī)的電壓(S4)，從而控制壓縮機(jī)的行程。當(dāng)增大或減小施加至電 機(jī)的電壓時(shí)，通過(guò)控制電連接至電機(jī)的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)(未示出) 的接通周期來(lái)將電壓施加至電機(jī)。
由于往復(fù)式壓縮機(jī)施加有交流電壓，故往復(fù)式壓縮機(jī)對(duì)供應(yīng)的交 流電壓和負(fù)載變動(dòng)量敏感地產(chǎn)生反應(yīng)。
因此，往復(fù)式壓縮機(jī)的傳統(tǒng)的運(yùn)行控制裝置總是使用控制單元(三 端雙向可控硅開(kāi)關(guān))，其原因是它對(duì)商業(yè)上使用的交流電壓中的變化量 敏感。
亦即，由于交流電壓在正常運(yùn)行狀態(tài)以及載荷迅速變化的異常運(yùn) 行狀態(tài)下變化，故往復(fù)式壓縮機(jī)的傳統(tǒng)的運(yùn)行控制裝置通過(guò)利用控制 單元來(lái)控制活塞的行程。

發(fā)明內(nèi)容
往復(fù)式壓縮機(jī)的傳統(tǒng)的運(yùn)行控制裝置具有以下問(wèn)題。
第一，在往復(fù)式壓縮機(jī)使用商業(yè)上使用的交流電源的情況下，由 于它對(duì)交流電源中的電壓變化量敏感，故它將總是使用控制單元。換 句話說(shuō)，與在載荷迅速變化的狀態(tài)下一樣，即使在正常運(yùn)行下，當(dāng)交 流電源的電壓不斷變化時(shí)，也必須利用控制單元控制活塞的行程。
第二，當(dāng)通過(guò)控制單元(三端雙向可控硅開(kāi)關(guān))切換電壓并將電壓施 加至往復(fù)式壓縮機(jī)的電機(jī)時(shí)，將產(chǎn)生高頻噪聲，因而需要用于消除這 種噪聲的附加電路。
第三，當(dāng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)用作控制單元時(shí)，需要用于三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)的電功率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)使用的電功 率為大約6W。
第四，當(dāng)控制單元執(zhí)行電力上的迅速切換操作時(shí)，在斷開(kāi)控制單 元的瞬間，在控制單元的兩端施加高電壓，因此由于高電壓而損壞控 制單元。此外，在利用高耐受電壓的控制單元的情況下，將增加實(shí)施 往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置的成本。
如上詳細(xì)所述，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置的 問(wèn)題在于，由于用于控制單元的電功率和控制單元所產(chǎn)生的高頻噪聲 而使運(yùn)行效率降低，以及由于根據(jù)控制單元的迅速切換操作而瞬時(shí)施 加的高電壓而損壞運(yùn)行控制裝置，從而使往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝 置的可靠性惡化。


被包括用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解的并且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一 部分的附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，并與描述部分一起用于說(shuō)明本發(fā)明 的原理。
在附圖中
圖l為表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置的結(jié)構(gòu) 的方框圖2為表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方法的流程
圖3為表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝 置的結(jié)構(gòu)的方框圖4為示出根據(jù)額定功率的往復(fù)式壓縮機(jī)的目標(biāo)行程的圖表；
圖5為表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝 置的結(jié)構(gòu)的方框圖6為表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖7為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方 法的流程圖；和
圖8為示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方 法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參考圖3至5詳細(xì)描述關(guān)于往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制 裝置的優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)具有一種電容器，該電容器的電容設(shè)置為使 得通過(guò)壓縮機(jī)電機(jī)的感應(yīng)系數(shù)和電容而獲得的諧振頻率可大于交流電 源的頻率，并且基于施加到壓縮機(jī)的電機(jī)的電流和電壓檢測(cè)負(fù)載變化
量，以及根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量控制控制單元的開(kāi)/關(guān)，所述運(yùn)行控 制裝置通過(guò)斷開(kāi)控制單元的切換操作引起的高頻噪音和過(guò)電壓可減小 電機(jī)損耗。
圖3為表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的操作控制裝 置的結(jié)構(gòu)的方框如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置包括供 應(yīng)預(yù)定頻率的交流電源的電源單元AC;具有預(yù)定感應(yīng)系數(shù)的往復(fù)式壓 縮機(jī)電機(jī)M;電連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M并具有預(yù)定電容的電容器 Cl;串聯(lián)連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M并根據(jù)控制信號(hào)施加交流電源至往
復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的控制單元Tr;檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電流 的電流檢測(cè)器40;檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電壓的電壓檢測(cè)器 30;通過(guò)計(jì)算施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電流和電壓來(lái)估算行程的行 程估算器50;比較估算得的行程和行程參考值并根據(jù)比較結(jié)果輸出差
值的比較器10;和控制器20，該控制器20基于估算得的行程和施加至
電機(jī)的電流之間的相位差檢測(cè)負(fù)載變化量，并根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化 量生成用來(lái)接通/斷開(kāi)控制單元的控制信號(hào)或者根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化
量產(chǎn)生用來(lái)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期的控制信號(hào)。電源單元AC可以是通常用于住宅或工廠的220V交流電源。因此， 電壓根據(jù)時(shí)間連續(xù)變化。
控制單元Tr由諸如三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)或換流器的切換裝置組 成。通過(guò)圍繞電機(jī)M的定子或轉(zhuǎn)子纏繞線圈產(chǎn)生通量改變量來(lái)運(yùn)行往復(fù) 式壓縮機(jī)的電機(jī)M。因此，假定借助具有預(yù)定感應(yīng)系數(shù)的線圈可構(gòu)造等 效電路。
電容器C1具有預(yù)定電容并串聯(lián)連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M。 這里，根據(jù)本發(fā)明，將描述設(shè)置電容器C1的電容的方法。
如果往復(fù)式壓縮機(jī)的感應(yīng)系數(shù)為L(zhǎng)，并且電容器C1的電容為C，則 可獲得諧振頻率如下
f1
1
同時(shí)，如果額定功率頻率恒定，將其表示為FhpuU^e。因而，在如 下公式中可知設(shè)置諧振頻率大于額定功率頻率的方法
亦即，設(shè)置電容器C1的電容C，使得通過(guò)計(jì)算壓縮機(jī)電機(jī)的感應(yīng)系 數(shù)和電容而獲得的諧振頻率可大于額定功率頻率。
圖4為示出根據(jù)額定功率的往復(fù)式壓縮機(jī)的目標(biāo)行程的圖表。
如圖4所示，可發(fā)現(xiàn)，在設(shè)置諧振頻率FLC一^。^ce大于額定功率頻 率F一utj^e的情況下，根據(jù)額定功率的變化的目標(biāo)行程的變化較小。亦即，可發(fā)現(xiàn)與目標(biāo)行程成比例的冷卻能力的改變較小。
艮P，根據(jù)額定功率的變化的活塞的行程運(yùn)動(dòng)是遲鈍的。因此，在 載荷或交流電源的變化量不大的正常狀態(tài)下，即使按照原樣使用交流 電源，往復(fù)式壓縮機(jī)所產(chǎn)生的冷卻能力不會(huì)有大的變化。
因此，即使不使用控制單元時(shí)，僅通過(guò)設(shè)置諧振頻率大于額定功 率頻率，就可在冷卻能力沒(méi)有較大變化的情況下運(yùn)行壓縮機(jī)。
因此，在第一實(shí)施例中，構(gòu)造本發(fā)明以通過(guò)控制器20檢測(cè)負(fù)載變 化量，比較檢測(cè)得的負(fù)載變化量和預(yù)置的參考負(fù)載變化量，并基于比
較結(jié)果確定是否進(jìn)行控制單元Tr的切換操作。
亦即，如果檢測(cè)負(fù)載變化量以及檢測(cè)得的負(fù)載變化量大于參考負(fù) 載變化量(認(rèn)為處于過(guò)載)，控制器20根據(jù)行程估算器5所估算得的行程 和行程參考值之間的差通過(guò)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期以改變施 加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的交流電源。
另一方面，如果檢測(cè)負(fù)載變化量以及檢測(cè)得的負(fù)載變化量小于參 考負(fù)載變化量(認(rèn)為處于正常負(fù)載)，控制器20通過(guò)接通控制單元Tr以施 加電源單元AC的交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M。
這里，控制器20通過(guò)利用行程估算器5估算得的行程和施加至往復(fù) 式壓縮機(jī)電機(jī)M的電流之間的相位差檢測(cè)負(fù)載變化得。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)將參考負(fù)載變化量預(yù)置為最佳值。
在另一實(shí)施例中，可構(gòu)造本發(fā)明以通過(guò)控制器20檢測(cè)交流電源變 化量，比較檢測(cè)得的交流電源變化量和預(yù)置的參考變化量，并基于比 較結(jié)果確定是否進(jìn)行控制單元Trl的切換操作。亦即，如果檢測(cè)交流電源變化量以及檢測(cè)得的交流電源變化量大 于參考變化量，控制器20根據(jù)行程估算器5所估算的行程和行程參考值
之間的差通過(guò)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期以改變施加至往復(fù)式壓 縮機(jī)電機(jī)M的交流電源。
另一方面，如果檢測(cè)交流電源變化量以及檢測(cè)得的交流電源變化 量小于參考變化量(認(rèn)為處于正常負(fù)載)，控制器20通過(guò)接通控制單元Tr 以施加電源單元AC的交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M。
這里，控制器20設(shè)置有用于檢測(cè)交流電源變化量的檢測(cè)單元。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)將參考變化量預(yù)置為最佳值。
換句話說(shuō)，通過(guò)在控制單元不進(jìn)行切換操作的情況下根據(jù)負(fù)載變 化量或交流電源變化量將從電源單元輸出的交流電源施加至往復(fù)式壓 縮機(jī)電機(jī)，本發(fā)明能夠減少由控制單元的切換操作產(chǎn)生的過(guò)電壓或高 頻噪聲所導(dǎo)致的往復(fù)式壓縮機(jī)的損耗。
圖5為表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的操作控制裝 置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置包括供 應(yīng)預(yù)定頻率的交流電源的電源單元AC;具有預(yù)定感應(yīng)系數(shù)的往復(fù)式壓 縮機(jī)電機(jī)M;電連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M并具有預(yù)定電容的電容器 Cl;串聯(lián)連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M并根據(jù)控制信號(hào)施加交流電源至往 復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的控制單元Tr;選擇由控制信號(hào)切換的控制單元Tr的前 端或后端的切換單元100;檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電流的電 流檢測(cè)器40;檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電壓的電壓檢測(cè)器30; 通過(guò)計(jì)算施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電流和電壓來(lái)估算行程的行程估算器50;比較估算得的行程和行程參考值并根據(jù)比較結(jié)果輸出差值 的比較器10;和控制器20，該控制器20基于估算得的行程和施加至電 機(jī)的電流之間的相位差檢測(cè)負(fù)載變化量，并根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量 產(chǎn)生用來(lái)接通/斷開(kāi)控制單元的控制信號(hào)或者根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量 產(chǎn)生用來(lái)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期的控制信號(hào)。
設(shè)置電容器C1的電容C的值以便設(shè)置從壓縮機(jī)的感應(yīng)系數(shù)計(jì)算得 的諧振頻率大于額定電源頻率。
優(yōu)選地，機(jī)械開(kāi)關(guān)或繼電器用作切換單元IOO。
在第二實(shí)施例中，切換單元100另外地添加至第一實(shí)施例。描述第 二實(shí)施例的運(yùn)行。
首先，即使通過(guò)接通控制單元Tr而按照原樣通過(guò)從電源單元A輸出 的交流電源時(shí)，通過(guò)控制單元Tr的電流由于控制單元Tr的電阻而產(chǎn)生損 耗。
因此，如果負(fù)載變化量大于參考負(fù)載變化量或者交流電源變化量 大于正常變化量(異常狀態(tài))，控制器20根據(jù)行程估算器5估算得的行程 和行程參考值之間的差通過(guò)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期來(lái)改變施 加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的交流電源。
另一方面，如果負(fù)載變化量小于參考負(fù)載變化量或者交流電源變 化量小于正常變化量(正常狀態(tài))，通過(guò)接通控制單元Tr以切斷到達(dá)控制 單元Ti:的電流通路可改善控制單元Tr的損耗。
圖6為表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝 置的結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖6所示，根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置包括供 應(yīng)預(yù)定頻率的交流電源的電源單元AC;具有預(yù)定感應(yīng)系數(shù)的往復(fù)式壓 縮機(jī)電機(jī)M;電連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M并具有預(yù)定電容的第一電容 器C1;與第一電容器并聯(lián)連接并具有與第一電容器C1相同的電容的第 二電容器C2;通過(guò)控制信號(hào)選擇第一電容器C1或選擇并聯(lián)連接的第一 電容器C1和第二電容器C2的切換單元200;串聯(lián)連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電
機(jī)M并根據(jù)控制信號(hào)施加交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的控制單元Tr; 選擇由控制信號(hào)切換的控制單元Tr的前端或后端的切換單元100;檢測(cè) 施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電流的電流檢測(cè)器40;檢測(cè)施加至往復(fù)式 壓縮機(jī)電機(jī)M的電壓的電壓檢測(cè)器30;通過(guò)計(jì)算施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電 機(jī)M的電流和電壓來(lái)估算行程的行程估算器50;比較估算得的行程和行 程參考值并根據(jù)比較結(jié)果輸出差值的比較器10;和控制器20，該控制
器20基于估算得的行程和施加至電機(jī)的電流之間的相位差檢測(cè)負(fù)載變
化量，并且如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量小于參考負(fù)載變化量，則根據(jù)檢 測(cè)得的負(fù)載變化量生成用來(lái)接通/斷開(kāi)控制單元的控制信號(hào)或者通過(guò)斷
開(kāi)切換單元200生成用來(lái)選擇第一電容器C1的控制信號(hào)，或者如果檢測(cè) 得的負(fù)載變化量大于參考負(fù)載變化量，則生成用于控制控制單元Tr的 接通/斷開(kāi)周期的控制信號(hào)且通過(guò)接通切換單元200產(chǎn)生用來(lái)選擇彼此 并聯(lián)連接的第一電容器C1和第二電容器C2的控制信號(hào)。
因此，當(dāng)切換單元200由控制器20的控制信號(hào)斷開(kāi)時(shí)，只有第一電 容器Cl連接至控制單元Tr，當(dāng)切換單元200由控制器20的控制信號(hào)接通 時(shí)，第一電容器Cl和第二電容器C2并聯(lián)地連接至控制單元Tr。
設(shè)置電容器C1和第二電容器C2的電容C，使得通過(guò)計(jì)算壓縮機(jī)電 機(jī)的感應(yīng)系數(shù)和電容所獲得的諧振頻率可大于額定功率頻率。
這里，將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例的運(yùn)行。
與普通半導(dǎo)體控制裝置相似，本發(fā)明的控制單元Tr當(dāng)其運(yùn)行時(shí)執(zhí)行電力上的迅速切換操作。此時(shí)，在控制單元Tr斷開(kāi)的瞬間，充在電 容器的電壓將高電壓施加至控制單元Trl的兩端，這將導(dǎo)致控制單元的 損壞。
此外，利用具有高耐受電壓的控制單元Tr增加成本。為了避免上 述問(wèn)題，在控制單元運(yùn)行的情況下，即負(fù)載變化量或交流電源變化量 較大的情況下，控制器20接通切換單元200，使得電流流入第一電容器 C1和第二電容器C2。因此，當(dāng)并聯(lián)連接的第一電容器和第二電容器增 大電容時(shí)，通過(guò)降低施加至控制單元Tr的電壓可保護(hù)控制單元。亦即， 可使用具有低耐受電壓的廉價(jià)控制單元。
此外，如果確定為負(fù)載變化量或交流電源變化量都不大的正常狀 態(tài)，控制器20接通控制單元Tr，以施加從電源單元AC輸出的交流電源 至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M。
而且在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，增加與第二實(shí)施例中相同的切換 裝置IOO。因而，在負(fù)載變化量或交流電源變化量不大的狀態(tài)下，通過(guò) 切斷流過(guò)控制單元Tr的電流通路，將從電源單元AC輸出的交流電源施 加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M，并且在負(fù)載變化量或交流電源變化量較大的 狀態(tài)下，根據(jù)控制單元Tr的切換操作將電源單元AC的交流電源施加至 往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M，從而改善電源單元AC的運(yùn)行效率。
在下文中，將參考圖4至8詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的 運(yùn)行控制裝置的運(yùn)行。
圖7為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方 法的流程圖。
受限，電流檢測(cè)器40檢測(cè)施加至往復(fù)式電動(dòng)壓縮機(jī)電機(jī)M的電流， 并輸出檢測(cè)得的電流值至行程估算器50和控制器20(SP11)。電壓檢測(cè)器30檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的電壓，并輸出檢
測(cè)得的電壓值至行程估算器50(SP11)。
行程估算器5基于從電流檢測(cè)器40輸出的電流值和從電壓檢測(cè)器 30輸出的電壓值估算往復(fù)式壓縮機(jī)的行程，并輸出估算得的行程至比 較器10和控制器20(SP12)。
此后，控制器20檢測(cè)從電流檢測(cè)器40輸出的電流和從行程估算器 50輸出的行程之間的相位差，并借助電流和行程之間的相位差檢測(cè)負(fù) 載變化量(SP13)。
同時(shí)，比較器10比較估算得的行程和行程參考值，并根據(jù)比較結(jié) 果輸出差值。
然后，控制器20根據(jù)負(fù)載變化量控制控制單元的開(kāi)/關(guān)。
如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量大于預(yù)置的參考負(fù)載變化量(SP14)，則 控制器20通過(guò)接通/斷開(kāi)控制單元Tr來(lái)改變施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M 的交流電源(SP16)。此時(shí)，控制器20根據(jù)所述差值通過(guò)控制控制單元Tr 的接通/斷開(kāi)周期來(lái)改變施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的交流電源。
如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量小于預(yù)置的參考負(fù)載變化量(SP14)，則 控制器20通過(guò)接通控制單元Tr來(lái)施加交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī) M(SP15)。
在另一實(shí)施例的與圖5相同的結(jié)構(gòu)中，如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量小 于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，則控制器20通過(guò)接通切換單元100來(lái)切斷到 達(dá)控制單元Tr的電流通路，從而按照原樣地施加從電源單元AC輸出的 交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M，并且如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量大于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，則控制器20通過(guò)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周 期來(lái)改變交流電源之后施加交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)。
在根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方法的另一實(shí)施例中， 如果負(fù)載變化量大于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，則優(yōu)選的是，通過(guò)并聯(lián) 連接的多個(gè)電容器以及通過(guò)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期而改變交 流電源之后施加交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M來(lái)增大電容。
圖8為示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方 法的流程圖。
首先，控制器20檢測(cè)從電源單元AC輸出的交流電源的變化量 (SP21),并比較檢測(cè)得的交流電源的變化量和預(yù)置的參考變化量 (SP22)。
作為比較的結(jié)果，如果檢測(cè)得的交流電源變化量大于預(yù)置的參考 變化量，控制器20通過(guò)接通/斷開(kāi)控制單元Tr來(lái)改變施加至往復(fù)式壓縮 機(jī)電機(jī)M的交流電源(SP24)。此時(shí)，控制器20根據(jù)所述差值通過(guò)控制控 制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期來(lái)改變施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M的交流電源。
如果檢測(cè)得的交流電源變化量小于預(yù)置的參考變化量(SP22)，控 制器20通過(guò)接通控制單元Tr來(lái)按照原樣地施加交流電源至往復(fù)式壓縮 機(jī)電機(jī)M。
在另一實(shí)施例的與圖5相同的結(jié)構(gòu)中，如果檢測(cè)得的交流電源變化 量小于預(yù)置的參考交流電源變化值，控制器20通過(guò)接通切換單元100來(lái) 切斷到達(dá)控制單元Tr的電流通路，從而按照原樣地施加從電源單元AC 輸出的交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M，如果檢測(cè)得的交流電源變化量 大于預(yù)置的參考交流電源變化量，則控制器20通過(guò)控制控制單元Tr的接通/斷開(kāi)周期來(lái)改變交流電源之后施加交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電 機(jī)。
在根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方法的另一實(shí)施例中， 如果交流電源變化量大于預(yù)置的參考交流電源變化量，如圖6所示，優(yōu)
選的是，通過(guò)并聯(lián)連接多個(gè)電容器以及通過(guò)控制控制單元Tr的接通/斷 開(kāi)周期在改變交流電源之后施加交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)M來(lái)增 大電容。
如上詳細(xì)所述，根據(jù)壓縮機(jī)的負(fù)載變化量或施加至壓縮機(jī)電機(jī)的 交流電源的變化量而按照原樣地施加交流電源至壓縮機(jī)電機(jī)，而不以 預(yù)定時(shí)間使用控制單元，因而，通過(guò)切斷由控制單元的切換操作引起 的高頻噪聲和過(guò)電壓，根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置和 方法可改善壓縮機(jī)電機(jī)的運(yùn)行效率。
權(quán)利要求
1. 一種壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置，包括電連接至所述壓縮機(jī)電機(jī)并具有預(yù)定電容的電容器；串聯(lián)連接至所述壓縮機(jī)電機(jī)并根據(jù)控制信號(hào)施加交流電源至所述壓縮機(jī)得電機(jī)的控制單元；和控制器，該控制器基于施加至所述壓縮機(jī)電機(jī)的電流和電壓檢測(cè)負(fù)載變化量以及根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量控制所述控制單元的開(kāi)/關(guān)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述控制器檢測(cè)交流電源的 變化量并根據(jù)檢測(cè)得的交流電源的變化量控制所述控制單元的開(kāi)/關(guān)。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，如果交流電源的變化量大于預(yù)置的參考變化量，所述控制器通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元來(lái)改變施 加至所述壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源。
4. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，如果交流電源的變化量小于 預(yù)置的參考變化量，所述控制器通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元來(lái)按照原 樣地施加交流電源至所述壓縮機(jī)電機(jī)。
5. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，設(shè)置所述電容使得通過(guò)計(jì)算 所述壓縮機(jī)電機(jī)的感應(yīng)系數(shù)和所述電容而獲得的諧振頻率可大于交流 電源的頻率。
6. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述控制器通過(guò)施加至所述 壓縮機(jī)電機(jī)的電壓和電流估算行程，基于估算得的行程和電流之間的 相位差檢測(cè)負(fù)載變化量，和根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量控制所述控制單 元的開(kāi)/關(guān)。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量大于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，所述控制器通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元來(lái) 改變施加至所述壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源。
8. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量小 于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，所述控制器通過(guò)接通所述控制單元來(lái)按照 原樣地施加交流電源至所述壓縮機(jī)電機(jī)。
9. 如權(quán)利要求l所述的裝置，還包括切換單元，該切換單元用于 選擇由所述控制器的控制信號(hào)切換的所述控制單元的前端或后端。
10. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述電容器為復(fù)數(shù)形式，所述裝置還包括通過(guò)所述控制器的控制信號(hào)選擇性地并聯(lián)連接所述電容 器的切換單元。
11. 一種往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置，包括 供應(yīng)預(yù)定頻率的交流電源的電源單元； 具有預(yù)定感應(yīng)系數(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)；電連接至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)并具有預(yù)定電容的電容器； 與往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)串聯(lián)連接并根據(jù)控制信號(hào)施加交流電源至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的控制單元；檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電流的電流檢測(cè)器； 檢測(cè)施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電壓的電壓檢測(cè)器； 通過(guò)計(jì)算施加至往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電流和電壓來(lái)估算行程的行程估算器；和控制器，該控制器基于估算得的行程和施加至電機(jī)的電流之間的 相位差檢測(cè)負(fù)載變化量，以及根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量控制所述控制 單元的開(kāi)/關(guān)。
12. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，設(shè)置所述電容使得通過(guò)計(jì) 算所述壓縮機(jī)電機(jī)的感應(yīng)系數(shù)和所述電容而獲得的諧振頻率可大于交流電源的頻率。
13. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述電容器為復(fù)數(shù)形式， 所述裝置還包括通過(guò)所述控制器的控制信號(hào)選擇性地并聯(lián)連接所述電 容器的切換單元。
14. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述控制器檢測(cè)交流電源的變化量，并根據(jù)檢測(cè)得的交流電源的變化量控制所述控制單元的開(kāi)/ 關(guān)。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，如果交流電源的變化量大 于預(yù)置的參考變化量，所述控制器通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元來(lái)改變 施加至所述壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源。
16. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其中，如果交流電源的變化量小 于預(yù)置的參考變化量，所述控制器通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元來(lái)按照 原樣地施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)。
17. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其中，所述控制器通過(guò)施加至所 述壓縮機(jī)電機(jī)的電壓和電流估算行程，基于估算得的行程和電流之間 的相位差檢測(cè)負(fù)載變化量，和根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量控制所述控制 單元的開(kāi)/關(guān)。
18. 如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量 大于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，所述控制器通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元 來(lái)改變施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源。
19. 如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，如果檢測(cè)得的負(fù)載變化量 小于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，所述控制器通過(guò)接通所述控制單元來(lái)按 照原樣地施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)。
20. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，還包括切換單元，該切換單元用 于選擇由所述控制器的控制信號(hào)切換的所述控制單元的前端或后端。
21. —種根據(jù)本發(fā)明的往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方法，包括以下步驟檢測(cè)所述往復(fù)式壓縮機(jī)的負(fù)載變化量；和比較檢測(cè)得的負(fù)載變化量和預(yù)置的參考負(fù)載變化量，以及基于比 較結(jié)果控制施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源的供應(yīng)。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，檢測(cè)所述往復(fù)式壓縮機(jī)的 負(fù)載變化量的步驟包括以下步驟檢測(cè)施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電流； 檢測(cè)施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電壓；通過(guò)計(jì)算施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電流和電壓來(lái)估算行 程；禾口基于估算得的行程和施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的電流之間的 相位差檢測(cè)負(fù)載變化量。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，控制施加至所述往復(fù)式壓 縮機(jī)電機(jī)的交流電源的供應(yīng)的步驟包括以下步驟比較檢測(cè)得的負(fù)載變化量和預(yù)置的參考負(fù)載變化量； 如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的負(fù)載變化量大于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，則通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元在改變交流電源之后施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)；和如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的負(fù)載變化量小于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，則通過(guò)接通所述控制單元來(lái)施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中，在改變交流電源之后施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的步驟還包括以下步驟通過(guò)連接 多個(gè)電容器以減小電容，以便降低所述控制單元的耐受電壓。
25. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，控制施加至所述往復(fù)式壓 縮機(jī)電機(jī)的交流電源的供應(yīng)的步驟包括以下步驟比較檢測(cè)得的負(fù)載變化量和預(yù)置的參考負(fù)載變化量； 如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的負(fù)載變化量大于預(yù)置的參考負(fù)載變化量，則通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)；和如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的負(fù)載變化量小于預(yù)置的參考負(fù)載變化 量，則施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)。
26. —種往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行控制方法，包括以下步驟 檢測(cè)施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源的變化量；和 比較檢測(cè)得的交流電源變化量和預(yù)置的參考負(fù)載變化量，以及基于比較結(jié)果控制施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源的供應(yīng)。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，其中，控制施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源的供應(yīng)的步驟包括以下步驟比較檢測(cè)得的負(fù)載變化量和預(yù)置的參考負(fù)載變化量； 如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的交流電源變化量大于預(yù)置的參考變化量，則通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元在改變交流電源之后施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)；和如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的交流電源變化量小于預(yù)置的參考變化 量，則通過(guò)接通所述控制單元來(lái)施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電 機(jī)。
28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，在改變交流電源之后施加 交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的步驟還包括以下步驟，通過(guò)連接 多個(gè)電容器以減小電容，以便降低所述控制單元的耐受電壓。
29.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，控制施加至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)的交流電源的供應(yīng)的步驟包括以下步驟比較檢測(cè)得的交流電源變化量和預(yù)置的參考變化量；如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的交流電源變化量大于預(yù)置的參考變化 量，則通過(guò)接通/斷開(kāi)所述控制單元施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)；禾口如果根據(jù)比較結(jié)果檢測(cè)得的交流電源變化量小于預(yù)置的參考變化 值，則按照原樣地施加交流電源至所述往復(fù)式壓縮機(jī)電機(jī)。
全文摘要
公開(kāi)一種壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置及其方法，該運(yùn)行控制裝置通過(guò)在沒(méi)有控制單元的切換操作的情況下施加交流電源至壓縮機(jī)電機(jī)，可減小電機(jī)損耗。該壓縮機(jī)的運(yùn)行控制裝置包括電連接至壓縮機(jī)電機(jī)并具有預(yù)定電容的電容器；串聯(lián)連接至壓縮機(jī)電機(jī)并根據(jù)控制信號(hào)施加交流電源至壓縮機(jī)電機(jī)的控制單元；和控制器，該控制器基于施加至壓縮機(jī)電機(jī)的電流和電壓檢測(cè)負(fù)載變化量以及根據(jù)檢測(cè)得的負(fù)載變化量控制控制單元的開(kāi)/關(guān)。
文檔編號(hào)H02P25/04GK101438490SQ200580040706
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者盧鐵基, 姜亮俊, 崔基喆, 樸景培, 洪彥杓, 裴圭鐘 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社