專利名稱：用于直線壓縮機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直線壓縮機，更具體地，本發(fā)明涉及一種能夠改 變冷卻力并防止涌流的用于直線壓縮機的控制裝置。
背景技術(shù)：
一般而言，壓縮機是用于通過從發(fā)電裝置如電機或渦輪機接收 電力并且壓縮空氣、冷卻劑或其它各種工作氣體來升高壓力的機械 裝置。壓縮機已經(jīng)廣泛地用于家用電器如冰箱和空調(diào)中，或在整個 工業(yè)行業(yè)中^吏用。壓縮機被粗略地劃分為往復(fù)運動式壓縮機、旋轉(zhuǎn)式壓縮機和渦 旋式壓縮機。在往復(fù)運動式壓縮機中，在活塞和釭筒之間形成用于 吸入或排出工作氣體的壓縮空間，且活塞在缸筒內(nèi)直線地往復(fù)運動 以壓縮冷卻劑。在旋轉(zhuǎn)式壓縮機中，在缸筒和偏心旋轉(zhuǎn)的滾動件之 間形成用于吸入或排出工作氣體的壓縮空間，且滾動件沿著缸筒的 內(nèi)壁偏心地旋轉(zhuǎn)以壓縮冷卻劑。在渦旋式壓縮機中，在動渦旋和定 渦旋之間形成用于吸入或排出工作氣體的壓縮空間，且動渦旋沿著 定渦旋旋轉(zhuǎn)以壓縮冷卻劑。通常，直線壓縮機通過利用電機的直線驅(qū)動力來吸入、壓縮并排 出冷卻劑，直線壓縮M分成壓縮單元和驅(qū)動單元，該壓縮單元包括 用于壓縮冷卻劑氣體的活塞和缸筒，該驅(qū)動單元包括用于提供所述驅(qū) 動力到壓縮單元的直線電機。詳細地說，在直線壓縮機中，缸筒固定地安裝在密封容器中，且 活塞在缸筒內(nèi)直線地往復(fù)運動。隨著活塞在缸筒內(nèi)直線地往復(fù)運動， 冷卻劑被供應(yīng)到缸筒內(nèi)的壓縮空間中、被壓縮并被排出。在該壓縮空 間中安裝有吸入閥組件和排出閥組件，用于根據(jù)壓縮空間的內(nèi)壓來控
制冷卻劑的^A和排出。用于產(chǎn)生直線驅(qū)動力的直線電機連接于活塞。在該直線電機中， 圍繞缸筒以預(yù)定的間隙安裝內(nèi)部定子和外部定子，該內(nèi)部定子和外部 定子通過在周向方向上層壓多個疊層而形成，圍繞該內(nèi)部定子或圍繞 外部定子的內(nèi)部來纏繞線團(或線團繞組)，并且在內(nèi)部定子和外部定 子的所述間隙中安裝永磁體，該永磁體連接于活塞。所述永磁體能夠在活塞的運動方向上移動。該永磁體在電流流 過所述線團時所產(chǎn)生的電磁力的作用下沿活塞的運動方向直線地往 復(fù)移動。直線電機以恒定的工作頻率fe工作，而活塞以預(yù)定的行程 S直線地往復(fù)運動。圖1是圖示用于直線壓縮機的傳統(tǒng)控制裝置的電路圖。參照圖1，控制裝置包括線團繞組L，其沿直線壓縮機的周向方向纏繞， 用于接收電力；分路裝置100，其用于向整個線團繞組L或部分線 團繞組L通電；以及控制單元200，其用于根據(jù)負栽控制分路裝置 100來控制冷卻力。詳細地說，線團繞組L的一端連接有電源，在其另一端處形成 分路裝置100的連接端子100a。連接端子100b連接于線團繞組L 的中點M (或中點L的支路)。分路裝置100包括開關(guān)元件100c， 開關(guān)元件100c用于在控制單元200的控制下向連接端子100a或 100b施加電力。在冷凍循環(huán)過栽的情形下，控制單元200執(zhí)行向部分線團繞組 L施加電力的電力模式，以便輸出高冷卻力，在冷凍循環(huán)低載或中 載的情形下，控制單元200執(zhí)行向整個線圍繞組L施加電力的節(jié)約 模式，以便輸出低冷卻力或中等冷卻力。對于電力模式，控制單元 200將分路裝置100的開關(guān)元件100c連接于連接端子100b。對于節(jié) 約模式，控制單元200將分路裝置100的開關(guān)元件100c連接于連接 端子100a。在上述直線壓縮機中，直線電機在設(shè)計中所考慮的負載下以與活塞的自然頻率fn相同的工作頻率fe工作，活塞的自然頻率fn通過 利用螺旋彈簧的機械彈簧常數(shù)Km和氣體彈簧的氣體彈簧常數(shù)Kg來 計算。因此，所述直線壓縮機僅僅在設(shè)計中所考慮的負栽下在電力
模式中工作，以提高效率。由于負載實際上是可變的，所以氣體彈簧的氣體彈簧常數(shù)Kg和 利用該氣體彈簧常數(shù)Kg所計算出的活塞自然頻率fn是變化的。詳細地說，在設(shè)計中，直線電機的工作頻率fc設(shè)定為等于活塞在中載范圍內(nèi)的自然頻率fn。即使負栽變化，直線電機也以恒定的 工作頻率fc工作。然而，活塞的自然頻率fn隨著負栽的增加而增大。這里，fn表示活塞的自然頻率，Km和Kg分別表示機械彈簧常數(shù)和氣體彈簧常數(shù)，而M表示活塞的質(zhì)量。在設(shè)計中，由于氣體彈簧常數(shù)Kg在整個彈簧常數(shù)KT中的比例 小，所以不考慮氣體彈簧常數(shù)Kg或?qū)⑵湓O(shè)為具有恒定值。此外，活 塞的質(zhì)量M和機械彈簧常數(shù)Km具有恒定值。因此，通過上述公式 1計算出活塞的自然頻率fn為恒定值。實際上，制冷劑的壓力和溫度隨著負載增加而在有限的空間內(nèi) 升高。因此，氣體彈簧常數(shù)Kg由于氣體彈簧本身的彈性力的增大而 增大，并且與氣體彈簧常數(shù)Kg成比例的活塞自然頻率fn也增大。傳統(tǒng)技術(shù)中，在控制單元200控制開關(guān)元件100c的情況下，聚 集在線圍繞組L中的電能被操作成產(chǎn)生涌流。如果施加的電力發(fā)生變化，那么這種改變將不考慮控制單元200 的控制而改變直線壓縮機的輸出功率。如果電力施加過度，則直線 壓縮機將經(jīng)受過栽或進行異常操作。也就是說，直線壓縮機不正常 工作。如圖1所示的用于直線壓縮機的傳統(tǒng)控制裝置在不考慮根據(jù)氣 體彈簧常數(shù)Kg而改變的活塞的或可動構(gòu)件的自然頻率fn的情況下控制工作頻率fe。即使能夠根據(jù)負載的冷卻力來改變直線壓縮機的輸出功率，也不能保持直線壓縮機的共振頻率。因此降低了直線壓 縮機的效率。另外，由于外部施加的電力的變化，直線壓縮機的效
率和冷卻力大大改變.這在直線壓縮機的工作中是致命的問題。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題實現(xiàn)了本發(fā)明以解決上述問題。本發(fā)明的目的在于提供一種用 于直線壓縮機的控制裝置，該控制裝置能夠通過改變總電容來控制 輸出功率，并能夠防止涌流。技術(shù)方案本發(fā)明另 一個目的在于提供一種用于直線壓縮機的控制裝置， 該控制裝置能夠通過控制直線壓縮機的通/斷開關(guān)來防止電容改變 過程中的涌流。本發(fā)明又一個目的在于提供一種用于直線壓縮機的控制裝置， 該控制裝置能夠通過改變所施加的電力來防止輸出功率的增大或減 小。本發(fā)明又一個目的在于提供一種用于直線壓縮機的控制裝置， 該控制裝置能夠防止直線壓縮機由于電力施加過度而經(jīng)受過載或執(zhí) 行異常操作。本發(fā)明又一個目的在于提供一種用于直線壓縮機的控制裝置， 該控制裝置能夠改變直線壓縮機的操作(高冷卻力操作、低冷卻力 操作等)，并防止涌流的產(chǎn)生。本發(fā)明又一個目的在于提供一種用于直線壓縮機的控制裝置， 該控制裝置能夠不考慮外部施加的電力的變化而根據(jù)負栽來改變輸 出功率。本發(fā)明又一個目的在于提供一種用于直線壓縮機的控制裝置， 該控制裝置能夠根據(jù)所要求的輸出功率通過改變施加到線圏的恒定 電力的大小來產(chǎn)生多個輸出功率。本發(fā)明又一個目的在于提供一種用于直線壓縮機的控制裝置， 該控制裝置能夠通過改變恒定電力的大小和接收該恒定電力的線團 的長度來產(chǎn)生多個輸出功率。了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，提供了一種用于直線壓縮機的控制裝置，該控制裝置包括線團繞組，其層壓在直線壓縮機上；第 一電容器，其與所述線團繞組串聯(lián)；電容改變單元，其與第一電容 器形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)并具有電容器開關(guān)；以及控制單元，其用于通過控 制電容器開關(guān)來改變所述控制裝置的總電容，由此引起直線壓縮機 的輸出功率變化。在本發(fā)明的另一個方面，提供了如下一種用于直線壓縮機的控 制裝置，該控制裝置包括線圍繞組，其層壓在直線壓縮機上；第 一電容器，其與所述線團繞組串聯(lián)；電容改變單元，其與第一電容 器形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；電壓感測單元，其用于感測第一電容器和電容改 變單元中至少一個的兩端電壓；以及控制單元，其用于通過根據(jù)由 電壓感測單元感測到的電壓來控制電容改變單元的方式來改變所述 控制裝置的總電容，由此根據(jù)負栽引起直線壓縮機的輸出功率變化，在本發(fā)明的又一個方面，提供了如下一種用于直線壓縮機的控 制裝置，該控制裝置包括線團繞組，其層壓在直線壓縮機上；第 一電容器，其一端與所述線圏繞組串聯(lián)；電容改變單元，其與第一 電容器形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；電壓和頻率感測單元，其用于感測所施加電 力的電壓和頻率；以及控制單元，其用于通過改變所述控制裝置的 總電容來引起直線壓縮機的輸出功率變化，改變所述控制裝置的總 電容是通過利用來自所述電壓和頻率感測單元的所施加電力的電壓 和頻率的函數(shù)來計算模式電壓，并根據(jù)該模式電壓來控制所述電容改 變單元的方式來實現(xiàn)的。在本發(fā)明的又一個方面中，提供了如下一種用于直線壓縮機的 控制裝置，該控制裝置包括線團繞組，其層壓在直線壓縮機上； 第一電容器，其與所述線團繞組串聯(lián)；恒定電力供應(yīng)單元，其用于 接收外部電力、將該電力轉(zhuǎn)換成特定大小的恒定電力并向所述線團 繞組施加該恒定電力；以及控制單元，其用于通過控制恒定電力供 應(yīng)單元向所述線圍繞組供應(yīng)特定大小的恒定電力來根據(jù)負載引起直 線壓縮機的輸出功率變化。


參照附圖將能更好地理解本發(fā)明。附圖僅以示例的方式給出，因此并不是對本發(fā)明的限制，其中圖l是圖示用于直線壓縮機的傳統(tǒng)控制裝置的電路圖；圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的直線壓縮機的截面圖；圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖；圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖；圖5是流程圖，其示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的圖3和圖4 的控制裝置的控制方法的順序步驟；圖6是流程圖，其示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的圖3和圖4 的控制裝置的控制方法的順序步驟；圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖；圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖；圖9是示出圖7和圖8的控制裝置的控制方法的順序步驟的流 程圖；圖IO是圖示根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖；圖ll是圖示根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖；圖12是示出圖10和圖11的控制裝置的控制方法的順序步驟的 流程圖；圖13是閨示根據(jù)本發(fā)明第七實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖；以及 圖14是示出圖13的控制裝置的冷卻能力的曲線圖。
具體實施方式
現(xiàn)在將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的用于直線 壓縮機的控制裝置。如圖2所示，在直線壓縮機中，在密封容器2的一側(cè)處安裝有 用于吸入和排出制冷劑的流入管2a和流出管2b，缸筒4固定地安 裝在密封容器2中，活塞6在缸筒4中直線地往復(fù)運動，用于壓縮 吸入到缸筒4中的壓縮空間P中的制冷劑，多種彈簧在活塞6的運 動方向上彈性地支撐活塞6?；钊?連接于用于產(chǎn)生直線往復(fù)運動 驅(qū)動力的直線電機IO。在活塞6的與壓縮空間P相接觸的一端處安裝有吸入閥22。在 缸筒4的與壓縮空間P相接觸的一端處安裝有排出閥組件24。吸入 閥22和排出閥組件24才艮據(jù)壓縮空間P的內(nèi)壓而分別自動地開啟和 閉合.通過密封地聯(lián)接上殼和下殼來安裝密封容器2。用于吸入制冷劑 的流入管2a和用于排出制冷劑的流出管2b安裝在密封容器2的一 側(cè)?；钊?在其運動方向上被彈性地支撐在缸筒4內(nèi)以進行直線往 復(fù)運動，且直線電機10聯(lián)接于缸筒4外的框架18，從而形成一組 件。該組件由支撐彈簧29彈性地支撐在密封容器2的內(nèi)部底表面上。在密封容器2的內(nèi)部底表面上填充了預(yù)定量的油。在所述組件 的底端處安裝有用于泵油的泵油裝置30。在框架18中形成有供油 管18a，該供油管18a設(shè)置在所述組件的下部處，用于將油供應(yīng)到 活塞6和缸筒4之間的間隙。供油裝置30借助于活塞6的直線往復(fù) 運動產(chǎn)生的振動來工作，用于泵油。油通過供油管18a供應(yīng)到活塞 6和缸筒4之間的間隙，用于進行冷卻和潤滑。缸筒4形成為中空形狀，以使活塞6能夠在缸筒4內(nèi)直線地往 復(fù)運動。壓縮空間P形成在缸筒4的一側(cè)處。在缸筒4的一端靠近 流入管2a的內(nèi)部的狀態(tài)下，優(yōu)選將缸筒4安裝在與流入管2a相同 的直線上?；钊?安裝在缸筒4的靠近流入管2a的一端內(nèi)，用于進
行直線往復(fù)運動。排出閥組件24安裝在缸筒4的與流入管2a相對 的一端處。排出閥組件24包括排出蓋24a，其安裝在缸筒4的一端處， 用于形成排出空間；排出閥24b，其用于打開和關(guān)閉缸筒4的靠近 壓縮空間P的一端；以及閥簧24c，閥簧24c是一種螺旋彈簧，其 用于沿軸向方向在排出蓋24a和排出閥24b之間施加彈性力。在缸 筒4 一端的內(nèi)周上插有O形團，使得排出閥24a能夠緊密地附于缸 筒4的一端。在排出蓋24a的一側(cè)和流出管2b之間彎曲地安裝有環(huán)形管28。 環(huán)形管28引導(dǎo)被壓縮的制冷劑在外面排出，并緩沖由缸筒4、活塞 6以及直線電機10的相互作用而產(chǎn)生、并傳遞到整個密封容器2的 振動。當活塞6在缸筒4中直線地往復(fù)運動時，如果壓縮空間P的壓 力高于預(yù)定排出壓力，則閥簧24c被壓縮以打開排出閥24b。在制 冷劑從壓縮空間P排出后，制冷劑通過環(huán)形管28和流出管2b在外 面完全排出。在活塞6的中部處形成有制冷劑通道6a， 4吏得通過流入管2a 吸入的制冷劑能夠通過該制冷劑通道6a。直線電機10通過連接構(gòu) 件17直接連接于活塞6的靠近流入管2a的一端，并且吸入閥22 安裝在活塞6的與流入管2a相對的另一端處。活塞6在其運動方向 上由多種彈簧彈性地支撐。吸入閥22形成為薄板形狀，吸入閥22的中部部分地切開以打 開和關(guān)閉活塞6的制冷劑通道6a。吸入閥22的一側(cè)利用螺釘固定 于活塞6的一端。因此，當活塞6在缸筒4內(nèi)直線地往復(fù)運動時，如果壓縮空間P 的壓力低于比所述排出壓力低的預(yù)定吸入壓力，則吸入閥22打開且 制冷劑被供入到壓縮空間P中，如果壓縮空間P的壓力高于所述預(yù) 定吸入壓力，則吸入閥22關(guān)閉且制冷劑在壓縮空間P中被壓縮。特別地，活塞6在其運動方向上被彈性地支撐。詳細地說，從 活塞6的靠近流入管2a的一端徑向突出的活塞凸緣6b由機械彈簧 8a、 8b如螺旋彈簧在活塞6的運動方向上彈性地支撐。此外，沿與
流入管2a相反的方向填充在壓縮空間P中的制冷劑通過其自身彈 性力而作用為氣體彈簧，用于彈性地支撐活塞6。機械彈簧8a和8b具有與負栽無關(guān)的恒定機械彈簧常數(shù)Km。優(yōu) 選地，機械彈簧8a和8b分別沿軸向方向安裝在固定于直線電機10 的支撐框架26處以及缸筒4處，且活塞凸緣6b位于機械彈簧8a 和8b之間。支撐在支撐框架26上的機械彈簧8a和安裝在缸筒4 中的機械彈簧8b具有相同的機械彈簧常數(shù)Km。圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖。仍然參照圖2，直線電機100包括內(nèi)部定子12,其通過在周 向方向上層壓多個疊層12a而形成，并由框架18固定于缸筒4的外 部；外部定子14，其通過圍繞以纏繞線團的方式形成的線團繞組14a 在周向方向上層壓多個疊層14b而形成，并由框架18安裝在缸筒4 的外部處，與內(nèi)部定子12相隔預(yù)定間隙；以及永磁體16，其設(shè)置 在內(nèi)部定子12和外部定子14之間的所述間隙處并通過連接構(gòu)件17 連接于活塞6。線圍繞組14a能夠固定于內(nèi)部定子12的外部。如圖3所示，所述用于直線壓縮機的控制裝置包括通/斷開關(guān) SW1 40,其用于接收電力并向直線電機10供電；沿直線壓縮機的 周向方向纏繞的線團繞組L(與圖2的線團繞組14a相同)；電容器 Cl，其與線團繞組L串聯(lián)；電容改變單元50，其與電容器C1并聯(lián)； 以及控制單元60，其用于控制電容改變單元50以改變直線壓縮機 的輸出功率。詳細地說，通/斷開關(guān)SW1 40是用于在控制單元60的控制下向 直線馬達10供電的主開關(guān)。這里，電力指的是外部的商用電，或從 安裝有直線壓縮機的設(shè)備(如水箱等)的供電單元提供的電力。電容器Cl和電容改變單元50確定直線電機10的總電容，并如 圖3所示并聯(lián)。電容改變單元50通過串聯(lián)電容器C2、電容器開關(guān)SW2以及防 涌流裝置52而形成。能夠設(shè)置多個電容改變單元50并將其與電容 器Cl并聯(lián)。
電容器C2的電容小于電容器Cl的電容。電容器開關(guān)SW2通 過電容器C2將來自供電源的電流或電壓施加到線團繞組L。當控 制單元60控制電容改變單元50時，則意味著控制單元60控制電容 器開關(guān)SW2的通/斷。在通/斷開關(guān)SW1 40閉合的狀態(tài)下，如果電容器開關(guān)SW2接通， 則產(chǎn)生使得充入電容器C1中的電荷立刻流到電容器C2中的涌流， 以熔敷電容器開關(guān)SW2的接觸點。設(shè)置防涌流裝置52用以防止電 容器開關(guān)SW2被所述涌流損壞。因此，防涌流裝置52包括電阻器、 負溫度系數(shù)(NTC)裝置和電感器中的至少一個，以將所述涌流轉(zhuǎn) 換成不同類型的能量，或防止所述涌流過度地施加到電容器開關(guān) SW2?？刂茊卧?0通過控制電容改變單元50來改變直線電機的總電 容。也就是說，控制單元60通過改變電容以及利用線團繞組L改 變工作頻率的方式來改變直線壓縮機的輸出功率，即冷卻力。特別 地，必須根據(jù)負載來改變直線壓縮機的輸出功率大小。然而，直線 壓縮機的輸出功率可以無關(guān)負載而增大或減小。稍后將參照圖5和 圖6說明控制單元60的用于改變輸出功率并防止涌流的控制操作。圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的用于直線壓縮^L的控制 裝置的電路圖。如圖4所示，該用于直線壓縮機的控制裝置包括通/斷開關(guān)SW1 40，其用于接收電力并向直線電機10供電；沿直線壓縮機的周向方 向纏繞的線團繞組L (與圖2的線閨繞組14a相同)；電容器Cl， 其與線團繞組L串聯(lián)；電容改變單元50a，其一端連接于電容器C1 的一端，另一端連接于線團繞組L的纏繞接頭T,電容改變單元50a 與電容器Cl并聯(lián)；以及控制單元60，其用于控制電容改變單元50a 以改變直線壓縮機的輸出功率。這里，圖4中的通/斷開關(guān)SW1 40、線團繞組L以及電容器C1 具有與圖3中相同的附圖標記。通過串聯(lián)電容器C3和電容器開關(guān)SW2形成圖4的電容改變單 元50a。與圖3的電容改變單元50不同的是，圖4的電容改變單元 50a不包括防涌流裝置52。電容改變單元50a的另一端直接連接到
線團繞組L的纏繞接頭T，使得電容器C1和纏繞接頭T之間的線 團能夠用作電感器。即使產(chǎn)生涌流，該涌流也不損壞電容器開關(guān) SW2。也就是說，通過將電容改變單元50a連接到線圏繞組L,就 不需要圖3的防涌流裝置52。因此，減小了直線電機10所占據(jù)的 區(qū)域，且降低了制造成本。例如，電阻器IO通過發(fā)熱來消耗涌流。 由于在工作中電流持續(xù)地發(fā)熱，所以會升高直線電機10的溫度。此 外，當環(huán)境溫度高時，負溫度系數(shù)裝置的電阻值下降而不能有效地 阻止涌流。另外，由于電感器相對較大，所以電感器在直線壓縮機 中占據(jù)較大的區(qū)域。通過將電容改變單元50a連接到線圉繞組L能 夠解決上述問題。能夠設(shè)置多個電容改變單元50a并將其與電容器Cl并聯(lián)。這里， 能夠使用 一個或多個纏繞接頭T用于所述電容改變單元50a。電容器C3在元件特性(包括電容大小)和功能上與圖3的電容 器C2相同。當控制單元60控制電容改變單元50a時，則意味著控 制單元60控制電容器開關(guān)SW2的通/斷 控制單元60通過控制電容改變單元50a來改變直線電機10的 總電容。也就是說，控制單元60通過改變電容以及利用線團繞組L 改變工作頻率的方式來改變直線壓縮機的輸出功率，即冷卻力。特 別地，必須根據(jù)負栽來改變直線壓縮機的輸出功率大小。然而，直 線壓縮機的輸出功率可以無關(guān)負栽而增大或減小?，F(xiàn)在將參照圖5 和圖6說明控制單元60的用于改變輸出功率和防止涌流的控制操 作。圖5是流程圖，其示出根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的圖3和圖4 的控制裝置的控制方法的順序步驟。在初始階段，控制單元60閉合 通/斷開關(guān)SWl 40以向線團繞組L和電容器C1通電，4吏得直線壓縮 機能夠產(chǎn)生預(yù)定輸出功率。在步驟S51中，控制單元60判定直線壓縮機是否需要產(chǎn)生附加的 冷卻力。如上所述，可根據(jù)負載或無關(guān)負載而需要冷卻力。在每種情 況下都能適當?shù)刈龀鲞@樣的判定。如果需要所述冷卻力(如果需要高 冷卻力控制)，則程序轉(zhuǎn)到步驟S52,如果不需要所述冷卻力(如果不 需要高冷卻力控制，即如果維持低冷卻力控制，或者如果結(jié)束當前的
高冷卻力控制而開始低冷卻力控制)，則程序轉(zhuǎn)到步驟S55。在步驟S52中，控制單元60斷開(打開)通/斷開關(guān)SW1 40。控 制單元60將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間(例如，幾秒種)，使得能夠在 一定程度上消耗已充入電容器Cl中的電荷。在步驟S53中，控制單元60通過控制電容改變單元50或50a來 接通(閉合)電容器開關(guān)SW2。控制單元60會維持該接通狀態(tài)(SW1 斷開而SW2接通)，使得已充入電容器Cl中的電荷能夠幾乎全部消 耗掉。這種消耗是通過防涌流裝置52或線團繞組L的部分線圍來實 現(xiàn)的。在步驟S54中，控制單元60接通(閉合)通/斷開關(guān)SW1 40，以 向電容器Cl和電容改變單元50或50a (即電容器C2或C3)通電。 當總電容升高時，執(zhí)行高冷卻力操作。在步驟S55中，控制單元60判定電容器開關(guān)SW2當前是否接通， 即是否閉合。如果電容器開關(guān)SW2是接通的(如果當前正在執(zhí)行高冷 卻力操作)，則程序轉(zhuǎn)到步驟S56，如果電容器開關(guān)SW2未接通，則 程序結(jié)束，且保持當前的低冷卻力操作不變。在步驟S57中，控制單元60斷開通/斷開關(guān)SW1 40?？刂茊卧?0 會如在步驟S52中一樣將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間。如果控制單元60 跳過步驟S57并執(zhí)行步驟S58，則由已充入電容器C2或C3中的電荷 所產(chǎn)生的涌流會流到通/斷開關(guān)SW1 40中并損壞通/斷開關(guān)SW1 40。 因此，步驟S57是必要的。在步驟S58中，控制單元60斷開(打開)電容器開關(guān)SW2?？刂?單元60將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間，使得已充入電容器Cl和/或電容 器C2或C3中的電荷、尤其是已充入電容器C2或C3中的電荷能夠 被消耗掉。在步驟S59中，控制單元60接通通/斷開關(guān)SW1 40，以施加電力 經(jīng)過電容器C1和線團繞組L。當總電容降低時，執(zhí)行低冷卻力操作。根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的控制方法，控制單元60在通過控制電 容改變單元50或50a來改變總電容之前斷開通/斷開關(guān)SW1 40。因此， 除了圖3和圖4的防涌流構(gòu)造之外，控制單元60也防止了另外的涌流。
圖6是流程圖，其示出根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的圖3和圖4 的控制裝置的控制方法的順序步驟。在步驟S61中，控制單元60判定是否停止正在執(zhí)行高冷卻力操 作或低冷卻力操作的直線壓縮機。這里，控制單元60根據(jù)來自安裝 了直線壓縮機的設(shè)備的命令來停止直線壓縮機的操作，或者在冷卻 力充足時停止直線壓縮機的操作。如果控制單元60想要停止直線壓 縮機的操作，則程序轉(zhuǎn)到步驟S62，如果控制單元60想要維持直線 壓縮機的當前操作，則程序結(jié)束。在步驟S62中，控制單元60斷開通/斷開關(guān)SW1 40，從而不再 向線團繞組L以及電容器Cl和/或電容器C2或C3通電，使得已充入 電容器Cl和/或電容器C2或C3中的電荷能夠被消耗掉?？刂茊卧?0 將通/斷開關(guān)SW1 40的斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間。在步驟S63中，控制單元60判定電容器開關(guān)SW2是否接通。如 果電容器開關(guān)SW2是接通的(如果當前執(zhí)行的是高冷卻力操作)，則 程序轉(zhuǎn)到步驟S64,如果電容器開關(guān)SW2未接通(如果當前執(zhí)行的是 低冷卻力操作)，則程序結(jié)束。在步驟S64中，控制單元60斷開電容器開關(guān)SW2，使得已充入 電容器C2或C3和/或電容器Cl中的電荷能夠被消耗掉。如上所述，在控制單元60停止直線壓縮機的^Mt的情況下，控制 單元60優(yōu)先斷開通/斷開關(guān)SW140,然后斷開電容器開關(guān)SW2，從而 防止開關(guān)SW2或開關(guān)SW1被涌流損壞。圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖。如圖7所圖示，所述用于直線壓縮機的控制裝置包 括通/斷開關(guān)SW140，其用于接收電力并向直線電機10供電；沿直 線壓縮機的周向方向纏繞的線圉繞組L (與圖2的線團繞組14a相 同)；電容器C1，其與線團繞組L串聯(lián)；電容改變單元50，其與電 容器C1并聯(lián)；電壓感測單元61和62，其用于感測電容器C1和電 容器C2 (或電容改變單元50)各自的兩端電壓Vcl和Vc2;以及 控制單元70，其用于控制電容改變單元50以改變直線壓縮機的輸 出功率。這里，圖7中的通/斷開關(guān)SW1 40、線團繞組L、電容器C1以
及電容改變單元50具有與圖3中相同的附圖標記。當接通所述通/斷開關(guān)SW1 40時，電壓感測單元61感測電容器 Cl的兩端電壓Vcl。當接通所述通/斷開關(guān)SW1 40和電容器開關(guān) SW2時，電壓感測單元62感測電容器C2的兩端電壓或電容改變單 元50的兩端電壓Vc2。如果改變施加到直線電機10的電力，則該 已變電力的電壓將直接影響電容器Cl的兩端電壓Vcl以及電容器 C2或電容改變單元50的兩端電壓Vc2。能夠通過感測所述電壓Vcl 和Vc2來精確地檢查所施加的電力的改變程度。如上所述，由于電 容器C1的電容比電容器C2的電容大，所以能使用電壓Vcl。電容 改變單元50的兩端電壓Vc2也能夠使用?？刂茊卧?0通過控制電容改變單元50而改變直線電機10的總 電容。也就是說，控制單元70通過改變電容以及利用線團繞組L 改變工作頻率的方式來改變直線壓縮機的輸出功率，即冷卻力。特 別地，控制單元70通過電壓感測單元61和62識別所施加的電力的 改變程度。如果所感測的電壓Vc (包括Vcl和Vc2中的至少一個) 降低(特別是在低冷卻力操作中)，則輸出功率減小。要求高冷卻力 操作來維持當前的輸出功率。因此，控制單元70執(zhí)行高冷卻力操作。 如果所感測的電壓Vc升高(特別是在高冷卻力操作中)，則輸出功 率增大。要求低冷卻力操作來維持當前輸出功率。因此，控制單元 70執(zhí)行低冷卻力操作。稍后將參照圖9說明控制單元70的用于改 變輸出功率和防止涌流的控制操作。圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明第四實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖。參照圖8，直線電機IO (即用于直線壓縮機的控制 裝置)包括通/斷開關(guān)SW140，其用于接收電力并向直線電機10供 電；沿直線壓縮機的周向方向纏繞的線團繞組L (與圖2的線圍繞 組14a相同)；電容器C1，其與線圍繞組L串聯(lián)；電容改變單元50a， 其一端與電容器Cl的一端相連接，另一端連接于線團繞組L的纏 繞接頭T，電容改變單元50a與電容器Cl并聯(lián)；電壓感測單元61 和63,其用于感測電容器C1和電容器C3 (或電容改變單元50a) 各自的兩端電壓Vcl和Vc3;以及控制單元70，其用于控制電容改 變單元50a以改變直線壓縮機的輸出功率。這里，圖8中的通/斷開關(guān)SW140、線團繞組L、電容器C1以
及電容改變單元50a具有與圖4中相同的附圖標記。當接通所述通/斷開關(guān)SW1 40時，電壓感測單元61感測電容器 Cl的兩端電壓Vcl。當接通所述通/斷開關(guān)SW1 40和電容器開關(guān) SW2時，電壓感測單元63感測電容器C3的兩端電壓或電容改變單 元50a的兩端電壓Vc3。當施加到直線電機IO的電力改變時，則該 已變電力的電壓將直接影響電容器Cl的兩端電壓Vcl以及電容器 C3或電容改變單元50a的兩端電壓Vc3。能夠通過感測所述電壓 Vcl和Vc3來精確地檢查所施加的電力的改變程度。如上所述，由 于電容器Cl的電容比電容器C3的電容大，所以能夠使用電壓Vcl。 電容改變單元50a或電容器C3的兩端電壓Vc3也能夠使用?？刂茊卧?0通過控制電容改變單元50a而改變直線電機10的 總電容。也就是說，控制單元70通過改變電容以及利用線團繞組L 改變工作頻率的方式來改變直線壓縮機的輸出功率，即冷卻力。特 別地，控制單元70通過電壓感測單元61和63識別所施加的電力的 改變程度。如果所感測的電壓Vc (包括Vcl和Vc3中的至少一個) 降低(特別是在低冷卻力操作中)，則輸出功率減小。要求高冷卻力 操作來維持當前的輸出功率。因此，控制單元70執(zhí)行高冷卻力操作。 如果所感測的電壓Vc升高(特別是在高冷卻力操作中)，則輸出功 率增大。要求低冷卻力操作來維持當前輸出功率。因此，控制單元 70執(zhí)行低冷卻力操作?，F(xiàn)在將參照圖9來說明控制單元70的用于 改變輸出功率和防止涌流的控制操作。圖9是示出圖7和圖8的控制裝置的控制方法的順序步驟的流 程圖。在初始階段，控制單元70閉合通/斷開關(guān)SW1 40以向線團繞組L 和電容器Cl通電，使得直線壓縮機能夠產(chǎn)生預(yù)定輸出功率。在下文中， 假定控制單元70使用電容器Cl的兩端電壓Vcl作為所述電壓Vc。在步驟S71中，控制單元70從電壓感測單元61接收電容器Cl 的兩端電壓Vc，并將該兩端電壓Vc與過栽電壓Vo作比較。過載電 壓Vo是控制單元70的預(yù)存值。過載電壓Vo表示直線壓縮機可承 受過栽或執(zhí)行異常操作，且過載電壓Vo會影響正在施加的電力的 Vc值。因此，控制單元70將電壓Vc與過栽電壓Vo作比較。如果 電壓Vc低于過載電壓Vo,則程序轉(zhuǎn)到步驟S72，如果電壓Vc等于 或高于過載電壓Vo，則程序轉(zhuǎn)到步驟S80，以中斷所施加的電力。在步驟S72中，控制單元70檢查施加到直線壓縮機的電力是否已 經(jīng)變化，并執(zhí)行用于在隨后的步驟S73至S79中維持當前冷卻力的操 作。這里，將基準電壓Vr與電壓Vc作比較?；鶞孰妷篤r指的是使 得控制單元70能夠穩(wěn)定地執(zhí)行高冷卻力操作和低冷卻力操作的最佳 大小的電壓。在所施加的電力從187V變?yōu)?50V的情況下，則將該基 準電壓Vr^Li更定為具有一個值，例如220V，或?qū)⑵鋓殳定在預(yù)定范圍 (200V至240V)內(nèi)。在步驟S72中，如果電壓Vc低于基準電壓Vr， 則輸出功率減小。為了解決這個問題，控制單元70轉(zhuǎn)到步驟S73，用 于進行高冷卻力操作。如果電壓Vc等于或高于基準電壓Vr，則輸出 功率增大。為了防止輸出功率增大，控制單元70轉(zhuǎn)到步驟S76，用于 進行低冷卻力操作。在步驟S73中，控制單元70斷開(打開)通/斷開關(guān)SW1 40?？?制單元70將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間(例如，幾秒鐘)，使得能夠在 一定程度上消耗已充入電容器Cl中的電荷。在步驟S74中，控制單元70通過控制電容改變單元50或50a來 接通(閉合)電容器開關(guān)SW2?？刂茊卧?0維持該接通狀態(tài)(SW1 斷開而SW2接通)，使得已充入電容器Cl中的電荷能夠幾乎^P被 消耗掉。這種消耗是通過防涌流裝置52或線圉繞組L的部分線圉實 現(xiàn)的。在步驟S75中，控制單元70接通(閉合)通/斷開關(guān)SW1 40，以 向電容器Cl和電容改變單元50或50a (即電容器C2或C3)通電。 當總電容升高時，執(zhí)行高冷卻力操作。在步驟S76中，控制單元70判定電容器開關(guān)SW2當前是否接通， 即是否閉合。如果電容器開關(guān)SW2是接通的(如果當前執(zhí)行的是高冷 卻力操作)，則程序轉(zhuǎn)到步驟S77，如果電容器開關(guān)SW2未接通，則 程序結(jié)束，且保持當前的低冷卻力^Mt不變。在步驟S77中，控制單元60斷開通/斷開關(guān)SW1 40?？刂茊卧?0 會如在步驟S73中一樣將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間。如果控制單元70 跳過步驟S77并執(zhí)行步驟S78，則由已充入電容器C2中的電荷所產(chǎn)生
的涌流會流到通/斷開關(guān)SWl 40中并損壞通/斷開關(guān)SWl 40。因此， 步驟S77是必要的。在步驟S78中，控制單元70斷開(打開)電容器開關(guān)SW2?？刂?單元70將該打開狀態(tài)維持預(yù)定時間，使得已充入電容器Cl和/或電容 器C2或C3中的電荷、尤其是已充入電容器C2或C3中的電荷能夠 被消耗掉。在所述多個電容改變單元50或50a并聯(lián)的情況下，控制單 元70打開或閉合爭個電容器開關(guān)SW2，從而以不同的方式改變電容。步驟S79中，控制單元70接通(閉合)通/斷開關(guān)SW1 40，以施 加電力經(jīng)過電容器C1和線團繞組L。當總電容降低時，執(zhí)行低冷卻力 操作。在步驟S80中，控制單元70斷開通/斷開關(guān)SW1 40，從而不再向 線閨繞組L以及電容器Cl和/或電容器C2或C3通電，使得已充入電 容器Cl和/或電容器C2或C3中的電荷能夠被消耗掉。控制單元70 將通/斷開關(guān)SW1 40的斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間。在步驟S81中，控制單元70判定電容器開關(guān)SW2是否接通。如 果電容器開關(guān)SW2是接通的(如果當前執(zhí)行的是高冷卻力操作)，則 程序轉(zhuǎn)到步驟S82,如果電容器開關(guān)SW2未接通(如果當前執(zhí)行的是 低冷卻力操作)，則程序結(jié)束。在步驟S82中，控制單元70斷開電容器開關(guān)SW2,使得已充入 電容器C2或C3和/或電容器Cl中的電荷能夠消耗掉。根據(jù)本發(fā)明的上述控制方法，控制單元70在通過控制電容改變單 元50或50a改變總電^L前斷開通/斷開關(guān)SW1 40。因此，除了圖7 和圖8的防涌流構(gòu)造之外，控制單元70也防止了另外的涌流。在控制單元70停止直線壓縮機的^作的情況下，控制單元70優(yōu) 先斷開通/斷開關(guān)SWl 40，然后斷開電容器開關(guān)SW2，從而防止開關(guān) SW2或開關(guān)SW1被涌流損壞。圖IO是圖示根據(jù)本發(fā)明第五實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖。如圖10所示，所述用于直線壓縮機的控制裝置包括 通/斷開關(guān)SW140，其用于接收電力并向直線電機10供電；沿直線壓 縮機的周向方向纏繞的線圍繞組L (與圖2的線團繞組14a相同)； 電容器C1，其與線圍繞組L串聯(lián)；電容改變單元50，其與電容器 Cl并聯(lián)；電壓感測單元61和62，其用于感測電容器Cl和電容器 C2 (或電容改變單元50 )各自的兩端電壓Vcl和Vc2;電壓和頻率 感測單元65，其用于感測所施加的電力的電壓Vi和頻率Fi;以及 控制單元80，其用于控制電容改變單元50以改變直線壓縮機的輸 出功率。這里，圖10中的通/斷開關(guān)SW140、線閨繞組L、電容器C1、 電容改變單元50以及電壓感測單元61和62具有與圖7中相同的附 圖標記。電壓和頻率感測單元65感測所施加的電力的電壓Vi和頻率Fi。 這里，電壓Vi和頻率Fi是直接影響直線壓縮機的輸出功率的因素。 考慮到所述電壓Vi和頻率Fi，必須"沒置電壓和頻率感測單元65來 判斷電力的改變程度?？刂茊卧?0通過控制電容改變單元50而改變直線電機10的總 電容。也就是說，控制單元80通過改變電容以及利用線團繞組L 改變工作頻率的方式來改變直線壓縮機的輸出功率，即冷卻力。特別地，為了判斷所施加的電力的改變程度，控制單元80通過 將來自電壓和頻率感測單元65的電壓Vi和頻率Fi納入作為因子的 函數(shù)來計算模式電壓Vm，并將該模式電壓Vm與預(yù)定的基準值a (a是常數(shù))作比較。也就是說，通過電壓Vi和頻率Fi的函數(shù)來 計算模式電壓Vm。電壓Vi和頻率Fi對冷卻力即直線發(fā)動機輸出 功率的影響即影響程度可能不同。因此，將電壓Vi和頻率Fi分別 與基準電壓和基準頻率作比較是不合理的。諸如線性函數(shù)和二次函 數(shù)的多種函數(shù)都能夠用作為用于計算模式電壓Vm的函數(shù)，以便精 確地表明這些影響程度。在本實施方式中，模式電壓Vm用以下的 7>式2表示。公式2Vm=Vi+(Fi-b)xa這里，a和b是具有預(yù)定大小的常數(shù)。此外，控制單元80通過電壓感測單元61和62識別所施加的電
力的改變程度。如果所感測的電壓Vc (包括Vcl和Vc2中的至少 一個)低于過載電壓Vo，則控制單元80維持當前輸出功率。如果 所感測的電壓Vc等于或高于過栽電壓Vo，則控制單元80停止供電 以克服過載。稍后將參照圖12說明控制單元80的用于改變輸出功 率和防止涌流的控制操作。圖ll是圖示根據(jù)本發(fā)明第六實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖。如圖ll所圖示，所述用于直線壓縮機的控制裝置包 括通/斷開關(guān)SW140，其用于接收電力并向直線電機10供電；沿直 線壓縮機的周向方向纏繞的線閨繞組L (與圖2的線團繞組14a相 同)；電容器C1，其與線團繞組L串聯(lián)；電容改變單元50a，其一 端與電容器Cl的一端相連接，另一端連接于線團繞組L的纏繞接 頭T，電容改變單元50a與電容器Cl并聯(lián)；電壓感測單元61和63， 其用于感測電容器Cl和電容器C3 (或電容改變單元50a)各自的 兩端電壓Vcl和Vc3;電壓和頻率感測單元65，其用于感測所施加 的電力的電壓Vi和頻率Fi;以及控制單元80，其用于控制電容改 變單元50a以改變直線壓縮機的輸出功率。這里，圖11中的通/斷開關(guān)SW140、線團繞組L、電容器C1、 電容改變單元50a以及電壓感測單元61和63具有與圖8中相同的 附圖標記。圖11的電壓和頻率感測單元65與圖IO的電壓和頻率感測單元 65相同。所述控制單元80與圖10的控制單元80相同并以同樣的方式運 行。但是，該控制單元80使用的不是圖10的電壓感測單元62而是 電壓感測單元63所感測的電壓Vc3。也就是說，該控制單元80通 過電壓感測單元61或63識別所施加的電力的改變程度。如果所感 測的電壓Vc (包括Vcl和Vc3中的至少一個)低于過栽電壓Vo， 則控制單元80維持當前輸出功率。如果所感測的電壓Vc等于或高 于過栽電壓Vo，則控制單元80停止供電以克服過載。現(xiàn)在將參照 圖12說明控制單元80的用于改變輸出功率和防止涌流的控制操作。圖12是示出圖10和圖11的控制裝置的控制方法的順序步驟的 流程圖。 在初始階段，控制單元80閉合通/斷開關(guān)SW1 40以向線團繞組L 和電容器Cl通電，使得直線壓縮機能夠產(chǎn)生預(yù)定輸出功率。在下文中， 假定控制單元80使用電容器Cl的兩端電壓Vcl作為所述電壓Vc。在步猓S91中，控制單元80從電壓感測單元61接收兩端電壓 Vc，并將該兩端電壓Vc與過載電壓Vo作比較。過栽電壓Vo是控 制單元80的預(yù)存值。過栽電壓Vo表示直線壓縮機可承受過載或執(zhí) 行異常操作，且過載電壓Vo會影響正在施加的電力的Vc值。因此， 控制單元80將電壓Vc與過載電壓Vo作比較。如果電壓Vc低于過 載電壓Vo,則程序轉(zhuǎn)到步驟S92，如果電壓Vc等于或高于過載電 壓Vo，則程序轉(zhuǎn)到步驟SIOO，以中斷所施加的電力。在步驟S92中，控制單元80檢查施加到直線壓縮機的電力是否已 經(jīng)變化，并執(zhí)行用于在隨后的步驟S93至S99中維持當前冷卻力的操 作。這里，將基準值a與模式電壓Vm作比較?；鶞手礱指的是使得 控制單元80能夠穩(wěn)定地執(zhí)行高冷卻力操作和低冷卻力操作的最佳值。 該基準值a能夠被設(shè)定為具有一個值，或?qū)⑵湓O(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)。在 步驟S92中，如^漠式電壓Vm小于基準值a，則輸出功率減小。為 了解決這個問題，控制單元80轉(zhuǎn)到步驟S93，用于進行高冷卻力操作。 如^溪式電壓Vm等于或大于基準值a，則輸出功率增大。為了防止 輸出功率增大，控制單元80轉(zhuǎn)到步猓S96，用于進行低冷卻力IMt。在步驟S93中，控制單元80斷開(打開)通/斷開關(guān)SW1 40。控 制單元80將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間(例如，幾秒鐘)，4吏得能夠在 一定程度上消耗已充入電容器Cl中的電荷。在步驟S94中，控制單元80通過控制電容改變單元50或50a來 接通(閉合)電容器開關(guān)SW2?？刂茊卧S持該接通狀態(tài)(SW1斷開 而SW2接通)，使得已充入電容器Cl中的電荷能夠幾乎全部被消耗 掉。這種消耗是通過防涌流裝置52或線團繞組L的部分線團來實現(xiàn) 的。在步驟S95中，控制單元80接通(閉合)通/斷開關(guān)SW1 40，以 向電容器Cl和電容改變單元50或50a (即電容器C2或C3 )通電。 當總電容升高時，執(zhí)行高冷卻力操作。在步驟S96中，控制單元80判定電容器開關(guān)SW2當前是否接通， 即是否閉合。如果電容器開關(guān)SW2是接通的(如果當前執(zhí)行的是高冷 卻力操作)，則程序轉(zhuǎn)到步驟S97，如果電容器開關(guān)SW2未接通，則 程序結(jié)束，且保持當前的低冷卻力操作不變.在步驟S97中，控制單元80斷開通/斷開關(guān)SW1 40?？刂茊卧?0 會如在步驟S93中一樣將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間。如果控制單元80 跳過步驟S97并執(zhí)行S98,則由已充入電容器C2中的電荷產(chǎn)生的涌流 會流到通/斷開關(guān)SW1 40中并損壞if/斷開關(guān)SW1 40。因此，步驟S97 是必要的。在步驟S98中，控制單元80斷開(打開)電容器開關(guān)SW2?？刂?單元80將該斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間，使得已充入電容器Cl和/或電容 器C2或C3中的電荷、尤其是已充入電容器C2或C3中的電荷能夠 被消耗掉。在所述多個電容改變單元50或50a并聯(lián)的情況下，控制單 元80打開或閉^r個電容器開關(guān)SW2，從而以不同的方式改變電容。在步驟S99中，控制單元80接通(閉合)通/斷開關(guān)SW1 40,以 施加電力經(jīng)過電容器C1和線圍繞組L。當總電容降低時，執(zhí)行低冷卻 力操作。在步驟S100中，控制單元80斷開通/斷開關(guān)SW1 40，從而不再 向線圍繞組L以及電容器Cl和/或電容器C2或C3通電，使得已充入 電容器Cl和/或電容器C2或C3中的電荷能夠被消耗掉。控制單元80 將通/斷開關(guān)SW1 40的斷開狀態(tài)維持預(yù)定時間.在步驟S101中，控制單元80判定電容器開關(guān)SW2是否接通。如 果電容器開關(guān)SW2是接通的(如果當前執(zhí)行的是高冷卻力操作)，則 程序轉(zhuǎn)到步驟S102,如果電容器開關(guān)SW2未接通(如果當前執(zhí)行的 是低冷卻力操作)，則程序結(jié)束。在步驟S102中，控制單元80斷開電容器開關(guān)SW2，使得已充入 電容器C2或C3和/或電容器Cl中的電荷能夠被消耗掉。根據(jù)本發(fā)明的上述控制方法，控制單元80在通過控制電容改變單 元50或50a改變總電容t前斷開ii/斷開關(guān)SW1 40。因此，除了圖10 和圖ll的防涌流構(gòu)it之外，控制單元80也防止了另外的涌流。在控制單元80停止直線壓縮機的操作的情況下，控制單元80優(yōu)
先斷開通/斷開關(guān)SWl 40，然后斷開電容器開關(guān)SW2，從而防止開關(guān) SW2或開關(guān)SW1被涌流損壞。圖13是圖示根據(jù)本發(fā)明第七實施方式的用于直線壓縮機的控制 裝置的電路圖。參照圖13，所述用于直線壓縮機的控制裝置包括 恒定電力供應(yīng)單元66，其用于接收外部電力并將該電力轉(zhuǎn)換成恒定 電力；沿直線壓縮機的周向方向纏繞的線團繞組L(與圖2的線閨 繞組14a相同)，其用于接收所述恒定電力以便以不同的方式改變電 感；電容器C，其與線團繞組L串聯(lián)，用于接收所述恒定電力；分 路裝置55，其用于向整個線團繞組L或部分線團繞組L通電；以及 控制單元90，其用于控制恒定電力供應(yīng)單元66和分路裝置55，以 根據(jù)負載調(diào)節(jié)冷卻力。詳細地說，恒定電力供應(yīng)單元66接收有可能變化的外部電力， 并向電容器C和線團繞組L施加具有預(yù)定大小的恒定電壓的恒定電 力、具有預(yù)定大小的恒定頻率的恒定電力、或者具有預(yù)定大小的恒 定電壓和預(yù)定大小的恒定頻率的恒定電力?？蓪⒑愣娏?yīng)單元 66設(shè)置為使用轉(zhuǎn)換器或三端雙向可控硅開關(guān)的電路。這里，將恒定電壓的大小和恒定頻率的大小分別固定為單一數(shù)值，使得恒定電力供應(yīng)單元66總是能夠施加具有相同大小的恒定電 壓和/或恒定頻率的恒定電力。此外，恒定電力供應(yīng)單元66能夠通 過控制單元90的控制將從外部施加的電力轉(zhuǎn)換成具有不同大小的 恒定電壓和/或恒定頻率的恒定電力。恒定電力供應(yīng)單元66通過向 電容器C和線團繞組L施加所述恒定電力來防止輸出功率由于所述 有可能變化的外部電力的變化而改變，并通過^f艮據(jù)負栽(例如低載、 中栽、高載和過栽等)自動地控制活塞6的往復(fù)運動行程來引起上 述自然的輸出功率變化。也就是說，當活塞6在低載時的往復(fù)運動 行程與活塞6在過栽時的往復(fù)運動行程不同時就會實現(xiàn)所述自然的 輸出功率變化。特別地，活塞6優(yōu)選在過載時往復(fù)運動到上止點 (TDC )。接收恒定電力的電容器C連接于線團繞組L的一端，在線團繞 組L的另一端處形成有分路裝置55的連接端子55c。在線團繞組L 的中點M (或中點M的支路)連接有連接端子55b。
電容器C是用于與線團繞組L 一起確定控制裝置的電路工作頻 率fc的固有元件。這里，線圍繞組L和電容器C的大小必須設(shè)計成 使得工作頻率fc能夠等于直線電機10在最大輸出功率(例如過栽操 作)情況下的自然頻率fn (共振點設(shè)計)。通過將機械彈簧常數(shù)Km 和氣體彈簧常數(shù)Kg納入考慮，或者通過減小機械彈簧常數(shù)Km并增 加氣體彈簧常數(shù)Kg的影響來估算自然頻率fn。通過這種設(shè)計，在要 求最大輸出功率的負載下，直線電機10的活塞6往復(fù)運動到圖2 的上止點，并且在低于最大輸出功率的負載下，直線電機10的活塞 6根據(jù)負栽而往復(fù)運動。分路裝置55包括開關(guān)元件55a以及連接端子55b和55c (或纏 繞接頭)。開關(guān)元件55a連接于恒定電力供應(yīng)單元66，用于選擇性 地向連接端子55b或55c施加恒定電力。連接端子55b和55c (或 纏繞接頭)分別連接于線團繞組L的中點和另一端，用于通過連接 于開關(guān)元件55a來向線團繞組L施加恒定的電力。分路裝置55通 過根據(jù)控制單元90的選擇信號操作開關(guān)元件55a來向整個線團繞組 L或部分線團繞組L施加恒定電力。這里，能夠設(shè)置兩個或更多個 連接端子55b和55c。在初始階段，分路裝置55的開關(guān)元件55a連 接于連接端子55c。控制單元90優(yōu)先控制恒定電力供應(yīng)單元66接收外部電力、將 該電力轉(zhuǎn)換成預(yù)定大小的恒定電力、并將該恒定電力施加到電容器 C和線團繞組L。因此，直線電機IO能夠根據(jù)負栽自動地改變活塞 6的輸出。在圖14中清楚地示出了所述自動輸出變化，圖14是圖13的控 制裝置的冷卻能力曲線圖。該冷卻能力曲線圖示出冷卻能力隨諸如 低載(a)、中栽(b)、高栽(c)和過載(d)等負栽(溫度、環(huán)境 溫度等)的變化。特別地，在過載(d)之后冷卻能力具有幾乎恒定 的大小。如上所述，活塞6在過載情況下往復(fù)運動到上止點，在低 于過栽(d )的負栽下以相應(yīng)的行程往復(fù)運動。除了自動輸出變化之 外，即使外部電力發(fā)生變化，由于施加的是預(yù)定大小的恒定電力， 所以圖14的冷卻能力曲線圖會緩慢地變化，以穩(wěn)定地驅(qū)動冷卻循 環(huán)。除了自動輸出變化和穩(wěn)定的冷卻循環(huán)之外，由于控制裝置的電 路工作頻率fe等于最大輸出功率(過載)情況下的自然頻率fn，所
以活塞6在最大輸出功率的情況下往復(fù)運動到上止點，從而使冷卻 效率最大化。在傳統(tǒng)的直線壓縮機中，由于電力電路工作頻率fc等 于高負栽輸出功率情況下的自然頻率fn，所以在最大輸出功率(過 載)情況下冷卻能力降低?？刂茊卧軌蚋鶕?jù)所要求的輸出功率改變冷卻能力。這里，所要求的輸出功率意指由冷卻循環(huán)或由用戶所要求的所有輸出功率 變化。用于改變冷卻能力的第一種方法控制恒定電力供應(yīng)單元66， 用于改變冷卻能力的第二種方法控制分路裝置55。用于改變冷卻能力的第一種方法改變在恒定電力供應(yīng)單元66中 轉(zhuǎn)換的恒定電力的大小。例如，為了增大輸出功率，控制單元90 增大在恒定電力供應(yīng)單元66中轉(zhuǎn)換的恒定電力，或減小恒定頻率。 當輸出功率增大時，圖14的曲線圖向上移動(該曲線圖的梯度能夠 改變)。為了減小輸出功率，控制單元90減小在恒定電力供應(yīng)單元 66中轉(zhuǎn)換的恒定電力，或增大恒定頻率。當輸出功率減小時，圖14 的曲線圖向下移動(該曲線圖的梯度能夠改變)。在另一種情況下， 控制單元90增大恒定頻率以增大初始冷卻操作中的輸出功率，并減 小恒定頻率以減小所述輸出功率。用于改變冷卻能力的第二種方法通過控制分路裝置55來調(diào)節(jié)接 收恒定電力的線團繞組L的長度。當分路裝置55的開關(guān)元件55a 連接到連接端子55c時，得到圖14的曲線圖。如果控制單元90通 過控制分路裝置55將開關(guān)元件55a連接到連接端子55b時，恒定電 力僅僅被施加到線團繞組L的Ll部分，從而減小輸出功率。因此， 圖14的曲線圖向下移動(該曲線圖的梯度能夠改變)。也就是說， 如果接收恒定電力的線團繞組L的長度增加，則恒定電力被施加到 整個線團繞組L以增大輸出功率，如果接收恒定電力的線團繞組L 的長度減少，則恒定電力被施加到線團繞組L的所述部分以減小輸 出功率。所述第一種方法和第二種方法能夠由控制單元90單獨或合并實 施，以實現(xiàn)多種輸出功率變化。如先前所討論的，根據(jù)本發(fā)明，所述用于直線壓縮機的控制裝 置能夠通過改變總電容來控制輸出功率，并能夠防止涌流。
所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠通過控制直線壓縮機的通 /斷開關(guān)來改變電容，進而有效防止涌流。包括多個開關(guān)的直線電機或控制裝置能夠通過控制這些開關(guān)的 通/斷順序來有效地防止涌流。所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠通過利用所施加的電力的 變化防止輸出功率的增大或減小來提高操作的可靠性。所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠防止直線壓縮機由于過度 施加的電力而承受過栽或執(zhí)行異常操作。所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠改變直線壓縮機的操作 (高冷卻力操作、低冷卻力操作等)，并能夠防止產(chǎn)生涌流。所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠無關(guān)外部施加電力的變化 而通過根據(jù)負栽改變輸出功率的方式來使冷卻效率最大化。所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠根據(jù)所要求的輸出功率通 過改變施加到線閨的恒定電力的大小來產(chǎn)生多個輸出功率。所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠通過改變的恒定電力的大 小和接收該恒定電力的線團的長度來產(chǎn)生多個輸出功率。所述用于直線壓縮機的控制裝置能夠通過在最大輸出功率情況 下使用恒定電力和共振點設(shè)計來使活塞往復(fù)運動到上止點，進而通 過使活塞在最大輸出功率情況下往復(fù)運動到上止點來提高冷卻能力 和冷卻效率。已經(jīng)參照

了所述包括活塞和移動磁體型直線電機的直線 壓縮機，所述活塞連接于所述直線電機并在缸筒中直線地往復(fù)運動， 用于吸入、壓縮并排出制冷劑。盡管已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方 式，但應(yīng)當理解的是，本發(fā)明不應(yīng)限于這些優(yōu)選實施方式，本領(lǐng)域技 術(shù)人員能夠在所要求的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)實現(xiàn)各種變和改型。
權(quán)利要求
1. 一種用于直線壓縮機的控制裝置，包括層壓在所述直線壓縮機上的線圈繞組；與所述線圈繞組串聯(lián)的第一電容器；電容改變單元，其形成為所述第一電容器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，并具有電容器開關(guān)；以及控制單元，其用于通過控制所述電容器開關(guān)來改變所述控制裝置的總電容，由此引起所述直線壓縮機的輸出功率變化。
2.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述電容改變單元包括至少一個第二電容器，并且所述電容器開關(guān)連接在所述第二電容器和 所述線閨繞組的纏繞接頭之間，用于控制電流。
3.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述電容改變單元包括 防涌流裝置和至少一個笫三電容器，并且所述電容器開關(guān)連接在所述 第三電容器和第一電容器之間，用于控制電流。
4. 如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其中，所述防涌流裝置包括電 阻器、負溫度系數(shù)裝置以及電感器中的至少一個。
5. 如權(quán)利要求1所述的控制裝置，包括電壓感測單元，所述電壓 感測單元用于感測所述第一電容器和所述電容改變單元中至少一個的 兩端電壓。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制裝置，其中，所述控制單元根據(jù)所述電 壓感測單元所感測的電壓來控制所述電容器開關(guān)。
7.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，包括用于感測所施加的電力的電 壓和頻率的電壓和頻率感測單元。
8.如權(quán)利要求7所述的控制裝置，其中，所述控制單元通過來自所 述電壓和頻率感測單元的電壓和頻率的函數(shù)來計算模式電壓，并根據(jù)所 &漠式電壓來控制所述電容器開關(guān)。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的控制裝置，進一步包括用于向 所述線閨繞組供電的通/斷開關(guān)。
10.如權(quán)利要求9所述的控制裝置，其中，所述控制單元優(yōu)先斷開 所a/斷開關(guān)，以控制所述電容改變單元。
11. 如權(quán)利要求10所述的控制裝置，其中，所述控制單元在控制 所述電容改變單元后接通所述通/斷開關(guān)。
12. 如權(quán)利要求9所述的控制裝置，其中，當所述感測到的電壓高 于過栽電壓時，所述控制單元通過斷開所述通/斷開關(guān)來中斷供電。
13. 如權(quán)利要求12所述的控制裝置，其中，所述控制單元另外還斷 開所述電容器開關(guān)。
14. 一種用于直線壓縮機的控制裝置，包括層壓在所述直線壓縮機上的線團繞組；與所述線團繞組串聯(lián)的第一電容器；電容改變單元，其形成為所述第一電容器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)；電壓感測單元，其用于感測所述第一電容器和所述電容改變單元 中至少一個的兩端電壓；以及 控制單元，其用于通過根據(jù)由所述電壓感測單元所感測的電壓來 控制所述電容改變單元的方式來改變所述控制裝置的總電容，由此根 據(jù)負載引起所述直線壓縮機的輸出功率變化。
15. 如權(quán)利要求14所述的控制裝置，其中，所述控制單元通過 將所感測的電壓與預(yù)定的基準電壓作比較來控制所述電容改變單元， 如果所感測的電壓低于所述基準電壓，則增大所述總電容，如果所感 測的電壓等于或高于所述基準電壓，則減小所述總電容。
16. —種用于直線壓縮機的控制裝置，包括 層壓在所述直線壓縮機上的線團繞組； 與所述線團繞組串聯(lián)的第一電容器； 電容改變單元，其形成為所述第一電容器的并聯(lián)結(jié)構(gòu)； 電壓和頻率感測單元，其用于感測所施加的電力的電壓和頻率；以及控制單元，其用于通過改變所述控制裝置的總電容來引起所述直 線壓縮機的輸出功率變化，改變所述控制裝置的總電容是通過利用來 自所述電壓和頻率感測單元的所施加電力的電壓和頻率的函數(shù)來計算 模式電壓，并根據(jù)所i^漠式電壓來控制所述電容改變單元的方式來實現(xiàn) 的。
17. 如權(quán)利要求16所述的控制裝置，其中，通過下式計算所述模 式電壓Vm=Vi+(Fi-b)xa，式中a和b為常數(shù)。
18. 如權(quán)利要求16或17所述的控制裝置，其中，所述控制單元 通過將所述模式電壓與預(yù)定的基準值作比較來控制所述電容改變單 元，如果所述模式電壓小于所述基準值，則增大所述總電容，如果所 述模式電壓等于或大于所述基準值，則減小所述總電容。
19. 一種用于直線壓縮機的控制裝置，包括 層壓在所述直線壓縮機上的線團繞組；與所述線團繞組串聯(lián)的電容器；恒定電力供應(yīng)單元，其用于接收外部電力、將所述外部電力轉(zhuǎn)換 成特定大小的恒定電力、并將所述恒定電力施加到所述線團繞組；以 及控制單元，其用于通過控制所述恒定電力供應(yīng)單元向所述線團繞 組提供所述特定大小的恒定電力來根據(jù)負載引起直線壓縮機的輸出 功率變化。
20. 如權(quán)利要求19所述的控制裝置，其中，所述恒定電力供應(yīng) 單元通過將所述外部電力的電壓和頻率中的至少一個轉(zhuǎn)換成所述特 定大小的方式來產(chǎn)生所述恒定電力。
21.如權(quán)利要求20所述的控制裝置，其中，所述線團繞組和電 容器的工作頻率與所述直線壓縮機在最大輸出功率情況下的自然頻率相等。
22.如權(quán)利要求19至21中任一項所述的控制裝置，其中，所述 線團繞組連接有多個纏繞接頭，所述控制裝置進一步包括分路裝置， 所述分路裝置由所述控制單元控制并根據(jù)所要求的輸出功率而選擇 性地連接到所述多個纏繞接頭，用于向整個所述線團繞組或部分所述 線團繞組施加所述恒定電力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于直線壓縮機的控制裝置，該控制裝置能夠改變冷卻力和防止涌流。所述用于直線壓縮機的控制裝置包括層壓在直線壓縮機上的線圈繞組(L)；與所述線圈繞組串聯(lián)的第一電容器(C1)；電容改變單元(50)，其形成為第一電容器(C1)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，并具有電容器開關(guān)(SW2)；以及控制單元(60)，其用于通過控制所述電容器開關(guān)(SW2)來改變所述控制裝置的總電容，由此引起直線壓縮機的輸出功率變化。
文檔編號H02K17/08GK101400893SQ200780004108
公開日2009年4月1日 申請日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月2日
發(fā)明者盧鐵基, 姜熙東, 裴正郁, 金鐘權(quán) 申請人:Lg電子株式會社