專利名稱：使用線性電機的冰箱往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機，并特別涉及一種控制驅(qū)動使用線性電機的電冰箱往復式壓縮機的設備和方法，其中能夠根據(jù)驅(qū)動負載的變化來改變電容，從而提高壓縮機的驅(qū)動效率。
背景技術：
眾所周知，壓縮機將在一個冷卻設備(諸如空氣調(diào)節(jié)器和電冰箱)中循環(huán)的制冷劑壓縮至高溫和高壓。壓縮機包括往復式壓縮機、旋轉(zhuǎn)式壓縮機、無電刷直流(BLDC)壓縮機以及被稱為逆變式壓縮機并且具有變化的旋轉(zhuǎn)速度的效率可變式往復式壓縮機。
使用線性電機的往復式壓縮機根據(jù)施加在電機上的電壓改變其活塞沖程，從而能夠按照使用者的意愿控制冷卻能力。
現(xiàn)將利用附圖對往復式壓縮機進行描述。


圖1示出了一種常規(guī)的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備。
參見圖1，一種往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備包括往復式壓縮機100，壓縮機100能夠根據(jù)使用者設定的沖程參考值利用輸入到內(nèi)部電機M上的電壓來改變內(nèi)部活塞的沖程，從而能夠控制冷卻能力；電壓檢測單元102，電壓檢測單元102能夠通過改變往復式壓縮機100的活塞沖程來檢測施加在往復式壓縮機100上的電壓；電流檢測單元104，電流檢測單元104能夠通過改變往復式壓縮機100的活塞沖程來檢測施加在往復式壓縮機100上的電流；微型計算機106，微型計算機106利用由電壓檢測單元102和電流檢測單元104檢測的電壓和電流，將所計算的沖程值與沖程參考值進行比較，接著根據(jù)所計算的沖程值與沖程參考值之間的比較結(jié)果輸出切換控制信號；以及電路單元108，電路單元108根據(jù)中斷輸入到由微型計算機106的切換控制信號所控制的三端雙向可控硅開關(Triac)Tr1上的AC電源來控制施加在往復式壓縮機100上的電機電壓的大小。
下面描述常規(guī)的往復式壓縮機的控制驅(qū)動操作。
往復式壓縮機100利用變化的活塞沖程控制冷卻能力，其中活塞根據(jù)由使用者設定的沖程參考值利用從電機輸入的電機電壓上下往復移動。
沖程指的是在往復式壓縮機100中的活塞往復移動的距離。
利用微型計算機106的控制信號延長在電路單元108中的三端雙向可控硅開關Tr1的接通時間，從而增大沖程。此時，電壓檢測單元102和電流檢測單元104分別檢測施加在往復式壓縮機100上的電壓和電流，并且將檢測的電壓和電流輸出到微型計算機106。
微型計算機106利用從電壓檢測單元102和電流檢測單元104檢測的電壓和電流計算沖程，將計算的沖程與由使用者設定的沖程參考值進行比較，并且根據(jù)所計算的沖程值與沖程參考值之間的比較結(jié)果將切換控制信號輸出到三端雙向可控硅開關Tr1上。
即，當計算的沖程小于沖程參考值時，微型計算機106輸出延長三端雙向可控硅開關Tr1的接通時間的切換控制信號，從而增大施加在往復式壓縮機100上的電壓。
同時，當計算的沖程大于沖程參考值時，微型計算機106輸出縮短三端雙向可控硅開關Tr1的接通時間的切換控制信號，從而減小施加在往復式壓縮機100上的電壓。
施加在往復式壓縮機100的電機(M)上的電壓(V)和沖程之間的關系以下列等式表示(等式1)V=Ldidt+Ri+αωS]]>ω＝2πf其中，α表示一個用于將電力轉(zhuǎn)換成機械力的電機常數(shù)，S表示沖程，R表示電機的內(nèi)電阻，以及L表示電機(M)的電感。
如等式1中所示，電感電壓 基本上類似于反電動勢(αωS)，而往復式壓縮機100的內(nèi)電阻(R)的電壓(Ri)在與 和反電動勢(αωS)相比是一個可以忽略的小數(shù)值。
因此，施加在電機(M)上的電壓(V)是由電感電壓(Ldi/dt)和反電動勢(αωS)之和確定的。
因此，為了獲得在往復式壓縮機中的更大的沖程，必須增大施加在電機上的電壓。
為了提高往復式壓縮機的效率，必須減小纏繞在電機上的繞組的電感值。
即，如圖2中所示，電容器(C)與電機(M)串聯(lián)并且削弱纏繞在電機上的繞組的電感(L)，從而提高往復式壓縮機的效率。
圖2是現(xiàn)有技術中所涉及的一種往復式壓縮機的框圖。
參見圖2，現(xiàn)描述削弱繞組電感的操作。
施加在電機和電容器兩端的電壓被表示為下列等式(等式2)V=Ldidt+1C∫idt+Ri+αωS]]>此時，電容(C)被表示為下列等式(等式3)C=1(2πf)2L]]>其中，電容(C)和電感(L)被預定為諧振值。
因此，電容(C)和電感(L)由于相互諧振而被削弱，從而使施加在電機(M)和電容器兩端的電壓被表示為下列等式(等式4)V＝Ri+αωS如等式4中所示，所施加的電壓(V)的大小與反電動勢(αωS)類似，這是由于電感電壓 和電容器電壓 在相互諧振后被削弱。因此，往復式壓縮機僅利用一個低電壓(V)即可獲得所需的沖程。
另外，由于電容器電壓 與施加在電機和電容器兩端的電壓(V)一起被施加在電機(M)上，因此可利用一個低電壓(V)獲得大的沖程，從而提高了相應的過載能力。
在現(xiàn)有技術所涉及的往復式壓縮機用于一個電冰箱并且被驅(qū)動時，根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載難以得到用于獲得恒定沖程的往復式壓縮機100的電機(M)所需的驅(qū)動電壓。
即，當電冰箱的驅(qū)動負載較大時，往復式壓縮機100的電機M需要大于線電壓(在韓國，AC220)的電壓，而當電冰箱的驅(qū)動負載較小時，需要小于線電壓的電壓。
因此，在電冰箱的驅(qū)動負載較大時，微型計算機106縮短三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間，從而增大施加在電機上的電壓，而在電冰箱的驅(qū)動負載較小時，微型計算機106延長三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間，從而減小施加在電機上的電壓。
此時，圖3a和圖3b中示出了由根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載施加在電機上的電壓所產(chǎn)生的電流波形。
圖3A是在電冰箱的驅(qū)動負載較大時的電流波形，而圖3B是在電冰箱的驅(qū)動負載較小時的電流波形。
如上所述，現(xiàn)有技術中所涉及的往復式壓縮機延長三端雙向可控硅開關的斷開時間以減小施加在電機上的電壓，從而增加了諧波損失并降低了往復式壓縮機的效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于，提供一種使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的設備和方法，該設備和方法能夠根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載來改變電容，從而控制電機所需的電壓以獲得一個預定的沖程。
為了達到這些和其他優(yōu)點，根據(jù)如這里體現(xiàn)和概述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的設備，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關Tr1的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括用于削弱纏繞在電機M上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器Ry；以及能夠根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載輸出控制信號以接通/斷開繼電器的微型計算機。
其中，如果電冰箱的驅(qū)動負載較小，則微型計算機輸出用于接通繼電器的控制信號，如果電冰箱的驅(qū)動負載較大，則微型計算機輸出用于斷開繼電器的控制信號。
為了達到這些和其他優(yōu)點，根據(jù)如這里體現(xiàn)和概述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的設備，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括與電機相連的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；以及能夠根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載輸出控制信號以接通/斷開繼電器的微型計算機，其中設置在所述第一電容器和第二電容器之間的串聯(lián)組合用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感。
其中，如果電冰箱的驅(qū)動負載較小，則微型計算機輸出用于接通繼電器的控制信號，如果電冰箱的驅(qū)動負載較大，則微型計算機輸出用于斷開繼電器的控制信號。
為了達到這些和其他優(yōu)點，根據(jù)如這里體現(xiàn)和概述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明提出一種使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的方法，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；其中，所述方法包括下列步驟檢測三端雙向可控硅開關的斷開時間；利用所檢測的三端雙向可控硅開關的斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是??；以及在確定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較小的情況下輸出用于接通繼電器的控制信號，以及在確定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較大的情況下輸出用于斷開繼電器的控制信號。
為了達到這些和其他優(yōu)點，根據(jù)如這里體現(xiàn)和概述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的方法，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；其中，所述方法包括下列步驟檢測三端雙向可控硅開關的斷開時間；利用所檢測的三端雙向可控硅開關的斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是?。灰约霸诖_定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較小的情況下輸出用于接通繼電器的控制信號，以及在確定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較大的情況下輸出用于斷開繼電器的控制信號，其中設置在所述第一電容器和第二電容器之間的串聯(lián)組合用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感。
從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細描述中可以明顯地看出本發(fā)明的上述以及其他目的、特征、方面和優(yōu)點。
附圖的簡要說明提供的附圖可便于對本發(fā)明的進一步理解，并且附圖包含在說明書中作為其中的一部分，與下面的描述內(nèi)容一起用于說明本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1示出了一種常規(guī)往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備的結(jié)構(gòu)；圖2是現(xiàn)有技術中所涉及的一種壓縮機控制驅(qū)動設備的結(jié)構(gòu)框圖；圖3A和圖3B示出了施加在圖2中所示的電機上的電流波形；圖4是表示本發(fā)明的一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備的結(jié)構(gòu)框圖；圖5是表示根據(jù)驅(qū)動負載的電機所需電壓的曲線圖；圖6A和圖6B示出了施加在本發(fā)明的一個實施例所涉及的電機上的電流波形；圖7是實現(xiàn)本發(fā)明的一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動過程的一個流程圖；以及圖8是表示本發(fā)明的另一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備的結(jié)構(gòu)框圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述現(xiàn)將對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細描述，附圖中示出了它們的示例。
現(xiàn)將描述本發(fā)明所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備。
圖4是表示本發(fā)明的一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備的結(jié)構(gòu)框圖。
如圖4中所示，本發(fā)明的一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備包括往復式壓縮機400，壓縮機400能夠根據(jù)使用者設定的沖程參考值利用輸入到電機上的電壓來改變活塞的沖程，從而能夠控制冷卻能力；電壓檢測單元402，電壓檢測單元402能夠通過增加活塞沖程來檢測施加在往復式壓縮機400上的電壓；電流檢測單元404，電流檢測單元404能夠通過增加活塞沖程來檢測施加在往復式壓縮機400上的電流；微型計算機406，微型計算機106利用由電壓檢測單元402和電流檢測單元404檢測的電壓和電流，將所計算的沖程值與沖程參考值進行比較，接著根據(jù)所計算的沖程值與沖程參考值之間的比較結(jié)果輸出切換控制信號，通過確定驅(qū)動負載是大或者是小來輸出繼電器控制信號；以及電路單元408，電路單元408根據(jù)微型計算機406的切換控制信號接通/斷開三端雙向可控硅開關Tr1以將電壓施加到往復式壓縮機400上；以及電壓控制單元410，電壓控制單元410根據(jù)微型計算機406的繼電器控制信號改變電容以控制被施加在往復式壓縮機400上的電壓。
電壓控制單元410包括與電機M相連的用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器C1；與第一電容器C1并聯(lián)的第二電容器C2；與第二電容器C2串聯(lián)的繼電器Ry，利用微型計算機406的繼電器控制信號能夠使繼電器Ry接通/斷開。
現(xiàn)將描述本發(fā)明一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的操作。
首先，往復式壓縮機400利用變化的活塞沖程來控制冷卻能力，其中活塞(未示出)根據(jù)由使用者設定的沖程參考值利用施加在電機上的電壓上下往復移動。
沖程指的是在往復式壓縮機400中的活塞往復移動的距離。
利用微型計算機406的控制信號延長在電路單元408中的三端雙向可控硅開關Tr1的接通時間。從而，能夠增大沖程。此時，電壓檢測單元402和電流檢測單元404分別檢測施加在往復式壓縮機400上的電壓和電流，并且將檢測的電壓和電流輸出到微型計算機406。
微型計算機406利用由電壓檢測單元402和電流檢測單元404檢測的電壓和電流計算沖程，將計算的沖程與由使用者設定的沖程參考值進行比較，并且根據(jù)所計算的沖程值與沖程參考值之間的比較結(jié)果將切換控制信號輸出到三端雙向可控硅開關Tr1上。
即，當計算的沖程小于沖程參考值時，微型計算機406輸出延長三端雙向可控硅開關Tr1的接通時間的切換控制信號，從而增大施加在往復式壓縮機400的電機M上的電壓。
同時，當計算的沖程大于沖程參考值時，微型計算機406輸出縮短三端雙向可控硅開關Tr1的接通時間的切換控制信號，從而減小施加在往復式壓縮機400的電機M上的電壓。
另外，微型計算機406檢測三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間，并且根據(jù)所檢測的三端雙向可控硅開關Tr1斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是小。
即，如果三端雙向可控硅開關Tr1斷開時間長于一個預定值，那么微型計算機406確定電冰箱的驅(qū)動負載小，而如果三端雙向可控硅開關Tr1斷開時間短于一個預定值，那么微型計算機406確定電冰箱的驅(qū)動負載大。
當電冰箱的驅(qū)動負載較大時，往復式壓縮機400的電機M需要大于線電壓(在韓國，AC220)的電壓以產(chǎn)生沖程，而當電冰箱的驅(qū)動負載較小時，需要小于線電壓的電壓以獲得恒定的沖程。
接著，微型計算機406根據(jù)三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是小，并且將繼電器控制信號輸出到電壓控制單元410以接通/斷開電壓控制單元410的繼電器Ry。
即，當電冰箱的驅(qū)動負載大時，微型計算機406輸出斷開繼電器的繼電器控制信號，而當電冰箱的驅(qū)動負載小時，微型計算機406輸出接通繼電器的繼電器控制信號。
電壓控制單元410根據(jù)由微型計算機輸入的繼電器控制信號接通/斷開繼電器Ry以控制第一電容器C1和第二電容器C2的等效電容器，從而控制施加在電機M上的電壓以獲得恒定的沖程。
具體描述如下。
當電冰箱的驅(qū)動負載大時，利用由微型計算機406輸入的繼電器控制信號斷開電壓控制單元410的繼電器。因此，僅第一電容器C1與電機M相連，并且第一電容器C1的電壓被施加到電機M上。
此時，施加在電機M上的第一電容器C1的電容器電壓和繞組的電感電壓被削弱，從而用以獲得恒定的沖程的電機所需電壓小至與線電壓(在韓國，AC220)接近的數(shù)值。第一電容器C1的電容和繞組的電感被預定為諧振值。
同時，當電冰箱的驅(qū)動負載小時，利用由微型計算機406輸入的繼電器控制信號接通電壓控制單元410的繼電器。因此，以使第一電容器C1和第二電容器C2與電機M相連。
因此，根據(jù)相當于第一電容器C1的第一電容和第二電容器C2的第二電容之和的等效電容的電容器電壓被施加在電機上。
此時，等效電容和電機M的電感之間的諧振被破壞，以使用來獲得恒定的沖程的電機所需電壓增大到與線電壓(AC220)接近的數(shù)值。
即，當電冰箱的驅(qū)動負載大時，用于產(chǎn)生沖程的電機M所需電壓大于線電壓，以使微型計算機406斷開繼電器，從而使第一電容器C1的電壓和電機的電感電壓根據(jù)LC諧振相互削弱。因此，電機M可利用低于所需電壓的線電壓獲得恒定的沖程。
同時，當電冰箱的驅(qū)動負載小時，用于產(chǎn)生沖程的電機M所需電壓大于線電壓，以使微型計算機406斷開繼電器，從而使第一電容器C1的電壓和電機的電感電壓根據(jù)LC諧振相互削弱。因此，電機M可利用低于所需電壓的線電壓獲得恒定的沖程。
圖5是表示根據(jù)驅(qū)動負載的電機所需電壓的曲線圖。
如圖5中所示，當驅(qū)動負載小時，電機M所需的電壓小于線電壓，而當驅(qū)動負載大時，電機M所需的電壓大于線電壓。
因此，如曲線(a)中所示，當驅(qū)動負載大時，使用電容器電壓與纏繞在電機M上的繞組的電感電壓諧振的電容器，從而獲得等于線電壓近似值的電機M的所需電壓。
另外，如曲線(b)中所示，當驅(qū)動負載小時，使用電容器電壓大于纏繞在電機M上的繞組的電感電壓的電容器，從而獲得等于線電壓近似值的電機M的所需電壓。
圖6A和圖6B示出了根據(jù)驅(qū)動負載的電流波形。
圖6A是在驅(qū)動負載較大時的電流波形，而圖6B是在驅(qū)動負載較小時的電流波形。
如圖6B中所示，當驅(qū)動負載小時，繼電器被接通，從而利用第一電容器C1和第二電容器C2增大用以獲得恒定的沖程的電機M所需電壓。因此，三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間降低，并且還減小了電流的波幅。
本發(fā)明一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的操作說明如下。
(等式5)MV′+CfV+K∫Vdt＝αIRI+LI′+1C∫Idt+αV=U]]>其中，M表示可移動物體的質(zhì)量(kg)，Cf是負載阻尼系數(shù)(Ns/m)，K是活動場的彈性系數(shù)(N/m)，α是電源電流的相關系數(shù)(N/A)，V是可移動物體的速度(m/s)，V′是V的差值，I是電機中的驅(qū)動電流(A)，I′是I的差值，R是電機電阻(Ω)，L是電抗(H)，C是電容(F)，以及U是施加電壓(V)。
通過消除往復式壓縮機中的三端雙向可控硅開關以及進行線性化得出等式5。
如果等式5被表示為一個矢量，可利用下列的等式6來表示。
(等式6)Zm=Rm+jXm=Cf+j(Mω-kω)]]>Ze=Re+jXe=R+j(Lω-1Cω)]]>
如果利用一個電流矢量代替等式6，可利用下列的等式7來表示。
(等式7)ZtI＝UZt=(Ze+α2Zm)]]>往復式壓縮機的總阻抗(Zt)等于等式7。當阻抗的虛數(shù)組分為“0”時，用以獲得恒定沖程的電機所需電壓最小。
同樣，如等式7中所示，當往復式壓縮機的驅(qū)動負載(Zm)不同時，阻抗值被改變并且用以獲得恒定沖程的電機所需電壓也不同。
現(xiàn)將參照附圖對本發(fā)明一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動方法進行描述。
圖7是實現(xiàn)本發(fā)明的一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的一個流程圖。
首先，微型計算機406驅(qū)動往復式壓縮機400(S700)，并且利用控制三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間來控制活塞沖程(S702)。
接著，微型計算機406檢測三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間(S704)，并且檢測繼電器的接通/斷開狀態(tài)(S706)。
當繼電器處于接通狀態(tài)(S706)時，微型計算機406比較在前面步驟(S704)中檢測的三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間和預定的高負載確定時間T1(S708)。
在前面步驟(S708)中，當三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間短于預定的高負載確定時間T1時，微型計算機406確定電冰箱的驅(qū)動負載大，從而將一個用于斷開繼電器的繼電器控制信號輸出到電壓控制單元410(S710)。
此時，在前面步驟(S708)中，如果三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間長于預定的高負載確定時間T1，那么微型計算機406保持繼電器Ry的接通狀態(tài)。
同時，當繼電器處于斷開狀態(tài)時，微型計算機406比較所檢測的三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間和預定的低負載確定時間T2(S712)。
其中，預定的低負載確定時間T2長于預定的高負載確定時間T1。
當在前面步驟(S712)中所檢測的三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間長于預定的低負載確定時間T2時，微型計算機406確定電冰箱的驅(qū)動負載小，從而將一個用于接通繼電器的繼電器控制信號輸出到電壓控制單元410(S714)。
此時，當在前面步驟(S712)中所檢測的三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間短于預定的低負載確定時間T2時，微型計算機406保持繼電器Ry的斷開狀態(tài)。
當所檢測的三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間在預定的低負載確定時間T2和預定的高負載確定時間T1之間的范圍內(nèi)時，微型計算機406保持繼電器Ry目前的狀態(tài)。
即，當三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間以恒定的時間間隔在預定的低負載確定時間T2和預定的高負載確定時間T1之間不斷變化時，微型計算機406防止繼電器Ry不必要地被接通/斷開。
其中，由于已經(jīng)描述了根據(jù)繼電器Ry的接通/斷開增大或者降低用以獲得恒定沖程的電機M所需電壓的操作，因此不再進行其他的描述。
現(xiàn)將參照附圖對本發(fā)明另一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備進行描述。
圖8是表示本發(fā)明的另一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備的結(jié)構(gòu)框圖。
與本發(fā)明的一個實施例相同的結(jié)構(gòu)部分用相同的附圖標記表示。
參見圖8，本發(fā)明的另一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備包括往復式壓縮機400；電壓檢測單元402；電流檢測單元404；微型計算機406；電路單元408；以及電壓控制單元800。
電壓控制單元800包括第一電容器C1；與第一電容器C1串聯(lián)的第二電容器C2；以及與第二電容器C2并聯(lián)的繼電器。
此時，在第一電容器C1和第二電容器C2之間的串聯(lián)組合削弱了纏繞在往復式壓縮機400的電機上的繞組電感。
由于本發(fā)明的另一個實施例中除了電壓控制單元800以外的結(jié)構(gòu)部件與本發(fā)明的一個實施例相同，因此不再對其進行詳細描述。
現(xiàn)將描述本發(fā)明另一個實施例所涉及的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的操作。
微型計算機406檢測三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間，并且根據(jù)所檢測的三端雙向可控硅開關Tr1斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是小，從而將用于接通/斷開繼電器Ry的繼電器控制信號輸出到電壓控制單元800上。
即，當電冰箱的驅(qū)動負載大時，微型計算機406輸出用于斷開繼電器Ry的繼電器控制信號，而當電冰箱的驅(qū)動負載小時，微型計算機406輸出用于接通繼電器Ry的繼電器控制信號。
電壓控制單元800根據(jù)由微型計算機406輸入的繼電器Ry控制信號接通/斷開繼電器，以使第一電容器C1和第二電容器C2的等效電容被控制，從而電壓控制單元800能夠控制用以獲得恒定沖程的電機M所需電壓。
具體描述如下。
當電冰箱的驅(qū)動負載大時，利用繼電器控制信號斷開電壓控制單元800的繼電器Ry。因此，第一電容器C1和第二電容器C2串聯(lián)，從而使由第一電容器C1和第二電容器C2得到的等效電容(C=C1×C2C1+C2)]]>的電容器電壓被施加到電機M上。
此時，施加在電機M上的等效電容C的電容器電壓和繞組的電感電壓被削弱，從而用以獲得恒定的沖程的電機所需電壓小至與線電壓(在韓國，AC220)接近的數(shù)值。等效電容C的電容和繞組的電感被預定為諧振值。
同時，當電冰箱的驅(qū)動負載小時，利用由微型計算機406輸入的繼電器控制信號接通電壓控制單元800的繼電器Ry，以使第一電容器C1與電機M相連。
因此，第一電容器C1的電壓被施加在電機上。此時，第一電容器C1的電容和電機M的電感之間的諧振被破壞，以使用以獲得恒定的沖程的電機所需電壓增大到與線電壓(在韓國，AC220)接近的數(shù)值。
即，當電冰箱的驅(qū)動負載大時，用于產(chǎn)生沖程的電機M所需電壓大于線電壓。因此，微型計算機406根據(jù)LC諧振削弱了由第一電容器C1和第二電容器C2得到的等效電容(C=C1×C2C1+C2)]]>的電容電壓和電機的電感電壓，因此電機可利用低于所需電壓的線電壓獲得沖程。
同時，當電冰箱的驅(qū)動負載小時，用于產(chǎn)生沖程的電機M所需電壓小于線電壓，以使繼電器Ry被接通，從而利用第一電容器C1的電容器電壓破壞電機和電感電壓之間的LC諧振。因此，電機M可利用高于所需電壓的線電壓獲得恒定的沖程。
本發(fā)明另一個實施例所涉及的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的方法與如圖7中所示的本發(fā)明的一個實施例相同，因此不再進行詳細的描述。
如上所述，在本發(fā)明中，通過判斷電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是小來改變等效電容，從而控制用以獲得恒定的沖程的電機所需電壓。
因此，在本發(fā)明中，當電冰箱的驅(qū)動負載小時，增加用以獲得恒定的沖程的電機所需電壓，而當電冰箱的驅(qū)動負載大時，減小用以獲得恒定的沖程的電機所需電壓，從而減小三端雙向可控硅開關Tr1的斷開時間。
因此，在本發(fā)明中，通過改變驅(qū)動負載增加對應于電流的特征，從而能夠提高往復式壓縮機的驅(qū)動效率。
盡管本發(fā)明可以在不脫離其實質(zhì)或者基本特征的前提下以幾種形式實施，但是應該理解的是，上述實施例不限于上述描述內(nèi)容的具體細節(jié)，除非是特定的，否則應該被認為在由后面的權利要求所限定的保護范圍內(nèi)，因此，所有落入權利要求或者其等同的界限內(nèi)的變型和改進都落入后面的權利要求所限定的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種使用線性電機的電冰箱往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；以及能夠根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載輸出控制信號以接通/斷開繼電器的微型計算機。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述微型計算機根據(jù)三端雙向可控硅開關的斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大還是小。
3.如權利要求2所述的設備，其特征在于，所述微型計算機進行如下確定如果三端雙向可控硅開關的斷開時間長于預定的低負載確定時間，則電冰箱的驅(qū)動負載小；以及如果三端雙向可控硅開關的斷開時間短于預定的高負載確定時間，則電冰箱的驅(qū)動負載大，其中預定的低負載確定時間長于預定的高負載確定時間。
4.如權利要求1所述的設備，其特征在于，如果電冰箱的驅(qū)動負載較小，則微型計算機輸出用于接通繼電器的控制信號，而如果電冰箱的驅(qū)動負載較大，則微型計算機輸出用于斷開繼電器的控制信號。
5.一種使用線性電機的電冰箱往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括與電機相連的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；以及能夠根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載輸出控制信號以接通/斷開繼電器的微型計算機，其中設置在所述第一電容器和第二電容器之間的串聯(lián)組合削弱纏繞在電機上的繞組的電感。
6.如權利要求5所述的設備，其特征在于，所述微型計算機根據(jù)三端雙向可控硅開關的斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大還是小。
7.如權利要求6所述的設備，其特征在于，所述微型計算機進行如下確定如果三端雙向可控硅開關的斷開時間長于預定的低負載確定時間，則電冰箱的驅(qū)動負載?。灰约叭绻穗p向可控硅開關的斷開時間短于預定的高負載確定時間，則電冰箱的驅(qū)動負載大，其中預定的低負載確定時間長于預定的高負載確定時間。
8.如權利要求5所述的設備，其特征在于，如果電冰箱的驅(qū)動負載較小，則微型計算機輸出用于接通繼電器的控制信號，而如果電冰箱的驅(qū)動負載較大，則微型計算機輸出用于斷開繼電器的控制信號。
9.一種使用線性電機的電冰箱往復式壓縮機的控制驅(qū)動設備，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)施加在內(nèi)部電機上的電壓改變沖程來控制冷卻能力，所述設備包括根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載輸出控制信號的微型計算機；通過根據(jù)微型計算機的控制信號改變電容來控制施加在電機上的電壓的電路單元；以及通過根據(jù)由電路單元提供的控制電壓改變沖程以控制冷卻能力的往復式壓縮機。
10.如權利要求9所述的設備，其特征在于，所述電路單元包括用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；以及與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器。
11.如權利要求10所述的設備，其特征在于，在電冰箱的驅(qū)動負載小的情況下，利用微型計算機的控制信號接通繼電器。
12.如權利要求9所述的設備，其特征在于，所述電路單元包括與電機相連的第一電容器；與第一電容器串聯(lián)的第二電容器；以及與第二電容器并聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；其中設置在所述第一電容器和第二電容器之間的串聯(lián)組合削弱纏繞在電機上的繞組的電感。
13.如權利要求12所述的設備，其特征在于，在電冰箱的驅(qū)動負載小的情況下，利用微型計算機的控制信號接通繼電器。
14.一種使用線性電機的電冰箱往復式壓縮機的控制驅(qū)動方法，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；其中，所述方法包括下列步驟檢測三端雙向可控硅開關的斷開時間；利用所檢測的三端雙向可控硅開關的斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是小；以及在確定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較小的情況下輸出用于接通繼電器的控制信號，以及在確定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較大的情況下輸出用于斷開繼電器的控制信號。
15.一種使用線性電機的電冰箱往復式壓縮機的控制驅(qū)動方法，在電冰箱的往復式壓縮機中，根據(jù)三端雙向可控硅開關的接通/斷開狀態(tài)，改變由于在內(nèi)部電機上施加電壓而能夠上下往復移動的活塞的沖程，從而控制冷卻能力，所述設備包括用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器串聯(lián)的第二電容器；與第二電容器并聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；其中設置在所述第一電容器和第二電容器之間的串聯(lián)組合以削弱纏繞在電機上的繞組的電感；其中，所述方法包括下列步驟檢測三端雙向可控硅開關的斷開時間；利用所檢測的三端雙向可控硅開關的斷開時間確定電冰箱的驅(qū)動負載是大或者是小；以及在確定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較小的情況下輸出用于接通繼電器的控制信號，以及在確定結(jié)果是電冰箱的驅(qū)動負載較大的情況下輸出用于斷開繼電器的控制信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的設備和方法，其中能夠根據(jù)驅(qū)動負載的變化來改變電容，從而提高壓縮機的驅(qū)動效率。為此，使用線性電機的電冰箱的往復式壓縮機的控制驅(qū)動的設備包括用于削弱纏繞在電機上的繞組的電感的第一電容器；與第一電容器并聯(lián)的第二電容器；與第二電容器串聯(lián)并且能夠接通/斷開的繼電器；以及能夠根據(jù)電冰箱的驅(qū)動負載輸出控制信號以接通/斷開繼電器的微型計算機。
文檔編號F25B49/02GK1492149SQ0215481
公開日2004年4月28日 申請日期2002年11月28日 優(yōu)先權日2002年5月13日
發(fā)明者宋桂永 申請人:Lg電子株式會社