專利名稱:控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種線性電動機(jī)壓縮器,特別涉及控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法,它們能夠使線性電動機(jī)壓縮器運(yùn)行在最佳條件下。
背景技術(shù):
一般來說,通過去除將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動的曲軸的使用,線性電動機(jī)壓縮器具有低的摩擦的損耗,因此線性電動機(jī)壓縮器在壓縮效率方面優(yōu)于一般的壓縮器。
當(dāng)線性電動機(jī)壓縮器被用在冰箱或空調(diào)中時,冰箱和空調(diào)的制冷能力可以通過改變施加到線性電動機(jī)壓縮器上的沖程電壓(stroke voltage)而改變線性電動機(jī)壓縮器的壓縮率來控制。下面將參照圖1說明線性電動機(jī)壓縮器。
圖1是圖解按照現(xiàn)有技術(shù)的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置的結(jié)構(gòu)的示意框圖。
如圖1所述,按照現(xiàn)有技術(shù)的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置將沖程電壓施加到線性電動機(jī)壓縮器13的內(nèi)部電機(jī)(未示出),用于改變按照用戶設(shè)定的沖程參考值而提供的內(nèi)部沖程,因此通過前后移動內(nèi)部活塞(未示出)而調(diào)節(jié)制冷能力。電壓檢測單元14按照沖程的變化檢測在線性電動機(jī)壓縮器13中產(chǎn)生的電壓,電流檢測單元12按照沖程的變化檢測在線性電動機(jī)壓縮器13中產(chǎn)生的電流。微機(jī)15利用由電壓檢測單元14檢測的電壓和由來自電流檢測單元12的電流來計算沖程,將所計算的沖程與沖程參考值相比較并按照比較結(jié)果來輸出開關(guān)控制信號。電源單元11通過利用三端雙向可控硅開關(guān)元件(triac)Tr1對提供給線性電動機(jī)壓縮器13的交流電源進(jìn)行開關(guān)控制,來向線性電動機(jī)壓縮器13提供沖程電壓,三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1由來自微機(jī)15的開關(guān)控制信號控制。以下說明用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置的操作。
首先,線性電動機(jī)壓縮器13的沖程根據(jù)按照沖程參考值提供給電機(jī)的電壓而不同,因此通過按照變化的沖程而前后運(yùn)動活塞來調(diào)節(jié)了制冷能力。這里,術(shù)語“沖程”表示在線性電動機(jī)壓縮器13中的活塞在進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(前后運(yùn)動)時運(yùn)動的距離。
當(dāng)電源單元11的三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1按照從微機(jī)15輸出的開關(guān)控制信號而具有較長的接通持續(xù)時間時,此時交流接通電源被提供給線性電動機(jī)壓縮器13,線性電動機(jī)壓縮器13運(yùn)行。這里,電壓檢測單元14和電流檢測單元12分別檢測施加到線性電動機(jī)壓縮器13上的電壓和電流并分別向微機(jī)15輸出所檢測的電壓和電流。
微機(jī)15利用由電壓檢測單元14和電流檢測單元12的檢測的電壓和電流來計算沖程,將所計算的沖程與沖程參考值相比較并按照比較結(jié)果來輸出開關(guān)控制信號。更詳細(xì)地說,當(dāng)所計算的沖程值小于沖程參考值時,微機(jī)15通過輸出用于延長在電源單元11中的三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的接通周期的開關(guān)控制信號,來提高提供給線性電動機(jī)壓縮器13的沖程電壓。
相反,當(dāng)所計算的沖程電壓大于沖程參考值時,微機(jī)15通過輸出用于縮短在電源單元11的接通周期的開關(guān)控制信號而降低提供給線性電動機(jī)壓縮器13的沖程電壓。
然而,因為按照現(xiàn)有技術(shù)的線性電動機(jī)壓縮器控制裝置通過將所計算的沖程與沖程參考值相比較并按照比較結(jié)果來向電源單元輸出開關(guān)控制信號來控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行,因此線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行不能被準(zhǔn)確地控制。更詳細(xì)地說,由于按照現(xiàn)有技術(shù)的線性電動機(jī)壓縮器控制裝置在其機(jī)械運(yùn)動功能上具有嚴(yán)重的非線性,線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行通過線性控制方法而不考慮非線性不能準(zhǔn)確地進(jìn)行。
另外,在按照現(xiàn)有技術(shù)的線性電動機(jī)壓縮器控制裝置中,當(dāng)線性電動機(jī)壓縮器按照初始檢測的開關(guān)控制信號而連續(xù)運(yùn)行時,活塞的位置可能由于冰箱內(nèi)的變化和其他情形而導(dǎo)致的負(fù)荷的變化而偏離TDC(Top Dead Center,上止點(diǎn))=0。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的在于提供用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法,它們能夠通過檢測在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流波形的峰值、識別作為點(diǎn)TDC=0的電流波形的峰值、和按照與保持點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器,來精確地運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
本發(fā)明的另一個目的在于提供用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法,它們能夠通過當(dāng)由于冰箱內(nèi)的變化和其他情形而導(dǎo)致負(fù)荷的變化的時候檢測在最佳運(yùn)行條件TDC=0的情況下電流的峰值、識別作為位置TDC=0的電流波形的所檢測的峰值和按照與保持所識別的點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器來有效地運(yùn)行冰箱。
本發(fā)明的又一個目的在于提供用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法,它們能夠通過當(dāng)由于冰箱內(nèi)的變化和操作環(huán)境而導(dǎo)致負(fù)荷的變化的時候定期檢測TDC=0的電流的峰值、識別作為位置TDC=0的電流波形的所檢測的峰值、和按照與保持所識別的點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器,來有效地運(yùn)行冰箱。
本發(fā)明的又一個目的在于提供用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法,它們能夠通過檢測當(dāng)由于冰箱內(nèi)的變化和有功率消耗的情況而導(dǎo)致的負(fù)荷的變化、將功率消耗量與最大功耗和最小功耗相比較、和按照比較的結(jié)果檢測TDC=0的電流峰值,來在最佳運(yùn)行條件下運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
本發(fā)明的又一個目的在于提供用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法,它們能夠通過利用線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流來查驗冰箱與電流變化相伴的負(fù)荷的變化,來在最佳運(yùn)行條件下運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
為了實現(xiàn)上述目的,按照本發(fā)明的一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置包括電流檢測單元,檢測在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流;電流峰值檢測單元,通過將檢測的電流與以前檢測的電流相比較而檢測電流峰值;微機(jī),識別點(diǎn)TDC=0的電流峰值并按照與點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比而輸出開關(guān)控制信號;電源單元,通過按照開關(guān)控制信號控制內(nèi)部三端雙向可控硅開關(guān)元件的運(yùn)行來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
按照本發(fā)明的一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法包括基于提供給線性電動機(jī)壓縮器的電流,檢測TDC(上止點(diǎn))=0的初始電流峰值;在檢測到初始電流峰值的點(diǎn)設(shè)定一個限制值;通過將在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流值與限制值相比較,來重新檢測TDC=0的電流峰值。
按照本發(fā)明的一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法包括通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流與以前檢測的電流相比較而檢測TDC=0的初始電流峰值;基于檢測到初始電流峰值的時間設(shè)定一定時段用于重新檢測TDC=0的最佳運(yùn)行條件;判斷在利用與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器時是否經(jīng)過了所述時段;在經(jīng)過該時段后重新檢測TDC=0的電流峰值,并利用與重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
按照本發(fā)明的一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法包括通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流與以前檢測的電流相比較而檢測TDC=0的電流峰值;基于檢測到的電流峰值設(shè)定最大電流峰值,用于重新檢測TDC=0的最佳運(yùn)行條件;利用與檢測到的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器,并且同時將施加到線性電動機(jī)壓縮器的第一電流值與所設(shè)定的最大電流值相比較;當(dāng)?shù)谝浑娏髦荡笥谒O(shè)定的最大電流值時檢測TDC=0的電流峰值。
按照本發(fā)明的一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法包括檢測TDC=0的初始電流峰值;基于在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流和電壓而檢測功耗量;基于檢測到的電流和電壓來設(shè)定最小功耗量和最大功耗量;利用與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器,并且同時將功耗量與最小功耗量和最大功耗量相比較,并按照比較的結(jié)果控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。
按照本發(fā)明的一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法包括通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流與以前檢測的電流相比較而檢測TDC=0的初始電流峰值;基于初始電流峰值的檢測時間點(diǎn)而設(shè)定重新檢測時段,用于檢測TDC=0的電流峰值;判斷是否經(jīng)過了所設(shè)定的重新檢測時段,并且同時利用與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器;重新檢測TDC=0的電流峰值,并利用與檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。
按照本發(fā)明的一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法包括判斷是否設(shè)定了用于檢測線性電動機(jī)壓縮器的驅(qū)動電流的占空比的標(biāo)志;判斷是否驅(qū)動線性電動機(jī)壓縮器的電流波形的峰值和與該電流波形的峰值相對應(yīng)的占空比不大于一定值;檢測驅(qū)動電流波形的峰值,并且,當(dāng)該電流波形的峰值和所述的占空比不大于一定值時,根據(jù)與所檢測到的峰值相對應(yīng)的占空比產(chǎn)生開關(guān)控制信號;按照開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
圖1是圖解按照現(xiàn)有技術(shù)的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置的結(jié)構(gòu)的原理框圖;圖2是圖解按照本發(fā)明的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置的結(jié)構(gòu)的原理框圖;圖3是圖解按照本發(fā)明根據(jù)開關(guān)控制信號的占空比的增加而導(dǎo)致的電流波形變化的波形圖;圖4A和4B是圖解根據(jù)冰箱的負(fù)荷變化的電流值的變化的波形圖;圖5是圖解按照本發(fā)明的用于控制冰箱內(nèi)的線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法的流程圖。
具體實施例方式
以下,將參照附圖2~4來詳細(xì)說明按照本發(fā)明的用于控制冰箱的線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法的實施例。
圖2是圖解按照本發(fā)明的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置的結(jié)構(gòu)的原理框圖。
如圖2所述,按照本發(fā)明的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置被用在線性電動機(jī)壓縮器24上,用于按照占空比參考值改變線性電動機(jī)壓縮器內(nèi)部活塞(未示出)的沖程,并因此調(diào)節(jié)制冷能力。該裝置包括電流檢測單元22,檢測施加給線性電動機(jī)壓縮器24的電流;電流峰值檢測單元23,通過將在電流檢測單元22檢測的電流與以前檢測的電流相比較而檢測電流峰值;微機(jī)25,接收從電流峰值檢測單元23輸出的電流峰值檢測信號并識別點(diǎn)-上止點(diǎn)(TDC=0)的所檢測的電流峰值,并按照與點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比而輸出開關(guān)控制信號;電源單元21,通過按照從微機(jī)25輸出的開關(guān)控制信號控制內(nèi)部三端雙向可控硅開關(guān)元件(triac)的運(yùn)行來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
這里,按照本發(fā)明的裝置和方法檢測在線性電動機(jī)壓縮器24中產(chǎn)生的電流波形的峰值,識別點(diǎn)TDC=0的所檢測的電流波形的峰值并產(chǎn)生開關(guān)控制信號,來以與被識別的點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比來控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。詳細(xì)而言,按照本發(fā)明的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法能夠通過使用電流峰值檢測單元23來精確控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行。
以下,將詳細(xì)說明按照本發(fā)明的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置的運(yùn)行。
首先,線性電動機(jī)壓縮器24的沖程按照占空比參考值而變化,以便通過根據(jù)變化的沖程來前后移動活塞而調(diào)節(jié)制冷能力。這里,術(shù)語“沖程”表示在壓縮器中的活塞在線性電動機(jī)壓縮器24中進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動時運(yùn)動的距離。
電源單元21通過按照從微機(jī)25輸出的開關(guān)控制信號而控制內(nèi)部三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的開關(guān)操作來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24。這里,電流檢測單元22檢測施加到線性電動機(jī)壓縮器21的電流并向電流峰值檢測單元23輸出此檢測到的電流。
電流峰值檢測單元23被輸入由電流檢測單元22檢測的電流,將輸入的電流與以前檢測的電流值相比較,并輸出電流峰值檢測信號,此處,以前檢測的電流值存儲在微機(jī)25的一個內(nèi)部單元(未示出)上。詳細(xì)而言,電流峰值檢測單元23將當(dāng)前檢測的電流值與以前檢測的電流值相比較,在以前檢測的電流值大于當(dāng)前檢測的電流值的情況下,電流峰值檢測單元23識別以前檢測的電流值,作為電流峰值并按照所識別的電流峰值向微機(jī)25輸出電流峰值檢測信號。
微機(jī)25接收電流峰值檢測信號并檢測信號的電流波形的峰值,識別點(diǎn)TDC=0的電流波形的峰值,根據(jù)與點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生開關(guān)控制信號并將其輸出到電源單元21。
電源單元21通過按照從微機(jī)25輸出的開關(guān)控制信號控制三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的運(yùn)行而控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行。
這里,將參照圖3詳細(xì)說明根據(jù)占空比的增加的電流波形的變化。
圖3是圖解按照本發(fā)明根據(jù)開關(guān)控制信號的占空比的增加而導(dǎo)致的電流波形變化的波形圖。詳細(xì)而言,在本發(fā)明的一個實驗結(jié)果中,電流波形的峰值在線性電動機(jī)壓縮器24的活塞位于點(diǎn)TDC=0的點(diǎn)產(chǎn)生。
因此,在與TDC=0相對應(yīng)的點(diǎn)的電流波形的峰值通過僅僅利用施加到線性電動機(jī)壓縮器24的電流來計算,以便使得線性電動機(jī)壓縮器運(yùn)行在與電流波形的峰值相對應(yīng)的占空比上,三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的開關(guān)周期由對應(yīng)于占空比的開關(guān)控制信號來控制,線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行被控制以便具有最佳的效率。
同時,由于在線性電動機(jī)壓縮器24上的工作負(fù)荷按照操作環(huán)境的變化而改變,為了有效地操作冰箱,基于TDC=0的初始電流峰值而設(shè)定一個限制值,線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行由與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號控制,同時,當(dāng)施加到線性電動機(jī)壓縮器24的電流大于或小于此限制值時,在TDC=0的最佳運(yùn)行條件下的新的電流峰值被重新檢測,線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行隨后由根據(jù)與重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生的開關(guān)控制信號來控制。下面將參照附圖4詳細(xì)說明按照本發(fā)明的第一實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法。
圖4A和4B是圖解根據(jù)冰箱的負(fù)荷變化的電流值的變化的波形圖。
首先作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0的初始電流峰值被檢測,線性電動機(jī)壓縮器的操作利用在被檢測的初始電流峰值處的開關(guān)控制信號來控制。這里,上/下限值被設(shè)定在檢測初始電流峰值的點(diǎn)上。
其后,線性電動機(jī)壓縮器24通過以作為線性電動機(jī)壓縮器24的最佳運(yùn)行條件的TDC=0的初始電流峰值來控制三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的開關(guān)運(yùn)行(工作循環(huán))而運(yùn)行。這里,在通過與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24的同時,負(fù)荷可以根據(jù)冰箱和運(yùn)行環(huán)境中的變化而改變,如圖4A和4B所示。
因此,通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器24的電流值與在檢測初始電流峰值的點(diǎn)設(shè)定的下限值相比較,當(dāng)施加到線性電動機(jī)壓縮器24的電流值小于所設(shè)定的下限值時,重新檢測TDC=0的電流峰值,其后線性電動機(jī)壓縮器24根據(jù)在重新檢測的電流峰值的開關(guān)控制信號而運(yùn)行。
相反,通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器24的電流值與設(shè)定的上限值相比較,當(dāng)施加到線性電動機(jī)壓縮器24的電流值大于所設(shè)定的上限值時,重新檢測TDC=0的電流峰值,線性電動機(jī)壓縮器24根據(jù)在重新檢測的電流峰值的開關(guān)控制信號而運(yùn)行。
詳細(xì)而言,在按照本發(fā)明的第一實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法中,在根據(jù)與作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0的初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號而運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24的同時,當(dāng)因為冰箱中的變化或當(dāng)前施加到線性電動機(jī)壓縮器24的電流大于(上限值)或小于(下限值)在初始電流峰值被檢測的點(diǎn)所設(shè)定的上/下限值的情況下,重新檢測作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0的電流峰值,而且線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行其后由來根據(jù)與重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生的開關(guān)控制信號來控制。
下面將說明按照本發(fā)明的第二實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法。
如圖4A和4B所示,由于在線性電動機(jī)壓縮器24上的負(fù)荷按照冰箱中或周圍環(huán)境的變化而改變,那么為了有效地操作冰箱,檢測了TDC=0的初始電流峰值,基于TDC=0的初始電流峰值檢測時間而設(shè)定重新檢測TDC=0的電流峰值所要求的某一時間,在根據(jù)與初始電流峰值相對應(yīng)的占空比而運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24的同時經(jīng)過了所設(shè)定的某一時間后,作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0處的新電流峰值被重新檢測,于是其后線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行可以由根據(jù)與重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生的開關(guān)控制信號來控制。下面將詳細(xì)說明按照本發(fā)明的第二實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法。
首先,檢測作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0處的初始峰值,并基于初始電流峰值檢測時間而設(shè)定重新檢測TDC=0的電流峰值的時間。
其后,線性電動機(jī)壓縮器24通過由與初始設(shè)定的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號控制三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1的開關(guān)工作周期而運(yùn)行。
在控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的同時,當(dāng)線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行時間未經(jīng)過所設(shè)定的某一時間時,線性電動機(jī)壓縮器由與初始設(shè)定的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號連續(xù)控制。
相反,當(dāng)經(jīng)過預(yù)定的時間時,重新檢測TDC=0的電流峰值,線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行隨后由與重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號來控制。此處,當(dāng)TDC=0的電流峰值被檢測時,一個計時器(未示出)對從電流峰值的初始檢測時間到重新檢測的時間的時段計數(shù)。該計時器包括在微機(jī)25中或者計時操作可以由軟件循環(huán)來執(zhí)行。
因此,在按照本發(fā)明的第二實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法中,當(dāng)根據(jù)與初始設(shè)定為最佳運(yùn)行條件的TDC=0的點(diǎn)相對應(yīng)的開關(guān)控制信號而運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24的同時經(jīng)過了預(yù)定的時間時,線性電動機(jī)壓縮器24通過重新檢測TDC=0處的電流峰值并隨后根據(jù)與重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號而運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24而在最佳運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行。
下面將說明按照本發(fā)明的第三實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法。
首先,如圖4A和4B所示,由于在線性電動機(jī)壓縮器24上的負(fù)荷按照冰箱中和運(yùn)行環(huán)境中的變化而改變,那么為了有效地操作冰箱,檢測了TDC=0的初始電流峰值,基于與最小電流峰值相對應(yīng)的點(diǎn)的電流值和在線性電動機(jī)壓縮器24的電機(jī)線圈兩端之間產(chǎn)生的電壓而計算出的功耗量來設(shè)定最大功耗量和最小功耗量,線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行由與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號來控制,在運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24的同時,當(dāng)施加到線性電動機(jī)壓縮器的電機(jī)(未示出)的功率消耗量小于所設(shè)定的最小功耗或大于最大功耗時,則TDC=0的電流峰值被檢測,其后,線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行通過由與檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號控制三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的開關(guān)工作周期而得到控制。下面詳細(xì)說明按照本發(fā)明的第三實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法。
首先,檢測TDC=0處的初始電流峰值并作為最佳運(yùn)行條件,基于與初始電流峰值被檢測的點(diǎn)的電流值和在線性電動機(jī)壓縮器24的電機(jī)定子線圈兩端之間產(chǎn)生的電壓而計算出的功耗量來設(shè)定在電機(jī)中消耗的最大功耗量和最小功耗量。此處,不設(shè)定最大功耗量和最小功耗量,可以基于當(dāng)前檢測的和設(shè)定的峰值而設(shè)定用于重新檢測作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0的最大電流值。
其后,線性電動機(jī)壓縮器24通過由與初始設(shè)定的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號控制三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的開關(guān)工作周期而運(yùn)行。此處,當(dāng)線性電動機(jī)壓縮器24根據(jù)與初始設(shè)定的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號連續(xù)運(yùn)行時,負(fù)荷可能根據(jù)冰箱內(nèi)和運(yùn)行環(huán)境中的變化而改變,如圖4A和4B所示。此處,將在線性電動機(jī)壓縮器24的電機(jī)中消耗的功耗量與設(shè)定的最大功耗量和最小功耗量相比較,當(dāng)電機(jī)中消耗的功耗量大于最大功耗量或小于最小功耗量時,重新檢測TDC=0的電流峰值,其后,線性電動機(jī)壓縮器24被控制以便總是在TDC=0的點(diǎn)運(yùn)行。
同時,在電機(jī)中消耗的功耗量在所設(shè)定的最小功耗量和最大功耗量之間時,線性電動機(jī)壓縮器24通過根據(jù)施加到三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1的開關(guān)控制信號控制三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1的開關(guān)工作周期而運(yùn)行。
因此,在按照本發(fā)明的第三實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法中,當(dāng)根據(jù)與作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0的初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號而運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24的同時,當(dāng)由于冰箱內(nèi)的或運(yùn)行環(huán)境中的變化而導(dǎo)致電機(jī)中消耗的功耗量大于所設(shè)定的最大功耗量或小于所設(shè)定的最小功耗量時,線性電動機(jī)壓縮器24(冰箱)可以通過總是根據(jù)與在TDC=0的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號而控制三端雙向可控硅開關(guān)元件TR1的開關(guān)運(yùn)行而在最佳條件下運(yùn)行。
下面參照圖5詳細(xì)說明按照本發(fā)明的第四實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法。
圖5是圖解按照本發(fā)明的用于控制冰箱內(nèi)的線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法的流程圖。
首先,微機(jī)25在最佳狀態(tài)下運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器24并同時判斷是否設(shè)定了用于按照在線性電動機(jī)壓縮器24上的負(fù)荷變化檢測占空比的標(biāo)志,如步驟S51所示。
當(dāng)判斷設(shè)定了標(biāo)志時,微機(jī)25隨后判斷是否從電流檢測單元22檢測的電流值小于某一值,例如4.0安培,如步驟S52所示。當(dāng)從電流檢測單元22檢測的電流值被判斷不大于某一值(4A)時,則判斷是否與被檢測的電流值相對應(yīng)的占空比小于某一個百分比,如80%,如步驟S53所示。此處,當(dāng)開關(guān)控制信號的占空比被判斷小于某一百分比(80%)并且被檢測的電流值被判斷小于某一值(4A)時,微機(jī)25檢測在線性電動機(jī)壓縮器24的電機(jī)中產(chǎn)生的電流(電流波形),如步驟S54所示。
當(dāng)未檢測到電流(電流波形)的峰值時,微機(jī)25提高占空比一定的百分比,如步驟S61所示。此處例如為1%。
相反,當(dāng)檢測到占空比小于某一百分比(80%)并且被檢測的電流值小于某一值(4A)的電流(電流波形)的峰值時,微機(jī)25設(shè)定與被檢測的電流波形相對應(yīng)的占空比作為當(dāng)前的占空比,如步驟S55所示,并以與設(shè)定的占空比相對應(yīng)的開關(guān)控制信號控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行,如步驟S56所示。此處,在檢測占空比后的過渡時間被初始化為0,如步驟S57所示。
同時,當(dāng)占空比不小于某一百分比(80%)并且被檢測的電流值不小于某一個值(4A)時,在運(yùn)行點(diǎn)的占空比(不小于80%)被設(shè)定,如步驟S60所示,線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行由相應(yīng)于如此設(shè)定的占空比的開關(guān)控制信號控制,如步驟S62所示。此處,在檢測占空比后的過渡時間被初始化為0,如步驟S63所示。
同時,在如步驟S51用來判斷是否設(shè)定了檢測占空比的標(biāo)志的判斷過程中,判斷了是否在檢測占空比后已經(jīng)過去了某一時間,如步驟S58中所示。此處,該某一時間可以例如被設(shè)定為60秒。這里,用于檢測負(fù)載變化的參考電流值設(shè)定于在檢測占空比之后已經(jīng)過某一時間(60秒)的點(diǎn),如步驟S59所示。這里,參考電流值設(shè)定在檢測占空比和所述某一時間(60秒)的點(diǎn)之間。
相反,當(dāng)在檢測占空比后還沒有經(jīng)過某一時間(60秒)時,則判斷是否在檢測占空比后的時間小于該某一時間(60秒),如步驟S64所示。
相反,當(dāng)在檢測占空比后還沒有經(jīng)過某一時間(60秒)時,如圖4A和4B所示,負(fù)荷變化通過利用上/下限值來檢測。詳細(xì)而言,電流的差在一個點(diǎn)計算,在此點(diǎn),在檢測所設(shè)定的參考電流值和占空比后的時間不大于某一時間(60秒),并且判斷是否所計算的值不小于限制值(即判斷是否發(fā)生了任何負(fù)荷變化),如步驟S65所示。此處,限制值可以設(shè)定為例如0.3A。
當(dāng)所計算的值不小于所設(shè)定的限制值(0.3A)時(即當(dāng)檢測到有負(fù)荷變化時),設(shè)定一個用于重新檢測占空比的標(biāo)志,如步驟S67所示,并且被檢測的占空比減少某一個值(例如20%),如步驟S68所示。
相反,當(dāng)所計算的值不大于限制值(0.3A)(即當(dāng)未檢測到負(fù)荷變化時)并且在檢測占空比之后的過渡時間不小于某一時間(例如1200秒)時,如步驟S66所示,則設(shè)定一個用于重新檢測占空比的標(biāo)志,如步驟S67所示,并且被檢測的占空比減少某一個值(例如20%)。
因此,在按照本發(fā)明的第四實施例的用于控制線性電動機(jī)壓縮器24的運(yùn)行的方法中,檢測施加到電機(jī)(線性電動機(jī)壓縮器)的電流,按照被檢測的電流變化來檢測負(fù)荷變化,因此線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行通過按照與被檢測的電流的峰值相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生的開關(guān)控制信號來控制。
如上所述,在按照本發(fā)明的用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法中,通過利用考慮到線性電動機(jī)壓縮器的機(jī)械運(yùn)動特性(嚴(yán)重的非線性)的線性方法來按照與電流波形的峰值相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生開關(guān)控制信號,線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行可以精確地控制。
另外,可以通過利用施加到線性電動機(jī)壓縮器的精確的電流來控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行而減少運(yùn)行的成本。
另外,在利用作為最佳運(yùn)行條件的TDC=0的初始電流峰值的開關(guān)控制信號來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器的同時,當(dāng)由于冰箱中和運(yùn)行環(huán)境中的變化而導(dǎo)致當(dāng)前施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流大于前面設(shè)置的電流最大值時,通過改變與初始的被檢測電流值相對應(yīng)的占空比,冰箱的運(yùn)行可以被控制在TDC=0的最佳條件下。
此外,為了檢測由于線性電動機(jī)壓縮器的機(jī)械特性而導(dǎo)致的線性電動機(jī)壓縮器的非線性,在利用按照與點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生的開關(guān)控制信號來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器的同時,在某一過渡時間之后,通過重新檢測TDC=0的點(diǎn)并且利用按照與點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生的開關(guān)控制信號來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器,冰箱(線性電動機(jī)壓縮器)可以以最佳效率運(yùn)行運(yùn)行。
此外,為了檢測由于線性電動機(jī)壓縮器的機(jī)械特性而導(dǎo)致的線性電動機(jī)壓縮器的非線性,在利用按照與TDC=0的初始電流值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器的同時,當(dāng)電機(jī)(線性電動機(jī)壓縮器)的功耗大于預(yù)設(shè)的最大功耗值或小于預(yù)設(shè)的最小功耗值時,通過重新檢測TDC=0的電流峰值并且利用相應(yīng)于TDC=0電流峰值的開關(guān)控制信號來控制三端雙向可控硅開關(guān)元件的開關(guān)操作,線性電動機(jī)壓縮器可以總是運(yùn)行在最佳狀態(tài)下。
另外,通過判斷施加到線性電動機(jī)壓縮器的電機(jī)的電流和從被檢測的電流判斷負(fù)荷變化,線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行可以被控制在作為最佳狀態(tài)的TDC=0的點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置,包括電流檢測單元,檢測在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流;電流峰值檢測單元,通過將檢測的電流與以前檢測的電流相比較而檢測電流峰值;微機(jī),識別點(diǎn)TDC(上止點(diǎn))=0的電流峰值并按照與點(diǎn)TDC=0相對應(yīng)的占空比而輸出開關(guān)控制信號;電源單元,通過按照開關(guān)控制信號控制內(nèi)部三端雙向可控硅開關(guān)元件的運(yùn)行來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中電流峰值檢測單元在以前檢測的電流大于當(dāng)前檢測的電流時檢測電流峰值。
3.一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法,包括基于提供給線性電動機(jī)壓縮器的電流,檢測TDC(上止點(diǎn))=0的初始電流峰值;在檢測到初始電流峰值的點(diǎn)設(shè)定一個限制值;通過將按照線性電動機(jī)壓縮器的負(fù)荷的變化在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流值與限制值相比較,來重新檢測TDC=0的電流峰值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其中當(dāng)在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流值大于或小于限制值時重新檢測電流峰值。
5.如權(quán)利要求3所述的方法,其中線性電動機(jī)壓縮器運(yùn)行在與被檢測的電流峰值相對應(yīng)的占空比上。
6.如權(quán)利要求3所述的方法,其中線性電動機(jī)壓縮器運(yùn)行在與當(dāng)被檢測的電流值在限制值范圍中時的初始電流峰值相對應(yīng)的占空比上。
7.一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法,包括通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流與以前檢測的電流相比較而檢測TDC=0的初始電流峰值;基于檢測到初始電流峰值的時間設(shè)定一定時段,用于重新檢測TDC=0的最佳運(yùn)行條件;判斷在利用與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器時是否經(jīng)過了所述時段;在經(jīng)過所述時段后重新檢測TDC=0的電流峰值,并利用與重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其中,基于初始電流峰值檢測時間,利用與當(dāng)一定時段還未經(jīng)過時的初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號,來控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。
9.一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法,包括通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流與以前檢測的電流相比較而檢測TDC=0的電流峰值;基于檢測到的電流峰值設(shè)定最大電流峰值,用于重新檢測TDC=0的最佳運(yùn)行條件;利用與檢測到的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器,并且同時將施加到線性電動機(jī)壓縮器的第一電流值與所設(shè)定的最大電流值相比較;當(dāng)?shù)谝浑娏髦荡笥谒O(shè)定的最大電流值時檢測TDC=0的電流峰值。
10.如權(quán)利要求9所述的方法,其中利用與當(dāng)?shù)谝浑娏髦敌∮谒O(shè)定的最大電流值時的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號,來控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。
11.一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法,包括檢測TDC=0的初始電流峰值;基于在線性電動機(jī)壓縮器中產(chǎn)生的電流和電壓而檢測功耗量;基于檢測到的電流和電壓來設(shè)定最小功耗量和最大功耗量;利用與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器,并且同時將功耗量與最小功耗量和最大功耗量相比較,并按照比較的結(jié)果控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。
12.如權(quán)利要求11所述的方法,其中在TDC=0的電流峰值被重新檢測,利用與當(dāng)功耗量大于所設(shè)定的最大功耗量或小于所設(shè)定的最小功耗量時的重新檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號,來控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。
13.如權(quán)利要求11所述的方法,其中利用與當(dāng)功耗量介于最大功耗量和最小功耗量之間時的初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號,來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
14.一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法,包括通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流與以前檢測的電流相比較而檢測TDC=0的初始電流峰值;基于初始電流峰值的檢測時間點(diǎn)而設(shè)定重新檢測時段,用于檢測TDC=0的電流峰值;判斷是否經(jīng)過了所設(shè)定的重新檢測時段,并且同時利用與初始電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器;重新檢測TDC=0的電流峰值,并利用與檢測的電流峰值相對應(yīng)的開關(guān)控制信號控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行。
15.如權(quán)利要求14所述的方法,其中重新檢測時段從TDC=0的電流峰值被檢測時的檢測點(diǎn)計起。
16.一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的方法,包括判斷是否設(shè)定了用于檢測線性電動機(jī)壓縮器的驅(qū)動電流的占空比的標(biāo)志;判斷是否驅(qū)動線性電動機(jī)壓縮器的電流波形的峰值和與該電流波形的峰值相對應(yīng)的占空比不大于一定值;檢測驅(qū)動電流波形的峰值,并且,當(dāng)該電流波形的峰值和所述的占空比不大于一定值時,根據(jù)與所檢測到的峰值相對應(yīng)的占空比產(chǎn)生開關(guān)控制信號;按照開關(guān)控制信號運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
17.如權(quán)利要求16所述的方法,還包括當(dāng)未檢測到電流峰值時將占空比減少一定值。
18.如權(quán)利要求16所述的方法,其中電流峰值的一定值是4A。
19.如權(quán)利要求16所述的方法,其中占空比的一定值是80%。
20.如權(quán)利要求16所述的方法,還包括按照與當(dāng)電流峰值和與電流峰值相對應(yīng)的占空比不小于所述一定值時的占空比相對應(yīng)的開關(guān)控制信號,來運(yùn)行線性電動機(jī)壓縮器。
21.如權(quán)利要求16所述的方法,還包括判斷當(dāng)未設(shè)置標(biāo)志時是否在檢測占空比后經(jīng)過了一定時間。當(dāng)未經(jīng)過一定時間時,基于預(yù)設(shè)的限制值來減少占空比。
22.如權(quán)利要求21所述的方法,其中電流的差在一個點(diǎn)計算,在此點(diǎn),在檢測預(yù)設(shè)的參考電流和占空比后的時間不大于一定時間,當(dāng)所計算的值不小于在占空比減少過程中的限制值時減少所述占空比。
23.如權(quán)利要求22所述的方法,其中當(dāng)所計算的值不大于所述限制值并且在檢測占空比后的時間不小于一定時間時減少所述占空比。
全文摘要
一種用于控制線性電動機(jī)壓縮器的運(yùn)行的裝置和方法,根據(jù)此方法線性電動機(jī)壓縮器通過處理由于冰箱中和周圍環(huán)境的變化而導(dǎo)致的負(fù)荷的變化而可以總是運(yùn)行在最佳狀態(tài)下。詳細(xì)而言,通過將施加到線性電動機(jī)壓縮器的電流與以前檢測的電流相比較來檢測TDC=0的電流峰值,因此線性電動機(jī)壓縮器按照根據(jù)與電流峰值相對應(yīng)的占空比而產(chǎn)生的開關(guān)控制信號來運(yùn)行。
文檔編號F04B35/04GK1381946SQ02102378
公開日2002年11月27日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月13日
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