專利名稱：線性壓縮機(jī)和控制該線性壓縮機(jī)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及線性壓縮機(jī)，更具體地說(shuō)，涉及一種其活塞由線性電機(jī)線性地往復(fù)推動(dòng)的線性壓縮機(jī)、以及控制該線性壓縮機(jī)的裝置。
背景技術(shù)：
一般來(lái)說(shuō)，由于往復(fù)壓縮機(jī)將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成操作活塞的線性運(yùn)動(dòng)，因此運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換過(guò)程期間，會(huì)產(chǎn)生能量損失，這樣就降低了其能量效率。與往復(fù)壓縮機(jī)不同，線性壓縮機(jī)使用其內(nèi)的推進(jìn)器(mover)線性往復(fù)的線性電機(jī)，使活塞的線性運(yùn)動(dòng)直接連接到線性電機(jī)推進(jìn)器的線性運(yùn)動(dòng)，而不需將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，這樣就降低了其能量損失。因此，線性壓縮機(jī)比往復(fù)壓縮機(jī)的更加有效。
在線性壓縮機(jī)中，當(dāng)線性壓縮機(jī)的諧振頻率與施加到線性電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的頻率相等時(shí)，可獲得最大效率。但是，由于諧振頻率實(shí)際上隨諸如活塞的負(fù)載波動(dòng)之類的特定情況而改變，因此需要一種方案，使驅(qū)動(dòng)電流的頻率等于線性壓縮機(jī)的諧振頻率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面就是提供線性壓縮機(jī)以及控制該線性壓縮機(jī)的裝置，可使施加到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的頻率實(shí)時(shí)地與根據(jù)負(fù)載的波動(dòng)情況而變化的諧振頻率同步，從而獲得線性壓縮機(jī)的最大效率。
本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將部分體現(xiàn)在下述說(shuō)明書中，并且可從該說(shuō)明書中部分地顯而易見，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而獲得教導(dǎo)。
本發(fā)明所述的上述和/或其它方面是這樣實(shí)現(xiàn)的，提供一種線性壓縮機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和利用該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞。控制單元產(chǎn)生與活塞的位移波形具有90度相位差和相等頻率的基準(zhǔn)電流，并通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步而控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與活塞的諧振頻率同步。
通過(guò)提供一種控制線性壓縮機(jī)的裝置而實(shí)現(xiàn)上述和/或其它方面，該線性壓縮機(jī)包括位移/速度檢測(cè)單元、幅值控制單元、相位控制單元和電流控制單元。位移/速度檢測(cè)單元產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的至少一個(gè)波形。幅值控制單元設(shè)定用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的最大幅值的驅(qū)動(dòng)電流，從而使活塞的頂部和底部死點(diǎn)分別滿足從線性壓縮機(jī)的外部接收的頂部和底部死點(diǎn)指令。相位控制單元產(chǎn)生基準(zhǔn)波形，該基準(zhǔn)波形滿足其基準(zhǔn)波形與活塞的位移波形相比具有90的相位差和相等頻率的條件、或者滿足基準(zhǔn)波形具有等于活塞的速度波形的相位和頻率的相位和頻率的條件。
電流控制單元根據(jù)分別從幅值控制單元和相位控制單元提供的幅值信息、相位和頻率信息產(chǎn)生基準(zhǔn)電流，并控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步。
由線性壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(線性電機(jī))產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力正比于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)與提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的乘積。因此，當(dāng)把具有等于反電動(dòng)勢(shì)的相位的驅(qū)動(dòng)電流提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，線性壓縮機(jī)可以最大效率地運(yùn)行。在利用諸如三端雙向可控硅開關(guān)元件等開關(guān)元件和相位控制方案、以等于交流電頻率的頻率(例如60Hz或者50Hz)驅(qū)動(dòng)線性壓縮機(jī)的情況下，線性壓縮機(jī)的諧振頻率和交流電的頻率相等。因此，當(dāng)把具有等于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)的相位的驅(qū)動(dòng)電流提供到電機(jī)時(shí)，線性壓縮機(jī)可以最大效率地運(yùn)行。當(dāng)以諧振頻率驅(qū)動(dòng)線性壓縮機(jī)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流的相位等于電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)〔或者速度〕的相位，而且相對(duì)于活塞的位移具有90度的相位差。


通過(guò)結(jié)合附圖，對(duì)最佳實(shí)施例做如下說(shuō)明，本發(fā)明的這些和/或其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)清晰，而且更容易理解。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所述用于控制線性壓縮機(jī)的的裝置的方框圖；圖2所示的方框圖表示圖1所示線性壓縮機(jī)控制裝置的控制單元；
圖3所示的方框圖表示圖2所示控制單元的幅值控制單元；圖4所示的方框圖表示圖2所示控制單元的相位控制單元；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所述用于控制線性壓縮機(jī)的裝置的方框圖；圖6所示的方框圖表示設(shè)置在圖5所示的線性壓縮機(jī)控制裝置的相位控制單元。
具體實(shí)施例方式
下面，參照表示在附圖中的實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，全文中的相同附圖標(biāo)記表示相同的部件。下面所描述的實(shí)施例是為了參照附圖解釋本發(fā)明。
圖1至4的示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所述的線性壓縮機(jī)以及控制該線性壓縮機(jī)的裝置，圖中示出了通過(guò)位移傳感器檢測(cè)的活塞的位移和速度、以及利用所檢測(cè)的位移和所檢測(cè)的速度獲得的線性壓縮機(jī)的機(jī)械諧振頻率。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所述控制線性壓縮機(jī)的裝置。如圖1所示，變流器104把從交流電源102提供的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。通過(guò)直流耦合電容108連接到變流器104的逆變器106產(chǎn)生具有驅(qū)動(dòng)線性電機(jī)110所需的可變電位和/或可變頻率的交流電。
逆變器106的輸入端子和輸出端子分別連接到電壓檢測(cè)單元118和電流檢測(cè)單元112。電壓檢測(cè)單元118檢測(cè)提供到逆變器106的直流電源的電位。電流檢測(cè)單元112檢測(cè)流經(jīng)線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流。
利用位移傳感器120和位移/速度檢測(cè)單元116獲得活塞的位移/速度。位移傳感器120檢測(cè)線性電機(jī)110的推進(jìn)器(或者活塞)的位移。位移/速度檢測(cè)單元116根據(jù)由位移傳感器120檢測(cè)的結(jié)果，檢測(cè)往復(fù)活塞的位移波形和運(yùn)動(dòng)速度波形。
控制單元114控制逆變器106的轉(zhuǎn)換操作，以利用由電流檢測(cè)單元112、電壓檢測(cè)電壓118和位移/速度檢測(cè)電壓116檢測(cè)的結(jié)果，使提供到線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流與線性壓縮機(jī)的諧振頻率同步。
圖2所示的方框圖表示圖1所示線性壓縮機(jī)控制裝置的控制單元114。如圖2所示，控制單元114包括相位控制單元202、幅值控制單元206、電流指令產(chǎn)生單元204和電流控制單元208?？刂茊卧?14控制逆變器106，使逆變器106產(chǎn)生基準(zhǔn)電流，該基準(zhǔn)電流具有等于活塞的諧振頻率和相位的頻率和相位，并能夠使活塞的頂部和底部死點(diǎn)到達(dá)從線性壓縮機(jī)的外部接收的目標(biāo)值，還使提供到線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步。
在圖2中，相位控制單元202產(chǎn)生正弦波信號(hào)，該正弦波信號(hào)具有等于由位移/速度檢測(cè)單元116產(chǎn)生的活塞運(yùn)動(dòng)速度波形的相位、并與位移波形相比具有90度的相位差。幅值控制單元206獲得第一偏差和第二偏差，其中所示第一偏差為由位移/速度檢測(cè)單元116檢測(cè)的活塞的實(shí)際頂部死點(diǎn)、與基于從線性壓縮機(jī)的外部接收的頂部死點(diǎn)指令而產(chǎn)生的指令頂部死點(diǎn)之間的偏差，第二偏差為由位移/速度檢測(cè)單元116檢測(cè)的活塞的實(shí)際底部死點(diǎn)、與基于從線性壓縮機(jī)的外部接收的底部死點(diǎn)指令而產(chǎn)生的指令底部死點(diǎn)之間的偏差。進(jìn)一步地，幅值控制單元206將提供到線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流的最大幅值(峰值)設(shè)定為補(bǔ)償?shù)谝缓偷诙畹膹?qiáng)度值。電流指令產(chǎn)生單元204產(chǎn)生電流指令信號(hào)(基準(zhǔn)電流)，該電流指令信號(hào)具有從相位控制單元202輸出的正弦波信號(hào)的頻率信息、以及從幅值控制單元206輸出的最大幅值的信息。在監(jiān)控當(dāng)前提供到信息電機(jī)110、并由電流檢測(cè)單元112檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)電流的同時(shí)，電流控制單元208產(chǎn)生用于控制逆變器106的逆變器控制信號(hào)，使提供到線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流與由電流指令產(chǎn)生單元204產(chǎn)生的電流指令信號(hào)的頻率、相位和最大幅值同步。
圖3所示的方框圖表示圖2中的控制單元114的幅值控制單元206。如圖3所示，從線性壓縮機(jī)的外部接收的頂部死點(diǎn)指令和底部死點(diǎn)指令分別設(shè)定在頂部死點(diǎn)設(shè)定單元302和底部死點(diǎn)設(shè)定單元304。第一加法器306獲得設(shè)定在頂部死點(diǎn)設(shè)定單元302中的指令的頂部死點(diǎn)與由位移/速度檢測(cè)單元116檢測(cè)的活塞的實(shí)際頂部死點(diǎn)之間的偏差。第二加法器308獲得設(shè)定在底部死點(diǎn)設(shè)定單元304中的指令的頂部死點(diǎn)與由位移/速度檢測(cè)單元116檢測(cè)的活塞的實(shí)際底部死點(diǎn)之間的偏差。幅值設(shè)定單元310設(shè)定正弦波信號(hào)的最大幅值，以補(bǔ)償指令的頂部死點(diǎn)與實(shí)際的頂部死點(diǎn)之間的偏差、以及指令的底部死點(diǎn)與實(shí)際的底部死點(diǎn)之間的偏差，這兩種偏差都是分別由第一和第二加法器306和308獲得的。把由幅值設(shè)定單元310設(shè)定的最大幅值提供到電流指令產(chǎn)生單元204，而且隨后被用做控制提供到線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流的電流指令信號(hào)的最大幅值信息。
圖4所示的方框圖表示圖2中的控制單元114的相位控制單元202。如圖4所示，相位比較單元402分別將從位移/速度檢測(cè)單元116和電壓控制振蕩單元404輸出的信號(hào)相位進(jìn)行比較，并產(chǎn)生其強(qiáng)度(即幅值)正比于它們之間的相位差的電壓信號(hào)。電壓控制振蕩單元404輸出正弦波信號(hào)，其頻率正比于從相位比較單元402輸出的電壓信號(hào)的強(qiáng)度而變化。相位差產(chǎn)生單元406對(duì)從電壓控制振蕩單元404輸出的正弦波的相位移相90度。驅(qū)動(dòng)電流與活塞的位移波形相比具有90度的相位差，或者其相位等于活塞運(yùn)動(dòng)速度波形的相位。因此，利用位移傳感器120檢測(cè)的活塞的位移波形的相位被相位差產(chǎn)生單元406移項(xiàng)90度，以等于運(yùn)動(dòng)速度波形的相位。由相位控制單元202產(chǎn)生的正弦波信號(hào)被提供到電流指令產(chǎn)生單元204，并被用做電流指令信號(hào)的頻率和相位。
也就是說(shuō)，控制單元114的電流指令產(chǎn)生單元204，通過(guò)利用相位控制單元202和幅值控制單元206獲得的相位和最大幅值信息，確定電流指令信號(hào)的相位和最大幅值，從而產(chǎn)生電流指令信號(hào)。電流控制單元208產(chǎn)生用于控制逆變器106的轉(zhuǎn)換操作的變流器控制信號(hào)，使提供到線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流與由電流指令產(chǎn)生單元204產(chǎn)生的電流指令信號(hào)的相位、頻率和最大幅值同步。
圖5和6的示意圖表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所述控制線性壓縮機(jī)的裝置，圖中示出了使用線性電機(jī)的電氣特性值代替使用位移傳感器，直接檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(線性電機(jī))的推進(jìn)器的位移和速度的情況，而且利用直接檢測(cè)到的位移和速度獲得線性壓縮機(jī)的機(jī)械諧振頻率。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所述控制線性壓縮機(jī)的裝置的方框圖。如圖5所示，位移/速度檢測(cè)單元502利用由電流檢測(cè)單元112檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)電流、提供到變流器106并與電壓檢測(cè)單元118檢測(cè)的直流電壓、以及線性電機(jī)110的電氣特性值產(chǎn)生活塞的位移/速度波形。如上所述，控制單元514利用由位移/速度檢測(cè)單元502檢測(cè)的活塞的位移/速度波形控制提供到線性電機(jī)110的驅(qū)動(dòng)電流。
在圖5所示的控制裝置中，由于利用線性電機(jī)110的電氣特性值代替利用位移傳感器，產(chǎn)生活塞的速度波形，因此可包括在控制單元514中的相位控制單元610的結(jié)構(gòu)本根據(jù)發(fā)明的第一實(shí)施例所述的相位控制單元202變化，而且該結(jié)構(gòu)圖示在圖6中。圖6所示的方框圖表示設(shè)置在圖5所示的線性壓縮機(jī)控制裝置中的相位控制單元610。如圖6所示，由于利用線性電機(jī)110的電氣特性值直接檢測(cè)活塞的速度波形，因此相位控制單元610不需要如圖4所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例所述的相位差產(chǎn)生單元406。
從上面的說(shuō)明中可以清楚，提供一種線性壓縮機(jī)和控制線性壓縮機(jī)的控制裝置，可使施加到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的頻率實(shí)時(shí)地與根據(jù)負(fù)載的波動(dòng)情況而變化的諧振頻率同步，從而獲得線性壓縮機(jī)的最大效率。
盡管已圖示并說(shuō)明了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，不偏離本發(fā)明的原理和精神實(shí)質(zhì)、附屬權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的保護(hù)范圍及其等同替換，可以改變這些實(shí)施例。也可以理解，本發(fā)明中展現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)可運(yùn)用于上面已討論的之外的技術(shù)中。
權(quán)利要求
1.一種線性壓縮機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；利用該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；以及控制單元，該控制單元產(chǎn)生與活塞的位移波形具有90度相位差和相等頻率的基準(zhǔn)電流，并通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步而控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與活塞的諧振頻率同步。
2.如權(quán)利要求1所述的線性壓縮機(jī)，其中所述控制單元從線性壓縮機(jī)的外部接收頂部和底部死點(diǎn)指令，并設(shè)定基準(zhǔn)電流的最大幅值，從而使驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步，以使活塞的頂部和底部死點(diǎn)分別滿足頂部和底部死點(diǎn)指令。
3.一種線性壓縮機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；利用該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；以及控制單元，該控制單元產(chǎn)生其相位和其頻率都與活塞的速度波形的相位和頻率相等的基準(zhǔn)電流，并通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步、而控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與活塞的諧振頻率同步。
4.如權(quán)利要求3所述的線性壓縮機(jī)，其中所述控制單元從線性壓縮機(jī)的外部接收頂部和底部死點(diǎn)指令，并設(shè)定基準(zhǔn)電流的最大幅值，從而使驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步，以使活塞的頂部和底部死點(diǎn)分別滿足頂部和底部死點(diǎn)指令。
5.一種線性壓縮機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；利用該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；用于檢測(cè)活塞的位移的位移傳感器；位移/速度檢測(cè)單元，該位移/速度檢測(cè)單元根據(jù)由位移傳感器檢測(cè)的值產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的至少一種波形；以及控制單元，該控制單元產(chǎn)生滿足下列條件的基準(zhǔn)電流，即基準(zhǔn)電流與活塞的位移波形具有90度的相位差和相等的頻率，或者條件是基準(zhǔn)電流的相位和頻率都與活塞的速度波形的相位和頻率相等，并通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步、而控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與活塞的諧振頻率同步。
6.一種線性壓縮機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；利用該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；位移/速度檢測(cè)單元，該位移/速度檢測(cè)單元利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣特性值檢測(cè)活塞的位移，并根據(jù)所檢測(cè)的位移產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的至少一種波形；以及控制單元，該控制單元產(chǎn)生其相位和其頻率都與活塞的速度波形的相位和頻率相等的基準(zhǔn)電流，并通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步、而控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與活塞的諧振頻率同步。
7.如權(quán)利要求6所述的線性壓縮機(jī)，其中所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣特性值包括被提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流。
8.如權(quán)利要求7所述的線性壓縮機(jī)，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣特性值包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的阻抗信息、電感信息、反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)信息。
9.一種控制線性壓縮機(jī)的裝置，該線性壓縮機(jī)具有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和由該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，該裝置包括位移/速度檢測(cè)單元，該位移/速度檢測(cè)單元產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的至少一種波形；幅值控制單元，該幅值控制單元設(shè)定用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的最大幅值的驅(qū)動(dòng)電流，從而使活塞的頂部和底部死點(diǎn)分別滿足從線性壓縮機(jī)的外部接收的頂部和底部死點(diǎn)指令；相位控制單元，該相位控制單元產(chǎn)生基準(zhǔn)波形，該基準(zhǔn)波形滿足基準(zhǔn)波形與活塞的位移波形相比具有90度的相位差、而且具有等于活塞的位移波形的頻率的條件、或者滿足基準(zhǔn)波形的相位和頻率等于活塞的速度波形的相位和頻率的條件；以及電流控制單元，該電流控制單元根據(jù)從幅值控制單元和相位控制單元提供的幅值信息、相位和頻率信息產(chǎn)生基準(zhǔn)電流，并控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步。
10.如權(quán)利要求9所述的線性電機(jī)控制裝置，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)活塞的位移的位移傳感器，所述位移/速度檢測(cè)單元根據(jù)由位移傳感器檢測(cè)的活塞位移產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的至少一種波形。
11.一種控制線性壓縮機(jī)的裝置，該線性壓縮機(jī)具有驅(qū)動(dòng)電機(jī)和由該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，該裝置包括將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的變流器；逆變器，產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的可變電壓和可變頻率的交流電；檢測(cè)提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的電流檢測(cè)單元；檢測(cè)提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電電壓的電壓檢測(cè)單元；檢測(cè)活塞位移的位移傳感器；位移/速度檢測(cè)單元，該位移/速度檢測(cè)單元根據(jù)由位移傳感器檢測(cè)的位移產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的至少一種波形；幅值控制單元，該幅值控制單元設(shè)定用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的最大幅值的驅(qū)動(dòng)電流，從而使活塞的頂部和底部死點(diǎn)分別滿足從線性壓縮機(jī)的外部接收的頂部和底部死點(diǎn)指令；相位控制單元，該相位控制單元產(chǎn)生基準(zhǔn)波形，該基準(zhǔn)波形滿足基準(zhǔn)波形與活塞的位移波形相比具有90度的相位差、而且具有等于活塞的位移波形的頻率的條件，或者滿足基準(zhǔn)波形的相位和頻率等于活塞的速度波形的相位和頻率的條件；電流指令產(chǎn)生單元，該電流指令產(chǎn)生單元產(chǎn)生電流指令信號(hào)，該電流指令信號(hào)具有由相位控制單元產(chǎn)生的基準(zhǔn)波形的頻率信息和相位信息、以及由幅值控制單元產(chǎn)生的最大幅值信息；以及電流控制單元，該電流控制單元控制逆變器的轉(zhuǎn)換操作，以使驅(qū)動(dòng)電流與電流命令信號(hào)的頻率、相位和最大幅值信息同步，同時(shí)監(jiān)視利用電流檢測(cè)單元檢測(cè)的、并提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。
12.如權(quán)利要求11所述的線性壓縮機(jī)控制裝置，其中幅值控制單元包括第一加法器，該第一加法器獲得基于從線性壓縮機(jī)的外部接收的頂部死區(qū)指令的指令性頂部死點(diǎn)與活塞的實(shí)際頂部死點(diǎn)之間的偏差；第二加法器，該第二加法器基于從線性壓縮機(jī)的外部接收的底部死區(qū)指令的指令性底部死點(diǎn)與活塞的實(shí)際底部死點(diǎn)之間的偏差；以及幅值設(shè)定單元，該幅值設(shè)定單元把提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的最大幅值設(shè)定成某一強(qiáng)度，以補(bǔ)償指令性頂部死點(diǎn)與實(shí)際的頂部死點(diǎn)之間的偏差、以及指令性底部死點(diǎn)與實(shí)際的底部死點(diǎn)之間的偏差，這兩種偏差都是分別由第一和第二加法器獲得的。
13.如權(quán)利要求11所述的線性壓縮機(jī)控制裝置，其中所述相位控制單元包括電壓控制振蕩單元；相位比較單元，該相位比較單元分別將從位移/速度檢測(cè)單元和電壓控制振蕩單元輸出的信號(hào)相位進(jìn)行相互比較，并產(chǎn)生其強(qiáng)度正比于它們之間的相位差的電壓信號(hào)，電壓控制振蕩單元輸出正弦波信號(hào)，該正弦波信號(hào)的頻率正比于從相位比較單元輸出的電壓信號(hào)的強(qiáng)度而變化；以及相位差產(chǎn)生單元，該相位差產(chǎn)生單元對(duì)從電壓控制振蕩單元輸出的正弦波的相位移相90度，從而使驅(qū)動(dòng)電流與活塞的位移波形相比具有90度的相位差，或者其相位等于活塞運(yùn)動(dòng)速度波形的相位。
14.一種其上具有波動(dòng)負(fù)載的線性壓縮機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；利用該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；以及控制單元，該控制單元使提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的頻率、與諧振頻率根據(jù)負(fù)載的波動(dòng)而變化的基準(zhǔn)電流同步。
15.如權(quán)利要求2所述的線性壓縮機(jī)，其中控制單元對(duì)指令性頂部死點(diǎn)與活塞的實(shí)際的頂部死點(diǎn)之間的偏差、以及指令性底部死點(diǎn)與活塞的實(shí)際的底部死點(diǎn)之間的偏差進(jìn)行補(bǔ)償。
16.如權(quán)利要求2所述的線性壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)活塞的位移的位移傳感器；位移/速度檢測(cè)單元，該位移/速度檢測(cè)單元根據(jù)活塞的檢測(cè)的位移產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的一種或兩種波形，并將位移和/或速度波形提供到控制單元。
17.如權(quán)利要求2所述的線性壓縮機(jī)，進(jìn)一步包括位移/速度檢測(cè)單元，該位移/速度檢測(cè)單元利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣特性值檢測(cè)活塞的位移，并根據(jù)檢測(cè)的位移產(chǎn)生活塞的位移波形和速度波形中的一種或兩種波形，并將位移和/或速度波形提供到控制單元。
18.如權(quán)利要求17所述的線性壓縮機(jī)，其中所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣特性值包括被提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流。
19.如權(quán)利要求17所述的線性壓縮機(jī)，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電氣特性值包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)的阻抗信息、電感信息、反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)信息。
20.如權(quán)利要求11所述的線性壓縮機(jī)控制裝置，其中所述相位控制單元包括電壓控制振蕩單元；相位比較單元，該相位比較單元分別將從位移/速度檢測(cè)單元和電壓控制振蕩單元輸出的信號(hào)相位進(jìn)行相互比較，并產(chǎn)生其強(qiáng)度正比于它們之間的相位差的電壓信號(hào)，電壓控制振蕩單元輸出正弦波信號(hào)，該正弦波信號(hào)的頻率正比于從相位比較單元輸出的電壓信號(hào)的強(qiáng)度而變化。
全文摘要
一種線性壓縮機(jī)以及控制該線性壓縮機(jī)的裝置，可使施加到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的頻率實(shí)時(shí)地與根據(jù)負(fù)載的波動(dòng)情況而變化的諧振頻率同步，從而獲得線性壓縮機(jī)的最大效率。該線性壓縮機(jī)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)；利用該驅(qū)動(dòng)電機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞；以及控制單元，該控制單元產(chǎn)生與活塞的位移波形具有90度相位差和等于活塞的位移波形的頻率的基準(zhǔn)電流，并通過(guò)將驅(qū)動(dòng)電流與基準(zhǔn)電流同步而控制提供到驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流與活塞的諧振頻率同步。
文檔編號(hào)F04B49/06GK1580554SQ200410039728
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2004年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者李光云 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社