專利名稱：用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種往復(fù)式壓縮機(jī)，尤其是涉及一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置及方法。
背景技術(shù)：
總的來說，由于活塞在氣缸內(nèi)部線性并往復(fù)地運(yùn)動(dòng)，往復(fù)式壓縮機(jī)壓縮在冷卻裝置內(nèi)部循環(huán)的制冷劑。根據(jù)活塞如何被驅(qū)動(dòng)，往復(fù)式壓縮機(jī)大致分為往復(fù)型及直線型。
往復(fù)型往復(fù)式壓縮機(jī)指的是曲柄軸與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連而且活塞與曲柄軸相連的壓縮機(jī)，因此通過使用旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力，活塞能夠線性并往復(fù)地移動(dòng)。
直線型往復(fù)式壓縮機(jī)指的是活塞與線性電機(jī)直接連接的壓縮機(jī)，從而通過使用直線電機(jī)的線性運(yùn)動(dòng)，可允許活塞線性且往復(fù)地移動(dòng)。
直線型往復(fù)式壓縮機(jī)無需將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)的曲柄軸。因此，由于摩擦損失相對較小，與通常的壓縮機(jī)相比，直線型往復(fù)式壓縮機(jī)具有高壓縮效率的優(yōu)點(diǎn)。
此外，直線型往復(fù)式壓縮機(jī)的壓縮比能夠通過控制施加于電機(jī)的電壓來控制，因此能夠控制冷卻裝置的制冷能力。
下面將參考圖1描述用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置。
圖1示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的常規(guī)裝置包括一個(gè)電壓檢測器30，用于檢測施加于往復(fù)式壓縮機(jī)的電壓并輸出檢測到的電壓；一個(gè)電流檢測器20，用于檢測施加于往復(fù)式壓縮機(jī)的電流并輸出檢測到的電流；一個(gè)微型計(jì)算機(jī)40，用于根據(jù)檢測到的電壓和電流計(jì)算行程估計(jì)值，比較計(jì)算出來的行程估計(jì)值與行程參考值，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號；以及一個(gè)電路單元10，用于通過根據(jù)微型計(jì)算機(jī)40的控制信號控制三端雙向可控硅開關(guān)元件(Tr1)來改變往復(fù)式壓縮機(jī)的行程。
下面詳細(xì)描述根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)、用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置。
首先，在往復(fù)式壓縮機(jī)10A中，對應(yīng)于根據(jù)預(yù)設(shè)行程參考值施加的電壓，活塞線性并往復(fù)地移動(dòng)。因此，由于改變了行程，能夠根據(jù)改變的行程來控制制冷能力。
電壓檢測器30檢測施加于往復(fù)式壓縮機(jī)10A的電壓并輸出該檢測到的電壓，而且電流檢測器20檢測施加于往復(fù)式壓縮機(jī)10A的電流并輸出該檢測到的電流。
微型計(jì)算機(jī)40根據(jù)檢測到的電壓和電流計(jì)算行程估計(jì)值，將計(jì)算出來的行程估計(jì)值與行程參考值進(jìn)行比較，然后，根據(jù)比較的結(jié)果輸出用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)10A的控制信號。
其后，通過改變電路單元10三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的ON/OFF周期，微型計(jì)算機(jī)40通過控制信號控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程。
詳細(xì)地，當(dāng)計(jì)算的行程估計(jì)值小于行程參考值時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40輸出控制信號以延長三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的接通周期，從而通過三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1增加施加于往復(fù)式壓縮機(jī)10A的電壓。當(dāng)計(jì)算的行程估計(jì)值大于行程參考值時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40輸出控制信號以縮短三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的接通周期，從而通過三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1減小施加于往復(fù)式壓縮機(jī)10A的電壓。
因此，在傳統(tǒng)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置中，往復(fù)式壓縮機(jī)的行程通過改變輸入至三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1控制信號的ON/OFF周期來控制。
然而，傳統(tǒng)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置的不利在于，由于改變了輸入至三端雙向可控硅開關(guān)元件控制信號的ON/OFF周期，因而產(chǎn)生了三端雙向可控硅開關(guān)元件自身的輸送損失，并且由于輸送損失產(chǎn)生的諧波損耗降低了往復(fù)式壓縮機(jī)的操作效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置和方法，該裝置和方法通過根據(jù)控制信號選擇預(yù)設(shè)的一般模式和節(jié)能模式控制通路中的一個(gè)，并通過選擇的控制通路來控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程，從而能夠提高往復(fù)式壓縮機(jī)的操作效率。
為實(shí)現(xiàn)這些目的及其他優(yōu)點(diǎn)并根據(jù)本發(fā)明的目的，在這里作具體化并概括地描述，提供一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置，包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，用于輸出用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)行程的控制信號；以及一個(gè)電路單元，用于根據(jù)控制信號選擇預(yù)設(shè)的一般模式和節(jié)能模式控制通路中的一個(gè)，而且通過選擇的控制通路來控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，這里還提供一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的方法，包括在一般模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)，從而通過三端雙向可控硅開關(guān)元件的ON/OFF周期來控制行程；確定往復(fù)式壓縮機(jī)是否能夠在節(jié)能模式被驅(qū)動(dòng)；以及根據(jù)測定的結(jié)果在節(jié)能模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)。
通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)說明，前述以及本發(fā)明的其它目的、特點(diǎn)、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。


附圖提供對本發(fā)明一部分更進(jìn)一步理解，并入并組成說明書的一部分，附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例并與說明書一起用以闡明本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1示出了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置的結(jié)構(gòu)；圖2示出了根據(jù)該本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置的結(jié)構(gòu)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作方法的流程圖；以及圖4所示曲線圖示出了根據(jù)往復(fù)式壓縮機(jī)制冷能力的操作效率，其中的往復(fù)式壓縮機(jī)使用根據(jù)本發(fā)明的操作控制裝置。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明下面將參考附圖進(jìn)行描述這樣一種控制往復(fù)式壓縮機(jī)的操作的裝置及方法，其通過選擇一般模式和根據(jù)控制信號預(yù)先設(shè)定的節(jié)能模式的控制通路中的一個(gè)，并通過選擇的控制通路控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程，能夠提高往復(fù)式壓縮機(jī)的操作效率。
圖2示出了根據(jù)該本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置包括一個(gè)電壓檢測器30，用于檢測施加于往復(fù)式壓縮機(jī)的電壓并輸出檢測到的電壓；一個(gè)電流檢測器20，用于檢測施加于往復(fù)式壓縮機(jī)的電流并輸出檢測到的電流；一個(gè)微型計(jì)算機(jī)40，用于根據(jù)檢測到的電壓和電流計(jì)算行程估計(jì)值，比較計(jì)算出來的行程估計(jì)值與行程參考值，并根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號；以及一個(gè)電路單元10，用于根據(jù)微型計(jì)算機(jī)40的控制信號選擇一般模式和節(jié)能模式的預(yù)先設(shè)定控制通路(controllingpath)中的一個(gè)。
在一般模式，往復(fù)式壓縮機(jī)的行程通過控制與往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)的主線圈L1相連的三端雙向可控硅開關(guān)元件的ON/OFF周期來控制。
同時(shí)，在節(jié)能模式，通過將預(yù)定數(shù)目繞組的副線圈L2與往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)的主線圈L1連接從而將往復(fù)式壓縮機(jī)的行程維持在預(yù)測定值。
下面詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的方法。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的方法的流程圖。
如圖3所示，用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的方法包括在一般模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)，從而通過三端雙向可控硅開關(guān)元件的ON/OFF周期來控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程(步驟S31)；確定往復(fù)式壓縮機(jī)是否能夠在節(jié)能模式驅(qū)動(dòng)(步驟S32)；以及根據(jù)測定的結(jié)果在節(jié)能模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)。
以下將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的方法。
首先，對于往復(fù)式壓縮機(jī)10A而言，由于當(dāng)活塞對應(yīng)于根據(jù)行程參考值施加的電壓線性并往復(fù)地移動(dòng)時(shí)行程是變化的，因此能夠根據(jù)改變的行程來控制制冷能力，其中行程參考值是由使用者預(yù)先設(shè)定的(步驟S31)。
換句話說，微型計(jì)算機(jī)40通過開關(guān)單元連接一般模式的控制通路，而且在連接的控制通路上控制三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的ON/OFF周期，從而改變往復(fù)式壓縮機(jī)10A的行程。在這里，優(yōu)選繼電器Ry1用作開關(guān)單元。
電路單元10包括預(yù)設(shè)的一般模式和節(jié)能模式的控制通路。因此，根據(jù)微型計(jì)算機(jī)40的控制信號，一個(gè)控制通路通過繼電器Ry1的開關(guān)控制有選擇地被連接，從而控制往復(fù)式壓縮機(jī)10A的行程。
微型計(jì)算機(jī)40測量使用該往復(fù)式壓縮機(jī)的冷卻裝置內(nèi)的溫度，從而根據(jù)所測的溫度和前一周期所測的溫度來計(jì)算冷卻裝置的溫度變化或者比較所測的溫度和預(yù)設(shè)的極限溫度(步驟S32)。
也就是，當(dāng)冷卻裝置內(nèi)的溫度的變化超過預(yù)定范圍或者高于極限溫度時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40在一般模式控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程，反過來當(dāng)冷卻裝置內(nèi)的溫度變化在預(yù)設(shè)的范圍內(nèi)而且低于極限溫度時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40在節(jié)能模式控制行程(步驟S33)。
根據(jù)依照本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置，往復(fù)式壓縮機(jī)能夠在各種狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)，所述的狀態(tài)指諸如能夠檢測使用該往復(fù)式壓縮機(jī)的裝置的負(fù)荷變化的溫度、電壓或者電流，而且上述狀態(tài)可在一般模式和節(jié)能模式驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)選擇一般模式的控制通路時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40根據(jù)檢測到的電壓和檢測到的電流計(jì)算行程估計(jì)值，將計(jì)算出來的行程估計(jì)值與行程參考值進(jìn)行比較，然后，根據(jù)比較的結(jié)果輸出用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)10A的控制信號。
其后，通過改變電路單元10三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的ON/OFF周期，微型計(jì)算機(jī)40通過控制信號控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程。
也就是，當(dāng)計(jì)算的行程估計(jì)值小于行程參考值時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40輸出控制信號以延長三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的接通周期，從而通過三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1增加施加于往復(fù)式壓縮機(jī)10A的電壓。當(dāng)計(jì)算的行程估計(jì)值大于行程參考值時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40輸出控制信號以縮短三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的接通周期，從而通過三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1減小施加于往復(fù)式壓縮機(jī)10A的電壓。
在根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作裝置中，當(dāng)冷卻裝置內(nèi)的溫度快速地變化或者高于預(yù)設(shè)的極限溫度時(shí)，往復(fù)式壓縮機(jī)通過三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1在一般模式被驅(qū)動(dòng)。
同時(shí)，當(dāng)冷卻裝置內(nèi)的溫度在預(yù)定范圍內(nèi)變化而且低于極限溫度時(shí)，微型計(jì)算機(jī)40通過繼電器Ry1選擇節(jié)能模式的控制通路，也就是，將預(yù)定數(shù)目繞組的副線圈L2與往復(fù)式壓縮機(jī)10A內(nèi)的主線圈L1連接，因此在不使用三端雙向可控硅開關(guān)元件Tr1的情況下，通過主線圈L1和與往復(fù)式壓縮機(jī)10A內(nèi)的主線圈L1相連的副線圈L2將往復(fù)式壓縮機(jī)10A的行程維持在預(yù)定值。
以這樣的方式，當(dāng)冷卻裝置的溫度在預(yù)定范圍內(nèi)變化而且小于極限溫度時(shí)，用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置在節(jié)能模式控制往復(fù)式壓縮機(jī)，也就是，例如，當(dāng)冷卻裝置的使用頻率非常低、或者負(fù)荷變動(dòng)非常小、或者當(dāng)環(huán)境溫度相對較低時(shí)，借此使用往復(fù)式壓縮機(jī)的冷卻裝置能夠以最佳的功率消耗被驅(qū)動(dòng)。
下面將參考圖4描述當(dāng)往復(fù)式壓縮機(jī)在節(jié)能模式被驅(qū)動(dòng)時(shí)，根據(jù)采用本操作控制裝置的往復(fù)式壓縮機(jī)制冷能力的操作效率。
圖4所示曲線圖示出了根據(jù)往復(fù)式壓縮機(jī)制冷能力的操作效率，其中使用根據(jù)本發(fā)明的操作控制裝置。
如圖4所示，在采用根據(jù)本發(fā)明的操作控制裝置的往復(fù)式壓縮機(jī)的節(jié)能模式，在節(jié)能模式被驅(qū)動(dòng)期間，操作效率(A)顯著地高于在一般模式常規(guī)的往復(fù)式壓縮機(jī)的操作效率(B)。
如至此所述，根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置和方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。
即，例如，根據(jù)控制信號選擇預(yù)設(shè)的一般模式和節(jié)能模式的控制通路中的一個(gè)，而且通過選擇的控制通路來控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程，從而提高往復(fù)式壓縮機(jī)的操作效率。
由于本發(fā)明在不脫離本發(fā)明的精神或必要特征的情況下可以以多種方式實(shí)施，還可以理解的是上述的具體實(shí)施方式
并不被前述說明書的任何細(xì)節(jié)所限制，除非特別注明，可以在所附權(quán)利要求所定義的精神和范圍內(nèi)很寬泛地解釋，因此屬于權(quán)利要求的邊界和范圍內(nèi)的所有改變和修改，或者這種邊界和范圍的等同結(jié)構(gòu)也因此包含于所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置，包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，用于輸出用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)行程的控制信號；以及一個(gè)電路單元，用于根據(jù)控制信號選擇預(yù)設(shè)的一般模式和節(jié)能模式控制通路中的一個(gè)，而且通過選擇的控制通路來控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中電路單元包括一個(gè)開關(guān)單元，該開關(guān)單元用于根據(jù)控制信號有選擇地連接預(yù)設(shè)的一般模式和節(jié)能模式中的一個(gè)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中該開關(guān)單元是繼電器。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中當(dāng)采用該往復(fù)式壓縮機(jī)的冷卻裝置溫度的變化超過預(yù)定范圍或者大于極限溫度時(shí)，微型計(jì)算機(jī)輸出用于在一般模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)的控制信號。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中，在一般模式，往復(fù)式壓縮機(jī)的行程通過將三端雙向可控硅開關(guān)元件與往復(fù)式壓縮機(jī)的主線圈連接并控制連接的三端雙向可控硅開關(guān)元件的ON/OFF周期來改變。
6.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中當(dāng)一般模式的控制通路被連接時(shí)，微型計(jì)算機(jī)輸出用于控制三端雙向可控硅開關(guān)元件ON/OFF周期的控制信號。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中當(dāng)采用該往復(fù)式壓縮機(jī)的冷卻裝置溫度的變化在預(yù)定范圍內(nèi)而且低于極限溫度時(shí)，微型計(jì)算機(jī)輸出用于在節(jié)能模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)的控制信號。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，在節(jié)能模式，往復(fù)式壓縮機(jī)行程的預(yù)定值通過將具有預(yù)定數(shù)目繞組的副線圈與往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)的主線圈連接來維持。
9.一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的方法，包括在一般模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)，從而通過三端雙向可控硅開關(guān)元件的ON/OFF周期來控制行程；確定往復(fù)式壓縮機(jī)是否能夠在節(jié)能模式被驅(qū)動(dòng)；以及根據(jù)測定的結(jié)果在節(jié)能模式驅(qū)動(dòng)往復(fù)式壓縮機(jī)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在確定步驟，當(dāng)使用該往復(fù)式壓縮機(jī)的冷卻裝置內(nèi)的溫度變化超過預(yù)定范圍或者高于極限溫度時(shí)，往復(fù)式壓縮機(jī)在一般模式下被驅(qū)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，在一般模式，往復(fù)式壓縮機(jī)的行程通過將三端雙向可控硅開關(guān)元件與往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)的主線圈連接并控制連接的三端雙向可控硅開關(guān)元件在ON/OFF周期來改變。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在確定步驟，當(dāng)使用該往復(fù)式壓縮機(jī)的冷卻裝置內(nèi)的溫度變化在預(yù)定范圍內(nèi)或者低于極限溫度時(shí)，往復(fù)式壓縮機(jī)在節(jié)能模式下被驅(qū)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，在節(jié)能模式，往復(fù)式壓縮機(jī)的行程維持在預(yù)定值。
全文摘要
公開了一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置和方法。該用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)操作的裝置包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，用于輸出用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)行程的控制信號；以及一個(gè)電路單元，用于根據(jù)控制信號選擇預(yù)設(shè)的一般模式和節(jié)能模式控制通路中的一個(gè)，而且通過選擇的控制通路來控制往復(fù)式壓縮機(jī)的行程。
文檔編號F04B49/06GK1707105SQ200410088348
公開日2005年12月14日 申請日期2004年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月11日
發(fā)明者樸景培, 崔基喆, 郭泰熹, 洪彥杓 申請人:Lg電子株式會(huì)社