專利名稱：用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置和方法，并且具體地說涉及用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置和方法，其能夠通過根據(jù)與機(jī)械共振頻率一致的負(fù)載的變化確定壓縮機(jī)的工作頻率來提高壓縮機(jī)的工作效率。
背景技術(shù)：
在目前使用的各種類型的壓縮機(jī)中，往復(fù)式壓縮機(jī)得到廣泛的使用。往復(fù)式壓縮機(jī)通過在汽缸里上下移動(dòng)的活塞，吸入、壓縮、排出冷卻氣體。
根據(jù)驅(qū)動(dòng)活塞的方法，往復(fù)式壓縮機(jī)被分為互反型和線性型。
互反型壓縮機(jī)是這樣一種將馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)改變?yōu)榫€性運(yùn)動(dòng)的壓縮機(jī)，以及用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為線性運(yùn)動(dòng)而必定需要的諸如螺釘、鏈條、齒輪系統(tǒng)、定時(shí)帶等機(jī)械轉(zhuǎn)換設(shè)備。機(jī)械轉(zhuǎn)換設(shè)備的使用引起了巨大的能量轉(zhuǎn)化損失而且使壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。因而，在近期，采用其中馬達(dá)本身執(zhí)行線性運(yùn)動(dòng)的線性型的往復(fù)式壓縮機(jī)得到使用。
在采用線性型的往復(fù)式壓縮機(jī)中，不需要機(jī)械裝置，因?yàn)轳R達(dá)本身直接產(chǎn)生線性型驅(qū)動(dòng)力，其結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，且減少了來自能量轉(zhuǎn)化的能量損失，并且因?yàn)榇嬖诋a(chǎn)生摩擦或磨損的接合區(qū)域可徹底地減少噪聲。
當(dāng)往復(fù)式壓縮機(jī)用于冰箱或空調(diào)時(shí)，可以通過改變加到往復(fù)式壓縮機(jī)的沖程電壓來改變壓縮率，因此有利于可變的冷卻能力控制。
圖1是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖1所示，用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的現(xiàn)有技術(shù)裝置包含往復(fù)式壓縮機(jī)3，其通過通過沖程電壓引起活塞的上下移動(dòng)來改變沖程(活塞頂部死點(diǎn)和底端死點(diǎn)之間的距離)，來調(diào)節(jié)冷卻能力；電壓檢測(cè)單元5，其檢測(cè)往復(fù)式壓縮機(jī)3中產(chǎn)生的電壓；電流檢測(cè)單元6，其檢測(cè)加到往復(fù)式壓縮機(jī)3的電流；沖程計(jì)算單元4，其使用檢測(cè)的電流和電壓以及馬達(dá)參數(shù)來估計(jì)沖程；比較器10，其比較計(jì)算的沖程和確定的沖程命令值，然后根據(jù)比較結(jié)果輸出比較值；控制器2，其通過基于比較值改變加到馬達(dá)的電壓來控制沖程。
下面將介紹根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的控制工作。
在往復(fù)式壓縮機(jī)中，當(dāng)用戶輸入確定的沖程命令值而輸出沖程電壓時(shí)，通過氣缸的活塞的上下移動(dòng)來改變沖程，氣缸內(nèi)的冷卻氣體通過放出閥傳輸?shù)嚼淠?，因此可以調(diào)節(jié)冷卻能力。這時(shí)，電壓檢測(cè)單元5和電流檢測(cè)單元6檢測(cè)到往復(fù)式壓縮機(jī)3中產(chǎn)生的電壓和電流，且將他們輸出到?jīng)_程計(jì)算單元4。沖程計(jì)算單元4將電壓、電流和馬達(dá)參數(shù)用于下面的方程，并通過下面的方程計(jì)算活塞速度(方程1)和沖程(方程2)。
Velocity=VM-Ri-Ldidt]]>(方程1)Stroke=1α∫(Velocity)dt]]>(方程2)這里，α是用來計(jì)算沖程的馬達(dá)常量，也就是，將電力轉(zhuǎn)換為機(jī)械力的常量；R是由于比如銅損失或鐵損失這樣的阻抗造成的損失值；L是電感；且VM是馬達(dá)兩端之間的電壓。
比較器1比較沖程命令值和計(jì)算的沖程，然后將比較信號(hào)加到控制器2，且控制器2改變加到往復(fù)式壓縮機(jī)3的馬達(dá)的電壓以控制沖程。
圖2是一流程圖，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法。
如圖2所示，在用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法中，檢測(cè)來自往復(fù)式壓縮機(jī)3的電壓和電流，然后在沖程計(jì)算單元4中執(zhí)行當(dāng)前計(jì)算的沖程的計(jì)算。
之后，當(dāng)計(jì)算的當(dāng)前沖程值小于沖程命令值時(shí)，控制器2增加沖程電壓(St2，St3)；在計(jì)算的當(dāng)前沖程值大于沖程命令值時(shí)，控制器2減少?zèng)_程電壓(St2，St4)。
無論如何，即使是根據(jù)負(fù)載(例如，室外溫度或冷凝器溫度，等等)變化發(fā)生的機(jī)械諧振頻率改變，如上描述的現(xiàn)有技術(shù)往復(fù)式壓縮機(jī)總是在恒定的工作頻率控制沖程來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，因而工作效率下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置和方法，其能夠通過根據(jù)負(fù)載變化計(jì)算機(jī)械諧振頻率和使得壓縮機(jī)的工作頻率與根據(jù)負(fù)載變化的機(jī)械諧振頻率一致，來控制頻率變化，從而提高壓縮機(jī)的工作效率。
為了達(dá)到上面的目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，這里提供一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置，其包括機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元，其基于加到壓縮機(jī)的電流和沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率；工作頻率命令值確定單元，其在計(jì)算的機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)確定工作頻率命令值；以及控制器，其根據(jù)在確定的工作頻率命令值和當(dāng)前工作頻率之間的比較值改變和控制工作頻率。
為了達(dá)到上面的目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明，這里提供一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其包括步驟檢測(cè)加到壓縮機(jī)的電流和沖程；基于檢測(cè)的電流和沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率；通過加上或減去當(dāng)前工作頻率確定工作頻率命令值，使得在計(jì)算的機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)，然后通過工作頻率命令值驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
結(jié)合附圖，在下面關(guān)于本發(fā)明的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的前述與其他目標(biāo)、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變的更加明顯。


附圖是為了能進(jìn)一步了解本發(fā)明而包含的，并且被納入本說明書中構(gòu)成本說明書的一部分，這些附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并用于與本說明書一起對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行說明。
在附圖中圖1是一框圖，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的結(jié)構(gòu)；圖2是一流程圖，示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法；圖3是一框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的結(jié)構(gòu)；圖4是一視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明，在圖3中機(jī)械諧振頻率和壓縮機(jī)效率之間的關(guān)系；圖5是一個(gè)曲線圖，根據(jù)本發(fā)明說明圖3中機(jī)械諧振頻率大小和壓縮機(jī)頻率大小。
圖6是一個(gè)圖表，示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法。
圖7是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流來確定工作頻率命令值。
圖8是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最小值的電流來確定工作頻率命令值。
圖9是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最小值的電流而計(jì)算的電流值來確定工作頻率命令值。
圖10是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程確定工作頻率命令值。
圖11是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程確定工作頻率命令值。
圖12是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程而計(jì)算的沖程來確定工作頻率命令值。
圖13是一框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的、用于控制具有TDC檢測(cè)單元的往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖3是一框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明，控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置包括電流檢測(cè)單元80，其檢測(cè)加到壓縮機(jī)30的電流；沖程檢測(cè)單元60，其檢測(cè)壓縮機(jī)30的沖程；機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元70，其基于從電流檢測(cè)單元80輸出的電流和從沖程檢測(cè)單元60輸出的沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率；工作頻率命令值檢測(cè)單元40，其基于計(jì)算的機(jī)械諧振頻率，在機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)(0±δ)確定工作頻率命令值；第一比較器10，其比較工作頻率命令值和當(dāng)前工作頻率，且輸出比較值；第二比較器50，其比較從沖程檢測(cè)單元60輸出的沖程和沖程命令值，且輸出比較值；控制器20，其通過根據(jù)從第一比較器10輸出的工作頻率比較值改變壓縮機(jī)工作頻率，并通過根據(jù)從第二比較器50輸出的沖程比較值改變加到壓縮機(jī)的電壓來控制沖程。
這里，壓縮機(jī)30指的是往復(fù)式壓縮機(jī)，優(yōu)選的，指采用線性型的往復(fù)式壓縮機(jī)。
此外，根據(jù)下面的實(shí)施例，可以通過很多種方法獲得機(jī)械諧振頻率。
例如，檢測(cè)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流，由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流計(jì)算的電流值，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程，或者由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程計(jì)算的沖程，并且檢測(cè)電流或沖程在其變?yōu)?的頻率被判定為機(jī)械諧振頻率。
此外，選擇機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(0±δ)與下面這些成正比，包括根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流，由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流計(jì)算的電流值，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程，或者由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程計(jì)算的沖程。
例如，機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(δ)等于0.1乘以一個(gè)周期內(nèi)電流的最大值，或者0.1乘以一個(gè)周期內(nèi)沖程的最小值。
將參考圖4到圖6來描述關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的結(jié)構(gòu)的工作。
圖4是一視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明，在圖3中的機(jī)械諧振頻率和壓縮機(jī)效率之間的關(guān)系。
如圖4所示，在本發(fā)明中，當(dāng)壓縮機(jī)大約工作在機(jī)械諧振頻率時(shí)，壓縮機(jī)具有最大工作頻率。
圖5是一視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明，對(duì)應(yīng)于在圖3中的機(jī)械諧振頻率大小的工作頻率的大小。
如圖5所示，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，為了提高壓縮機(jī)的效率，在圖3中，工作頻率命令值被確定在機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(0±δ)內(nèi)。
圖6是一視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法。
首先，電流檢測(cè)單元80檢測(cè)加到壓縮機(jī)的電流(St 11)，且沖程檢測(cè)單元60檢測(cè)壓縮機(jī)30的沖程(St 12)。機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元70基于從電流檢測(cè)單元80輸出的電流和從沖程檢測(cè)單元60輸出的沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率(St 13)。工作頻率命令值確定單元40確定并輸出工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)30可以大致工作在從機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元70輸出的機(jī)械諧振頻率上(St 14到St16)。
例如，如果當(dāng)前工作頻率是在機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(0±δ)內(nèi)的值，就確定當(dāng)前工作頻率為工作頻率命令值，而沒有頻率變化(St14和St15)；如果當(dāng)前工作頻率大于機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(0±δ)，增加當(dāng)前工作頻率到預(yù)定的水平，且確定增加的工作頻率為工作頻率命令值；且如果當(dāng)前工作頻率小于機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(0±δ)，減小當(dāng)前工作頻率到預(yù)定的水平，并確定減小的工作頻率為工作頻率命令值(St14和St16)。
然后，第一比較器10比較工作頻率命令值和當(dāng)前工作頻率，并輸出相應(yīng)的比較結(jié)果，且第二比較器50比較沖程命令值和從沖程檢測(cè)單元60輸出的沖程，并輸出比較結(jié)果。
最后，通過根據(jù)從第一比較器10輸出的工作頻率的比較值改變加到壓縮機(jī)的工作頻率，同時(shí)，根第二比較器50的輸出值改變加到壓縮機(jī)的電壓，控制器20通過控制沖程來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
圖7到圖10是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的流程圖，其用于在控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法中檢測(cè)工作頻率命令值。
圖7是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流來確定工作頻率命令值。
如圖7所示，首先檢測(cè)壓縮機(jī)的電流和沖程(St21和St22)，并且基于檢測(cè)的電流和沖程計(jì)算根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流(St23)。此后，檢測(cè)的電流在其變?yōu)?的頻率被判定為機(jī)械諧振頻率，并通過增加或減小工作頻率確定工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)可以大致工作在機(jī)械諧振頻率上(St24到St27)。
圖8是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間的沖程的最小值的電流來確定工作頻率命令值。
如圖8所示，檢測(cè)壓縮機(jī)的電流和沖程(St31和St32)，基于檢測(cè)的電流和沖程計(jì)算根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最小值的電流(St 33)。此后，檢測(cè)的電流在其變?yōu)?的頻率被判定為機(jī)械諧振頻率，并通過增加或減小工作頻率確定工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)可以大致工作在機(jī)械諧振頻率上(St34到St37)。
圖9是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流而計(jì)算的電流值來確定工作頻率命令值。
如圖9所示，檢測(cè)壓縮機(jī)的電流和沖程(St41和St42)，通過由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流計(jì)算電流值(St43)。此后，檢測(cè)的電流在其變?yōu)?的頻率被判定為機(jī)械諧振頻率，且通過增加或減小工作頻率確定工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)可以大致工作在機(jī)械諧振頻率上(St 44到St 47)。
圖10是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程來確定工作頻率命令值。
如圖10所示，檢測(cè)壓縮機(jī)的電流和沖程(St 51和St 52)，基于檢測(cè)的電流和沖程計(jì)算根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程(St53)。此后，檢測(cè)的沖程在其變?yōu)?的頻率被判定為機(jī)械諧振頻率，通過增加或減小工作頻率確定工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)可以大致工作在機(jī)械諧振頻率上(St 54到St57)。
圖11是一流程圖，示出了用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程來確定工作頻率命令值。
如圖11所示，檢測(cè)壓縮機(jī)的電流和沖程(St 61和St 62)，基于檢測(cè)的電流和沖程計(jì)算根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程(St63)。此后，檢測(cè)的沖程在其變?yōu)?的頻率被判定為機(jī)械諧振頻率，并通過增加或減小工作頻率確定工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)可以大致工作在機(jī)械諧振頻率上(St 64到St 67)。
圖12是一流程圖，說明用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其通過使用由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程而計(jì)算的沖程來確定工作頻率命令值。
如圖12所示，檢測(cè)壓縮機(jī)的電流和沖程(St 71和St 72)，由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程來計(jì)算沖程(St73)。此后，檢測(cè)沖程在其變?yōu)?的頻率被判定為機(jī)械諧振頻率，通過增加或減小工作頻率確定工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)可以大致工作在機(jī)械諧振頻率上(St 74到St 77)。
圖13是一框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于控制具有TDC(頂部死點(diǎn))檢測(cè)單元的往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖13所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置包括電流檢測(cè)單元80，其檢測(cè)加到壓縮機(jī)30的電流；沖程檢測(cè)單元60，其檢測(cè)壓縮機(jī)30的沖程；TDC檢測(cè)單元100，其檢測(cè)汽缸內(nèi)活塞移動(dòng)的上限位置或氣缸容積最小的位置。機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元70，其基于從電流檢測(cè)單元80輸出的電流和從沖程檢測(cè)單元60輸出的沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率；工作頻率命令值確定單元40，其確定工作頻率命令值在機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(0±δ)內(nèi)；第一比較器10，比較工作頻率命令值和當(dāng)前工作頻率并輸出比較值；第二比較器90，其比較從TDC檢測(cè)單元輸出的TDC和TDC命令值，并輸出比較值；以及控制器20，其通過根據(jù)從第一比較器10輸出的工作頻率的比較值改變壓縮機(jī)的工作頻率，和根據(jù)從第二比較器90輸出的TDC比較值改變加到壓縮機(jī)的電壓，來控制沖程。
將要描述根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的，用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置的工作。
首先，電流檢測(cè)單元80檢測(cè)加到壓縮機(jī)30的電流，且沖程檢測(cè)單元60檢測(cè)壓縮機(jī)30的沖程。機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元70基于從電流檢測(cè)單元80輸出的電流和從沖程檢測(cè)單元60輸出的沖程，計(jì)算機(jī)械諧振頻率。
然后，工作頻率命令值確定單元40確定并輸出工作頻率命令值，使得壓縮機(jī)30可以大致工作在從機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元70輸出的機(jī)械諧振頻率上。
工作頻率命令值確定單元40通過比較工作頻率命令值和機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍(0±δ)，并基于比較結(jié)果加上或減去工作頻率，來確定并輸出工作頻率命令值。
然后，第一比較器10比較工作頻率命令值和當(dāng)前工作頻率，并輸出相應(yīng)比較值，且第二比較器90比較TDC命令值和從TDC檢測(cè)單元100輸出的TDC，并輸出TDC的比較值。因此，控制器20通過根據(jù)從第一比較器10輸出的工作頻率比較值改變加到壓縮機(jī)的工作頻率，并同時(shí)根據(jù)第二比較器90的輸出值改變加到壓縮機(jī)的電壓，來控制TDC，。因此，本發(fā)明可以根據(jù)負(fù)載的變化執(zhí)行精確的TDC反饋控制，因而，可以增加壓縮機(jī)的工作頻率。
如上述詳細(xì)描述，在本發(fā)明中，為了使根據(jù)負(fù)載的變化的壓縮機(jī)的工作頻率與機(jī)械諧振頻率一致，檢測(cè)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流，由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流而計(jì)算的電流值，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程，或由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程而計(jì)算的沖程，并基于上述這些值確定工作頻率命令值，由此執(zhí)行更加精確的沖程反饋控制或TDC反饋控制，以改進(jìn)壓縮機(jī)的工作效率。
因?yàn)樵诓幻撾x本發(fā)明的精神和本質(zhì)特征的情況下，其可以具體表現(xiàn)為多種形式，應(yīng)該理解除非特別說明，上述的實(shí)施例不由任意前述描述的細(xì)節(jié)所限制，而是應(yīng)該在附加的權(quán)利要求中定義的精神和范圍內(nèi)被廣泛的理解，并且因此，所有在權(quán)利要求范圍，或范圍的等效物內(nèi)的修改和變更都意在被附加的權(quán)利要求所包括。
權(quán)利要求
1.一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置，其包括機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元，其基于加到壓縮機(jī)的電流和沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率；工作頻率命令值確定單元，其確定工作頻率命令值在計(jì)算的機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)；以及控制器，其根據(jù)在確定的工作頻率命令值和當(dāng)前工作頻率之間的比較值改變和控制工作頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該工作頻率命令值確定單元在當(dāng)前工作頻率是在機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)的值時(shí)，確定當(dāng)前工作頻率為工作頻率命令值而沒有負(fù)載變化。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該工作頻率命令值確定單元在當(dāng)前工作頻率大于機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍時(shí)，增加當(dāng)前工作頻率到預(yù)定水平，并確定增加的工作頻率為工作頻率命令值。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該工作頻率命令值確定單元在當(dāng)前工作頻率小于機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍時(shí)，減小當(dāng)前工作頻率到預(yù)定水平，并確定減小的工作頻率為工作頻率命令值。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍被設(shè)置與以下的其中之一成正比，包括根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最小值的電流，由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流計(jì)算的電流值，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程，或者由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程計(jì)算的沖程。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該裝置進(jìn)一步包括第一比較器，其比較工作頻率命令值和當(dāng)前工作頻率，并輸出工作頻率的比較值。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，該裝置進(jìn)一步包括電流檢測(cè)單元，其檢測(cè)加到壓縮機(jī)的電流；沖程檢測(cè)單元，其檢測(cè)壓縮機(jī)的沖程；和第二比較器，其比較從沖程檢測(cè)單元輸出的沖程和沖程命令值，并輸出沖程的比較值。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，該控制器通過根據(jù)從第一比較器輸出的工作頻率的比較值改變壓縮機(jī)的工作頻率和根據(jù)從第二比較器輸出的沖程的比較值改變加到壓縮機(jī)的電壓，來控制沖程。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，該裝置進(jìn)一步包括電流檢測(cè)單元，其檢測(cè)加到壓縮機(jī)的電流；沖程檢測(cè)單元，其檢測(cè)壓縮機(jī)的沖程；TDC檢測(cè)單元，其檢測(cè)壓縮機(jī)的TDC(頂部死點(diǎn))；第二比較器，其比較從TDC檢測(cè)單元輸出的TDC和TDC命令值，并輸出TDC比較值。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，該TDC是壓縮機(jī)的汽缸內(nèi)活塞移動(dòng)的上限位置或汽缸容積最小的位置。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，該控制器根據(jù)從第一比較器輸出的工作頻率的比較值改變壓縮機(jī)的工作頻率，并根據(jù)從第二比較器輸出的TDC比較值把電壓加到壓縮機(jī)。
12.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，該壓縮機(jī)是采用線性型的往復(fù)式壓縮機(jī)。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元將在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流和在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)根據(jù)一端時(shí)間內(nèi)沖程的最小值的電流計(jì)算為機(jī)械諧振頻率。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元將一電流值計(jì)算為機(jī)械諧振頻率，該電流值是在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最小值的電流計(jì)算的。
15.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，該機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元將在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程和在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)根據(jù)一端時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程計(jì)算為機(jī)械諧振頻率。
16.如權(quán)利要求1的裝置，其中，該機(jī)械諧振頻率計(jì)算單元將一沖程計(jì)算為機(jī)械諧振頻率，該沖程是在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程計(jì)算的。
17.一種用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的方法，其包括以下步驟檢測(cè)加到壓縮機(jī)的電流和沖程；基于檢測(cè)的電流和沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率。通過加上或減去當(dāng)前工作頻率確定工作頻率命令值，使得其在計(jì)算的機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)，并之后由工作頻率命令值驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，該方法進(jìn)一步包括步驟通過比較沖程命令值和從壓縮機(jī)檢測(cè)的沖程，并根據(jù)比較結(jié)果改變加到壓縮機(jī)的電壓來執(zhí)行沖程反饋控制。
19.如權(quán)利要求17的裝置，其中，該方法進(jìn)一步包括步驟通過比較TDC命令值和從壓縮機(jī)檢測(cè)的當(dāng)前TDC，并根據(jù)比較結(jié)果改變加到壓縮機(jī)電壓來執(zhí)行活塞的TDC反饋控制。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，該機(jī)械諧振頻率是下面之一在發(fā)生負(fù)載變化時(shí)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流，在發(fā)生負(fù)載變化時(shí)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最小值得到的電流，在發(fā)生負(fù)載變化時(shí)由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程的最小值的電流計(jì)算的電流值，在發(fā)生負(fù)載變化時(shí)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程，在發(fā)生負(fù)載變化時(shí)根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程，或在發(fā)生負(fù)載變化時(shí)由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流的最小值的沖程計(jì)算的沖程。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，該通過工作頻率命令值驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的步驟進(jìn)一步包括步驟在當(dāng)前工作頻率是在機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)的值時(shí)，確定當(dāng)前工作頻率為工作頻率命令值而沒有頻率變化。在當(dāng)前工作頻率大于機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍時(shí)，增加當(dāng)前工作頻率到預(yù)定水平，并將增加的工作頻率確定為工作頻率命令值。在當(dāng)前工作頻率小于機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍時(shí)，減小當(dāng)前工作頻率到預(yù)定水平，并將減小的工作頻率確定為工作頻率命令值。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，該機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍被設(shè)置與下面之一成正比，包括根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流，或者由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最大值的電流減去根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)沖程最小值的電流計(jì)算的電流。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，該機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍被設(shè)置與下面之一成正比，包括根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程，根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最小值的沖程，或者由根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)電流最大值的沖程減去根據(jù)一段時(shí)間電流最小值的沖程計(jì)算的沖程。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制往復(fù)式壓縮機(jī)的工作的裝置和方法。通過執(zhí)行如下步驟可以改進(jìn)壓縮機(jī)的工作效率檢測(cè)加到壓縮機(jī)的電流和沖程；通過使用檢測(cè)的電流和沖程計(jì)算機(jī)械諧振頻率；通過加上或減去當(dāng)前工作頻率確定工作頻率命令值，使得其在計(jì)算的機(jī)械諧振頻率的預(yù)定范圍內(nèi)，然后通過工作頻率命令值驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。
文檔編號(hào)F04B35/04GK1621688SQ200410096359
公開日2005年6月1日 申請(qǐng)日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月26日
發(fā)明者劉載有, 李鐵雄, 成知原 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社