專利名稱：用于控制壓縮機(jī)的裝置及具有該裝置的冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種壓縮機(jī)控制裝置及包括該裝置的冰箱。
背景技術(shù)：
通常，壓縮機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為流體的壓縮能，并可形成諸如冰箱、空調(diào)等器具中使用的制冷循環(huán)的一部分。壓縮機(jī)可以分為往復(fù)式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和渦卷壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)在活塞與氣缸之間形成壓縮空間以吸入或排出工作氣體，從而在以直線往復(fù)方式運(yùn)動的同時壓縮制冷劑。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)在離心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(roller)與氣缸之間形成壓縮空間以吸入或排出工作氣體，從而在轉(zhuǎn)子沿氣缸的內(nèi)壁離心旋轉(zhuǎn)的同時壓縮制冷劑。渦卷壓縮機(jī)在繞動渦卷與固定渦卷之間形成壓縮空間以吸入或排出工作氣體，從而在繞動渦卷沿該固定渦卷旋轉(zhuǎn)的同時壓縮制冷劑
發(fā)明內(nèi)容
本申請?zhí)峁┮环N壓縮機(jī)控制裝置，包括:單個逆變器，包括第一對開關(guān)元件、第二對開關(guān)元件和第三對開關(guān)元件，其中所述第一對開關(guān)元件共用地連接至第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，且其中，這三對開關(guān)元件響應(yīng)于分別對應(yīng)于所述三對開關(guān)元件的多個驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)；以及控制器，配置為基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)生成包括所述多個驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將所述逆變器控制信號輸出至所述單個逆變器，其中所述多個驅(qū)動信號中對應(yīng)于所述第一對開關(guān)元件的第一驅(qū)動信號的頻率低于對應(yīng)于所述第二對開關(guān)元件和所述第三對開關(guān)元件的驅(qū)動信號的頻率。本申請還提供一種冰箱，包括:主體；第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，設(shè)置在所述主體中；單個逆變器，包括第一對開關(guān)元件、第二對開關(guān)元件和第三對開關(guān)元件，這三對開關(guān)元件基于對應(yīng)于所述三對開關(guān)元件的多個驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)；以及第一負(fù)荷檢測器和第二負(fù)荷檢測器，配置為分別檢測所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷；控制器，配置為基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)生成包括所述多個驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將所述逆變器控制信號輸出至所述單個逆變器，其中設(shè)置在所述單個逆變器中的所述第一對開關(guān)元件共用地連接至所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)，并在運(yùn)行頻率下進(jìn)行開關(guān)。本申請還提供一種用于使用單個逆變器控制第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的壓縮機(jī)控制方法，所述單個逆變器具有第一對開關(guān)元件、第二對開關(guān)元件和第三對開關(guān)元件，其中所述第一對開關(guān)元件共用地連接至所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)，且這三對開關(guān)元件響應(yīng)于分別對應(yīng)于所述三對開關(guān)元件的多個驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)，所述方法包括:接收壓縮機(jī)運(yùn)行模式；以及基于所接收的壓縮機(jī)運(yùn)行模式驅(qū)動所述三對開關(guān)元件中的一對或多對，其中所述多個驅(qū)動信號中對應(yīng)于所述第一對開關(guān)元件的驅(qū)動信號的頻率低于對應(yīng)于所述第二對開關(guān)信號和所述第三對開關(guān)信號的驅(qū)動信號的頻率。


將參考下面的附圖詳細(xì)描述實(shí)施例，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中:圖1和圖2是根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置的示意圖；圖3是圖1或圖2所示的壓縮機(jī)控制裝置的電路圖；圖4A和圖4B示出根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的兩個壓縮機(jī)的第一壓縮機(jī)的控制；圖5示出連接至兩個壓縮機(jī)的第一壓縮機(jī)的開關(guān)元件的開關(guān)頻率；圖6A和圖6B示出根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的兩個壓縮機(jī)的第二壓縮機(jī)的控制；圖7示出連接至兩個·壓縮機(jī)的第二壓縮機(jī)的開關(guān)元件的開關(guān)頻率；圖8A到圖9B示出根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的兩個壓縮機(jī)同時運(yùn)行；圖10示出當(dāng)兩個壓縮機(jī)同時運(yùn)行時，開關(guān)元件的開關(guān)頻率；圖11是根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制方法的流程圖；圖12是包括在此具體實(shí)施和廣泛描述的壓縮機(jī)控制裝置的示例性直線壓縮機(jī)的剖視圖；以及圖13是包括圖12所示的直線壓縮機(jī)的示例性冰箱的立體圖。
具體實(shí)施例方式在往復(fù)式壓縮機(jī)中，內(nèi)活塞可以在氣缸內(nèi)以直線往復(fù)的方式運(yùn)動，從而吸入、壓縮并排出制冷劑氣體。在往復(fù)動型往復(fù)式壓縮機(jī)中，曲柄軸可以聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)電機(jī)，且活塞可以聯(lián)接至曲柄軸，從而將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)式運(yùn)動。在直線型往復(fù)式壓縮機(jī)中，活塞可以連接至電機(jī)的直線運(yùn)動的動子(mover)，從而將電機(jī)的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)式運(yùn)動。往復(fù)式壓縮機(jī)可以包括:動力單元(power unit)，用于產(chǎn)生驅(qū)動力；以及壓縮單元，用于從動力單元接收驅(qū)動力以壓縮流體。例如，電動機(jī)可被用作電動力單元(electricpower unit)，且直線電機(jī)可被用在直線型往復(fù)式壓縮機(jī)中。在直線電機(jī)中，電機(jī)可直接產(chǎn)生直線驅(qū)動力，而不使用額外的機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置，從而使結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性降低。直線電機(jī)還可以減少由能量轉(zhuǎn)換引起的損耗，并且由于沒有產(chǎn)生摩擦和磨損的連接部，因而可以減少噪聲。此外，當(dāng)直線型往復(fù)式壓縮機(jī)(以下稱為“直線壓縮機(jī)”)用于例如冰箱或空調(diào)中時，施加到直線壓縮機(jī)的沖程電壓可以改變以改變壓縮比，由此允許直線壓縮機(jī)提供可變的制冷量控制。但是，由于直線壓縮機(jī)可以在活塞在氣缸內(nèi)不受到機(jī)械限制時執(zhí)行往復(fù)式運(yùn)動，所以活塞可能與氣缸壁碰撞，或者活塞的向前運(yùn)動可能由于在電壓突然過度施加時的大負(fù)荷而受到限制，從而導(dǎo)致難以執(zhí)行適當(dāng)?shù)膲嚎s。因而，可以考慮對應(yīng)于負(fù)荷或電壓的變化而控制活塞運(yùn)動的控制裝置。壓縮機(jī)控制裝置可以檢測施加到壓縮機(jī)電機(jī)的電壓和電流并使用例如無傳感器的方法估計沖程以執(zhí)行反饋控制，并且可以包括例如用于控制壓縮機(jī)的三端雙向可控硅開關(guān)元件(triac)或逆變器。當(dāng)使用逆變器時，壓縮機(jī)控制裝置可以使用逆變器來控制一個對應(yīng)的壓縮機(jī)。例如，在具有冷凍室和冷藏室的冰箱中，兩個逆變器可以執(zhí)行獨(dú)立控制，從而為每個室執(zhí)行制冷劑循環(huán)。參考圖1到圖3，根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置可以包括設(shè)置有三對開關(guān)元件S1-S6的一個逆變器40。三對開關(guān)元件S1-S6中的一對可以共用地連接至第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2，并基于用于每一對開關(guān)元件的驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)。控制器50可以基于第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的負(fù)荷狀態(tài)生成配置有驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將其輸出至一個逆變器40。逆變器40還可以包括并聯(lián)連接到三對開關(guān)元件S1-S6的續(xù)流二極管D1-D4。參考圖3，共用連接的一對開關(guān)元件S3-S4的驅(qū)動信號可以具有比其他對開關(guān)元件S1-S2和S5-S6的頻率更低的頻率。特別地，控制器50可以配置為使得用于共用連接的一對開關(guān)元件S3-S4的驅(qū)動信號具有運(yùn)行頻率。對于每個驅(qū)動信號，空間矢量脈沖寬度調(diào)制(SVPWM)等可被用作PWM信號。換句話說，共用地連接到此的一對開關(guān)元件S3-S4可以在運(yùn)行頻率下進(jìn)行開關(guān)，且用于其他對開關(guān)元件S1-S2和S5-S6的驅(qū)動信號可以具有用于運(yùn)行每個壓縮機(jī)Cl和C2的PWM載波頻率。 第一壓縮機(jī)Cl或第二壓縮機(jī)C2中的至少一個可以是往復(fù)式壓縮機(jī)，特別地，是直線壓縮機(jī)。而且，兩個壓縮機(jī)Cl和C2可以具有不同容量。在壓縮機(jī)運(yùn)行模式中，通過使用一個逆變器40的壓縮機(jī)控制裝置，第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2可以同時運(yùn)行，或者可以獨(dú)立地運(yùn)行。壓縮機(jī)運(yùn)行模式可以由第一和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷或所需制冷量(freezingcapacity)來確定。壓縮機(jī)運(yùn)行模式可以通過將其分為預(yù)定值來控制每個壓縮機(jī)的沖程、頻率等。在特定實(shí)施例中，壓縮機(jī)運(yùn)行模式可以被分為第一壓縮機(jī)的獨(dú)立運(yùn)行模式、第二壓縮機(jī)的獨(dú)立運(yùn)行模式以及第一和第二壓縮機(jī)的同時運(yùn)行模式。參考圖12，第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)中的每一個均可包括:殼體100，與氣體吸入管(SP)和氣體排出管(DP)連通；框架200，由殼體100的內(nèi)部彈性地支撐；電機(jī)300，由框架200支撐以允許動子330執(zhí)行直線往復(fù)式運(yùn)動；壓縮單元400，其中活塞420聯(lián)接至電機(jī)300的動子330并由框架200支撐；以及多個共振單元500，用于在運(yùn)動方向上彈性地支撐電機(jī)300的動子330以及壓縮單元400的活塞420，從而引起共振運(yùn)動。框架200可以包括:第一框架211/212，支撐壓縮單元400以及電機(jī)300的前側(cè)；第二框架220，聯(lián)接至第一框架210以支撐電機(jī)300的后側(cè)；以及第三框架230，聯(lián)接至第二框架220以支撐多個共振彈簧530。第一框架122/212、第二框架220以及第三框架230可以均由非磁性材料(例如鋁)制成以減少磁損耗。第一框架可以包括:框架部211，具有環(huán)形板狀；以及氣缸部212，具有筒形，其中插入有氣缸410。氣缸部212可以形成在框架部211的中央處的背面上，即，在電機(jī)方向上縱向形成為一體?？蚣懿?11可以形成為使得框架部211的外徑大于或等于電機(jī)300的外定子310的內(nèi)徑，以支撐電機(jī)300的外定子310和內(nèi)定子320。第一框架211/212可被固定以使得內(nèi)定子320插入氣缸部212的外周表面中。在此情況下，第一框架211/212可以由非磁性材料(例如鋁)制成以減少磁損耗。而且，氣缸部212可以使用插入模鑄造法(insert die casting method) 一體地形成在氣缸410上。在特定實(shí)施例中，氣缸部212可以螺絲裝配以使得氣缸410被加壓(pressurize)，或者可以在其內(nèi)周表面上形成螺紋。而且，為了提高氣缸410的穩(wěn)定性，可以在氣缸部212的前側(cè)內(nèi)周表面與后側(cè)內(nèi)周表面之間形成階梯表面或傾斜表面，從而允許聯(lián)接至氣缸部212的內(nèi)周表面的氣缸410在活塞方向上被支撐。電機(jī)300可以包括支撐在第一框架和第二框架220之間的外定子310、線圈311、以預(yù)定間隔聯(lián)接至外定子310的內(nèi)側(cè)并插入氣缸部212中的內(nèi)定子320、以及動子330，在該動子330中對應(yīng)于外定子310的線圈311設(shè)置磁體331以沿著外定子310與內(nèi)定子320之間的磁通方向執(zhí)行直線往復(fù)式運(yùn)動。外定子310和內(nèi)定子320可以通過層疊每片均為柱狀的多個薄定子芯片，或者層疊多個塊狀的薄定子芯片并且以放射形狀層疊定子塊而形成。壓縮單元400可以包括在第一框架211/212上一體形成的氣缸410、聯(lián)接至電機(jī)300的動子330以在氣缸410的壓縮空間P內(nèi)執(zhí)行往復(fù)式運(yùn)動的活塞420、安裝在活塞420的前端以在打開或關(guān)閉活塞420的吸入通道421時控制制冷劑氣體的吸入的吸入閥430、安裝在氣缸410的排出側(cè)以在打開或關(guān)閉氣缸410的壓縮空間P時控制壓縮氣體的吸入的排出閥440、彈性地支撐排出閥440的閥彈簧450、以及固定至氣缸410的排出側(cè)上的第一框架210以容置排出閥440和閥彈簧450的排出蓋460。氣缸410可以筒形·形成，并且可以插入并聯(lián)接至第一框架的氣缸部212?？紤]到由于與活塞420 (其內(nèi)周表面可由鑄鐵制成)之間形成的支承面的磨損，氣缸410可以由硬度大于例如鑄鐵的硬度、或者大于至少第一框架的硬度、特別是大于氣缸部212的硬度的材料制成?；钊?20可以由與氣缸410相同的材料制成，或者可以由具有類似于氣缸410的硬度的材料制成，以減少由于與氣缸410接觸而產(chǎn)生的磨損。而且，吸入通道421可以貫穿活塞420以將制冷劑引入氣缸410的壓縮室P中。共振單元500可以包括聯(lián)接至動子330與活塞420之間的連接部的彈簧支撐件510、支撐在彈簧支撐件510的前側(cè)上的第一共振彈簧520以及支撐在彈簧支撐件510的后側(cè)上的第二共振彈簧530。壓縮機(jī)還可以包括活塞連接部422和供油器600。當(dāng)電力施加至電機(jī)300且在外定子310與內(nèi)定子320之間形成磁通時，設(shè)于外定子310與內(nèi)定子320之間的間隙上的動子330在沿磁通方向運(yùn)動的同時由于共振單元500而連續(xù)執(zhí)行往復(fù)式運(yùn)動。當(dāng)活塞420在氣缸410內(nèi)執(zhí)行向后運(yùn)動時，填充在殼體100的內(nèi)空間中的制冷劑穿過活塞420的吸入通道421和吸入閥430，并被引入氣缸410的壓縮空間P內(nèi)。當(dāng)活塞420在氣缸410內(nèi)執(zhí)行向前運(yùn)動時，引入壓縮空間P內(nèi)的制冷劑氣體被壓縮以在打開排出閥440的同時重復(fù)一系列排出過程。如在此具體實(shí)施和廣泛描述的直線壓縮機(jī)可以包括如下描述的壓縮機(jī)控制裝置。這種直線壓縮機(jī)可以具有各種不同的安裝應(yīng)用，例如冰箱或空調(diào)。當(dāng)上述的第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2應(yīng)用于如圖13所示的冰箱時，每個壓縮機(jī)可以以適當(dāng)?shù)姆绞姜?dú)立地控制冷藏室或冷凍室。參考圖13以及圖1至圖3，如在此具體實(shí)施和廣泛描述的冰箱700可以包括:冰箱本體；第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2，設(shè)置在冰箱本體中以壓縮制冷劑；一個逆變器40，設(shè)有基于每對開關(guān)元件的驅(qū)動信號進(jìn)行開關(guān)的三對開關(guān)元件S1-S6 ;第一負(fù)荷檢測器61和第二負(fù)荷檢測器62，配置為分別檢測第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的負(fù)荷；以及控制器，配置為基于第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的負(fù)荷狀態(tài)產(chǎn)生配置有驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將其輸出至逆變器40。在特定的實(shí)施例中，設(shè)置在逆變器中的三對開關(guān)元件中的一對可以共用地連接至第一和第二壓縮機(jī)，并且在運(yùn)行頻率下進(jìn)行開關(guān)。參考圖13，冰箱700可以包括位于其內(nèi)的主板710，該主板710用于控制冰箱的整體運(yùn)行，并且連接至第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2。壓縮機(jī)控制裝置可以設(shè)置在主板710中。供應(yīng)至冰箱內(nèi)部的冷空氣可以通過與制冷劑進(jìn)行的熱交換而產(chǎn)生，并且在重復(fù)執(zhí)行壓縮-冷凝-膨脹-蒸發(fā)循環(huán)的同時持續(xù)地供應(yīng)至冰箱的內(nèi)部。所提供的制冷劑可以通過例如對流(convection)均勻地傳遞至冰箱的內(nèi)部，從而允許冰箱內(nèi)的物品以期望溫度存儲。根據(jù)在此廣泛描述的一實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置還可以包括:轉(zhuǎn)換器20，配置為將商業(yè)交流電力10整流為直流電力；平滑單元30，配置為平滑并存儲整流后的直流電力；以及驅(qū)動器70，配置為接收逆變器控制信號并將驅(qū)動信號輸出至單個逆變器40。例如，當(dāng)逆變器的開關(guān)元件是絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等時，驅(qū)動器70可以基于逆變器控制信號將輸入電壓(即，柵電壓)輸出至·開關(guān)元件。參考圖3，轉(zhuǎn)換器20可以是包括兩對二極管D1-D2和D3-D4的全橋轉(zhuǎn)換器。參考圖1，壓縮機(jī)控制裝置還可以包括第一負(fù)荷檢測器61和第二負(fù)荷檢測器62，配置為檢測第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的負(fù)荷。在特定的實(shí)施例中，控制器50可以基于負(fù)荷生成控制逆變器40的控制信號。換句話說，控制器50基于第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的負(fù)荷生成逆變器控制信號，從而以獨(dú)立或同時方式運(yùn)行第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2。控制器50使用第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的第一和第二沖程產(chǎn)生逆變器控制信號以及用于第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的沖程指令值。在特定實(shí)施例中，壓縮機(jī)的負(fù)荷可以包括電機(jī)電流、電機(jī)電壓、沖程、它們的相位差、頻率等。例如，當(dāng)壓縮機(jī)設(shè)置在冰箱中時，可以使用冰箱的負(fù)荷來檢測壓縮機(jī)的負(fù)荷。參考圖2，壓縮機(jī)控制裝置還可以包括:第一電流檢測器611，配置為檢測施加至設(shè)于第一壓縮機(jī)Cl中的第一電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動電流；以及第一電壓檢測器612，配置為檢測施加到第一電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動電壓。壓縮機(jī)控制裝置還可以包括:第二電流檢測器621，配置為檢測施加至設(shè)于第二壓縮機(jī)C2中的第二電機(jī)的第二電機(jī)驅(qū)動電流；以及第二電壓檢測器622，配置為檢測施加到第二電機(jī)的第二電機(jī)驅(qū)動電壓。第一電流檢測器611和第二電流檢測器621檢測基于壓縮機(jī)的負(fù)荷或制冷器(freezer)的負(fù)荷施加到壓縮機(jī)的驅(qū)動電流。電流檢測器611和621檢測施加到壓縮機(jī)電機(jī)的電機(jī)電流。第一電壓檢測器612和第二電壓檢測器622檢測施加至壓縮機(jī)的電機(jī)電壓。電壓檢測器檢測基于壓縮機(jī)的負(fù)荷施加到壓縮機(jī)電機(jī)兩端之間的電機(jī)電壓。根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置還可以包括第一沖程計算器613和第二沖程計算器623，配置為使用電機(jī)驅(qū)動電流和電機(jī)驅(qū)動電壓分別計算第一和第二壓縮機(jī)的第一和第二沖程。電機(jī)電壓、電機(jī)電流和沖程之間的關(guān)系如下。第一沖程計算器613和第二沖程計算器623可以基于由第一電壓檢測器612和622檢測的電機(jī)電壓和由第一電流檢測器611和第二電流檢測器621檢測的電機(jī)電流，使用如下的等式來計算沖程。等式IX = ~ J ( V”! — -Rf —、(竹
在等式I中，X是沖程，α是電機(jī)常數(shù)，Vm是電機(jī)電壓，R是電阻，L是電感，i是電機(jī)電流?？刂破?0接收第一沖程指令值(xrefl)并將由第一沖程計算器613計算的第一沖程估計值(xl)與第一沖程指令值(xrefl)相比較?？刂破?0將第一沖程估計值(xl)與第一沖程指令值(xrefl)相比較，并基于比較結(jié)果生成用于控制開關(guān)元件S1-S2和S3-S4的逆變器控制信號。此外，控制器50接收第二沖程指令值(xref2)，并將由第二沖程計算器623計算的第二沖程估計值(x2)與第二沖程指令值(xref2)相比較?？刂破?0將第二沖程估計值(x2)與第二沖程指令值(xref2)相比較，并基于比較結(jié)果生成用于控制開關(guān)元件S3-S4和S5-S6的逆變器控制信號。驅(qū)動器70可以基于逆變器控制信號選擇連接至第一壓縮機(jī)Cl的開關(guān)元件或者連接至第二壓縮機(jī)C2的開關(guān)元件以適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生驅(qū)動信號，S卩，用于打開或關(guān)閉逆變器40內(nèi)的開關(guān)元件的開關(guān)電路或元件。壓縮機(jī)控制裝置可以執(zhí)行無傳感器控制，并且將省略其具體描述。第一負(fù)荷檢測器61和第二負(fù)荷檢測器61可以使用電機(jī)驅(qū)動電流、電機(jī)驅(qū)動電壓或第一和第二沖程來分別檢測第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2上的負(fù)荷?？刂破?0基于由第一負(fù)荷檢測器61和第二負(fù)荷檢測器62檢測的第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2上的負(fù)荷獨(dú)立地運(yùn)行第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2。 壓縮機(jī)負(fù)荷的大小可以使用電機(jī)電流與沖程估計值之間的相位差以及電機(jī)電壓與沖程估計值之間的相位差來檢測。此外，壓縮機(jī)負(fù)荷的大小可以使用氣彈簧常數(shù)Kg來檢測。此外，壓縮機(jī)負(fù)荷的大小可以使用氣阻尼常數(shù)(gas damping constant) Cg來檢測。
參考圖11，根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制方法可以使用單個逆變器控制第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)?？刂品椒梢园?接收在第一和第二壓縮機(jī)連接至單個逆變器的裝置中的壓縮機(jī)運(yùn)行模式(SlO);以及基于壓縮機(jī)運(yùn)行模式在單個逆變器內(nèi)驅(qū)動預(yù)定開關(guān)元件(S21和隨后步驟)。壓縮機(jī)運(yùn)行模式可以是由第一和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷或所需制冷量而確定的模式。壓縮機(jī)運(yùn)行模式可以控制每個壓縮機(jī)的壓縮量等，包括僅運(yùn)行第一壓縮機(jī)的模式、僅運(yùn)行第二壓縮機(jī)的模式以及同時運(yùn)行第一和第二壓縮機(jī)的模式。此后，將參考圖1和圖2描述裝置的配置。驅(qū)動步驟可以包括將控制信號輸入一個逆變器內(nèi)的適當(dāng)?shù)拈_關(guān)元件以驅(qū)動這些開關(guān)元件(S31、S41、S42)。驅(qū)動步驟還可以包括控制連接到所驅(qū)動的開關(guān)元件的第一壓縮機(jī)、或者第二壓縮機(jī)、或者第一和第二壓縮機(jī)兩者的運(yùn)行(S33、S43、S53)。首先，第一和第二壓縮機(jī)分別連接至逆變器內(nèi)的開關(guān)元件(SI)。然后，確定是否僅運(yùn)行第一壓縮機(jī)、僅運(yùn)行第二壓縮機(jī)或者以同時方式運(yùn)行第一和第二壓縮機(jī)。此后，將參考圖4A至圖10描述第一和第二壓縮機(jī)的運(yùn)行。將參考圖4A和圖4B來描述使用逆變器40內(nèi)的開關(guān)元件S1、S2、S3、S4來控制第一壓縮機(jī)Cl的運(yùn)行(S21)。第一壓縮機(jī)Cl連接至逆變器40的開關(guān)元件S1、S2、S3、S4。當(dāng)控制器50基于壓縮機(jī)運(yùn)行模式生成用于僅運(yùn)行第一壓縮機(jī)Cl的控制信號時(S31),開關(guān)元件基于控制信號被驅(qū)動(S32)。參考圖4A，第一壓縮機(jī)Cl的正(+ )電流流過開關(guān)元件SI和S4。同時，參考圖4B，第一壓縮機(jī)Cl的負(fù)(-)電流流過開關(guān)元件S2和S3。參考圖5，共用地連接至第二壓縮機(jī)C2的一對開關(guān)元件S3、S4的驅(qū)動信號具有運(yùn)行頻率(例如，60Hz)。另一方面，用于其他開關(guān)元件S1、S2的驅(qū)動信號具有用于第一壓縮機(jī)Cl的載波頻率(例如，3kHz)。將參考圖6A和圖6B來描述使用逆變器40內(nèi)的開關(guān)元件S3、S4、S5、S6來控制第二壓縮機(jī)C2的運(yùn)行(S22)。第二壓縮機(jī)C2連接至逆變器40的開關(guān)元件S3、S4、S5、S6。當(dāng)控制器50基于壓縮機(jī)運(yùn)行模式生成用于僅運(yùn)行第二壓縮機(jī)C2的控制信號時(S41 )，開關(guān)元件基于控制信號被驅(qū)動(S42)。參考圖6A，第二壓縮機(jī)C2的正(+ )電流流過開關(guān)元件S3和S6。同時，參考圖6B，第二壓縮機(jī)C2的負(fù)(-)電流流過開關(guān)元件S4和S5。參考圖7，共用地連接至第一壓縮機(jī)Cl的一對開關(guān)元件S3、S4的驅(qū)動信號具有運(yùn)行頻率(例如，60Hz)。另一方面，其他開關(guān)元件S5、S6在用于第二壓縮機(jī)C2的載波頻率(例如，3kHz)下進(jìn)行開關(guān)。將參考圖8A和圖9B來·描述使用逆變器40內(nèi)的開關(guān)元件SI至S6來控制第一和第二壓縮機(jī)的運(yùn)行(S23)。沿正(+ )向的第一壓縮機(jī)Cl的電流控制使用開關(guān)元件SI來執(zhí)行(圖8A)，而沿負(fù)(-)方向的第二壓縮機(jī)C2的電流控制使用開關(guān)元件S5來執(zhí)行(圖SB)。此時，共用電流(common current)流過開關(guān)元件S4。同時,沿負(fù)(_)向的第一壓縮機(jī)Cl的電流控制使用開關(guān)元件S2來執(zhí)行(圖9B)，而沿正(+ )方向的第二壓縮機(jī)C2的電流控制使用開關(guān)元件S6來執(zhí)行(圖9A)。此時，共用電流流過開關(guān)元件S3。換句話說，如圖8和圖9所示，流過第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2的電流方向彼此相反。參考圖10，第一壓縮機(jī)Cl和第二壓縮機(jī)C2共用的一對開關(guān)元件S3、S4以運(yùn)行頻率(例如，60Hz)進(jìn)行開關(guān)，而其他開關(guān)兀件S1、S2、S5、S6以它們每一個的載波頻率開關(guān)。在此，用于第一和第二壓縮機(jī)的載波頻率可以基本上相同(例如，3kHz)，但也可以是不同頻率(例如，第一壓縮機(jī)Cl的SI和S2為2kHz，而第二壓縮機(jī)C2的S5和S6為3kHz)。如上所述，在根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置及包括該裝置的冰箱中，兩個壓縮機(jī)的運(yùn)行可以使用一個逆變器來控制，從而最小化部件的數(shù)量并增加壓縮機(jī)容量，且提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例，通過使用兩個壓縮機(jī)，可以使用多個運(yùn)行模式以對應(yīng)于負(fù)荷或制冷量。另外，兩個壓縮機(jī)可以使用一個逆變器獨(dú)立或同時運(yùn)行，從而簡化系統(tǒng)的配置并降低成本。而且，共同使用的開關(guān)元件可以在運(yùn)行頻率下進(jìn)行開關(guān)，從而允許兩個壓縮機(jī)同時運(yùn)行，降低開關(guān)損耗，并且提高系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。提供一種壓縮機(jī)控制裝置及包括該裝置的冰箱，該裝置能使用一個單個的逆變器以獨(dú)立方式或同時方式運(yùn)行兩個壓縮機(jī)。提供一種壓縮機(jī)控制裝置及包括該裝置的冰箱，該裝置能在使用一個逆變器操作兩個壓縮機(jī)時改變逆變器的開關(guān)元件的頻率，從而能同時運(yùn)行。根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置可以包括:一個逆變器，其設(shè)置有三對開關(guān)元件，其中三對開關(guān)元件中的一對共用地連接至第一和第二壓縮機(jī)，并基于每對開關(guān)元件的驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)；以及控制單元，配置為基于第一和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)生成配置有驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將其輸出至一個逆變器，其中共用地連接的一對開關(guān)元件的驅(qū)動信號的頻率低于其他對開關(guān)元件的驅(qū)動信號的頻率?？刂茊卧梢耘渲脼槭沟霉灿玫剡B接的一對開關(guān)元件的驅(qū)動信號具有運(yùn)行頻率。根據(jù)實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置還可以包括:轉(zhuǎn)換器，配置為將商業(yè)交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力；平滑單元，配置為平滑并存儲整流后的直流電力；以及驅(qū)動單元，配置為接收逆變器控制信號并將驅(qū)動信號輸出至一個逆變器。如在此具體實(shí)施和廣泛描述的冰箱可以包括:冰箱本體；第一和第二壓縮機(jī)，設(shè)置在冰箱本體中以壓縮制冷劑；單個逆變器，設(shè)有三對開關(guān)元件，并基于每對開關(guān)元件的驅(qū)動信號進(jìn)行開關(guān)；第一和第二負(fù)荷檢測單元，配置為檢測第一和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷；以及控制單元，配置為基于第一和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)生成配置有驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將其輸出至一個逆變器。在特定實(shí)施例中，設(shè)于一個逆變器中的三對開關(guān)元件中的一對可以共用地連接至第一和第二壓縮機(jī)，并在運(yùn)行頻率下進(jìn)行開關(guān)。根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例，可以使用一個逆變器來控制兩個壓縮機(jī)的運(yùn)行，從而最小化部件的數(shù)量，增加壓縮機(jī)容量并提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例，在使用兩個壓縮機(jī)時，可以使用多個運(yùn)行模式來對應(yīng)于負(fù)荷或制冷量。此外，兩個壓縮機(jī)可以使用一個逆變器以獨(dú)立或同時的方式運(yùn)行，從而簡化系統(tǒng)的配置并降低成本。根據(jù)在此廣泛描述的實(shí)施例，在使用一個逆變器操作兩個壓縮機(jī)時，與其他開關(guān)元件相反，共同使用的開關(guān)元件可以在運(yùn)行頻率下進(jìn)行開關(guān)，從而允許兩個壓縮機(jī)同時運(yùn)行，減少開關(guān)損耗，并提聞系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。本說明書中提到的“ 一個實(shí)施例”、“一實(shí)施例”、“示例性實(shí)施例”等均表示與實(shí)施例相關(guān)描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在本發(fā)明的至少一個實(shí)施例中。說明書中不同位置出現(xiàn)的這種措辭不必全都指向同一實(shí)施例。而且，當(dāng)與任意實(shí)施例相關(guān)地描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時，認(rèn)為其在本領(lǐng)域技術(shù)人員影響與其他實(shí)施例相關(guān)的這種特征、結(jié)構(gòu)或特性的范圍內(nèi)。 盡管已參考多個示例性實(shí)施例描述了實(shí)施例，但應(yīng)理解的是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以設(shè)計出的多種其他改型和實(shí)施例均應(yīng)落入本公開內(nèi)容原理的構(gòu)思和范圍內(nèi)。更具體地，在本公開內(nèi)容、附圖和所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可以對對象組合排列的元部件和/或排列進(jìn)行各種改變和修正。除了元部件和/或排列的改變和修正之外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可替代的使用也是很明顯的。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)控制裝置，包括: 單個逆變器，包括第一對開關(guān)元件、第二對開關(guān)元件和第三對開關(guān)元件，其中所述第一對開關(guān)元件共用地連接至第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，且其中，這三對開關(guān)元件響應(yīng)于分別對應(yīng)于所述三對開關(guān)元件的多個驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)；以及 控制器，配置為基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)生成包括所述多個驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將所述逆變器控制信號輸出至所述單個逆變器，其中所述多個驅(qū)動信號中對應(yīng)于所述第一對開關(guān)元件的第一驅(qū)動信號的頻率低于對應(yīng)于所述第二對開關(guān)元件和所述第三對開關(guān)元件的驅(qū)動信號的頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中所述第一驅(qū)動信號具有運(yùn)行頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)控制裝置，還包括: 轉(zhuǎn)換器，配置為將商業(yè)交流電力整流為直流電力； 平滑單元，配置為平滑并存儲被整流的直流電力；以及 驅(qū)動器，配置為接收所述逆變器控制信號，并將所述多個驅(qū)動信號輸出至所述單個逆變器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中所述控制器被配置為使得對應(yīng)于所述第二對開關(guān)元件和所述第三對開關(guān)元件的驅(qū)動信號分別具有所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的載波頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中所述控制器被配置為分別將所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)連接至所述三對開關(guān)元件中的兩對，并且同時或獨(dú)立地運(yùn)行所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)控制裝置，還包括: 第一電流檢測器和第二電流檢測器，配置為檢測分別施加到所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的第一電機(jī)和第二電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動電流和第二電機(jī)驅(qū)動電流；以及 第一電壓檢測器和第二電壓檢測器，配置為檢測分別施加到所述第一電機(jī)和所述第二電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動電壓和第二電機(jī)驅(qū)動電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮機(jī)控制裝置，還包括: 第一沖程計算器和第二沖程計算器，配置為使用所述第一電機(jī)驅(qū)動電流、第二電機(jī)驅(qū)動電流、第一電機(jī)驅(qū)動電壓和第二電機(jī)驅(qū)動電壓來分別計算所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的第一沖程和第二沖程。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)控制裝置，還包括: 第一負(fù)荷檢測器和第二負(fù)荷檢測器，配置為分別檢測所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)控制裝置，其中所述第一壓縮機(jī)或所述第二壓縮機(jī)中的至少一個是直線壓縮機(jī)。
10.一種冰箱,包括: 主體； 第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，設(shè)置在所述主體中； 單個逆變器，包括第一對開關(guān)元件、第二對開關(guān)元件和第三對開關(guān)元件，這三對開關(guān)元件基于對應(yīng)于所述三對開關(guān)元件的多個驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)；以及第一負(fù)荷檢測器和第二負(fù)荷檢測器，配置為分別檢測所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷； 控制器，配置為基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)生成包括所述多個驅(qū)動信號的逆變器控制信號，并將所述逆變器控制信號輸出至所述單個逆變器，其中設(shè)置在所述單個逆變器中的所述第一對開關(guān)元件共用地連接至所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)，并在運(yùn)行頻率下進(jìn)行開關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冰箱，其中所述控制器被配置為使得對應(yīng)于所述第二對開關(guān)元件和所述第三對開關(guān)元件的驅(qū)動信號分別具有所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的載波頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的冰箱，還包括: 轉(zhuǎn)換器，配置為將商業(yè)交流電力整流為直流電力； 平滑單元，配置 為平滑并存儲被整流的直流電力；以及 驅(qū)動器，配置為接收所述逆變器控制信號，并將所述多個驅(qū)動信號輸出至所述單個逆變器。
13.一種用于使用單個逆變器控制第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的壓縮機(jī)控制方法，所述單個逆變器具有第一對開關(guān)元件、第二對開關(guān)元件和第三對開關(guān)元件，其中所述第一對開關(guān)元件共用地連接至所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)，且這三對開關(guān)元件響應(yīng)于分別對應(yīng)于所述三對開關(guān)元件的多個驅(qū)動信號而進(jìn)行開關(guān)，所述方法包括: 接收壓縮機(jī)運(yùn)行模式；以及 基于所接收的壓縮機(jī)運(yùn)行模式驅(qū)動所述三對開關(guān)元件中的一對或多對，其中所述多個驅(qū)動信號中對應(yīng)于所述第一對開關(guān)元件的驅(qū)動信號的頻率低于對應(yīng)于所述第二對開關(guān)信號和所述第三對開關(guān)信號的驅(qū)動信號的頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一對開關(guān)元件的驅(qū)動信號的頻率是運(yùn)行頻率。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第二對開關(guān)元件和所述第三對開關(guān)元件的驅(qū)動信號分別具有所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的載波頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述壓縮機(jī)運(yùn)行模式基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷或所需制冷量來確定，并且包括第一模式、第二模式或第三模式中的至少一個，所述第一模式包括僅運(yùn)行所述第一壓縮機(jī)，所述第二模式包括僅運(yùn)行所述第二壓縮機(jī)，以及所述第三模式包括同時運(yùn)行所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中驅(qū)動所述三對開關(guān)元件中的一對或多對的步驟包括: 將控制信號輸入所述單個逆變器內(nèi)的一個或多個開關(guān)元件以選擇地驅(qū)動一個或多個開關(guān)元件；以及 控制連接至所驅(qū)動的一對或多對開關(guān)元件的所述第一壓縮機(jī)、或者所述第二壓縮機(jī)、或者所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的運(yùn)行。
全文摘要
一種壓縮機(jī)控制裝置及具有該裝置的冰箱。兩個壓縮機(jī)的運(yùn)行可以使用一個逆變器來控制，由此減少了部件的數(shù)量，增加了壓縮機(jī)容量，并提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。共同使用的開關(guān)元件可以在運(yùn)行頻率(operating frequency)下進(jìn)行開關(guān)，從而允許兩個壓縮機(jī)同時運(yùn)行，減少了開關(guān)損耗，并提高了系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。
文檔編號F04B49/06GK103225601SQ20131003630
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者劉載有, 羅泰雄, 樸成浩 申請人:Lg電子株式會社