專利名稱：用于往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用諧振的往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，具體涉及一種這樣的一種利用諧振的往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，即它通過(guò)使用一個(gè)電容器抵消在電機(jī)內(nèi)的線圈的電感值而具有高電流抵制特性。
背景技術(shù)：
一般，在往復(fù)式壓縮機(jī)中，利用開(kāi)關(guān)裝置關(guān)閉向在多相定子的線圈提供的電源，以便因此產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。在這方面，通過(guò)依序改變?cè)谵D(zhuǎn)子和定子之間的激勵(lì)狀態(tài)，可以由磁吸取力產(chǎn)生正向轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
如果具體的激勵(lì)狀態(tài)不變化，則轉(zhuǎn)子可以停止在某個(gè)位置，并且通過(guò)將一最大電感作為開(kāi)始點(diǎn)而控制施加到開(kāi)關(guān)裝置的輸入脈沖信號(hào)的相位，可以產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)力。
利用這樣的可以獲得的各種驅(qū)動(dòng)控制，往復(fù)式壓縮機(jī)適合用于要求直接控制電機(jī)的電子產(chǎn)品。
特別地，對(duì)于用于冰箱或空調(diào)的往復(fù)式壓縮機(jī)，可以通過(guò)施加到電機(jī)的電壓來(lái)改變壓縮率，因此，可以按照用戶的意愿來(lái)改變制冷力(cooling force)。
下面參照?qǐng)D1詳細(xì)說(shuō)明往復(fù)式電機(jī)。
圖1是示出一般的往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖1所示，一般往復(fù)式壓縮機(jī)包括往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)，用于按照沖程命令值通過(guò)施加到內(nèi)部電機(jī)的電壓改變活塞運(yùn)動(dòng)的沖程以控制制冷力；電壓檢測(cè)器30，用于當(dāng)所施加的電壓提高沖程的時(shí)候，檢測(cè)在往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)產(chǎn)生的電壓；電流檢測(cè)器20，用于當(dāng)所施加的電壓提高沖程的時(shí)候，檢測(cè)施加到往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的電流；微機(jī)40，用于利用由電壓檢測(cè)器30和電流檢測(cè)器20檢測(cè)的電壓和電流來(lái)計(jì)算沖程，比較沖程與沖程命令值和輸出對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；電路單元10，用于按照微機(jī)40的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)以三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件關(guān)閉AC電源，以向往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)施加電壓。
下面說(shuō)明具有所述結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)往復(fù)式電機(jī)的運(yùn)行。
首先，在往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)中，活塞通過(guò)按照由用戶設(shè)置的沖程命令值施加的電壓而移動(dòng)，因此，改變沖程來(lái)控制制冷力。
同時(shí)，當(dāng)電路單元10的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件(Tr1)的接通周期被微機(jī)40的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)延長(zhǎng)的時(shí)候，提高了往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的沖程。此時(shí)，施加到往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的電機(jī)(M)的電壓和電流被電壓檢測(cè)器30和電流檢測(cè)器20檢測(cè)，并被施加到微機(jī)40。
然后，微機(jī)40利用由電流檢測(cè)器20和電壓檢測(cè)器30檢測(cè)的電流和電壓來(lái)計(jì)算沖程。
所述沖程被與沖程命令值比較，以輸出對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。
即，如果所計(jì)算的沖程小于沖程命令值，則微機(jī)40輸出一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)來(lái)延長(zhǎng)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件(Tr1)的接通時(shí)間，以便提高施加到往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的電壓。
但是，如果所計(jì)算的沖程大于沖程命令值，則微機(jī)40輸出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，用于縮短三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件(Tr1)的接通時(shí)間，以減小施加到往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的電壓。
施加到電機(jī)(M)的電壓和沖程之間的關(guān)系可以以下面的方程(1)來(lái)表示V=Ldidt+R·i+α·S→---(1)]]>其中α表示電機(jī)常數(shù)，用于將電力轉(zhuǎn)換為機(jī)械力， 表示沖程?！甊’是電機(jī)的內(nèi)部電阻，‘L’表示電機(jī)(M)本身的電感。
電感電壓( )幾乎與反電動(dòng)勢(shì)( )相同，與反電動(dòng)勢(shì)( 相比，內(nèi)部電阻(R)的電壓可以忽略。
因此，施加到電機(jī)(M)的電壓(V)由電感電壓( )和反電動(dòng)勢(shì)( 的和確定，為了產(chǎn)生所需要的沖程，應(yīng)當(dāng)提高施加到電機(jī)的電壓(V)。
此時(shí)，為了改善往復(fù)式壓縮機(jī)的效率，在電機(jī)(M)本身的線圈的電感(L)值應(yīng)當(dāng)小，線圈的電感(L)值在發(fā)動(dòng)機(jī)(磁鐵)的大小增大時(shí)變小。
因此，為了改善往復(fù)式電機(jī)的效率，如果增大電機(jī)的大小(磁鐵的厚度)，則增加了氣隙，導(dǎo)致問(wèn)題提高了往復(fù)式壓縮機(jī)的整體大小和成本。
同時(shí)，如果減少發(fā)動(dòng)機(jī)的大小(磁鐵的厚度)，則在電機(jī)(M)的線圈的電感(L)值被增加。然后，按照往復(fù)式壓縮機(jī)的沖程控制的電壓值的電流將緩慢地工作，因此沖程不被平滑地控制。
本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，它當(dāng)在電機(jī)內(nèi)的線圈的電感值通過(guò)使用電容器而被提高的時(shí)候，通過(guò)抵消使得電流操作特性變慢的性質(zhì)而具有極好的電流抵制能力。

發(fā)明內(nèi)容
為了實(shí)現(xiàn)所述目的，提供了一種往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，它具有一個(gè)往復(fù)式壓縮單元，用于按照沖程命令值通過(guò)施加到內(nèi)部電機(jī)的電壓改變活塞運(yùn)動(dòng)的沖程以控制制冷力；一個(gè)電路單元，用于利用三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件開(kāi)關(guān)AC電源并將其施加到往復(fù)式壓縮單元的電機(jī)，其中電路單元包括一個(gè)電容器，用于抵消往復(fù)式壓縮單元的電機(jī)本身的線圈的電感。


圖1是傳統(tǒng)的往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是示出按照本發(fā)明的利用諧振的往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的操作和效果。
圖2是示出按照本發(fā)明的利用諧振的往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
如圖2所示，往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置包括往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)，用于按照沖程命令值通過(guò)施加到內(nèi)部電機(jī)的電壓改變活塞運(yùn)動(dòng)的沖程以控制制冷力；電壓檢測(cè)器30，用于當(dāng)通過(guò)所施加的電壓提高沖程的時(shí)候，檢測(cè)在往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)產(chǎn)生的電壓；電流檢測(cè)器20；用于當(dāng)所施加的電壓提高沖程的時(shí)候，檢測(cè)施加到往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的電流；微機(jī)40，用于利用由電壓檢測(cè)器30和電流檢測(cè)器20檢測(cè)的電壓和電流來(lái)計(jì)算沖程，比較沖程與沖程命令值并輸出對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)；電路單元10，具有一個(gè)電容(C)以抵消在往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的電機(jī)(M)本身的線圈(L)的電感，按照微機(jī)40的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)以三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件關(guān)閉AC電源，以便向往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)施加電壓。
下面詳細(xì)說(shuō)明往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置的操作。
首先，活塞通過(guò)按照由用戶設(shè)置的沖程命令值施加的電壓而移動(dòng)，因此，改變沖程來(lái)控制制冷力。
同時(shí)，當(dāng)電路單元10的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件(Tr1)的接通周期被微機(jī)40的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)延長(zhǎng)的時(shí)候，提高了往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的沖程。此時(shí)，施加到往復(fù)式壓縮單元(L.COMP)的電機(jī)(M)的電壓和電流被電壓檢測(cè)器30和電流檢測(cè)器20檢測(cè)，并被施加到微機(jī)40。
然后，微機(jī)40利用由電流檢測(cè)器20和電壓檢測(cè)器30檢測(cè)的電流和電壓來(lái)計(jì)算沖程。
所述沖程被與沖程命令值比較以輸出對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。
在此，在本發(fā)明中，電容(C)串聯(lián)連接到電機(jī)(M)以便抵消在電機(jī)(M)的線圈的電感(L)，下面將詳細(xì)說(shuō)明。
首先，對(duì)于施加到電機(jī)(M)和電容(C)兩端的電壓(V)可以由下面的方程(2)導(dǎo)出V=Ldidt+1C∫idt+R·i+α·S→---(2)]]>此時(shí)，電容可以以下面的方程(3)來(lái)設(shè)定C=1(2πf)2L---(3)]]>此時(shí)，電容(C)和電感(L)預(yù)先被設(shè)定為引起諧振的值。
因此，由于電容(C)和電感(L)被相互諧振和抵消，因此，對(duì)于施加到電機(jī)(M)和電容兩端的電壓(V)可以由下面的方程(4)導(dǎo)出V=R·i+α·S→---(4)]]>在方程(4)中，當(dāng)電感電壓( )被電容電壓( )抵消的時(shí)候，所施加的電壓(V)具有與反電動(dòng)勢(shì)( )相同的大小，因此，以低的施加電壓(V)產(chǎn)生所需要的沖程。
另外，由于在電容(C)的電壓像施加的電壓(V)一樣被施加到電機(jī)(M)，因此利用小施加電壓產(chǎn)生了大的沖程。因此，改善了過(guò)載抵制電容。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用性如到此所述的，按照往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，由于根據(jù)電機(jī)中的線圈的電感的提高的電流操作特性通過(guò)使用電容被抵消，因此，施加的電壓對(duì)于電感的負(fù)載被減小。于是，可以以低的施加電壓產(chǎn)生所需要的沖程。
另外，由于電流的改變對(duì)沖程的變化影響很小，因此即使發(fā)生了負(fù)載改變，沖程變化也小，因此獲得了平穩(wěn)的負(fù)載特性。
權(quán)利要求
1.一種往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，它具有一個(gè)往復(fù)式壓縮單元，用于按照沖程命令值通過(guò)施加到內(nèi)部電機(jī)的電壓改變活塞運(yùn)動(dòng)的沖程以控制制冷力；一個(gè)電路單元，用于利用三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件開(kāi)關(guān)AC電源并將其施加到往復(fù)式壓縮單元的電機(jī)，其中電路單元包括一個(gè)電容器，用于抵消往復(fù)式壓縮單元的電機(jī)本身的線圈的電感。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中電容器被放置到電機(jī)和電源之間。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中電容器被放置到電機(jī)和三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件之間。
全文摘要
一種利用諧振的往復(fù)式壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制裝置，諧振通過(guò)使用電容器補(bǔ)償電機(jī)的繞有線圈的內(nèi)部部分的電感值而在電流對(duì)應(yīng)特性中得到提高。電路進(jìn)一步包括一個(gè)電容器，用于補(bǔ)償纏繞在往復(fù)式壓縮單元的電機(jī)的線圈的電感，因此減少了施加的電壓對(duì)于電感的負(fù)擔(dān)，因此低施加電壓可以產(chǎn)生所需要的沖程，并且電流的改變幾乎不影響沖程的變化。所以，可以保持平穩(wěn)的負(fù)載特性，因?yàn)榧词巩a(chǎn)生負(fù)載變化，沖程改變也低。
文檔編號(hào)F04B49/06GK1430702SQ01810073
公開(kāi)日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月26日
發(fā)明者劉載有, 宋桂永, 許慶范, 李衡國(guó) 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社