[发明专利]用于控制直线压缩机操作的装置和方法

说明书

                  技术领域

本发明涉及一种压缩机，特别是涉及一种用于控制直线压缩机操作的装置和方法，其通过利用在压缩机中产生的电流和电压能够以最佳效率运行压缩机。

                  背景技术

通常，由于直线压缩机(linear compressor)不包括将转动转变为直线运动的曲轴，直线压缩机比通常的压缩机具有较少的阻力损耗，因此，直线压缩机在压缩效率方面优于通常的压缩机压缩机。

当将直线压缩机用于冷冻机或空调机时，通过改变施加到直线压缩机上的电压以改变直线压缩机的压缩比来控制冷冻机或空调机的制冷量。参照附图1介绍上述直线压缩机。

附图1是表示用于控制直线压缩机的装置的结构的方块示意图。

如附图1中所示，用于控制直线压缩机操作的装置包括：直线压缩机13，用于通过将按照冲程基准值输入的电压提供到内部电动机以改变内部冲程(未示出)并通过上下移动内部活塞调节制冷量；电压检测单元14，用于检测直线压缩机13中按照内部冲程变化产生的电压；电流检测单元12，用于检测直线压缩机13中按照内部冲程变化产生的电流；微计算机15，用于通过利用由电压检测单元14检测的电压和由电流检测单元12检测的电流计算冲程，将所计算的冲程与冲程基准值比较并按照比较结果输出开关控制信号；电源单元11，用于通过利用一内部三端双向可控硅开关Trl按照从微计算机15输出的开关控制信号，以断续方式向直线压缩机输送交流电从而将冲程电压(stroke voltage)提供到直线压缩机13。下文将详细介绍用于控制直线压缩机13的装置的操作。

首先，直线压缩机13通过将按照由用户设置的冲程基准值输入的电压提供到电动机以改变冲程，并通过按照该冲程上下移动活塞来调节制冷量。这里，冲程是指直线压缩机13中的作往复运动的活塞移动的距离。

电源单元11中的三端双向可控硅开关Trl按照从微计算机15输出的开关控制信号具有较长的导通周期，并在三端双向可控硅开关Trl的导通周期内向直线压缩机31输送交流电，因此操作直线压缩机13。这里，电压检测单元14和电流检测单元12分别检测在直线压缩机13中产生的电压和电流并分别输出到微计算机15。

微计算机15通过利用由电压检测单元14检测的电压和由电流检测单元12检测的电流计算冲程，将所计算的冲程与冲程基准值比较并按照比较结果输出开关控制信号。更详细地说，当所计算的冲程小于冲程基准值时，微计算机15向电源单元11输出用于延长三端双向可控硅开关Trl导通周期的开关控制信号，以便增加向直线压缩机13提供的冲程电压。

相反，当所计算的冲程大于冲程基准值时，微计算机15向电源单元11输出用于缩短三端双向可控硅开关Trl导通周期的开关控制信号，以便降低向直线压缩机13提供的冲程电压。

然而，在现有技术的直线压缩机中，由于通过将所计算的冲程与冲程基准值比较并按照比较结果向电源单元11输出开关控制信号，就不可能精确地控制直线压缩机的操作。更详细地说，由于按照现有技术的往复式压缩机在机械运动方面具有严重的非线性，就不可能利用未考虑非线性的方法精密地控制直线压缩机。

                 发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于控制直线压缩机操作的装置和方法，其能够通过根据在压缩机中产生的电流和电压检测拐点(inflection point)并根据该拐点产生开关控制信号来精密和精确地控制直线压缩机。

为了实现上述目的，根据本发明的用于控制直线压缩机操作的装置包括：位移(displacement)计算单元，用于通过利用在压缩机中产生的电流和电压计算位移；检测单元，用于根据具有对应于电流和位移的轨迹的最大电流矢量和最大位移矢量来检测矢量量值和相位信号；拐点检测单元，用于根据该矢量量值和先前检测的矢量量值检测矢量量值的拐点及根据该相位信号和先前检测的相位信号检测相位的拐点；以及占空比确定单元，用于通过将该矢量量值的拐点和相位的拐点比较并按照比较结果产生开关控制信号来控制直线压缩机的操作。