[发明专利]线性压缩机以及用于控制线性压缩机的装置和方法

说明书

根据本发明的一个方案，一种用于控制线性压缩机的装置，包括：检测器，检测所述线性压缩机的工作状态；控制器，基于所述工作状态输出用于校正至少线性马达的工作频率的校正信号；以及驱动信号发生器，根据所述校正信号生成所述线性马达的驱动信号，并且将所生成的驱动信号输出至所述线性马达，其中所述控制器包括：参考工作频率确定器，确定所述线性马达所运行的参考工作频率；以及实际工作频率确定器，将实际工作频率确定为包含在围绕所述参考工作频率的预定数值范围内的任意值，其中基于所述实际工作频率确定所述校正信号。

技术领域

本文公开一种线性压缩机以及用于控制线性压缩机的装置和方法。

背景技术

线性压缩机是使用马达的线性驱动力吸入、压缩和排出制冷剂的机器。线性压缩机可以大致分为具有汽缸和活塞的压缩单元或设备、以及具有线性马达的驱动单元或设备，该线性马达向压缩设备提供驱动力。线性压缩机可以具有如下优点：由于它们的线性运行和高能量使用效率(因为大部分驱动力用于气体的压缩)，所以它们具有较小的摩擦。

在线性压缩机中，汽缸可以设置在密封容器内部，并且活塞可以设置在汽缸内部以线性和往复方式移动。活塞可以在汽缸内部线性地往复运动，从而可以允许制冷剂流入汽缸内部的压缩空间、被压缩、然后被排出。在压缩空间中，可以设置吸入阀组件和排出阀组件，以根据压缩空间内的压力控制制冷剂的流入和流出。

可以将产生线性运动力的线性马达连接到活塞。在线性马达中，可以在围绕汽缸的圆周方向上堆叠多个叠片的方式配置内定子和外定子，可以在该内定子和外定子之间设置预定间隙，线圈可以缠绕在内定子和/或外定子周围，并且永磁体可以设置为连接到在内定子与外定子之间的间隙中的活塞。永磁体可以设置为在活塞的移动方向上是可移动的，并且可以通过根据线圈中的电流流动产生的电磁力而在活塞的移动方向上线性地往复运动。

可以以预定工作频率(fc)运行线性马达，以便允许活塞以预定冲程(S)线性地往复运动。可以设置弹簧，使得即使当活塞由线性马达线性地往复运动时，活塞也可以在活塞的移动方向上被弹性地支撑。例如，作为一种机械弹簧类型的螺旋弹簧可以被安装为在活塞的移动方向上弹性地设置在密封容器和汽缸中。另外，被吸入压缩空间的制冷剂也可以用作气弹簧。螺旋弹簧可以具有预定的机械弹簧常数(Km)，并且气弹簧可以具有根据负载变化的气弹簧常数(Kg)。因此，可以考虑机械弹簧常数(Km)和气弹簧常数(Kg)来计算活塞(或线性压缩机)的固有频率(fn)。活塞的固有频率(fn)可以由下面的数学式1表示。

数学式1

[公式1]

其中，fn表示活塞的固有频率，Km表示机械弹簧常数，Kg表示气弹簧常数，M表示活塞的质量。

以这种方式计算的活塞的固有频率(fn)可以用作确定线性马达的工作频率(fc)的主因素。更具体地，通过使得线性马达的工作频率(fc)与活塞的固有频率(fn)一致，即，通过以两个频率彼此一致的共振状态来运行线性马达，能够最大化线性马达的工作效率。可以在活塞的固有频率(fn)与线性马达的工作频率(fc)彼此一致的共振状态下获得线性压缩机的高能量使用效率，并且线性压缩机的能量使用效率可以不同于共振状态而进一步下降。

当运行线性压缩机时，随着实际负载变化，气弹簧的气弹簧常数(Kg)和基于气弹簧常数(Kg)计算的活塞的固有频率(fn)可以改变或变化。例如，随着线性压缩机的负载增加，活塞的固有频率(fn)可以更高。更具体地，在有限空间中制冷剂的压力和温度可以随着负载的增加而增加，从而气弹簧本身的弹力可以增加，导致气弹簧常数(Kg)增大。因此，与增大的气弹簧常数(Kg)成比例计算的活塞的固有频率(fn)变高。