[发明专利]基于行程判断的线性压缩机上死点检测方法

说明书

本发明提供一种基于行程判断的线性压缩机上死点检测方法，逐渐增大线性压缩机的活塞行程X，在活塞行程X增大的过程中，线性压缩机的共振频率f也随之变化，当共振频率f的变化趋势发生改变时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态。实现无需增加传感器便可以准确的检测线性压缩机的上死点，以提高线性压缩机的运行效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及压缩机，尤其涉及一种基于行程判断的线性压缩机上死点检测方法。

背景技术

目前，制冷设备中使用的压缩机有旋转式和直线式两种，线性压缩机通常包括外壳、定子、线圈、动子、活塞、气缸、弹簧后挡板和弹簧等部件组成；其中，动子上设置有磁体，磁体插在定子形成的磁场空间中，定子中置有线圈，活塞的一端连接在动子上，活塞的另一端插置于位于气缸6的内腔中。在使用过程中，线圈通电产生交变磁场驱动动子带着活塞高频往复运动，而在线性压缩机运行稳定后，线性压缩机将在共振频率下工作，而共振频率在线性压缩机运行参数不同的情况下也会发生变化，而不同状态下的共振频率可以通过现有控制技术中检测共振频率的方法而轻易的获得。而受线性压缩机运行原理的限制，在线性压缩机活塞行程增大的同时，其效率并不是一直呈线性增加，由于活塞的有效行程是一定的，在活塞往复移动过程中，当活塞移动的最大行程位置时，线性压缩机的效率最高，而活塞最大行程位置通常为其移动到气缸的最接近排气阀的位置，通常称为上死点（Top DeadCenter，简称TDC）。现有技术中，线性压缩机在运行过程中判断上死点的方法有多种方式，例如：采用传感器（如位移、压力、震动等类型传感器）直接检测活塞的位置找到上死点的位置；或者根据电流或电压的变化特点（如变化率或者高次谐波成分比例等信息）找到上死点的位置。针对上述两种方案，安装传感器会增加压缩机的成本并降低其运行可靠性，而根据电流或电压的变化进行判断则需要进行信号过滤分析运算，信号检测过程中容易出现信号失真而影响检测准确性。如何设计一种成本低、运行可靠且检测准确性较高的基于行程判断的线性压缩机上死点检测方法是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于行程判断的线性压缩机上死点检测方法，实现无需增加传感器便可以准确的检测线性压缩机的上死点，以提高线性压缩机的运行效率和可靠性。

本发明提供的技术方案是，一种基于行程判断的线性压缩机上死点检测方法，逐渐增大线性压缩机的活塞行程X，在活塞行程X增大的过程中，线性压缩机的共振频率f也随之变化，当共振频率f的变化趋势发生改变时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态。

进一步的，当线性压缩机的共振频率随活塞行程的变化率df/dX=0时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态。

进一步的，当线性压缩机的共振频率对活塞行程二次求导值出现拐点时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态。

进一步的，线性压缩机的初始行程为X₀， X₀对应的初始共振频率为f₀，活塞行程增加量为∆X，运行状态活塞行程为X_n= X₀+n∆X， X_n对应的运行状态共振频率为f_n，其中，n≥0；随着X_n的增加，对应的共振频率f_n发生变化，当f_n的变化趋势发生改变时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态；在确定上死点状态的活塞行程X_n后，控制线性压缩机以X_n或X_n-1的活塞行程运行，对应的，线性压缩机以f_n或f_n-1的共振频率运行。

进一步的，活塞行程X满足如下公式：；其中，X’为活塞的运动速度，U（t）为线性压缩机的供电电压，I为线性压缩机的供电电流，R为线性压缩机的电阻，L为线性压缩机的电感，c为线性压缩机的电容，为电机常数。