JPH10115290A - Driving gear for linear compressor - Google Patents
Driving gear for linear compressorInfo
- Publication number
- JPH10115290A JPH10115290A JP8268446A JP26844696A JPH10115290A JP H10115290 A JPH10115290 A JP H10115290A JP 8268446 A JP8268446 A JP 8268446A JP 26844696 A JP26844696 A JP 26844696A JP H10115290 A JPH10115290 A JP H10115290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplitude
- current command
- piston
- dead center
- command value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明はリニアコンプレッ
サの駆動装置に関し、特に、リニアモータによってシリ
ンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリ
ニアコンプレッサの駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a linear compressor, and more particularly to a driving device for a linear compressor in which a piston is reciprocated in a cylinder by a linear motor to generate compressed gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、冷蔵庫のような冷却装置において
膨張した冷媒ガスを圧縮する機構としてリニアコンプレ
ッサの開発が進められている。このリニアコンプレッサ
では、リニアモータによってシリンダ内でピストンが往
復運動されガス圧縮が行なわれる。2. Description of the Related Art In recent years, a linear compressor has been developed as a mechanism for compressing expanded refrigerant gas in a cooling device such as a refrigerator. In this linear compressor, a piston is reciprocated in a cylinder by a linear motor to perform gas compression.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このようなリニアコン
プレッサでは、リニアモータの駆動電流とピストンの速
度との位相が一致しているとき高い効率が得られ、ま
た、トップクリアランス（ピストンヘッドとシリンダ内
壁端部の最近接距離）が最小値（０．１ｍｍ程度）に維
持されている場合に最も高い効率が得られる。In such a linear compressor, high efficiency is obtained when the phase of the drive current of the linear motor coincides with the phase of the piston, and the top clearance (piston head and the inner wall of the cylinder) is obtained. The highest efficiency is obtained when the closest distance between the ends is maintained at a minimum value (about 0.1 mm).
【０００４】そこで、リニアモータの駆動電流とピスト
ンの速度との位相が一致するように駆動電流の周波数を
制御することが考えられるが、トップクリアランスが小
さく維持されている状態（たとえば０．１ｍｍ程度）で
駆動電流の周波数を制御すると損失分が改善されてピス
トンの振幅が大きくなり、ピストンのヘッドがシリンダ
内壁端部に衝突してしまうという問題がある。Therefore, it is conceivable to control the frequency of the drive current so that the phase of the drive current of the linear motor coincides with the phase of the speed of the piston. However, a state in which the top clearance is kept small (for example, about 0.1 mm) If the frequency of the drive current is controlled in (2), there is a problem that the loss is improved and the amplitude of the piston increases, and the head of the piston collides with the end of the inner wall of the cylinder.
【０００５】また、トップクリアランスが最小値になる
ようにピストンの振幅を制御することが考えられるが、
２ピストン型のリニアコンプレッサでは、ピストンの実
際の中立点はバルブなどの非対称性により設計上の中立
点（原点）から上死点または下死点側にずれる場合があ
る。このような場合、２つのピストンのトップクリアラ
ンスの双方を高い精度で制御することは困難となる。It is conceivable to control the amplitude of the piston so that the top clearance becomes a minimum value.
In a two-piston linear compressor, the actual neutral point of the piston may be shifted from the designed neutral point (origin) to the top dead center or the bottom dead center due to asymmetry of the valve or the like. In such a case, it is difficult to control both the top clearances of the two pistons with high accuracy.
【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、ピ
ストンヘッドとシリンダ内壁端部の衝突を防止すること
が可能で、かつ高い効率が得られるリニアコンプレッサ
の駆動装置を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore a primary object of the present invention to provide a linear compressor driving device capable of preventing a collision between a piston head and an end portion of an inner wall of a cylinder and achieving high efficiency.
【０００７】また、この発明の他の目的は、２ピストン
型リニアコンプレッサの２つのピストンのトップクリア
ランスの双方を精度よく制御できるリニアコンプレッサ
の駆動装置を提供することである。It is another object of the present invention to provide a linear compressor drive device capable of controlling both top clearances of two pistons of a two-piston linear compressor with high accuracy.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
リニアモータによってシリンダ内でピストンを往復運動
させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの駆動装置
であって、電源、位置指令手段、位置検出手段、電流指
令手段、速度検出手段、位相差検出手段、および周波数
制御手段を備える。電源は、電流指令値に応じた駆動電
流をリニアモータに出力する。位置指令手段は、正弦関
数に従ってピストンのシリンダ内における位置を指令す
る。位置検出手段は、ピストンのシリンダ内における位
置を検出する。電流指令手段は、位置検出手段によって
検出された位置が位置指令手段によって指令された位置
に一致するように電流指令値を生成し電源に与える。速
度検出手段は、ピストンのシリンダ内における速度を検
出する。位相差検出手段は、電流指令手段で生成された
電流指令値と速度検出手段によって検出された速度を示
す値との位相差を検出する。周波数制御手段は、位相差
検出手段によって検出された位相差が予め定められた許
容値を越えたことに応じて、電流指令手段で生成される
電流指令値および位置指令手段で用いられる正弦関数の
振幅のうちの少なくとも一方を予め定められた割合に減
少させるとともに、位相差がなくなるように正弦関数の
周波数を制御する。The invention according to claim 1 is
A driving device for a linear compressor that generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, comprising a power source, a position command unit, a position detection unit, a current command unit, a speed detection unit, a phase difference detection unit, and a frequency. The control means is provided. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. The position command means commands the position of the piston in the cylinder according to a sine function. The position detecting means detects a position of the piston in the cylinder. The current command means generates a current command value such that the position detected by the position detection means matches the position commanded by the position command means, and supplies the current command value to the power supply. The speed detecting means detects a speed of the piston in the cylinder. The phase difference detecting means detects a phase difference between the current command value generated by the current command means and a value indicating the speed detected by the speed detecting means. The frequency control means, in response to the phase difference detected by the phase difference detection means exceeding a predetermined allowable value, a current command value generated by the current command means and a sine function used by the position command means. At least one of the amplitudes is reduced to a predetermined ratio, and the frequency of the sine function is controlled so as to eliminate the phase difference.
【０００９】請求項２に係る発明は、リニアモータによ
ってシリンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生
成するリニアコンプレッサの駆動装置であって、電源、
電流指令手段、振幅検出手段、速度検出手段、位相差検
出手段、振幅制御手段、および周波数制御手段を備え
る。電源は、電流指令値に応じた駆動電流をリニアモー
タに出力する。電流指令手段は、正弦関数に従って電流
指令値を生成し電源に与える。振幅検出手段は、ピスト
ンのシリンダ内における振幅を検出する。速度検出手段
は、ピストンのシリンダ内における速度を検出する。位
相差検出手段は、電流指令手段で生成された電流指令値
と速度検出手段で検出された速度を示す値との位相差を
検出する。振幅制御手段は、振幅検出手段によって検出
された振幅が予め定められた目標値に一致するように電
流指令手段で用いられる正弦関数の振幅を制御する。周
波数制御手段は、位相差検出手段によって検出された位
相差が予め定められた許容値を越えたことに応じて、電
流指令手段で用いられる正弦関数の振幅を予め定められ
た割合に減少させるとともに、位相差がなくなるように
正弦関数の周波数を制御する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a driving device for a linear compressor which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, comprising:
The apparatus includes a current command unit, an amplitude detection unit, a speed detection unit, a phase difference detection unit, an amplitude control unit, and a frequency control unit. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. The current command means generates a current command value according to a sine function and supplies the current command value to a power supply. The amplitude detecting means detects the amplitude of the piston in the cylinder. The speed detecting means detects a speed of the piston in the cylinder. The phase difference detecting means detects a phase difference between a current command value generated by the current command means and a value indicating the speed detected by the speed detecting means. The amplitude control means controls the amplitude of a sine function used in the current command means so that the amplitude detected by the amplitude detection means matches a predetermined target value. The frequency control means reduces the amplitude of the sine function used in the current command means to a predetermined ratio in response to the phase difference detected by the phase difference detection means exceeding a predetermined allowable value. , The frequency of the sine function is controlled so that the phase difference disappears.
【００１０】請求項３に係る発明は、リニアモータによ
ってシリンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生
成するリニアコンプレッサの駆動装置であって、電源、
位置指令手段、位置検出手段、振幅検出手段、電流指令
手段、および振幅制御手段を備える。電源は、電流指令
値に応じた駆動電流をリニアモータに出力する。位置指
令手段は、正弦関数に従ってピストンのシリンダ内にお
ける位置を指令する。位置検出手段は、ピストンのシリ
ンダ内における位置を検出する。振幅検出手段は、位置
検出手段の検出結果に基づいて、ピストンの上死点と原
点の間の上死点側振幅とピストンの下死点と原点の間の
下死点側振幅とを検出する。電流指令手段は、位置検出
手段によって検出された位置が位置指令手段によって指
令された位置に一致するように電流指令値を生成し電源
に与える。振幅制御手段は、振幅検出手段によって検出
された上死点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれ
か大きい方が予め定められた目標値に一致するように位
置指令手段で用いられる正弦関数の振幅および電流指令
手段で生成される電流指令値のうち少なくとも一方を制
御する。According to a third aspect of the present invention, there is provided a driving device for a linear compressor which generates a compressed gas by causing a piston to reciprocate in a cylinder by a linear motor.
The apparatus includes position command means, position detection means, amplitude detection means, current command means, and amplitude control means. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. The position command means commands the position of the piston in the cylinder according to a sine function. The position detecting means detects a position of the piston in the cylinder. The amplitude detecting means detects a top dead center side amplitude between the top dead center and the origin of the piston and a bottom dead center side amplitude between the bottom dead center and the origin of the piston based on the detection result of the position detecting means. . The current command means generates a current command value such that the position detected by the position detection means matches the position commanded by the position command means, and supplies the current command value to the power supply. The amplitude control means includes a sine function used by the position command means such that a larger one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the amplitude detection means matches a predetermined target value. And at least one of the current command value generated by the current command means is controlled.
【００１１】請求項４に係る発明は、リニアモータによ
ってシリンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生
成するリニアコンプレッサの駆動装置であって、電源、
電流指令手段、位置検出手段、振幅検出手段、および振
幅制御手段を備える。電源は、電流指令値に応じた駆動
電流をリニアモータに出力する。電流指令手段は、正弦
関数に従って電流指令値を生成し電源に与える。位置検
出手段は、ピストンのシリンダ内における位置を検出す
る。振幅検出手段は、位置検出手段の検出結果に基づい
て、ピストンの上死点と原点の間の上死点側振幅とピス
トンの下死点と原点の間の下死点側振幅とを検出する。
振幅制御手段は、振幅検出手段によって検出された上死
点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれか大きい方
が予め定められた目標値に一致するように電流指令手段
で用いられる正弦関数の振幅を制御する。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a driving device for a linear compressor which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor.
The apparatus includes a current command unit, a position detection unit, an amplitude detection unit, and an amplitude control unit. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. The current command means generates a current command value according to a sine function and supplies the current command value to a power supply. The position detecting means detects a position of the piston in the cylinder. The amplitude detecting means detects a top dead center side amplitude between the top dead center and the origin of the piston and a bottom dead center side amplitude between the bottom dead center and the origin of the piston based on the detection result of the position detecting means. .
The amplitude control means includes a sine function used by the current command means such that a larger one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the amplitude detection means matches a predetermined target value. Control the amplitude of
【００１２】請求項５に係る発明は、リニアモータによ
ってシリンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生
成するリニアコンプレッサの駆動装置であって、電源、
位置指令手段、位置検出手段、電流指令手段、シフト量
検出手段、およびシフト量制御手段を備える。電源は、
電流指令値に応じた駆動電流をリニアモータに出力す
る。位置指令手段は、正弦関数に従ってピストンのシリ
ンダ内における位置を指令する。位置検出手段は、ピス
トンのシリンダ内における位置を検出する。電流指令手
段は、位置検出手段によって検出された位置が位置指令
手段によって指令された位置に一致するように電流指令
値を生成し電源に与える。シフト量検出手段は、位置検
出手段の検出結果に基づいて、ピストンの中立点の原点
からのシフト量を検出する。シフト量制御手段は、シフ
ト量検出手段によって検出されたシフト量がなくなるよ
うに位置指令手段で用いられる正弦関数のシフト量を制
御する。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a driving device for a linear compressor for generating a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, comprising:
The apparatus includes position command means, position detection means, current command means, shift amount detection means, and shift amount control means. The power supply
A drive current corresponding to the current command value is output to the linear motor. The position command means commands the position of the piston in the cylinder according to a sine function. The position detecting means detects a position of the piston in the cylinder. The current command means generates a current command value such that the position detected by the position detection means matches the position commanded by the position command means, and supplies the current command value to the power supply. The shift amount detecting means detects a shift amount of the neutral point of the piston from the origin based on the detection result of the position detecting means. The shift amount control means controls the shift amount of the sine function used by the position command means so that the shift amount detected by the shift amount detection means disappears.
【００１３】請求項６に係る発明では、請求項５に係る
発明に振幅検出手段および振幅制御手段がさらに設けら
れる。振幅検出手段は、位置検出手段の検出結果に基づ
いて、ピストンの上死点と原点の間の上死点側振幅とピ
ストンの下死点と原点の間の下死点側振幅とを検出す
る。振幅制御手段は、振幅検出手段によって検出された
上死点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれか大き
い方が予め定められた目標値に一致するように位置指令
手段で用いられる正弦関数の振幅および電流指令手段で
生成される電流指令値のうちの少なくとも一方を制御す
る。According to a sixth aspect of the present invention, the amplitude detecting means and the amplitude controlling means are further provided in the fifth aspect of the present invention. The amplitude detecting means detects a top dead center side amplitude between the top dead center and the origin of the piston and a bottom dead center side amplitude between the bottom dead center and the origin of the piston based on the detection result of the position detecting means. . The amplitude control means includes a sine function used by the position command means such that a larger one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the amplitude detection means matches a predetermined target value. , And at least one of the current command value generated by the current command means.
【００１４】請求項７に係る発明は、リニアモータによ
ってシリンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生
成するリニアコンプレッサの駆動装置であって、電源、
電流指令手段、位置検出手段、振幅検出手段、シフト量
検出手段、振幅制御手段、およびシフト量制御手段を備
える。電源は、電流指令値に応じた駆動電流をリニアモ
ータに出力する。電流指令手段は、正弦関数に従って電
流指令値を生成し電源に与える。位置検出手段は、ピス
トンのシリンダ内における位置を検出する。振幅検出手
段は、位置検出手段の検出結果に基づいて、ピストンの
振幅を検出する。シフト量検出手段は、位置検出手段の
検出結果に基づいて、ピストンの中立点の原点からのシ
フト量を検出する。振幅制御手段は、振幅検出手段によ
って検出された振幅が予め定められた目標値に一致する
ように電流指令手段で用いられる正弦関数の振幅を制御
する。シフト量制御手段は、シフト量検出手段によって
検出されたシフト量がなくなるように電流指令手段で用
いられる正弦関数のシフト量を制御する。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a driving device for a linear compressor which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor.
It comprises current command means, position detection means, amplitude detection means, shift amount detection means, amplitude control means, and shift amount control means. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. The current command means generates a current command value according to a sine function and supplies the current command value to a power supply. The position detecting means detects a position of the piston in the cylinder. The amplitude detecting means detects the amplitude of the piston based on the detection result of the position detecting means. The shift amount detecting means detects a shift amount of the neutral point of the piston from the origin based on the detection result of the position detecting means. The amplitude control means controls the amplitude of a sine function used in the current command means so that the amplitude detected by the amplitude detection means matches a predetermined target value. The shift amount control means controls the shift amount of the sine function used in the current command means so that the shift amount detected by the shift amount detection means disappears.
【００１５】請求項８に係る発明では、請求項７に係る
発明の振幅検出手段は、位置検出手段の検出結果に基づ
いて、ピストンの上死点と原点の間の上死点側振幅とピ
ストンの下死点と原点の間の下死点側振幅とを検出し、
振幅制御手段は、振幅検出手段によって検出された上死
点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれか大きい方
が予め定められた目標値に一致するように電流指令手段
で用いられる正弦関数の振幅を制御する。According to an eighth aspect of the present invention, the amplitude detecting means according to the seventh aspect of the present invention is configured such that, based on the detection result of the position detecting means, the upper dead center side amplitude between the top dead center and the origin of the piston and the piston And the bottom dead center side amplitude between the bottom dead center and the origin
The amplitude control means includes a sine function used by the current command means such that a larger one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the amplitude detection means matches a predetermined target value. Control the amplitude of
【００１６】[0016]
［実施の形態１］図１は、この発明の実施の形態１によ
るリニアコンプレッサ１の駆動装置２の構成を示すブロ
ック図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a driving device 2 of a linear compressor 1 according to a first embodiment of the present invention.
【００１７】図１において、この駆動装置２は、電源
３、位置センサ４および制御装置５を含む。電源３は、
リニアコンプレッサ１のリニアモータに駆動電流Ｉを供
給する。位置センサ４は、リニアコンプレッサ１のピス
トンの位置を直接または間接的に検出し、ピストンの位
置に応じた電気信号Ｐａを制御装置５に出力する。位置
センサ４としては、たとえばレーザ変位計が用いられ
る。制御装置５は、位置センサ４の出力Ｐａに応じた制
御信号φｃを電源３に出力し、電源３の出力電流Ｉを制
御する。In FIG. 1, the driving device 2 includes a power supply 3, a position sensor 4, and a control device 5. Power supply 3
The drive current I is supplied to the linear motor of the linear compressor 1. The position sensor 4 directly or indirectly detects the position of the piston of the linear compressor 1 and outputs an electric signal Pa corresponding to the position of the piston to the control device 5. As the position sensor 4, for example, a laser displacement meter is used. The control device 5 outputs a control signal φc corresponding to the output Pa of the position sensor 4 to the power supply 3, and controls the output current I of the power supply 3.
【００１８】図２は、リニアコンプレッサ１の構成を示
す断面図である。図２において、このリニアコンプレッ
サ１は、円筒状のケーシング１０の上端部および下端部
にそれぞれ設けられた２つのシリンダ１１ａ，１１ｂ
と、シリンダ１１ａ，１１ｂ内にそれぞれ嵌挿された２
つのピストン１２ａ，１２ｂと、それぞれピストン１２
ａ，１２ｂのヘッドとシリンダ１１ａ，１１ｂの内壁端
部で形成された２つの圧縮室１３ａ，１３ｂと、それぞ
れ圧縮室１３ａ，１３ｂ内のガス圧に応じて開閉する２
組の吸込バルブ１４ａ，１４ｂおよび吐出バルブ１５
ａ，１５ｂとを備える。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the linear compressor 1. 2, the linear compressor 1 includes two cylinders 11a and 11b provided at an upper end and a lower end of a cylindrical casing 10, respectively.
And 2 inserted into the cylinders 11a and 11b, respectively.
Pistons 12a and 12b,
a, 12b and two compression chambers 13a, 13b formed at the inner wall ends of the cylinders 11a, 11b, and open / close in accordance with the gas pressure in the compression chambers 13a, 13b, respectively.
Set of suction valves 14a, 14b and discharge valve 15
a, 15b.
【００１９】２つのピストン１２ａ，１２ｂはそれぞれ
１本のシャフト１６の一方端部および他方端部に設けら
れている。シャフト１６は、２組のリニアボールベアリ
ング１７ａ，１７ｂおよびコイルばね１８ａ，１８ｂに
よって、ケーシング１０およびシリンダ１１ａ，１１ｂ
内を往復動自在に支持されている。The two pistons 12a and 12b are provided at one end and the other end of one shaft 16, respectively. The shaft 16 is made up of the casing 10 and the cylinders 11a, 11b by two sets of linear ball bearings 17a, 17b and coil springs 18a, 18b.
It is supported so that it can reciprocate inside.
【００２０】また、リニアコンプレッサ１は、シャフト
１６およびピストン１２ａ，１２ｂを往復動させるため
のリニアモータ２０を備える。リニアモータ２０は、ボ
イスコイルモータであって、ヨーク部１０ａおよび永久
磁石２１を含む固定部と、コイル２３および円筒状の支
持部材２４を含む可動部とを備える。ヨーク部１０ａ
は、ケーシング１０の一部を構成している。永久磁石２
１は、ヨーク部１０ａの内周壁に設けられる。支持部材
２４の一方端部は永久磁石２１とシリンダ１１ｂの外周
壁の間に往復動自在に挿入され、その他方端部はシャフ
ト１６の中央部に固定される。コイル２３は、支持部材
の一方端部において永久磁石２１に対向して設けられ
る。電源３とコイル２３は、コイルばね状の電線２５を
介して接続される。The linear compressor 1 includes a linear motor 20 for reciprocating the shaft 16 and the pistons 12a and 12b. The linear motor 20 is a voice coil motor, and includes a fixed portion including the yoke portion 10a and the permanent magnet 21, and a movable portion including the coil 23 and the cylindrical support member 24. Yoke part 10a
Constitutes a part of the casing 10. Permanent magnet 2
1 is provided on the inner peripheral wall of the yoke part 10a. One end of the support member 24 is reciprocally inserted between the permanent magnet 21 and the outer peripheral wall of the cylinder 11b, and the other end is fixed to the center of the shaft 16. The coil 23 is provided to face the permanent magnet 21 at one end of the support member. The power supply 3 and the coil 23 are connected via a coil spring-shaped electric wire 25.
【００２１】このリニアコンプレッサ１は、ピストン１
２ａ，１２ｂ、シャフト１６、コイル２３および支持部
材２４の重量、圧縮室１３ａ，１３ｂのガスのばね定
数、コイルばね１８ａ，１８ｂのばね定数などから定ま
る共振周波数を有する。共振周波数は、通常、商用電力
の周波数（たとえば６０Ｈｚ）付近に設定される。この
共振周波数でリニアモータ２０を駆動させることによ
り、上下２つの圧縮室１３ａ，１３ｂで圧縮ガスを高効
率で生成できる。This linear compressor 1 has a piston 1
It has a resonance frequency determined by the weights of the shafts 2a, 12b, the shaft 16, the coil 23, and the support member 24, the gas spring constants of the compression chambers 13a, 13b, and the spring constants of the coil springs 18a, 18b. The resonance frequency is usually set near the frequency of commercial power (for example, 60 Hz). By driving the linear motor 20 at this resonance frequency, compressed gas can be generated with high efficiency in the upper and lower two compression chambers 13a and 13b.
【００２２】図３は、図１で示した制御装置５の主要部
の構成を示すブロック図である。図３において、この制
御装置５は、位置指令値生成部３０、位置・速度制御部
３１、電流指令値生成部３２、位置・速度検出部３３、
上下死点検出部３４、電流・速度位相差検出部３５、電
流ゲイン制御部３６、振幅中立位置制御部３７、および
周波数制御部３８を含む。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part of control device 5 shown in FIG. 3, the control device 5 includes a position command value generation unit 30, a position / speed control unit 31, a current command value generation unit 32, a position / speed detection unit 33,
It includes a vertical dead center detector 34, a current / velocity phase difference detector 35, a current gain controller 36, an amplitude neutral position controller 37, and a frequency controller 38.
【００２３】位置・速度検出部３３は、ピストン１２
ａ，１２ｂの振動周期に比べて十分に小さなサンプリン
グ周期（たとえば１５０μｓｅｃ）で位置センサ４の出
力Ｐａをサンプリングし、サンプリング値をＡ／Ｄ変換
して位置現在値Ｐｎｏｗを生成するとともに、位置現在
値Ｐｎｏｗを微分して速度現在値Ｖｎｏｗを求める。The position / velocity detecting section 33 includes a piston 12
The output Pa of the position sensor 4 is sampled at a sampling period (for example, 150 μsec) sufficiently smaller than the oscillation period of the a and 12b, the sampled value is A / D-converted to generate the current position value Pnow, and the current position value is obtained. The current speed value Vnow is obtained by differentiating Pnow.
【００２４】上下死点検出部３４は、位置・速度検出部
３３で生成された位置現在値Ｐｎｏｗの最大値および最
小値に基づいて、ピストン１２ａ，１２ｂの上死点と原
点の間の上死点側振幅および下死点と原点の間の下死点
側振幅を検出する。上死点側振幅および下死点側振幅の
検出は、位置指令値Ｐｒｅｆの１サイクルが終了するご
とすなわち位置指令値Ｐｒｅｆがゼロクロス点を通過す
るこどに行なわれる。The upper and lower dead center detector 34 detects a top dead center between the top dead center and the origin of the pistons 12a and 12b based on the maximum and minimum values of the current position value Pnow generated by the position / speed detector 33. The point-side amplitude and the amplitude at the bottom dead center between the bottom dead center and the origin are detected. The detection of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude is performed each time one cycle of the position command value Pref is completed, that is, when the position command value Pref passes through the zero cross point.
【００２５】電流・速度位相差検出部３５は、位置・速
度検出部３３で生成された速度現在値Ｖｎｏｗと電流指
令値生成部３２で生成された電流指令値Ｉｒｅｆとの位
相差を検出する。位相差の検出は、位置現在値Ｐｎｏｗ
の１サイクルが終了するごとすなわち位置現在値Ｐｎｏ
ｗがゼロクロス点を通過するごとに行なわれる。The current / speed phase difference detector 35 detects a phase difference between the current speed value Vnow generated by the position / speed detector 33 and the current command value Iref generated by the current command value generator 32. The detection of the phase difference is based on the current position value Pnow.
Is completed, ie, the current position value Pno
This is performed each time w passes through the zero cross point.
【００２６】位置指令値生成部３０は、メモリに格納さ
れたサインテーブルと、振幅Ａと、角周波数ωと、シフ
ト量Ｂと、式Ｐｒｅｆ＝Ａｓｉｎωｔ＋Ｂ（正弦関数）
とに基づいて位置指令値Ｐｒｅｆを生成し、生成した位
置指令値Ｐｒｅｆを位置・速度制御部３１に与える。The position command value generating section 30 stores a sine table, an amplitude A, an angular frequency ω, a shift amount B, and a formula Pref = A sin ωt + B (sine function) stored in a memory.
The position command value Pref is generated based on the above, and the generated position command value Pref is given to the position / speed control unit 31.
【００２７】位置・速度制御部３１は、位置指令値生成
部３０で生成された位置指令値Ｐｒｅｆと位置・速度検
出部３３で生成された位置現在値Ｐｎｏｗとの偏差Ｐｒ
ｅｆ−Ｐｎｏｗに基づいて速度指令値Ｖｒｅｆを生成
し、さらに速度指令値Ｖｒｅｆと位置・速度検出部３３
で生成された速度現在値Ｖｎｏｗとの偏差Ｖｒｅｆ−Ｖ
ｎｏｗに基づいて速度制御値Ｖｃを生成する。The position / speed control unit 31 calculates a deviation Pr between the position command value Pref generated by the position command value generation unit 30 and the current position value Pnow generated by the position / speed detection unit 33.
The speed command value Vref is generated based on the ef-Pnow, and the speed command value Vref and the position / speed detection unit 33 are further generated.
Vref-V from the current speed value Vnow generated in
The speed control value Vc is generated based on now.
【００２８】電流指令値生成部３２は、位置・速度制御
部３１で生成された速度制御値Ｖｃと、電流ゲインＧｉ
と、式Ｉｒｅｆ＝ＧｉＶｃとに基づいて電流指令値Ｉｒ
ｅｆを生成し、さらに電流指令値Ｉｒｅｆを制御信号φ
ｃに変換して電源３に与える。電源３の出力電流Ｉの制
御は、たとえばＰＷＭ方式あるいはＰＡＭ方式で行なわ
れる。The current command value generator 32 includes a speed control value Vc generated by the position / speed controller 31 and a current gain Gi.
And the current command value Ir based on the formula Iref = GiVc.
ef, and further, the current command value Iref is
is converted to c and supplied to the power supply 3. The control of the output current I of the power supply 3 is performed by, for example, a PWM method or a PAM method.
【００２９】電流ゲイン制御部３６は、上下死点検出部
３４で検出された上死点側振幅および下死点側振幅を比
較し、上死点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれ
か大きい方を最大振幅現在値Ａｎｏｗとし、この最大振
幅現在値Ａｎｏｗが予め定められた最大振幅目標値Ａｒ
ｅｆに一致するように電流指令値生成部３２で用いられ
る電流ゲインＧｉの値をピストン１２ａ，１２ｂの振動
の１サイクルごとに制御する。また、電流ゲイン制御部
３６は、ピストン１２ａ，１２ｂの振動の数百（たとえ
ば３００）サイクルに１回、電流・速度位相差検出部３
５で検出された位相差が予め定められた許容値を越えて
いるかどうかを判別し、越えている場合は電流指令値生
成部３２で用いられる電流ゲインＧｉの値を数％減少さ
せる。このように位置・速度制御部３１による位置・速
度制御に加えて最大振幅の制御を行ない、かつ周波数制
御に先立って電流ゲインＧｉを数％減少させることによ
り、ピストン１２ａ，１２ｂのヘッドとシリンダ１１
ａ，１１ｂの内壁端部との衝突を確実に回避することが
できる。The current gain control unit 36 compares the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the top and bottom dead center detection unit 34, and selects one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude. Is larger than the maximum amplitude current value Anow, and this maximum amplitude current value Anow is a predetermined maximum amplitude target value Ar.
The value of the current gain Gi used in the current command value generation unit 32 is controlled for each cycle of the vibration of the pistons 12a and 12b so as to match ef. In addition, the current gain control unit 36 controls the current / speed phase difference detection unit 3 once every several hundred (for example, 300) cycles of the vibration of the pistons 12a and 12b.
It is determined whether or not the phase difference detected in step 5 exceeds a predetermined allowable value, and if so, the value of the current gain Gi used in the current command value generating section 32 is reduced by several percent. In this way, by controlling the maximum amplitude in addition to the position / speed control by the position / speed controller 31 and reducing the current gain Gi by several percent prior to the frequency control, the heads of the pistons 12a and 12b and the cylinder 11 are controlled.
It is possible to reliably avoid the collision of the a and 11b with the end of the inner wall.
【００３０】振幅中立位置制御部３７は、上下死点検出
部３４で検出された上死点側振幅および下死点側振幅を
比較し、上死点側振幅と下死点側振幅の差が小さくなる
ように位置指令値生成部３０で用いられるシフト量Ｂを
位置指令値Ｐｒｅｆの１サイクルが終了するごとに制御
する。すなわち振幅中立位置制御部３７は、上死点側振
幅の方が下死点側振幅よりも大きい場合はシフト量Ｂを
負側（下方向）に補正し、上死点側振幅の方が下死点側
振幅よりも小さい場合はシフト量Ｂを正側（上方向）に
補正する。通常シフト量Ｂはバルブの非対称性等の装置
の特性によりほぼ一定になるため、シフト量Ｂの１回あ
たりの制御量は小さな値（たとえば１μｍ）に設定され
ている。このようにシフト量Ｂを制御することにより、
２つのピストン１２ａ，１２ｂのトップクリアランスを
同等に精度よく制御することができる。The amplitude neutral position control unit 37 compares the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the top and bottom dead center detection unit 34, and determines the difference between the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude. The shift amount B used by the position command value generation unit 30 is controlled so as to be smaller each time one cycle of the position command value Pref is completed. That is, if the top dead center side amplitude is larger than the bottom dead center side amplitude, the amplitude neutral position control unit 37 corrects the shift amount B to the negative side (downward), and the top dead center side amplitude becomes lower. If the amplitude is smaller than the dead center side amplitude, the shift amount B is corrected to the positive side (upward). Normally, the shift amount B is substantially constant due to the characteristics of the device such as valve asymmetry, so that the control amount per shift amount B is set to a small value (for example, 1 μm). By controlling the shift amount B in this way,
The top clearance between the two pistons 12a and 12b can be controlled equally accurately.
【００３１】周波数制御部３８は、電流・速度位相差検
出部３５によって検出された位相差が予め定められた許
容値を越えているかどうかを判別し、越えている場合は
位相差がなくなるように位置指令値生成部３０で用いら
れる角周波数ωを補正する。位相差の補正は、電流ゲイ
ン制御部３６によって電流ゲインＧｉを数％減少するの
とほぼ同時に行なわれる。これにより、位相差の補正に
よって効率が改善され、ピストン１２ａ，１２ｂの振幅
が大きくなってピストン１２ａ，１２ｂのヘッドがシリ
ンダ１１ａ，１１ｂの内壁端部に衝突することが防止さ
れる。The frequency controller 38 determines whether or not the phase difference detected by the current / speed phase difference detector 35 exceeds a predetermined allowable value. The angular frequency ω used in the position command value generator 30 is corrected. The correction of the phase difference is performed almost simultaneously with the reduction of the current gain Gi by several percent by the current gain control unit 36. Thereby, the efficiency is improved by correcting the phase difference, and the heads of the pistons 12a, 12b are prevented from colliding with the inner wall ends of the cylinders 11a, 11b due to the increased amplitude of the pistons 12a, 12b.
【００３２】図４および図５は、図３で示した制御装置
５の動作を示すフローチャートである。このフローチャ
ートに従って、図１〜図３で示したリニアコンプレッサ
１およびその駆動装置２の動作について説明する。FIGS. 4 and 5 are flowcharts showing the operation of the control device 5 shown in FIG. The operation of the linear compressor 1 and the driving device 2 thereof shown in FIGS. 1 to 3 will be described according to this flowchart.
【００３３】まず位置指令値生成部３０で位置指令値Ｐ
ｒｅｆが生成され、位置・速度制御部３１で速度制御値
Ｖｃが生成され、電流指令値生成部３２で制御信号φｃ
が生成される。電源３からリニアモータ２０のコイル２
３に電流が供給されると、リニアモータ２４の可動部が
往復運動を開始し、これによって圧縮ガスの生成が開始
される。First, the position command value P
ref is generated, the speed / control value Vc is generated by the position / speed control unit 31, and the control signal φc is generated by the current command value generation unit 32.
Is generated. Power supply 3 to coil 2 of linear motor 20
When an electric current is supplied to 3, the movable portion of the linear motor 24 starts reciprocating motion, thereby starting generation of compressed gas.
【００３４】ステップＳ１において位置・速度検出部３
３によって位置データすなわち位置センサ４の出力Ｐａ
の読込が行なわれ、ステップＳ２において位置・速度検
出部３３によって位置現在値Ｐｎｏｗおよび速度現在値
Ｖｎｏｗが算出される。In step S1, the position / speed detector 3
3, the position data, ie, the output Pa of the position sensor 4,
Is read, and in step S2, the position / speed detection unit 33 calculates the current position value Pnow and the current speed value Vnow.
【００３５】ステップＳ３において、位置・速度制御部
３１によって速度制御が行なわれる。すなわち、位置・
速度制御部３１は、速度指令値Ｖｒｅｆと速度現在値Ｖ
ｎｏｗとの偏差に基づいて速度制御値Ｖｃを生成し電流
指令値生成部３２に与える。In step S3, speed control is performed by the position / speed controller 31. That is,
The speed control unit 31 calculates the speed command value Vref and the current speed value V
The speed control value Vc is generated based on the deviation from the current value and given to the current command value generation unit 32.
【００３６】ステップＳ４において電流指令値生成部３
２によって速度制御値Ｖｃと電流ゲインＧｉの積である
電流指令値Ｉｒｅｆが生成され、ステップＳ５において
電流指令値生成部３２から電流指令値Ｉｒｅｆに応じた
電流指令データすなわち制御信号φｃが電源３に出力さ
れる。In step S4, the current command value generator 3
2, a current command value Iref, which is a product of the speed control value Vc and the current gain Gi, is generated. In step S5, current command data corresponding to the current command value Iref, that is, a control signal φc is transmitted to the power supply 3 from the current command value generation unit 32. Is output.
【００３７】ステップＳ６において制御装置５に含まれ
る第１カウンタ（図示せず）のカウント値がインクリメ
ント（＋１）され、ステップＳ７において第１カウンタ
のカウント値が設定値（たとえば３）に到達したか否か
が判別される。In step S6, the count value of a first counter (not shown) included in the control device 5 is incremented (+1), and in step S7, the count value of the first counter reaches a set value (for example, 3). It is determined whether or not it is.
【００３８】ステップＳ７において第１カウンタのカウ
ント値が設定値に到達していた場合は、ステップＳ８で
位置指令値生成部３０において位置補正量および周波数
設定値に基づいて振幅Ａおよび角周波数ωが生成され、
さらに、サインテーブル、振幅Ａ、シフト量Ｂおよび角
周波数ωに基づいて位置指令値Ｐｒｅｆ＝Ａｓｉｎωｔ
＋Ｂが生成される。ステップＳ９において位置・速度制
御部３１によって位置制御が行なわれる。すなわち位置
・速度制御部３１は、位置指令値Ｐｒｅｆと位置現在値
Ｐｎｏｗの偏差に基づいて速度指令値Ｖｒｅｆを生成す
る。位置制御が終了した後ステップＳ１０において第１
カウンタのカウント値がリセットされる。If the count value of the first counter has reached the set value in step S7, the amplitude A and the angular frequency ω are set in step S8 based on the position correction amount and the frequency set value in the position command value generation unit 30. Generated
Further, based on the sine table, the amplitude A, the shift amount B and the angular frequency ω, the position command value Pref = A sin ωt
+ B is generated. In step S9, position control is performed by the position / speed control unit 31. That is, the position / speed control unit 31 generates the speed command value Vref based on the deviation between the position command value Pref and the current position value Pnow. After the position control is completed, the first
The count value of the counter is reset.
【００３９】ステップＳ７において第１カウンタのカウ
ント値が設定値に到達していない場合は、ステップＳ８
〜Ｓ１０は実行されない。If the count value of the first counter has not reached the set value in step S7, step S8
Steps S10 are not executed.
【００４０】次いでステップＳ１１において位置指令値
Ｐｒｅｆの１サイクルが終了したか否かが判別される。Next, in step S11, it is determined whether one cycle of the position command value Pref has been completed.
【００４１】ステップＳ１１において位置指令値Ｐｒｅ
ｆの１サイクルが終了したと判別した場合は、ステップ
Ｓ１２において上下死点検出部３４によって位置現在値
Ｐｎｏｗの最大値および最小値に基づいてピストン１２
ａ，１２ｂの上死点側振幅および下死点側振幅が検出さ
れる。In step S11, the position command value Pre
If it is determined that one cycle of f has been completed, the upper and lower dead center detection unit 34 determines the piston 12 based on the maximum value and the minimum value of the current position value Pnow in step S12.
The top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude of a and 12b are detected.
【００４２】ステップＳ１３において上死点側振幅と下
死点側振幅の大小関係が比較され、上死点側振幅の方が
下死点側振幅よりも大きい場合は、ステップＳ１４で振
幅中立位置制御部３７によってシフト量Ｂの補正量とし
て負の補正量が設定され、ステップＳ１５で最大振幅現
在値Ａｎｏｗとして上死点側振幅が設定される。In step S13, the magnitude relationship between the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude is compared. If the top dead center side amplitude is larger than the bottom dead center side amplitude, the amplitude neutral position control is performed in step S14. The negative correction amount is set as the correction amount of the shift amount B by the unit 37, and the top dead center side amplitude is set as the current maximum amplitude Anow in step S15.
【００４３】ステップＳ１３における大小比較の結果、
下死点側振幅の方が上死点側振幅よりも大きい場合は、
ステップＳ１６で振幅中立位置制御部３７によってシフ
ト量Ｂの補正量として正の補正量が設定され、ステップ
Ｓ１７で最大振幅現在値Ａｎｏｗとして下死点側振幅が
設定される。As a result of the magnitude comparison in step S13,
If the bottom dead center side amplitude is larger than the top dead center side amplitude,
In step S16, a positive correction amount is set as the correction amount of the shift amount B by the amplitude neutral position control unit 37, and in step S17, the bottom dead center side amplitude is set as the maximum amplitude current value Anow.
【００４４】ステップＳ１８において電流ゲイン制御部
３６によって最大振幅現在値Ａｎｏｗが最大振幅目標値
Ａｒｅｆに一致するように電流ゲインＧｉが制御・設定
された後、ステップＳ１９で上下死点検出部３４におい
て位置現在値Ｐｎｏｗの最大値および最小値がリセット
される。In step S18, the current gain Gi is controlled and set by the current gain controller 36 so that the current maximum amplitude Anow matches the maximum amplitude target value Aref. The maximum value and the minimum value of the current value Pnow are reset.
【００４５】ステップＳ１１において位置指令値Ｐｒｅ
ｆの１サイクルが終了したと判別した場合は、ステップ
Ｓ１２〜Ｓ１９は実行されない。In step S11, the position command value Pre
If it is determined that one cycle of f has been completed, steps S12 to S19 are not executed.
【００４６】次いでステップＳ２０で上死点検出部３４
において位置現在値Ｐｎｏｗの最大値および最小値の検
出・保持が行なわれる。ステップＳ２１で電流・速度位
相差検出部３５によって位置現在値Ｐｎｏｗの１サイク
ルが終了したか否かが判別される。Next, at step S20, the top dead center detecting section 34
Detects and holds the maximum value and the minimum value of the current position value Pnow. In step S21, the current / speed phase difference detector 35 determines whether one cycle of the current position value Pnow has been completed.
【００４７】ステップＳ２１で位置現在値Ｐｎｏｗの１
サイクルが終了したと判別された場合は、ステップＳ２
２において電流・速度位相差検出部３５によって電流指
令値Ｉｒｅｆと速度現在値Ｖｎｏｗの位相差が検出され
る。In step S21, the current position value Pnow is set to 1
If it is determined that the cycle has been completed, step S2
In 2, the current / speed phase difference detection unit 35 detects the phase difference between the current command value Iref and the current speed value Vnow.
【００４８】次に、ステップＳ２３において第２カウン
タ（図示せず）のカウント値がインクリメントされ、ス
テップＳ２４において第２カウンタのカウント値が設定
値（３００）に到達したか否かが判別される。Next, in step S23, the count value of the second counter (not shown) is incremented, and in step S24, it is determined whether or not the count value of the second counter has reached the set value (300).
【００４９】ステップＳ２４において第２カウンタのカ
ウント値が設定値に到達したと判別された場合は、ステ
ップＳ２５において電流指令値Ｉｒｅｆと速度現在値Ｖ
ｎｏｗの位相差が許容値以内か否かが判別される。If it is determined in step S24 that the count value of the second counter has reached the set value, in step S25 the current command value Iref and the current speed value V
It is determined whether or not the now phase difference is within an allowable value.
【００５０】ステップＳ２５において許容値以内でない
と判別された場合は、ステップＳ２６において周波数制
御部３８によって位置指令値Ｐｒｅｆの周波数の制御・
設定が行なわれ、ステップＳ２７において電流ゲイン制
御部３６によって電流指令値Ｉｒｅｆの電流ゲインＧｉ
が数％削減される。If it is determined in step S25 that the value is not within the allowable value, the frequency control unit 38 controls the frequency of the position command value Pref in step S26.
The setting is performed, and in step S27, the current gain Gi of the current command value Iref is
Is reduced by several percent.
【００５１】ステップＳ２５において位相差が許容値以
内であると判別された場合は、ステップＳ２６，Ｓ２７
は実行されない。If it is determined in step S25 that the phase difference is within the allowable value, steps S26 and S27
Is not executed.
【００５２】次いでステップＳ２８において第２カウン
タのカウント値がリセットされる。ステップＳ２１にお
いて位置現在値Ｐｎｏｗの１サイクルが終了していない
と判別された場合は、ステップＳ２２〜Ｓ２８は実行さ
れない。ステップＳ２４において第２カウンタのカウン
ト値が設定値に到達していないと判別された場合は、ス
テップＳ２５〜Ｓ２８は実行されない。Next, in step S28, the count value of the second counter is reset. If it is determined in step S21 that one cycle of the current position value Pnow has not been completed, steps S22 to S28 are not executed. If it is determined in step S24 that the count value of the second counter has not reached the set value, steps S25 to S28 are not performed.
【００５３】次いでステップＳ２９において制御が終了
したか否かが判別され、終了したと判別された場合は制
御が終了し、終了していなと判別された場合は再びステ
ップＳ１に戻る。Next, in step S29, it is determined whether or not the control has been completed. If it is determined that the control has been completed, the control is completed. If it is determined that the control has not been completed, the process returns to step S1 again.
【００５４】この実施の形態では、電流指令値Ｉｒｅｆ
と速度現在値Ｖｎｏｗの位相差がなくなるように位置指
令値Ｐｒｅｆの周波数を制御するときに、電流指令値Ｉ
ｒｅｆ＝ＧｉＶｃの電流ゲインＧｉを数％削減する。し
たがって、位置指令値Ｐｒｅｆの周波数の制御により損
失分が改善されてピストン１２ａ，１２ｂの振幅が増大
しても、ピストン１２ａ，１２ｂのヘッドがシリンダ１
１ａ，１１ｂの内壁端部に衝突することはない。In this embodiment, the current command value Iref
When the frequency of the position command value Pref is controlled so that the phase difference between the current command value I
The current gain Gi of ref = GiVc is reduced by several percent. Therefore, even if the loss is improved by controlling the frequency of the position command value Pref and the amplitude of the pistons 12a and 12b is increased, the heads of the pistons 12a and 12b are moved to the cylinder 1 position.
There is no collision with the inner wall ends of 1a and 11b.
【００５５】また、ピストン１２ａ，１２ｂの上死点側
振幅と下死点側振幅のいずれか大きい方が最大振幅目標
値Ａｒｅｆに位置するように電流指令値Ｉｒｅｆの電流
ゲインＧｉを制御するので、ピストン１２ａ，１２ｂの
実際の中立点が設計上の中立点（原点）からずれても、
ピストン１２ａ，１２ｂのヘッドがシリンダ１１ａ，１
１ｂの内壁端部に衝突することがない。The current gain Gi of the current command value Iref is controlled such that the larger of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude of the pistons 12a and 12b is located at the maximum amplitude target value Aref. Even if the actual neutral point of the pistons 12a and 12b deviates from the designed neutral point (origin),
The heads of the pistons 12a, 12b are
There is no collision with the end of the inner wall 1b.
【００５６】また、ピストン１２ａ，１２ｂの実際の中
立点の原点からのシフト量Ｂを検出し、そのシフト量Ｂ
がなくなるように位置指令値Ｐｒｅｆのシフト量Ｂを制
御するので、２つのピストン１２ａ，１２ｂのヘッドク
リアランスの双方を同等に精度よく制御できる。The shift amount B of the actual neutral point of the pistons 12a and 12b from the origin is detected, and the shift amount B
Since the shift amount B of the position command value Pref is controlled so as to eliminate the error, both head clearances of the two pistons 12a and 12b can be controlled equally accurately.
【００５７】なお、この実施の形態では、電流・速度位
相差検出部３５において電流指令値Ｉｒｅｆと速度現在
値Ｖｎｏｗの位相差を検出し、この位相差がなくなるよ
うに位置指令値Ｐｒｅｆの周波数を制御したが、これに
限るものではなく、電流指令値Ｐｒｅｆと位置現在値Ｐ
ｎｏｗの位相差を検出し、この位相差が９０°になるよ
うに位置指令値Ｐｒｅｆの周波数を制御してもよい。In this embodiment, the phase difference between the current command value Iref and the current speed value Vnow is detected by the current / speed phase difference detection section 35, and the frequency of the position command value Pref is changed so that the phase difference disappears. However, the present invention is not limited to this. The current command value Pref and the current position value P
Alternatively, the frequency of the position command value Pref may be controlled so that the phase difference of now is detected and the phase difference becomes 90 °.
【００５８】［実施の形態２］図６は、この発明の実施
の形態２によるリニアコンプレッサの駆動装置の構成を
示すブロック図である。[Second Embodiment] FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a linear compressor driving device according to a second embodiment of the present invention.
【００５９】図６において、このリニアコンプレッサの
駆動装置が実施の形態１と異なる点は、制御装置５が制
御装置４０で置換され、電流指令値Ｉｒｅｆの電流ゲイ
ンＧｉの代わりに位置指令値Ｐｒｅｆの振幅Ａが制御さ
れる点である。In FIG. 6, the driving device of this linear compressor is different from that of the first embodiment in that the control device 5 is replaced by a control device 40 and the position command value Pref is replaced with the current gain Gi of the current command value Iref. The point is that the amplitude A is controlled.
【００６０】制御装置４０は、制御装置５の電流ゲイン
制御部３６を位置指令値振幅制御部４１で置換したもの
である。位置指令値振幅制御部４１は、上下死点検出部
３４で検出された上死点側振幅および下死点側振幅を比
較し、上死点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれ
か大きい方を最大振幅現在値Ａｎｏｗとし、この最大振
幅現在値Ａｎｏｗが予め定められた最大振幅目標値Ａｒ
ｅｆに一致するように位置指令値生成部３０で用いられ
る振幅Ａの値をピストン１２ａ，１２ｂの振動の１サイ
クルごとに制御する。また、位置指令値振幅制御部４１
は、ピストン１２ａ，１２ｂの振動の数百（たとえば３
００）サイクルに１回、電流・速度位相差検出部３５で
検出された位相差が予め定められた許容値を越えている
かどうかを判別し、越えている場合は位置指令値生成部
３０で用いられる振幅Ａの値を数％減少させる。The control unit 40 is obtained by replacing the current gain control unit 36 of the control unit 5 with a position command value amplitude control unit 41. The position command value amplitude control unit 41 compares the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the top and bottom dead center detection unit 34, and selects one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude. The larger one is set as the maximum amplitude current value Anow, and this maximum amplitude current value Anow is set to a predetermined maximum amplitude target value Ar.
The value of the amplitude A used in the position command value generation unit 30 is controlled for each cycle of the vibration of the pistons 12a and 12b so as to match ef. The position command value amplitude control unit 41
Is equivalent to hundreds of vibrations of the pistons 12a and 12b (for example, 3
00) Once in a cycle, it is determined whether or not the phase difference detected by the current / speed phase difference detection unit 35 exceeds a predetermined allowable value. The value of the amplitude A is reduced by several percent.
【００６１】図７および図８は、図６で示したリニアコ
ンプレッサの駆動装置の動作を示すフローチャートであ
る。FIGS. 7 and 8 are flowcharts showing the operation of the linear compressor driving device shown in FIG.
【００６２】図７および図８において、このフローチャ
ートが図４および図５のフローチャートと異なる点は、
ステップＳ４，Ｓ８，Ｓ１８，Ｓ２７の代わりにそれぞ
れステップＳ４′，Ｓ８′，Ｓ１８′，Ｓ２７′が実行
される点である。7 and FIG. 8, this flowchart is different from the flowcharts of FIG. 4 and FIG.
Steps S4 ', S8', S18 ', and S27' are executed instead of steps S4, S8, S18, and S27, respectively.
【００６３】すなわちステップＳ４′において、電流指
令値生成部３２によって速度制御値Ｖｃと電流ゲインＧ
ｉの積である電流指令値Ｉｒｅｆが算出される。この電
流ゲインＧｉは定数である。ステップＳ８′において、
位置指令値生成部３０によって位置指令値Ｐｒｅｆ＝Ａ
ｓｉｎωｔ＋Ｂが生成される。ここで振幅Ａ、角周波数
ωおよびシフト量Ｂのそれぞれが変数となる。That is, in step S 4 ′, the current command value generator 32 controls the speed control value Vc and the current gain G
A current command value Iref, which is a product of i, is calculated. This current gain Gi is a constant. In step S8 ',
Position command value Pref = A by position command value generation unit 30
sinωt + B is generated. Here, each of the amplitude A, the angular frequency ω, and the shift amount B is a variable.
【００６４】ステップＳ１８′において、位置指令値振
幅制御部４１によってピストン１２ａ，１２ｂの最大振
幅現在値Ａｎｏｗが最大振幅目標値Ａｒｅｆに一致する
ように位置指令値Ｐｒｅｆの振幅Ａが制御・設定され
る。ステップＳ２７′において、位置指令値振幅制御部
４１によって位置指令値Ｐｒｅｆの振幅Ａが数％削減さ
れる。他の構成および動作は実施の形態１と同じである
ので、その説明は繰返さない。In step S18 ', the amplitude A of the position command value Pref is controlled and set by the position command value amplitude controller 41 such that the current maximum amplitude Anow of the pistons 12a and 12b matches the maximum amplitude target value Aref. . In step S27 ', the amplitude A of the position command value Pref is reduced by several percent by the position command value amplitude control unit 41. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and therefore description thereof will not be repeated.
【００６５】この実施の形態でも、実施の形態１と同じ
効果が得られる。 ［実施の形態３］図９は、この発明の実施の形態３によ
るリニアコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック
図である。In this embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. [Third Embodiment] FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a driving device for a linear compressor according to a third embodiment of the present invention.
【００６６】図９において、このリニアコンプレッサの
駆動装置が実施の形態１と異なる点は、制御装置５が制
御装置４２で置換され、構成の簡単化が図られている点
である。In FIG. 9, the driving device of this linear compressor differs from that of the first embodiment in that the control device 5 is replaced by a control device 42 to simplify the configuration.
【００６７】制御装置４２は、制御装置５の位置・速度
制御部３２を除去し、位置指令値生成部３０を電流指令
値基本値生成部４３で置換したものである。電流指令値
基本生成部４３は、メモリに格納されたサインテーブル
と、振幅Ａ′と、角周波数ω′と、シフト量Ｂ′と、式
Ｉｃ＝Ａ′ｓｉｎω′ｔ＋Ｂ′（正弦関数）とに基づい
て電流基本値Ｉｃを生成し、生成した電流基本値Ｉｃを
電流指令値生成部３２に与える。The control unit 42 is obtained by removing the position / speed control unit 32 of the control unit 5 and replacing the position command value generation unit 30 with a current command value basic value generation unit 43. The current command value basic generator 43 converts the sine table stored in the memory, the amplitude A ', the angular frequency ω', the shift amount B ', and the formula Ic = A'sin ω't + B' (sine function) into A current basic value Ic is generated based on the current value, and the generated current basic value Ic is provided to the current command value generation unit 32.
【００６８】電流指令値生成部３２は、電流指令値基本
値生成部４３で生成された電流基本値Ｉｃと、電流ゲイ
ンＧｉと、式Ｉｒｅｆ＝ＧｉＩｃとに基づいて電流指令
値Ｉｒｅｆを生成し、さらに電流指令値Ｉｒｅｆを制御
信号φｃに変換して電源３に与える。The current command value generator 32 generates a current command value Iref based on the current basic value Ic generated by the current command value basic value generator 43, the current gain Gi, and the formula Iref = GiIc. Further, current command value Iref is converted into control signal φc and applied to power supply 3.
【００６９】振幅中立位置制御部３７は位置指令値Ｐｒ
ｅｆのシフト量Ｂの代わりに電流流基本値Ｉｃのシフト
量Ｂ′を制御し、周波数制御部３８は位置指令値Ｐｒｅ
ｆの周波数の代わりに電流基本値Ｉｃの周波数を制御す
る。The amplitude neutral position control unit 37 calculates the position command value Pr.
The shift amount B ′ of the current flow basic value Ic is controlled instead of the shift amount B of the ef, and the frequency control unit 38 controls the position command value Pre.
The frequency of the basic current value Ic is controlled instead of the frequency of f.
【００７０】図１０および図１１は、図９で示したリニ
アモータの駆動装置の動作を示すタイムチャートであ
る。FIGS. 10 and 11 are time charts showing the operation of the linear motor driving device shown in FIG.
【００７１】ステップＳ３１において位置・速度検出部
３３によって位置データすなわち位置センサ４の出力Ｐ
ａの読込が行なわれ、ステップＳ３２において位置・速
度検出部３３によって位置現在値Ｐｎｏｗおよび速度現
在値Ｖｎｏｗが算出される。In step S 31, the position / speed detector 33 outputs position data, that is, the output P of the position sensor 4.
a is read, and in step S32, the position / speed detection unit 33 calculates the current position value Pnow and the current speed value Vnow.
【００７２】ステップＳ３３において電流指令値生成部
３２によって電流基本値Ｉｃと電流ゲインＧｉの積であ
る電流指令値Ｉｒｅｆが生成され、ステップＳ３４にお
いて電流指令値生成部３２から電流指令値Ｉｒｅｆに応
じた電流指令データすなわち制御信号φｃが電源３に出
力される。In step S33, the current command value generator 32 generates a current command value Iref which is the product of the current basic value Ic and the current gain Gi. In step S34, the current command value generator 32 responds to the current command value Iref. Current command data, that is, control signal φc is output to power supply 3.
【００７３】次にステップＳ３５で、電流指令値基本値
生成部４３において位置補正量および周波数設定値に基
づいて振幅Ａ′および角周波数ω′が生成され、さらに
サインテーブル、振幅Ａ′、シフト量Ｂ′および角周波
数ω′に基づいて電流基本値Ｉｃ＝Ａ′ｓｉｎω′ｔ＋
Ｂ′が生成される。Next, in step S35, the amplitude A 'and the angular frequency ω' are generated by the current command value basic value generation unit 43 based on the position correction amount and the frequency set value, and further, the sine table, the amplitude A ', and the shift amount Based on B ′ and angular frequency ω ′, basic current value Ic = A′sin ω′t +
B 'is generated.
【００７４】以下ステップＳ３６〜Ｓ５４は、図４およ
び図５で示したステップＳ１１〜Ｓ２９と同様であるの
で、その説明は繰返さない。Steps S36 to S54 are the same as steps S11 to S29 shown in FIGS. 4 and 5, and therefore description thereof will not be repeated.
【００７５】この実施の形態では、実施の形態１と同じ
効果が得られる他、制御装置の構成の簡単化が図られ
る。In this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the configuration of the control device can be simplified.
【００７６】なお、この実施の形態では、この発明が２
ピストン型のリニアコンプレッサ１に適用された例を示
したが、この発明のうち周波数を制御するときに振幅を
一旦減少させるものは、１ピストン型のリニアコンプレ
ッサに対しても有効である。Note that, in this embodiment, the present invention
Although an example in which the present invention is applied to the piston type linear compressor 1 has been described, the one of the present invention in which the amplitude is temporarily reduced when controlling the frequency is also effective for the one-piston type linear compressor.
【００７７】図１２は、１ピストン型リニアコンプレッ
サ５０の構成を示す断面図である。図１２において、こ
のリニアコンプレッサ５０は、シリンダ５１と、シリン
ダ５１内に往復動自在に嵌挿されたピストン５２と、ピ
ストン５２のヘッドとシリンダ５１の内壁端部で形成さ
れた圧縮室５３と、圧縮室５３のガス圧に応じて開閉す
る吸込バルブ５４および吐出バルブ５０とを備えてい
る。また、このリニアコンプレッサ５０は、ピストン５
２を往復動させるためのリニアモータ５６と、ピストン
５２を往復動自在に支持するためのピストンばね６１と
を備える。リニアモータ５６は、円筒状のヨーク部５７
と、巻回されたコイルを有する固定子５８，５９と、円
筒状の永久磁石を有する可動体６０とを含む。ヨーク部
５７は、シリンダ５１と同心に設けられ、その一端はシ
リンダ５１の一端に接合される。固定子５８はシリンダ
５１の外周壁に設けられ、固定子５９はヨーク部５７の
内周壁に設けられる。可動体６０は、固定子５８と５９
の間に往復動自在に挿入され、その一端はピストン５２
の一端に接合される。ピストンばね６１の周辺部はヨー
ク部５７の他端面に固定され、その中央部はピストン５
２の一端に固定される。FIG. 12 is a sectional view showing the structure of the one-piston linear compressor 50. 12, a linear compressor 50 includes a cylinder 51, a piston 52 reciprocally fitted in the cylinder 51, a compression chamber 53 formed by a head of the piston 52 and an end of an inner wall of the cylinder 51. A suction valve 54 and a discharge valve 50 that open and close according to the gas pressure of the compression chamber 53 are provided. Further, the linear compressor 50 includes a piston 5
2 includes a linear motor 56 for reciprocating the piston 2 and a piston spring 61 for supporting the piston 52 reciprocally. The linear motor 56 has a cylindrical yoke 57
And stators 58 and 59 having wound coils and a movable body 60 having a cylindrical permanent magnet. The yoke portion 57 is provided concentrically with the cylinder 51, and one end thereof is joined to one end of the cylinder 51. The stator 58 is provided on the outer peripheral wall of the cylinder 51, and the stator 59 is provided on the inner peripheral wall of the yoke 57. The movable body 60 includes the stators 58 and 59.
Between the piston 52 and one end thereof.
At one end. The peripheral portion of the piston spring 61 is fixed to the other end surface of the yoke portion 57, and the central portion is
2 is fixed to one end.
【００７８】ピストン５２は、ピストン５２および可動
体６０の重量、圧縮室５３のガスの圧力変動に基づくガ
スばねのばね定数、ピストンばね６１のばね定数などか
ら定まる共振周波数を有する。リニアモータ５６の固定
子５８，５９のコイルには、電源３から共振周波数の駆
動電流Ｉが供給される。The piston 52 has a resonance frequency determined by the weight of the piston 52 and the movable body 60, the spring constant of the gas spring based on the pressure fluctuation of the gas in the compression chamber 53, the spring constant of the piston spring 61, and the like. A drive current I having a resonance frequency is supplied from the power supply 3 to the coils of the stators 58 and 59 of the linear motor 56.
【００７９】なお、これらの部品５１〜６１は、防音・
防振のためマウントばね６２を介してケーシング６３内
に収容される。These parts 51 to 61 are soundproof and
It is housed in a casing 63 via a mount spring 62 for vibration isolation.
【００８０】電源３からリニアモータ５６の固定子５
８，５９のコイルに駆動電流Ｉが供給されると、可動体
６０の永久磁石に電磁力が作用し、可動体６０およびピ
ストン５２が往復動する。このピストン５２の往復動に
より、膨張ガスが吸込バルブ５４を介して圧縮室５３内
に吸込まれ、圧縮室５３内で生成された圧縮ガスが突出
バルブ５５を介して吐出される。From the power supply 3 to the stator 5 of the linear motor 56
When the drive current I is supplied to the coils 8 and 59, an electromagnetic force acts on the permanent magnet of the movable body 60, and the movable body 60 and the piston 52 reciprocate. By the reciprocating motion of the piston 52, the expansion gas is sucked into the compression chamber 53 via the suction valve 54, and the compressed gas generated in the compression chamber 53 is discharged via the protruding valve 55.
【００８１】[0081]
【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明で
は、位置指令手段が正弦関数に従ってピストンの位置を
指令し、位置検出値が位置指令値に一致するように電流
指令手段が電流指令値を生成し、電源は電流指令値に応
じた駆動電流をリニアモータに出力する。そして、周波
数制御手段は、電流指令値とピストン速度の位相差が許
容値を越えたとき、電流指令値および正弦関数のうちの
少なくとも一方を予め定められた割合に減少させるとと
もに、位相差がなくなるように正弦関数の周波数を制御
する。したがって、周波数制御の際には一旦ピストンの
振幅が小さくなるので、周波数の制御により効率が改善
されてもピストンの振幅が大きくなってピストンのヘッ
ドがシリンダ内壁端部に衝突することがない。As described above, according to the first aspect of the present invention, the position command means commands the position of the piston according to a sine function, and the current command means controls the current command so that the detected position value matches the position command value. The power supply outputs a drive current corresponding to the current command value to the linear motor. When the phase difference between the current command value and the piston speed exceeds the allowable value, the frequency control means reduces at least one of the current command value and the sine function to a predetermined ratio and eliminates the phase difference. So that the frequency of the sine function is controlled. Therefore, during the frequency control, the amplitude of the piston once decreases, so that even if the efficiency is improved by controlling the frequency, the amplitude of the piston increases and the piston head does not collide with the end of the inner wall of the cylinder.
【００８２】請求項２に係る発明では、電流指令手段が
正弦関数に従って電流指令値を生成し、ピストンの振幅
検出値が目標値に一致するように振幅制御手段が正弦関
数の振幅を制御し、電源は電流指令値に応じた駆動電流
をリニアモータに出力する。そして、周波数制御手段
は、電流指令値とピストン速度の位相差が許容値を越え
たとき、正弦関数の振幅を予め定められた割合に減少さ
せるとともに、位相差がなくなるように正弦関数の周波
数を制御する。したがって、請求項１に係る発明と同じ
効果が得られる他、構成の簡単化が図られる。In the invention according to claim 2, the current command means generates a current command value according to a sine function, and the amplitude control means controls the amplitude of the sine function so that the detected amplitude of the piston matches the target value. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. Then, when the phase difference between the current command value and the piston speed exceeds the allowable value, the frequency control means reduces the amplitude of the sine function to a predetermined ratio and changes the frequency of the sine function so that the phase difference disappears. Control. Therefore, the same effect as that of the first aspect can be obtained, and the configuration can be simplified.
【００８３】請求項３に係る発明では、位置指令手段が
正弦関数に従ってピストンの位置を指令し、位置検出値
が位置指令値に一致するように電流指令手段が電流指令
値を生成し、電源は電流指令値に応じた駆動電流をリニ
アモータに接続する。そして、振幅制御手段は、上死点
側振幅および下死点側振幅のうちのいずれか大きい方が
目標値に一致するように正弦関数の振幅および電流指令
値のうちの少なくとも一方を制御する。したがって、ピ
ストンの中立点が原点からずれても、ピストンのヘッド
がシリンダ内壁端部に衝突することはない。In the invention according to claim 3, the position command means commands the position of the piston in accordance with the sine function, the current command means generates the current command value so that the detected position value matches the position command value, and the power supply is The drive current corresponding to the current command value is connected to the linear motor. Then, the amplitude control means controls at least one of the amplitude of the sine function and the current command value such that the larger one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude matches the target value. Therefore, even if the neutral point of the piston deviates from the origin, the head of the piston does not collide with the inner wall end of the cylinder.
【００８４】請求項４に係る発明では、電流指令手段が
正弦関数に従って電流指令値を生成し、ピストンの振幅
検出値が目標値に一致するように振幅制御手段が正弦関
数の振幅を制御し、電源は電流指令値に応じた駆動電流
をリニアモータに出力する。そして、振幅制御手段は、
上死点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれか大き
い方が目標値に一致するように正弦関数の振幅を制御す
る。したがって、請求項３に係る発明と同じ効果が得ら
れる他、構成の簡単化が図られる。In the invention according to claim 4, the current command means generates a current command value according to a sine function, and the amplitude control means controls the amplitude of the sine function so that the detected amplitude of the piston matches the target value. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. And the amplitude control means,
The amplitude of the sine function is controlled such that the larger of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude matches the target value. Therefore, the same effect as that of the third aspect of the invention can be obtained, and the configuration can be simplified.
【００８５】請求項５に係る発明では、位置指令手段は
正弦関数に従ってピストンの位置を指令し、位置検出値
が位置指令値に一致するように電流指令手段が電流指令
値を生成し、電源は電流指令値に応じた駆動電流をリニ
アモータに出力する。そして、シフト量制御手段は、ピ
ストンの中立点の原点からのシフト量がなくなるように
正弦関数のシフト量を制御する。したがって、ピストン
の中立点の原点からのシフト量をなくすことができ、ピ
ストンのヘッドがシリンダ内壁端部に衝突することを防
止できる。また、リニアモータが２ピストン型の場合で
も、２つのピストンのヘッドクリアランスの双方を同等
に精度よく制御できる。In the invention according to claim 5, the position command means commands the position of the piston according to a sine function, the current command means generates the current command value so that the detected position value matches the position command value, and the power supply is A drive current corresponding to the current command value is output to the linear motor. Then, the shift amount control means controls the shift amount of the sine function so that the shift amount of the neutral point of the piston from the origin is eliminated. Therefore, the amount of shift of the neutral point of the piston from the origin can be eliminated, and it is possible to prevent the head of the piston from colliding with the end of the cylinder inner wall. Further, even when the linear motor is a two-piston type, both head clearances of the two pistons can be controlled equally accurately.
【００８６】請求項６に係る発明では、請求項５に係る
発明に、上死点側振幅および下死点側振幅を検出する振
幅検出手段と、上死点側振幅および下死点側振幅のうち
のいずれか大きい方が目標値に一致するように正弦関数
の振幅および電流指令値のうちの少なくとも一方を制御
する振幅制御手段とがさらに設けられる。したがって、
請求項３および５に係る発明と同じ効果が得られる。According to a sixth aspect of the present invention, in accordance with the fifth aspect of the present invention, there is provided an amplitude detecting means for detecting the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude, and the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude. Amplitude control means for controlling at least one of the amplitude of the sine function and the current command value such that the larger of the two coincides with the target value is further provided. Therefore,
The same effects as the third and fifth aspects can be obtained.
【００８７】請求項７に係る発明では、電流指令手段が
正弦関数に従って電流指令値を生成し、ピストンの振幅
検出値が目標値に一致するように振幅制御手段が正弦関
数の振幅を制御し、電源は電流指令値に応じた駆動電流
をリニアモータに出力する。そして、シフト量制御手段
は、ピストンの中立点の原点からのシフト量がなくなる
ように正弦関数のシフト量を制御する。したがって、請
求項５に係る発明と同じ効果が得られる他、構成の簡単
化が図られる。In the invention according to claim 7, the current command means generates a current command value according to a sine function, and the amplitude control means controls the amplitude of the sine function so that the detected amplitude of the piston matches the target value. The power supply outputs a drive current according to the current command value to the linear motor. Then, the shift amount control means controls the shift amount of the sine function so that the shift amount of the neutral point of the piston from the origin is eliminated. Therefore, the same effect as that of the invention according to claim 5 can be obtained, and the configuration can be simplified.
【００８８】請求項８に係る発明では、請求項７に係る
発明の振幅検出手段は上死点側振幅および下死点側振幅
を検出し、振幅制御手段は上死点側振幅および下死点側
振幅のうちのいずれか大きい方が目標値に一致するよう
に正弦関数の振幅を制御する。したがって、請求項４お
よび７に係る発明と同じ効果が得られる。According to an eighth aspect of the present invention, the amplitude detecting means of the seventh aspect detects the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude, and the amplitude control means detects the top dead center side amplitude and the bottom dead center amplitude. The amplitude of the sine function is controlled so that the larger one of the side amplitudes matches the target value. Therefore, the same effect as the inventions according to claims 4 and 7 can be obtained.
【図１】この発明の実施の形態１によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a linear compressor driving device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１に示したリニアコンプレッサの構成を示す
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the linear compressor shown in FIG.
【図３】図１に示した制御装置の主要部の構成を示すブ
ロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part of the control device shown in FIG. 1;
【図４】図３に示した制御装置の動作を示すフローチャ
ートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the control device illustrated in FIG. 3;
【図５】図４の分図である。FIG. 5 is a partial view of FIG. 4;
【図６】この発明の実施の形態２によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の制御装置の主要部を示すブロック図で
ある。FIG. 6 is a block diagram showing a main part of a control device of a linear compressor driving device according to a second embodiment of the present invention.
【図７】図６に示した制御装置の動作を示すフローチャ
ートである。FIG. 7 is a flowchart showing an operation of the control device shown in FIG. 6;
【図８】図７の分図である。FIG. 8 is a partial view of FIG. 7;
【図９】この発明の実施の形態３によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の制御装置の主要部の構成を示すブロッ
ク図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a main part of a control device of a linear compressor drive device according to Embodiment 3 of the present invention.
【図１０】図９に示した制御装置の動作を示すフローチ
ャートである。10 is a flowchart showing the operation of the control device shown in FIG.
【図１１】図１０の分図である。FIG. 11 is a partial view of FIG. 10;
【図１２】図９に示したリニアコンプレッサの駆動装置
の改良例を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing an improved example of the driving device for the linear compressor shown in FIG.
１，５０ リニアコンプレッサ ２ 駆動装置 ３ 電源 ４ 位置センサ ５，４０，４２ 制御装置 １１ａ，１１ｂ，５１ シリンダ １２ａ，１２ｂ，５２ ピストン ２０，５６ リニアモータ ３０ 位置指令値生成部 ３１ 位置・速度制御部 ３２ 電流指令値生成部 ３３ 位置・速度検出部 ３４ 上下死点検出部 ３５ 電流・速度位相差検出部 ３６ 電流ゲイン制御部 ３７ 振幅中立位置制御部 ３８ 周波数制御部 ４１ 位置指令値振幅制御部 ４３ 電流指令値基本値生成部 1,50 Linear compressor 2 Drive unit 3 Power supply 4 Position sensor 5,40,42 Control unit 11a, 11b, 51 Cylinder 12a, 12b, 52 Piston 20,56 Linear motor 30 Position command value generation unit 31 Position / speed control unit 32 Current command value generation unit 33 Position / speed detection unit 34 Vertical dead center detection unit 35 Current / speed phase difference detection unit 36 Current gain control unit 37 Amplitude neutral position control unit 38 Frequency control unit 41 Position command value amplitude control unit 43 Current command Value basic value generator
Claims (8)
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 電流指令値に応じた駆動電流を前記リニアモータに出力
する電源、 正弦関数に従って前記ピストンの前記シリンダ内におけ
る位置を指令する位置指令手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における位置を検出する
ための位置検出手段、 前記位置検出手段によって検出された位置が前記位置指
令手段によって指令された位置に一致するように前記電
流指令値を生成し前記電源に与える電流指令手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における速度を検出する
ための速度検出手段、 前記電流指令手段で生成された電流指令値と前記速度検
出手段によって検出された速度を示す値との位相差を検
出する位相差検出手段、および前記位相差検出手段によ
って検出された位相差が予め定められた許容値を越えた
ことに応じて、前記電流指令手段で生成される電流指令
値および前記位置指令手段で用いられる前記正弦関数の
振幅のうちの少なくとも一方を予め定められた割合に減
少させるとともに、前記位相差がなくなるように前記正
弦関数の周波数を制御する周波数制御手段を備える、リ
ニアコンプレッサの駆動装置。1. A drive device for a linear compressor which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, wherein the drive source outputs a drive current corresponding to a current command value to the linear motor, according to a sine function. Position instructing means for instructing the position of the piston in the cylinder, position detecting means for detecting the position of the piston in the cylinder, and the position detected by the position detecting means is instructed by the position instructing means. Current command means for generating the current command value to match the position and applying the current command value to the power supply; speed detection means for detecting the speed of the piston in the cylinder; and a current command value generated by the current command means. Phase difference detection for detecting a phase difference from a value indicating the speed detected by the speed detecting means. Output means, and in response to the phase difference detected by the phase difference detection means exceeding a predetermined allowable value, the current command value generated by the current command means and the current command value used by the position command means. A drive device for a linear compressor, comprising: frequency control means for reducing at least one of the amplitudes of a sine function to a predetermined ratio and controlling the frequency of the sine function so that the phase difference is eliminated.
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 電流指令値に応じた駆動電流を前記リニアモータに出力
する電源、 正弦関数に従って前記電流指令値を生成し前記電源に与
える電流指令手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における振幅を検出する
ための振幅検出手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における速度を検出する
ための速度検出手段、 前記電流指令手段で生成された電流指令値と前記速度検
出手段で検出された速度を示す値との位相差を検出する
位相差検出手段、 前記振幅検出手段によって検出された振幅が予め定めら
れた目標値に一致するように前記電流指令手段で用いら
れる前記正弦関数の振幅を制御する振幅制御手段、およ
び前記位相差検出手段によって検出された位相差が予め
定められた許容値を越えたことに応じて、前記電流指令
手段で用いられる前記正弦関数の振幅を予め定められた
割合に減少させるとともに、前記位相差がなくなるよう
に前記正弦関数の周波数を制御する周波数制御手段を備
える、リニアコンプレッサの駆動装置。2. A drive device for a linear compressor which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, wherein the power source outputs a drive current according to a current command value to the linear motor, according to a sine function. Current command means for generating the current command value and applying the current command value to the power supply; amplitude detection means for detecting the amplitude of the piston in the cylinder; speed detection means for detecting the speed of the piston in the cylinder; Phase difference detecting means for detecting a phase difference between a current command value generated by a current command means and a value indicating a speed detected by the speed detecting means, an amplitude detected by the amplitude detecting means being a predetermined target Amplitude control means for controlling the amplitude of the sine function used in the current command means so as to match the value, and When the phase difference detected by the phase difference detecting means exceeds a predetermined allowable value, the amplitude of the sine function used in the current command means is reduced to a predetermined ratio, and A driving device for a linear compressor, comprising: frequency control means for controlling the frequency of the sine function so as to eliminate the phase difference.
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 電流指令値に応じた駆動電流を前記リニアモータに出力
する電源、 正弦関数に従って前記ピストンの前記シリンダ内におけ
る位置を指令する位置指令手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における位置を検出する
ための位置検出手段、 前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ピストン
の上死点と原点の間の上死点側振幅と前記ピストンの下
死点と原点の間の下死点側振幅とを検出する振幅検出手
段、 前記位置検出手段によって検出された位置が前記位置指
令手段によって指令された位置に一致するように前記電
流指令値を生成し前記電源に与える電流指令手段、およ
び前記振幅検出手段によって検出された上死点側振幅お
よび下死点側振幅のうちのいずれか大きい方が予め定め
られた目標値に一致するように前記位置指令手段で用い
られる前記正弦関数の振幅および前記電流指令手段で生
成される電流指令値のうち少なくとも一方を制御する振
幅制御手段を備える、リニアコンプレッサの駆動装置。3. A drive device for a linear compressor which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, wherein the drive source outputs a drive current corresponding to a current command value to the linear motor, according to a sine function. Position command means for commanding the position of the piston in the cylinder, position detection means for detecting the position of the piston in the cylinder, and top dead center of the piston based on the detection result of the position detection means. Amplitude detection means for detecting the top dead center side amplitude between the origin and the bottom dead center side amplitude between the bottom dead center of the piston and the origin, the position detected by the position detection means being instructed by the position command means Current command means for generating and giving the current command value to the power supply so as to coincide with the set position, and the amplitude detection means The amplitude of the sine function and the current command means used by the position command means so that the larger one of the output top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude matches a predetermined target value. A linear compressor driving device, comprising: an amplitude control means for controlling at least one of the current command values generated in the step (a).
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 電流指令値に応じた駆動電流を前記リニアモータに出力
する電源、 正弦関数に従って前記電流指令値を生成し前記電源に与
える電流指令手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における位置を検出する
ための位置検出手段、 前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ピストン
の上死点と原点の間の上死点側振幅と前記ピストンの下
死点と原点の間の下死点側振幅とを検出する振幅検出手
段、および前記振幅検出手段によって検出された上死点
側振幅および下死点側振幅のうちのいずれか大きい方が
予め定められた目標値に一致するように前記電流指令手
段で用いられる前記正弦関数の振幅を制御する振幅制御
手段を備える、リニアコンプレッサの駆動装置。4. A drive device for a linear compressor that generates a compressed gas by causing a piston to reciprocate in a cylinder by a linear motor, wherein a power source that outputs a drive current corresponding to a current command value to the linear motor is provided according to a sine function. A current command unit that generates the current command value and supplies the power to the power supply; a position detection unit for detecting a position of the piston in the cylinder; a top dead center of the piston based on a detection result of the position detection unit. Amplitude detecting means for detecting the top dead center side amplitude between the origin and the bottom dead center side amplitude between the bottom dead center of the piston and the origin, and the top dead center side amplitude and the bottom detected by the amplitude detecting means. The amplitude of the sine function used in the current command means is controlled so that the larger of the dead-side amplitudes matches a predetermined target value. Comprises width control means, the linear compressor driving apparatus.
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 電流指令値に応じた駆動電流を前記リニアモータに出力
する電源、 正弦関数に従って前記ピストンの前記シリンダ内におけ
る位置を指令する位置指令手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における位置を検出する
ための位置検出手段、 前記位置検出手段によって検出された位置が前記位置指
令手段によって指令された位置に一致するように前記電
流指令値を生成し前記電源に与える電流指令手段、 前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ピストン
の中立点の原点からのシフト量を検出するシフト量検出
手段、および前記シフト量検出手段によって検出された
シフト量がなくなるように前記位置指令手段で用いられ
る前記正弦関数のシフト量を制御するシフト量制御手段
を備える、リニアコンプレッサの駆動装置。5. A driving device for a linear compressor which generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, wherein the power source outputs a driving current according to a current command value to the linear motor, according to a sine function. Position instructing means for instructing the position of the piston in the cylinder, position detecting means for detecting the position of the piston in the cylinder, and the position detected by the position detecting means is instructed by the position instructing means. Current command means for generating the current command value so as to match a position and applying the current command value to the power supply; shift amount detecting means for detecting a shift amount of the neutral point of the piston from an origin based on a detection result of the position detecting means And the position finger so that the shift amount detected by the shift amount detecting means disappears. Comprising a shift amount control means for controlling the shift amount of the sine function used in unit, the linear compressor driving apparatus.
基づいて、前記ピストンの上死点と原点の間の上死点側
振幅と前記ピストンの下死点と原点の間の下死点側振幅
とを検出する振幅検出手段、および前記振幅検出手段に
よって検出された上死点側振幅および下死点側振幅のう
ちのいずれか大きい方が予め定められた目標値に一致す
るように前記位置指令手段で用いられる前記正弦関数の
振幅および前記電流指令手段で生成される電流指令値の
うちの少なくとも一方を制御する振幅制御手段を備え
る、請求項５に記載のリニアコンプレッサの駆動装置。6. A top dead center side amplitude between the top dead center and the origin of the piston and a bottom dead center side between the bottom dead center and the origin of the piston based on a detection result of the position detecting means. Amplitude detecting means for detecting the amplitude, and the position such that the larger one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the amplitude detecting means is equal to a predetermined target value. The linear compressor drive device according to claim 5, further comprising an amplitude control unit that controls at least one of an amplitude of the sine function used by the instruction unit and a current instruction value generated by the current instruction unit.
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 電流指令値に応じた駆動電流を前記リニアモータに出力
する電源、 正弦関数に従って前記電流指令値を生成し前記電源に与
える電流指令手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における位置を検出する
ための位置検出手段、 前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ピストン
の振幅を検出する振幅検出手段、 前記位置検出手段の検出結果に基づいて、前記ピストン
の中立点の原点からのシフト量を検出するシフト量検出
手段、 前記振幅検出手段によって検出された振幅が予め定めら
れた目標値に一致するように前記電流指令手段で用いら
れる前記正弦関数の振幅を制御する振幅制御手段、およ
び前記シフト量検出手段によって検出されたシフト量が
なくなるように前記電流指令手段で用いられる前記正弦
関数のシフト量を制御するシフト量制御手段を備える、
リニアコンプレッサの駆動装置。7. A driving device for a linear compressor that generates a compressed gas by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor, wherein the power source outputs a driving current according to a current command value to the linear motor, according to a sine function. Current command means for generating the current command value and applying the current command value to the power supply; position detecting means for detecting a position of the piston in the cylinder; detecting an amplitude of the piston based on a detection result of the position detecting means. Amplitude detection means, shift amount detection means for detecting a shift amount of the neutral point of the piston from the origin based on a detection result of the position detection means, an amplitude detected by the amplitude detection means being a predetermined target value. Amplitude control means for controlling the amplitude of the sine function used in the current command means so as to match Shift amount control means for controlling the shift amount of the sine function used in the current command means so that the shift amount detected by the shift amount detection means disappears,
Drive unit for linear compressor.
の検出結果に基づいて、前記ピストンの上死点と原点の
間の上死点側振幅と前記ピストンの下死点と原点の間の
下死点側振幅とを検出し、 前記振幅制御手段は、前記振幅検出手段によって検出さ
れた上死点側振幅および下死点側振幅のうちのいずれか
大きい方が予め定められた目標値に一致するように前記
電流指令手段で用いられる前記正弦関数の振幅を制御す
る、請求項７に記載のリニアコンプレッサの駆動装置。8. An amplitude detector according to claim 1, wherein said amplitude detector detects a top dead center side amplitude between a top dead center of said piston and an origin and a bottom dead center between said piston and said origin based on a detection result of said position detection means. Bottom dead center side amplitude and the amplitude control means, the larger one of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the amplitude detecting means is set to a predetermined target value. The driving device for a linear compressor according to claim 7, wherein the amplitude of the sine function used in the current command means is controlled so as to match.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26844696A JP3177457B2 (en) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | Drive unit for linear compressor |
| US08/840,463 US5980211A (en) | 1996-04-22 | 1997-04-18 | Circuit arrangement for driving a reciprocating piston in a cylinder of a linear compressor for generating compressed gas with a linear motor |
| KR1019970014796A KR100449128B1 (en) | 1996-04-22 | 1997-04-21 | Driving device for linear compressor |
| CN97109762A CN1168965A (en) | 1996-04-22 | 1997-04-22 | Driving apparatus for linear compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26844696A JP3177457B2 (en) | 1996-10-09 | 1996-10-09 | Drive unit for linear compressor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10115290A true JPH10115290A (en) | 1998-05-06 |
| JP3177457B2 JP3177457B2 (en) | 2001-06-18 |
Family
ID=17458627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26844696A Expired - Lifetime JP3177457B2 (en) | 1996-04-22 | 1996-10-09 | Drive unit for linear compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3177457B2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002013484A (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Drive control device for linear compressor |
| JP2002161863A (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Piston collision prevention control method for linear compressor |
| KR100367608B1 (en) * | 2000-11-29 | 2003-01-14 | 엘지전자 주식회사 | Driving control apparatus for linear compressor |
| KR100378817B1 (en) * | 2000-11-29 | 2003-04-07 | 엘지전자 주식회사 | Phase angle control apparatus for linear compressor |
| JP2006046219A (en) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Daikin Ind Ltd | Compressor, device and method for controlling compressor, air conditioner and method for controlling the same |
| JP2007228797A (en) * | 2002-09-10 | 2007-09-06 | Lg Electronics Inc | Reciprocating type motor |
| CN100351519C (en) * | 2003-08-04 | 2007-11-28 | 三星电子株式会社 | Linear compressor and device for controlling same |
-
1996
- 1996-10-09 JP JP26844696A patent/JP3177457B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002013484A (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Sanyo Electric Co Ltd | Drive control device for linear compressor |
| KR100367608B1 (en) * | 2000-11-29 | 2003-01-14 | 엘지전자 주식회사 | Driving control apparatus for linear compressor |
| KR100378817B1 (en) * | 2000-11-29 | 2003-04-07 | 엘지전자 주식회사 | Phase angle control apparatus for linear compressor |
| JP2002161863A (en) * | 2000-11-30 | 2002-06-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Piston collision prevention control method for linear compressor |
| JP2007228797A (en) * | 2002-09-10 | 2007-09-06 | Lg Electronics Inc | Reciprocating type motor |
| CN100351519C (en) * | 2003-08-04 | 2007-11-28 | 三星电子株式会社 | Linear compressor and device for controlling same |
| JP2006046219A (en) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Daikin Ind Ltd | Compressor, device and method for controlling compressor, air conditioner and method for controlling the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3177457B2 (en) | 2001-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5980211A (en) | Circuit arrangement for driving a reciprocating piston in a cylinder of a linear compressor for generating compressed gas with a linear motor | |
| US6960893B2 (en) | Driving apparatus of a linear motor | |
| US5897296A (en) | Vibrating compressor | |
| JP3738062B2 (en) | Linear compressor drive unit | |
| US20050271526A1 (en) | Reciprocating compressor, driving unit and control method for the same | |
| JP3177443B2 (en) | Drive unit for linear compressor | |
| KR20030047784A (en) | Driving apparatus of a linear compressor | |
| JP3869632B2 (en) | Linear compressor drive controller | |
| JP3177457B2 (en) | Drive unit for linear compressor | |
| JP3869481B2 (en) | Linear compressor drive unit | |
| JP3469777B2 (en) | Control device for linear compressor | |
| JP3762469B2 (en) | Linear compressor drive unit | |
| JP3177459B2 (en) | Drive unit for linear compressor | |
| JP3768064B2 (en) | Linear compressor drive unit | |
| JP2002044977A (en) | Drive device for linear compressor | |
| JPH09126147A (en) | Drive device for linear compressor | |
| JPH09250449A (en) | Vibration type compressor | |
| JP3177448B2 (en) | Drive unit for linear compressor | |
| JPH1026076A (en) | Linear compressor | |
| JPH09126145A (en) | Drive device for linear compressor | |
| JP3759571B2 (en) | Control device for linear motor drive reciprocating mechanism | |
| JP3469779B2 (en) | Control device for linear motor driven reciprocating mechanism | |
| JP3177460B2 (en) | Drive unit for linear compressor | |
| JP3118413B2 (en) | Drive unit for linear compressor | |
| JP2001090661A (en) | Device and method for controlling drive of linear compressor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010327 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090406 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100406 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110406 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120406 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130406 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140406 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |