BR102016025269B1

BR102016025269B1 - Compressor linear e método para controlar o mesmo

Info

Publication number: BR102016025269B1
Application number: BR102016025269-5A
Authority: BR
Inventors: Jongyoon Choi; Donghyun Kim; Wooyoung JUNG; Dowon KANG; Hyeongseok KIM
Original assignee: Lg Electronics Inc
Priority date: 2015-10-28
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2022-10-18
Also published as: US20170122307A1; KR20170049277A; EP3336354A1; US10221846B2; CN106989002A; EP3336354B1; EP3163078B1; CN106989002B; BR102016025269A2; EP3163078A1

Abstract

COMPRESSOR LINEAR E MÉTODO PARA CONTROLAR O MESMO. A presente invenção apresenta um compressor linear capaz de reduzir o ruído e os custos de fabricação, o compressor linear compreendendo um pistão para executar um movimento alternado dentro de um cilindro, um motor linear para suprir uma força de acionamento para o movimento do pistão, uma unidade de detecção para detectar a tensão do motor e a corrente do motor associadas com o motor, uma chapa de válvula fornecida em uma extremidade do cilindro para ajustar a descarga de um refrigerante comprimido no cilindro, uma unidade de mudança da pressão para mudar a taxa de variação da pressão aplicada no pistão antes que o pistão alcance a chapa de válvula durante o movimento alternado e um controlador para determinar se a taxa de variação da pressão aplicada no pistão alterou ou não usando a tensão do motor e a corrente do motor detectadas, e controlar o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no resultado da determinação.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[001] Esse relatório descritivo se refere a um compressor linear e a um método para controlar o mesmo, e mais particularmente, a um compressor capaz de reduzir o ruído controlando um movimento de um pistão em uma maneira prevenindo a colisão do pistão com uma unidade de descarga de um cilindro sem a adição de um sensor separado, e a um método para controlar o mesmo.

2. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[002] Em geral, um compressor é um aparelho de conversão da energia mecânica em energia de compressão do fluido compressível e constitui uma parte de um dispositivo de refrigeração, por exemplo, um refrigerador, um ar condicionado e semelhantes.

[003]Compressores são classificados aproximadamente em um compressor alternado, um compressor rotativo e um compressor espiral. O compressor alternado é configurado, tal que o espaço de compressão para sugar e descarregar o gás de operação é formado entre um pistão e um cilindro e um refrigerante é comprimido, à medida que o pistão alterna linearmente no cilindro. O compressor rotativo é configurado, tal que o espaço de compressão para sugar e descarregar o gás de operação é formado entre um rolete giratório de forma excêntrica e um cilindro e um refrigerante é comprimido, à medida que o rolete gira de forma excêntrica ao longo de uma parede interna do cilindro. O compressor espiral é configurado, tal que o espaço de compressão para sugar e descarregar o gás de operação é formado entre uma espiral orbitante e uma espiral fixa e um refrigerante é comprimido, à medida que a espiral orbitante gira ao longo da espiral fixa.

[004]O compressor alternado suga, comprime e descarrega o refrigerante linearmente alternando o pistão dentro do cilindro. O compressor alternado é classificado em um tipo recíproco e um tipo linear de acordo com um método de acionamento do pistão.

[005]O tipo recíproco se refere a um tipo de compressor alternado para conversão do movimento rotativo de um motor em um movimento alternado linear pelo acoplamento do motor em um eixo de manivelas e acoplamento de um pistão no eixo de manivelas. Por outro lado, o tipo linear se refere a um tipo de compressor alternado para alternação de um pistão usando um movimento linear de um motor de movimento linear pela conexão do pistão em um movedor do motor.

[006]O compressor alternado inclui uma unidade de motor gerando uma força de acionamento e uma unidade de compressão comprimindo o fluido recebendo a força de acionamento da unidade do motor. Um motor é geralmente usado como a unidade do motor e especificamente o compressor alternado do tipo linear usa um motor linear.

[007]O motor linear gera diretamente uma força de acionamento linear e, assim, não exige um dispositivo de conversão mecânica e uma estrutura complicada. Também, o motor linear pode reduzir a perda devido à conversão de energia e notavelmente reduz o ruído em virtude da não existência de uma porção de conexão da qual atrito e abrasão são causados. Também, quando o compressor alternado do tipo linear (a seguir, chamado como um compressor linear) é aplicado em um refrigerador ou condição de ar, a relação de compressão pode variar alterando a tensão do curso aplicada no compressor linear. Dessa forma, o compressor pode também ser usado para um controle da variação da capacidade de congelamento.

[008] Enquanto isso, no compressor linear, desde que o pistão é alternado sem ser mecanicamente travado dentro do cilindro, o pistão pode colidir com (ou ser estatelado em) uma parede do cilindro quando uma tensão excessiva é aplicada repentinamente, ou a compressão pode não ser apropriadamente executada quando o pistão não consegue se mover para frente devido a uma grande carga. Portanto, um dispositivo de controle para controlar o movimento do pistão em resposta a uma variação da carga ou tensão é necessário.

[009] Em geral, um dispositivo de controle do compressor executa um controle de realimentação detectando a tensão e a corrente aplicadas em um motor do compressor e estimando um curso em uma maneira sem sensor. Nesse caso, o dispositivo de controle do compressor inclui um triac ou um inversor para controlar o compressor.

[010]O compressor linear executando o controle de realimentação pode detectar um centro morto superior (TDC) do pistão somente depois que o pistão colide com uma válvula de descarga fornecida em uma unidade de descarga do cilindro, dessa maneira gerando o ruído devido à colisão entre o pistão e a válvula de descarga. Isto é, quando o pistão colide com a válvula de descarga no compressor linear geral, uma estimativa do curso é executada para determinar que o pistão alcança o TDC do cilindro. Dessa forma, o ruído de colisão entre o pistão e a válvula de descarga é inevitável.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[011] Portanto, um aspecto da descrição detalhada é apresentar um compressor linear capaz de reduzir o ruído prevenindo a colisão entre um pistão e uma válvula de descarga mesmo sem utilizar um sensor separado, e a um método para controlar o mesmo.

[012]Outro aspecto da descrição detalhada é apresentar um compressor linear capaz de executar uma operação de alta eficiência enquanto reduzindo o ruído, e um método para controlar o mesmo.

[013]Outro aspecto da descrição detalhada é apresentar um compressor linear capaz de reduzir a geração do ruído e os custos de fabricação.

[014] Para atingir essas e outras vantagens e de acordo com a finalidade desse relatório descritivo, como representado e amplamente descrito aqui, é apresentado um compressor linear, incluindo um pistão para executar um movimento alternado dentro de um cilindro, um motor linear para suprir uma força de acionamento para o movimento do pistão, uma unidade de detecção para detectar uma tensão do motor e uma corrente do motor associadas com o motor, uma chapa de válvula fornecida em uma extremidade do cilindro para ajustar a descarga de um refrigerante comprimido no cilindro, uma unidade de mudança da pressão para mudar a taxa de variação da pressão aplicada no pistão antes que o pistão alcance a chapa de válvula durante o movimento alternado e um controlador para determinar se a taxa de variação da pressão aplicada no pistão alterou ou não usando a tensão do motor e a corrente do motor detectadas, e controlar o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no resultado da determinação.

[015] Em uma modalidade revelada aqui, o compressor linear pode incluir um estimador de curso para estimar um curso do pistão usando a tensão do motor e a corrente do motor detectadas e o controlador pode controlar o motor com base na diferença de fase entre o curso estimado e a corrente do motor.

[016] Em uma modalidade revelada aqui, o controlador pode calcular um parâmetro associado com um movimento do pistão em tempo real usando o curso estimado e a corrente do motor detectada, e controlar o motor com base em um ponto do tempo no qual o parâmetro calculado forma um ponto de inflexão.

[017] Em uma modalidade revelada aqui, o compressor linear pode ainda incluir uma memória para armazenar a informação relacionada com pelo menos uma equação de transformação para calcular o parâmetro, e o controlador pode calcular o parâmetro em tempo real usando a informação armazenada relacionada com a equação de transformação e o curso estimado.

[018] Em uma modalidade revelada aqui, o parâmetro calculado pela equação de transformação pode formar o ponto de inflexão em um ponto do tempo no qual a taxa de variação da pressão aplicada no pistão muda antes que o pistão alcance o centro morto superior (TDC).

[019] Em uma modalidade revelada aqui, quando a informação relacionada com uma pluralidade de equações de transformação é armazenada na memória, o controlador pode comparar uma pluralidade de variáveis de controle transformadas pela pluralidade de equações de transformação e acionar o motor com base no resultado da comparação.

[020] Em uma modalidade revelada aqui, o controlador pode acionar o motor para trocar a direção de movimento do pistão quando pelo menos uma da pluralidade de variáveis de controle transformadas pela pluralidade de equações de transformação forma um ponto de inflexão.

[021] Em uma modalidade revelada aqui, o controlador pode detectar um primeiro ponto do tempo no qual o ponto de inflexão do parâmetro calculado é formado, e controlar o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no primeiro ponto do tempo detectado.

[022] Em uma modalidade revelada aqui, o controlador pode controlar o motor para trocar a direção de movimento do pistão depois de um lapso de um intervalo de tempo predefinido do primeiro ponto do tempo detectado.

[023] Em uma modalidade revelada aqui, o controlador pode detectar uma taxa de variação do parâmetro calculado em tempo real, e determinar que um segundo ponto do tempo no qual a taxa de variação detectada muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto do tempo no qual o ponto de inflexão é formado.

[024] Em uma modalidade revelada aqui, a equação de transformação armazenada pode ser Y = ^X, onde Y pode representar o parâmetro calculado e X pode representar o curso estimado.

[025] Em uma modalidade revelada aqui, a equação de transformação armazenada pode ser Y = α-X, onde Y pode representar o parâmetro calculado, X pode representar o curso estimado e α pode representar uma constante predefinida.

[026] Em uma modalidade revelada aqui, a unidade de mudança da pressão pode incluir uma ranhura rebaixada formada dentro do cilindro.

[027] Em uma modalidade revelada aqui, a chapa de válvula pode ser fixada em uma extremidade do cilindro.

[028] Para atingir essas e outras vantagens e de acordo com a finalidade desse relatório descritivo, como representado e amplamente descrito aqui, é apresentado um método para controlar um compressor linear, em um compressor incluindo um pistão para executar um movimento alternado dentro de um cilindro, um motor linear para suprir uma força de acionamento para o movimento do pistão e uma chapa de válvula fornecida em uma extremidade do cilindro para ajustar a descarga de um refrigerante comprimido no cilindro, o método incluindo detectar uma corrente do motor e uma tensão do motor do compressor enquanto o pistão executa um movimento alternado linear, determinar se a taxa de variação da pressão aplicada no pistão alterou ou não usando a tensão do motor e a corrente do motor detectadas e controlar o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no resultado da determinação.

[029] Em uma modalidade revelada aqui, o método pode ainda incluir calcular um parâmetro associado com um movimento do pistão em tempo real usando um curso estimado do pistão e a corrente do motor detectada. O controle do motor pode incluir trocar a direção de movimento do pistão antes que o pistão colida com a chapa de válvula, com base em um ponto do tempo no qual o parâmetro calculado forma um ponto de inflexão.

[030] Em uma modalidade revelada aqui, o compressor pode ainda incluir uma memória para armazenar a informação relacionada com pelo menos uma equação de transformação para calcular o parâmetro e o cálculo do parâmetro pode incluir calcular o parâmetro em tempo real usando a informação armazenada relacionada com a equação de transformação e o curso estimado.

[031] Em uma modalidade revelada aqui, o parâmetro calculado pela equação de transformação pode formar o ponto de inflexão em um ponto do tempo no qual a taxa de variação da pressão aplicada no pistão muda antes que o pistão alcance um centro morto superior (TDC).

[032] Em uma modalidade revelada aqui, o método pode ainda incluir comparar uma pluralidade de variáveis de controle transformadas por uma pluralidade de equações de transformação quando a informação relacionada com a pluralidade de equações de transformação está armazenada na memória e acionar o motor com base no resultado da comparação.

[033] Em uma modalidade revelada aqui, o método pode ainda incluir detectar um ponto do tempo no qual o ponto de inflexão do parâmetro calculado é formado, e trocar a direção de movimento do pistão depois de um lapso de um intervalo de tempo predefinido do ponto do tempo detectado.

[034] Escopo adicional de aplicabilidade do presente pedido se tornará mais evidente pela descrição detalhada dada a seguir. Entretanto, deve ser entendido que a descrição detalhada e os exemplos específicos, embora indicando modalidades preferidas da invenção, são dados por meio de ilustração somente, desde que várias mudanças e modificações dentro do espírito e do escopo da invenção se tornarão evidentes para aqueles versados na técnica pela descrição detalhada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[035]Os desenhos acompanhantes, que são incluídos para proporcionar um entendimento adicional da invenção e são incorporados e constituem uma parte desse relatório descritivo, ilustram modalidades exemplares e juntos com a descrição servem para explicar os princípios da invenção.

[036] Nos desenhos: A figura 1A é uma vista conceitual ilustrando um exemplo de um compressor alternado do tipo recíproco geral, A figura 1B é uma vista conceitual ilustrando um exemplo de um compressor alternado do tipo linear geral, A figura 1C é um gráfico mostrando vários parâmetros usados no controle do TDC do compressor linear geral, A figura 2 é um diagrama de blocos dos componentes do compressor linear, As figuras 3A e 3C são vistas conceituais ilustrando uma modalidade de um compressor linear de acordo com a presente invenção, A figura 4A é uma vista seccional do compressor linear de acordo com a presente invenção, A figura 4B é uma vista conceitual ilustrando componentes de uma unidade de descarga incluída no compressor linear de acordo com a presente invenção, As figuras 5A a 5C são vistas conceituais ilustrando gráficos mostrando vários parâmetros usados para controlar o compressor linear de acordo com a presente invenção, A figura 6 é uma vista conceitual ilustrando um exemplo de uma unidade de mudança da pressão do compressor linear de acordo com a presente invenção e A figura 7 é um fluxograma ilustrando uma modalidade relacionada com um método para controlar um compressor linear de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[037]A seguir, será dada uma descrição em detalhes das modalidades reveladas aqui com referência aos desenhos acompanhantes. Deve ser observado que os termos tecnológicos usados aqui são meramente usados para descrever uma modalidade específica, mas não para limitar a presente invenção. Também, a menos que particularmente definido de outra forma, os termos tecnológicos usados aqui devem ser interpretados como um significado que é geralmente entendido por aqueles versados na técnica a qual a invenção pertence e não devem ser interpretados muito amplamente ou muito estreitamente. Além do que, se os termos tecnológicos usados aqui são termos errados incapazes de corretamente expressar o espírito da invenção, então eles devem ser substituídos por termos tecnológicos que são apropriadamente entendidos por aqueles versados na técnica. Além disso, os termos gerais usados nessa invenção devem ser interpretados com base na definição do dicionário, ou no contexto, e não devem ser interpretados muito amplamente ou muito estreitamente.

[038]A seguir, um exemplo de um compressor alternado do tipo recíproco geral será descrito com referência à figura 1A.

[039]Como já mencionado, um motor instalado no compressor alternado do tipo recíproco pode ser acoplado em um eixo de manivela 1a, de modo a converter o movimento rotativo do motor em um movimento alternado linear.

[040]Como ilustrado na figura 1A, um pistão disposto no compressor alternado do tipo recíproco pode executar um movimento alternado linear dentro de uma faixa de posição predefinida de acordo com uma especificação do eixo de manivela ou uma especificação de uma biela conectando o pistão no eixo de manivela.

[041] Portanto, para projetar o compressor do tipo recíproco, quando as especificações do eixo de manivela e da biela são decididas dentro de uma faixa de um TDC, o pistão não colide com a unidade de descarga 2a disposta em uma extremidade do cilindro, mesmo sem aplicar um algoritmo de controle do motor separado.

[042] Nesse caso, a unidade de descarga 2a disposta no compressor do tipo recíproco pode ser fixada no cilindro. Por exemplo, a unidade de descarga 2a pode ser configurada como uma chapa de válvula.

[043] Entretanto, ao contrário de um compressor do tipo linear a ser explicado mais tarde, o compressor do tipo recíproco gera atrito entre o eixo de manivela, a biela e o pistão e assim tem mais fatores gerando o atrito do que o compressor do tipo linear.

[044]A figura 1B ilustra um exemplo de um compressor alternado do tipo linear geral. Também, a figura 1C é um gráfico mostrando vários parâmetros usados no controle do TDC do compressor linear geral.

[045]Comparando as figuras 1A e 1B, ao contrário do tipo recíproco de implementação de movimento linear por um motor conectado com o eixo de manivela e a biela, o compressor do tipo linear alterna o pistão usando um movimento linear de um motor de movimento linear pela conexão do pistão em um movedor do motor.

[046]Como ilustrado na figura 1B, um membro elástico 1b pode ser conectado entre um cilindro e um pistão de um compressor do tipo linear. O pistão pode executar o movimento alternado linear por um motor linear. Um controlador do compressor linear pode controlar o motor linear para trocar a direção de movimento do pistão.

[047] Em mais detalhes, o controlador do compressor linear ilustrado na figura 1B pode determinar um ponto do tempo no qual o pistão colide com uma unidade de descarga 2b como um ponto do tempo no qual o pistão alcança o TDC e, dessa forma, controlar o motor linear para converter a direção de movimento do pistão.

[048]Com referência à figura 1C junto com a figura 1B, os gráficos associados com o compressor linear geral são mostrados. Em detalhes, como ilustrado na figura 1C, a diferença de fase θ entre uma corrente do motor i e um curso x do pistão forma um ponto de inflexão em um ponto do tempo no qual o pistão alcança o TDC.

[049]O controlador do compressor linear geral pode detectar uma corrente do motor i usando um sensor de corrente, detectar uma tensão do motor (não ilustrada) usando um sensor de tensão e estimar um curso x com base na corrente do motor e tensão do motor detectadas. Dessa forma, o controlador pode calcular a diferença de fase θ entre a corrente do motor i e o curso x. Quando a diferença de fase θ gera (forma) um ponto de inflexão, o controlador pode determinar que o pistão alcança o TDC e, assim, controlar o motor linear, tal que a direção de movimento do pistão é trocada. A seguir, a operação na qual o controlador do compressor linear controla o motor, tal que o pistão não se move sobre o TDC para impedir a colisão entre o pistão e a unidade de descarga disposta em uma extremidade do cilindro é citada como “controle do TDC da técnica relacionada”.

[050]Quando o controle do TDC da técnica relacionada do compressor linear ilustrado nas figuras 1B a 1C é executado, a colisão entre o pistão e a unidade de descarga é inevitável. Essa colisão acarreta a geração de ruído.

[051]Também, como ilustrado na figura 1B, o compressor linear geral executando o controle do TDC da técnica relacionada pode ser fornecido com a unidade de descarga 2b tendo o membro elástico. Isto é, desde que o controle do TDC da técnica relacionada causa inevitavelmente a colisão entre o pistão e a unidade de descarga 2b, o membro elástico conectado em uma porção da unidade de descarga 2b é fornecido. A unidade de descarga 2b fica mais pesada e mais cara do que a unidade de descarga 2a incluída no compressor recíproco.

[052] Para resolver esses problemas, um compressor de acordo com a presente invenção pode incluir uma unidade de descarga configurada como uma chapa de válvula. Nesse caso, para o compressor incluindo a unidade de descarga configurada como a chapa de válvula, o cilindro e a chapa de válvula são fixamente acoplados entre si e assim o controle do TDC da técnica relacionada não pode ser aplicado. Isto é, no controle do TDC da técnica relacionada do compressor, a colisão entre a unidade de descarga e o pistão é inevitavelmente causada como uma precondição. Portanto, um método de controle do TDC diferente do controle do TDC relacionado é necessário para o compressor de acordo com a presente invenção, no qual a chapa de válvula é fixada em uma extremidade do cilindro.

[053]O compressor de acordo com a presente invenção pode incluir uma unidade de mudança da pressão para trocar a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão antes que o pistão alcance a chapa de válvula durante um movimento alternado. Também, o controlador do compressor linear pode detectar um ponto do tempo no qual a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda, e controlar o pistão para não colidir com a chapa de válvula com base no ponto do tempo detectado.

[054] Especificamente, no controle do TDC da técnica relacionada, um ponto no tempo no qual uma variável associada com a diferença de fase entre a corrente do motor e o curso do pistão forma o ponto de inflexão é detectado, e determina se o pistão alcança ou não o TDC. Entretanto, é difícil detectar a mudança na pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão, que é gerada pela unidade de mudança da pressão, meramente pelo uso da variável associada com a diferença de fase.

[055] Portanto, o controlador do compressor linear de acordo com a presente invenção pode gerar um novo parâmetro pela aplicação de uma corrente do motor e tensão do motor detectadas em tempo real em uma equação de transformação predefinida, de modo a determinar se a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão mudou pela unidade de mudança da pressão.

[056]A seguir, a configuração da presente invenção para resolver esses problemas e os efeitos consequentemente obtidos serão descritos.

[057]A seguir, será fornecida uma descrição com referência à figura 2 que ilustra uma modalidade relacionada com componentes de um compressor linear de acordo com a presente invenção.

[058]A figura 2 é um diagrama de blocos ilustrando uma configuração de um dispositivo de controle para um compressor alternado de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[059]Como ilustrado na figura 2, um dispositivo de controle para um compressor alternado de acordo com uma modalidade da presente invenção pode incluir uma unidade de detecção que sente (detecta) uma corrente do motor e uma tensão do motor associadas com um motor.

[060] Em detalhes, como ilustrado na figura 2, a unidade de detecção pode incluir um detector de tensão 21 que detecta uma tensão do motor aplicada no motor e um detector de corrente 22 que detecta uma corrente do motor aplicada no motor. O detector de tensão 21 e o detector de corrente 22 podem transferir a informação relacionada com a tensão do motor e a corrente do motor detectadas para um controlador 25 ou um estimador de curso 23.

[061]Além disso, com referência à figura 2, o compressor ou o dispositivo de controle para o compressor de acordo com a presente invenção pode incluir o estimador de curso 23 que estima um curso com base na corrente do motor e tensão do motor detectadas e um parâmetro do motor, um comparador 24 que compara o valor da estimativa do curso com um valor de comando do curso e libera uma diferença dos valores de acordo com o resultado da comparação, e o controlador 25 que controla o curso pela variação da tensão aplicada no motor.

[062] Esses componentes do dispositivo de controle ilustrado na figura 2 não são essenciais e mais ou menos componentes podem realizar o dispositivo de controle para o compressor.

[063] Enquanto isso, o dispositivo de controle para o compressor de acordo com a uma modalidade da presente invenção pode também ser aplicado em um compressor alternado, mas esse relatório descritivo será descrito com base em um compressor linear. A seguir, cada componente será descrito.

[064]O detector de tensão 21 é para detectar a tensão do motor aplicada no motor. De acordo com uma modalidade, o detector de tensão 21 pode incluir uma porção de retificação e uma porção de ligação DC. A porção de retificação pode liberar uma tensão DC pela retificação da força AC tendo uma dimensão predeterminada de tensão e a porção da ligação DC 12 pode incluir dois capacitores.

[065]O detector de corrente 22 é para detectar a corrente do motor aplicada no motor. De acordo com uma modalidade, o detector de corrente 22 pode detectar uma corrente fluindo em uma serpentina do motor do compressor.

[066]O estimador de curso 23 pode calcular um valor da estimativa do curso usando a corrente do motor e a tensão do motor detectadas e o parâmetro do motor, e aplicar o valor calculado da estimativa do curso no comparador 24.

[067] Nesse caso, o estimador do curso 23 pode calcular o valor da estimativa do curso usando a equação 1 seguinte, por exemplo. [Equação 1]

[068]Aqui, x representa um curso, α representa uma constante do motor ou força contraeletromotriz, Vm representa uma tensão do motor, im representa uma corrente do motor, R representa resistência e L representa indutância.

[069] Dessa forma, o comparador 24 pode comparar o valor da estimativa do curso com o valor de comando do curso e aplicar um sinal de diferença dos valores no controlador 25. O controlador 25 pode controlar assim o curso pela variação da tensão aplicada no motor.

[070]Isto é, o controlador 25 reduz a tensão do motor aplicada no motor quando o valor da estimativa de curso é maior do que o valor de comando do curso, enquanto aumentando a tensão do motor quando o valor da estimativa do curso é menor do que o valor de comando do curso.

[071]Como ilustrado na figura 2, o controlador 25 e o estimador de curso 23 podem ser configurados como uma unidade única. Isto é, o controlador 25 e o estimador de curso 23 podem corresponder com um único processador ou computador. As figuras 4A e 4B ilustram componentes físicos do compressor de acordo com a presente invenção, bem como o dispositivo de controle para o compressor.

[072]A figura 4A é uma vista seccional do compressor linear de acordo com a presente invenção e a figura 4B é uma vista conceitual ilustrando componentes de uma unidade de descarga incluída no compressor linear de acordo com a presente invenção.

[073]A uma modalidade da presente invenção pode ser aplicada a qualquer tipo ou forma de compressor linear se o dispositivo de controle para o compressor linear ou um dispositivo de controle do compressor é aplicável a ele. O compressor linear de acordo com a presente invenção ilustrado na figura 4A é meramente ilustrativo e a presente invenção pode não ser limitada a isso.

[074] Em geral, um motor aplicado em um compressor inclui um estator com uma serpentina de enrolamento e um movedor com um ímã. O movedor executa um movimento rotativo ou movimento alternado de acordo com a interação entre a serpentina de enrolamento e o ímã.

[075]A serpentina de enrolamento pode ser configurada de várias formas de acordo com o tipo do motor. Por exemplo, a serpentina de enrolamento de um motor rotativo é enrolada em uma pluralidade de fendas, que são formadas em uma superfície da circunferência interna de um estator em uma direção da circunferência, em uma maneira concentrada ou distribuída. Para um motor alternado, a serpentina de enrolamento é formada pelo enrolamento de uma serpentina em uma forma anular e uma pluralidade de lâminas de núcleo é inserida em uma superfície da circunferência externa da serpentina de enrolamento em uma direção da circunferência.

[076] Especificamente, para o motor alternado, a serpentina de enrolamento é formada pelo enrolamento da serpentina na forma anular. Assim, a serpentina de enrolamento é tipicamente formada pelo enrolamento de uma serpentina em uma bobina anular feita de um material plástico.

[077]Como ilustrado na figura 4A, um compressor alternado inclui uma armação 120 disposta em um espaço interno de um invólucro hermético 110 e suportada elasticamente por uma pluralidade de molas de suporte 161 e 162. Um cano de sucção 111 que é conectado em um evaporador (não ilustrado) de um ciclo de refrigeração é instalado para se comunicar com o espaço interno do invólucro 110, e um cano de descarga 112 que é conectado em um condensador (não ilustrado) do ciclo de refrigeração é disposto em um lado do cano de sucção 111 para se comunicar com o espaço interno do invólucro 110.

[078] Um estator externo 131 e um estator interno 132 de um motor alternado 130 que constitui uma unidade do motor M são fixados na armação 120, e um movedor 133 que executa um movimento alternado é colocado entre o estator externo 131 e o estator interno 132. Um pistão 142 que constitui uma unidade de compressão Cp junto com um cilindro 141 a ser explicado mais tarde é acoplado no movedor 133 do motor alternado 130.

[079]O cilindro 141 é disposto em uma faixa de sobreposição dos estatores 131 e 132 do motor alternado 130 em uma direção axial. Um espaço de compressão CS1 é formado no cilindro 141. Uma passagem de sucção F através da qual um refrigerante é guiado para dentro do espaço de compressão CS1 é formada no pistão 142. Uma válvula de sucção 143 para abrir e fechar a passagem de sucção é disposta em uma extremidade da passagem de sucção. Uma válvula de descarga 145 para abrir e fechar o espaço de compressão CS1 do cilindro 141 é disposta em uma superfície frontal do cilindro 141. Um exemplo do cilindro 141 será descrito em mais detalhes com referência à figura 4B.

[080]Com referência às figuras 3A e 4B, a unidade de descarga do compressor linear de acordo com a presente invenção pode incluir uma chapa de válvula 144, uma válvula de descarga 145 e uma cobertura de descarga 146.

[081]A presente invenção apresenta o efeito de reduzir o peso da unidade de descarga por cerca de 5 kg mudando a unidade de descarga 2b (ver figura 1B) disposta no compressor linear da técnica relacionada para uma estrutura de chapa de válvula. Além disso, pela redução do peso da unidade de descarga por aproximadamente 62 vezes, o ruído que é gerado devido ao som da batida da unidade de descarga do compressor linear pode ser reduzido notavelmente.

[082]Isto é, um conjunto de válvula formando a unidade de descarga pode incluir uma chapa de válvula 144 montada em uma porção de cabeça do cilindro (ou uma extremidade do cilindro), uma válvula de sucção disposta em um lado de sucção da chapa de válvula 144 para abrir e fechar um orifício de sucção, e a válvula de descarga 145 formada em uma forma em balanço e disposta em um lado de descarga da chapa de válvula 144 para abrir e fechar o orifício de descarga.

[083]A figura 4B ilustra uma modalidade com uma válvula de descarga 145, mas a presente invenção pode não ser limitada a isso. A válvula de descarga 145 pode ser fornecida em pluralidade. Além disso, a válvula de descarga 145 pode ter alternativamente uma forma cruzada, diferente da forma em balanço.

[084] Uma pluralidade de molas ressonantes 151 e 152 que induzem um movimento de ressonância do pistão 142 pode ser disposta em ambos os lados do pistão 142 em uma direção de movimento do mesmo, respectivamente.

[085] No desenho, um numeral de referência não explicado 135 representa uma serpentina de enrolamento, 136 representa um ímã, 137 representa um corpo da bobina, 137a representa uma porção de montagem da serpentina, 138 representa uma cobertura da bobina, 139 representa uma serpentina e 146 representa uma cobertura de descarga.

[086] No compressor alternado da técnica relacionada, quando força é aplicada na serpentina 135 do motor alternado 130, o movedor 133 do motor alternado 130 executa um movimento alternado. O pistão 142 acoplado no movedor 133 então executa o movimento alternado em rápida velocidade dentro do cilindro 141. Durante o movimento alternado do pistão 142, um refrigerante é introduzido no espaço interno do invólucro 110 através do cano de sucção 111. O refrigerante introduzido no espaço interno do invólucro 110 então flui para dentro do espaço de compressão CS1 do cilindro 141 ao longo da passagem de sucção F do pistão 142. Quando o pistão 142 se move para frente, o refrigerante é descarregado para fora do espaço de compressão CS1 e então flui para o condensador do ciclo de refrigeração através do cano de descarga 112. A série de processos é repetidamente executada.

[087]Aqui, o estator externo 131 é formado pelo empilhamento radial de uma pluralidade de metades finas de núcleos do estator, cada uma das quais é formada em uma forma como ‘ c’ para ser simétrica na direção esquerda e direita, em ambos os lados esquerdo e direito da serpentina do enrolamento 135.

[088]As figuras 3A a 3C são vistas conceituais ilustrando uma modalidade de um compressor linear de acordo com a presente invenção.

[089]Como ilustrado na figura 3A, um compressor linear de acordo com a presente invenção pode incluir um pistão 303 executando um movimento alternado dentro de um cilindro 302, e uma unidade de descarga 301 disposta em uma extremidade do cilindro 302 para ajustar a descarga de um refrigerante comprimido no cilindro 302.

[090] Em detalhes, a unidade de descarga 301 incluída no compressor de acordo com essa modalidade pode ser realizada como uma chapa de válvula. A chapa de válvula pode ser fixada em uma extremidade do cilindro 302. Pelo menos uma abertura através da qual o fluido comprimido no cilindro 302 flui pode ser formada através da chapa de válvula.

[091]Isto é, a unidade de descarga 501 do compressor de acordo com essa modalidade ilustrada na figura 3A, ao contrário da unidade de descarga 5b do compressor linear geral ilustrado na figura 1B, pode ser configurada como a chapa de válvula. Uma unidade de descarga em uma forma de uma chapa de válvula que é usada no compressor recíproco convencional é mais leve do que a unidade de descarga ilustrada na figura 1B e exige menos custos de fabricação do que a unidade de descarga ilustrada na figura 1B. Em detalhes, a unidade de descarga do compressor linear ilustrado na figura 1B é configurada em uma estrutura de válvula PEK, enquanto que a unidade de descarga do compressor linear de acordo com a presente invenção é configurada como uma chapa de válvula, de modo a proporcionar o efeito de redução dos custos de fabricação do compressor. Mais concretamente, a estrutura da chapa de válvula pode reduzir os custos por aproximadamente R$ 2,77 (1000 Korean Won) por uma unidade de descarga, comparado com a estrutura de válvula PEK.

[092]Além disso, a unidade de descarga configurada como a chapa de válvula é mais leve do que a unidade de descarga configurada como a válvula PEK. Portanto, o ruído gerado devido ao som da batida (som do impacto) entre a unidade de descarga e o cilindro quando a unidade de descarga é fechada pode ser reduzido. Isso pode resultar na redução da espessura de um invólucro que cobre o compressor e simplificação do material da cobertura de descarga. Isto é, uma estrutura de redução de ruído, tal como o invólucro e um silencioso, pode ser simplificada no compressor linear de acordo com a presente invenção, dessa forma reduzindo mais os custos de fabricação do que o compressor linear da técnica relacionada.

[093] Enquanto isso, como ilustrado na figura 3A, a unidade de descarga do compressor de acordo com a presente invenção é fixada em uma extremidade do cilindro 502. Dessa maneira, quando executando o controle do TDC da técnica relacionada ilustrado nas figuras 1B e 1C, a estabilidade do compressor linear é reduzida devido à colisão entre o pistão 503 e a unidade de descarga.

[094]Isto é, o compressor linear executando o controle do TDC da técnica relacionada tem usado a unidade de descarga tendo um membro elástico. Assim, o movimento alternado linear do pistão é controlado pela determinação do ponto do tempo da colisão entre a unidade de descarga e o pistão como um ponto do tempo de chegada do TDC do pistão. Entretanto, no compressor linear de acordo com a presente invenção, ao contrário do compressor linear geral, a unidade de descarga na forma da chapa de válvula é fixada na uma extremidade do cilindro 302. Dessa forma, quando o controle do TDC da técnica relacionada é executado, o ruído pode ser gerado devido à colisão entre o pistão 303 e a unidade de descarga, a estabilidade da operação do compressor pode ser reduzida e a abrasão do pistão 303 e da unidade de descarga pode ocorrer.

[095] Portanto, esse relatório propõe um método de execução de um controle do TDC, capaz de evitar a colisão entre um pistão e uma unidade de descarga, em um compressor linear tendo a unidade de descarga em uma forma de uma chapa de válvula.

[096]Com referência à figura 3A, o compressor linear de acordo com a presente invenção pode incluir uma unidade de mudança da pressão 304 que muda a taxa de variação da pressão aplicada no pistão 303 antes que o pistão 303 alcance a chapa de válvula durante o movimento alternado.

[097] Em detalhes, como ilustrado na figura 3A, a unidade de mudança da pressão 304 pode incluir uma ranhura rebaixada produzida dentro do cilindro. Também, a unidade de mudança da pressão 304 pode ser disposta em uma posição separada de uma extremidade do cilindro 302 tendo a chapa de válvula por uma distância predeterminada D1.

[098] Embora não ilustrado na figura 3A, a unidade de mudança da pressão 304 pode incluir uma porção côncava-convexa formada dentro do cilindro. Por exemplo, a porção côncava-convexa pode ser conectada no membro elástico. Quando o pistão se move sobre a posição disposta da porção côncava-convexa, a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão pode mudar.

[099] Embora não ilustrado na figura 3A, a unidade de mudança da pressão 304 pode também incluir uma porção escalonada formada em uma extremidade do cilindro. Por exemplo, a porção escalonada pode ser formada em uma superfície H do cilindro.

[0100]Enquanto isso, a unidade de mudança da pressão 304 ilustrada na figura 3A tem a forma da ranhura rebaixada, porém a unidade de mudança da pressão de acordo com a presente invenção pode não ser limitada a isso. A unidade de mudança da pressão de acordo com a presente invenção pode ser realizada em qualquer tipo ou forma se ela pode mudar a pressão aplicada no pistão 303 ou a taxa de variação da pressão antes que o pistão 303 alcance o TDC enquanto o pistão 303 se move para a chapa de válvula dentro do cilindro 302.

[0101]Isto é, a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão antes que o pistão 303 se mova sobre a unidade de mudança da pressão é diferente da pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão até antes que o pistão alcance o TDC depois de se mover sobre a unidade de mudança da pressão.

[0102]Além disso, a unidade de mudança da pressão 304 deve ser projetada de uma maneira que a taxa de compressão do refrigerante ou a eficiência de operação do compressor não possa ser substancialmente afetada, mesmo embora a unidade de mudança da pressão 504 mude a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão em um ponto do tempo específico durante o movimento alternado do pistão.

[0103]Simultaneamente, a pressão ou a taxa de variação da pressão alterada pela unidade de mudança da pressão 304 deve ser alta o suficiente para ser detectada pelo controlador do compressor. Isto é, o controlador do compressor pode detectar um ponto do tempo no qual o pistão passa através da posição disposta da unidade de mudança da pressão 304 dentro do cilindro ou um ponto no tempo no qual a unidade de mudança da pressão 304 muda a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão.

[0104]A seguir, será fornecida uma descrição de uma modalidade relacionada com o pistão executando um movimento alternado linear dentro do cilindro do compressor de acordo com a presente invenção, com referência às figuras 3B e 3C.

[0105]Em detalhes, quando o pistão do compressor linear de acordo com a presente invenção se move sobre uma primeira posição P1 onde a ranhura rebaixada é formada, o controlador pode determinar que a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda. Também, quando o pistão do compressor linear se move sobre uma segunda posição P2 onde a ranhura rebaixada é formada, o controlador pode determinar que a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda. Além disso, em um ponto do tempo no qual o pistão do compressor linear se moveu sobre a primeira posição P1 e a segunda posição P2 onde a ranhura rebaixada é formada, o controlador pode determinar que a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda.

[0106]Em uma modalidade, o controlador pode detectar um primeiro ponto do tempo Tc (ver figuras 5B e 5C) no qual a taxa de variação da pressão aplicada no pistão muda e controla o motor para impedir que o pistão alcance o TDC com base no primeiro ponto do tempo detectado Tc.

[0107]Em detalhes, comparando as figuras 3B, 5B e 5C, um ponto do tempo no qual o pistão alcança a unidade de mudança da pressão pode corresponder com o primeiro ponto do tempo Tc. Por exemplo, um ponto do tempo no qual o pistão passa através da primeira posição P1 da ranhura rebaixada pode corresponder com o primeiro ponto do tempo Tc. Em outro exemplo, o ponto do tempo no qual o pistão passa através da segunda posição P2 da ranhura rebaixada pode corresponder com o primeiro ponto do tempo Tc.

[0108]O controlador pode controlar o motor para mudar a direção de movimento do pistão no primeiro ponto do tempo detectado Tc ou controlar o motor para trocar a direção de movimento do pistão depois de um lapso de um intervalo de tempo predefinido do primeiro ponto do tempo detectado Tc.

[0109]O controlador pode calcular um curso do pistão em tempo real e detectar o primeiro ponto do tempo Tc com base no curso calculado. Nesse caso, o controlador pode determinar que um segundo ponto do tempo (não ilustrado) em que uma taxa de variação do curso calculado muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto do tempo Tc.

[0110]Também, o controlador pode calcular uma diferença de fase entre o curso do pistão e uma corrente do motor em tempo real e detectar o primeiro ponto do tempo Tc com base na diferença de fase calculada. Nesse caso, o controlador pode determinar que um segundo ponto do tempo (não ilustrado) em que uma taxa de variação da diferença de fase calculada muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto do tempo Tc.

[0111]Enquanto isso, o valor predefinido pode mudar de acordo com uma saída do motor. Por exemplo, quando a saída do motor aumenta, o controlador pode restaurar o valor predefinido para um valor menor.

[0112]Embora não ilustrado, o compressor linear de acordo com a presente invenção pode ainda incluir uma unidade de entrada recebendo uma entrada do usuário associada com o intervalo de tempo predefinido. O controlador pode restaurar o intervalo de tempo com base na entrada do usuário aplicada.

[0113]Enquanto isso, o controlador pode determinar se o pistão se moveu sobre o TDC com base na informação relacionada com a corrente do motor, a tensão do motor e o curso. Nesse caso, quando é determinado que o pistão se moveu sobre o TDC, o controlador pode mudar o intervalo de tempo predefinido.

[0114]Por exemplo, o controlador pode reduzir o intervalo de tempo predefinido quando é determinado que o pistão se moveu sobre o TDC.

[0115]Também, o controlador pode determinar se a colisão entre o pistão e a chapa de válvula ocorreu ou não com base na informação relacionada com a corrente do motor, a tensão do motor e o curso. Nesse caso, o controlador pode mudar o intervalo de tempo predefinido quando é determinado que a colisão entre o pistão e a chapa de válvula ocorreu.

[0116]Por exemplo, o controlador pode reduzir o intervalo de tempo predefinido quando é determinado que o pistão se moveu sobre o TDC.

[0117]Além disso, o compressor linear de acordo com a presente invenção pode incluir uma memória para armazenar informação relacionada com as mudanças na corrente do motor, na tensão do motor e no curso durante o movimento alternado do pistão. Em detalhes, a memória pode armazenar informação relacionada com as mudanças para um intervalo de tempo dentro do qual um período alternado do pistão é repetido por um número de vezes predeterminado.

[0118]Dessa forma, o controlador pode determinar se o pistão colide ou não com a chapa de válvula usando a informação relacionada com a história de mudança da tensão do motor, da corrente do motor e do curso.

[0119]O controlador pode calcular o curso do pistão em tempo real e detectar o primeiro ponto do tempo Tc com base no curso calculado. Nesse caso, o controlador pode determinar que o segundo ponto do tempo (não ilustrado) em que a taxa de variação do curso calculado muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto do tempo Tc.

[0120]Também, o controlador pode calcular a diferença de fase entre o curso e a corrente do motor em tempo real e detectar o primeiro ponto do tempo Tc com base na diferença de fase calculada. Nesse caso, o controlador pode determinar que o segundo ponto do tempo (não ilustrado) em que a taxa de variação da diferença de fase calculada muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto do tempo Tc.

[0121]Por exemplo, o controlador pode detectar um ponto do tempo no qual a taxa de variação da diferença de fase é alterada de um valor positivo (+) para um valor negativo (-) como o primeiro ponto do tempo Tc. Como outro exemplo, o controlador pode detectar um ponto do tempo no qual a taxa de variação da diferença de fase é alterada de um valor negativo (-) para um valor positivo (+) como o primeiro ponto do tempo Tc.

[0122]As figuras 5A a 5C são gráficos mostrando mudanças nos parâmetros para executar o controle do TDC do pistão de acordo com um exemplo do movimento alternado linear do pistão ilustrado nas figuras 3B e 3C.

[0123]Como ilustrado na figura 5A, o controlador do compressor linear de acordo com a presente invenção pode calcular em tempo real uma primeira constante do gás Kg associada com o movimento alternado do pistão, usando a corrente do motor e a tensão do motor detectadas e um curso estimado.

[0124]Em detalhes, o controlador pode calcular a primeira constante do gás Kg usando a equação 2 seguinte. [Equação 2]

[0125]Aqui, I(jw) representa um valor de pico de uma corrente para um ciclo, X(jw) representa um valor de pico de um curso para um ciclo, α representa uma constante do motor ou a força contraeletromotriz, θi,x representa uma diferença de fase entre uma corrente e um curso, m representa uma massa móvel do pistão, w representa uma frequência de operação de um motor, Km representa uma constante de mola mecânica.

[0126]Também, a equação 3 relacionada com a primeira constante de gás Kg é derivada pela equação acima. [Equação 3]

[0127]Isto é, a primeira constante de gás calculada Kg pode estar em proporção à diferença de fase entre a corrente do motor e o curso.

[0128]Portanto, o controlador pode detectar com base na primeira constante de gás calculada Kg, o ponto do tempo no qual a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda. Isto é, o controlador pode detectar a primeira constante do gás Kg em tempo real e detectar o primeiro ponto do tempo Tc com base na primeira constante do gás calculada Kg. Nesse caso, o controlador pode determinar que um segundo ponto do tempo (não ilustrado) em que uma taxa de variação da primeira constante do gás calculada Kg muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto do tempo Tc.

[0129]Com referência à figura 5A, entretanto, é difícil detectar o ponto do tempo Tc no qual a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão é alterada pela unidade de mudança da pressão, meramente com base nas mudanças na primeira constante do gás Kg. Isto é, no controle do TDC da técnica relacionada, o controlador do compressor linear determina a formação ou a não formação do ponto de inflexão da primeira constante do gás Kg e usa o resultado da determinação como uma base da determinação se o pistão alcança ou não o TDC. Entretanto, como ilustrado na figura 5A, a variação da primeira constante do gás Kg pode não ser grande o suficiente para ser detectada pelo controlador antes e depois do ponto do tempo Tc no qual a pressão ou a taxa de variação da pressão muda.

[0130]Portanto, como ilustrado nas figuras 5B e 5C, o controlador do compressor linear de acordo com a presente invenção pode calcular um parâmetro associado com o movimento do pistão usando o curso estimado e a corrente detectada do motor. Além disso, o controlador pode controlar o motor com base em um ponto do tempo no qual o parâmetro calculado forma um ponto de inflexão.

[0131]De acordo com esse método de controle, o controle do TDC para impedir a colisão entre o pistão e a unidade de descarga do compressor linear pode ser efetivamente executado mesmo sem usar um sensor separado.

[0132]Em detalhes, o compressor linear ou seu dispositivo de controle de acordo com a presente invenção pode incluir uma memória para armazenar informação relacionada com pelo menos uma equação de transformação para calcular um parâmetro. Além disso, o controlador pode calcular o parâmetro associado com o movimento do pistão em tempo real usando a informação relacionada com a equação de transformação armazenada na memória e um valor estimado do curso.

[0133]Por exemplo, o parâmetro calculado pela equação de transformação pode formar um ponto de inflexão em um ponto do tempo no qual a taxa de variação da pressão aplicada no pistão muda antes que o pistão alcance o TDC.

[0134]Como ilustrado na figura 5B, um exemplo da equação de transformação armazenada na memória pode ser Y = ^X. Aqui, Y pode representar um parâmetro calculado e X pode representar um curso estimado. O controlador pode calcular usando na equação uma segunda constante do gás K’g formando um ponto de inflexão em um ponto do tempo no qual a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda.

[0135]Outro exemplo da equação de transformação armazenada pode ser Y = α-X. Aqui, Y pode representar um parâmetro calculado, X pode representar um curso estimado, e α pode representar uma constante predefinida. Um número 25 pode ser substituído por um exemplo de α. O controlador pode calcular usando na equação uma terceira constante de gás K”g formando um ponto de inflexão no ponto do tempo no qual a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda.

[0136]Portanto, o controlador pode detectar o ponto do tempo no qual a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão muda com base em pelo menos uma da segunda constante do gás K’g e terceira constante do gás K”g calculadas. Isto é, o controlador pode calcular a segunda constante do gás K’g ou a terceira constante do gás K”g e detectar o primeiro ponto do tempo Tc com base na segunda ou terceira constantes do gás calculadas K’g ou K”g. Nesse caso, o controlador pode determinar que um segundo ponto do tempo (não ilustrado) em que uma taxa de variação da segunda ou da terceira constante do gás muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto do tempo Tc. Por exemplo, o primeiro ponto do tempo Tc pode corresponder com o ponto do tempo em que a segunda ou a terceira constante do gás K’g ou K”g forma o ponto de inflexão.

[0137]Também, o controlador pode comparar uma pluralidade de variáveis de controle transformadas por uma pluralidade de equações de transformação quando a informação relacionada com a pluralidade de equações de transformação é armazenada na memória, e acionar o motor com base no resultado da comparação. Por exemplo, o controlador pode acionar o motor para trocar a direção de movimento do pistão quando pelo menos uma da pluralidade de variáveis de controle transformadas pela pluralidade de equações de transformação forma o ponto de inflexão.

[0138]Além disso, o controlador pode detectar o primeiro ponto do tempo Tc no qual o ponto de inflexão do parâmetro calculado é formado e controlar o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no primeiro ponto do tempo detectado Tc.

[0139]Em detalhes, o controlador pode controlar o motor para trocar a direção de movimento do pistão depois de um lapso de um intervalo de tempo predefinido do primeiro ponto do tempo detectado Tc. Aqui, o intervalo de tempo predefinido pode mudar pelo usuário.

[0140]Também, o controlador pode detectar a taxa de variação do parâmetro calculado em tempo real e determinar que um segundo ponto do tempo (não ilustrado) em que a taxa de variação detectada muda mais do que um valor predefinido corresponde com o primeiro ponto de tempo Tc no qual o ponto de inflexão é formado.

[0141]A seguir, uma modalidade da unidade de mudança da pressão 304 do compressor linear de acordo com a presente invenção será descrita com referência à figura 6.

[0142]Em detalhes, a unidade de mudança da pressão 304 pode ser fornecida entre o TDC e um centro morto inferior (BDC) do cilindro.

[0143]A unidade de mudança da pressão 304 pode incluir uma ranhura rebaixada formada dentro do cilindro. Como ilustrado na figura 6, uma extremidade da ranhura rebaixada pode ficar localizada em uma posição separada de uma extremidade do cilindro ou o TDC do cilindro por uma primeira distância r1. A largura da ranhura rebaixada pode ser uma segunda distância r2. A profundidade da ranhura rebaixada pode ser uma terceira distância r3.

[0144]Por exemplo, a primeira distância pode ser incluída na faixa de 1,5 mm a 3 mm. Em outro exemplo, a terceira distância pode ser incluída na faixa de 2 mm a 4 mm. Em outro exemplo, a segunda distância pode ser incluída na faixa de 0,3 mm a 0,4 mm.

[0145]A memória pode incluir informação relacionada com a ranhura. Nesse caso, o controlador pode detectar o primeiro ponto do tempo Tc, e controlar o motor para impedir que o pistão alcance o TDC com base na informação armazenada relacionada com a ranhura rebaixada. Por exemplo, a informação relacionada com a ranhura rebaixada pode incluir pelo menos uma da informação relacionada com a largura da ranhura rebaixada, informação relacionada com a profundidade da ranhura rebaixada e informação relacionada com a distância entre a uma extremidade da ranhura rebaixada e o TDC.

[0146]A seguir, uma modalidade relacionada com um método para controlar o compressor linear de acordo com a presente invenção será descrita com referência à figura 7.

[0147]O detector de tensão 21 pode detectar uma tensão do motor e o detector de corrente 22 pode detectar uma corrente do motor (S710). Em detalhes, o detector de tensão 21 e o detector de corrente 22 podem detectar a tensão do motor e a corrente do motor, respectivamente, enquanto o pistão executa o movimento alternado linear.

[0148]A seguir, o estimador de curso 23 pode detectar um curso do pistão usando pelo menos uma da tensão do motor e corrente do motor detectadas (S720).

[0149]Enquanto isso, a unidade de mudança da pressão do compressor linear de acordo com a presente invenção pode mudar a pressão aplicada no pistão ou a taxa de variação da pressão antes que o pistão alcance o TDC dentro do cilindro.

[0150]A seguir, o controlador 25 pode calcular uma constante do gás usando a tensão do motor detectada, a corrente do motor e o curso e uma equação de transformação predefinida (S730). Também, o controlador 25 pode calcular uma diferença de fase entre a tensão do motor detectada e o curso.

[0151]Também, o controlador 25 pode controlar o motor para impedir a colisão entre o pistão e a unidade de descarga depois que um ponto de inflexão da constante do gás é formado (S740). Além disso, o controlador 25 pode controlar o motor para impedir a colisão entre o pistão e a unidade de descarga depois que um ponto de inflexão da diferença de fase calculada é formado.

[0152]Isto é, o controlador 25 pode controlar o motor para trocar a direção de movimento do pistão em um ponto do tempo no qual um intervalo de tempo predefinido decorre depois que o ponto de inflexão da constante do gás ou a diferença de fase é formado.

[0153]Em um compressor linear e um método para controlar o mesmo de acordo com a presente invenção, a colisão entre um pistão e uma válvula de descarga pode ser impedida, de modo a reduzir o ruído gerado no compressor linear. Também, a prevenção da colisão entre o pistão e a válvula de descarga pode resultar em uma redução da abrasão do pistão e da válvula de descarga causada devido à colisão, dessa forma estendendo a duração de vida dos mecanismos e componentes do compressor linear.

[0154]Também, no compressor linear e no método para controlar o mesmo de acordo com a presente invenção, os custos de fabricação da válvula de descarga podem ser reduzidos e os custos de fabricação do compressor linear podem ser reduzidos de forma correspondente.

[0155]Além disso, no compressor linear e no método para controlar o mesmo de acordo com a presente invenção, a redução do ruído e a operação de alta eficiência podem ser obtidas simultaneamente mesmo sem uma adição de um sensor separado.

[0156]Será evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do espírito ou do escopo da invenção. Assim, é planejado que a presente invenção cubra modificações e variações dessa invenção, contanto que elas se situem dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Compressor linear, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um pistão para executar um movimento alternado dentro de um cilindro, um motor linear para suprir uma força de acionamento para o movimento do pistão, uma unidade de detecção para detectar uma tensão do motor e uma corrente do motor associadas com o motor, uma chapa de válvula fornecida em uma extremidade do cilindro para ajustar uma descarga de um refrigerante comprimido no cilindro, uma unidade de mudança da pressão para mudar uma taxa de variação de pressão aplicada ao pistão antes que o pistão alcance a chapa de válvula durante o movimento alternado; e um controlador para determinar se a taxa de variação da pressão aplicada ao pistão alterou ou não usando a tensão do motor e a corrente do motor detectadas, e controlar o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no resultado da determinação.

2. Compressor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um estimador de curso para estimar um curso do pistão usando a tensão do motor e a corrente do motor detectadas, em que o controlador controla o motor com base em uma diferença de fase entre o curso estimado e a corrente do motor.

3. Compressor, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador calcula um parâmetro associado com um movimento do pistão em tempo real usando o curso estimado e a corrente do motor detectada, e controla o motor com base em um ponto do tempo no qual o parâmetro calculado forma um ponto de inflexão.

4. Compressor, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma memória para armazenar a informação relacionada a pelo menos uma equação de transformação para calcular o parâmetro, em que o controlador calcula o parâmetro em tempo real usando a informação armazenada relacionada à equação de transformação e o curso estimado.

5. Compressor, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâmetro calculado pela equação de transformação forma o ponto de inflexão em um ponto do tempo no qual a taxa de variação da pressão aplicada ao pistão muda antes que o pistão alcance um centro morto superior (TDC).

6. Compressor, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador, quando a informação relacionada a uma pluralidade de equações de transformação é armazenada na memória, compara uma pluralidade de variáveis de controle transformadas pela pluralidade de equações de transformação e aciona o motor com base no resultado da comparação.

7. Compressor, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador aciona o motor para trocar uma direção de movimento do pistão quando pelo menos uma da pluralidade de variáveis de controle transformadas pela pluralidade de equações de transformação forma um ponto de inflexão.

8. Compressor, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador detecta um primeiro ponto do tempo no qual o ponto de inflexão do parâmetro calculado é formado, e controla o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no primeiro ponto do tempo detectado.

9. Compressor, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador controla o motor para trocar uma direção de movimento do pistão depois de um lapso de um intervalo de tempo predefinido do primeiro ponto do tempo detectado.

10. Compressor, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador detecta uma taxa de variação do parâmetro calculado em tempo real, e determina que um segundo ponto do tempo no qual a taxa de variação detectada muda mais do que um valor predefinido corresponde ao primeiro ponto do tempo no qual o ponto de inflexão é formado.

11. Compressor, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a equação de transformação armazenada é Y = F\X, onde Y representa o parâmetro calculado, F representa a pressão aplicada ao pistão e X representa o curso estimado.

12. Compressor, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a equação de transformação armazenada é Y = F/(α-X), onde Y representa o parâmetro calculado, F representa a pressão aplicada ao pistão, X representa o curso estimado e α representa uma constante predefinida.

13. Compressor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de mudança da pressão compreende uma ranhura rebaixada formada dentro do cilindro.

14. Compressor, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a chapa de válvula é fixada a uma extremidade do cilindro.

15. Método para controlar um compressor linear, em um compressor compreendendo um pistão para executar um movimento alternado dentro de um cilindro, um motor linear para suprir uma força de acionamento para o movimento do pistão e uma chapa de válvula fornecida em uma extremidade do cilindro para ajustar uma descarga de um refrigerante comprimido no cilindro, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: detectar uma corrente do motor e uma tensão do motor do compressor enquanto o pistão executa um movimento alternado linear, determinar se a taxa de variação da pressão aplicada ao pistão alterou ou não usando a tensão do motor e a corrente do motor detectadas; e controlar o motor para impedir que o pistão colida com a chapa de válvula com base no resultado da determinação.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda calcular um parâmetro associado com um movimento do pistão em tempo real usando um curso estimado do pistão e a corrente do motor detectada, em que o controle do motor compreende trocar uma direção de movimento do pistão antes que o pistão colida com a chapa de válvula, com base em um ponto do tempo no qual o parâmetro calculado forma um ponto de inflexão.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que o compressor compreende ainda uma memória para armazenar a informação relacionada a pelo menos uma equação de transformação para calcular o parâmetro, e em que o cálculo do parâmetro compreende calcular o parâmetro em tempo real usando a informação armazenada relacionada à equação de transformação e o curso estimado.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o parâmetro calculado pela equação de transformação forma o ponto de inflexão em um ponto do tempo no qual a taxa de variação da pressão aplicada ao pistão muda antes que o pistão alcance um centro morto superior (TDC).

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: comparar uma pluralidade de variáveis de controle transformadas por uma pluralidade de equações de transformação quando a informação relacionada à pluralidade de equações de transformação está armazenada na memória; e acionar o motor com base no resultado da comparação.

20. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: detectar um ponto do tempo no qual o ponto de inflexão do parâmetro calculado é formado, e trocar a direção de movimento do pistão depois de um lapso de um intervalo de tempo predefinido do ponto do tempo detectado.