CN102105690B - 线性压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线性压缩机，尤其涉及一种在线性电机(200)中代替磁铁而使用导体部件(260)，由此通过电磁感应产生驱动力的线性压缩机。本发明的线性压缩机包括：固定部件(120)，具有压缩空间；可动部件(130)，在固定部件(120)的内部进行往复直线运动，从而压缩制冷剂；至少一个弹簧，在可动部件的运动方向上弹性支撑可动部件；定子，包括被施加电流的第一定子(220)和与第一定子(220)隔开规定间隔的第二定子(240)；导体部件(260)，被由定子所形成的磁场电磁感应，从而使可动部件进行直线运动；以及控制部，控制向第一定子(220)的电流供给。
Description
技术领域
本发明涉及线性压缩机，尤其是涉及一种在线性电机中代替磁铁（magneto）而使用导体部件，以通过电磁感应产生驱动力的线性压缩机。
背景技术
一般来说，压缩机（Compressor）是从电机或涡轮（turbine）等动力生成装置接收动力，从而压缩空气、制冷剂或除此之外的多种运行气体以提高压力的机械装置，其广泛应用于冰箱和空调等家电或整个工业。
这样的压缩机大体上分为：在活塞（Piston）和气缸（Cylinder）之间形成吸入、排出运行气体的压缩空间，以使活塞在气缸内部进行直线往复运动并压缩制冷剂的往复式压缩机（Reciprocating compressor）；在偏心旋转的滚子（Roller）和气缸（Cylinder）之间形成吸入、排出运行气体的压缩空间，以使滚子沿着气缸内壁进行偏心旋转并压缩制冷剂的旋转式压缩机（Rotarycompressor）；在旋转涡盘（Orbiting scroll）和固定涡盘（Fixed scroll）之间形成吸入、排出运行气体的压缩空间，以使旋转涡盘沿着固定涡盘进行旋转并压缩制冷剂的涡旋式压缩机（Scroll compressor）。
最近，在往复式压缩机中，特别地较多开发的是线性压缩机，其将活塞直接连接到进行往复直线运动的驱动电机，从而不会产生因运动转换带来的机械损失，提高压缩效率的同时实现简单的结构。
图1是表示现有技术中的线性压缩机的侧视图。现有的线性压缩机在壳体1内侧弹性支撑如下结构体，上述结构体由框架2、气缸3、活塞4、吸入阀6、排出阀7、线性电机10、电机盖18、支架19、后盖20、主弹簧S1、S2和吸入消声器21构成。
气缸3以过盈配合插入固定于框架2，排出阀7堵住气缸3的一端，活塞4插入于气缸3内侧，薄形的吸入阀6打开/关闭活塞4的吸入口5。
线性电机10被设置为在内部定子12和外部定子14之间保持间隙，并使磁铁框架16可进行往复直线运动，磁铁框架16通过活塞固定部16c与活塞4相连接，磁铁框架16通过内部定子12和外部定子14及磁铁框架16之间的相互电磁力进行往复直线运动，从而使活塞4进行工作。
电机盖18为了固定外部定子14而在轴方向上支撑外部定子14，同时被螺栓固定于框架2，后盖20与电机盖18相结合，在电机盖18和后盖20之间，与活塞4的另一端连接的支架19在轴方向上被主弹簧S1、S2支撑，用于吸入制冷剂的吸入消声器组件21也与支架19一同得到紧固。
此时，主弹簧S1、S2在相对于支架19上下及左右对称的位置包括4个前方弹簧S1及4个后方弹簧S2，随着线性电机10进行运转，前方弹簧S1和后方弹簧S2向相反方向运动，从而缓冲活塞4及支架19。除此之外，压缩空间P一侧的制冷剂也发挥一种气体弹簧的作用，从而缓冲活塞4及支架19。
由此，当线性电机10进行运转时，活塞4及与之连接的吸入消声器组件21进行往复直线运动，随着压缩空间P的压力发生变化，将自动调节吸入阀6及排出阀7的运转，通过如上所述的动作，制冷剂经由吸入管（未图示）、吸入消声器组件21、活塞4的吸入口5吸入到压缩空间P并被压缩后通过排出罩8、环状管（loop pipe）9及壳体一侧的流出管（未图示）而排出到外部。
如图1所示，线性压缩机的线性电机10以框架2为基准由内部定子12及外部定子14、磁铁框架16构成。内部定子12被构成为层叠物（lamination）在圆周方向上层叠，外部定子14被构成为磁芯块14b在圆周方向上隔着一定间隔设置于线圈绕体14a。
图2是表示现有技术中的磁铁框架的立体图。磁铁框架16包括：位于线性电机10的内部定子12和外部定子14之间的圆筒形状的框架主体16a；固定于框架主体16a的外部的一部分的磁铁16b；用于使活塞4固定于框架主体16a的一端的向内侧延伸的活塞固定部16c，并在磁铁16b的一侧形成有孔16d。
此时，在框架主体16a的圆周方向上每隔一定间隔形成磁铁16b，优选地，8个磁铁16b以等间距地与框架主体16a的外部相结合。
但是，在现有技术的线性压缩机中，磁铁通过相互电磁力在内部定子和外部定子之间进行往复直线运动，由于磁铁自身价格昂贵，因此很难使用圆筒形磁铁，即使固定多个条状的磁铁来制作磁铁框架，其制造单价变高，而且会提高生产费用。
并且，在现有技术的线性压缩机中，存在如下问题：为了使制冷力与负载对应地变化而需要改变线性电机的行程，为此需要具有复杂的控制部，并且外围部件的大小及尺寸的设计有限，进一步地需要复杂的控制方法，因此不仅导致生产费用提高，而且很难制作，用于控制所消耗的电力增多从而降低压缩机整体效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线性压缩机，其代替磁铁而利用导体部件，从而简化线性电机的形态及控制。
并且，本发明的目的在于提供一种线性压缩机，其利用根据负载的大小或变动而变化的可动部件的速度及使可动部件运动的作用力之间的特性，能够提供所需的制冷力。
并且，本发明的目的在于提供一种线性压缩机，其通过调节施加的电源的频率或电压的大小，产生与负载对应的制冷力。
本发明中的线性压缩机包括：固定部件，具有压缩空间；可动部件，在固定部件的内部进行往复直线运动，从而压缩制冷剂；至少一个弹簧，在可动部件的运动方向上弹性支撑可动部件；定子，包括被施加电流的第一定子和与第一定子隔开规定间隔的第二定子；导体部件，被由定子所形成的磁场电磁感应，从而使可动部件进行直线运动；以及控制部，用于控制向第一定子的电流供给。
并且，优选地，还包括用于连接可动部件和导体部件的连接部件，导体部件是安装于连接部件的一端的导体。
并且，优选地，还包括用于连接可动部件和导体部件的连接部件，导体部件是安装于连接部件的一端的环状的铁片及导体交替层叠而成的。
并且，优选地，还包括用于连接可动部件和导体部件的连接部件，导体部件是缠绕于连接部件的一端的导线。
并且，优选地，第一定子包括缠绕线圈而成的线圈绕体以及安装于线圈绕体的磁芯，控制部控制接通/断开向线圈绕体供给的电流，以使在导体部件形成单向磁场。
并且，优选地，弹簧包括第一弹簧和第二弹簧中的一个或其以上，所述第一弹簧向压缩制冷剂的方向弹性支撑可动部件，所述第二弹簧向与压缩制冷剂的方向相反的方向弹性支撑可动部件。
并且，优选地，导体部件的至少一部分位于第一定子与第二定子之间。
并且，优选地，第一定子具有分别缠绕线圈而成的第一、第二线圈绕体，以及安装于第一、第二线圈绕体的磁芯，所述第一、第二线圈绕体在轴方向上隔着间隔配置，控制部控制向第一、第二线圈绕体供给具有相位差的电流，使得在导体部件形成双向磁场。
并且，优选地，第一及第二线圈绕体的线圈缠绕方向相同，第一及第二线圈绕体中的一个线圈绕体与电容器串联连接。
并且，优选地，控制部控制向第一、第二线圈绕体供给具有90°的相位差的电流。
并且，优选地，弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧向压缩制冷剂的方向弹性支撑可动部件，所述第二弹簧向与压缩制冷剂的方向相反的方向弹性支撑可动部件。
并且，优选地，当可动部件以规定速度以上的速度运转时，根据负载的不同大小，可动部件的速度和用于使可动部件运动的作用力分别以不同的比例成反比。
并且，优选地，控制部根据负载的大小来改变施加到第一定子的电压的大小。
并且，优选地，控制部改变电压的大小，使得随着负载增大，可动部件的减速程度相对变小，或者，用于使可动部件运动的作用力实质上得以维持或增大。
并且，优选地，控制部根据负载的大小来改变频率。
并且，优选地，控制部改变频率，使得随着负载增大，可动部件的速度增大，或者，用于使可动部件运动的作用力实质上得以维持或者增大。
并且，本发明的线性压缩机，包括：固定部件，具有压缩空间；可动部件，具有导体部件，在固定部件的内部进行往复直线运动，从而压缩制冷剂；多个弹簧，在可动部件的运动方向上弹性支撑可动部件；第一定子，被施加电流，从而使导体部件磁感应；第二定子，与第一定子对应地配置，导体部件的至少一部分位于第二定子与第一定子之间的空间；以及控制部，根据负载的大小，改变施加到第一定子的电源的大小或频率中的至少一种，由此与负载对应地控制制冷力。
另外，并且，本发明的线性压缩机，包括：固定部件，具有压缩空间；可动部件，在固定部件的内部进行往复直线运动，从而压缩制冷剂；至少一个弹簧，在可动部件的运动方向上弹性支撑可动部件；定子，包括被施加电流的第一定子和与第一定子隔开规定间隔的第二定子；导体部件，被由定子中流动的电流所形成的磁场电磁感应，从而使可动部件进行直线运动；以及控制部，用于控制向第一定子的电流供给；当可动部件以规定速度以上的速度运转时，根据负载的不同大小，可动部件的速度和用于使可动部件运动的作用力分别以不同的比例成反比。
另外，本发明的线性压缩机，包括：固定部件，具有压缩空间；可动部件，具有导体部件，在固定部件的内部进行往复直线运动，从而压缩制冷剂；多个弹簧，在可动部件的运动方向上弹性支撑可动部件；第一定子，被施加电流，从而使导体部件磁感应；第二定子，与第一定子对应地配置，导体部件的至少一部分位于第二定子与第一定子之间的空间；以及控制部，根据负载的大小，改变施加到第一定子的电源的大小或频率中的至少一种，由此与负载对应地控制制冷力；当可动部件以规定速度以上的速度运转时，可动部件的速度和用于使可动部件运动的作用力以不同的比例成反比。
本发明代替磁铁而使用导体部件，从而通过磁感应提供驱动力，由此简化线性电机的结构及控制，降低生产费用，进一步地，不需要用于控制的另外的驱动部，而且可用最少的元件进行驱动，因此具有提高整体效率的优点。
并且，本发明具有如下效果：利用根据负载的变动而变化的可动部件的速度及使可动部件运动的作用力之间的特性，并控制改变电压及频率中的至少一个，从而能够提供所需的制冷力。
并且，本发明具有如下效果：通过调节所施加的电源的频率或电压的大小，产生与负载对应的制冷力。
附图说明
图1是现有技术的线性压缩机的侧视图。
图2是现有技术的磁铁框架的立体图。
图3是示出本发明的线性压缩机的第一实施例的侧剖视图。
图4是示出本发明的线性压缩机的第二实施例的侧剖视图。
图5是示出本发明的线性压缩机的第三实施例的侧剖视图。
图6是示出本发明的线性压缩机中采用的导体部件的第一实施例的立体图。
图7是示出本发明的线性压缩机中采用的导体部件的第二实施例的立体图。
图8是示出本发明的线性压缩机中采用的导体部件的第三实施例的立体图。
图9是表示与图5中示出的线性电机的施加电流对应的磁通波形的图表。
图10是用于向图5中示出的线性电机施加电流的电路的略图。
图11是表示图5中示出的线性电机的直线往复磁通动作的图表。
图12是表示图5中示出的线性电机的电压可变时转差率和转矩的关系的图表。
图13是表示图5中示出的线性电机的频率可变时转差率和转矩的关系的图表。
具体实施方式
以下，通过实施例和附图对本发明进行详细的说明。
图3至图5是示出本发明的线性压缩机的各种实施例的侧截面图。
如图3至图5所示，本发明中的线性压缩机，其在密闭容器100内设置有：固定部件120，其具有制冷剂的压缩空间P；可动部件130，其在固定部件120内部压缩制冷剂；线性电机200，其用于驱动可动部件130，其中，线性电机200包括第一、第二定子（stator）220、240以及位于第一及第二定子220、240之间的空间的导体部件260。
第二定子240固定在固定部件120的外周，第一定子220在轴方向上通过框架110和电机盖300得以固定，框架110和电机盖300由螺栓（bolt）等连接部件得以连接而相互结合，从而使第一定子220固定于框架110和电机盖300之间。框架110可与固定部件120形成为一体，也可与固定部件120独立制造并与固定部件120相结合。
在可动部件130的后方连接有支架（support）310，后盖320与电机盖300的后方相结合，支架310位于电机盖300和后盖320之间。为了缓冲可动部件130的往复直线运动而在轴方向上设置弹簧S1、S2，由支架310和电机盖300支撑其两端，或是由支架310和后盖320支撑其两端。此时，弹簧S1、S2的详细设置位置及弹性系数等可根据线性电机200的结构及运转而变更，以下将详细进行说明。
并且，在可动部件130的后方具有吸入消声器330，制冷剂经由吸入消声器330而流入到活塞300，以减小制冷剂流入时的噪音。
在可动部件130的内部，为了使经由吸入消声器330流入的制冷剂流入到形成在固定部件120和可动部件130之间的压缩空间P而被压缩，使可动部件130的前端的一部分呈现中空状态。在可动部件130的前端设置有吸入阀（未图示），为了使制冷剂从可动部件130流入到压缩空间P而打开吸入阀（未图示），并为了防止制冷剂从压缩空间P再次流入到可动部件130而封闭可动部件130的前端。
当制冷剂在压缩空间P由可动部件130压缩到规定的压力以上时，位于固定部件120的前端的排出阀160被打开。压缩的高压制冷剂排出到排出罩170内后，通过环状管180排出到线性压缩机外部，以此执行制冷循环。
线性电机200包括：第一定子220，其中流有电流；第二定子240，其与第一定子220保持间隙；导体部件260，其在第一、第二定子220、240之间保持间隙地设置，并被第一定子220磁感应，从而使可动部件130进行直线往复运动，上述线性电机200中设置有控制部（未图示），其控制向第一定子220的电流供给。此时，第一定子220是距离固定部件120相对远的外部定子，第二定子240是安装于固定部件120的内部定子。
在如上所述构成的线性压缩机的线性电机200中，作为一例使用了同时具有两个定子220、240的线性电机200，但即使是只具有电流流动的一个定子220的通常的线性电机200，也将属于本发明的权利要求的范围。并且，线性压缩机可具有可从外部施加电源的电源部（未图示），就这样的电源部而言，其属于应当具有的元件，这对于熟知本发明所属的技术领域的人员来说是显而易见的，因此在此将省去其说明。
如图3所示，在第一定子220的实施例中，在圆周方向上缠绕线圈而形成的一个线圈绕体221上安装有磁芯块（core block）222，控制部控制接通/断开向线圈绕体221供给的电流，以使在导体部件260形成单向磁场，并生成用于使导体部件260向压缩制冷剂的方向即上止点（top dead center）方向移动的作用力。此时，为了赋予与可动部件130从线性电机200受到的作用力相对的恢复力，优选地，在电机盖300和支架310之间仅设置前方主弹簧S1，并优选地与线圈绕体221的线圈绕数成正比地决定前方主弹簧S1的弹性系数及个数。
由此，当向线圈绕体221输入电流时，通过沿着线圈绕体221流动的电流，磁通沿着第一、第二定子220、240形成闭路，通过这样的磁通，在导体部件260中也形成感应磁场，随之受到向上止点方向的作用力，在导体部件260及可动部件130向上止点方向移动从而压缩制冷剂后，若电流未输入到线圈绕体221，则磁通及感应磁场就会消失，并且前方主弹簧S1的恢复力使导体部件260及可动部件130向下止点方向移动，通过反复上述过程实现制冷剂的吸入、压缩及排出。
如图4所示，在第一定子220的另一实施例中，与上述实施例相同地，在圆周方向上缠绕线圈而形成的一个线圈绕体221上安装有磁芯块222，控制部控制接通/断开向线圈绕体221供给的电流，以使在导体部件260形成单向磁场，而与上述实施例相反地，生成用于使导体部件260向吸入制冷剂的方向即下止点方向移动的作用力。此时，为了赋予与可动部件130从线性电机200受到的作用力相对的恢复力，优选地，在支架310和后盖320之间仅设置后方主弹簧S2，并且与上述实施例相同地，优选地与线圈绕体221的线圈绕数成正比例地决定后方主弹簧S2的弹性系数及个数。
由此，当向线圈绕体221输入电流时，通过沿着线圈绕体221流动的电流，磁通沿着第一、第二定子220、240形成闭路，通过这样的磁通，在导体部件260中也形成感应磁场，并且随之受到向下止点方向的作用力，在导体部件260及可动部件130向下止点方向移动从而吸入制冷剂后，若电流未输入到线圈绕体221，则磁通及感应磁场就会消失，并且后方主弹簧S2的恢复力使导体部件260及可动部件130向上止点方向移动，通过反复上述过程实现制冷剂的吸入、压缩及排出。
如图5所示，在第一定子220的另一实施例中，在圆周方向上缠绕线圈而形成的第一、第二线圈绕体221A、221B在轴方向上保持一定间隔地设置，并且在第一、第二线圈绕体221A、221B安装有磁芯块222。在第一、第二线圈绕体221A、221B上缠绕的线圈向相同的方向缠绕，控制部进行控制使得分别向第一、第二线圈绕体221A、221B供给具有90°的相位差的电流，以使在导体部件260形成双向磁场，并反复进行产生使导体部件260向压缩制冷剂的方向即上止点方向移动的作用力以及产生使其向吸入制冷剂的方向即下止点方向移动的作用力的过程。
此时，为了赋予与可动部件130从线性电机200受到的作用力相对的恢复力，优选地，将前方主弹簧S1设置于电机盖300和支架310之间，并且将后方主弹簧S2设置于支架310和后盖320之间，并优选地，与第一、第二线圈绕体221A、221B的线圈绕数成正比地决定前方主弹簧S1及后方主弹簧S2的弹性系数及个数。
由此，当向第一线圈绕体221A输入电流时，随着向第一、第二线圈绕体221A、221B输入具有相位差为90°的交流波形的电流，磁通也显示出交流波形。通过这样的磁通，在导体部件260也形成感应磁场，并且随之会交替地受到向上止点方向的作用力和向下止点方向的作用力，反复进行导体部件260及可动部件130向上止点方向移动从而压缩制冷剂后相反地向下止点方向移动从而吸入制冷剂的过程。
以下对如上所述构成的线性压缩机中采用的导体部件260的结构及运转进行更为详细的说明。
图6至图8是示出本发明的线性压缩机中采用的导体部件的多种实施例的立体图。
如图6所示，作为导体部件260的一例，采用铜、铝等导体材质，并且具有与连接部件290相对应的形状，例如以圆筒形状形成。此时，导体部件260通过粘结剂或粘结部件安装于连接部件290的一端，连接部件290使导体部件260与可动部件130连接。当然，连接部件290与以往的结构相同，但是在除了安装导体部件260的部分以外的部分，为了减小流路阻力或为了散热而设置有各种孔291。
如图7所示，作为导体部件270的另一例，形成为环状的铁片270a和环形导体270b在轴方向上交替层叠的圆筒形状，与如上所述同样地，导体部件260通过粘结剂或粘结部件安装于连接部件290的一端，连接部件290使导体部件270与可动部件130相连接。环形导体270b可由铜、铝等导体材质形成。
如图8所示，作为导体部件280的再一例，以缠绕导线的形态形成，其缠绕于连接部件290的一端外侧或外侧，连接部件290使导体部件280与可动部件130相连接。
在图6至图8示出的导体部件260、270、280优选地由铝或铜形成，并具有被电磁力磁感应的性质。由于将如上所述的导体部件260、270、280应用于线性电机200，因此与采用磁铁的现有技术比较减少制作费用。
图9是表示图5中示出的线性电机的施加电流的磁通波形的图表。当控制部向具有第一、第二线圈绕体221A、221B的线性电机200施加电源时，在第一定子220中流动的电流具有如下交流波形：第一线圈绕体221A的电流IM和第二线圈绕体221B的电流IA具有90°的相位差。由此，基于电流的第一定子220的合成磁场BS也显示出交流波形，其形成与电流IM和IA波形一样地向阳、阴方向交替地线性往复的磁场。
图10是用于向图5中示出的线性电机施加电流的电路的略图。例如，当交流电流施加到端子I-I’时，施加到第二线圈绕体221B的电流IA是交流电流经由电容C施加到的电流，其与施加到第一线圈绕体221A的电流IM具有90°的相位差。
图11是表示图5中示出的线性电机的直线往复的磁通动作的图表。其是表示第一线圈绕体221A的电流IM和第二线圈绕体221B的电流IA及第一定子220的合成磁场BS随时间的变化的图表，用表格表示位于一个周期内的a至f地点的线性电机200的直线往复的磁通动作。即，图11的表格表示在a至f地点第一、第二线圈绕体221A、221B根据施加电压而反复向N-S极、S-N极磁化的过程。
具体说，在a、b、c地点，作为IM和IA之和的BS显示出阳方向即N极，其大小先变大后变小，在d、e、f地点，作为IM和IA的磁场和的BS显示出阴方向即S极，其大小同样先变大后变小。如上所述，第一线圈绕体221A和第二线圈绕体221B使磁通交替地向阳/阴的方向变化，第一、第二定子220、240的电磁力和导体部件260的磁感应相互作用并进行工作。
图12是表示图5中示出的线性电机的电压可变时转差率和转矩的关系的图表，图13是表示图5中示出的线性电机的频率可变时转差率和转矩的关系的图表。在线性压缩机中，随着负载增大使制冷剂气体膨胀，随之，可动部件的速度会减小，为了控制如上的可动部件的速度，根据负载改变电压或频率，由此补偿因可动部件的速度减小而导致的制冷力减小。图12的右侧图表是图12的左侧图表的一部分放大视图。
于是，如果将设计成根据负载改变电压或频率的线性压缩机作为一例应用于冰箱，线性电机200则自动调节制冷能力，冰箱使制冷力根据负载而自然变化。
更详细地说，观察作为可动部件130的速度的转差率和作为使可动部件130运动的作用力的转矩之间的关系，则如图12至图13所示，随着应用了导体部件260的线性电机200进行运转，在线性电机200的动作初期，转差率和转矩成正比地上升，而当转差率达到一定值或设定值以上从而稳定运转时，转差率和转矩与负载无关地显示出成反比。
如图12所示，A是第一电压下的S-T曲线，B是高于第一电压的第二电压下的S-T曲线，C是利用可变电压的S-T曲线。此时，在高温状态下，随着线性压缩机内部的制冷剂膨胀，制冷剂气体的弹性系数增大，因此为了以与低温状态相同的转差率驱动线性电机，在高温状态下消耗更多的驱动力，在转矩相同的情况下，高温状态的转差率小于低温状态的转差率。
于是，在如周边温度从低温上升到高温那样负载增加时，控制部改变输入到线性电机200的电压，使得S-T特性如图12所示地沿着C曲线移动。此时，如果控制部不调节电压，则从A曲线的低温区域II移动到A曲线的高温区域I，但是如果控制部调节电压，例如，使施加到线性电机的电源从第一电压变化为第二电压，则能够使可动部件130的行程恒定的同时提高可动部件130的速度，使得A曲线的高温区域I变化为B曲线的高温区域II’，因此会从A曲线的低温区域II向B曲线的高温区域II’移动，即，沿着C曲线移动。
这样，如果沿着C曲线从低温区域II移动到高温区域II’，则转差率相对较少地减小或减小，转矩实质上保持恒定，或者随着转矩增大，可动部件130的行程增大，因此由可动部件的行程增大来补偿转差率的减小所导致的制冷力减小，从而能够使制冷力变化。线性电机200通过使电压从第二电压变化为第一电压，能够实现冷力变化。
如上所述，为了改变施加到线性电机的电压，控制部控制AC斩波器（ACchopper）及三端双向可控硅开关（triac），通过设计对电压变动迟钝的机构，控制能够满足线性压缩机所需的制冷力的电压而实现制冷力变化。即，如果判断为过负载，则控制部控制施加电压，使得在制冷剂的吸入冲程中打开AC斩波器及三端双向可控硅开关的时机推迟，或者在制冷剂的压缩冲程中打开AC斩波器及三端双向可控硅开关的时机提前。相反地，如果判断为低负载，则控制部控制施加电压，使得在制冷剂的吸入冲程中打开AC斩波器及三端双向可控硅开关的时机提前，或者在制冷剂的压缩冲程中打开AC斩波器及三端双向可控硅开关的时机推迟。
如图13所示，A是第一频率下的S-T曲线，B是高于第一频率的第二频率下的S-T曲线，C是利用可变频率的S-T曲线。此时，随着在高温状态下线性压缩机内部的制冷剂膨胀，制冷剂气体的弹性系数会增大，因此为了以与低温状态相同的转差率驱动线性电机，在高温状态下消耗更多的驱动力，在转矩相同的情况下，高温状态的转差率小于低温状态的转差率。
于是，在如周边温度从低温上升到高温那样负载增加时，控制部改变输入到线性电机200的频率，使得S-T特性如图13所示地沿着C曲线移动。此时，如果控制部不调节频率，则从A曲线的低温区域II移动到A曲线的高温区域I，但是如果控制部调节频率，例如，使施加到线性电机200的电源的频率从第一频率变化为第二频率以使用于使可动部件130运动的作用力不变，则能够使可动部件130的行程保持恒定的同时提高可动部件130的速度，使得A曲线的高温区域I变为B曲线的高温区域II’，结果，从A曲线的低温区域II向B曲线的高温区域II’移动，即，沿着C曲线移动。
如上所述，如果沿着C曲线从低温区域II移动到高温区域II’，则转差率会增大，或者转矩实质上保持恒定，或者随着转矩增大，可动部件130的行程会增大，从而实现制冷力变化。并且，也可以使电源频率从第二频率变化为第一频率并将具有第一频率的电源施加到线性电机200，来减小制冷力。
上述的对电压大小的控制和对频率大小的控制可同时或者选择性地或者交替地执行。
如上所述，为了改变施加到线性电机的频率，控制部对变频器（inverter）进行控制。变频器由对交流电源进行整流的整流部和按照控制信号根据整流部的整流电压产生交流电压的转换元件构成，变频器根据控制信号，与控制频率对应地向线性电机200施加电源。当然，变频器也可以与控制电压对应地施加电源。
如上所述，在使制冷力根据负载而变化的控制方法中，作为通过改变施加电压来使制冷力变化的方法的AC斩波器及三端双向可控硅开关相位控制方式、作为通过改变施加频率来使制冷力变化的方法的变换器方式只不过是一例。除此之外，作为与负载无关地将转差率和行程的关系最优化的结构设计方法，可应用直接施加方式，作为利用根据负载而变化的结构性的共振频率的结构设计方法，可应用直接施加电流方式等使制冷力自然地变化的方式。
以上参考特定的优选实施例对本发明进行了说明，但是本发明并非限定于如上所述的实施例，在不超出本发明技术思想的范围内，本领域技术人员可对其进行多种变形和修改，本发明的范围应当由所附的权利要求书中记载的内容得以限定。
Claims (20)
1.一种线性压缩机，其特征在于，包括：
固定部件，具有压缩空间；
可动部件，在固定部件的内部进行往复直线运动，从而压缩制冷剂；
至少一个弹簧，在可动部件的运动方向上弹性支撑可动部件；
定子，包括被施加电流的第一定子和与第一定子隔开规定间隔的第二定子；
导体部件，被由定子中流动的电流所形成的磁场电磁感应，从而使可动部件进行直线运动；以及
控制部，用于控制向第一定子的电流供给；
当可动部件以规定速度以上的速度运转时，根据负载的不同大小，可动部件的速度和用于使可动部件运动的作用力分别以不同的比例成反比。
2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，
还包括用于连接可动部件和导体部件的连接部件，
导体部件是安装于连接部件的一端的导体。
3.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，
还包括用于连接可动部件和导体部件的连接部件，
导体部件是安装于连接部件的一端的环状的铁片及导体交替层叠而成的。
4.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，
还包括用于连接可动部件和导体部件的连接部件，
导体部件是缠绕于连接部件的一端的导线。
5.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，
第一定子包括缠绕线圈而成的线圈绕体以及安装于线圈绕体的磁芯，
控制部控制接通/断开向线圈绕体供给的电流，以使在导体部件形成单向磁场。
6.根据权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于，
弹簧包括第一弹簧和第二弹簧中的一个或其以上，所述第一弹簧向压缩制冷剂的方向弹性支撑可动部件，所述第二弹簧向与压缩制冷剂的方向相反的方向弹性支撑可动部件。
7.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，导体部件的至少一部分位于第一定子与第二定子之间。
8.根据权利要求7所述的线性压缩机，其特征在于，
第一定子具有分别缠绕线圈而成的第一、第二线圈绕体，以及安装于第一、第二线圈绕体的磁芯，所述第一、第二线圈绕体在轴方向上隔着间隔配置，
控制部控制向第一、第二线圈绕体供给具有相位差的电流，使得在导体部件形成双向磁场。
9.根据权利要求8所述的线性压缩机，其特征在于，第一及第二线圈绕体的线圈缠绕方向相同，第一及第二线圈绕体中的一个线圈绕体与电容器串联连接。
10.根据权利要求8所述的线性压缩机，其特征在于，控制部控制向第一、第二线圈绕体供给具有90°的相位差的电流。
11.根据权利要求8所述的线性压缩机，其特征在于，弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧向压缩制冷剂的方向弹性支撑可动部件，所述第二弹簧向与压缩制冷剂的方向相反的方向弹性支撑可动部件。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的线性压缩机，其特征在于，导体部件由铜或铝形成。
13.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，控制部根据负载的大小来改变施加到第一定子的电压的大小。
14.根据权利要求13所述的线性压缩机，其特征在于，控制部改变电压的大小，使得随着负载增大，可动部件的减速程度相对变小，或者，用于使可动部件运动的作用力实质上得以维持或增大。
15.根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于，控制部根据负载的大小来改变频率。
16.根据权利要求15所述的线性压缩机，其特征在于，控制部改变频率，使得随着负载增大，可动部件的速度增大，或者，用于使可动部件运动的作用力实质上得以维持或者增大。
17.一种线性压缩机，其特征在于，包括：
固定部件，具有压缩空间；
可动部件，具有导体部件，在固定部件的内部进行往复直线运动，从而压缩制冷剂；
多个弹簧，在可动部件的运动方向上弹性支撑可动部件；
第一定子，被施加电流，从而使导体部件磁感应；
第二定子，与第一定子对应地配置，导体部件的至少一部分位于第二定子与第一定子之间的空间；以及
控制部，根据负载的大小，改变施加到第一定子的电源的大小或频率中的至少一种，由此与负载对应地控制制冷力；
当可动部件以规定速度以上的速度运转时，可动部件的速度和用于使可动部件运动的作用力以不同的比例成反比。
18.根据权利要求17所述的线性压缩机，其特征在于，导体部件由铜或铝形成。
19.根据权利要求17所述的线性压缩机，其特征在于，控制部改变电压的大小，使得随着负载增大，可动部件的减速程度相对变小，或者，用于使可动部件运动的作用力实质上得以维持或增大。
20.根据权利要求17所述的线性压缩机，其特征在于，控制部改变频率，使得随着负载增大，可动部件的速度增大，或者，用于使可动部件运动的作用力实质上得以维持或增大。
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