CN106640592B - 压缩机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线性压缩机，其包括：活塞，在缸内往复运动；线性电机，为往复运动提供驱动力；排放单元，响应于所述活塞的运动而通过其排放在所述缸中压缩的制冷剂；以及压力改变单元，在活塞在往复运动期间到达虚拟排放表面(VDS)之前，改变施加于所述活塞的压力的变化率，以防止活塞与排放单元碰撞，其中虚拟排放表面形成在排放单元的面向缸内的压缩空间的至少一部分上。

Description

压缩机及其控制方法

技术领域

本申请涉及压缩机及其控制方法，且更具体地涉及能够通过以防止活塞与缸的排放单元碰撞且不增加单独的传感器的方式控制活塞的运动来降低噪声的压缩机，及其控制方法。

背景技术

一般而言，压缩机是将可压缩流体的机械能转换为压缩能的装置，且构成例如冰箱、空调等制冷设备的一部分。

压缩机粗略地分为往复压缩机、旋转压缩机、涡旋压缩机。往复压缩机的构造为，活塞与缸之间形成吸入并排放操作气体的压缩空间，随着活塞在缸内线性往复运动而压缩制冷剂。旋转压缩机的构造为，在可偏心旋转的滚轴(roller)与缸之间形成吸入并排放操作气体的压缩空间，并随着滚轴沿缸的内壁偏心旋转而压缩制冷剂。涡旋压缩机构造为，动涡卷与定涡卷之间形成吸入并排放操作气体的压缩空间，并随着动涡卷沿定涡卷旋转而压缩制冷剂。

往复压缩机通过使活塞在缸内的线性往复运动而吸入、压缩并排放制冷剂。往复压缩机根据驱动活塞的方法被分为往复式和线性式。

往复式指的是通过将电机联接到曲轴并将活塞联接到曲轴，而将电机的旋转运动转换为线性往复运动的一种往复压缩机。另一方面，线性式指的是通过将活塞连接到电机的动子而利用线性移动电机的线性运动使活塞往复运动的一种往复压缩机。

往复压缩机包括产生驱动力的电机单元和通过接收来自电机单元的驱动力而压缩流体的压缩单元。电机通常被用作电机单元，并具体地为线性式往复压缩机使用线性电机。

线性电机直接产生线性驱动力，并因此不需要机械转换装置和复杂的结构。而且，线性电机能够减少能量转换导致的损失，并且由于不存在连接部而显著降低由摩擦和磨损引起的噪声。而且，当线性式往复压缩机(在下文中被称为线性压缩机)应用于冰箱或空调时，压缩比能够通过改变施加于线性压缩机的行程电压而变化。因此，压缩机也能用于控制改变冷冻能力。

同时，在线性压缩机中，因为活塞往复运动且不会被机械锁定在缸内，当突然施加过大电压时，活塞可能与缸的壁碰撞(或相撞)，或者在活塞由于大负载而不能向前移动时可能不能适当执行压缩。因此，响应于负载或电压的变化来控制活塞的运动的控制装置是需要的。

通常，压缩机控制装置通过以不使用传感器的方式检测施加于压缩机电机的电压和电流并估算行程来执行反馈控制。在此情况下，压缩机控制装置包括用于控制压缩机的三端双向可控硅开关(triac)或反相器。

仅在活塞碰撞缸的排放单元上设置的排放阀之后，执行反馈控制的线性压缩机才能够检测活塞的上止点(TDC)，由此由于活塞与排放阀之间的碰撞而产生噪声。也就是说，当活塞在通常的线性压缩机中碰撞排放阀时，执行行程估算以判定活塞到达缸的TDC。因此，活塞与排放阀之间的碰撞噪声是不可避免的。

发明内容

因此，本发明的一方案提供一种线性压缩机，其甚至不必采用单独的传感器就能够通过防止活塞与排放阀之间碰撞来降低噪声，本发明的一方案还包括该线性压缩机的控制方法。

本发明的另一方案提供一种线性压缩机，其能够执行高效率的操作、同时降低噪声，本发明还包括该线性压缩机的控制方法。

本发明的又一方案提供一种能够减少噪声产生并降低制造成本的线性压缩机。

为了实现这些及其他益处，并根据本发明的目的，如本文体现并广义描述的，提供一种压缩机，其包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为活塞的运动提供驱动力；排放单元，允许在缸内压缩的制冷剂响应于活塞的运动而排放；以及压力改变单元，在活塞在往复运动期间到达虚拟排放表面(VDS)之前，改变施加于活塞的压力的变化率，以防止活塞与排放单元碰撞，其中虚拟排放表面与排放单元的面向缸内的压缩空间的至少一部分接触。

在本文公开的一个实施例中，压缩机可还包括：感测单元，以检测线性电机的电机电压或电机电流；和控制器，使用检测的电机电压或电机电流来判定施加于活塞的压力的变化率是否改变，并基于判定结果来控制线性电机。

在本文公开的一个实施例中，控制器可检测施加于活塞的压力的变化率改变的时间点，并基于检测的时间点控制线性电机以防止活塞到达排放单元。

在本文公开的一个实施例中，控制器可计算施加于活塞的压力的变化率，基于计算的压力的变化率形成趋势线，并在形成的趋势线的斜率改变时判定施加于活塞的压力的变化率已改变。

在本文公开的一个实施例中，控制器可控制线性电机以在从检测的时间点经过预定时间间隔后转换活塞的运动方向。

在本文公开的一个实施例中，控制器可基于关于电机电流或电机电压以及行程的信息，来判定活塞是否已经移动经过虚拟排放表面，并在判定活塞已经移动经过虚拟排放表面时改变预定的时间间隔。

在本文公开的一个实施例中，压缩机可还包括存储器，以存储活塞的往复运动期间关于电机电流、电机电压和行程的改变的信息，并且控制器可基于该改变来判定活塞是否已经经过虚拟排放表面。

在本文公开的一个实施例中，排放单元可布置在缸的一端，而压力改变单元可布置在缸的布置了排放单元的一端以及缸的另一端之间。

在本文公开的一个实施例中，压力改变单元可布置在缸的布置了排放单元的一端与缸的中心部之间。

在本文公开的一个实施例中，压力改变单元可包括与排放单元的至少一部分间隔开并形成在缸的内壁上的凹槽。

在本文公开的一个实施例中，压力改变单元可包括由排放单元和缸的一端形成的凹槽。

在本文公开的一个实施例中，排放单元可包括：排放阀，以通过其排放缸中压缩的制冷剂；和阀板，支撑排放阀。阀板可固定到缸的一端。

在本文公开的一个实施例中，压力改变单元可包括由缸的外部的阀板形成的槽。

在本文公开的一个实施例中，排放单元还可包括吸入阀，以通过其将制冷剂吸入缸，且阀板可支撑吸入阀。

在本文公开的一个实施例中，压缩机可还包括布置在活塞的一端以将制冷剂吸入缸的吸入单元。

根据本发明的另一实施例的压缩机可包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为活塞的运动提供驱动力；排放单元，布置在缸的一端以允许缸中压缩的制冷剂响应于活塞的运动而排放；感测单元，检测线性电机的电机电流；控制器，使用检测的电机电流来计算活塞的行程，使用电机电流和计算的行程来产生与活塞的位置相关联的参数，并且基于产生的参数来控制线性电机；以及改变单元，在活塞在往复运动期间到达缸内的虚拟排放表面(VDS)之前，改变产生的参数的变化率，其中虚拟排放表面由排放单元的面向缸的至少一部分形成。

在本文公开的一个实施例中，产生的参数可以是与活塞的往复运动相关联的气体常数Kg。

在本文公开的一个实施例中，控制器可检测参数的变化率改变的时间点，并在从检测的时间点经过预定时间间隔后，控制线性电机来转换活塞的运动方向，以防止活塞与排放单元之间的碰撞。

在本文公开的一个实施例中，在从检测的时间点经过预定时间间隔之后，控制器可控制线性电机以转换活塞的移动方向。

根据本发明的另一实施例的压缩机可包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为活塞的运动提供驱动力；排放单元，布置在缸的一端以允许缸中压缩的制冷剂响应于活塞的运动而排放；感测单元，检测线性电机的电机电流；控制器，使用检测的电机电流来计算活塞的行程，计算电机电流与计算的行程之间的相位差，并基于计算的相位差控制线性电机；以及改变单元，在活塞在往复运动期间到达虚拟排放表面(VDS)之前改变计算的相位差的变化率，其中虚拟排放表面形成在排放单元的面向缸的至少一部分。

在本文公开的实施例中，控制器可检测计算的相位差的变化率改变的时间点，并基于检测的时间点控制线性电机，以防止活塞与排放单元碰撞。

在本文公开的一个实施例中，从检测的时间点经过预定时间间隔后，控制器可控制线性电机，以转换活塞的移动距离。

根据本文公开的另一实施例的压缩机可包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为活塞的运动提供驱动力；排放单元，允许缸中压缩的制冷剂响应于活塞的运动而排放；以及控制器，控制线性电机，其中在活塞在往复运动期间移动靠近排放单元时，控制器在活塞到达排放单元之前产生预定信号，以防止活塞与排放单元之间的碰撞。

在本文公开的一个实施例中，压缩机可还包括感测单元，以检测线性电机的电机电压或电机电流，并且控制器可使用检测的电机电压或电机电流来产生预定信号。

在本文公开的一个实施例中，在产生预定信号的时间点的基础上，控制器可确定活塞与排放单元间隔开预定距离，同时移动靠近排放单元。

在本文公开的一个实施例中，从预定信号产生的时间点经过预定时间间隔后，控制器可控制电机，以转换活塞的运动方向。

根据本文公开的另一实施例的压缩机可包括：活塞，在缸内执行往复运动；线性电机，为活塞的运动提供驱动力；排放单元，响应于活塞的运动而通过其排放缸内压缩的制冷剂；附加体积单元，设置在缸内，以防止活塞与排放单元之间的碰撞；感测单元，检测线性电机的电机电压或电机电流；以及控制器，使用检测的电机电压或电机电流来判定活塞是否已经过附加体积单元的布置位置，并基于判定结果控制线性电机。

在本文公开的一个实施例中，缸的压缩空间可包括由与缸的内壁的至少一部分接触的表面形成的第一体积和由附加体积单元形成的第二体积。

在本文公开的一个实施例中，当活塞在往复运动期间经过缸内的附加体积单元的布置位置时，附加体积单元可改变施加于活塞的负载。

在本文公开的一个实施例中，从活塞经过缸内的附加体积单元的布置位置的时间点经过预定时间间隔后，控制器可控制线性电机以转换活塞的运动方向。

本申请的另外的适用范围将从下文给出的详细描述变得更明显。然而，应理解，在指示本发明的优选实施例时，详细描述和特定示例仅作为示例给出，因为本发明的精神和范围内的各种改变和更改从详细描述来看对本领域技术人员将变得明显。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，并且被并入且构成本申请的一部分，附图示出了本发明的示例性实施例并且与说明书一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1A是示出通常的往复式往复压缩机的一个示例的概念图；

图1B是示出通常的线性式往复压缩机的一个示例的概念图；

图2A是示出关于通常的压缩机的上止点(TDC)控制的一个实施例的概念图；

图2B是示出用于通常的压缩机的TDC控制的各种参数的图；

图2C是示出通常的压缩机的行程与施加于活塞的负载之间的关系的图；

图2D是压缩机的部件的方框图；

图3A和图3B是示出关于往复压缩机中的缸的内部上形成的凹槽的实施例的概念图；

图4A是根据本发明的具有带阀板的排放单元的压缩机的剖视图；

图4B是示出根据本发明的压缩机的排放单元的部件的概念图；

图5A是示出关于根据本发明的压缩机的控制的一个实施例的概念图；

图5B和图5C是示出用于控制根据图5A所示的实施例的压缩机的各种参数的变化的图；

图6A是示出关于根据本发明的压缩机的控制的另一实施例的概念图；

图6B是示出用于控制根据图6A中所示的实施例的压缩机的各种参数的变化的图；

图7A是示出关于根据本发明的压缩机的控制的又一实施例的概念图；

图7B是示出用于控制根据图7A所示的实施例的压缩机的各种参数的变化的图；

图8A至图8C是示出用于控制根据本发明的压缩机的各种参数的基于时间的变化的图；

图9是示出与用于控制根据本发明的压缩机的参数相关联的趋势线的图；以及

图10A至图10C是示出根据本发明的压缩机的压力改变单元的详细实施例的概念图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本文公开的实施例。应注意，本文使用的技术术语仅用来描述特定的实施例，但不限于本发明。而且，除非另外特别定义，本文使用的技术术语应解释为本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的意思，并不应解释过宽或过窄。此外，如果在此使用的技术术语是错误的术语，不能正确表达本发明的精神，则它们应被本领域技术人员正确理解的技术术语代替。另外，本发明中使用的通用术语应基于字典的定义或上下文来解释，不应解释过宽或过窄。

图1A示出通常的往复式往复压缩机的一个示例。

如上所述，安装在往复式往复压缩机中的电机可联接到曲轴1a，以便将电机的旋转运动转换为线性往复运动。

如图1A所述，根据曲轴的规格或使活塞与曲轴连接的连接杆的规格，布置在往复式往复压缩机中的活塞可在预定的位置范围内执行线性往复运动。

因此，为了设计往复式压缩机，当在TDC的范围内决定曲轴和连接杆的规格时，即使不用单独的电机控制算法，活塞也不会与布置在缸的一端的排放单元2a碰撞。

在此情况下，布置在往复式压缩机中的排放单元2a可固定到缸。例如，排放单元2a可包括吸入阀3a、排放阀4a和阀板。也就是说，如图1A所示，排放单元2a可形成为固定到缸的一端的阀板的形式，阀板可设有用于将制冷剂吸入缸的吸入阀3a和将压缩的制冷剂排出的排放阀4a。

然而，与后面解释的线性式压缩机不同，往复式压缩机中的曲轴、连接杆和活塞之间产生摩擦，因此比线性式压缩机具有更多产生摩擦的因素。

图1B示出通常的线性式往复压缩机的一个示例。

比较图1A和图1B，与通过与曲轴和连接杆连接的电机来实现线性运动的往复式不同，线性式压缩机通过将活塞连接到电机的动子，使用线性移动电机的线性运动使活塞往复运动。

如图1B所示，弹性构件1b可连接在线性式压缩机的缸与活塞之间。活塞可通过线性电机执行线性往复运动。线性压缩机的控制器可控制线性电机，以转换活塞的运动方向。

更详细地，图1B所示的线性压缩机的控制器可判定活塞与排放单元2b碰撞的时间点为活塞到达TDC的时间点，因此控制线性电机，以转换活塞的运动方向。

图1B所示的排放单元2b与图1A所示的排放单元2a不同，排放单元2b连接到弹性构件1b，并且不固定到缸的一端。

在下文中，图2A示出与用于防止活塞与排放单元2b之间碰撞的压缩机的TDC控制相关的一个实施例。而且，图2B和图2C示出与活塞的运动关联的参数的图。

如图2A所示，基于时间，活塞在缸内可按①到④的顺序往复运动。参照图2A中的②，当活塞在往复运动期间到达TDC时，活塞与排放单元2b之间可能导致碰撞。响应于该碰撞，连接到排放单元2b的弹性构件1b可被压缩，使得排放单元2b能够与缸的一端临时分隔开。

参照图2B与图2A，其示出了关于通常的线性压缩机的图。详细地，如图2B所示，电机电压或电机电流与活塞的行程x之间的相位差θ可在活塞到达TDC的时间点形成拐点。

而且，180°减去相位差θ得到的值可在活塞到达TDC的时间点形成拐点。相位差的余弦值cosθ可在活塞到达TDC的时间点形成拐点。另外，甚至作为与活塞的往复运动相关的变量的气体常数Kg可在活塞到达TDC的时间点形成拐点。计算气体常数Kg的实施例将参照方程2更详细地描述。

参照图2C，其示出了根据图2A所示的活塞的行程x的变化的负载F的图。这里，负载F被定义为在一个循环施加于活塞的压力或力。

如图2C所示，响应于区域A1内行程x的增加，死体积(dead volume)可减小，在区域A1中，活塞移动靠近TDC。区域A1被定义为行程下的区域(under-stroke area)。

在活塞移动经过TDC的区域A3中，全部负载区域可响应于行程x的增加而增加。区域A3被定义为行程上的区域(over-stroke area)。

通常的线性压缩机的控制器可使用电流传感器检测电机电流，使用电压传感器检测电机电压，并基于检测的电机电流或电机电压估算行程x。因此，控制器可计算电机电压或电机电流与行程x之间的相位差θ。当相位差θ产生(形成)拐点时，控制器可判定活塞到达TDC并因此控制线性电机，使得活塞的运动方向被转换。此后，线性压缩机的控制器控制电机使得活塞不会移动经过TDC以防止活塞与布置在缸的一端的排放单元之间碰撞的操作被称为“相关技术的TDC控制”。

当执行图2A至图2C中所示的线性压缩机的相关技术的TDC控制时，活塞与排放单元之间的碰撞是不可避免的。这个碰撞导致噪声产生。

而且，如图1B所示，执行相关技术的TDC控制的通常的线性压缩机可设有具有弹性构件的排放单元2b。也就是说，由于相关技术的TDC控制不可避免地引起活塞与排放单元2b之间碰撞，所以设置了连接到排放单元2b的一个部分的弹性构件。排放单元2b比往复压缩机中包括的排放单元2a更重也更贵。

为了解决那些问题，根据本发明的压缩机可包括线性电机和具有阀板的排放单元。在此情况下，对于包括具有阀板的排放单元的压缩机，缸和阀板被固定地联接到彼此，因此相关技术的TDC控制不能应用。也就是说，在具有线性电机的压缩机的相关技术的TDC控制中，如前提条件一样，不可避免地引起排放单元与活塞之间的碰撞。因此，对于根据本发明的包括线性电机的压缩机，需要与相关技术的TDC控制不同的TDC控制方法，其中阀板被固定到缸的一端。

根据本发明的压缩机可包括压力改变单元，用于在活塞在往复运动期间到达虚拟排放表面(VDS)之前改变施加于活塞的压力的变化率，以防止活塞与排放单元碰撞。而且，线性压缩机的控制器可检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点，并基于检测的时间点控制线性电机，以防止活塞与排放单元碰撞。

“VDS”可被定义为与排放单元的至少一部分接触的表面。也就是说，如图5A、图6A和图7A所示，VDS可形成为与排放单元的面向缸的至少一部分接触。

详细地，VDS可形成为与阀板、排放阀或吸入阀的至少一部分接触。按这种方式，VDS可根据用户的设计而不同地定义。

根据本发明的另一压缩机可包括控制器和改变单元，该控制器使用电机电流计算活塞的行程，使用电机电流和计算的行程产生与活塞的位置相关联的参数，并基于产生的参数控制线性电机，而该改变单元在活塞在往复运动期间到达缸内的VDS之前改变产生的参数的变化率。VDS可形成在排放单元的面向缸的至少一部分上。

根据本发明的另一压缩机可包括：控制器，其计算电机电流与行程之间的相位差；和改变单元，在活塞在往复运动期间到达VDS之前改变计算的相位差的变化率。

根据本发明的另一压缩机可包括控制器，当活塞在往复运动期间移动靠近排放单元时，该控制器在活塞到达排放单元之前产生预定信号，以防止活塞与排放单元之间的碰撞。

根据本发明的另一压缩机可包括控制器，该控制器使用检测到的电机电压或电机电流来判定活塞是否已经过缸内的附加体积单元的布置位置，并基于判定结果控制线性电机。

根据本发明的另一压缩机可包括压力改变单元，在活塞在往复运动期间到达阀板之前，该压力改变单元改变施加于活塞的压力或压力的变化率。而且，根据本发明的线性压缩机的控制器可检测压力或压力的变化率改变的时间点，并基于检测的时间点控制活塞不与阀板碰撞。

具体地，在相关技术的TDC控制中，检测同电机电流与活塞的行程之间的相位差相关联的变量形成拐点的时间点，并判定活塞是否到达TDC。然而，仅通过使用与相位差相关联的变量难以检测施加于活塞的压力或压力的变化率的改变，这通常由压力改变单元产生。

因此，根据本发明的线性压缩机的控制器可通过将实时检测的电机电流和电机电压应用于预定的变换方程而产生新的参数，以便判定施加于活塞的压力或压力的变化率是否已被压力改变单元改变。

同时，图3A和图3B示出分别涉及凹槽设置在往复压缩机的缸的内壁上的实施例。

相关技术的压缩机在缸的内壁上设有凹槽，其目的是减少活塞与缸的内壁之间的摩擦。参照图3A，凹槽32可设置在往复式压缩机中包括的缸31的内壁上。而且，参照图3B，凹槽34可设置在线性压缩机中包括的缸33的内壁上。

这样，设置在相关技术的压缩机的缸中设置的凹槽32、34减少由于缸的内壁与活塞之间产生的摩擦而导致的磨损，并允许缸和活塞的磨损颗粒被排出缸而不会在缸内堆积。

然而，缸的内壁上形成的用于改善相关技术的压缩机的可靠性的凹槽的设计没有考虑缸内压缩空间的死体积，这就为维持压缩机的性能带来了难度。而且，执行活塞的往复运动，但没有考虑缸上设置排放单元的一端与凹槽之间的间隔距离，由此不能防止排放单元与活塞之间的碰撞。

因此，为防止活塞与排放单元之间的碰撞，需要压缩机控制(下文将解释)，即能够检测活塞经过凹槽的时间点的压缩机的控制方法。

在下文中，将描述解决这些问题及最终获得的效果的本发明的构造。

在下文中，将参照图2D描述，图2D示出关于根据本发明的压缩机的部件的一个实施例。

图2D是示出根据本发明的一个实施例的往复压缩机的控制装置的构造的方框图。

如图2D所示，根据本发明的一个实施例的往复压缩机的控制装置可包括检测与电机相关联的电机电流和电机电压的感测单元。

详细地，如图2D所示，感测单元可包括检测施加于电机的电机电压的电压检测器21和检测施加于电机的电机电流的电流检测器22。电压检测器21和电流检测器22可将与检测的电机电压和电机电流相关的信息传输到控制器25或行程估算装置23。

另外，参照图2D，根据本发明的压缩机或压缩机的控制装置可包括：行程估算装置23，其基于检测的电机电流和电机电压以及电机参数估算行程；比较器24，比较行程估算值与行程命令值，并根据比较结果输出这些值的差；以及控制器25，通过改变施加于电机的电压来控制行程。

如图2D所示的控制装置的那些部件不是必要的，更多或更少部件可实现压缩机的控制装置。

同时，根据本发明的一个实施例的压缩机的控制装置还可应用于往复压缩机，但是本说明书将基于线性压缩机来描述。

此后，将描述每个部件。

电压检测器21用来检测施加于电机的电机电压。根据一个实施例，电压检测器21可包括整流部和DC链接部。整流部可通过整流具有预定大小的电压的AC电源而输出DC电压，且DC链接部12可包括两个电容器。

电流检测器22用来检测施加于电机的电机电流。根据一个实施例，电流检测器22可检测在压缩机的电机的线圈上流动的电流。

行程估算装置23可使用检测的电机电流、电机电压和电机参数计算行程估算值，并将计算的行程估算值用于比较器24。

在此情况下，例如，行程估算装置23可使用以下方程1来计算行程估算值。

[方程1]

这里，x表示行程，α表示电机常数或逆电动势(counter electromotive force)，Vm表示电机电压，im表示电机电流，R表示电阻，L表示电感。

因此，比较器24可比较行程估算值与行程命令值，并将这些值的差信号应用于控制器25。控制器25因此可通过改变施加于电机的电压而控制行程。

也就是说，控制器25在行程估算值大于行程命令值时减小施加于电机的电机电压，而在行程估算值小于行程命令值时增大电机电压。

如图2D所示，控制器25和行程估算装置23可被构造为单个单元。也就是说，控制器25和行程估算装置23可对应于单个处理器或计算机。图4A和图4B示出根据本发明的压缩机的物理部件，以及压缩机的控制装置。

图4A是根据本发明的压缩机的剖视图，图4B是示出根据本发明的压缩机中包括的排放单元的部件的概念图。

本发明的一个实施例可应用于任何类型或形状的线性压缩机，如果线性压缩机的控制装置或压缩机控制装置适用于其上。图4A所示的根据本发明的线性压缩机仅仅是示例性的，且本发明不限于此。

一般而言，应用于压缩机的电机包括具有缠绕线圈的定子和具有磁体的动子。动子根据缠绕线圈与磁体之间的相互作用而执行旋转运动或往复运动。

缠绕线圈可根据电机的类型以各种形式构造。例如，旋转电机的缠绕线圈缠绕在多个槽上，这些槽沿周向以集中或分散的方式形成在定子的内周表面上。对于往复电机，缠绕线圈通过将线圈缠绕成环形而形成，且多个芯板沿周向被插入缠绕线圈的外周表面。

具体地，对于往复电机，缠绕线圈通过将线圈缠绕成环形而形成。因此，缠绕线圈典型地通过将线圈缠绕在由塑料材料制成的环状线筒(robbin)形成。

如图4A所示，往复压缩机包括：框架120，其布置在密闭壳体110的内部空间中，并由多个支撑弹簧161、162弹性支撑。连接到制冷循环的蒸发器(图中未示)的吸入管111被安装为与壳体110的内部空间连通，与制冷循环的冷凝器(图中未示)连接的排放管112被布置在吸入管111的一侧，以与壳体110的内部空间连通。

构成电机单元M的往复电机130的外定子131和内定子132被固定到框架120，执行往复运动的动子133插置在外定子131与内定子132之间。与缸141(下文将解释)一起构成压缩单元Cp的活塞142被联接到往复电机130的动子133。

缸141沿轴向布置在往复电机130的重叠的定子131、132的范围中。缸141中形成压缩空间CS1。在活塞142中形成供引入压缩空间CS1的制冷剂通过的吸入通道。打开并关闭吸入通道的吸入阀143布置在吸入通道的末端。用于打开和关闭缸141的压缩空间CS1的排放阀145布置在缸141的前表面。缸141的一个示例将参照图4B更详细地描述。

参照图4B，根据本发明的线性压缩机的排放单元可包括阀板144、排放阀145a、吸入阀145b和排放盖146。

本发明通过将布置在相关技术的线性压缩机中的排放单元2b(见图1B)变为阀板结构，而提供使排放单元的重量减轻5kg的效果。另外，通过使排放单元的重量减轻约62倍，由于线性压缩机的排放单元的线撞击声音而产生的噪声能够被显著降低。

也就是说，形成排放单元的阀组件可包括安装到缸的头部(或缸的一端)的阀板144、布置在阀板144的吸入侧用于打开并关闭吸入端口的吸入阀145b以及以悬臂形状形成并布置在阀板144的排放侧、用于打开和关闭排放端口的排放阀145a。

图4B示出具有一个排放阀145a的实施例，但本发明可不限于此。排放阀145a可设置为多个，另外，排放阀145a可选地具有交叉形状，而非悬臂形状。

引起活塞142的共振运动的多个共振弹簧151、152可分别沿活塞的运动方向布置在活塞142的两侧。

在图中，未解释的附图标记135表示缠绕线圈，136表示磁体，137表示线筒本体，137a表示线圈安装部，138表示线筒盖，139表示线圈，而146表示排放盖。

在相关技术的往复压缩机中，当电力被施加于往复压缩机130的线圈135时，往复电机130的动子133执行往复运动。联接到动子133的活塞142于是在缸141内快速执行往复运动。在活塞142的往复运动期间，制冷剂通过吸入管111被引入壳体110的内部空间。被引入壳体110的内部空间的制冷剂于是沿活塞142的吸入通道流入活塞141的压缩空间CS1。当活塞142向前移动时，制冷剂被排出压缩空间CS1，然后通过排放管112向制冷循环的冷凝器流动。这一系列的过程被重复执行。

这里，外定子131通过径向堆叠多个薄的半定子芯构成，每个半定子芯以类似的形状形成，以沿左右方向，在缠绕线圈135的左右两侧对称。

图5A示出关于根据本发明的压缩机的一个实施例。另外，图5B和图5C是示出根据图5A所示的TDC控制的用于TDC控制的各种参数的图。

如图5A所示，根据本发明的压缩机可包括在缸502内执行往复运动的活塞503，和布置在缸502的一端以调整缸502内压缩的制冷剂的排放的排放单元501。

详细地，根据该实施例的压缩机中包括的排放单元501可设有阀板。阀板可固定到缸502的一端。供缸502中压缩的流体流经的至少一个开口可穿过阀板而形成。另外，阀板可设有吸入阀511和排放阀521。

也就是说，与图1B所示的通常的线性压缩机的排放单元5b不同，根据图5A所示的实施例的压缩机的排放单元501可构造为阀板。以处于传统往复压缩机的阀板形状的排放单元比图1B中所示的排放单元更轻，并且比图1B所示的排放单元的制造成本更低。详细地，图1B所示的线性压缩机的排放单元被构造为PEK值结构，然而根据本发明的线性压缩机的排放单元被构造为阀板，以便提供降低压缩机的制作成本的效果。更具体地，与PEK阀结构相比，阀板结构能够使每个排放单元的成本降低大约1000韩元。

另外，被构造为阀板的排放单元的重量比构造为PEK阀的排放单元更轻。因此，由于排放单元关闭时排放单元与缸之间的撞击声音(相撞声音)产生的噪声能被降低。这可导致减小覆盖压缩机的壳体的厚度并简化排放盖的材料。也就是说，根据本发明的线性压缩机中的降噪结构(例如壳体和消音器)能被简化，由此比相关技术的线性压缩机减少更多制造成本。

同时，如图5A所示，根据本发明的压缩机的排放单元固定到缸502的一端。因此，当执行图1A和图1B中所示的相关技术的TDC控制时，线性压缩机的稳定性由于活塞503与排放单元之间的碰撞而降低。

也就是说，执行相关技术的TDC控制的线性压缩机使用了具有弹性构件的排放单元。因此，活塞的线性往复运动通过将排放单元与活塞之间的碰撞时间点确定为活塞的TDC到达时间点而控制。然而，在根据本发明的线性压缩机中，与通常的线性压缩机不同，处于阀板的形状的排放单元被固定到缸502的一端。因此，当执行相关技术的TDC控制时，由于活塞503与排放单元之间碰撞可产生噪声，压缩机的操作稳定性可降低，活塞503和排放单元的磨损可发生。

因此，本申请提供一种压缩机及其控制方法，该压缩机能够防止活塞与排放单元之间碰撞，在线性压缩机中具有阀板的形状的排放单元。

参考图5A，根据本发明的压缩机可包括压力改变单元504，在活塞503在往复运动期间到达VDS之前，压力改变单元504改变施加于活塞的压力的变化率，以防止活塞503与排放单元碰撞。

也就是说，根据本发明的压缩机可包括压力改变单元504，在活塞503在往复运动期间到达阀板之前，压力改变单元504改变施加于活塞503的压力的变化率。

详细地，如图5A所示，压力改变单元504可包括设置在缸内的凹槽。而且，压力改变单元504可布置在与缸502的具有阀板的一端间隔开预定距离D1的位置处。

同时，与图3A和图3B所示的相关技术的压缩机的缸中形成的凹槽不同，在活塞到达VDS之前，图5A所示的压力改变单元504可相关地改变施加于活塞的压力或压力的变化率，使得压缩机的控制器可检测到该压力或压力的变化率。另外，根据本发明的压缩机的控制器可基于压力改变单元504与VDS之间的距离控制线性电机。

尽管图5A中未示，但是压力改变单元504可包括形成在缸内的凹凸部。例如，凹凸部可连接到弹性构件。当活塞移动经过凹凸部的布置位置时，施加于活塞的压力或压力的变化率可改变。

尽管图5A中未示，但是压力改变单元504还可包括形成在缸的一端上形成的阶梯部。例如，阶梯部可形成在缸的H表面上。

同时，图5A所示的压力改变单元504具有凹槽的形状，但是根据本发明的压力改变单元可不限于此。根据本发明的压力改变单元可实施为各种类型和形状，只要其能在活塞503向缸502内的阀板移动的同时，在活塞503到达VDS之前，改变施加于活塞503的压力或压力的变化率。

也就是说，在活塞503移动经过压力改变单元之前施加于活塞的压力或压力的变化率不同于移动经过压力改变单元之后直到活塞到达VDS之前施加于活塞的压力或压力的变化率。

另外，压力改变单元504应以制冷剂的压缩率或压缩机的操作效率不能受影实质响的方式设计，即使压力改变单元504在活塞往复运动期间的特定时间点改变施加于活塞的压力或压力的变化率。

同时，被压力改变单元504改变的压力或压力的变化率应足够高，以被压缩机的控制器检测到。也就是说，压缩机的控制器可检测活塞经过缸内设置压力改变单元504的位置的时间点，或压力改变单元504改变施加于活塞的压力或压力变化率的时间点。

参照图5A，根据本发明的压缩机的活塞503可响应于缸502内驱动的线性电机，按①到④的顺序执行往复运动。

活塞503可从下止点(BDC)移动靠近TDC(①)。在此情况下，施加于活塞503的压力的变化率可维持。

当活塞503与压力改变单元504接触时(②)，控制器可确定施加于活塞的压力或压力变化率改变。而且，当活塞503经过压力改变单元504时(③)，控制器可确定施加于活塞的压力或压力变化率改变。

在一个实施例中，当活塞503接触排放单元501时(④)，控制器可控制线性电机，以转换活塞的运动方向。

在另一实施例中，控制器可控制线性电机，以在活塞503与排放单元501接触之前转换活塞的运动方向。在另一实施例中，控制器可在活塞503到达VDS之前控制线性电机以转换活塞的运动方向。因此，根据本发明的压缩机能够防止活塞503与排放单元501之间碰撞。

同时，VDS可由排放单元501和缸502限定。也就是说，VDS可形成在排放单元501的面向缸502的至少一部分上。

详细地，第一VDS VDS1可形成在排放单元501的与吸入阀511的一部分接触的表面。在此情况下，吸入阀511的该部分可以是位于缸502中的部分。

而且，第二VDS VDS2可形成在一个表面，在此表面处，排放单元501的阀板的一个表面与缸的一端彼此接触。另外，第三VDS VDS3也可形成在排放单元501的阀板的另一表面。

根据用户的设定，在第一到第三VDS VDS1、VDS2和VDS3之一的基础上，控制器可控制线性电机，使得活塞503不会碰撞排放单元501。

同时，根据本发明的一个实施例的压缩机可包括控制器，该控制器使用电机电流计算活塞的行程，使用电机电流和计算的参数产生与活塞的位置相关联的参数，并基于产生的参数控制线性电机。另外，压缩机可包括在活塞在往复运动期间到达缸中的VDS之前改变产生的参数的变化率的改变单元。

而且，根据本发明的另一实施例的压缩机可包括控制器，控制器计算电机电流与计算的行程之间的相位差，并基于计算的相位差控制线性电机。控制器可还包括在活塞在往复运动期间到达VDS之前，改变计算的相位差的变化率的改变单元。改变单元可与压力改变单元504相同或不同。

根据本发明的另一实施例的压缩机的控制器可当活塞在往复运动期间移动靠近排放单元时，在活塞到达排放单元之前，产生预定信号，以便防止活塞与排放单元之间的碰撞。在此情况下，控制器可使用检测的电机电压和电机电流产生预定信号。

而且，基于预定信号产生时间点，控制器可决定在活塞移动靠近排放单元时活塞与排放单元间隔开预定距离。

因此，在从预定信号的产生时间点经过预定时间间隔后，控制器可控制线性电机，以转换活塞的运动方向。

根据本发明的另一实施例的压缩机可包括附加体积单元，该附加体积单元布置在缸内，以防止活塞与排放单元之间碰撞。在此情况下，控制器可判定活塞是否已经过缸内的附加体积单元的布置位置，并基于判定结果控制线性电机。

参照图5A，缸的压缩空间可包括由排放单元和与缸的内壁的至少一部分接触的表面形成的第一体积，以及由附加体积单元形成的第二体积。

附加体积单元可改变活塞在往复运动期间经过缸内设置附加体积单元的位置时施加于活塞的负载。

因此，在从活塞经过缸内设置附加体积单元的位置的时间点经过预定时间间隔后，控制器可控制线性电机，以转换活塞的运动方向。

在一个示例中，附加体积单元可由压力改变单元504中包括的凹槽限定。

图5B示出随着图5A所示的活塞按①到④的顺序执行往复运动而改变的负载F和气体常数Kg的图。

如图5B所示，控制器可基于电机电流与电机电压计算活塞的行程。控制器可使用电机电流、电机电压和计算的行程产生与活塞的运动或位置相关联的参数。另外，控制器可基于产生的参数控制线性电机。

在此情况下，根据本发明的压缩机可包括改变单元(图中未示)，在活塞在往复运动期间到达缸内的VDS之前，改变单元改变产生的参数的变化率。

另外，参数可包括施加于活塞的压力、同电机电流与行程之间的相位差相关联的变量、同电机电压与行程之间的相位差相关联的变量、以及与活塞的往复运动相关联的气体常数Kg中的至少一个。

也就是说，控制器可检测负载F或气体常数Kg，并检测活塞到达VDS之前负载F或气体常数Kg的变化率的改变。

另外，控制器可检测参数的变化率改变的时间点，并基于检测的时间点控制线性电机，使得活塞不能到达VDS或移动经过VDS。

详细地，当活塞503接触压力改变单元504时(②)，控制器可检测负载F或气体常数Kg的变化率的改变。在此情况下，负载F被定义为每个循环施加于活塞的压力或力。

尽管图5B中未示，当活塞503与压力改变单元504接触时(②)，控制器可检测同电流与行程之间的相位差关联的变量或者同电压与行程之间的相位差关联的变量的变化率的改变。例如，与相位差θ相关联的变量包括通过从180°减去相位差θ得到的值，或余弦值Cosθ(见图2B)。

而且，图5C是示出行程x和气体常数Kg随时间(t)变化的图。

如图5C所示，当活塞503与压力改变单元504接触时(②)气体常数Kg的改变可大于当活塞经过压力改变单元时(③)气体常数Kg的改变。

另外，在活塞503经过对应于压力改变单元504的一端的第一位置或对应于压力改变单元504的另一端的第二位置时，控制器可决定施加于活塞的压力或压力的变化率的改变。

在一个实施例中，控制器可检测施加于活塞的压力的变化率的改变，并基于检测的时间点控制线性电机以防止活塞到达VDS。

详细地，控制器可在施加到活塞的压力的变化率改变的时间点，控制线性电机以转换活塞的运动方向，或从检测的时间点经过预定时间间隔后，控制线性电机以转换活塞的运动方向。

控制器可实时计算活塞的行程，并基于计算的行程检测施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。在此情况下，控制器可确定计算的行程的变化率的改变大于预定值的时间点对应于施加到活塞的压力的变化率改变的时间点。

而且，控制器可实时地计算活塞的行程与电机电压之间的相位差，并基于计算的相位差检测施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。在此情况下，控制器可确定计算的相位差的变化率的改变大于预定值的时间点对应于施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。

而且，控制器可实时地计算活塞的行程与电机电压之间的相位差，并基于计算的相位差检测施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。在此情况下，控制器可确定计算的相位差的变化率的改变大于预定值的时间点对应于施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。

同时，预定值可根据线性电机的输出而改变。例如，当电机的输出增大时，控制器可将预定值重新设定为较小的值。

尽管未示出，但是根据本发明的线性压缩机还可包括输入单元，该输入单元接收与预定时间间隔相关联的用户输入。控制器可基于应用的用户输入而重新设定时间间隔。

同时，控制器可基于与电机电流、电机电压和行程关联的信息，判定活塞是否已移动经过VDS。在此情况下，当判定活塞已移动经过VDS后，控制器可改变预定时间间隔。

例如，控制器可在判定活塞已移动经过VDS时缩短预定时间间隔。

而且，控制器可基于与电机电流、电机电压和行程关联的信息，判定活塞与阀板之间的碰撞是否发生。在此情况下，控制器可在判定活塞与阀板之间已发生碰撞时改变预定时间间隔。

例如，控制器可在判定活塞已移动经过VDS时缩短预定时间间隔。

另外，根据本发明的线性压缩机可包括在活塞的往复运动期间存储关于电机电流、电机电压和行程的信息的存储器。详细地，存储器存储关于时间间隔改变的信息，在此时间间隔内，活塞的往复运动时期被重复预定次数。

因此，使用关于电机电压、电机电流和行程的改变历史的信息，控制器可判定活塞是否与阀板碰撞。

控制器可实时计算活塞的行程，并基于计算的行程检测施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。在此情况下，控制器可确定计算的行程的变化率的改变大于预定值的时间点对应于施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。

而且，控制器可实时计算行程与电机电流之间的相位差，并基于计算的相位差检测施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。在此情况下，控制器可确定计算的相位差的变化率的改变大于预定值的时间点对应于施加于活塞的压力的变化率改变的时间点。

例如，在施加于活塞的压力的变化率改变的时间点，控制器可检测相位差的变化率从正(+)值变为负(﹣)值的时间点。作为另一实施例，在施加于活塞的压力的变化率改变的时间点，控制器可检测相位差的变化率从负(﹣)值变为正(﹢)值的时间点。

在一个实施例中，排放单元501可布置在缸502的一端。压力改变单元504可布置在缸的布置排放单元的一端与缸的另一端之间。详细地，压力改变单元504可布置在缸502的具有排放单元501的一端与缸的中心部之间。也就是说，压力改变单元504可位于邻近缸内布置排放单元的一端的位置。

图6A示出关于根据本发明的压缩机的另一实施例。而且，图6B示出用于控制根据图6A所示的实施例的压缩机的各种参数的改变的图。

如图6A所示，根据本发明的另一实施例的压缩机可包括压力改变单元601，在活塞503在往复运动期间到达改变单元501之前，压力改变单元601改变施加于活塞503的压力的变化率。

详细地，如图6A所示，压力改变单元601可包括缸内形成的凹槽。而且，压力改变单元601可由排放单元501和缸502的一端形成。

如图6A所示，根据该实施例的压力改变单元601可包括在缸502的一端形成的凹槽。因此，当活塞在往复运动期间进入压力改变单元601时(②)，控制器可检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变。

同时，与参照图3A和图3B描述的相关技术的压缩机的缸内形成的凹槽不同，在活塞到达VDS之前，图6A所示的压力改变单元601可相应地改变施加于活塞的压力或压力的变化率，使得压缩机的控制器可检测到该压力或压力的变化率。另外，根据本发明的压缩机的控制器可基于压力改变单元601与第四VDS VDS4之间的距离D3而控制线性电机。在此情况下，第四VDS VDS4可位于缸502的一端形成的表面上。

图6A未示出排放单元501的吸入阀和排放阀，但是这仅是为了帮助理解本发明。因此，通过使用设置在缸的布置排放单元的一端上的压力改变单元601，根据本发明的压缩机的控制器可控制线性电机，使得活塞503不能到达第一到第四VDS VDS1、VDS2、VDS3和VDS4。

图6B示出随着图6A所示的活塞按①到③的顺序执行往复运动而改变的负载F和气体常数Kg的图。

如图6B所示，控制器可基于电机电流或电机电压计算负载F或气体常数Kg，并检测在活塞到达VDS之前，负载F或气体常数Kg的变化率改变。

详细地，在活塞503到达VDS之前进入压力改变单元601时(②)，控制器可检测负载F或气体常数Kg的变化率改变。

在一个实施例中，压力改变单元601可包括由排放单元和缸的一端形成的凹槽。

图7A示出关于根据本发明的压缩机的另一实施例。而且，图7B示出用于控制根据图7A所示的实施例的各种参数的变化的图。

参照图7A，根据本发明的该实施例的压缩机可包括压力改变单元711，在活塞503在往复运动期间到达排放单元701之前，压力改变单元711改变施加于活塞503的压力的变化率。

详细地，如图7A所示，压力改变单元711可包括由排放单元701和缸502的一端形成的凹槽。而且，压力改变单元711可包括在缸外部的排放单元701的阀板上形成的凹槽。

也就是说，参照图7A，根据该实施例的压力改变单元711包括由缸502的一端的外周表面与阀板形成的凹槽。因此，当活塞在往复运动期间移动到压力改变单元701时(②)，控制器可检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变。

在活塞到达VDS之前，图7A所示的压力改变单元711可相应地改变施加于活塞的压力或压力的变化率，使得压缩机的控制器可检测出该压力或压力的变化率。另外，根据本发明的压缩机的控制器可基于缸的一端与第五VDS VDS5之间的距离D4控制线性电机。在此情况下，第五VDS VDS5可位于由吸入阀的一个表面形成的表面上。

同时，通过使用在缸的布置排放单元的一端形成的压力改变单元711，根据本发明的压缩机的控制器可控制线性电机，以防止活塞503到达第一到第五VDS VDS1、VDS2、VDS3、VDS4和VDS5。

图7B示出随着活塞按图7A中①到③的顺序执行往复运动而改变的负载F和气体常数Kg的图。

如图7B所示，控制器可基于电机电流或电机电压计算负载F或气体常数Kg，并当活塞在往复运动期间移动靠近排放单元时，在活塞到达排放单元之前检测负载F或气体常数Kg的变化率改变，以便防止活塞与排放单元碰撞。

详细地，在活塞503到达VDS之前移动到压力改变单元711时(②)，控制器可检测负载F或气体常数Kg的变化率改变。

图8A到图8C是示出根据图5A、图6A和图7A所示的活塞的线性往复运动的实施例，用于基于时间控制压缩机的各种参数随时间变化的图。

如图8A所示，根据本发明的压缩机的控制器可通过使用检测的电机电流、电机电压和估算的行程，来实时计算与活塞的往复运动相关联的气体常数Kg。

详细地，控制器可使用以下方程2计算气体常数Kg。

[方程2]

这里，I(jw)表示一个循环中电流的峰值，X(jw)表示一个循环中行程的峰值，α表示电机常数或逆电动势，θi,x表示电流与行程之间的相位差，m表示活塞的移动质量，w表示电机的运转频率，Km表示机械弹簧常数。

而且，由以上方程得到关于气体常数Kg的方程3。

[方程3]

也就是说，计算的气体常数Kg可与电机电流与行程之间的相位差成比例。

因此，控制器可基于计算的气体常数Kg，检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点。也就是说，控制器可实时检测气体常数Kg，并基于计算的气体常数Kg检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点Tc。在此情况下，控制器可确定计算的气体常数Kg的变化率的改变大于预定值(801)的时间点对应于施加于活塞的压力或压力变化率改变的时间点Tc。

然而，参照图8A，通过压力改变单元仅基于气体常数Kg的改变，难以检测施加于活塞的压力或压力变化率改变的时间点Tc。也就是说，在相关技术的TDC控制中，线性压缩机的控制器判定气体常数Kg的拐点是否形成，并使用判定结果作为判定活塞是否到达TDC的基础。然而，如图8A所示，在压力或压力变化率改变的时间点Tc之前或之后，气体常数Kg的变化可能不够大，从而不能被控制器检测到。

因此，参照图8A，根据本发明的压缩机的控制器可使用估算的行程、检测的电机电流和检测的电机电压，计算与活塞的运动或位置相关联的参数Kg’。在此情况下，在活塞在往复运动期间到达VDS之前，计算的参数可形成拐点802。

也就是说，使用行程、电机电流或电机电压中的至少一个以及预定变换方程，控制器可计算在活塞在往复运动期间到达VDS之前形成拐点的参数。

另外，控制器可基于计算的参数形成拐点的时间点来控制电机。

根据该控制方法，甚至不使用单独的传感器，用于防止线性压缩机的活塞与排放单元之间碰撞的TDC控制也能有效实行。

详细地，根据本发明的线性压缩机及其控制装置可包括用于存储关于计算参数的至少一个变换方程的信息的存储器。该存储器可布置在控制器自身中，或与控制器分离地安装在压缩机中。

另外，控制器可使用关于存储器中存储的变换方程的信息和估算的行程值，实时计算与活塞的运动或位置相关联的参数。

例如，通过变换方程计算的参数可形成在活塞到达VDS之前施加于活塞的压力的变化率改变的时间点的拐点。

参照图8A，变换方程的一个示例可以是K'g＝α-X。这里，K'g可表示计算的参数，X可表示估算的行程，而α可表示预定常数。数字25可在一个示例中代替α。控制器可通过使用方程计算参数K'g，参数K'g在施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点形成拐点。

而且，如图8B所示，由变换方程K'g＝α-X计算的参数K'g可在活塞到达VDS之前形成多个拐点。

计算图8C中所示的参数K”g的变换方程的一个示例可以是K”g＝F/√β*X。这里，K”g可表示计算的参数，X可表示估算的参数，β可表示预定常数。控制器可通过使用方程计算参数K”g，参数K”g在施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点的形成拐点。

因此，控制器可基于计算的参数K'g或参数K”g，计算施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点。也就是说，控制器可实时计算参数K'g或参数K”g，并基于计算的参数K'g或参数K”g，检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点。在此情况下，控制器可确定计算的参数K'g或参数K”g的变化率的改变大于的预定值时间点(图中未示)对应于施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点。例如，施加于活塞的压力或压力变化率的时间点可对应于参数K'g或参数K”g形成拐点的时间点Tc。

而且，在关于多个变换方程的信息存储在存储器中时，控制器可比较通过多个变换方程变换的多个控制变量，并基于比较结果驱动电机。例如，当多个变换方程变换的多个控制变量中的至少一个形成拐点时，控制器可驱动电机，以转换活塞的运动方向。

另外，控制器可检测形成计算的参数的拐点的时间点Tc，并基于检测的时间点Tc控制电机，以防止活塞与阀板碰撞。

详细地，从检测的时间点Tc经过预定的时间间隔后，控制器可控制电机，以转换活塞的运动方向。这里，预定的时间间隔可由用户改变。

而且，控制器可实时检测计算的参数的变化率，并确定检测的变化率的改变大于预定值的时间点(图中未示)对应于拐点的形成时间点Tc。

图9是示出与控制根据本发明的压缩机的参数相关的趋势线的图。

如上所述，根据本发明的压缩机的控制器可使用电机电流、电机电压或估算的行程，计算关于活塞的运动或位置的气体常数Kg。

然而，在预定时期测量电机电流和电机电压，测量的电机电流和电机电压不以恒定的斜率改变。因此，控制器可产生参数的趋势线。

类似地，如图9所示，观察气体常数Kg的测量值901随时间的变化，变化率频繁地改变，并且形成拐点。因此，不适合用于压缩机控制。

因此，根据本发明的压缩机的控制器可产生关于气体常数Kg的趋势线902，并基于趋势线信息来控制线性电机。

而且，控制器可基于检测的电机电流计算与活塞的位置相关联的参数，产生与计算的参数相关联的趋势线，并基于趋势线信息控制线性电机。这里，趋势线的斜率在活塞在往复运动期间到达VDS之前可改变。

图10A示出根据本发明的压缩机的压力改变单元504的一个实施例。

详细地，压力改变单元504可布置在缸的上止点(TDC)与下止点(BDC)之间。

压力改变单元504可包括缸内形成的凹槽。如图10A所示，凹槽的一端可位于与缸的一端或缸的VDS分隔开第一距离r1的位置处。凹槽的宽度可为第二距离r2。凹槽的深度可为第三距离r3。

例如，第一距离可包括在1.5mm到3mm的范围内。在另一示例中，第三距离可包括在2mm到4mm的范围内。在另一示例中，第二距离可包括在0.3mm到0.4mm的范围内。

存储器可包括关于凹槽的信息。在此情况下，控制器可检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点，并基于存储的关于凹槽的信息来控制电机以防止活塞到达VDS。例如，关于凹槽的信息可包括关于凹槽的宽度的信息、关于凹槽的深度的信息和关于凹槽的一端与VDS之间的距离的信息中的至少一个。

此后，根据本发明的压缩机的压力改变单元601的一个实施例将参照图10B描述。

参照图10B，压力改变单元601可设置在缸的一端。也就是说，压力改变单元601可接触阀板或排放单元。

如图10B所示，压力改变单元601可包括形成在缸的一个端部的凹槽。在此情况下，在缸的一个端部形成的凹槽的宽度可为第六距离r6。凹槽的深度可为第五距离r5。

存储器可存储关于凹槽的第五距离r5和第六距离r6的信息。而且，存储器可存储关于第四距离r4的信息，当排放单元设有吸入阀时，吸入阀的一个表面从阀板延伸该第四距离r4。在此情况下，控制器可检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点，并基于存储的关于凹槽的信息，控制电机，以防止活塞到达VDS。

此后，根据本发明的压缩机的压力改变单元711的一个实施例将参照图10C描述。

参照图10C，压力改变单元711可由缸外部的排放单元形成。也就是说，压力改变单元711可由缸的同排放单元接触的表面与排放单元的同缸接触的表面之间的面积差形成。

如图10C所示，压力改变单元711可包括从排放单元与缸之间的接触表面形成到排放单元的一个表面的凹槽。在此情况下，凹槽的宽度可以是第七距离r7。凹槽的深度可以是第八距离r8。

存储器可存储关于凹槽的第七距离r7和第八距离r8的信息。而且，存储器可存储关于第四距离r4的信息，当排放单元设有吸入阀时，吸入阀的一个表面从阀板延伸第四距离r4。在此情况下，控制器可检测施加于活塞的压力或压力的变化率改变的时间点，并基于存储的关于凹槽的信息，控制电机，以防止活塞到达VDS。

在根据本发明的线性压缩机及其控制方法中，能够防止活塞与排放阀之间的碰撞，以便降低线性压缩机中产生的噪声。而且，防止活塞与排放阀之间碰撞可减少由于碰撞引起的活塞与排放阀的磨损，由此延长了线性压缩机的机构和部件的寿命。

而且，在根据本发明的线性压缩机及其控制方法中，排放阀的制造成本可降低，因此线性压缩机的制造成本可降低。

另外，在根据本发明的线性压缩机及其控制方法中，甚至不增加单独的传感器，就能同时达到降噪和高效的操作。

本领域技术人员应理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，能够在本发明中做出各种更改和变型。因此，本发明旨在覆盖落在随附权利要求书及其等价物的范围内关于本发明的各种更改和变型。

Claims (7)

1.一种压缩机，包括：

活塞，在缸内执行往复运动；

线性电机，为所述活塞的运动提供驱动力；

排放单元，允许在所述缸中压缩的制冷剂响应于所述活塞的运动而排放；以及

压力改变单元，在所述活塞在往复运动期间到达虚拟排放表面(VDS)之前，改变施加于所述活塞的压力的变化率，以防止所述活塞与所述排放单元碰撞，

感测单元，检测所述线性电机的电机电压或电机电流；和

控制器，使用检测的所述电机电压或电机电流，判定施加于所述活塞的压力的变化率是否已改变，并基于判定结果控制所述线性电机，

其中所述虚拟排放表面被限定为与所述排放单元的面向所述缸内的压缩空间的至少一部分接触的表面，

其中所述排放单元布置在所述缸的一端，

其中所述压力改变单元布置在所述缸的布置了所述排放单元的一端与所述缸的另一端之间，以及

所述压力改变单元包括凹槽，所述凹槽与所述排放单元的至少一部分间隔开并且所述凹槽形成在所述缸的内壁上。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中所述控制器检测施加于所述活塞的压力的变化率改变的时间点，并基于检测的所述时间点控制所述线性电机，以防止所述活塞到达所述排放单元。

3.如权利要求2所述的压缩机，其中所述控制器计算施加于所述活塞的压力的变化率，基于计算的所述压力的变化率形成趋势线，并在形成的所述趋势线的斜率改变时判定施加于所述活塞的压力的变化率已改变。

4.如权利要求2所述的压缩机，其中从检测的所述时间点经过预定时间间隔后，所述控制器控制所述线性电机，以转换所述活塞的运动方向。

5.如权利要求4所述的压缩机，其中所述控制器基于关于所述电机电流或电机电压和行程的信息判定所述活塞是否移动经过所述虚拟排放表面，并在判定所述活塞已移动经过所述虚拟排放表面时，改变所述预定时间间隔。

6.如权利要求5所述的压缩机，还包括存储器，以存储所述活塞的往复运动期间关于所述电机电流、所述电机电压和所述行程改变的信息，

其中所述控制器基于所述行程改变的信息判定所述活塞是否已移动经过所述虚拟排放表面。

7.如权利要求1所述的压缩机，其中压力改变单元布置在所述缸的布置了所述排放单元的一端与所述缸的中心部之间。