CN109964398A - 停止往复式活塞压缩机的方法和制冷器具、空调器具或热泵的往复式活塞压缩机和制冷器具、空调器具或热泵 - Google Patents

停止往复式活塞压缩机的方法和制冷器具、空调器具或热泵的往复式活塞压缩机和制冷器具、空调器具或热泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于使制冷器具的、空调器具的或热泵的往复式活塞压缩机停止的方法，所述压缩机包括具有绕组的无刷式马达，所述方法具有如下方法步骤：所述马达以运行转速进行旋转(41)；收到(42)用于停止的信号；还设有如下方法步骤：执行(44)辅助式惰性滑行过程，其方式是，以一频率对所述绕组借助驱动电流进行通电，其中，所述频率根据预先给定的减函数(32)走向，并且其中，在一个压缩周期，所述马达由于负载所导致的减速相对于所述马达由于所述通电所导致的加速而言占优势。

Description

停止往复式活塞压缩机的方法和制冷器具、空调器具或热泵 的往复式活塞压缩机和制冷器具、空调器具或热泵
技术领域
本发明涉及一种用于使往复式活塞压缩机停止的方法和一种制冷器具的、空调器具的或者热泵的往复式活塞压缩机以及一种具有所述往复式活塞压缩机的制冷器具、空调器具或者热泵。
背景技术
用于使往复式活塞压缩机停止(Anhalten)的方法和所述往复式活塞压缩机针对的是借助无刷式马达的应用情形，并且涉及到往复式活塞压缩机这样的特性：负载在马达的机械式回转时不均匀地作用。典型的应用情形是家用制冷器具的往复式活塞压缩机。
往复式活塞压缩机在使用于家用冷藏器具中时必须尽可能平稳地关断(或者停机)。在此，在压缩机停止时的噪声生成应尽可能小。在此，然而，噪声可能根据往复式活塞压缩机的抽吸侧和压力侧上的压力比例关系或者可能根据压缩机的机械结构而产生。这些噪声典型地通过压缩机械装置而产生，所述压缩机械装置由于驱动装置的惯性在转速强烈改变的情况下可能会造成驱动单元的偏移。在此，驱动单元还可能会在内部碰到压缩机壳体上。
WO 2016 030 250说明了一种制冷器具的、空调器具的或者热泵的压缩机的制动方式，其中，基于马达以运行转速进行旋转，以减小频率对马达的绕组借助制动电流进行通电，其中，在制动期间的制动电流取决于先前所求取的感应电压。
根据EP 2 669 519 B1，驶近于预先确定的速度水平，并且，在该速度水平以下，将制动力矩施加到机械组件上。
发明内容
本发明的任务在于，在往复式活塞压缩机中，在停止时，防止了往复式活塞压缩机内部的弹动地支承的泵马达结构的可能的颤动或者碰撞。
该任务通过一种具有根据独立权利要求的特征的主题来解决。本发明的有利的构型是从属权利要求以及说明书的主题，其中，不同的构型可以相互组合。本发明的有利的实施方式是附图和所属的说明书的主题。
本发明针对(尤其家用制冷器具的)往复式活塞压缩机的无刷直流马达(BLDCMotor)，在所述无刷直流马达中，在转子中布置有多个永久磁性的极对。在定子的绕组中电式地产生磁性的极对，这是通过这些绕组适当地受控地通电得以实现。这通常通过具有一个或多个(尤其三个)相位的环绕式电压矢量、旋转场(Drehfeld)实现。这些环绕的磁性极对使多个永久磁性极对进而使转子一同携动。在存在着三个磁性极对和三个相位的情况下，电压矢量的三次回转相当于马达的一次机械式回转。
往复式活塞压缩机的往复式活塞是通过连杆与马达相连接，从而一个压缩周期(即往复式活塞的一次完整往复运动)相当于马达的一次回转。任意的活塞位置可以被定义成开始点和结束点，然而实际上有利的是：选择活塞运动的下死点作为一个压缩周期的开始点和结束点。
用于使往复式活塞压缩机停止的根据本发明的方法涉及这样的压缩机：所述压缩机包括具有绕组的无刷式马达。根据所述方法，首先，马达以运行转速进行旋转。在这种常规的运行状态下，马达通常被调节地运行。此时，收到用于停止的信号。紧接着(立即或者稍后)执行辅助式惰性滑行过程(Auslaufvorgang)，其方式是，以一频率对这些绕组借助驱动电流进行通电。所述频率根据预先给定的减函数走向，其中，在一个压缩周期，马达由于负载所导致的减速相对于马达由于所述通电所导致的加速而言占优势(überwiegt)。由此确保了：马达不是由于所施加的旋转场而主动地制动，然而但也不会由于突然的负载变换而不受控制地陷入到强烈的振动中并碰到压缩机壳体上。
可选地，基于用于停止的信号，可以驶近(Anfahren)预先给定的目标转速，以经调节或者受控的方式，从达到所述目标转速起，执行辅助式惰性滑行过程。
有利的是，可作为软件或者硬件实现的根据本发明的控制装置为了执行辅助式惰性滑行过程而切换到控制运行中。在该运行模式下，旋转场频率由确定的时间曲线(或频率曲线)预先给定。在执行辅助式惰性滑行过程的模式下，旋转场频率由确定的时间曲线/频率曲线预先给定。在收到用于停止的信号之后，执行辅助式惰性滑行过程的模式可以立即地或者替代地在准备过程之后开始。这种准备模式例如是驶近于目标转速，在达到所述目标转速时，开始执行辅助式惰性滑行过程。
在所述方法的有利的构型中，预先给定的减函数是非线性函数。所述时间曲线/频率曲线这样设计，使得马达以非线性减小的快速旋转场进行控制。由此实现例如这样的技术优点：提供一种合适的函数来简单地计算出通电的频率的减函数。这种非线性的函数优选可以是对数函数。
然而，在所述方法的有利的构型中，马达由于负载、然而不由于绕组的通电而减速。由此实现例如这样的技术优点：实现相对于无电流的马达而言延迟的且低振动的惰性滑行。
在所述方法的有利的构型中，在辅助式惰性滑行过程开始时，求取出马达的转子位置(Rotorlage)，并且对绕组以驱动电流进行通电，或者所述通电在达到所述转子位置的条件时结束。由此实现例如这样的技术优点：能够实现转子的特别低振动的辅助式惰性滑行。
制冷器具的、空调器具的或者热泵的根据本发明的往复式活塞压缩机包括具有绕组的无刷式马达以及包括用于使马达从运行转速起停止的控制装置。控制装置设置用于执行辅助式惰性滑行过程，其方式是，以一频率对这些绕组借助驱动电流进行通电，其中，所述频率根据预先给定的减函数走向，并且，其中，在一个压缩周期，马达由于负载所导致的减速相对于马达由于所述通电所导致的加速而言占优势。借助控制装置的这种设置确保了：马达不会由于所施加的旋转场而主动地制动，然而但也不会由于突然的负载变换而不受控制地陷入到强烈的振动中并且碰到压缩机壳体上。
在往复式活塞压缩机的有利的构型中，用于使马达停止的所述控制装置这样设置，使得预先给定的减函数是非线性的减函数。由此实现例如这样的技术优点：在控制装置中提供一种合适的函数来简单地计算出通电的频率的减函数。
在往复式活塞压缩机的有利的构型中，用于使马达停止的所述控制装置这样设置，使得马达由于负载、然而不由于绕组的通电而减速。借助控制装置的这种设置实现例如这样的技术优点：实现相对于无电流的马达而言延迟的且低振动的惰性滑行。
在往复式活塞压缩机的有利的构型中，用于使马达停止的所述控制装置这样设置，使得在达到目标转速时求取出马达的转子位置，并且绕组以驱动电流的通电在达到所述转子位置的条件时实现或者在达到所述转子位置的条件时结束。由此实现例如这样的技术优点：能够实现马达的特别低振动的辅助式惰性滑行。
根据本发明的制冷器具、空调器具或者热泵具有以上所说明的根据本发明的往复式活塞压缩机。
附图说明
在绘图中示出并且接下来详细地说明本发明的实施例。在此示出：
图1示出根据本发明的实施方式的制冷器具的示意性的视图；
图2示出根据来自图1的实施方式的具有制冷回路和压缩机控制装置的制冷器具的示意性的示图；
图3示出往复式活塞压缩机的频率曲线和受控的旋转场的示意性的曲线图，用以解释本发明的实施方式；和
图4示出根据本发明的实施方式的方法流程图。
在附图中，为了简明地描绘，相互独立的构型以同一实施方式实现。在不同的附图中的等同的附图标记标明相同或者起相同作用的元件。这些构型说明一种具有用于冷藏物品的存放空间的冷藏箱，然而与另外的存放空间(例如用于冷冻物品的存放空间)的组合也被本发明所包括。
具体实施方式
图1以立体示图示出家用制冷器具1，所述家用制冷器具1包括具有内部容器2的隔热本体9，所述内部容器2限界可冷却式内部空间3。可冷却式内部空间3设置用于存放未详细示出的食物。
在当前的实施例的情况下，家用制冷器具1具有用于封闭可冷却式内部空间3的可摆动式门页4。门页4尤其参照竖直延伸的轴线可摆动地支承。在门页4打开的情况下，如在图1中所示出地，可访问到可冷却式内部空间3。
在当前的实施例的情况下，在门页4的朝着可冷却式内部空间3方向指向的那一侧上布置有多个用于存放食物的门搁架5。在可冷却式内部空间3中，尤其布置有用于多个存放食物的格底6，并且在可冷却式内部空间3的下方区域中尤其布置有抽屉7，在所述抽屉7中也可以存放有食物。
来自图1的家用制冷器具1包括在图2中所示出的用于冷却可冷却式内部空间3的制冷剂回路10。在当前的实施例的情况下，可冷却式内部空间3的制冷剂回路10包括：压缩机11；连接在压缩机11之后的液化器12；连接在液化器12之后的节流装置13，所述节流装置13尤其实施成节流管或者毛细管；和蒸发器14，所述蒸发器14布置在节流装置13与压缩机11之间。压缩机11优选布置在家用制冷器具1的机器空间内部，所述机器空间尤其位于抽屉7后方。压缩机11是往复式活塞压缩机。
在当前的实施例的情况下，家用制冷器具1包括用于控制压缩机11的压缩机控制装置15。压缩控制装置15构型用于执行根据本发明的方法并且根据所述方法来控制所述压缩机11的无刷直流马达。
图3示出根据本发明的实施方式的往复式活塞压缩机的频率曲线32的和受控的旋转场33的曲线图30。借助频率曲线32，参照时间t描绘了马达的转速n或者替代地描绘了旋转场频率。转速首先在频率曲线32的区段34中是恒定的。
在时间点35处，控制装置15收到用于停止的信号。接着，控制装置15切换到控制运行(模式)中并且开始执行辅助式惰性滑行过程。在这种运行模式中，旋转场频率是通过根据频率曲线32的区段36的确定的时间曲线(或频率曲线)32预先给定。在此，以一频率对绕组借助驱动电流进行通电，其中，所述频率根据预先给定的减函数走向，并且，其中，在一个压缩周期，马达由于负载所导致的减速相对于马达由于所述通电所导致的加速而言占优势。这种辅助式惰性滑行过程利用了马达的负载来减速，并且使马达的这种停止相对于自然停转(Austrudeln)有所延迟，用以实现低振动的制动过程。在时间点37，通电结束，并且达到马达的静止状态。
对于频率曲线32，示意性地示出往复式活塞压缩机的受控的旋转场33，其具有三个相位，针对马达的三个绕组。在频率曲线32的区段34期间，往复式活塞压缩机处于具有恒定转速的、经调节的常规运行中。旋转场33在该区段中具有基本上恒定的频率。
在频率曲线32的区段36期间，往复式活塞压缩机处于具有减小转速的、受控的运行中。旋转场33在该区段中具有减小的频率：直至旋转场频率在马达的根据控制的静止状态下在时间点37达到零为止。
图4示出根据本发明的实施方式的方法的流程图40。用于使往复式活塞压缩机停止的方法(其中，压缩机包括具有绕组的无刷式马达)以这样的方法步骤开始：马达以运行转速进行旋转41。在方法步骤42中，收到用于停止的信号。基于该信号，在这里进行可选的方法步骤：驶近43目标频率。这可以是经调节地或者受控地驶近。现在，在接下来的方法步骤中，执行44辅助式惰性滑行过程，其方式是，以一频率对绕组借助驱动电流进行通电，其中，所述频率根据预先给定的减函数走向，并且，其中，在一个压缩周期，马达由于负载所导致的减速相对于马达由于所述通电所导致的加速而言占优势。
在图3中的频率曲线32的区段34相应于马达以运行转速进行旋转41。在图3中，在时间点35，收到用于停止的信号。在图3中未实现的是：可选地驶近43目标频率。在图3中，频率曲线32的区段36相应于执行44辅助式惰性滑行过程。
附图标记列表
1 家用制冷器具
2 内部容器
3 可冷却式内部空间
4 门页
5 门搁架
6 格底
7 抽屉
9 本体
10 制冷剂回路
11 压缩机
12 液化器
13 节流装置
14 蒸发器
15 压缩机控制装置
30 曲线图
32 频率曲线
33 旋转场
34,36 频率曲线的区段
35,37 时间点
40 流程图
41 方法步骤：以运行转速进行旋转
42 方法步骤：收到信号
43 方法步骤：驶近于目标频率
44 方法步骤：执行辅助式惰性滑行过程

Claims (13)

1.一种用于使制冷器具的、空调器具的或热泵的往复式活塞压缩机停止的方法，其中，所述压缩机包括具有绕组的无刷式马达，
所述方法具有如下方法步骤：
-所述马达以运行转速进行旋转(41)；
-收到(42)用于停止的信号；
其特征在于，还设有如下方法步骤：
-执行(44)辅助式惰性滑行过程，其方式是，以一频率对所述绕组借助驱动电流进行通电，
其中，所述频率根据预先给定的减函数(32)走向，并且
其中，在一个压缩周期，所述马达由于负载所导致的减速相对于所述马达由于所述通电所导致的加速而言占优势。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述预先给定的减函数(32)是非线性的减函数。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
所述非线性的减函数是对数函数。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，
其特征在于，
所述马达是由于负载、但不是由于所述绕组的通电而减速。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述辅助式惰性滑行过程开始时，求取出所述马达的转子位置，并且在达到所述转子位置的条件时，实现对所述绕组借助驱动电流的通电。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述辅助式惰性滑行过程开始时，求取出所述马达的转子位置，并且在达到所述转子位置的条件时，结束对所述绕组借助驱动电流的通电。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在收到(42)用于停止的信号之后，驶近(43)预先给定的目标转速。
8.一种制冷器具的、空调器具的或者热泵的往复式活塞压缩机(11)，该往复式活塞压缩机包括：
-具有绕组的无刷式马达，和
-控制装置(15)，用于使所述马达从运行转速起停止，
其特征在于，
所述控制装置(15)设置用于：执行辅助式惰性滑行过程，其方式是，以一频率对所述绕组借助驱动电流进行通电，
其中，所述频率根据预先给定的减函数走向，并且
其中，在一个压缩周期，所述马达由于负载所导致的减速相对于所述马达由于所述通电所导致的加速而言占优势。
9.根据权利要求8所述的往复式活塞压缩机，
其特征在于，
所述控制装置(15)为了使所述马达停止而设置成：使得所述预先给定的减函数是非线性的减函数。
10.根据权利要求8或9所述的往复式活塞压缩机，
其特征在于，
所述控制装置(15)为了使所述马达停止而设置成：使得所述马达是由于负载、但不是由于所述绕组的通电而减速。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的往复式活塞压缩机，
其特征在于，
所述控制装置(15)为了使所述马达停止而设置成：在所述辅助式惰性滑行过程开始时，求取出所述马达的转子位置，并且在达到所述转子位置的条件时，实现对所述绕组借助驱动电流的通电。
12.根据权利要求8至10中任一项所述的往复式活塞压缩机，
其特征在于，
所述控制装置(15)为了使所述马达停止而设置成：在所述辅助式惰性滑行过程开始时，求取出所述马达的转子位置，并且在达到所述转子位置的条件时，结束对所述绕组借助驱动电流的通电。
13.一种制冷器具(1)、空调器具或者热泵，具有根据权利要求8至9中任一项所述的压缩机(15)。
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