CN111271244B - 线性压缩机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

线性压缩机及其控制方法。本文中公开的线性压缩机包括：活塞，其在气缸内进行往复运动；马达，其用于向所述活塞供应驱动力；检测器，其用于检测与所述马达关联的马达电流和马达电压；和控制器，其使用所述马达电流和所述马达电压估计所述活塞的冲程，并计算所述冲程和所述马达电流之间的相位差，其中，所述控制器检测与所述线性压缩机的操作有关的信息；基于检测到的信息选择是否进行谐振操作；并且控制所述马达的操作，以使计算出的所述相位差在预设的相位范围内。

Description

线性压缩机及其控制方法

技术领域

本公开涉及线性压缩机及其控制方法。

背景技术

通常，压缩机是将机械能转换成压缩流体的压缩能的部件，并且被用作制冷设备(例如，冰箱、空调等)的一部分。

压缩机大致分为往复式压缩机、旋转式压缩机和涡旋式压缩机。在往复式压缩机中，在活塞和气缸之间形成有压缩空间(从压缩空间中吸入工作气体或从压缩空间排出工作气体)，使得活塞在气缸中往复运动的同时制冷剂被压缩。在旋转式压缩机中，在偏心旋转的辊与气缸之间形成有压缩空间(从压缩空间中吸入工作气体或从压缩空间排出工作气体)，使得辊沿气缸的内壁偏心旋转的同时制冷剂被压缩。另外，在涡旋式压缩机中，在动涡旋盘与固定涡旋盘之间形成有压缩空间(从压缩空间中吸入工作气体或从压缩空间排出工作气体)，使得动涡旋盘相对于固定涡旋盘旋转的同时制冷剂被压缩。

往复式压缩机通过使活塞在气缸内线性往复运动来吸入、压缩和排出制冷剂气体。根据活塞的操作方式，往复式压缩机分为往复型和线性型。

往复型构造成使得曲轴联接到旋转的马达并且活塞联接到曲轴，以便将马达的旋转运动转换成线性往复运动。另一方面，线性型构造成使得活塞连接至线性运动的马达的动子，以借助于马达的线性运动使活塞往复运动。

这种往复式压缩机包括产生驱动力的马达单元和接收来自马达单元的驱动力以压缩流体的压缩单元。通常，马达被广泛用作马达单元，并且线性型使用线性马达。

线性马达不需要机械转换装置，因为马达本身直接产生线性驱动力，并且其结构并不复杂。另外，线性马达具有减少由于能量转换而引起的损耗并且由于不存在发生摩擦或磨损的连接部分而极大地减少噪音的优点。另外，在冰箱或空调中使用线性往复式压缩机(以下称为线性压缩机)的情况下，可以通过改变施加至线性压缩机的冲程电压来改变压缩比。因此，线性压缩机也可以用于冷冻能力的可变控制。

另外，在冰箱或空调中使用线性往复式压缩机(以下称为线性压缩机)的情况下，可以通过改变施加到线性压缩机上的冲程电压来改变压缩比。因此，线性压缩机也可以用于可变的冷冻能力控制。

另一方面，线性压缩机遵循MK谐振频率以便进行谐振操作。

在此，MK谐振频率可以由包括活塞和永磁体的移动构件的质量M和支撑该移动构件的弹簧的弹簧常数K来定义。韩国特开专利公报10-2013-0159529公开了线性压缩机的谐振操作。

另一方面，在活塞的冲程与线性压缩机的马达电流之间产生相位差。

当活塞的冲程与线性压缩机的马达的马达电流之间的相位差是特定值时，线性压缩机可以以最高效率操作。

在此，冲程和马达电流之间的使线性压缩机能够以最高效率操作的相位差称为谐振相位。

如果马达电流和冲程之间的相位差始终维持谐振相位，则线性压缩机可以实现最佳效率。

然而，马达电流和冲程之间的相位差会根据线性压缩机的使用环境而改变。这导致线性压缩机的效率降低。

发明内容

本公开的一个方面在于提供一种线性压缩机，该线性压缩机可以通过可变地控制马达的操作频率而以谐振相位操作。

本公开的另一方面在于提供一种线性压缩机，该线性压缩机能够根据其操作状态来确定是否进行谐振操作。

本公开的又一方面在于提供一种线性压缩机，该线性压缩机能够根据设置有线性压缩机的设备的外部环境来进行谐振操作或维持马达的操作频率。

根据本文中公开的实施方式的用于线性压缩机的控制装置可以当马达电流和冲程之间的相位差不是谐振相位时改变操作频率，使得马达电流和冲程之间的相位差是谐振相位。

根据本文中公开的实施方式的用于线性压缩机的控制装置可以当马达电流与冲程之间的相位差不是谐振相位时改变活塞的初始值，使得马达电流与冲程之间的相位差为谐振相位。

根据本文中公开的实施方式的用于线性压缩机的控制装置可以当马达电流和冲程之间的相位差不是谐振相位时改变操作频率，使得马达电流和冲程之间的相位差是谐振相位，并且当操作频率达到上限或下限时，改变活塞的初始值使得马达电流与冲程之间的相位差是谐振相位。

此外，根据本文中公开的一个实施方式的线性压缩机可以包括控制器，该控制器使用马达电流和马达电压来估计活塞的冲程，并计算冲程和马达电流之间的相位差。特别地，控制器可以检测与线性压缩机的操作有关的信息，基于检测到的信息选择(或确定)是否进行谐振操作，并且当选择谐振操作时控制马达的操作使得计算出的相位差在预设相位范围内。

在一个实施方式中，与线性压缩机的操作有关的信息可以包括与马达电流有关的信息、与马达电压有关的信息、与线性压缩机的操作模式有关的信息、与具有线性压缩机的设备的负载有关的信息以及与活塞的运动有关的信息中的至少一项。

在一个实施方式中，当线性压缩机的制冷能力被可变地设定时，控制器可以设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以从具有线性压缩机的设备接收与该设备的负载的大小有关的信息，并且当负载的大小小于预设参考负载值时，设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以监测马达电流和马达电压中的至少一项的变化，并且基于监测结果来设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以检测活塞的上止点的形成位置与气缸的排出部分之间的距离，并且当检测到的距离超过预设极限距离时，设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。

在一个实施方式中，当将不对称电流或不对称电压施加至马达时，控制器可以终止谐振操作并维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，当线性压缩机正在进行制冷剂回收操作时，控制器可以终止谐振操作并维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，控制器可以基于计算出的相位差和马达电流来检测活塞的上止点的形成位置，并且当检测到该上止点的形成位置时，终止谐振操作并维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，控制器可以从检测到活塞的上止点的形成位置的时间点开始在预定的时间间隔内维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，控制器可以从线性压缩机的操作开始的时间点开始在预设时间间隔内维持马达的操作频率，并且在经过所述时间间隔后可变地设定马达的操作频率，使得线性压缩机进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以从具有线性压缩机的设备接收与该设备的安装位置有关的温度信息，并且当基于温度信息确定该设备的安装位置的温度低于或等于预设参考温度时，维持马达的操作频率。

根据本公开，能够通过改变频率来控制线性压缩机以谐振相位操作。因此，即使以较少的功率消耗也可以改变相位，从而提高了压缩机效率。

另外，可以通过使用电控制来改变活塞的初始值，控制线性压缩机以谐振相位操作，从而提高了压缩机效率并克服了机械设计上的限制。

根据本公开，当达到频率变化极限时，通过改变频率以改变相位并改变活塞的初始值，可以将压缩机效率的提高最大化。

附图说明

图1A是示出常规往复型往复式压缩机的概念图。

图1B是示出常规线性往复式压缩机的一个实施方式的概念图。

图2是示出线性压缩机的部件的框图。

图3是示出线性压缩机的一个实施方式的剖面图。

图4是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图5是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图6是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图7是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图8是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图9是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图10是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图11是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

图12是示出用于控制线性压缩机的方法的流程图。

具体实施方式

本说明书可以应用于线性压缩机的控制装置以及控制线性压缩机的方法。然而，在本说明书中公开的公开内容不限于此，而是还可以应用于所有现有压缩机的控制装置和控制方法、马达控制装置、马达控制方法、马达的噪音测试装置以及马达的噪音测试方法。

在描述本公开时，如果认为对相关的已知功能或构造的详细解释不必要地转移了本公开的主旨，则省略这种解释，但是本领域技术人员是会理解的。应当注意，提供附图是为了促进对本说明书中公开的实施方式的理解，并不应解释为通过附图限制本说明书中公开的技术思想。

在下文中，将参考图1A描述常规往复型往复式压缩机的实施例。

如上所述，安置在往复型往复式压缩机中的马达可以联接到曲轴1a，以将马达的旋转运动转换成线性往复运动。

如图1A中所示，布置在往复型往复式压缩机中的活塞可以根据曲轴的规格或连接活塞和曲轴的连杆的规格在预设位置范围内进行线性往复运动。

因此，对于设计往复型压缩机，当决定曲轴和连杆的规格在TDC的范围内时，即使不应用单独的马达控制算法，活塞也不会与布置在气缸一端的排出单元2a碰撞。

在这种情况下，可以将布置在往复型压缩机中的排出单元2a固定至气缸。例如，排出单元2a可以构造成为阀板。

但是，与后述的线性型压缩机不同，往复型压缩机在曲轴、连杆和活塞之间产生摩擦，因此与线性型压缩机相比，产生摩擦的因素更多。

在下文中，将参考图1B描述常规线性型往复式压缩机的实施例。

比较图1A和图1B，不同于通过与曲轴和连杆连接的马达实施线性运动的往复类型，线性压缩机通过将活塞连接至马达的动子，利用线性移动马达的线性运动使活塞往复运动。

如图1B中所示，弹性构件1b可以连接在线性压缩机的气缸和活塞之间。活塞可以借助线性马达进行线性往复运动。线性压缩机的控制器可以控制线性马达以切换活塞的运动方向。

更详细地，图1B中所示的线性压缩机的控制器可以将活塞与排出单元2b碰撞的时间点确定为活塞到达TDC的时间点，因此控制线性马达以切换活塞的运动方向。

在下文中，将描述用于控制线性压缩机的操作的部件。

如图2中所示，线性压缩机可以包括电压检测器21、电流检测器22、冲程计算器23、冲程相位检测器24、马达电流相位检测器25、相位差计算器26、逆变器27以及控制器25。

在这种情况下，控制器25被定义为生成与线性压缩机的操作有关的各种控制指令的部件。因此，控制器25可以与设置有线性压缩机的电子设备(例如，冰箱)的控制装置28分开构造。

具体地，电压检测器21可以检测施加至马达的马达电压，并且电流检测器22可以检测流过马达的马达电流。

冲程计算器23可以使用马达电流和马达电压来计算活塞的冲程。冲程计算器23可以是与控制器25基本相同的部件。

冲程计算器23例如可以使用以下等式1来计算冲程估计值。

[等式1]

这里，x表示冲程，α表示马达常数或反电动势，Vm表示马达电压，im表示马达电流，R表示电阻，并且L表示电感。

控制器25可以将根据线性压缩机的操作模式设定的冲程指令值与通过等式1计算出的冲程估计值进行比较，并且可以通过基于比较结果变化施加至马达的电压来控制冲程。

即，当冲程估计值大于冲程指令值时，控制器25减小马达电压，而当冲程估计值小于冲程指令值时，控制器25增大马达电压。

参考图2，冲程相位检测器24a可以检测冲程的相位，并且马达电流相位检测器24b可以检测马达电流的相位。另外，相位差计算器26可以检测冲程和马达电流之间的相位差。作为参考，冲程相位检测器24a、马达电流相位检测器24b和相位差计算器26可以是与控制器25基本相同的部件。

即，控制器25可以使用马达电流和马达电压来估计活塞的冲程，并且计算冲程和马达电流之间的相位差。

同时，控制器25可以从设置有线性压缩机的电子设备(例如，冰箱)的控制装置28接收与电子设备的操作有关的信息。例如，与电子设备的操作有关的信息可以包括温度信息、与电子设备有关的操作模式信息以及与电子设备有关的负载信息，所有这些信息都由电子设备本身处理。

控制器25可以通过使用从电子设备的控制装置28接收的信息来控制线性压缩机以多种操作模式中的任何一种操作。控制器25可以通过控制逆变器27的转换操作来操作马达。

在下文中，图3是根据本公开的压缩机的剖视图。

如果用于线性压缩机的控制装置或用于压缩机的控制装置适用于根据一个实施方式的线性压缩机，则根据一个实施方式的线性压缩机可以应用于任何类型或形状的线性压缩机。根据图3中所示的一个实施方式的线性压缩机仅是说明性的，并且本公开不限于此。

通常，应用于压缩机的马达包括具有绕组线圈的定子和具有磁体的动子。动子根据绕组线圈与磁体之间的相互作用而进行旋转运动或往复运动。

绕组线圈可以根据马达的类型以各种形式构造。例如，旋转马达的绕组线圈以集中或分布的方式缠绕在多个槽缝上，所述多个槽缝沿圆周方向形成在定子的内周表面上。对于往复式马达，通过将线圈缠绕成环形而形成绕组线圈，并且将多个芯片沿圆周方向插入到绕组线圈的外周表面。

具体地，对于往复式马达，通过将线圈缠绕成环形而形成绕组线圈。因此，通常通过将线圈缠绕在由塑料材料制成的环形线轴上来形成绕组线圈。

如图3中所示，往复式压缩机包括框架120，该框架120布置在密闭壳体110的内部空间中并且由多个支撑弹簧161和162弹性地支撑。与制冷循环的蒸发器(未示出)连接的吸入管111安置成与壳体110的内部空间连通，并且与制冷循环的冷凝器(未示出)连接的排出管112布置在吸入管111的一侧以与壳体110的内部空间连通。

构成马达单元M的往复式马达130的外定子131和内定子132固定至框架120，并且在外定子131与内定子132之间插设有进行往复运动的动子133。与稍后将说明的气缸141一起构成压缩单元Cp的活塞142联接至往复马达130的动子133。

气缸141沿轴向方向布置在与往复式马达130的定子131和132重叠的范围内。气缸141中形成有压缩空间CS1。活塞142中形成有吸入通道F，制冷剂经由该吸入通道F被引导到压缩空间CS1中。吸入通道F的端部中布置有用于打开和关闭该吸入通道F的吸入阀143。气缸141的前表面上布置有用于打开和关闭气缸141的压缩空间CS1的排出阀144。

作为参考，本文中公开的线性压缩机的排出部分可以以各种形式实施。

例如，如图3中所示，本文中公开的线性压缩机可以包括由阀板形成的排出部分。即，现有技术的往复式压缩机中使用的排出部分可以应用于本文中公开的线性压缩机。

在另一个实施例中，如图1B中所示，本文中公开的线性压缩机可以包括具有弹性构件的排出部分。即，现有的线性压缩机中使用的排出部分也可以应用于本文中公开的线性压缩机。

参考图2和图3，控制器25可以控制马达以切换活塞142的运动方向。

作为参考，线性压缩机的活塞142在气缸141中进行线性往复运动，从而在朝着排出阀144的方向上或在远离排出阀144的方向上移动。

进行往复运动的活塞142的运动方向在两个点处切换。两个点中的靠近排出阀144的一个点被定义成上止点(TDC)，另一个点被定义成下止点(BDC)。根据这些定义，TDC和BDC之间的距离对应于活塞的冲程。

控制器25可以通过使用由等式1计算的冲程以及马达电流和马达电压来检测活塞是否已经到达TDC。

具体地，控制器25可以通过检测由电流检测器22测量的马达电流与由等式1计算的冲程之间的相位差并监测该相位差的变化来确定活塞头是否到达TDC。

具体地，控制器25可以计算马达电流和冲程之间的相位差，并且当相位差形成拐点时确定活塞已经到达TDC。

另一方面，在马达的线圈中形成磁通。可以在线圈中形成通过将由电流产生的第一磁通量φi和由马达的磁体产生的第二磁通量φm相加而获得的总磁通量φT。

借助以下等式2计算第一磁通量φi。

[等式2]

另外，借助以下等式3计算第二磁通量φm。

[等式3]

在等式2和3中，J表示线圈电流密度，Bm表示磁通量密度，D表示线圈的直径，S表示冲程，Ac表示线圈的总面积，并且g表示线圈的气隙。其他参数是常数，因此省略其描述。

参考等式2和等式3的定义，第一磁通量φi与电流的大小成比例，并且第二磁通量φm与冲程的大小成比例。

另一方面，随着第一磁通的相位与第二磁通的相位之间的差减小，总磁通φT的大小增大。

因此，本公开提出了一种线性压缩机，该线性压缩机通过在极有可能发生磁通饱和时增大第一磁通的相位与第二磁通的相位之间的差来防止线圈的磁通饱和。

控制器25可以可变地设定马达的操作频率以防止设置在马达中的线圈的磁通饱和。

具体地，控制器25可以基于马达电流与冲程之间的相位差来设定马达的操作频率，使得线圈中形成的磁通量的大小维持在预设的极限磁通量值以下。

首先，控制器25可以通过使用与线性压缩机的操作状态有关的信息来确定用于防止磁通饱和的操作模式是否是必要的。

在一个实施方式中，控制器25可以检测线圈中形成的磁通量的大小，并基于检测到的量值激活用于防止线性压缩机的磁通饱和的保护模式。具体地，控制器25可以通过使用上述等式2和3来检测线圈中形成的磁通量的大小。当检测到的磁通量的大小超过预设值时，控制器25可以激活保护模式以防止线性压缩机的磁通饱和。

控制器25可以预先存储设置在线性压缩机中的马达的马达常数，并使用所存储的马达常数直接计算磁通量的大小。

在另一个实施方式中，控制器25可以计算与磁通量的大小有关的参数，并且基于所计算的参数来激活保护模式。具体地，控制器25可以计算与马达电流的失真因子有关的参数。当所计算的参数的大小超过预设值时，控制器25可以激活保护模式以防止线性压缩机的磁通饱和。

例如，与失真因子有关的参数可以是波峰因子(CF)。控制器25可以通过将马达电流的最高值除以有效值或通过将马达电压的最高值除以有效值来计算波峰因子。当检测到的波峰因子超过预设值时，控制器25可以激活保护模式以防止线性压缩机的磁通饱和。

在另一实施例中，控制器25可以计算马达电压的积分值。当所计算的积分值大于预定积分值时，控制器25可以激活保护模式以防止线圈的磁通饱和。

在另一实施方式中，控制器25可以根据线性压缩机正在操作的操作模式来激活保护模式。详细地，控制器25可以根据马达的操作模式确定是否要进行用于防止磁通饱和的保护算法。

即，控制器25可以不直接计算磁通量，而是可以确定当马达以特定操作模式操作时磁通饱和的可能性很高，从而进行保护算法。

具体地，当马达以第一操作模式操作并且活塞的TDC和BDC之间的距离大于预设距离时，控制器25可以通过使用保护算法来设定马达的操作频率。

当马达以第二操作模式操作并且活塞的TDC形成在距气缸的排出部分预定距离内时，控制器25也可以使用保护算法来设定马达的操作频率。

当马达以第三操作模式操作并且向马达施加不对称电流时，控制器25也可以使用保护算法来设定马达的操作频率。

另外，当施加至马达的电流的大小大于预定电流值时，控制器25可以通过使用保护算法来设定马达的操作频率。

即，当线性压缩机以与过载相对应的操作模式操作时，控制器25可以确定磁通饱和的可能性很高。因此，当线性压缩机及其马达进行与过载相对应的操作时，控制器25可以通过使用用于防止磁通饱和的保护算法来设定马达的操作频率。

另一方面，控制器25可以从安装有线性压缩机的电子设备接收关于该电子设备的负载信息，并且基于接收到的负载信息来确定是否进行保护算法。例如，控制器25可以从安装有线性压缩机的冰箱接收关于该冰箱的负载变化的负载信息，并且当负载变化量急剧增加时，使用保护算法来设定马达的操作频率。

如前述实施方式中所述，控制器25可以通过直接计算磁通量的大小或识别线性压缩机的操作模式来确定是进行针对磁通饱和的保护模式还是进行与该保护模式相对应的保护算法。

在下文中，将描述进行保护算法的方法。

在用于防止磁通饱和的保护模式期间，本文中公开的控制器25可以计算冲程与马达电流之间的相位差，将计算出的相位差与预设参考相位值进行比较，并基于比较结果设定马达的操作频率。

在一个实施方式中，控制器25可以通过从180°减去计算出的相位差来计算相位差变化。控制器25可以将计算出的相位差变化与预设参考相位值进行比较，并且可以基于比较结果来改变马达的操作频率。

在一个实施例中，参考相位值可以设定为70°。参考相位值可以根据用户设定而改变，或者可以根据线性压缩机的操作状态而可变地设定。

另外，当相位差变化大于参考相位值时，控制器25可以增加马达的操作频率。详细地，控制器25可以在每个预设时间段更新相位差变化，并且每当更新的相位差变化大于参考相位值时就增加马达的操作频率。

即，当激活用于防止磁通饱和的保护模式时，控制器25可以在预设时段将相位差变化与预设参考相位值进行比较，并且每当相位差变化大于参考相位值时就将马达的操作频率增加预定范围。例如，操作频率的增加范围可以被设定为0.5Hz。

在一个实施方式中，控制器25可以通过使用与操作频率和相位差变化之间的相关性有关的信息来设定操作频率的增加范围。在这种情况下，可以将相关性定义为相位差变化相对于操作频率的增加率。

在另一个实施方式中，控制器25可以监测形成在设置于马达中的线圈中的磁通量的变化，并且基于监测结果改变马达的操作频率的增加范围。即，当磁通量的增加量在预设时间间隔内超过特定值时，控制器25可以增大操作频率的增加范围。

这样，每当相位差变化和参考相位值相互比较时，控制器25就可以改变马达的操作频率，并且可以可变地设定用于改变操作频率的范围。

同时，参考相位值被定义为相位差变化的上限参考值，并且控制器25可以与参考相位值分开地设定被定义为相位差变化的下限参考值的极限相位值。

当相位差变化小于极限相位值时，控制器25可以减小马达的操作频率。类似于操作频率的增加范围，可以可变地设定操作频率的减少范围。

图4是示出用于控制本文中公开的线性压缩机的方法的流程图。

参考图4，控制器25可以检测与压缩机的操作条件有关的信息(S401)。

详细地，控制器25可以检测关于线性压缩机正在操作的操作模式的识别信息。另外，控制器25可以检测关于配备有线性压缩机的电子设备正在操作的操作模式的识别信息。

在一个实施方式中，控制器25可以确定压缩机中当前激活的操作模式是否是对应于过载的操作模式。例如，通过包括活塞以最大冲程距离往复运动的第一模式、向马达施加不对称电流的第二模式以及向马达施加预定大小以上的马达电流的第三模式可以定义与过载对应的操作模式。

另外，控制器25可以通过使用与线性压缩机的操作有关的信息来确定线性压缩机的操作条件是否满足谐振操作条件(S402)。

即，控制器25可以通过使用与线性压缩机的操作有关的信息来确定线性压缩机是否应当进行谐振操作。取决于关于是否应当进行谐振操作的确定，控制器25可以控制线性压缩机进行谐振操作或维持马达的操作频率。

如图4中所示，当确定满足谐振操作条件时，控制器25可以可变地设定马达的操作频率，以使得线性压缩机进行谐振操作(S404)。

另一方面，如果确定不满足谐振操作条件，则控制器25可以通过使用与线性压缩机的操作相关的信息来确定是否需要检测活塞的TDC的形成位置(S403)。

在一个实施方式中，控制器25可以通过使用与线性压缩机的操作有关的信息来确定线性压缩机的操作条件是否满足谐振操作条件。在这种情况下，与线性压缩机的操作有关的信息可以包括与马达电流、马达电压、冲程指令值、活塞的位置、活塞的运动和压缩机的制冷能力中的至少一项有关的信息。

在另一个实施方式中，控制器25可以通过使用从配备有线性压缩机的家用电器的控制装置(未示出)接收的信息来确定线性压缩机的运行条件是否满足谐振操作条件。

例如，控制器25可以从具有线性压缩机的家用电器的控制装置接收与家用电器的压缩机操作指令、外部温度、外部湿度和负载中的至少一项有关的信息。

在这种情况下，与线性压缩机的操作有关的信息可以包括与马达电流有关的信息、与马达电压有关的信息、与线性压缩机的操作模式有关的信息、与具有线性压缩机的设备的负载有关的信息以及与活塞的运动有关的信息中的至少一项。

当确定已经检测到TDC位置时，控制器25可以使马达以最大频率操作(S405)。另一方面，当确定尚未检测到TDC位置时，控制器25可以维持马达的操作频率(S406)。

参考图5，为了确定是否进行谐振操作，控制器25可以确定与线性压缩机的操作有关的信息是否满足线性压缩机的制冷能力可变控制条件(S501)。控制器25可以在满足制冷能力可变控制条件时进行谐振操作(S502)，并且可以在不满足制冷能力可变控制条件时进行频率维持操作或最大频率操作(S503)。

参考图6，为了确定是否进行谐振操作，控制器25可以确定与线性压缩机的操作有关的信息是否满足过载条件(S601)。

例如，当确定具有线性压缩机的设备的负载变化大于或等于预定程度(或预定值)或设备的负载超过极限负载时，控制器25可以将马达的操作频率增加到预设值或更高(S602)。另一方面，当信息不满足过载条件时，控制器25可以进行谐振操作(S603)。

参考图7，控制器25可以监测与压缩机的操作有关的参数(S701)。

当检测到监测的参数波动时(S702)，控制器25可以终止谐振操作并开始频率维持操作(S703)。

另一方面，当未检测到监测的参数的这种波动时，控制器25可以进行谐振操作(S704)。

详细地，与压缩机的操作有关的参数可以包括马达电流、马达电压、冲程和气体常数中的至少一项。

在一个实施方式中，控制器25可以监测马达电流和马达电压中至少一项的变化，并基于监测结果确定是否进行谐振操作。即，当确定马达电流和马达电压过度波动时，控制器25可以终止谐振操作。

参考图8，控制器25可以基于与活塞的运动或移动有关的信息来确定是否进行谐振操作。

详细地，控制器25可以确定活塞的TDC的形成位置是否在距气缸的排出部分预定距离之内(S801)。

另外，当活塞的TDC的形成位置在距气缸的排出部分的预定距离内时，控制器25可以终止谐振操作并进行频率维持操作(S802)。

相反，当活塞的TDC与气缸的排出部分之间的距离超过预定距离时，控制器25可以进行谐振操作(S803)。

参考图9，控制器25可以基于施加至马达的马达电流的波形来确定是否进行谐振操作。

详细地，控制器25可以确定是否将不对称电流施加至马达(S901)。

当不对称电流施加至马达时，控制器25可以维持马达的操作频率(S902)。相反，当对称电流施加至马达时，控制器25可以进行谐振操作(S903)。

类似于前述实施方式，控制器25可以基于施加至马达的马达电压的波形来确定是否进行谐振操作。即，控制器25可以根据是否将不对称电压施加至马达来确定是否进行谐振操作。

参考图10，当包括线性压缩机的制冷剂循环系统进行制冷剂回收操作时，控制器25可以终止谐振操作并维持马达的操作频率。

详细地，控制器25可以确定压缩机是否正在执行制冷剂回收操作(S1001)。另外，当压缩机正在进行制冷剂回收操作时，控制器25可以终止谐振操作并进行频率维持操作(S1002)。

参考图11，控制器25可以基于在制冷剂循环系统中循环的制冷剂的量或基于外部温度来确定是否进行谐振操作。

详细地，控制器25可以确定制冷剂的量是否小于参考制冷剂量或外部温度是否小于参考温度值(S1101)。另外，当制冷剂的量小于参考制冷剂量或外部温度小于参考温度值时，控制器25可以终止谐振操作并进行频率维持操作(S1102)。

参考图12，描述了改变与谐振操作相关的目标相位的方法。

在谐振操作开始之后(S1201)，控制器25可以监测马达电流和冲程之间的相位差的变化(S1202)。

如果相位差的变化值(或变化程度)大于或等于第一参考变化值，则控制器25可以增大目标相位范围(S1205)。当相位差的变化值(或变化程度)小于或等于第二参考变化值时，控制器25可以减小目标相位范围(S1206)。

另一方面，当相位差的变化值小于第一参考变化值且超过第二参考变化值时，控制器25可以维持目标相位范围(S1207)。

根据一个实施方式的线性压缩机可以包括控制器，该控制器使用马达电流和马达电压来估计活塞的冲程，并且计算冲程和马达电流之间的相位差。具体地，控制器可以检测与线性压缩机的操作有关的信息，基于检测到的信息选择(确定)是否进行谐振操作，并且当选择谐振操作时控制马达的操作使得计算出的相位差在预设相位范围内。

在一个实施方式中，与线性压缩机的操作有关的信息可以包括与马达电流有关的信息、与马达电压有关的信息、与线性压缩机的操作模式有关的信息、与具有线性压缩机的设备的负载有关的信息以及与活塞的运动有关的信息中的至少一项。

在一个实施方式中，当线性压缩机的制冷能力被可变地设定时，控制器可以设定马达的操作频率，以便进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以从具有线性压缩机的设备接收与该设备的负载的大小有关的信息，并且当负载的大小小于预设参考负载值时，设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以监测马达电流和马达电压中的至少一项的变化，并且基于监测结果来设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以检测活塞的上止点的形成位置与气缸的排出部分之间的距离，并且当检测到的距离超过预设极限距离时，设定马达的操作频率，使得进行谐振操作。

在一个实施方式中，当将不对称电流或不对称电压施加至马达时，控制器可以终止谐振操作并维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，当线性压缩机正在进行制冷剂回收操作时，控制器可以终止谐振操作并维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，控制器可以基于计算出的相位差和马达电流来检测活塞的上止点的形成位置，并且当检测到该上止点的形成位置时，终止谐振操作并维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，控制器可以从检测到活塞的上止点的形成位置的时间点开始在预定的时间间隔内维持马达的操作频率。

在一个实施方式中，控制器可以从线性压缩机的操作开始的时间点开始在预设时间间隔内维持马达的操作频率，并且在经过所述时间间隔后，可变地设定马达的操作频率，使得线性压缩机进行谐振操作。

在一个实施方式中，控制器可以从具有线性压缩机的设备接收与安装该设备的位置有关的温度信息，并且当基于温度信息确定该设备的安装位置的温度低于或等于预设参考温度时，维持马达的操作频率。

根据本公开，能够通过变化频率来控制线性压缩机以谐振相位操作。因此，即使以较少的功率消耗也可以改变相位，从而提高了压缩机效率。

另外，可以通过使用电控制来改变活塞的初始值，控制线性压缩机以谐振相位操作，从而提高了压缩机效率并克服了机械设计上的限制。

根据本公开，当达到频率变化极限时，通过变化频率以改变相位并改变活塞的初始值，可以将压缩机效率的提高最大化。

Claims (9)

1.一种线性压缩机，该线性压缩机包括：

活塞，其在气缸内进行往复运动；

马达，其用于向所述活塞供应驱动力；

检测器，其用于检测与所述马达关联的马达电流和马达电压；和

控制器，其使用所述马达电流和所述马达电压估计所述活塞的冲程，并计算所述冲程和所述马达电流之间的相位差，

其中，所述控制器构造成：

检测与所述线性压缩机的操作有关的信息；

基于检测到的所述信息选择是否进行谐振操作；并且

控制所述马达的操作，使得计算出的所述相位差在预设相位范围内，

其中，与所述线性压缩机的操作有关的所述信息包括与所述马达电流有关的信息、与所述马达电压有关的信息、与所述线性压缩机的操作模式有关的信息、与具有所述线性压缩机的设备的负载有关的信息以及与所述活塞的运动有关的信息中的至少一项，

其中，当检测到的所述信息对应于预定条件时，所述控制器选择进行所述谐振操作，

其中，所述控制器通过从180°减去计算出的所述相位差来计算相位差变化，将计算出的相位差变化与预设参考相位值进行比较，并且基于比较结果来改变所述马达的操作频率，

其中，所述控制器根据在所述谐振操作开始之后监测计算出的所述相位差的变化的结果来改变所述预设相位范围，

其中，当监测计算出的所述相位差的变化的结果大于或等于第一参考变化值时，所述控制器增大预设目标相位范围，并且

其中，当监测计算出的所述相位差的变化的结果小于或等于第二参考变化值时，所述控制器减小所述预设目标相位范围。

2.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，当可变地设定所述线性压缩机的制冷能力时，所述控制器设定所述马达的操作频率，使得进行所述谐振操作。

3.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，所述控制器从具有所述线性压缩机的所述设备接收与所述设备的负载的大小有关的信息，并且

当所述负载的大小小于预设参考负载值时，设定所述马达的操作频率，使得进行所述谐振操作。

4.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，所述控制器检测所述活塞的上止点的形成位置与所述气缸的排出部分之间的距离，并且

当检测到的所述距离超过预设的极限距离时，设定所述马达的操作频率，使得进行所述谐振操作。

5.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，当不对称电流或不对称电压施加至所述马达时，所述控制器终止所述谐振操作并维持所述马达的操作频率。

6.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，当所述线性压缩机正在进行制冷剂回收操作时，所述控制器终止所述谐振操作并维持所述马达的操作频率。

7.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，所述控制器基于计算出的所述相位差和所述马达电流来检测所述活塞的上止点的形成位置，并且

当已经检测到所述活塞的上止点的形成位置时，终止所述谐振操作并维持所述马达的操作频率。

8.根据权利要求7所述的线性压缩机，其中，所述控制器在从已经检测到所述活塞的上止点的形成位置的时间点开始的预定时间间隔内维持所述马达的所述操作频率。

9.根据权利要求1所述的线性压缩机，其中，当监测计算出的所述相位差的变化的结果小于所述第一参考变化值且超过所述第二参考变化值时，所述控制器维持所述预设目标相位范围。

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