CN112746948B - 用于控制直流线性压缩机的方法及装置、直流线性压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于控制直流线性压缩机的方法，其中，压缩机包括：设置有线圈的定子，以及设置有永磁体的动子，动子与压缩机的吸气端通过吸气弹簧连接，线圈通过开关管电路接电，用于控制直流线性压缩机的方法包括：检测线圈的反电动势；当反电动势达到预设值时，接通开关管电路，在达到第一时长后断开开关管电路。通过检测线圈的反电动势，在反电动势达到预设值时，接通开关管电路，使动子的永磁体收到定子的线圈的吸引，动子向排气端移动压缩制冷剂，在达到第一时长后断开开关管电路，使动子被吸气弹簧拉回至吸气端，简化了控制流程，节省了电能，增加了压缩机的可靠性。本申请还涉及用于控制直流线性压缩机的装置。

Description

用于控制直流线性压缩机的方法及装置、直流线性压缩机

技术领域

本申请涉及线性压缩机技术领域，例如涉及用于控制直流线性压缩机的方法及装置、直流线性压缩机。

背景技术

在家用空调或者冰箱在制冷过程中需要使用压缩机对制冷剂进行压缩制冷。目前大多采用涡旋压缩机、转子压缩机或者线性压缩机。在使用线性压缩机的制冷电器中，当压缩机压缩制冷剂时需要压缩对制冷剂进行做功。然后在吸气过程中也需要做功保证压缩机的动子能正常的来回运动。在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：控制压缩机的动子来回运动时，需要对吸气过程也进行做功，这部分功属于无用功，不仅增加了控制难度还需要浪费额外的电能。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于控制直流线性压缩机的方法及装置、直流线性压缩机，以解决控制压缩机的动子来回运动时，对吸气过程也做功，不仅增加控制难度还浪费电能的技术问题。

在一些实施例中，直流线性压缩机包括：设置有线圈的定子，以及设置有永磁体的动子，动子与压缩机的吸气端通过吸气弹簧连接，线圈通过开关管电路接直流电，该用于控制直流线性压缩机的方法包括：检测线圈的反电动势；当反电动势达到预设值时，接通开关管电路以使动子受磁场吸引向排气端移动压缩制冷剂，在达到第一时长后断开开关管电路，以使动子被吸气弹簧拉回至吸气端。

在一些实施例中，直流线性压缩机包括：定子，设置有线圈，以及容纳腔；动子，与所述定子同轴设置，且设置有永磁体；其中，所述动子的一端通过吸气弹簧与所述直流线性压缩机的吸气端连接，另一端延伸至所述定子的容纳腔内。

在一些实施例中，用于控制直流线性压缩机的装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如实施例提供的方法。

本公开实施例提供的用于控制直流线性压缩机的方法及装置、直流线性压缩机，可以实现以下技术效果：通过检测线圈的反电动势，在反电动势达到预设值时，接通开关管电路，使动子的永磁体收到定子的线圈的吸引，动子向排气端移动压缩制冷剂，在达到第一时长后断开开关管电路，使动子被吸气弹簧拉回至吸气端。即只在压缩制冷剂的过程中做功，在吸气过程中不做功，依靠吸气弹簧自动将动子拉到吸气一端，完成整个吸气压缩的过程，简化了控制流程，节省了电能，同时由于减少了吸气控制过程，增加了压缩机的可靠性。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的用于控制直流线性压缩机的流程示意图；

图2是本公开实施例提供的直流线性压缩机的结构示意图；

图3是反电动势随时间的变化趋势图；

图4是本公开实施例提供的用于控制直流线性压缩机的装置的结构框图。

附图标记：

1、外壳；2、定子；20、线圈；3、动子；30、永磁体；4、吸气弹簧；5、活塞；6、排气阀片；7、气缸；100、处理器；101、存储器；102、通信接口；103、总线。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例提供了一种用于控制直流线性压缩机的方法，压缩机包括：设置有线圈的定子，以及设置有永磁体的动子，动子与压缩机的吸气端通过吸气弹簧连接，线圈通过开关管电路接直流电。如图1所示，该用于控制直流线性压缩机的方法包括：

S201、检测线圈的反电动势；

S202、当反电动势达到预设值时，接通开关管电路以使动子受磁场吸引向排气端移动压缩制冷剂，在达到第一时长后断开开关管电路，以使动子被吸气弹簧拉回至吸气端。

定子设置有线圈，动子设置有永磁体，当向线圈通入电流时，动子与定子因磁场作用相互吸引，动子向定子方向移动；当断开电流时，动子和定子之间的作用消失，吸气弹簧将动子拉回至吸气端。交替接通电流和关断电流，能够使动子在压缩机的吸气端和排气端之间进行线性运动。动子在线性运动的过程中，线圈会切割永磁体产生的磁场，从而产生反电动势，随着动子位置的变化，反电动势的数值发生变化。当动子为静止状态时，反电动势的值为零。动子在吸气端和排气端之间往复运动，当运动至最靠近吸气端的位置时，动子停止运动，此时反电动势为零，在运动至最靠近排气端的位置时，反电动势也为零。通过控制器硬件过零采用回路可以采集反电动势。根据过零回路监测反电动势的电平变化，能监测到动子运行到距离平衡位置最远的位置。

在动子的运动过程中，吸气弹簧存在三个状态：自然状态、拉伸或收缩。吸气弹簧在自然状态下，动子处于平衡位置。当压缩机未开启时，线圈内也未通入电流，此时吸气弹簧处于自然状态，既不拉伸也不收缩，动子静止不动。然后当压缩机开启后，先向线圈内通入电流，通入时长可以为第二时长，使动子向排气端运动，吸气弹簧被拉伸，然后断开电流，动子向吸气端运动，当吸气弹簧恢复到自然状态时，动子经过平衡位置，此时动子的运动速度最大，反电动势也最大，然后动子继续靠近吸气端，吸气弹簧收缩。在动子运动至吸气端时，动子速度降为零。在动子接近吸气端，速度还未降至零时，选取一处反电动势的数值作为预设值。当检测到动子的反电动势达到预设值时，接通线圈的开关管电路，线圈通入电流，对动子产生吸引，使动子速度提前降低至零，这样，能够避免动子对吸气弹簧的过度压缩，防止在动子频繁的过度压缩吸气弹簧后，造成吸气弹簧变形失效，并避免动子撞击至吸气端的固定板，提升动子往复运动的稳定性。动子速度降为零后，受定子吸引，向排气端移动，动子带动活塞压缩制冷剂做功。可选地，第二时长为1ms。这样，可以预先让动子先向吸气端移动一些距离，使吸气弹簧拉伸，激发整个过程。

接通开关电流达到第一时长后，动子到达靠近排气端的位置，此时，断开电流，吸气弹簧将动子拉回吸气端。这样，通过限定第一时长的长度，能够避免动子撞击排气端的排气阀片，从而防止因动子频繁撞击而导致的排气阀片损坏，也消除了撞击排气阀片所产生的压缩机噪音。

在一些实施例中，第一时长与反电动势的负向变化率设定值相关。当压缩机工作时动子带动活塞在气缸内运动压缩制冷剂，当动子行程较小未达到撞击排气端的排气阀片时，产生的反电动势曲线斜率基本不变。当行程较大时动子会撞击排气阀片，在撞击的过程中，动子的速度会产生骤降，负向变化率急剧增大，根据负向变化率设定值得到第一时长。或者将反电动势图形做出，如图3所示，图中a处所指的点为反电动势的拐点。根据反电动势的拐点位置确定第一时长。在接通电流达到第一时长时，断开电流，能够避免动子撞击排气阀片。

从而防止了对排气阀片的持续撞击。一方面避免了活塞持续撞击排气阀片导致压缩机损坏的风险，提高了可靠性。另一方面避免了因为活塞持续撞击排气阀片所产生的压缩机噪音，提高了压缩机的音品质。

可选地，第一时长的取值范围是1ms～11ms。在该范围内，能够避免活塞持续撞击排气阀片导致压缩机损坏的风险。

在一些实施例中，直流电的取值范围是300V～350V。可选地，直流电的取值范围为310V。将交流电转变为300V～350V的直流电，然后通过对直流电的接通和关断进行控制，实现对动子的往复运动的控制，只在压缩机压缩制冷剂的过程中做功，在吸气过程中不做功，依靠吸气弹簧自动将动子、活塞拉到吸气一端，完成整个吸气压缩的过程，也增加了压缩机的可靠性。当直流电在310V时，更适合压缩机的运行频率。

在一些实施例中，预设值的取值范围是1mV～100mV。在该范围内，能够在动子过度压缩吸气弹簧前，使开关管电路通电，定子的线圈与动子的永磁体相互吸引，动子速度快速降为零并朝向排气端移动，保护吸气弹簧，防止动子撞击吸气端的固定板。可选地，预设值的取值范围是5mV～10mV。这样，能够较为准确的控制开关管电路的接通时机。

如图2所示，本公开实施例还提供了一种直流线性压缩机，包括：定子2，设置有线圈20，以及容纳腔；动子3，与定子2同轴设置，且设置有永磁体30；其中，动子3的一端通过吸气弹簧4与直流线性压缩机的吸气端连接，另一端延伸至定子2的容纳腔内。

动子3与定子2设置于压缩机的外壳1内，并且同轴设置。当压缩机工作时动子3带动活塞5在气缸7内运动压缩制冷剂，当线圈20接入电流时，动子3的永磁体30与定子2的线圈20相互作用，动子3受到磁力吸引向排气端移动，吸气弹簧4被拉伸，动子3移动至排气端时，伸入定子2的容纳腔内，动子3内设置的活塞5压缩制冷剂；当线圈20断开电流时，吸气弹簧4收缩并将动子3拉回吸气端。这样，能够避免动子3撞击排气端的排气阀片6，从而防止因动子3频繁撞击而导致的排气阀片6损坏，也消除了撞击排气阀片6所产生的压缩机噪音。

可选地，定子2为柱状，且侧壁设置有定子槽，线圈20嵌绕于定子槽。线圈20嵌绕于定子槽内，能够保持牢固稳定，永磁体30产生磁场，动子3往复运动切割磁感线，从而能够产生反电动势。可选地，永磁体30设置于动子3的内侧壁。永磁体30在动子3的内侧壁，与定子2的线圈20距离更近，能够增强与线圈20之间的相互作用。吸气弹簧4需要采用弹性系数较高的弹簧，能够承受动子3频繁的压缩，避免受损。

在一些实施例中，直流线性压缩机还包括用于控制直流线性压缩机的装置，装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行前述任一项实施例提供的用于控制直流线性压缩机的方法。

本公开实施例还提供了一种用于控制直流线性压缩机的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，处理器被配置为在执行程序指令时，执行如前述任一项实施例提供的用于控制直流线性压缩机的方法。

装置执行前述任一项实施例提供的用于控制直流线性压缩机的方法，对开关管电路的接通和关断进行控制，从而在采用直流电的压缩机上实现动子的线性往复运动，且只在压缩制冷剂的过程中做功，在吸气过程中不做功，依靠弹簧自动将动子活塞拉到吸气一端，完成整个吸气压缩的过程，简化了控制流程，节省了电能，同时由于减少了吸气控制过程，增加了压缩机的可靠性。

用于控制直流线性压缩机的装置结构如图3所示，包括：至少一个处理器(processor)100，图3中以一个处理器100为例；和存储器(memory)101，还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于控制直流线性压缩机的方法。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的软件程序、指令以及模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的用于控制直流线性压缩机的方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为执行上述用于控制直流线性压缩机的方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述用于控制直流线性压缩机的方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本文中的术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

Claims (7)

1.一种用于控制直流线性压缩机的方法，所述压缩机包括：设置有线圈的定子，以及设置有永磁体的动子，所述动子与所述压缩机的吸气端通过吸气弹簧连接，所述线圈通过开关管电路接直流电，其特征在于，所述方法包括：

检测线圈的反电动势；

当反电动势达到预设值时，接通开关管电路以使动子受磁场吸引向排气端移动压缩制冷剂，在达到第一时长后断开开关管电路，以使动子被吸气弹簧拉回至吸气端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时长与所述反电动势的负向变化率设定值相关。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时长的取值范围是1ms～11ms。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流电的取值范围是300V～350V。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述预设值的取值范围是1mV～100mV。

6.一种用于控制直流线性压缩机的装置，所述装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至5任一项所述的方法。

7.一种直流线性压缩机，其特征在于，包括：

定子，设置有线圈，以及容纳腔；所述定子为柱状，且侧壁设置有定子槽，所述线圈嵌绕于所述定子槽；

动子，与所述定子同轴设置，且设置有永磁体；所述动子的一端通过吸气弹簧与所述直流线性压缩机的吸气端连接，另一端延伸至所述定子的容纳腔内；所述永磁体设置于所述动子的内侧壁；和，

如权利要求6所述的用于控制直流线性压缩机的装置。

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