CN1255659C - 马达驱动装置 - Google Patents

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Abstract

在一种马达的驱动装置中，该装置通过利用简单地电压控制单元能够稳定地操纵往复式压缩机的马达，该装置包括电压控制单元，用于在马达工作时将自电源单元提供的电压保持为特定值，在特定时间已经过去后输出特定电压或切断电压；以及电容，用于在电压控制单元切断电压时将自电源单元提供的电压施加到马达上。

Description

马达驱动装置
技术领域
本发明涉及一种往复式压缩机，尤其是涉及一种马达的驱动装置，该装置能够在不利用微型计算机情况下稳定并高效驱动往复式压缩机的马达。
背景技术
通常，压缩机用于压缩诸如空调和冰箱的制冷装置中循环的制冷剂，以使之成为高温-高压状态。
压缩机可以分为多种类型。例如，具有往复式压缩机、旋转型压缩机、BLDC(无刷直流)型压缩机、逆变器型压缩机以及具有可变旋转速度的变速往复式压缩机。在此，由于往复式压缩机可以根据马达的旋转力改变活塞冲程，因此它有可能根据用户的意图而控制冷却容量。将参照图1描述用于驱动往复式压缩机的驱动装置。
图1示出根据现有技术的往复式压缩机的驱动装置。
图2是示出图1中往复式压缩机的活塞冲程的波形图。
如图1所示，根据现有技术的往复式压缩机的驱动装置包括向马达10供给电压(例如AC)的电容C，在此，当往复式压缩机的工作负载改变时，电容C执行保持变化的活塞冲程与设定的活塞冲程一致的功能。
在传统的往复式压缩机驱动装置中，当电压通过电容C施加到马达10上时，马达10的阻抗由于电谐振特性而减小为与电容C的容抗相同。另外，在往复式压缩机开始工作状态下，马达10内不存在反向电动势。
于是，如图2所示，由于在反向电动势不存在状态下阻抗被减小，供给到马达10上的电压增大，会发生过大冲程，该冲程中，活塞(未示出)会碰撞往复式压缩机气缸顶部或底部上安装的其他构件。
同时，在往复式压缩机的开始工作状态下，当电压通过电容C施加到马达10上时，为了防止过大活塞冲程现象发生，利用微型计算机控制供给到马达10上的电压。这将参照图3加以描述。
图3示出根据现有技术的往复式压缩机的驱动装置的另一示例。
图4是示出图3中的往复式压缩机的活塞冲程的波形图。
如图3所示，根据现有技术的往复式压缩机的驱动装置包括微型计算机11，用于在往复式压缩机的开始工作过程中将电压调节为特定电压值并输出经调节的电压；电容C，用于将微型计算机11调节的电压施加到马达10上；以及马达10，用于通过根据经电容C施加的电压工作而改变压缩机的活塞冲程。
首先，微型计算机11将用于操纵往复式压缩机的电压调节为不发生过大冲程的电压值，并向马达10输出经调节的电压。更具体地说，如图4所示，通过经电容C施加的电压，马达10在工作中保持稳定的活塞冲程。
然而，当往复式压缩机工作时，由于供给到马达的电压利用微型计算机控制，因此，往复式压缩机的制造成本由于微型计算机而升高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种马达的驱动装置，其能够利用具有简单结构的电压控制单元来稳定操纵往复式压缩机的马达。
为了实现上述目的，根据本发明的马达驱动装置包括电压控制单元，用于在马达工作时将电源单元提供的电压保持为特定值，在特定时间过去之后输出特定电压或切断电压；以及电容，用于在电源控制单元切断电压之后将自电源单元提供的电压施加到马达上。
为了实现上述目的，根据本发明的往复式压缩机的驱动装置包括PTC(正温度系数)装置，用于在马达工作时将自电源单元提供的电压保持为特定值，在特定时间过去后输出特定电压值或切断电压；以及电容，用于在PTC装置切断电压后，将自电源提供的电压提供给马达。
为了实现上述目的，根据本发明的往复式压缩机驱动装置包括计时器，用于在往复式压缩机马达开始工作过程中施加自电源提供的电压，当特定时间过去之后产生控制信号，并输出所产生的控制信号；继电器，用于基于控制信号输出从计时器施加的电压或切断控制信号；电阻，用于将自继电器输出的电压保持为特定值，并向马达提供特定电压；以及电容，用于在计时器切断电压之后将自电源单元提供的电压施加到马达上。
附图说明
包括在内以提供本发明进一步解释并合并于此构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与描述一同作用为解释本发明的原理。
图中：
图1示出根据现有技术的往复式压缩机的驱动装置；
图2是示出图1中的往复式压缩机的活塞冲程的波形图；
图3示出根据现有技术的往复式压缩机的驱动装置的另一示例；
图4是示出图3中的往复式压缩机的活塞冲程的波形图；
图5是示出根据本发明第一实施例的往复式压缩机的驱动装置的电路图；
图6A示出通过PTC(正温度系数)装置的电源；
图6B示出通过电容的电源；
图7是示出图5中的往复式压缩机的活塞冲程的波形图；
图8是示出根据本发明第二实施例的往复式压缩机的驱动装置的电路图。
具体实施方式
下面，参照附图5～8描述用于往复式压缩机的马达驱动装置的优选实施例，该驱动装置通过在往复式压缩机开始工作过程中将电压不经由电容，而是经由PTC或继电器和电阻施加到马达上，并在特定时间过去之后仅通过电容将电压施加到马达上，而能够稳定控制马达。另外，在本发明实施例中，描述了用于往复式压缩机的马达，然而，有可能将根据本发明的马达驱动装置用于需要稳定的马达的任何其他设备上。
图5是示出根据本发明第一实施例的往复式压缩机的驱动装置的电路图。
如图5所示，根据本发明第一实施例的往复式压缩机的驱动装置包括PTC(正温度系数)装置200，用于在马达100开始工作过程中将自电源单元(AC；交流)提供的初始电压调节为特定值并向马达100输出经调节的电压，且在特定时间(例如0.5秒)过去之后切断自电源单元提供的电压；以及电容C，用于将自电源单元提供的电压施加到马达100上。更具体地说，在往复式压缩机(压缩机的马达)开始工作过程中，电压通过PTC装置200向马达100提供特定时间(例如，0～0.5秒)，在特定时间过去之后(例如，0.5秒～∞)，电压通过电容C提供到马达100上。
另外，PTC装置200由包括与电容C并联的开关SW和与开关SW串联的电阻构成的等效电路。另外，电抗L和电阻R1构成马达100的等效电路。在此，PTC装置200用于根据内部温度进行开/关操作，当内部温度低于基准温度时，电流/电压通过，当内部温度高于基准温度时，电流/电压切断。更具体的说，在马达100开始工作时，由于PTC装置200的电阻值R2小于电容C的阻抗值，电流通过PTC装置200流向马达100预定时间(例如，0～0.5秒)。在此，在马达100开始工作过程中，PTC装置200的初始温度低于基准温度。相反，在特定时间过去后(例如在0.5秒之后)，内部温度上升，电阻值由于内部温度而无限大，于是通过无限大的电阻值切断了供给到马达100上的电流。更具体的说，PTC装置200执行根据特定时间(内部温度)切断或导通电流的开关功能。
同时，取代PTC装置200，在本发明中有可能使用各种与PTC装置200功能相同的电压控制单元。
下面，将参照图6A和6B描述根据本发明第一实施例的用于往复式压缩机的马达的驱动装置的工作。
图6A示出通过PTC装置的电源。更具体的说，其示出了电流通过PTC装置200流到马达100的状态。
如图6A所示，PTC装置200在往复式压缩机的马达开始工作时导通，从而电压通过PTC装置200供给到马达100。在此，根据PTC装置200的电阻值R2，马达100的电阻值R1和电感值L，马达100的阻抗增大。改变活塞冲程的工作电流减小，从而不大于特定值，并于是可以保持稳定的活塞冲程。在此，特定值为可保持冲程的电流值，其中活塞不会与往复式压缩机气缸顶部或底部处安装的其他构件相碰撞。这将参照图7详细描述。
图7是示出图5中的往复式压缩机的活塞冲程的波形图。
如图7所示，根据PTC装置200的电阻值R2、马达100的电阻值R1和电感值L，马达100的阻抗增大，用于改变活塞冲程的工作电流减小，而使之不大于特定值，于是，有可能保持稳定的活塞冲程，如图7中A区域所示。
同时，在特定时间过去之后，当内部温度升高时，PTC装置200截至。更具体的说，当电流通过PTC装置200流向马达100特定时间(例如，0～0.5秒)且特定时间已经过去(例如，0.5秒～∞)时，PTC装置200的内部温度上升，于是PTC装置200截至。在此，在特定时间之后，电流通过电容C流向马达100。于是，当活塞冲程到达特定值时，PTC装置200截至。这将参照图6B更详细地描述。
图6B示出通过电容的电源。
如图6B所示，初始电压通过PTC装置200供给到马达100上，并且活塞冲程保持稳定。此后，PTC装置200截至，而电压通过电容C供给到马达100。在此，虽然马达100的阻抗减小到如电容C的容抗那么大，由于反向电动势存在于马达100中，因此由反向电动势减小的电压施加到马达100上，于是，由于因反向电动势减小的电压供给到马达100上，用于改变活塞冲程的工作电流减小，于是，往复式压缩机保持稳定冲程，如图7中B区域所示。更详细地说，往复式压缩机的马达100可以稳定工作。
图8时示出根据本发明第二实施例的往复式压缩机的驱动装置的电路图。
如图8所示，根据本发明第二实施例的往复式压缩机的驱动装置具有计时器300，用于在初始电压施加到马达100上时计时，在当前时间达到预设时间时产生控制信号，并输出所产生的控制信号；继电器301，其与计时器300串联，在其处于马达100的开始工作过程中输出自电源单元提供的电压或者基于控制信号切断电压；电阻R2，其串联到继电器301上，保持从继电器301输出的电压为特定值，并将特定电压施加到马达100上；以及电容C，其电并联到计时器300上，并在电压由继电器301切断时将自电源单元提供的电压施加到马达100上。
以下，详细描述根据本发明第二实施例的往复式压缩机的驱动装置的工作。
首先，在往复式压缩机的马达100开始工作时，继电器301导通，并将自电源单元AC提供的电压通过电阻R2施加到马达100上。在此，根据电阻R2的电阻值、马达100的电阻值R1以及电感值L，马达100的阻抗增大，从而用于改变活塞冲程的工作电流减小，而使之不大于特定值。于是，有可能保持稳定的活塞冲程，如图7中A区域所示。在此，特定值为可保持冲程的电流值，在该冲程中，活塞不会与往复式压缩机气缸顶部或底部处安装的其他构件相碰撞。
在预设时间过去之后，计时器300产生控制信号，并向继电器301输出所产生的控制信号。
继电器301接收从计时器300输出的控制信号，并基于所接收的控制信号切断从电源单元提供的电压。在此，当继电器301切断自电源单元供给的电压时，电容C将自电源单元提供的电压施加到马达100上，在此，虽然马达100的阻抗减小到电容C的容抗那么大，但是由于反向电动势存在于马达100中，从而由反向电动势所减小的电压施加到马达100上。于是，由于因反向电动势减小的电压施加到马达100上，因此用于改变活塞冲程的工作电流减小，于是，往复式压缩机保持稳定的冲程，如图7中B区域所示。
如上所述，在本发明中，在往复式压缩机开始工作时，通过将电压不经过电容，而经过PTC或继电器和电阻供给到马达，并在特定时间过去之后将电压通过电容施加到马达，有可能在开始状态下稳定控制马达。更具体地说，在往复式压缩机开始工作工程中，当反向电动势不存在时，由于阻抗根据电容和马达的电感而减小，有可能防止过大活塞冲程现象发生。
另外，在本发明中，不利用昂贵的设备，如微型计算机，而通过利用PTC或继电器和电阻构成的简单装置，可以防止在往复式压缩机开始工作时发生过大的活塞冲程，于是，可以降低往复式压缩机的制造成本。

Claims (10)

1.一种马达的驱动装置，包括：
电压控制单元，用于在马达工作时将自电源单元提供的电压保持为特定值，在特定时间过去之后输出特定电压值或切断电压；以及
电容，用于在电压控制单元切断电压时将自电源单元提供的电压施加到马达上。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，马达为往复式压缩机马达。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，电压控制单元为正温度系数(PTC)装置。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，在初始状态下PTC装置将电压施加到马达上，而在特定时间过去后切断电压。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，电压控制单元包括：
计时器，用于在特定时间已经过去之后产生控制信号，并输出该控制信号；
继电器，用于输出自电源单元提供的初始电压，或基于控制信号切断电压；以及
电阻，用于将继电器输出的电压施加到马达上。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，在初始状态下，当电压施加到马达上时电压计时器计时，而当计时到达特定时间时输出控制信号。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述马达为往复式压缩机马达。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，PTC装置在初始状态下将电压施加到马达上，而在特定时间已经过去后切断电压。
9.一种往复式压缩机的驱动装置，包括：
计时器，用于往复式压缩机的马达开始工作时施加自电源单元提供的电压，在特定时间已经过去之后产生控制信号，并输出该控制信号；
继电器，用于输出自计时器提供的电压，或基于控制信号切断控制信号；
电阻，用于将继电器输出的电压保持为特定值，并将该特定电压施加到马达上；以及
电容，用于在继电器切断电压时将自电源单元提供的电压施加到马达上。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，在初始状态下，当电压施加到马达上时计时器计时，而在计时达到特定时间时输出控制信号。
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