CN1430702A - 用于往复式压缩机的驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种利用谐振的往复式压缩机的驱动控制装置，谐振通过使用电容器补偿电机的绕有线圈的内部部分的电感值而在电流对应特性中得到提高。电路进一步包括一个电容器，用于补偿缠绕在往复式压缩单元的电机的线圈的电感，因此减少了施加的电压对于电感的负担，因此低施加电压可以产生所需要的冲程，并且电流的改变几乎不影响冲程的变化。所以，可以保持平稳的负载特性，因为即使产生负载变化，冲程改变也低。

Description

用于往复式压缩机的驱动控制装置

技术领域

本发明涉及一种利用谐振的往复式压缩机的驱动控制装置，具体涉及一种这样的一种利用谐振的往复式压缩机的驱动控制装置，即它通过使用一个电容器抵消在电机内的线圈的电感值而具有高电流抵制特性。

背景技术

一般，在往复式压缩机中，利用开关装置关闭向在多相定子的线圈提供的电源，以便因此产生转动力矩。在这方面，通过依序改变在转子和定子之间的激励状态，可以由磁吸取力产生正向转动力矩。

如果具体的激励状态不变化，则转子可以停止在某个位置，并且通过将一最大电感作为开始点而控制施加到开关装置的输入脉冲信号的相位，可以产生反向旋转力。

利用这样的可以获得的各种驱动控制，往复式压缩机适合用于要求直接控制电机的电子产品。

特别地，对于用于冰箱或空调的往复式压缩机，可以通过施加到电机的电压来改变压缩率，因此，可以按照用户的意愿来改变制冷力(cooling force)。

下面参照图1详细说明往复式电机。

图1是示出一般的往复式压缩机的驱动控制装置的结构的方框图。

如图1所示，一般往复式压缩机包括：往复式压缩单元(L.COMP)，用于按照冲程命令值通过施加到内部电机的电压改变活塞运动的冲程以控制制冷力；电压检测器30，用于当所施加的电压提高冲程的时候，检测在往复式压缩单元(L.COMP)产生的电压；电流检测器20，用于当所施加的电压提高冲程的时候，检测施加到往复式压缩单元(L.COMP)的电流；微机40，用于利用由电压检测器30和电流检测器20检测的电压和电流来计算冲程，比较冲程与冲程命令值和输出对应的开关控制信号；电路单元10，用于按照微机40的开关控制信号以三端双向可控硅开关元件关闭AC电源，以向往复式压缩单元(L.COMP)施加电压。

下面说明具有所述结构的传统往复式电机的运行。

首先，在往复式压缩单元(L.COMP)中，活塞通过按照由用户设置的冲程命令值施加的电压而移动，因此，改变冲程来控制制冷力。

同时，当电路单元10的三端双向可控硅开关元件(Tr1)的接通周期被微机40的开关控制信号延长的时候，提高了往复式压缩单元(L.COMP)的冲程。此时，施加到往复式压缩单元(L.COMP)的电机(M)的电压和电流被电压检测器30和电流检测器20检测，并被施加到微机40。

然后，微机40利用由电流检测器20和电压检测器30检测的电流和电压来计算冲程。

所述冲程被与冲程命令值比较，以输出对应的开关控制信号。

即，如果所计算的冲程小于冲程命令值，则微机40输出一开关控制信号来延长三端双向可控硅开关元件(Tr1)的接通时间，以便提高施加到往复式压缩单元(L.COMP)的电压。

但是，如果所计算的冲程大于冲程命令值，则微机40输出开关控制信号，用于缩短三端双向可控硅开关元件(Tr1)的接通时间，以减小施加到往复式压缩单元(L.COMP)的电压。

施加到电机(M)的电压和冲程之间的关系可以以下面的方程(1)来表示 $V=L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+R\·i+\mathrm{\α}\·\stackrel{\→}{S}---\left(1\right)$ 其中α表示电机常数，用于将电力转换为机械力， 表示冲程。‘R’是电机的内部电阻，‘L’表示电机(M)本身的电感。

电感电压( )几乎与反电动势(

)相同，与反电动势(

相比，内部电阻(R)的电压可以忽略。

因此，施加到电机(M)的电压(V)由电感电压(

)和反电动势(

的和确定，为了产生所需要的冲程，应当提高施加到电机的电压(V)。

此时，为了改善往复式压缩机的效率，在电机(M)本身的线圈的电感(L)值应当小，线圈的电感(L)值在发动机(磁铁)的大小增大时变小。

因此，为了改善往复式电机的效率，如果增大电机的大小(磁铁的厚度)，则增加了气隙，导致问题：提高了往复式压缩机的整体大小和成本。

同时，如果减少发动机的大小(磁铁的厚度)，则在电机(M)的线圈的电感(L)值被增加。然后，按照往复式压缩机的冲程控制的电压值的电流将缓慢地工作，因此冲程不被平滑地控制。

本发明的技术要点

因此本发明的一个目的是提供往复式压缩机的驱动控制装置，它当在电机内的线圈的电感值通过使用电容器而被提高的时候，通过抵消使得电流操作特性变慢的性质而具有极好的电流抵制能力。

发明内容

为了实现所述目的，提供了一种往复式压缩机的驱动控制装置，它具有：一个往复式压缩单元，用于按照冲程命令值通过施加到内部电机的电压改变活塞运动的冲程以控制制冷力；一个电路单元，用于利用三端双向可控硅开关元件开关AC电源并将其施加到往复式压缩单元的电机，其中电路单元包括一个电容器，用于抵消往复式压缩单元的电机本身的线圈的电感。

附图说明

图1是传统的往复式压缩机的驱动控制装置的结构的方框图；

图2是示出按照本发明的利用谐振的往复式压缩机的驱动控制装置的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明往复式压缩机的驱动控制装置的操作和效果。

图2是示出按照本发明的利用谐振的往复式压缩机的驱动控制装置的结构的图。

如图2所示，往复式压缩机的驱动控制装置包括：往复式压缩单元(L.COMP)，用于按照冲程命令值通过施加到内部电机的电压改变活塞运动的冲程以控制制冷力；电压检测器30，用于当通过所施加的电压提高冲程的时候，检测在往复式压缩单元(L.COMP)产生的电压；电流检测器20；用于当所施加的电压提高冲程的时候，检测施加到往复式压缩单元(L.COMP)的电流；微机40，用于利用由电压检测器30和电流检测器20检测的电压和电流来计算冲程，比较冲程与冲程命令值并输出对应的开关控制信号；电路单元10，具有一个电容(C)以抵消在往复式压缩单元(L.COMP)的电机(M)本身的线圈(L)的电感，按照微机40的开关控制信号以三端双向可控硅开关元件关闭AC电源，以便向往复式压缩单元(L.COMP)施加电压。

下面详细说明往复式压缩机的驱动控制装置的操作。

首先，活塞通过按照由用户设置的冲程命令值施加的电压而移动，因此，改变冲程来控制制冷力。

同时，当电路单元10的三端双向可控硅开关元件(Tr1)的接通周期被微机40的开关控制信号延长的时候，提高了往复式压缩单元(L.COMP)的冲程。此时，施加到往复式压缩单元(L.COMP)的电机(M)的电压和电流被电压检测器30和电流检测器20检测，并被施加到微机40。

然后，微机40利用由电流检测器20和电压检测器30检测的电流和电压来计算冲程。

所述冲程被与冲程命令值比较以输出对应的开关控制信号。

在此，在本发明中，电容(C)串联连接到电机(M)以便抵消在电机(M)的线圈的电感(L)，下面将详细说明。

首先，对于施加到电机(M)和电容(C)两端的电压(V)可以由下面的方程(2)导出： $V=L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+\frac{1}{C}\∫\mathrm{idt}+R\·i+\mathrm{\α}\·\stackrel{\→}{S}---\left(2\right)$

此时，电容可以以下面的方程(3)来设定： $C=\frac{1}{{\left(2\mathrm{\πf}\right)}^{2}L}---\left(3\right)$

此时，电容(C)和电感(L)预先被设定为引起谐振的值。

因此，由于电容(C)和电感(L)被相互谐振和抵消，因此，对于施加到电机(M)和电容两端的电压(V)可以由下面的方程(4)导出： $V=R\·i+\mathrm{\α}\·\stackrel{\→}{S}---\left(4\right)$

在方程(4)中，当电感电压(

)被电容电压(

)抵消的时候，所施加的电压(V)具有与反电动势(

)相同的大小，因此，以低的施加电压(V)产生所需要的冲程。

另外，由于在电容(C)的电压像施加的电压(V)一样被施加到电机(M)，因此利用小施加电压产生了大的冲程。因此，改善了过载抵制电容。

产业上的应用性

如到此所述的，按照往复式压缩机的驱动控制装置，由于根据电机中的线圈的电感的提高的电流操作特性通过使用电容被抵消，因此，施加的电压对于电感的负载被减小。于是，可以以低的施加电压产生所需要的冲程。

另外，由于电流的改变对冲程的变化影响很小，因此即使发生了负载改变，冲程变化也小，因此获得了平稳的负载特性。

Claims (3)

1.一种往复式压缩机的驱动控制装置，它具有：一个往复式压缩单元，用于按照冲程命令值通过施加到内部电机的电压改变活塞运动的冲程以控制制冷力；一个电路单元，用于利用三端双向可控硅开关元件开关AC电源并将其施加到往复式压缩单元的电机，

其中电路单元包括一个电容器，用于抵消往复式压缩单元的电机本身的线圈的电感。

2.如权利要求1所述的装置，其中电容器被放置到电机和电源之间。

3.如权利要求1所述的装置，其中电容器被放置到电机和三端双向可控硅开关元件之间。

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