CN1481069A - 用于控制线性压缩机输出的装置和方法 - Google Patents

Abstract

控制具有定子和转子的线性压缩机的输出的装置包括连接到定子线圈的多个线圈抽头，通过选择性地连接到多个线圈抽头来控制流经线圈的电流强度的开关部分，和控制开关部分选择性连接到多个线圈抽头的控制器。该装置防止了提供给线圈的功率的功率因数的降低，增加了功率的效率并且使线圈上的铜损耗和/或铁损耗最小。

Description

用于控制线性压缩机输出的装置和方法

                    相关申请的交叉引用

本申请要求2002年9月3日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请No.2002-52887的权益，在此引入该申请作为参考。

技术领域

本发明涉及用于控制线性压缩机的输出的装置和方法，特别是通过控制流过线性压缩机的线圈的电流强度来控制线性压缩机的输出的装置和方法。

背景技术

线性压缩机通常包括定子和转子。由线圈缠绕定子并将定子围绕转子的四周设置。转子与磁铁结合设置在定子之内。利用这种配置，从线性压缩机之外的电源提供的交流电流入定子的线圈。因此，在转子的磁铁上产生驱动力，从而使定子内的转子做线性往复运动。

图1示出了控制常规线性压缩机输出的装置。该装置包括位于电源30和线性压缩机的线圈10之间的双向可控硅(triac)20。通过从控制器40发送的驱动信号来控制双向可控硅20的开/关，双向可控硅还控制供给线圈10的电压相位，从而控制线性压缩机的输出。

下面以将线性压缩机应用于电冰箱的制冷系统为例来描述控制常规线性压缩机的输出的方法。

当电冰箱过载时，例如，当电冰箱最初开始操作或在电冰箱中放入高温食物时，由电冰箱的温度传感器(未示出)检测到的电冰箱内部的温度高于预置的参考温度。在这种情况下，控制器40向双向可控硅20发送具有图2B中所示波形的驱动信号。在此，接通/断开双向可控硅20，以使电源30提供的交流电压的相位被截成具有图2A所示波形的交流电压的相位，并且增加了线性压缩机的输出。

当电冰箱处于正常负载时，由温度传感器检测到的电冰箱的内部温度在预置温度范围内。在这种情况下，控制器40向双向可控硅20发送具有图2D所示波形的驱动信号。因此，接通/断开双向可控硅20，以便将具有图2C所示波形的交流电压发送到线圈10，并且降低线性压缩机的输出。

然而，控制常规线性压缩机的输出的装置具有，例如，下列问题。在正常负载时，由双向可控硅20根据从控制器40发送的驱动信号截取的电压相位会增加，因此导致功率的功率因数明显减小，而且功率的效率也随之降低。

另外，功率因数降低得越多，允许流过的电流就越大，从而会引起线圈10上的铜损耗和/或铁损耗。

发明内容

因此，本发明的一个方面是提供一种控制线性压缩机的输出的装置和方法，该装置和方法可防止提供给线性压缩机的线圈的功率的功率因数降低，从而增加功率的效率并使线圈上的铜损耗和/或铁损耗最小。

本发明的部分附加方面和优点将在下面说明书中阐明，部分从说明书中是显而易见，或者可以通过本发明的实践得到了解。

为实现本发明的上述和/或其它方面，提供一种控制具有定子和转子的线性压缩机的输出的装置，该装置包括连接到定子线圈的线圈抽头，用来选择性连接到所需要的一个线圈抽头从而控制流经线圈的电流强度的开关部分，和控制开关部分的控制器。

该装置还可以包括根据从控制器发送的驱动信号改变提供给线圈的电压相位的相位控制器。

相位控制器可以包括根据驱动信号来接通/断开，并控制电压的相位的双向可控硅。该装置还可以包括向线圈供电的电源，其中相位控制器串联在开关部分和电源之间。

为实现本发明的上述和/或其它方面，提供一种控制具有定子的线性压缩机的输出的方法，该方法包括检测应用了该线性压缩机的预定空间的温度，根据检测到的温度控制流经定子线圈的电流强度，并根据检测到的温度控制提供给线圈的电压的相位。

电流强度的控制可以包括响应检测到的温度高于预置温度，增加流经线圈的电流强度，和响应检测到的温度低于预定温度，降低流经线圈的电流强度。

控制电压的相位可以包括根据检测的温度和预定温度之间的差来控制电压的相位。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述将使本发明的这些和/或其它方面及优点变得更明显和更容易理解。

图1示出了控制常规线性压缩机的输出的装置的示意配置图；

图2A-2D示出了控制器的驱动信号的波形和提供给图1所示的装置的线圈的电压波形；

图3示出了根据本发明的实施例控制线性压缩机的输出的装置的示意配置图；

图4示出了根据本发明的另一个实施例控制图3的线性压缩机的输出的装置的示意配置图，其中进一步包括了相位控制器；和

图5示出了根据本发明提供给相位控制器的控制器信号和通过相位控制器的电压波形。

具体实施方式

下面详细参考本发明的实施例，其实例在附图中说明，其中相同的部件自始至终使用相同的参考标号。下面通过参考附图描述实施例以说明本发明。

为了解释的目的，下面利用具有根据本发明的控制线性压缩机的输出的装置的电冰箱来描述根据本发明的控制线性压缩机的输出的装置。

线性压缩机包括定子和转子。用线圈缠绕定子，并围绕转子设置定子。转子与磁体结合并设置在定子中。利用这种配置，在定子线圈和转子磁体之间产生的电磁驱动力使转子在定子内线性地往复运动。

图3示出了根据本发明的实施例控制线性压缩机的输出的装置。该装置包括连接到线圈1的一对线圈抽头5a和5b，通过有选择地连接到该对线圈抽头5a和5b中所需要的一个来控制流经线圈1的电流强度的开关部分6，以及控制有选择地连接到该对线圈抽头5a和5b的开关部分6的控制器4。

在开关部分6选择性地连接到线圈抽头5a和5b的情况下，电流流经的线圈1的长度被改变。因此，线圈1的电阻改变。利用电阻的这种变化，在从电源3提供相同电压的条件下，流经线圈1的电流强度被改变。

通过从控制器4发送的驱动信号把开关部分6有选择地连接到该对线圈抽头5a和5b。在此，可以根据需要适当地改变开关部分6的结构。

控制器4通过比较由电冰箱的温度传感器(未示出)检测到的电冰箱内部的温度和预定参考温度来产生适当的驱动信号。由控制器4产生的驱动信号被发送到开关部分6，开关部分6根据该驱动信号有选择地连接到线圈5a和5b。

利用上述配置，下面将描述根据本发明的控制线性压缩机的输出的方法。

当电冰箱过载时，例如，在电冰箱最初开始操作或将高温食物放入电冰箱时，由温度传感器检测到的电冰箱的温度高于预定的标准温度。在这种情况下，控制器4向开关部分6发送驱动信号，以使开关部分6连接到第一线圈抽头5a，因此，线圈1的电阻相对变低。这样，流经线圈1的电流强度增加，从而增加了线性压缩机的输出。

当电冰箱处在正常负载时，由电冰箱内的温度传感器检测到的电冰箱内部的温度在预定温度范围内。在这种情况下，控制器4向开关部分6发送驱动信号，以使开关部分6连接到第二线圈抽头5b，因此，线圈1的电阻相对变高。这样，流经线圈1的电流强度降低，从而减小了线性压缩机的输出。

图4示出了根据本发明的另一个实施例控制线性压缩机的输出的装置。除了图3的特征外，该装置还包括用来改变提供给线圈1的电压相位的相位控制器2。相位控制器2串联在开关部分6和向线圈1供电的电源3之间。

相位控制器2通过来自控制器4的驱动信号接通/断开相位控制器2，相位控制器2控制提供给线性压缩机的线圈1的电压的相位。可以用双向可控硅作为相位控制器2。作为替换，也可以采用其它的电路配置作为相位控制器2。

控制器4比较由电冰箱的温度传感器检测到的电冰箱内部的温度和预定的标准温度，确定提供给线圈1的电压的相位，并且产生适当的驱动信号以获得确定电压。

在控制线性压缩机的输出时，由开关部分6执行相对大地增加和/或降低该输出。然而，与由开关部分6执行线性压缩机的输出控制相比，当需要准确的输出控制时，由相位控制器2执行输出控制。

例如，当电冰箱处在正常负载时，开关部分6连接到线圈抽头5b，从而增加电阻并降低线性压缩机的输出。然后，在由开关部分6降低线性压缩机的输出的状态下，控制器4向相位控制器2发送具有图5A所示波形的驱动信号，并且相位控制器2控制电压的相位，以便向线圈1提供具有图5A所示波形的电压。这样，虽然电冰箱处在正常负载，降低了对提供给线圈1的电压的相位的截取，从而控制线性压缩机的输出。控制器4向相位控制器2发送驱动信号，其中驱动信号可以根据电冰箱内部的温度与预定标准温度之间的差来产生具有合适相位的电压。

虽然将控制线性压缩机的输出的装置应用于电冰箱，可以理解，根据本发明的控制线性压缩机的输出的装置可以应用于其它具有线性压缩机的设备，包括空调。

另外，虽然开关部分6有选择地连接到一对线圈抽头5a和5b，可以理解，控制线性压缩机的输出的装置可以有三个或更多个线圈抽头。

如上所述，通过改变线圈1的电阻来控制线性压缩机的输出，因此可以最小程度地减小功率因数并且增加了功率的效率。另外，降低了流经线圈1的电流强度，从而使铜损耗和/或铁损耗最小。

因此，根据本发明，可以提供控制线性压缩机的输出的装置和方法，该装置和方法可以防止提供给线圈的功率的功率因数的降低，提高功率的效率，同时使线圈上的铜损耗和铁损耗最小。

虽然显示和描述了本发明的几个实施例，可以理解，在不脱离本发明原理和精神的情况下，本领域技术人员可对这些实施例做出改变，本发明的范围由所附权利要求和其等同物定义。

Claims (22)

1.一种控制具有定子和转子的线性压缩机的输出的装置，该装置包括：

连接到定子线圈的线圈抽头；

有选择地连接到线圈抽头中所需要的一个抽头，以便控制流经线圈的电流强度的开关部分；以及

控制开关部分的控制器。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括根据从控制器发送的驱动信号来改变提供给线圈的电压的相位的相位控制器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于相位控制器包括根据驱动信号被接通/断开的，并且控制电压的相位的双向可控硅。

4.根据权利要求2所述的装置，还包括向线圈供电的电源，其中相位控制器串联设置在开关部分和电源之间。

5.一种控制具有定子的线性压缩机的输出的方法，该方法包括：

检测应用该线性压缩机的预定空间的温度；

根据检测到的温度控制流经定子线圈的电流强度；和

根据检测到的温度控制提供给线圈的电压的相位。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于电流强度的控制包括：

响应检测到的温度高于预定温度，增加流经线圈的电流强度，和

响应检测到的温度低于预置温度，减小流经线圈的电流强度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于电压相位的控制包括根据所检测到的温度与预定温度之间的差来控制电压的相位。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于控制器根据应用该线性压缩机的预定空间的温度与预定温度之间的差来产生驱动信号。

9.一种控制具有定子和转子的线性压缩机的输出的装置，该装置包括：

有选择地改变定子线圈的电阻，从而控制流经线圈的电流强度的开关部分；和

控制开关部分的控制器。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于开关部分包括：

连接到定子线圈的线圈抽头；和

根据控制器，有选择地连接到线圈抽头中所需要的一个抽头从而控制流经线圈的电流强度的开关单元。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于控制器根据应用该线性压缩机的预定空间的温度与预定温度之间的差来控制开关部分。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于根据线圈电阻的变化控制线性压缩机的输出，从而改善提供给线圈的功率的功率因数和效率，并且防止线圈的铜损耗和/或铁损耗。

13.根据权利要求9所述的装置，还包括根据从控制器发送的驱动信号改变提供给线圈的电压相位的相位控制器。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括向线圈供电的电源，其中相位控制器串联设置在开关部分和电源之间。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于在从电源提供相同电压的情况下，根据线圈电阻的变化来控制电流强度。

16.根据权利要求9所述的装置，其特征在于线性压缩机可应用于电冰箱或空调中的一种。

17.一种控制具有定子的线性压缩机的输出的方法，该方法包括改变定子线圈的电阻从而控制流经线圈的电流强度。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于改变电阻包括根据应用该线性压缩机的预定空间的温度来改变线圈的电阻。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括：

检测应用该线性压缩机的预定空间的温度；和

根据检测到的温度控制提供给线圈的电压相位。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于控制电压相位包括根据检测到的温度和预定温度之间的差来控制电压相位。

21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于根据应用该线性压缩机的预定空间的温度来控制电流强度。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于线性压缩机应用于电冰箱或空调中的一种。

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