DE10329963B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenkompressors - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenkompressors Download PDF

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Abstract

Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors, in der eine Prüfspule angeordnet ist, umfassend:
einen Ersthub-Abschätzer zum Abschätzen eines ersten Hubs unter Verwendung von Spannung und Strom, die an einem Motor des Kompressors anliegen, sowie einer Motorkonstanten;
einen Phasendifferenzdetektor zum Ermitteln eines Phasendifferenzwertes zwischen einer Phase des ersten Hubs und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes;
einen Prüfspulenspannungsdetektor zum Ermitteln einer Spannung, die an den beiden Enden der Prüfspule entsprechend der im Phasendifferenzdetektor ermittelten Phasendifferenz anliegt;
einen Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft zum Extrahieren einer gegenelektromotorischen Kraft, die von der Prüfspule entsprechend der im Phasendifferenzdetektor ermittelten Phasendifferenz induziert wird, wenn die Phasendifferenz gleich 90° ist;
einen Zweithub-Abschätzer zum Abschätzen eines zweiten Hubs unter Verwendung der extrahierten gegenelektromotorischen Kraft; und
eine Steuereinheit zum Vergleich des zweiten Hub-Schätzwertes mit einem Hub-Sollwert und zum Verändern einer am Motor anliegenden Spannung oder einer Betriebsfrequenz des Kompressors entsprechend dem Ergebnis des...

Description

  • 1. Erfindungsgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenkompressors und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenkompressors, die in der Lage sind, einen Hub-Schätzfehler zu verkleinern, indem sie einen Hub anhand einer gegenelektromotorischen Kraft abschätzen, die in einer Prüfspule induziert wird, und den auf Widerstand und Induktivität in einem Kompressormotor (nachfolgend als Motor bezeichnet) zurückgehenden Fehler beseitigen.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • 1 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kompressormotors nach dem Stande der Technik, wie er beispielsweise bekannt ist aus der DE 101 57 700 A1 bzw. der DE 199 18 930 A1 . Wie in 1 dargestellt ist, enthält die Betriebssteuerungsvorrichtung des Kolbenkompressors einen Stromdetektor 150 zum Ermitteln des in einen Motor eingespeisten Stromes; einen Spannungsdetektor 140 zum Ermitteln der an den Motor angelegten Spannung; einen Hub-Abschätzer 130 zum Abschätzen eines Hubs ausgehend von dem ermittelten Strom, der Spannung und einer Motorkonstanten; einen Komparator 100 zum Vergleichen des abgeschätzten Hubs mit einem vorgegebenen Hub-Sollwert und zum Ausgeben eines Differenzwertes entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs; und ein Steuergerät 110 zum Steuern eines Hubs des Kompressors durch Verändern der an den Motor angelegten Spannung entsprechend dem Differenzwert.
  • Nachfolgend wird der Betrieb der Steuerungsvorrichtung des Kolbenkompressors mit Bezug auf die beigefügte 2 beschrieben.
  • Zunächst ermittelt der Stromdetektor 150 den in den Motor eingespeisten Strom, und der Spannungsdetektor 140 ermittelt die an den Motor angelegte Spannung. Hierin berechnet der Hub-Abschätzer 130 einen Hub-Schätzwert des Kompressors mit Gleichung 1, indem er den ermittelten Stromwert, den ermittelten Spannungswert und eine Motorkonstante einsetzt, und führt den berechneten Hub-Schätzwert dem Komparator 100 zu.
    Figure 00020001
  • Hierin ist R der Widerstand des Motors, L die Induktivität des Motors, α ein Motorparameter.
  • Dann vergleicht der Komparator 100 den Hub-Schätzwert mit dem Hub-Sollwert und führt einen dem Vergleichsergebnis entsprechenden Differenzwert dem Steuergerät 110 zu. Das Steuergerät 110 steuert einen Hub durch Verändern der an den Motor angelegten Spannung auf Grundlage des Differenzwertes.
  • Genauer gesagt vergrößert die Steuereinheit 110 eine am Motor anliegende Spannung, wenn ein Hub-Sollwert größer ist als ein Hub-Schätzwert, und die Steuereinheit 110 verringert eine am Motor anliegende Spannung, wenn ein Hub-Sollwert kleiner ist als ein Hub-Schätzwert.
  • Aus der nachveröffentlichten WO 03/001063 A1 ist ebenfalls eine Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors bekannt mit einem Stromdetektor und einem Hub-Abschätzer, wobei mit Hilfe eines Phasendifferenzdetektors eine Phase des Hubs und eine Phase des in den Motor eingespeisten Stromes miteinander verglichen werden, wobei eine ermittelte Phasendifferenz zur Hubsteuerung und damit zur Betriebssteuerung des Kompressors verwendet wird. Eine ähnliche Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors, ebenfalls mit einem Hub-Abschätzer und einem Phasendifferenzdetektor, ist auch aus der WO 01/54 253 A1 bekannt. Schließlich ist aus der DE 101 57 699 A1 eine Ansteuerschaltung eines Linearkompressors mit Hubschütteldetektor bekannt, der einen instabilen Kolbenhub aus dem Verlauf der Phasendifferenzen des Hubes oder des Stroms des Linearkompressors bestimmt.
  • Jedoch wird bei den herkömmlichen Verfahren zur Betriebssteuerung des Kolbenkompressors ein Fehler bei einem abgeschätzten Hub infolge von Fehlern und Nichtlinearität der Parameter vergrößert, weil die Hub-Steuerung ausgeführt wird, indem ein Hub anhand aller Motorparameter (Motorkonstante, Widerstand, Induktivität usw.) abgeschätzt wird.
  • Unabhängig von den vorangehend beschriebenen Steuerungsvorrichtungen für einen Kolbenkompressor ist es aus der US 5,509,788 bei einem Dosierpumpsystem mit einer Membranpumpe bekannt, zur Regelung der Motorgeschwindigkeit eine dazu proportionale gegenelektromotorische Kraft zu ermitteln.
    •
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Um das oben erwähnte Problem zu lösen, ist es, ausgehend von der WO 03/001063 A1 bzw. der WO 01/54 253 A1, eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenkompressors bereitzustellen, mit denen ein Hub-Schätzfehler reduziert werden kann, indem durch Abschätzen eines Hubs anhand einer gegenelektromotorischen Kraft, die von einer Prüfspule induziert wird, Fehler der Induktivität und des Widerstandes unter all den Motorparametern außer Betracht bleiben.
  • Um die oben erwähnte Aufgabe zu lösen, enthält eine Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors gemäß vorliegender Erfindung einen Kompressor, in dem eine Prüfspule eingebaut ist; einen Ersthub-Abschätzer zum Abschätzen eines ersten Hubs unter Verwendung von Spannung und Strom, die an einem Motor des Kompressors anliegen, sowie einer Motorkonstanten; einen Phasendifferenzdetektor zum Ermitteln eines Phasendifferenzwertes zwischen einer Phase des ersten Hubs und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes; einen Prüfspulenspannungsdetektor zum Ermitteln einer an den beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung entsprechend der Phasendifferenz, die im Phasendifferenzdetektor ermittelt wurde; einen Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft zum Extrahieren einer gegenelektromotorischen Kraft, die von der Prüfspule entsprechend der Phasendifferenz, die im Phasendifferenzdetektor ermittelt wurde, induziert wird, wenn die Phasendifferenz gleich 90° ist; einen Zweithub-Abschätzer zum Abschätzen eines zweiten Hubs unter Verwendung der extrahierten gegenelektromotorischen Kraft; und eine Steuereinheit zum Vergleich des zweiten Hub-Schätzwertes mit einem Hub-Sollwert und zum Verändern einer am Motor anliegenden Spannung oder einer Betriebsfrequenz des Kompressors entsprechend dem Vergleichsergebnis.
  • Außerdem umfasst ein Betriebssteuerungsverfahren eines Kolbenkompressors gemäß vorliegender Erfindung das Abschätzen eines ersten Hub-Schätzwertes, wobei Strom und Spannung, die an einem Motor eines Kompressors anliegen, und eine Motorkonstante verwendet werden; das Berechnen einer Phasendifferenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des Stromes, der in den Motor eingespeist wird, sowie das Beurteilen, ob die Phasendifferenz 90° ist; das Ermitteln einer gegenelektromotorischen Kraft, wobei eine an den beiden Enden der Prüfspule anliegende Spannung verwendet wird, wenn die Phasendifferenz 90° ist, und das Abschätzen eines zweiten Hub-Schätzwertes mit der gegenelektromotorischen Kraft; und den Vergleich des zweiten Hub-Schätzwertes mit einem Hub-Sollwert sowie das Verändern einer am Motor anliegenden Spannung entsprechend dem Vergleichsergebnis.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die für ein weiteres Verständnis der Erfindung einbezogen und mit dieser Beschreibung verbunden sind sowie einen Teil von ihr bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundgedanken der Erfindung zu erläutern.
    •
  • In den Zeichnungen ist:
  • 1 ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors entsprechend dem Stand der Technik;
  • 2 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Betriebssteuerungsverfahrens eines Kolbenkompressors entsprechend dem Stand der Technik;
  • 3 ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors entsprechend der vorliegenden Erfindung;
  • 4 ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen eines Betriebssteuerungsverfahrens eines Kolbenkompressors entsprechend der vorliegenden Erfindung; und
  • 5 ein nachahmendes Diagramm zum Veranschaulichen eines Verfahrens zur Berechnung einer gegenelektromotorischen Kraft, die durch eine Prüfspule induziert wird, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • In einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenkompressors gemäß vorliegender Erfindung wird zur Verringerung eines Fehlers, verursacht durch die Induktivitäts- und Widerstandselemente, die bei der Berechnung des Schätzwertes verwendet wurden, nach der Berechnung des Hub-Schätzwertes mit demselben Verfahren, wie es dem Stand der Technik entspricht, eine Phase des berechneten Hubs mit einer Phase eines in einen Motor eingespeisten Stromes verglichen. Wenn im Vergleichsergebnis eine Phasendifferenz 90° ist, dann wird ein neuer Hub abgeschätzt, wenn eine Phasendifferenz im Vergleichsergebnis ungleich 90° ist, dann wird die am Motor anliegende Betriebsfrequenz verändert, und dementsprechend kann die Genauigkeit der Hubsteuerung verbessert werden.
  • Im Einzelnen wird nach dem Ermitteln eines ersten Hub-Schätzwertes anhand einer Spannung und eines Stromes, die am Motor anliegen, sowie einer Motorkonstanten die Differenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes berechnet. Hierin wird dann, wenn eine Phasendifferenz 90° ist, eine Größe und eine Phase der an beiden Enden einer Prüfspule anliegenden Spannung ermittelt. Und nach dem Ermitteln einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes wird unter Verwendung der Phase des Stromes eine Phase des magnetischen Flusses durch die in den Motor eingegebene Spannung (nachstehend als magnetischer Fluss des Motors bezeichnet) berechnet, und die Differenz zwischen der Phase des magnetischen Flusses und der Phase der an beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung wird berechnet.
  • Danach wird unter Verwendung der Differenz zwischen der Phase des magnetischen Flusses und der Phase der Spannung eine Größe der durch die Prüfspule induzierten gegenelektromotorischen Kraft der Prüfspule nachfolgend als gegenelektromotorische Kraft bezeichnet) ermittelt, mit der Größe der gegenelektromotorischen Kraft wird ein zweiter Hub-Schätzwert berechnet, der zweite Hub-Schätzwert wird mit dem Hub-Sollwert verglichen, eine am Motor anliegende Spannung wird entsprechend dem Vergleichsergebnis verändert und dementsprechend wird der Hub gesteuert.
  • Währenddessen wird dann, wenn die Differenz zwischen der Phase des ersten Hub-Schätzwertes und der Phase des Motorstromes ungleich 90° ist, genauer gesagt, wenn die Phasendifferenz größer als 90° ist, eine Betriebsfrequenz vergrößert, wenn die Phase kleiner als 90° ist, dann wird eine Betriebsfrequenz verringert.
  • Nachfolgend werden Vorrichtung und Verfahren zur Betriebssteuerung des Kolbenkompressors gemäß vorliegender Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 3 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen einer Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors gemäß vorliegender Erfindung. Wie in 3 dargestellt ist, enthält die Betriebssteuerungsvorrichtung einen Spannungsdetektor 390 zum Ermitteln einer am Motor eines Kompressors 300 anliegenden Spannung; einen Stromdetektor 380 zum Ermitteln eines in den Motor eingespeisten Stromes; einen Ersthub-Abschätzer 370 zum Abschätzen eines ersten Hubs, wobei die Spannung, der Strom und eine Motorkonstante verwendet werden; einen Phasendifferenzdetektor 360 zum Ermitteln eines Differenzwertes zwischen einer Phase des Hub-Schätzwertes vom Ersthub-Abschätzer 370 und einer Phase des Motorstromes; einen Prüfspulenspannungsdetektor 350 zum Ermitteln einer an einer Prüfspule anliegenden Spannung entsprechend der ermittelten Phasendifferenz; einen Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft 340 zum Extrahieren der gegenelektromotorischen Kraft durch Aufnahme der ermittelten Spannung; einen Zweithub-Abschätzer zum Abschätzen eines zweiten Hubs unter Verwendung der gegenelektromotorischen Kraft; einen Komparator 310 zum Vergleich des zweiten Hub-Schätzwertes mit dem Hub-Sollwert und zur Ausgabe eines Vergleichswertes entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs; und eine Steuereinheit 320 zum Steuern des Hubs über ein Verändern der am Motor anliegenden Spannung entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs vom Komparator 310.
  • Hierin ist die vom Prüfspulenspannungsdetektor 350 ermittelte Spannung die Gesamtsumme aus dem magnetischen Fluss des Motors und der gegenelektromotorischen Kraft, und sie kann mit der nachfolgenden Gleichung 2 berechnet werden. Außerdem kann die anschließende Gleichung 3 durch Basisinformationen vom Motor selbst erhalten werden, und eine Phase von E2 hat die gleiche Form wie eine Phase des in den Motor eingespeisten Stromes. Unter Verwendung der Gleichungen 2 und 3 kann die anschließende Gleichung 4 erhalten werden. Der Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft 340 berechnet eine gegenelektromotorische Kraft unter Verwendung von Gleichung 4.
  • Figure 00090001
  • Figure 00100001
  • Hierin ist N die Windungszahl der um den Motor herumgewickelten Spule, ϕA der magnetische Fluss des Motors, α ist eine Motorkonstante und
    Figure 00100002
    ist eine Kolbengeschwindigkeit.
  • Dementsprechend kann durch Einsetzen der Gleichung 4, welche die im Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft 340 berechnete gegenelektromotorische Kraft darstellt, in die nachfolgende Gleichung 5 ein zweiter Hub-Schätzwert erhalten werden.
  • Figure 00100003
  • Hierin ist x ein zweiter Hub-Schätzwert.
  • Das Betriebssteuerungsverfahren des Kolbenkompressors gemäß vorliegender Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten 4 und 5 beschrieben.
  • Wie im Schritt S410 dargestellt ist, ermittelt zunächst der Stromdetektor 380 den in den Motor eingespeisten Strom und der Spannungsdetektor 390 die am Motor anliegende Spannung. Hierin berechnet der Ersthub-Abschätzer 370, wie in Schritt S420 dargestellt ist, aus dem Strom, der Spannung und einer Motorkonstanten unter Verwendung von Gleichung 1 einen ersten Hub-Schätzwert und führt diesen dem Phasendifferenzdetektor 360 zu.
  • Wie in S430 dargestellt ist, ermittelt der Phasendifferenzdetektor 360 dementsprechend eine Phasendifferenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes und führt diese der Steuereinheit 320 zu. Wie in den Schritten S450 und S460 dargestellt ist, erhöht die Steuereinheit 320 dann, wenn die Phasendifferenz größer als 90° ist, eine am Kompressor anliegende Betriebsfrequenz, ist die Phasendifferenz kleiner als 90°, dann setzt die Steuereinheit 320, wie in den Schritten S450 und S470 dargestellt ist, eine am Kompressor anliegende Betriebsfrequenz herab, und dementsprechend wird ein Hub des Kompressors 300 gesteuert.
  • Ist eine Phase, die im Phasendifferenzdetektor 360 ermittelt wurde, gleich 90°, dann führt, wie in den Schritten 440 und 441 dargestellt ist, die Steuereinheit 320 die an beiden Enden der Prüfspule anliegende, durch den Prüfspulenspannungsdetektor 350 ermittelte Spannung dem Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft 340 zu. Hierin ist die an beiden Enden der Prüfspule anliegende Spannung die Gesamtsumme aus dem magnetischen Fluss des Motors und der gegenelektromotorischen Kraft, sie kann mittels Gleichung 2 berechnet werden.
  • Danach extrahiert der Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft 340 aus der Spannung, die an beiden Enden der Prüfspule anliegt, allein die gegenelektromotorische Kraft und führt sie dem Zweithub-Abschätzer 330 zu. Wie in 5 dargestellt ist, berechnet hierin der Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft 340 die gegenelektromotorische Kraft unter Verwendung von Gleichung 4 bis einschließlich Gleichung 2 und 3.
  • Mit anderen Worten können unter Verwendung von Größe und Phase von E1 und E2 Größe und Phase von E3 berechnet werden. Genauer gesagt können unter Verwendung einer Differenz zwischen einer Phase der an beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung (Phase von E1) und einer Phase des magnetischen Flusses des Motors (Phase von E2) eine Größe und eine Phase der gegenelektromotorischen Kraft (E3) ermittelt werden. Da eine Differenz zwischen einer Phase von E2 und einer Phase von E3 90° beträgt, steht hierbei eine Größe der gegenelektromotorischen Kraft (E3) in einer sinθ – Beziehung zu einer Größe der Spannung (E1), die an den beiden Enden der Prüfspule anliegt. Wie in den Schritten S442 und S443 dargestellt ist, ist θ hierin eine Differenz zwischen einer Phase des magnetischen Flusses des Motors und einer Phase der Spannung, die an den beiden Enden der Prüfspule anliegt Dann schätzt der Zweithub-Abschätzer 330 anhand der gegenelektromotorischen Kraft (E3) einen zweiten Hub ab und führt ihn dem Komparator 310 zu. Wie im Schritt S444 gezeigt ist, kann der zweite Hub-Schätzwert hierin durch Gleichung 5 berechnet werden.
  • Dementsprechend vergleicht der Komparator 310 den zweiten Hub-Schätzwert mit dem Hub-Sollwert und leitet ein Differenzsignal entsprechend dem Vergleichsergebnis an die Steuereinheit 320 weiter, und die Steuereinheit 320 steuert einen Hub durch Verändern der am Motor anliegenden Spannung. Im Einzelnen erhöht die Steuereinheit 320, wie in den Schritten S445 und S446 dargestellt ist, eine Motorspeisespannung dann, wenn der Hub-Sollwert größer ist als der zweite Hub-Schätzwert, und die Steuereinheit 320 verringert, wie in den Schritten S445 und S447 dargestellt ist, eine Motorspeisespannung dann, wenn der Hub-Sollwert kleiner als der zweite Hub-Schätzwert ist.
  • Wie oben beschrieben wurde, besteht bei der vorliegenden Erfindung nach dem Ermitteln einer durch die Prüfspule induzierten gegenelektromotorischen Kraft durch Abschätzen eines Hubs aus der gegenelektromotorischen Kraft keine Notwendigkeit mehr, den Fehler der Induktivität und des Widerstandes, die zu den Motorparametern gehören, in Betracht zu ziehen, und demzufolge ist es möglich, einen Hub-Schätzfehler zu reduzieren.

Claims (15)

  1. Betriebssteuerungsvorrichtung eines Kolbenkompressors, in der eine Prüfspule angeordnet ist, umfassend: einen Ersthub-Abschätzer zum Abschätzen eines ersten Hubs unter Verwendung von Spannung und Strom, die an einem Motor des Kompressors anliegen, sowie einer Motorkonstanten; einen Phasendifferenzdetektor zum Ermitteln eines Phasendifferenzwertes zwischen einer Phase des ersten Hubs und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes; einen Prüfspulenspannungsdetektor zum Ermitteln einer Spannung, die an den beiden Enden der Prüfspule entsprechend der im Phasendifferenzdetektor ermittelten Phasendifferenz anliegt; einen Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft zum Extrahieren einer gegenelektromotorischen Kraft, die von der Prüfspule entsprechend der im Phasendifferenzdetektor ermittelten Phasendifferenz induziert wird, wenn die Phasendifferenz gleich 90° ist; einen Zweithub-Abschätzer zum Abschätzen eines zweiten Hubs unter Verwendung der extrahierten gegenelektromotorischen Kraft; und eine Steuereinheit zum Vergleich des zweiten Hub-Schätzwertes mit einem Hub-Sollwert und zum Verändern einer am Motor anliegenden Spannung oder einer Betriebsfrequenz des Kompressors entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ersthub-Abschätzer einen Hub-Schätzwert abschätzt unter Verwendung der folgenden Gleichung
    Figure 00150001
    wobei R der Motorwiderstand, L die Induktivität des Motors und α ein Motorparameter ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine an den beiden Enden der Prüfspule anliegende Spannung ermittelt, wenn eine Differenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes 90° ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Betriebsfrequenz des Motors verändert, wenn eine Differenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes nicht 90° ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Prüfspulenspannungsdetektor unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung
    Figure 00160001
    eine an den beiden Enden der Prüfspule anliegende Spannung ermittelt, wobei N die Windungszahl der um den Motor herumgewickelten Spule, ϕA der magnetische Fluss des Motors, α eine Motorkonstante und x - eine Kolbengeschwindigkeit ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Extraktor der gegenelektromotorischen Kraft allein die gegenelektromotorische Kraft aus der an den beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung extrahiert, wobei die nachfolgende Gleichung E3 =αx - verwendet wird, in der α eine Motorkonstante und x - eine Kolbengeschwindigkeit ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei eine Größe der gegenelektromotorischen Kraft berechnet wird, indem eine Größe der an beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung mit sinϕ multipliziert wird, wobei ϕ die Differenz zwischen einer Phase des magnetischen Flusses des Motors und einer Phase der an den beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Zweithub-Abschätzer einen zweiten Hub unter Verwendung der nachfolgenden Gleichung
    Figure 00170001
    abschätzt, in der α eine Motorkonstante und x ein zweiter Hub-Schätzwert ist.
  9. Betriebssteuerungsverfahren eines Kolbenkompressors, in dem eine Prüfspule angeordnet ist, umfassend: Abschätzen eines ersten Hub-Schätzwertes unter Verwendung von Strom und Spannung, die an einem Motor eines Kompressors anliegen, sowie einer Motorkonstanten; Berechnen der Phasendifferenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des in den Motor eingespeisten Stromes und Beurteilen, ob die Phasendifferenz 90° ist; Ermitteln einer gegenelektromotorischen Kraft unter Verwendung einer an den beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung, wenn die Phasendifferenz 90° ist, und Abschätzen eines zweiten Hub-Schätzwertes anhand der gegenelektromotorischen Kraft; und Vergleich des zweiten Hub-Schätzwertes mit einem Hub-Sollwert sowie Verändern einer am Motor anliegenden Spannung entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Betriebsfrequenz des Kompressors vergrößert wird, wenn die Phasendifferenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des Stromes, der in den Motor eingespeist wird, größer als 90° ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Betriebsfrequenz des Kompressors verringert wird, wenn die Phasendifferenz zwischen einer Phase des ersten Hub-Schätzwertes und einer Phase des Stromes, der in den Motor eingespeist wird, kleiner als 90° ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt zur Beurteilung des zweiten Hub-Schätzwertes die Teilschritte enthält: Ermitteln einer Größe und einer Phase einer Spannung, die an den beiden Enden der Prüfspule anliegt; Berechnen einer Phase eines magnetischen Flusses des Motors anhand der Phase des Stromes, der in den Motor eingespeist wird; Berechnen einer Größe einer gegenelektromotorischen Kraft unter Verwendung der Phasendifferenz zwischen der berechneten Phase des magnetischen Flusses und der Phase der Spannung, die an den beiden Enden der Prüfspule anliegt; und Berechnen eines zweiten Hub-Schätzwertes anhand der berechneten Größe der gegenelektromotorischen Kraft.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Größe der gegenelektromotorischen Kraft berechnet wird, indem eine Größe der an beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung mit sinθ multipliziert wird, wobei θ die Differenz zwischen einer Phase des magnetischen Flusses des Motors und einer Phase der an den beiden Enden der Prüfspule anliegenden Spannung ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Spannungsveränderungsschritt die Teilschritte enthält: Vergleich eines zweiten Hub-Schätzwertes mit einem Hub-Sollwert; und Vergrößern einer am Motor anliegenden Spannung, wenn der Hub-Sollwert größer als der zweite Hub-Schätzwert im Vergleichsergebnis ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Veränderungsschritt ferner die Teilschritte enthält: Verringern einer am Motor anliegenden Spannung, wenn der Hub-Sollwert kleiner als der zweite Hub-Schätzwert im Vergleichsergebnis ist.
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