DE69626073T2

DE69626073T2 - Steuerungsvorrichtung für einen kühlschrank und kühlschrank mit einer solchen vorrichtung

Info

Publication number: DE69626073T2
Application number: DE69626073T
Authority: DE
Inventors: Kouji Hamaoka; Keiji Ogawa; Koyo Shibuya; Takashi Higashinada-ku SATOMURA; Hideharu Ogahara; Yasuhiro Osaka-shi TSUJII; Kazunori Osaka-shi KURIMOTO
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1996-03-14
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2016-03-15
Also published as: SG65666A1; US5857349A; US6014004A; JP3332383B2; CN1420619A; EP0760074B1; CA2190345C; CN1105896C; CN1153552A; MY122977A; CN100435471C; JPH10501057A; BR9605932A; KR100254932B1; DE69626073D1; US5970733A; AU688205B2; SG74593A1; CA2190345A1; HK1011074A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zur Verwendung mit einem Kühlschrank und einen Kühlschrank mit einer derartigen Steuerungsvorrichtung.
Technologischer Hintergrund
Es wurde eine große Anzahl von Kühlschränken vorgeschlagen, die darauf abzielten, Energie zu sparen und die Eigenschaft des schnellen Kühlens zu verbessern, indem die Rotationsfrequenz oder Geschwindigkeit des Kompressors variabel gemacht wird. Zum Beispiel wurde in der japanischen Offenlegungsschrift (ungeprüft) Nr. 2-140577 ein Versuch zum Erzeugen eines Effekts vorgeschlagen, indem die Rotationsfrequenz eines Kompressors eines Kühlschranks mittels eines Inverters variabel gemacht wird.
Als ein Kompressor, dessen Rotationsfrequenz mittels eines Inverters variabel gestaltet wird, wurde ein rotierender Kompressor weit verbreitet, wie in dem vorstehend genannten Dokument zum Stand der Technik beschrieben worden ist. Das obige gilt, da seine Kühlfähigkeit ungefähr linear mit der Änderung der Rotationsfrequenz variiert und da er eine hervorragende Eigenschaft in dem Sinne gehabt hat, dass seine Schmiereigenschaft weniger stark von der Rotationsfrequenz abhängt.
Jedoch bestanden gemäß der herkömmlichen Konstruktion die folgenden Probleme bei der Verwendung des rotierenden Kompressors.
Im allgemeinen hat der rotierende Kompressor innerhalb seiner Hülle einen hohen Druck. Das heißt, ein Inhalationsgas mit einem niedrigen Druck wird direkt in einen Zylinder seines Kompressionsabschnitts inhaliert, nachdem es nach der Kompression in die Hülle entlassen wurde, und anschließend durch eine Abflussleitung in ein Kühlsystem transferiert. Aus dem Grund, dass die Hülle einen hohen inneren Druck aufweist, war es bekannt, dass das Gas mit einem hohen Druck und einer hohen Temperatur entweicht, um in einen Zylinder innerhalb des Kompressionsabschnitts einzudringen, was sich als ein Faktor der Reduzierung einer Kompressionseffizienz des Kompressors (Leck-Wärmeverlust) verhielt.
Jedoch hat der Leck-Wärmeverlust keine Beziehung zu der Rotationsfrequenz und hängt von der Höhe des hohen Drucks und der des niedrigen Drucks ab. Das heißt, es trat ein derartiges Phänomen auf, dass, wenn die Rotationsfrequenz vermindert wurde, um die Kühlfähigkeit des Kompressors selbst zu reduzieren, eine Rate des Leck-Wärmeverlusts angestiegen ist, um folglich die Effizienz des Kompressors zu vermindern.
Im Ergebnis gab es in dem Fall, in dem ein Energiesparen durch Vermindern der Rotationsfrequenz durch einen Inverter versucht worden ist, um die Kühleigenschaften zu reduzieren, wenn die innere Temperatur des Kühlschranks stabilisiert wird, um zu erlauben, auf eine große Kühlfähigkeit zu verzichten, ein derartiges Problem, dass der Energiespareffekt infolge der Reduzierung der Effizienz des Kompressors nicht erhalten werden konnte.
Ferner hängt im Fall eines sich hin- und herbewegenden Kompressors die Ölversorgungsfähigkeit von der Rotationsfrequenz ab und dies hat ein derartiges Problem verursacht, dass die Zuverlässigkeit insbesondere bei niedrigen Rotationsfrequenzen abgenommen hat. Ferner konnte ein sanftes Anfahren nicht erreicht werden, da dieser Kompressor ein hohes Anfangsdrehmoment erfordert.
Ferner wurde ein Verfahren zum Starten einer Steuerungseinrichtung für einen Kompressormotor vorgeschlagen, wobei die Position von Magnetpolen des Rotors eines bürstenlosen Gleichstrommotors, dessen Rotationsfrequenz von einem Inverter gesteuert wird, durch Verwendung einer Induktionsspannung an der Statorwicklung in einem sensorlosen System detektiert wird. Dieses Verfahren kann jedoch die Detektion der Position nicht beeinflussen, wenn der Motor angehalten wird, da in einem derartigen Zustand keine Induktionsspannung erzeugt wird. Daher war es allgemeine Praxis, das Starten gemäß einem vorbestimmten Startsequenzmuster bis zu einer bestimmten Rotationsfrequenz auszuführen, an der die Positionsdetektion ermöglich wird, und anschließend das Muster auf das sensorlose System um zuschalten. Ein derartiges herkömmliches Startverfahren für die Steuerungseinrichtung eines Kompressormotors ist bspw. in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift (ungeprüft) Nr. 1-54960 offenbart.
Da eine Gleichstrom-Ausgleichskomponente in einer Filterschaltung, die in einer sensorlosen Schaltung verwendet wird, beim Starten eines Gleichstrommotors nicht genügend gedämpft wird, wurde das obige Verfahren entworfen, um das mögliche Versagen des Schaltens als Folge eines instabilen Schaltens beim sensorlosen System zu verhindern. Gemäß diesen Verfahren wird das Schalten zu dem sensorlosen System bewirkt, nachdem die Gleichstrom-Ausgleichskomponente genügend gedämpft worden ist, um ein Versagen der Steuerungseinrichtung des Kompressormotors während des Anfahrens zu reduzieren.
Dieses Verfahren verwendet jedoch nur ein Startsequenzmuster und dies hat ein derartiges Problem verursacht, dass, wenn ein Last-Drehmoment des Gleichstrommotors beim Starten groß ist, der Kompressor gelegentlich während des Starsequenzmusterbetriebs in einen gesperrten bzw. blockierten Zustand gebracht wurde, bevor das Schalten zu dem sensorlosen System bewirkt worden war.
Auf der anderen Seite wurden bürstenlose Motoren vielfach aus den Gründen verwendet, dass sie eine hohe Effizienz aufweisen und eine Rotationsfrequenzsteuerung unter Spannungssteuerung erlauben. Da insbesondere das Verfahren des Detektierens der Rotationsposition anhand einer Induktionsgegenspannung, welche an der Wicklungsspannung des Motors erzeugt wurde, kürzlich als eine Technik vorgeschlagen wurde zum Vermeiden der Notwendigkeit eines Positionsdetektionselements zum Detektieren der Rotationsposition eines bürstenlosen Motors, wurden bürstenlose Motoren extensiv verwendet selbst in sehr ungünstigen Betriebsumgebungen, wie bei Kompressoren und dergleichen, wo die Temperatur hoch ist und Kältemittel und Öl im Inneren vorhanden ist.
Um den Einfluss einer Spannungswellenform infolge einer PWM (Pulsweitenmodulation) beim Detektieren der Induktionsgegenspannung zu eliminieren, wurden häufig Filterschaltungen verwendet. Dies hat jedoch ein derartiges Problem verursacht, dass die Positionsdetektion in einem Ausgleichszustand instabil wurde, wie dem Motoranlaufzustand. Ein Verfahren zum Beseitigen des obigen Nachteils wurde auch zum Beispiel in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift (ungeprüft) Nr. 58-190287 vorgeschlagen. Das Anlaufverfahren für einen bürstenlosen Motor gemäß dem Stand der Technik wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 19 beschrieben.
19 ist eine erläuternde Ansicht eines Anlaufverfahrens für einen bürstenlosen Motor gemäß dem Stand der Technik.
Bezugnehmend auf 19, wenn ein angehaltener Motor gestartet wird, wird der Motor als Synchronmotor betrieben, da keine Induktionsgegenspannung erzeugt wird (niederfrequenter Synchronanlauf). In dieser Stufe bzw. Zustand wird eine Antriebsfrequenz beschleunigt, so dass die Rotationsfrequenz fortschreitend ansteigt. Mit diesem Betrieb steigt auch die Rotationsfrequenz an.
Wenn die Rotationsfrequenz des Motors eine bestimmte Rotationsfrequenz erreicht, wird es ermöglicht, eine Positionsdetektion anhand der Induktionsgegenspannung durchzuführen, und der Motor wird durch Umschalten als ein bürstenloser Motor betrieben. Anschließend kann eine Beschleunigung, Verzögerung und Aufrechterhaltung der Rotationsfrequenz durch Steuerung der Spannung erreicht werden.
Durch Bereitstellen von Zeitintervallen (t4 und t5), in denen für eine bestimmte Zeit während des Umschaltzustandes keine Beschleunigung wirksam ist, und Bewirken der Umschaltung nach Abwarten einer ausreichenden Dämpfung der Gleichstromausgleichskomponente in der Filterschaltung oder durch Starten einer Beschleunigung, nachdem das Ausgleichsphänomen innerhalb des Umschaltbetriebs abgeschlossen ist, ist Stabilität in dem Umschaltzustand sichergestellt worden.
Jedoch hat die Konstruktion gemäß dem Stand der Technik die folgenden Probleme gehabt.
Bei dem bürstenlosen Motor, bei dem die Positionsdetektion basierend auf der Induktionsgegenspannung ausgeführt wird, beginnt der Motor seinen Betrieb als ein Synchronmotor gemäß dem niederfrequenten Synchronanlauf in der Motoranlaufstufe. In dieser Stufe werden eine Spannung und eine Frequenz an den Motor angelegt, so dass ein bestimmtes Drehmoment erzeugt wird. In dieser Stufe gibt es ein Schema zum Anlegen der Spannung und Frequenz in dem geeignetsten Zustand, soweit möglich, da Rauschen und Vibrationen verursacht werden, wenn das Drehmoment übermäßig groß gemacht wird und ein Ausscheren (step-out) auftreten kann, wenn das Drehmoment ungenügend ist.
Ferner ist in dem Positionsdetektionsbetrieb basierend auf der Induktionsgegenspannung die Filterschaltung ursprünglich derart ausgebildet, um in einem Bereich optimal zu werden, in dem der Motor normal arbeitet, und daher neigt der Motor zum Ausscheren, wenn ein hohes Drehmoment bei einer niedrigen Geschwindigkeit angewendet wird.
Demgemäß war das Verfahren gemäß dem Stand der Technik für einen derartigen Motor effektiv der eine kleine Last in der Anlaufstufe oder bei einer niedrigen Rotationsfrequenz hat (z. B. ein Gebläsemotor).
Jedoch kann bei Kompressoren zur Verwendung in Kühlschränken und Klimaanlagen oder dergleichen ein Fall auftreten, bei dem eine Hohe Last einige Sekunden nach dem Anlaufzustand angelegt wird. Im allgemeinen tritt in dem Kompressor eine Differenz im Druck eines Kompressionsgases auf und das Lastdrehmoment wächst unmittelbar nach dem Anlaufen an. Insbesondere ist es bekannt, dass ein großes Drehmoment einige Sekunden nach dem Anlaufzustand angelegt wird.
Wenn das herkömmliche Verfahren in einem derartigen Fall verwendet wird, ist, da das Beschleunigungsstopintervall bereitgestellt wird, wenn ein hohes Lastdrehmoment angewendet wird, ein derartiges Problem aufgetreten, dass ein Ausscheren durch das hohe Lastdrehmoment in entweder dem niederfrequenten Synchronanlaufbetrieb oder dem auf der Detektion der Induktionsgegenspannung basierenden Betrieb verursacht wird.
Insbesondere zu dem Zeitpunkt des Einschaltens der Energie werden Kondensatoren der Filterschaltung vollständig entladen und daher wurde eine erhebliche Dauer des Beschleunigungsstopintervalls benötigt, bis der Motor in einen stabilen Zustand versetzt worden ist. Demgemäß ist ein derartiges Problem aufgetreten, dass der Motor dazu neigt, in dem Beschleunigungsstopintervall auszuscheren.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden, in den Techniken gemäß dem Stand der Technik liegenden Probleme entwickelt. Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Kühlgerät bereitzustellen, welches kaum beim Anlaufen durch Wiederanfahren des Kompressors gemäß einem Anlaufsequenzmuster eines Ausgangdrehmoments, das um einen Schritt größer ist, versagt, wenn ein gesperrter Zustand des Kompressors während eines Anlaufsequenzmusterbetriebs detektiert wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung bereitzustellen, welche beim Anfahren weniger versagt durch Detektieren eines Lastdrehmoments eines Gleichstrommotors basierend auf der Umgebungstemperatur eines Kühlsystems, einer Kühlertemperatur oder eines Inhalationsdruckes und durch Anfahren des Motors gemäß einem Anlaufsequenzmuster entsprechend dem Lastdrehmoment vom Beginn.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungsvorrichtung für einen Kühlschrank bereitzustellen, welche in der Lage ist, einen mögliche Reduktion der Effizienz des Kompressors infolge des Leck-Wärmeverlustes zu verhindern, eine hohe Effizienz selbst bei einer niedrigen Rotationsfrequenz sicherzustellen und spürbar den Energieverbrauch zu reduzieren.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerungsvorrichtung für einen Kühlschrank bereitzustellen, der in der Lage ist, den Kompressor stabil zu starten durch Erzeugen eines bestimmten Drehmoments und einen stabilen Betrieb auszuführen, ohne ein Ausscheren nach dem Starten zu verursachen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühlschranksteuerungsvorrichtung mit einer verbesserte Zuverlässigkeit bereitzustellen durch schnelles Ausführen einer Ölversorgung während des Startens und Sicherstellen einer ausreichenden Menge von Schmieröl, wenn eine Ölknappheit infolge des Auftretens eines unvorhergesehenen Unfalls auftritt, wie bspw. eine Mischung von Gas in der Phase einer langsamen Rotation.
US 4,891,953 offenbart eine Steuerungsvorrichtung für eine Klimaanlage mit einem Kompressor, der von einem Inverter angetrieben wird. Die Steuerungsvorrichtung weist einen Bodentemperatursensor sowie einen Raumtemperatursensor zum Detektieren einer repräsentativen Raumtemperatur auf. Eine Standardbetriebsfrequenz des Kompressors wird auf der Grundlage der Differenz zwischen der Zieltemperatur und der repräsentativen Raumtemperatur bestimmt. Eine Einstellung der Standardbetriebsfrequenz gemäß der Differenz zwischen den Temperaturen, die von den zwei Temperatursensor detektiert wird, wird vorgenommen, wobei eine Betriebsfrequenz des Kompressors erhalten wird.
Offenbarung der Erfindung
Um die oben genannten Ziele zu erreichen, sind eine Steuerungsvorrichtung zur Verwendung mit einem Kühlschrank gemäß Anspruch 1 und ein Kühlschrank gemäß Anspruch 13 gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht der gesamten Konstruktion einer Kühlvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das nicht von der vorliegenden Erfindung abgedeckt ist;
2 ist ein Diagramm, das ein Anlaufsequenzmuster A der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung zeigt;
3 ist ein Diagramm, das ein Anlaufsequenzmuster B der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein Anlaufsequenzmuster C der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung zeigt;
5 ist ein Flussdiagramm eines Anlaufsequenzbetriebsabschnitts der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung;
6 ist eine schematische Ansicht der gesamten Konstruktion einer Kühlvorrichtung gemäß einem modifizierten Beispiel;
7 ist eine schematische Ansicht der gesamten Konstruktion einer Kühlvorrichtung gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
8 ist eine schematische Ansicht der gesamten Konstruktion einer Kühlvorrichtung gemäß einer weiteren Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
9 ist ein Schaltdiagramm einer Steuerungsvorrichtung für einen Kühlschrank gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; dieses Ausführungsbeispiel ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
10 ist ein Flussdiagramm des Betriebs der in 9 gezeigten Steuerungsvorrichtung;
11A ist ein Graph, der die Charakteristik einer relativen Effizienz eines Kompressors zeigt;
11B ist ein Graph, der die Charakteristik einer relativen Kühlfähigkeit des Kompressors zeigt;
12 ist ein Graph, der die Charakteristik einer Beziehung zwischen der Rotationsfrequenz und dem Drehmoment eines Motors, der als ein Synchronmotor dient, zeigt;
13 ist ein Graph, der die Charakteristik einer Schmierfähigkeit einer Schmierölpumpe zeigt;
14 ist ein Blockdiagramm eines Starters eines bürstenlosen Motors gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das nicht von der vorliegenden Erfindung abgedeckt ist;
15 ist ein Flussdiagramm des Betriebs des in 14 gezeigten Starters eines bürstenlosen Motors;
16 ist ein Schaltungsdiagramm einer Detektionsschaltung der Induktionsgegenspannung;
17A, 17B und 17C sind jeweils Wellenformdiagramm der U-Phase, V-Phase und W-Phase der in 16 gezeigten Detektionsschaltung der Induktionsgegenspannung in einem stabilen Betriebszustand;
17D, 17E und 17F sind jeweils Wellenformdiagramme von Ausgängen einer ersten Filterschaltung, einer zweiten Filterschaltung und einer dritten Filterschaltung in dem stabilen Betriebszustand, welche in der in 16 gezeigten Detektionsschaltung für die Induktionsgegenspannung bereitgestellt sind;
17G, 17H und 17I sind jeweils Wellenformdiagramme von Ausgängen einer zweiten Komparatorschaltung, einer dritten Komparatorschaltung und einer ersten Komparatorschaltung in dem stabilen Betriebszustand, die in der in 16 gezeigten Detektionsschaltung für die Induktionsgegenspannung vorgesehen sind;
18A, 18B und 18C sind jeweils Wellenformdiagramme der Positionsdetektionssignale X, Y und Z, die von der Detektionsschaltung der Induktionsgegenspannung in einem Anlaufzustand ausgegeben werden;
18D, 18E und 18F sind jeweils Wellenformdiagramme der Ausgänge der ersten Filterschaltung, der zweiten Filterschaltung und der dritten Filterschaltung in dem Anlaufzustand; und
19 ist ein Graph zur Erläuterung eines Anlaufverfahrens für einen bürstenlosen Motor gemäß dem Stand der Technik.
Detaillierte Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele Mehrere Ausführungsbeispiele werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Ansicht der gesamten Konstruktion einer Kühlvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Wechselstrom- bzw. Wechselspannungs-Energiequelle. Bezugsziffer 2 bezeichnet eine spannungsverdoppelnde Gleichrichterschaltung zum Konvertieren der Wechselspannung der Wechselspannungsquelle 1 in eine Gleichspannung, wobei Dioden 2a bis 2d und Kondensatoren 2e bis 2f miteinander verbunden sind.
Bezugsziffer 3 bezeichnet eine Inverterschaltung, wobei Halbleiterschalter (Transistoren) 3a bis 3f nach Art einer Brückenschaltung verschaltet sind, und Dioden 3g bis 3l invers und parallel mit den jeweiligen Transistoren verbunden sind.
Bezugsziffer 4 bezeichnet einen Gleichstrommotor, der durch einen Ausgang der Inverterschaltung 3 getrieben wird. Bezugsziffer 5 bezeichnet einen Kompressor, der von dem Gleichstrommotor 4 angetrieben wird. Bezugsziffer 6 bezeichnet ein Positionsdetektionsmittel zum Detektieren einer Rotationsposition eines Rotors (nicht dargestellt) des Gleichstrommotors 4 und zum Erzeugen eines Rotationspulses, so dass die Rotationsposition des Rotors von der Induktionsgegenspannung (elektromotorische Gegenkraft) des Gleichstrommotors 4 detektiert werden kann.
Bezugsziffer 7 bezeichnet ein Gleichrichtermittel zum Erzeugen eines Gleichrichtungspulses, um die Halbleiterschalter 3a bis 3f der Inverterschaltung 3 an einem Ausgang des Positionsdetektionsmittels 6 gleichzurichten. Bezugsziffer 8 bezeichnet ein Rotationsfrequenzbefehlsmittel zum Ausgeben eines Rotationsfrequenzbefehlssignals an den Gleichstrommotor 4. Bezugsziffer 9 bezeichnet ein Rotationsfrequenzdetektionsmittel zum Zählen des Rotationspulses des Positionsdetektionsmittels 6 für eine bestimmte Periode (z. B. für 0,5 Sekunden).
Bezugsziffer 10 bezeichnet ein Einstellmittel für eine relative Einschaltdauer zum Ausgeben einer relativen Einschaltdauer basierend auf einer Differenz zwischen dem Rotationsfrequenzbefehlssignal des Rotationsfrequenzbefehlsmittels 8 und der tatsächlichen Rotationsfrequenz, die von dem Rotationsfrequenzdetektionsmittel 9 detektiert worden ist, so dass sie miteinander übereinstimmen. Bezugsziffer 11 be zeichnet ein Taktsignalerzeugungsmittel zum Erzeugen einer Wellenform mit einem variierenden Ein/Aus-Verhältnis bei einer bestimmten Frequenz gemäß der relativen Einschaltdauer, um die Rotationsfrequenz des Gleichstrommotors 4 variabel zu machen.
Bezugsziffer 12 bezeichnet einen Abschnitt für einen sensorlosen Betrieb, der das Positionsdetektionsmittel 6, das Gleichrichtermittel 7, das Rotationsfrequenzbefehlsmittel 8, das Rotationsfrequenzdetektionsmittel 9, das Einstellmittel 10 für die relative Einschaltdauer und das Taktsignalerzeugungsmittel 11 aufweist.
Bezugsziffer 13 bezeichnet ein Anlaufsequenzsteuerungsmittel zum Ausgeben eines vorbestimmten Gleichrichterpulses und eines vorbestimmten Taktsignals aus einem derartigen Grund, dass während des Anlaufzustandes des Gleichstrommotors 4 von dem Positionsdetektionsmittel 6 keine Ausgabe erhalten werden kann, und zum Ausführen eines erneuten Startens zum erneuten Ausgeben des Gleichrichtersignals und des Taktsignals nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls, wenn Sperrdetektionsmittel 17 das Sperren des Kompressors 5 detektiert. Das Sperrdetektionsmittel 17 wird weiter unten erläutert.
Die Bezugsziffern 14, 15 und 16 bezeichnen jeweils ein Anlaufsequenzmusterspeichermittel A, ein Anlaufsequenzmusterspeichermittel B und ein Anlaufsequenzmusterspeichermittel C, welche jeweils ein Anlaufsequenzmuster A, ein Anlaufsequenzmuster B und ein Anlaufsequenzmuster C des Gleichrichterpulses und des Taktsignals, das von dem Anlaufsequenzsteuerungsmittel ausgegeben wurde, speichern.
2, 3 und 4 zeigen jeweils das Anlaufsequenzmuster A, das Anlaufsequenzmuster B und das Anlaufsequenzmuster C.
In dem 2, 3 und 4 bezeichnen die Bezugszeichen A+, B+, C+, A–, B– und C– den Gleichrichterpuls, der benötigt wird zum jeweiligen Betreiben der Halbleiterschalter 3a, 3b, 3c, 3d, 3e und 3f. Eine taktende relative Einschaltdauer ist ein Ein-/Aus-Verhältnis des Taktsignals. Die taktende relative Einschaltdauer wächst Schritt für Schritt in der Reihenfolge des Anlaufsequenzmusters A, des Anlaufsequenzmusters B und des Anlaufsequenzmusters C an und daher steigt das Ausgangsdrehmoment Schritt für Schritt an.
Bezugsziffer 17 bezeichnet ein Sperrdetektionsmittel zum Entscheiden, dass sich der Gleichstrommotor 4 in einem gesperrten Zustand befindet, wenn die Rotationsfrequenz des Gleichstrommotors 4, die von dem Rotationsfrequenzdetektionsmittel 9 detektiert worden ist, niedriger ist als eine vorbestimmte Rotationsfrequenz (z. B. 5 Hz), und zum Ausgeben eines Sperrsignals.
Bezugsziffer 18 bezeichnet ein Drehmomentanstiegsmittel A zum Auswählen eines Anlaufsequenzmusters des kleinsten Ausgangsdrehmoments während der Anlaufstufe, zum Auswählen eines Anlaufsequenzmusters des Ausgangsdrehmoments, das während der Wiederanlaufstufe um einen Schritt größer ist, und zum Ausgeben des ausgewählten Musters an das Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13.
Bezugsziffer 19 bezeichnet einen Abschnitt für den Anlaufsequenzbetrieb, der das Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13, das Anlaufsequenzmusterspeichermittel A 14, das Anlaufsequenzmusterspeichermittel B 15, das Anlaufsequenzmusterspeichermittel C 16, das Sperrdetektionsmittel 17 und das Drehmomenterhöhungsmittel A 18 aufweist.
Bezugsziffer 20 bezeichnet ein Betriebsmodusumschaltmittel zum Verbinden des Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 mit einem Kombinationsmittel 21 während der Anlaufstufe und zum Verbinden des Gleichrichtermittels 7 und des Taktsignalerzeugungsmittels 11 mit dem Kombinationsmittel 21, nachdem der Motor gestartet wurde. Das Kombinationsmittel 21 wird später erläutert.
Bezugsziffer 21 bezeichnet ein Kombinationsmittel zum Kombinieren des Gleichrichterpulses mit dem Taktsignal.
Bezugsziffer 22 bezeichnet ein Treibermittel zum Ein- und Ausschalten der Halbleiterschalter 3a bis 3f der Inverterschaltung 3 gemäß einem Ausgang des Kombinationsmittels 21.
Bezugsziffer 23 bezeichnet einen Kondensator, während Bezugsziffer 24 einen Kühler bezeichnet. Bezugsziffer 25 bezeichnet einen Kühlkreislauf, der den Kompressor 5, den Kondensator 23 und den Kühler 24 einschließt.
Der Betrieb des Abschnitts 19 für den Anlaufsequenzbetrieb wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm gemäß 5 erläutert.
Zunächst, wenn die Vorrichtung sich in der Anlaufstufe im Schritt S1 befindet, verbindet das Operationsmodusumschaltmittel 20 das Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 mit dem Kombinationsmittel 21. Dann gibt im Schritt S2 das Drehmomenterhöhungsmittel A 18 das in dem Anlaufsequenzmusterspeichermittel A 14 gespeicherte Anlaufsequenzmuster A an das Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 aus, so dass der Kompressor 5 gemäß dem Anlaufsequenzmuster des kleinsten Ausgangsdrehmoments betrieben wird.
Dann entscheidet im Schritt S3 das Sperrdetektionsmittel 17, ob der Kompressor 5 gesperrt ist oder nicht. Wenn ein normaler Anlauf erreicht worden ist, ist dieser Arbeitsgang vollendet. Wenn der Kompressor 5 gesperrt ist, schreitet der Programmfluss fort zu Schritt S4.
Im Schritt S4 gibt das Drehmomenterhöhungsmittel A 18 das in dem Anlaufsequenzmusterspeichermittel B 15 gespeicherte Anlaufsequenzmuster B an das Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 aus, so dass der Kompressor 5 gemäß dem Anlaufsequenzmuster des Ausgangsdrehmoments betrieben wird, das um einen Schritt größer ist.
Dann entscheidet im Schritt S5 das Sperrdetektionsmittel 17, ob der Kompressor gesperrt ist oder nicht. Wenn der normale Anlauf erzielt worden ist, ist dieser Arbeitsablauf vollendet. Wenn der Kompressor 5 gesperrt ist, schreitet der Programmfluss fort zu Schritt S6.
Im Schritt S6 gibt das Drehmomenterhöhungsmittel A 18 das in dem Anlaufsequenzmusterspeichermittel C 16 gespeicherte Anlaufsequenzmuster C an das Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 aus, so dass der Kompressor 5 gemäß dem An laufsequenzmuster des Ausgangsdrehmomentes betrieben wird, das um einen weiteren Schritt größer ist.
Dann entscheidet im Schritt S7 das Sperrdetektionsmittel 17, ob der Kompressor 5 gesperrt ist oder nicht. Wenn der normale Anlauf erreicht worden ist, ist dieser Arbeitsablauf vollendet. Wenn der Kompressor 5 gesperrt ist, schreitet der Programmfluss fort zu Schritt S8.
Im Schritt S8 ist ein Warten für das Anlaufen für ein bestimmtes Zeitintervall (z. B. für 5 Minuten) vorgesehen und der Programmfluss kehrt zu Schritt S1 zurück.
Daher wird, wenn der gesperrte Zustand des Kompressors beim Anlaufen detektiert wird, der Kompressor wieder angefahren unter Verwendung des Anlaufsequenzmusters des Ausgangsdrehmoments, das um einen Schritt größer ist, wobei eine Kühlvorrichtung realisiert wird, welche kaum Anlauffehler verursacht.
6 zeigt eine Modifikation der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung, bei der ein Drehmomenterhöhungsmittel B 27 und ein Umgebungstemperaturdetektionsmittel 26 anstelle des Drehmomenterhöhungsmittels A 18 bereitgestellt sind.

Das Umgebungstemperaturdetektionsmittel 26 detektiert die Umgebungstemperatur eines Kühlkreislaufes 25 und das Drehmomenterhöhungsmittel B 27 vergleicht die Umgebungstempteratur, die von dem Umgebungstemperaturdetektionsmittel 26 in der Anlaufstufe detektiert worden ist, mit einer voreingestellten Referenzumgebungstemperatur. Wie in Tabelle 1 gezeigt, wird ein Anlaufsequenzmuster von einem großen Ausgangsdrehmoment entsprechend der Temperatur ausgewählt, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist. In der Wiederanlaufstufe wird das Anlaufsequenzmuster des Ausgangsdrehmoments, das um einen weiteren Schritt größer ist, ausgewählt. Das ausgewählte Muster wird dem Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 ausgegeben. Tabelle 1

Umgebungstemperatur < t1	Anlaufsequenzmuster A wird ausgewählt
t1 ≤ Umgebungstemperatur ≤ t2	Anlaufsequenzmuster B wird ausgewählt
t2 < Umgebungstemperatur	Anlaufsequenzmuster C wird ausgewählt

Mit der obigen Anordnung können durch Detektieren des Lastdrehmoments des Gleichstrommotors während der Anlaufstufe basierend auf der Kühlkreislaufumgebungstemperatur und durch Anfahren des Motors gemäß dem Anlaufsequenzmuster entsprechend dem Lastdrehmoment vom Anfang Anlauffehler weiter vermindert werden, welche bisher verursacht wurden, wenn das Lastdrehmoment wegen der hohen Umgebungstemperatur hoch ist.
7 zeigt eine weitere Modifikation der Kühlvorrichtung, bei der ein Drehmomenterhöhungsmittel C 29 und ein Kühlertemperaturdetektionsmittel 28 anstelle des Drehmomenterhöhungsmittels A 18 der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung vorgesehen sind.

Das Kühlertemperatursdetektionsmittel 28 detektiert die Temperatur des Kühlers 24 und das Drehmomenterhöhungsmittel C 29, vergleicht die Kühlertemperatur, die mit dem Kühlertemperaturdetektionsmittel 28 während der Anlaufstufe detektiert worden ist, mit der voreingestellten Referenzumgebungstemperatur. Wie in der Tabelle 2 gezeigt, wird, wenn die Kühlertemperatur hoch ist, ein Anlaufsequenzmuster eines hohen Ausgangsdrehmoments entsprechend der Temperatur ausgewählt. In der Wiederanlaufstufe wird das Anlaufsequenzmuster des Ausgangsdrehmoments, das um einen weiteren Schritt größer ist, ausgewählt. Das ausgewählte Muster wird dem Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 ausgegeben. Tabelle 2

Kühlertemperatur < T1	Anlaufsequenzmuster A wird ausgewählt
T1 ≤ Kühlertemperatur ≤ T2	Anlaufsequenzmuster B wird ausgewählt
T2 < Kühlertemperatur	Anlaufsequenzmuster C wird ausgewählt

Mit dieser Anordnung kann durch Detektieren des Lastdrehmoments des Gleichstrommotors während der Anlaufstufe basierend auf der Kühlertemperatur und durch Anfahren des Motors gemäß dem Anlaufsequenzmuster entsprechend dem Lastdrehmoment vom Anfang ein anfängliches Herunterreißen (das auftritt, wenn der Kühlbetrieb anfänglich gestartet wird) und das mögliche Versagen während der Anlaufstufe weiter reduziert werden, wenn das Lastdrehmoment nach Entfrosten des Kühlers 24 oder dergleichen groß ist.
8 zeigt eine weitere Modifikation der Kühlvorrichtung, bei der ein Drehmomenterhöhungsmittel D 31 und ein Einlassdruckdetektionsmittel 30 anstelle des Drehmomenterhöhungsmittels A 18 der in 1 gezeigten Kühlvorrichtung vorgesehen sind.
Das Einlassdruckdetektionsmittel 30 detektiert den Einlassdruck des Kompressors 5, während das Drehmomenterhöhungsmittel D 31 den Einlassdruck, der von dem Einlassdruckdetektionsmittel 30 während der Anlaufstufe detektiert worden ist, mit einem voreingestellten Einlassdruck vergleicht. Wie in Tabelle 3 gezeigt, wenn der Einlassdruck hoch ist, wird ein Anlaufsequenzmuster eines großen Ausgangsdrehmoments entsprechend dem Druck ausgewählt. In der Wiederanlaufstufe wird das Anlaufsequenzmuster des Ausgangdrehmoments ausgewählt, das um einen weiteren Schritt größer ist. Das ausgewählte Muster wird dem Anlaufsequenzsteuerungsmittel 13 ausgegeben. Tabelle 3

Einlassdruck < P1 Anlaufsequenzmuster A wird ausgewählt

P1 ≤ Einlassdruck ≤ P2 Anlaufsequenzmuster B wird ausgewählt

P2 < Einlassdruck Anlaufsequenzmuster C wird ausgewählt
Mit der obigen Anordnung kann durch direktes Detektieren des Lastdrehmoments des Gleichstrommotors während der Anlaufstufe basierend auf dem Einlassdruck und durch Anfahren des Motors gemäß dem Anlaufsequenzmuster entsprechend dem Lastdrehmoment vom Anfang das mögliche Anlaufversagen, wenn das Lastdrehmoment groß ist, weiter reduziert werden.
Wie oben beschrieben, wählt das Drehmomenterhöhungsmittel A in der Kühlvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Anlaufsequenzmuster des Ausgangsdrehmoments aus, das um einen Schritt größer ist, und gibt das Muster dem Anlaufsequenzsteuerungsmittel aus, so dass der Kompressor wieder leicht angefah ren werden kann, ohne Wiederholen der Anlauffehler, wenn das Sperrdetektionsmittel des gesperrten Zustand des Kompressors während der Anlaufstufe detektiert. Daher kann, selbst wenn das Anlaufen infolge eines großen Lastdrehmoments anfänglich fehlschlägt, der Motor unmittelbar wieder angefahren werden, woraus eine zuverlässige Kühlvorrichtung resultiert, welche in der Anlaufstufe kaum versagt.
Daher schätzt das Drehmomenterhöhungsmittel B das Lastdrehmoment des Gleichstrommotors 4 während der Anlaufphase anhand der Kühlkreislaufumgebungstemperatur und wählt das Anlaufsequenzmuster entsprechend dem Lastdrehmoment vom Anfang aus, wobei einer Kühlvorrichtung ein sicherer Anlauf vermöglicht wird, selbst wenn das Lastdrehmoment wegen der hohen Umgebungstemperatur groß ist.
Ferner schätzt das Drehmomenterhöhungsmittel C das Lastdrehmoment des Gleichstrommotors während der Anlaufphase anhand der Kühlertemperatur und wählt das Anlaufsequenzmuster entsprechend dem Lastdrehmoment vom Anfang aus, wobei einer Kühlvorrichtung ermöglicht wird, sicher anzulaufen, selbst während des anfänglichen Herunterziehens (pull-down) (das auftritt, wenn der Kühlbetrieb anfänglich gestartet wird) oder selbst wenn das Lastdrehmoment nach Entfrosten des Kühlers oder dergleichen groß ist.
Ferner detektiert das Drehmomenterhöhungsmittel D das Lastdrehmoment des Gleichstrommotors während der Anlaufphase basierend auf dem Einlassdruck und startet den Motor gemäß dem Anlaufsequenzmuster entsprechend dem Lastdrehmoment vom Anfang, wobei einer Kühlvorrichtung ermöglicht wird, weniger Anlauffehler ausgesetzt zu werden, selbst wenn das Lastdrehmoment groß ist.
9 zeigt ein Schaltungsdiagramm einer Steuerungsvorrichtung für einen Kühlschrank, der als eine Kühlvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist.
In 9 bezeichnet Bezugsziffer 41 einen Kompressor und Bezugsziffer 42 bezeichnet eine Hülle des Kompressors 41. Bezugsziffer 43 bezeichnet einen Gleichstrommotor, der einen Rotor 43a und einen Stator 43b aufweist. Der Rotor 43a ist mit Permanentmagneten versehen, die darum herum angeordnet sind (wenn z. B. der Motor vier Pole aufweist, sind die Pole N, S, N und S bei jeweils 90° angeordnet).
Bezugsziffer 44 bezeichnet eine Achse, die an dem Rotor 43a befestigt und in einem Lager 45 gelagert ist. Ferner ist ein exzentrischer Abschnitt 44a unterhalb der Achse 44 vorgesehen und eine Schmierölpumpe 46 ist weiter unterhalb des exzentrischen Abschnitts 44a vorgesehen.
Bezugsziffer 47 bezeichnet einen Kolben, der einer Hin- und Herbewegung innerhalb eines Zylinders 48 unterzogen ist, um ein Kühlmittel zu komprimieren. Eine rotierende Bewegung der Achse 44 durch den exzentrischen Abschnitt 44a wird in die Hin- und Herbewegung des Kolbens 47 konvertiert. Das komprimierte Kühlmittel tritt über eine Abflussleitung 49 aus und wird durch einen Kühlabschnitt (Kondensator, Expander und einen Verdampfer) in die Hülle 42 des Kompressors 41 von einer Einlassleitung 50 ausgelassen.
Bezugsziffer 51 bezeichnet eine kommerzielle Energiequelle, welche bspw. eine 100 V, 60 Hz Wechselspannungs- bzw. Wechselstrom-Energiequelle in einem normalen Haus ist. Bezugsziffer 52 bezeichnet eine Gleichrichterschaltung zum Gleichrichten der kommerziellen Energiequelle 51. Im vorliegenden Fall ist ein spannungsverdoppelndes Gleichrichtersystem vorgesehen, wobei eine 100 V (VAC) Gleichspannung eingegeben und eine 250 V (VDC) Gleichspannung ausgegeben wird.
Bezugsziffer 53 bezeichnet einen Inverter, der durch verbindende Schaltelemente nach Art einer 3-Phasen-Brückenverbindung ausgebildet ist und derart arbeitet, um den Gleichspannungsausgang der Gleichrichterschaltung 52 in einen Ausgang einer beliebigen 3-Phasenspannung und einer beliebigen Frequenz für die elektrische Energieversorgung für den Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor 43 zu konvertieren.
Bezugsziffer 54 bezeichnet eine Induktionsgegenspannung-Detektionsschaltung, welche eine relative Rotationsposition des Rotors 43a von einer Induktionsgegenspannung an der Wicklung des Stators 43b des Gleichstrommotors 43 detektiert. Bezugsziffer 55 bezeichnet eine Treiberschaltung zum Ein- und Ausschalten der Schaltelemente des Inverters 53.
Bezugsziffer 56 bezeichnet eine Rotationsfrequenzeinstellschaltung, welche eine innere Temperatur des Kühlschranks (z. B. eine Temperatur in einer Kühlkammer) detektiert, zu diesem Zeitpunkt eine optimale Rotationsfrequenz einstellt und die Frequenz als eine Befehlsrotationsfrequenz ausgibt. Bezugsziffer 57 bezeichnet eine Anlaufschaltung, welche ein Signal sendet, wenn der Ausgang der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 von einem Stopzustand (der Befehlsrotationsfrequenz = 0 Umdrehungen/Sek.) in einen Betriebszustand umschaltet (z. B. der Befehlsrotationsfrequenz = 40 Umdrehungen/Sek.), um zu bestimmen, dass die Vorrichtung sich in dem Betriebszustand befindet.
Bezugsziffer 58 bezeichnet eine Gleichrichterauswahlschaltung, welche die Art der Gleichrichtung ändert (einen 3-Phasenausgangsstrom des Inverters 53 ändert) abhängig von dem Zustand zu diesen Zeitpunkt und den Resultierenden der Treiberschaltung 55 ausgibt. Bezugsziffer 59 bezeichnet eine Spannungsauswahlschaltung, welche die Ausgangsspannung des Inverters 53 abhängig von dem Zustand zu dieser Zeit einstellt und den Spannungswert als ein PWM (Pulsweitenmodulation) -Signal sendet. Das Signal wird mit dem Ausgang der Gleichrichterauswahlschaltung 58 in der Treiberschaltung 55 kombiniert, um auf diese Weise die Schaltelement des Inverters 53 ein- und auszuschalten.
Bezugsziffer 60 ist eine erste Zeitgeberschaltung, welche eine Ausgabe für eine bestimmte Zeitdauer basierend auf einem Signal von der Anlaufschaltung 57 sendet. Bezugsziffer 61 bezeichnet eine Rotorfeststellschaltung, welche an die Gleichrichterauswahlschaltung 58 und die Spannungsauswahlschaltung 59 ein Signal zum Auswählen einer bestimmten Phase und zum Einschalten der Phase bei einer bestimmten Spannung sendet, wenn die erste Zeitgeberschaltung 60 arbeitet.
Die Ausgabe der ersten Zeitgeberschaltung wird der Anlaufschaltung 57 rückgeführt. Nachdem das Zählen der Zeit der ersten Zeitgeberschaltung 69 vollendet ist, wird ein Startsignal an eine Speicherschaltung 62 für ein Startgleichrichtermuster und eine Speicherschaltung 63 für ein Startspannungsmuster gesendet, um den Betrieb zu starten. In dem vorliegenden Fall werden das gemusterte Gleichrichtersignal und das Spannungssignal jeweils der Gleichrichterauswahlschaltung 58 und der Spannungsauswahlschaltung 59 übertragen, wobei der Inverter gemäß diesen Signalen arbeitet.
Wenn das Startmuster vollendet ist, beginnt die Gleichrichterauswahlschaltung 58 zu arbeiten basierend auf der Ausgabe von der Induktionsgegenspannungdetektionsschaltung 54, während die Spannungsauswahlschaltung 59 beginnt, eine PWM-Ausgabe basierend auf dem Ausgang einer Spannungseinstellschaltung 64 auszugeben.
Kurz nach dem Schalten wird eine Spannung gleich oder geringfügig höher als die endgültige Spannung des vorherigen Startspannungsmusters eingestellt. Anschließend wird die Spannung mit einer Rate erhöht, die durch eine Auswahlschaltung 65 zum Erhöhen der Rate eingestellt worden ist.
Bezugsziffer 66 bezeichnet eine zweite Zeitgeberschaltung, welche eine Ausgabe an die Auswahlschaltung 65 zum Erhöhen der Rate für eine bestimmte Zeit gemäß einer zeitlichen Abstimmung unter dem Befehl der Startschaltung 57 sendet. Zu diesem Zeitpunkt wählt die Auswahlschaltung 65 zum Erhöhen der Rate eine erste Erhöhungsrate während des Betriebs der zweiten Zeitgeberschaltung 66 und eine zweite Erhöhungsrate aus, nachdem der Arbeitsablauf der zweiten Zeitgeberschaltung 66 vollendet ist. In dem vorliegenden Fall ist die Einstellung wie folgt: Erste Erhöhungsrate < zweite Erhöhungsrate.
Bezugsziffer 67 bezeichnet eine Erhöhungsrateneinstellschaltung, welche eine Funktion zum Berechnen der Rotationsfrequenz des Gleichstrommotors 43 von dem Ausgang der Induktionsgegenspannungdetektionsschaltung 54 und zum Einstellen der zweiten Erhöhungsrate der Auswahlschaltung 65 zum Erhöhen der Rate aufweist, so dass eine Anstiegszeit bis zu einer bestimmten Rotationsfrequenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls liegt.
Bezugsziffer 68 bezeichnet eine dritte Zeitgeberschaltung, welche eine Ausgabe an eine Rotationsfrequenzauswahlschaltung 69 für eine bestimmte Zeit gemäß einer zeitlichen Abstimmung unter dem Befehl der Startschaltung 57 sendet. Zu dieser Zeit wählt die Rotationsfrequenzsauswahlschaltung 69 nicht die Befehlsrotationsfrequenz aus, die von der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 bestimmt worden ist, sondern eine feste Rotationsfrequenz 70 während des Betriebs der dritten Zeitgeberschaltung 68. Die feste Rotationsfrequenz 70 wird um die übliche Energieversorgungsfrequenz herum eingestellt. Nachdem der Betrieb der dritten Zeitgeberschaltung 68 vollendet ist, folgt die Rotationsfrequenz der Befehlsrotationsfrequenz der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56.
Bezugsziffer 71 bezeichnet eine Rotationsfrequenzentscheidungsschaltung, welche eine Ausgabe sendet, wenn die Befehlsrotationsfrequenz der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 eine bestimmte Rotationsfrequenz ist (eine Rotationsfrequenz kleiner als die übliche Netzfrequenz). Bezugsziffer 72 bezeichnet eine vierte Zeitgeberschaltung, welche basierend auf der Ausgabe der Rotationsfrequenzentscheidungsschaltung 71 arbeitet und eine Ausgabe sendet zum Steuern bzw. Betätigen der dritten Zeitgeberschaltung 68 nach Vollendung der Zeitzählung für eine bestimmte Zeitdauer.
Der Betrieb der Kühlschranksteuerungseinrichtung der oben beschriebenen Konstruktion wird nachfolgend beschrieben.
Zunächst wird der Betrieb des in 9 gezeigten Kompressors 41 beschrieben.
Mit der Rotation des Rotors 43a des Gleichstrommotors 43 rotiert die Achse 44 simultan. Der Rotor 43a und die Achse 44 sind vollständig miteinander fixiert (durch Schrumpfpassung oder Presspassung). Die Achse 44 wird von dem fixierten Lager 45 in einem verschiebbaren Kontakt dazu gelagert.
Unterhalb der Achse 44 ist ein exzentrischer Abschnitt 44a vorgesehen, der exzentrisch gemäß der Rotation der Achse 44 rotiert. Die exzentrische Rotation wird in eine Hin- und Herbewegung umgewandelt, damit der Kolben 47 innerhalb des Zylinders 48 sich hin- und herbewegt, um das Kühlmittel zu komprimieren.
Ferner ist unterhalb des exzentrischen Abschnitts 44a der Achse 44 die Schmierölpumpe 46 angebracht, welche in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Pumpe ausgeführt ist, die eine Zentrifugalkraft ausnutzt. Diese Pumpe wird oft deshalb verwendet, da sie eine einfache Konstruktion und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Die Schmierölpumpe 46 dient dazu, Schmieröl, das am Boden der Hülle 42 vorgehalten wird, an jeden Abschnitt des Kompressors zu liefern, und die Pumpe vollführt einen besonders wichtigen Schmierbetrieb im Hinblick auf die verschieblichen Abschnitte zwischen der Achse 44 und dem Lager 45.
Da die Schmierölpumpe 46 jedoch die Zentrifugalkraft der Rotation ausnutzt, hat sie das Problem, dass ihre Schmiereigenschaften signifikant von ihrer Rotationsfrequenz abhängen.
Auf der anderen Seite sind in diesen Tagen eine große Anzahl von Kühlschränken und Klimaanlagen handelsüblich verfügbar, deren Kühlsystemleistungsfähigkeit durch Verändern der Rotationsfrequenz des Kompressors mittels eines Inverters gemacht worden ist abhängig von dem Zustand einer Kühllast. In diesen Maschinen werden im allgemeinen drehende Kompressoren oder Durchlaufkompressoren verwendet.
Der Hauptgrund dafür ist, dass die drehenden Kompressoren oder Durchlaufkompressoren eine Kompression durch Verwendung der rotierenden Bewegung, so wie sie ist, bewirken, und daher die Kühlfähigkeit innerhalb einer großen Bandbreite verändert werden kann, wenn deren Geschwindigkeit variabel ist. Ein weiterer Grund ist, dass die Schmiereigenschaft weniger stark durch die Rotationsfrequenz beeinflusst wird, da ein Differenzialdruckschmierbetrieb (begrenzt in einem Hochdruckhüllentyp bewirkt wird, in dem die Hülle einen inneren Druck aufweist, der ungefähr gleich dem Druck eines Auslassgases ist).
Als ein Ergebnis des Analysierens einer großen Anzahl von Daten für die Erhebung von Analysen hat der vorliegende Erfinder auf die folgenden Punkte geachtet. In jedem Fall der rotierenden und Durchlaufkompressoren reduziert sich deren Effizienz fortschreitend bei einer niedrigen Rotationsfrequenz. Es wurde beobachtet, dass der Grad der Reduzierung der Effizienz größer ist als der Grad der Reduzierung der Effizienz des Motors selbst bei einer niedrigen Geschwindigkeit.
Eine detaillierte Analyse wurde ferner durchgeführt und es wurde als Konsequenz herausgefunden, dass das Phänomen dem Leck-Wärmeverlust zugeordnet ist. Es war wohl bekannt, dass das Kühlgas in jedem Kompressor zwischen dem Kolben und dem Zylinder entweicht. Jedoch entweicht in jedem Fall der rotierenden Kompressoren und Durchlaufkompressoren, wo die Hülle einen hohen inneren Druck aufweist, das Kühlgas in einer Richtung vom Inneren der Hülle zum Inneren einer Kompressionskammer und daher tritt ein Leck-Wärmeverlust infolge des Kühlgases auf, das eine hohe Temperatur und einen hohen Druck aufweist, was zu einer Verminderung der Kompressionseffizienz führt.
Andererseits wurde beobachtet, dass das Entweichen von Kühlgas unabhängig von der Rotationsfrequenz auftritt, und daher steigt eine Rate des Leck-Wärmeverlustes infolge des Entweichens des Kühlgases an, wenn der Kompressor eine kleine Kühlfähigkeit bei einer niedrigen Rotationsfrequenz aufweist, was zu einer Reduzierung der Effizienz führt.
Daher hat der vorliegende Erfinder auf eine Rotationsfrequenzsteuerung bei einem Kompressor des Niederdruckhüllentyps geachtet (bei dem die Hülle einen inneren Druck aufweist, der ungefähr gleich demjenigen des Inhalationsgases ist). Im Fall des Kompressors des Niederdruckhüllentyps weist die Hülle einen niedrigen inneren Druck auf und der innere Druck der Hülle ist immer niedriger als der innere Druck in der Kompressionskammer. Aus diesem Grund entweicht das Kühlgas in einer Richtung vom Inneren der Kompressionskammer zum Inneren der Hülle. Obwohl das Entweichen zu einer Reduktion einer volumetrischen Effizienz führt, ist die Kompressionseffizienz nicht vermindert, da kein Leck-Wärmeverlust auftritt.
Um die obigen Inhalte zu verifizieren, wurde ein Experiment durchgeführt durch Verwendung eines sich hin- und herbewegenden Kompressors als ein Kompressor des Niederdruckhüllentyps. Ergebnisses des Experiments sind in den 11A und 11B gezeigt.
11A und 11B zeigen Graphen von Rotationsfrequenzeigenschaften des Kompressors. 11A zeigt einen Graph, der die Eigenschaften einer Rotationsfrequenz in Bezug auf eine relative Effizienz zeigt (die Effizienz bei einer Rotationsfrequenz von 60 Umdrehungen/Sek. wird zu 1 angekommen), während 11B einen Graph zeigt, der die Eigenschaften einer Rotationsfrequenz in Bezug auf ein relati ves Kühlvermögen angibt (das Kühlvermögen bei der Rotationsfrequenz von 60 Umdrehungen/Sek. wird zu 1 angekommen).
In diesen Figuren sind die Eigenschaften des sich hin- und herbewegenden Kompressors durch ausgezogene Linien dargestellt, während die Eigenschaften des rotierenden Kompressors durch gestrichelte Linien dargestellt sind. In diesem Fall ist der sich hin- und herbewegende Kompressor vom Niederdruckhüllentyp, während der Rotationskompressor vom Hochdruckhüllentyp ist.
Zunächst wird die in 11A gezeigte relative Effizienz erläutert. Bei dem rotierenden Kompressor vermindert sich die Effizienz signifikant, da die Rotationsfrequenz mit der Effizienz absinkt, die ihre Spitze bei der Rotationsfrequenz von 60 Umdrehungen/Sek. hat. Auf der anderen Seite zeigt der sich hin- und herbewegende Kompressor eine derartige Charakteristik, die sich ungefähr horizontal bei einer Rotationsfrequenz innerhalb eines Bereichs von 60 Umdrehungen/Sek. bis 40 Umdrehungen/Sek. erstreckt, obgleich eine Spitze der Effizienz bei oder um die Rotationsfrequenz von 40 Umdrehungen/Sek. existiert.
Die in 11B gezeigte relative Kühleigenschaft wird nachfolgend beschrieben. Bei dem rotierenden Kompressor hängt die Kühlfähigkeit ungefähr linear von der Veränderung der Rotationsfrequenz ab. Jedoch hängt beim sich hin- und herbewegenden Kompressor die Kühlfähigkeit ungefähr linear bei einer niedrigen Rotationsfrequenz (in einem Bereich von 30 Umdrehungen/Sek. bis 60 Umdrehungen/Sek.), jedoch gipfelt sie in ihrem Sättigungszustand und reduziert sich bei einer Rotationsfrequenz, die nicht niedriger ist als 60 Umdrehungen/Sek. Dies liegt daran, dass das Einlassventil des Zylinders nicht ausreichend reagieren kann.
Als ein Ergebnis wurde herausgefunden, dass die Rotationsfrequenzsteuerung des sich hin- und herbewegenden Kompressors eine sehr hohe Effizienz zeigt, obgleich er einen kleinen variablen Bereich des Kühlvermögens aufweist. Das obige bedeutet, dass für beschränkte Anwendungen ein sehr gutes System bereitgestellt werden kann. Daher wurde hier vorgeschlagen, den Kompressor als eine Anwendung an einen Kühlschrank zu montieren. Jeder Kühlschrank hat einen Körper, der auf eine bestimmte Größe beschränkt ist, und seine interne Beladung verändert sich abhängig von Nahrungsmitteln und dergleichen. Wenn jedoch die Beladung ausreichend gekühlt worden ist, wird nur noch ein Kühlvermögen benötigt, das nur den Eintritt von Wärme durch den Körper usw. bewältigen braucht. Das obige bedeutet, dass es kein Problem gibt, selbst wenn der Bereich der Veränderung des Kühlvermögens klein ist.
Ferner wird, anders als andere elektrische Haushaltsgeräte, der Kühlschrank während des ganzen Jahres betrieben und daher kann ein großer Effekt erzielt werden, wenn eine Energieeinsparung erreicht wird. Daher besteht eine Nachfrage nach einem System mit einer höhere Effizienz.
In dem vorliegenden Fall wird der sich hin- und herbewegende Kompressor als der zu erzielende Kompressor des Niederdruckhüllentyps ausgewählt. Da es jedoch von dem Prinzip, dass die Effizienz bei einer niedrigen Rotationsfrequenz hoch ist, ersichtlich ist, gilt das gleiche für jeden Kompressor mit einem niedrigen Druck innerhalb der Hülle.
Wie zuvor beschrieben, wurde jedoch eine große Anzahl von Zentrifugalpumpen, die stark von der Rotationsfrequenz beeinflusst werden, als Schmierölpumpen in Kompressoren des Niederdruckhüllentyps verwendet. Daher muss bei der Schmierung bei niedriger Rotationsfrequenz sehr viel Sorgfalt aufgewendet werden. Ferner erfordert, obgleich es ein Verfahren zum Bereitstellen einer unabhängigen Pumpe gibt, dieses Verfahren eine sehr komplizierte Konstruktion, was zu einer Erhöhung der Kosten und Reduzierung der Zuverlässigkeit führt. Deshalb gibt es ein sehr ernstzunehmendes Problem, das Schmiervermögen mit einem Steuerungsschema zu kompensieren.
Als nächstes wird der Betrieb der Kühlschranksteuerungseinrichtung, die wie in 9 gezeigt konstruiert ist, unter Bezugnahme auf die 9 und 10 erläutert werden. 10 ist ein Flussdiagramm, dass den Betrieb der Kühlschranksteuerungseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
Der Gleichstrommotor 43 befindet sich nun im Stop-Zustand. Im Schritt S11 wird entschieden, ob die eingestellte Rotationsfrequenz der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 0 Umdrehungen/Sek. beträgt oder nicht. Wenn die eingestellte Rotati onsfrequenz 0 Umdrehungen/Sek. beträgt, wird der Stop-Zustand des Gleichstrommotors 43 im Schritt S12 aufrechterhalten.
Wenn die eingestellte Rotationsfrequenz von 0 Umdrehungen/Sek. abweicht (z. B. 40 Umdrehungen/Sek.), schreitet der Programmfluss zu Schritt S13 fort. Im Schritt S13 wird entschieden, dass der Betrieb in der Anlaufschaltung 57 anläuft und ein Signal wird an die erste Zeitgeberschaltung gesendet, um den Betrieb des Gleichstrommotors 43 zu starten.
Eine ergänzende Erläuterung wird hier hinzugefügt. Im allgemeinen hat ein Gleichstrommotor (bürstenloser Gleichstrommotor) einen Positionsdetektionssensor (z. B. ein Hall-Element) zum Detektieren der Rotationsposition seines Rotors. Jedoch verbleibt in einer verschlechterten Umgebung, in der eine höhere Temperatur oder dergleichen vorherrscht, wie z. B. im Inneren eines Kompressors, ein Problem in Sinne der Zuverlässigkeit.
Im Angesicht der obigen Ausführungen wurde kürzlich ein Verfahren zum Detektieren der relativen Position des Rotors basierend auf einer Induktionsgegenspannung an einer Wicklung des Motors vorgeschlagen. Das Verfahren sieht vor, von den hervorragenden Eigenschaften des Gleichstrommotors Gebrauch zu machen, ohne jedweden Sensor zu verwenden.
Jedoch ist dieses Verfahren ein Verfahren zum Detektieren der Induktionsgegenspannung und daher kann die Positionsdetektion nicht bewirkt werden, wenn der Motor gestoppt ist. Daher wird, um den Gleichstrommotor anzufahren, weit verbreitet ein Verfahren des Anfahrens des Gleichstrommotors als ein Synchronmotor in dem Anfangszustand verwendet. Dieses Verfahren ist ein Verfahren des zwangsweise Rotierens des Motors durch Anwenden einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Spannung (dies wird als eine Anlaufsequenz bezeichnet).
Dieses Verfahren besteht darin, die Rotationsfrequenz des Gleichstrommotors zu einer Frequenz zu erhöhen, bei der die Induktionsgegenspannung in der Anlaufsequenz detektiert, und dann in den normalen Betrieb umgeschaltet werden kann.
Jedoch stimmen während der Periode der Anlaufsequenz, in der der Motor als ein Synchronmotor betrieben wird, die Rotation des Rotors und die Ausgabe des Inverters nicht immer miteinander überein und daher ist der Motor im Hinblick auf das Drehmoment sehr instabil. Ferner ist, nach Bewirken des Umschaltens zu dem Induktionsgegenspannungdetektionssignal, der Wert der Induktionsgegenspannung niedrig, wenn die Rotationsfrequenz niedrig ist, was bedeutet, dass der Betriebszustand instabil ist.
Im Fall des rotierenden Kompressors oder dergleichen ist es relativ leicht, einen Gleichstrommotor so anzupassen, dass strukturell nur ein kleines Anlaufdrehmoment und kein großes Drehmoment benötigt wird, da die Kompressionsarbeit nicht unmittelbar nach dem Start der Rotation begonnen wird.
Jedoch wird in dem Fall des sich hin- und herbewegenden Kompressors strukturell ein relativ großes Anlaufdrehmoment benötigt und ferner wird auch ein großes Drehmoment benötigt, um die Kompressionsarbeit zu starten.
Die weiterführende Erläuterung ist wie oben und die Erläuterung wird zu dem momentanen Betrieb zurückkehren.
Im Schritt S14 wird der Betrieb der ersten Zeitgeberschaltung 60 gestartet. Wenn die erste Zeitgeberschaltung 60 arbeitet, wird im Schritt S15 die Rotorfestlegeschaltung 61 betätigt. Im Schritt S16 wird entschieden, ob der Betrieb der ersten Zeitgeberschaltung 60 vollendet ist. Wenn der Betrieb vollendet ist, wird der Betrieb von Schritt S15 wiederholt. Wenn der Betrieb vollendet ist, schreitet der Programmfluss zu Schritt S17 fort.
Die Rotorfestlegeschaltung 61 arbeitet wie folgt. Angenommen, dass die Eingangsanschlüsse eines 3-Phasen-Gleichstrommotors die U-Phase, V-Phase und W-Phase sind, dann wird eine bestimmte Spannung an eine vorbestimmte Phase angelegt, damit ein Strom fließt. Dann wird ein bestimmtes Magnetfeld innerhalb des Stators 43b erzeugt. Gemäß dem Magnetfeld hält der Stator 43b in einer bestimmten Position an: Die bestimmte Position wird vorzugsweise auf die Position festgelegt, bei der der Kompressionsabschnitt des Kompressors 41 das minimale Anlaufdrehmoment hat. In dem Fall des sich hin- und herbewegenden Kompressors ist die bestimmte Position an zwei Positionen lokalisiert, wobei die eine Position an dem Ort angeordnet ist, wo der Kolben 47 sich dem Zylinder 48 am meisten nähert (oberer Totpunkt) und die andere Position an der Stelle angeordnet ist, wo der Kolben 47 umgekehrt sich am weitesten entfernt von dem Zylinder 48 befindet (unterer Totpunkt).
Ferner dreht sich der Rotor 43a, der in dem Magnetfeld gezogen wird, mit einer gedämpften Schwingung und daher ist es bevorzugt, die Rotortestlegeschaltung 61 zu betreiben, bis der Rotor vollständig gestoppt ist. Im Hinblick auf eine bestimmte Zeit in der ersten Zeitgeberschaltung 60 wird eine Zeit eingestellt, die nicht kleiner ist als eine Zeit, die benötigt wird, bis die gedämpfte Schwingung des Rotors 43a vollständig gestoppt ist.
Wenn der Rotor 43a an einer bestimmten Position stoppt und der Betrieb der ersten Zeitgeberschaltung 60 vollendet ist, dann wird eine Anlaufsequenz gestartet, so dass ein rotierendes Magnetfeld von der bestimmten Position erzeugt wird, die von der Rotorfestlegeschaltung 61 festgelegt worden ist (Schritt S17).
Die Anlaufgleichrichtermusterspeicherschaltung 62 speichert ein Muster zum nacheinanderfolgenden Schalten der Schaltelement des Inverters 53. Ferner speichert die Anlaufspannungsmusterspeicherschaltung 63 eine optimale Spannung zum Erhalten einer Ausgabe gemäß der Ausgangsfrequenz des Anlaufgleichrichtermusters.
Die Weise der Entscheidung des Musters, das vorbereitend in der Anlaufgleichrichtermusterspeicherschaltung 62 und der Anlaufspannungsmusterspeicherschaltung 63 gespeichert wurde, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 12 beschrieben. 12 zeigt einen Graph von Charakteristiken der Rotationsfrequenz und des Drehmoments des Motors, der als ein Synchronmotor arbeitet.
Die in 12 gezeigten Charakteristiken tragen das maximale Drehmoment auf, wenn eine bestimmte Rotationsfrequenz und eine bestimmte Spannung von dem Inverter ausgegeben worden sind. Das heißt, die Charakteristiken werden erhalten, wenn der Gleichstrommotor als ein Synchronmotor durch den Inverter betrieben wird. Das Muster wird von den Charakteristiken bestimmt.
Wie oben beschrieben, wird im Falle des sich hin- und herbewegenden Kompressors ein großes Drehmoment von der Anfangsstufe der Rotation an benötigt. Da der Zustand der Anlaufsequenz im Sinne des Betriebs instabil ist, ist es erforderlich, dass der Betrieb basierend auf dem Induktionsgegenspannungdetektionssignal so schnell wie möglich umgeschaltet wird. Vorzugsweise wird der Betrieb innerhalb von zwei Umdrehungen des Rotors umgeschaltet.
Um den Gleichstrommotor in einer derart kurzen Zeit sanft zu drehen, wird das Einstellen eines erzeugten Drehmoments wichtig. Wenn das erzeugte Drehmoment zu gering ist, wird der Gleichstrommotor nicht drehen. Wenn im Gegensatz dazu das erzeugte Drehmoment zu groß ist, wird ein Bremsdrehmoment erzeugt, um eine sanfte Beschleunigung zu behindern, und dies resultiert häufig in einem Versagen des Schaltens.
Deshalb ist zum Erreichen eines sanften Anlaufens ein Verfahren zum Messen der in 12 gezeigten Charakteristiken und zum Einstellen eines Musters vorgesehen, was nachfolgend beschrieben werden wird. Ein erzeugtes Drehmoment T1 des Gleichstrommotors wird auf einen Wert eingestellt, der etwa 10% höher ist als ein benötigtes Anlaufdrehmoment. Die Spannung und die Rotationsfrequenz werden gemäß dem Drehmoment gestaltet.
In 12 wurde das Muster wie folgt eingestellt. Nach Durchführen einer halben Umdrehung bei einer Rotationsfrequenz F1 und einer Spannung V1, einer halben Umdrehungen bei einer Rotationsfrequenz F2 und einer Spannung V2 und einer halben Umdrehung bei einer Rotationsfrequenz F3 und einer Spannung V3 wird der Betrieb zu dem Betrieb basierend auf dem Induktionsgegenspannungdetektionssignal umgeschaltet. Das heißt, dass die Anlaufsequenz in anderthalb Umdrehungen vollendet ist.
Im Schritt S18 wird entschieden, ob ein Musterausgabearbeitsgang vollendet ist oder nicht. Wenn der Arbeitsablauf nicht vollendet ist, wird der Arbeitsablauf von Schritt S17 wiederholt. Wenn der Arbeitsablauf vollendet ist, wird ein Vollendungs signal von der Anlaufgleichrichtermusterspeicherschaltung 62 und der Anlaufspannungsmusterspeicherschaltung 63 an die Anlaufschaltung 57, die Gleichrichterauswahlschaltung 58 und die Spannungsauswahlschaltung 59 gesendet. Anschließend schreitet der Programmfluss mit Schritt S19 fort.
Im Schritt S19 wird die Ausgabe der Gleichrichterauswahlschaltung 58 von dem Betrieb, der von der Anlaufgleichrichtermusterspeicherschaltung 62 ausgeführt worden ist, in den Betrieb umgeschaltet, der von der Induktionsgegenspannungdetektionsschaltung 54 auszuführen ist. Durch diesen Betrieb wird der Gleichstrommotor in seinen normalen Betriebszustand gesetzt (Betrieb durch Positionsdetektion oder dergleichen).
Dann wird in Schritt S20 der Betrieb der zweiten Zeitgeberschaltung 66 und der Betrieb der dritten Zeitgeberschaltung 68 gestartet. Im Schritt S21 wählt die Anstiegsratenauswahlschaltung 65 die erste Anstiegsrate aus und überträgt dieselbe und nach deren Empfang erhöht die Spannungseinstellschaltung 64 allmählich die Spannung und die Rotationsfrequenz.
Im Schritt S22 wird entschieden, ob der Arbeitsablauf der zweiten Zeitgeberschaltung 66 vollendet ist oder nicht. Wenn die Zeitgeberschaltung arbeitet, wird der Arbeitsablauf von Schritt S21 wiederholt. Wenn der Arbeitsablauf vollendet ist, schreitet der Programmfluss zu Schritt S23 fort. Im Schritt S23 wählt die Anstiegsratenauswahlschaltung 65 die zweite Anstiegsrate aus und überträgt dieselbe, und nach deren Empfang erhöht die Spannungseinstellschaltung 64 allmählich die Spannung und die Rotationsfrequenz.
Die erste Anstiegsrate und die zweite Anstiegsrate werden nachfolgend beschrieben. Die Ausgabe der Induktionsgegenspannungdetektionsschaltung 54 ist instabil, wenn die Rotationsfrequenz niedrig ist, und ein großes Drehmoment wird von der anfängliches Anlaufstufe in dem sich hin- und herbewegenden Kompressor angewendet, wie oben beschrieben worden ist. Daher sollte die Anstiegsrate bestimmt werden, so dass der Motorbetrieb die Region passiert, in der die Rotationsfrequenz so schnell wie möglich niedrig wird.
Wenn jedoch die Spannung zu schnell angehoben wird, folgt der Ausgang der Induktionsgegenspannungdetektionsschaltung 54 nicht ausreichend der Spannung und dies resultiert manchmal in einem Ausscheren (step-out) und Anhalten des Motors. Daher ist eine Rate, die unter Berücksichtigung der beiden Faktoren erhalten wird, die zweite Anstiegsrate.
Auf der anderen Seite ist der Motorbetrieb insbesondere instabil, unmittelbar nachdem der Betrieb von der Anlaufsequenz umgeschaltet worden ist, und es kann berücksichtigt werden, dass die Rotation infolge eines exzessiv großen Anlaufdrehmoments in der Anlaufsequenz nicht erhalten werden kann. Anstieg der Spannung bei einer hohen Anstiegsrate kann in einem derartigen Fall von einem Abrupten Anstieg eines Stroms begleitet werden und daher ist dies sehr gefährlich. Insbesondere wird wahrscheinlich ein fataler Fehler auftreten, wie bspw. eine Beschädigung der Schaltelemente und Entmagnetisierung des Rotormagneten des Gleichstrommotors.
Daher wird die erste Anstiegsrate eingestellt, unmittelbar nachdem die Umschaltung bewirkt worden ist, und es wird bestätigt, dass der Motor sicher innerhalb der Betriebszeit der zweiten Zeitgeberschaltung 66 rotiert. Nur wenn der Motor sicher rotiert, wird der Betrieb zu der zweiten Anstiegsrate umgeschaltet. Das heißt, die erste Anstiegsrate ist langsamer eingestellt als die zweite Anstiegsrate.
Als nächstes wählt im Schritt S24 die Rotationsfrequenzauswahlschaltung 69 die festgelegte Rotationsfrequenz 70 unabhängig von der Befehlsrotationsfrequenz der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 aus und daher führt die Spannungsjustierschaltung 64 eine Rotationsfrequenzsteuerung aus, um sie mit der festgelegten Rotationsfrequenz 70 in Übereinstimmung zu bringen.
Da die Rotationsfrequenzsteuerung durch eine Spannungssteuerung in dem Gleichstrommotor ausgeführt wird, erhält die Spannungseinstellschaltung 64 die momentane Rotationsfrequenz von dem Ausgang der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 und justiert die Spannung, so dass sie an die Spannung angepasst wird.
Als nächstes wird im Schritt S25 entschieden, ob der Arbeitsablauf der dritten Zeitgeberschaltung 68 vollendet ist. Wenn die Zeitgeberschaltung im Betrieb ist, wird der Arbeitsablauf von Schritt S24 wiederholt. Wenn der Arbeitsablauf vollendet ist, schreitet der Programmfluss fort zu Schritt S26. Im Schritt S26 wählt nach Erhalt eines Arbeitsablaufvollendungssignals der dritten Zeitgeberschaltung 68 die Rotationsfrequenzauswahlschaltung 69 die Befehlsrotationsfrequenz der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 aus und überträgt dieselbe an die Spannungseinstellschaltung 64.
Im vorliegenden Fall wird eine festgelegte Rotationsfrequenz 73 auf eine Rotationsfrequenz nahe der Rotationsfrequenz des Motorbetriebs bei der kommerziellen Netzfrequenz festgelegt. Der Grund hierfür wird unter Bezugnahme auf 13 erläutert werden. 13 ist ein Graph, der die Charakteristiken des Schmiervermögens der Schmierölpumpe zeigt.
Man kann erkennen, dass, im Hinblick auf das Schmiervermögen, wenn ein normaler Inverter nicht verwendet wird, die anfängliche Schmierung sehr schnell erreicht wird, da der Anstieg der Rotationsfrequenz sehr schnell ist. Wenn ein Inverter verwendet wird, erfolgt die anfängliche Schmierung langsam, da die Anstiegsgeschwindigkeit niedrig ist, selbst bei der selben Rate von 60 Umdrehungen/Sek. wie bei der momentanen Rate.
Ferner zeigt das Schmiervermögen eine signifikante Veränderung abhängig von der Rotationsfrequenz, da die Schmierölpumpe eine Zentrifugalpumpe ist, und daher ist die anfängliche Schmierung bei einer Rate von 40 Umdrehungen/Sek. niedrig. Man kann ersehen, dass das Schmiervermögen selbst verschwindet, wenn die Rate zu 30 Umdrehungen/Sek. wird, und das Öl kann nicht die obersten Abschnitte erreichen.
Es ist zu beachten, dass 13 die Charakteristiken zeigt, wenn der Motor bei den jeweiligen Rotationsfrequenzen gestartet wird. Wenn zum Beispiel die anfängliche Schmierung bei einer Rate von 60 Umdrehungen/Sek. durchgeführt wird und die Rotationsfrequenz auf die Rate von 30 Umdrehungen/Sek. abgesenkt wird, erreicht das Öl den obersten Abschnitt durch die Oberflächenspannung des Öls.
Daher kann das Schmiervermögen sichergestellt werden, wenn der Motor bei der festgelegten Frequenz (zum Beispiel bei der Rate von 60 Umdrehungen/Sek.) in der Anlaufstufe angefahren wird, selbst in dem nachfolgenden langsamen Betrieb (zum Beispiel bei der Rate von 30 Umdrehungen/Sek.).
Die Anstiegsratenjustierschaltung 67 überwacht den Zustand der Anlaufsequenz, misst ein Zeitintervall von dem Beginn bis zum Erreichen der Rotationsfrequenz, die gleich der kommerziellen Netzfrequenz ist (die hier mit 50 Umdrehungen/Sek. angenommen wird) und stellt die zweite Anstiegsrate derart ein, dass das Zeitintervall in ein Zeitintervall fällt, das zweimal so lang ist wie das Zeitintervall, in dem das Öl den obersten Abschnitt bei der kommerziellen Netzfrequenz von 60 Hz in 13 erreicht.
Da das Öl den obersten Abschnitt innerhalb des Zeitintervalls erreicht, das zweimal so lang ist wie das Zeitintervall, das der kommerziellen Netzfrequenz entspricht, verdoppelt die Zeitperiode einer gleitenden Bewegung in einem Zustand, in dem keine Schmierung bewirkt wird, diejenige der momentanen. Da jedoch der Motor bei einer niedrigen Rotationsfrequenz in dem stabilen Betriebszustand des Kühlschranks arbeitet, wird die Frequenz des Ein- und Ausschaltens des Kompressors selbst zur Hälfte reduziert und letztendlich ist der Abstand der gleitenden Bewegung derselbe, was bedeutet, dass der Zustand der Abnutzung auf das gleiche Maß gedrückt wird, wie beim Stand der Technik.
Als nächstes wird im Schritt S27 entschieden, ob die eingestellte Rotationsfrequenz niedriger ist als die bestimmte Rotationsfrequenz oder nicht. Wenn die eingestellte Rotationsfrequenz niedriger ist als die bestimmte Rotationsfrequenz, wird der Arbeitsablauf der vierten Zeitgeberschaltung 72 im Schritt S28 angehalten. Wenn im Gegenteil die eingestellte Rotationsfrequenz niedriger ist als die bestimmte Rotationsfrequenz, wird der Arbeitsablauf der vierten Zeitgeberschaltung 72 im Schritt S29 fortgeführt.
Im vorliegenden Fall bedeutet die bestimmte Rotationsfrequenz eine Rotationsfrequenz, bei der das Schmiervermögen, wie in 13 gezeigt, sehr gering ist, und die Rotationsfrequenz wird bspw. auf 30 Umdrehungen/Sek. eingestellt.
Als nächstes wird im Schritt S30 entschieden, ob der Arbeitsablauf der vierten Zeitgeberschaltung 72 vollendet ist oder nicht. Wenn der Arbeitsablauf nicht vollendet ist, wird der Arbeitsablauf von Schritt S26 wiederholt. Wenn der Arbeitsablauf vollendet ist, wird die dritte Zeitgeberschaltung 68 im Schritt S31 wieder gestartet und der Arbeitsablauf wird von Schritt S24 wiederholt.
Bei der Rotationsfrequenz, bei der das Schmiervermögen sehr gering ist, wird die Schmierung bis zum obersten Abschnitt fortgeführt, wie oben beschrieben, aufgrund der Oberflächenspannung, selbst wenn die Rotationsfrequenz vermindert wird, nachdem das Öl in den obersten Abschnitt angehoben worden ist. Wenn jedoch Blasen oder dergleichen in einem unteren Abschnitt der Schmierölpumpe 46 auftreten und das Kühlgas oder dergleichen zusammen mit dem Öl zugeführt wird, kann eine Unterbrechung der Schmierung auftreten.
In diesem Fall kann die Schmierung des obersten Abschnitts erneut erreicht werden, falls ein Schmiervermögen gegeben ist. Jedoch erreicht das Öl nicht den obersten Abschnitt infolge der Abwesenheit eines derartigen Schmiervermögens. Daher ist die Schmierung sicherzustellen, wenn eine derart niedrigen Rotationsfrequenz für eine bestimmte Zeitdauer andauert, durch erneutes Erhöhen der Rotationsfrequenz bis zu der festgelegten Rotationsfrequenz.
Wie oben beschrieben, weist gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Kompressor 41 eine Hülle mit einem inneren Druck ungefähr gleich dem Druck des Inhalationsgases und einen Gleichstrommotor 43 zum Antreiben des Kompressionsabschnitts des Kompressors 41 auf, während die Steuerungseinrichtung für den Kompressor 41 aufweist: eine Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 zum Detektieren der Rotationsposition des Rotors 43a des Gleichstrommotors 43 von der Induktionsgegenspannung, die an der Statorwicklung erzeugt worden ist, einen Inverter 53 zum Durchführen des Gleichrichterbetriebs basierend auf dem Ausgang der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 während des normalen Betriebs, um auf diese Weise den Gleichstrommotor 43 mit einer variablen Geschwindigkeit zu betreiben, und einen Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 zum Einstellen der Rotationsfrequenz des Gleichstrommotors 43 für eine Rotationsfrequenz, die niedriger ist als die kommerzielle Netzfrequenz, wenn die innere Temperatur des Kühlschranks stabilisiert worden ist. Mit der obigen Anordnung kann durch Rotieren des Kompressors 41 bei einer niedrigen Geschwindigkeit, wenn die innere Temperatur des Kühlschranks stabilisiert worden ist, eine beträchtliche Reduktion der Leis tungsaufnahme erreicht werden, ohne durch Leck-Wärmeverluste beeinflusst zu werden, das heißt durch Aufrechterhalten einer hohen Effizienz selbst bei einer niedrigen Rotationsfrequenz.
Ferner kann eine Rotorfeststellschaltung 61 zum Herausgeben eines Befehls, um eine bestimmte Phase des Inverters 53 einzuschalten, und zum Ausgeben einer bestimmten Spannung, wenn der Zustand des Motors von dem Stoppzustand in den Betriebszustand durch die Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 umgeschaltet worden ist, und eine erste Zeitgeberschaltung 60 zum Aufrechterhalten der Ausgabe der Rotorfeststellschaltung 61 für ein bestimmtes Zeitintervall bereitgestellt werden. Mit dieser Anordnung kann die bestimmte Phase für ein bestimmtes Zeitintervall in der Startstufe eingeschaltet werden, um den Rotor in einer bestimmten Position festzulegen, so dass der Motor einheitlich von einer identischen Position gestartet werden kann, wodurch ein stabiles Anlaufen ermöglicht wird.
Andererseits kann vorgesehen sein: eine Anlaufgleichrichtermusterspeicherschaltung 62 zum Speichern eines bestimmten Gleichrichtermusters, um den Gleichstrommotor 43 in einer kurzen Zeit zu beschleunigen, b) eine Anlaufspannungsmusterspeicherschaltung 63 zum Speichern eines bestimmten Spannungsmusters, um dem Gleichstrommotor 43 zu erlauben, ein bestimmtes Drehmoment abzugeben, eine Gleichrichterauswahlschaltung 58 zum Auswählen der Ausgabe von der Anlaufspannungsmusterspeicherschaltung 63 in der Anlaufstufe des Gleichstrommotors 43 und zum Veranlassen des Inverters 53, seinen Gleichrichterbetrieb durchzuführen, eine Spannungsauswahlschaltung 59 zum Variieren der Ausgangsspannung des Inverters in Synchronisation mit dem Gleichrichtermuster gemäß dem Ausgang der Anlaufspannungsmusterspeicherschaltung 63, und eine Gleichrichterauswahlschaltung 58 zum Schalten des Motorbetriebs in die Gleichrichtung basierend auf dem normalen Ausgang der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54, wenn die Ausgabe der Anlaufspannungsmusterspeicherschaltung 63 vollendet ist. Mit dieser Anordnung kann durch Erhalten einer Ausgabe basierend auf dem voreingestellten Gleichrichtermuster und dem Spannungsmuster derart, dass der Motor in einer kurzen Zeit rotieren kann, während ein bestimmtes Drehmoment abgegeben wird, um den Motor zu starten, das Starten in einer kurzen Zeit erreicht werden, um die Frequenz der verschieblichen Bewegung im Anfangszustand zu reduzieren, in dem die Schmierung nicht wirksam ist, wobei auf diese Weise die Zuverlässigkeit verbessert wird.
Ferner kann vorgesehen sein: eine Anstiegsratenauswahlschaltung 69 zum Auswählen der Rate der Beschleunigung durch Erhöhen der Ausgangsspannung des Inverters 53, nachdem der Gleichstrommotor 53 angefahren wurde, eine zweite Zeitgeberschaltung 66, die für ein bestimmtes Zeitintervall arbeitet, nachdem der Anlaufbetrieb vollendet ist, und eine Anstiegsratenauswahlschaltung 65 zum Auswählen der ersten Anstiegsrate der kleinen Beschleunigung, wenn die zweite Zeitgeberschaltung 66 arbeitet und die zweite Anstiegsrate der großen Beschleunigung auswählt, nachdem der Betrieb der zweiten Zeitgeberschaltung 66 vollendet ist. Mit dieser Anordnung kann durch Verlangsamen der Anstiegsrate in der Beschleunigungsstufe nach dem Anfahren ein stabiler Betrieb frei von einem Ausscheren erreicht werden. Nachfolgend kann durch Erhöhen der Anstiegsrate eine erhöhte Schmiergeschwindigkeit erreicht werden, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. In dem vorliegenden Fall kann durch Bereitstellen einer Anstiegsrateneinstellschaltung 67 zum Einstellen der zweiten Anstiegsrate derart, dass das Zeitintervall für die Rotationsfrequenz des Gleichstrommotors zum Anstieg bis zur kommerziellen Netzfrequenz in ein bestimmtes Zeitintervall bei der Anstiegsrate fällt, die von der Anstiegsratenauswahlschaltung 65 ausgewählt worden ist, dieselbe Frequenz der verschieblichen Bewegung in dem Zustand erreicht werden, in dem wie im Stand der Technik keine Schmierung wirksam ist, durch Einstellen der Anstiegsrate derart, dass die Rotationsfrequenz bis zur Rotationsfrequenz gleich der kommerziellen Netzfrequenz innerhalb des bestimmten Zeitintervalls anwächst, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird.
Ferner kann vorgesehen sein: eine dritte Zeitgeberschaltung 68, die für ein bestimmtes Zeitintervall in der Anlaufstufe des Gleichstrommotors 43 arbeitet, und eine Rotationsfrequenzauswahlschaltung 69 zum Bestimmen der Rotationsfrequenz um die kommerziellen Netzfrequenz herum als eine festgelegte Rotationsfrequenz zum Ignorieren der Befehlsrotationsfrequenz der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56, wenn die dritte Zeitgeberschaltung 68 arbeitet, und zum Einstellen der festgelegten Rotationsfrequenz 70 als das Ausgabeziel des Inverters. Mit dieser Anordnung wird durch Betreiben des Motors bei der festgelegten Rotationsfrequenz für eine bestimmte Zeitdauer in der Anlaufstufe die Knappheit von Schmieröl, insbesondere bei einer niedrigen Rotationsfrequenz, eliminiert, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. In diesem Fall kann ferner bereitgestellt werden: eine Rotationsfrequenzentscheiderschaltung 71 zum Entscheiden, dass die Befehlsrotationsfrequenz der Rotationsfrequenzeinstellschaltung 56 niedriger ist als die bestimmte Rotationsfrequenz, und eine vierte Zeitgeberschaltung 72, die arbeitet, wenn die Rotationsfrequenzentscheiderschaltung 71 entscheidet, dass die Rotationsfrequenz niedrig ist. Mit dieser Anordnung wird durch Starten des Betriebs der dritten Zeitgeberschaltung 68, wenn der Betrieb der vierten Zeitgeberschaltung 72 vollendet ist, der Motor bei der festgelegten Rotationsfrequenz für ein bestimmtes Zeitintervall betrieben, wenn die niedrige Rotationsfrequenz für ein bestimmtes Zeitintervall fortgeführt wird. Demgemäß kann eine ausreichende Menge von Schmieröl sichergestellt werden, selbst wenn ein unvorhergesehenes Ereignis, wie bspw. eine Gasmischung, auftritt, um eine Ölknappheit während der Zeit der langsamen Rotation zu verursachen, wobei die Zuverlässigkeit verbessert wird.
14 ist ein Blockdiagramm einer Kühlschranksteuerungseinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, das insbesondere einen Starter für einen bürstenlosen Motor zeigt. In 14 wird kein Erläuterung für Komponenten gegeben werden, die denen in 9 gezeigten entsprechen.
In 14 bezeichnet Bezugsziffer 76 eine Gleichrichterschaltung zum Entscheiden, welches der Elemente des Inverters 53 einzuschalten ist basierend auf der Ausgabe der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54, wenn der bürstenlose Motor 43 normal arbeitet. Bezugsziffer 57 bezeichnet eine Anlaufschaltung, welche die Rotation durch Antreiben des bürstenlosen Motors 43 als ein Synchronmotor startet von dem Zeitpunkt an, wenn die Inverterschaltung 3 gestoppt worden ist, bis zu dem Zeitpunkt, wenn der Betrieb der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 ermöglicht worden ist. Bezugsziffer 78 bezeichnet eine erste Zwangsausgabeschaltung, welche eine Ausgabe einer Frequenz und einer Spannung erzeugt, bei der der bürstenlose Motor 43 nicht rotiert, in lediglich einer Betriebszeit t1. Bezugsziffer 80 bezeichnet eine Energieabschaltentscheidungsschaltung, welche den Zeitpunkt entscheidet, wann die kommerziellen Energiequelle 51 anfänglich geschlossen wird. Bezugsziffer 81 bezeichnet eine zweite Zwangsausgangsschaltung, welche eine Ausgabe einer Frequenz und einer Spannung erzeugt, bei der der bürstenlose Motor 43 nicht rotiert, wenn die Energieabschaltentscheidungsschaltung 80 entschei det, dass die Energie abgeschaltet wird. Bezugsziffer 82 bezeichnet eine Entscheidungsschaltung, welche die Ausgabe der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 bestimmt, wenn die zweite Zwangsausgangsschaltung 81 ihre Ausgabe abgibt, wobei praktisch entschieden wird, ob die Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 stabilisiert ist. Nach der Entscheidung, dass die Schaltung stabilisiert worden ist, beendet sie die Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81. Bezugsziffer 83 bezeichnet eine zweite Zeitgeberschaltung, welche zwei Typen von Zeitgebern von t2 und t3 (t2 < t3) aufweist und arbeitet, um kontinuierlich die Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 auszugeben, unabhängig von der Ausgabe der Entscheidungsschaltung 82, wenn die Zeit kürzer ist als t2, und um die Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 zu beenden, unabhängig von der Ausgabe der Entscheidungsschaltung 82, wenn die Zeit nicht kleiner ist als t3. Bezugsziffer 84 bezeichnet eine Umschaltschaltung, welche einen vorbestimmten Ausgang bestimmt von der Gleichrichterschaltung 76, der Anlaufschaltung 57, der ersten Zwangsausgabeschaltung 78 und der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81; und den ausgewählten Ausgang an die Treiberschaltung 55 ausgibt.
Der Betrieb des Starters für den bürstenlosen Motor, der wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 14 und 15 erläutert werden. 15 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Starters für den bürstenlosen Motor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
Es wird angenommen, dass die kommerzielle Energiequelle 51 nun ausgeschaltet ist. Wenn die kommerzielle Energiequelle 51 eingeschaltet ist (das heißt, wenn die Energie geschlossen ist) entscheidet die Energieabschaltentscheidungsschaltung 80, dass die Energie abgeschaltet ist und startet das Zählen der zweiten Zeitgeberschaltung 83 im Schritt S41.
Dann gibt im Schritt S42 die zweite Zwangsausgabeschaltung 81 eine zweite Zwangsausgabewellenform aus, um den Inverter 53 über die Umschaltschaltung 84 und die Treiberschaltung 55 zu betätigen, und legt die Ausgabe an den bürstenlosen Motor 43 an. In diesem Zustand wird der Ausgangswert der Spannung und der Frequenz, bei dem der Motor nicht rotiert, festgelegt, und daher rotiert der bürstenlose Motor 43 nicht.
Dann wird im Schritt S43 entschieden, ob der Zählerwert der zweiten Zeitgeberschaltung 83 kleiner ist als t2 oder nicht. Wenn der Zählerwert kleiner ist als t2, wird der Arbeitsablauf von Schritt S42 fortgeführt. Das heißt, die zweite Zwangsausgabewellenform wird weiter ausgegeben. Wenn der Zählerwert nicht kleiner ist als t2, schreitet der Programmfluss zu Schritt S44 fort.
Im Schritt S44 führt die zweite Zwangsausgabeschaltung 81 fort, um die zweite Zwangsausgabewellenform auszugeben.
Dann entscheidet im Schritt S45 die Entscheiderschaltung 82, ob das Signal von der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 stabil ist. Wenn das Signal stabil ist, schreitet der Programmfluss zu Schritt S46 fort.
Im Schritt S46 wird entschieden, ob der Zählerwert der zweiten Zeitgeberschaltung 83 kleiner ist als t3. Wenn der Zählerwert kleiner ist als t3, wird der Betrieb des Schritts S44 fortgeführt. Das heißt, die zweite Zwangsausgabewellenform wird weiter ausgegeben. Wenn im Gegensatz dazu der Zählerwert nicht kleiner ist als t3, schreitet der Programmfluss mit Schritt S47 fort.
Im Schritt S47 wird die Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 gestoppt und der Programmfluss schreitet zu Schritt S48 fort. Der obige verarbeitende Arbeitsablauf wird nur in der Anfangszeit durchgeführt, wenn die Energie abgeschaltet ist.
Im Schritt S48 wird entschieden, ob die momentan gesetzte Rotationsfrequenz Null ist oder nicht. In dem vorliegenden Fall wird die Rotationsfrequenz durch Detektieren einer Vielzahl von Zuständen gesteuert (zum Beispiel Temperatur, Druck usw.), und daher wird hierzu keine Erläuterung in dieser Beschreibung gegeben. Wenn die eingestellte Rotationsfrequenz Null ist, wird der Motorbetrieb im Schritt S49 gestoppt und der Arbeitsablauf von Schritt S48 wird fortgeführt. Wenn die eingestellte Rotationsfrequenz nicht Null ist, schreitet der Programmfluss fort zu Schritt S50.
Als nächstes wird im Schritt S50 das Zählen der ersten Zeitgeberschaltung gestartet und eine erste Zwangsausgabewellenform von der ersten Zwangsausgabeschaltung 78 im Schritt S51 ausgegeben, um den Inverter 53 über die Umschaltschaltung 84 und die Treiberschaltung 55 zu betätigen, und der Ausgang wird an den bürstenlosen Motor 43 angelegt. In diesem Zustand wird der Ausgangswert auf die Spannung und Frequenz gesetzt, bei dem der Motor nicht rotiert, und daher rotiert der bürstenlose Motor 43 nicht.
Als nächstes wird im Schritt S52 entschieden, ob der Zählerwert einer ersten Zeitgeberschaltung 79 nicht kleiner ist als t1. Wenn der Zählerwert kleiner ist als t1, wird der Arbeitsablauf von Schritt S51 fortgeführt. Das heißt, die erste Zwangsausgabewellenform wird weiter ausgegeben. Wenn im Gegensatz dazu der Zählerwert nicht kleiner ist als t1, schreitet der Programmfluss fort zu Schritt S53.
Dann wird im Schritt S53 eine Anlaufwellenform ausgegeben von der Anlaufschaltung 57, um den Inverter 53 über die Umschaltschaltung 84 und die Treiberschaltung 55 zu betätigen, und der Ausgang wird an den bürstenlosen Motor 43 angelegt. In dem vorliegenden Fall wird der Betrieb gestartet, wobei der bürstenlose Motor 43 als ein Synchronmotor verwendet wird. Das heißt, der bürstenlose Motor 43 wird gemäß dem Verfahren des niederfrequenten Synchronanlaufs gestartet, um zunächst den Motor in eine Synchronbetriebsweise bei einer niedrigen Rotationsfrequenz zu setzen und dann darauffolgend die Rotationsfrequenz zu beschleunigen.
Als nächstes wird in Schritt S54 die Rotation des bürstenlosen Motors 43 fortgeführt durch Umschalten des Signals der Kommutatorschaltung 76, dessen Signal von der Ausgabe der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 abhängt. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Motor bereits als ein bürstenloser Motor angetrieben und daher kann die Rotationsfrequenz nachfolgend durch Justieren der Spannung eingestellt werden.
Als nächstes wird in Schritt S55 ein Rotationsfrequenzsteuerungsablauf ausgeführt. In diesem Fall wird der Spannungswert derart eingestellt, um mit der Rotationsfrequenzeinstellung übereinzustimmen. Als nächstes wird im Schritt S56 entschieden, ob die eingestellte Rotationsfrequenz Null ist oder nicht. Wenn die eingestellte Rotationsfrequenz Null ist, wird der Arbeitsablauf von Schritt S55 fortgeführt. Wenn im Gegensatz dazu die eingestellte Rotationsfrequenz Null ist, schreitet der Programmfluss fort zu Schritt S48, um den Arbeitsablauf erneut zu wiederholen.
Eine detailliertere Beschreibung wird unten gegeben. 16 ist ein Schaltdiagramm der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54.
In 16 bezeichnet Bezugsziffer 90 eine erste Filterschaltung, welche im wesentlichen aus einem Primärfilter bzw. Filter erster Ordnung gebildet ist, das einen Widerstand und einen Kondensator aufweist, und dessen Eingang mit der U-Phase des bürstenlosen Motors 43 verbunden ist. Bezugsziffern 91 und 92 bezeichnen jeweils eine zweite Filterschaltung und eine dritte Filterschaltung und deren Eingänge sind jeweils mit der V-Phase und der W-Phase des bürstenlosen Motors 43 verbunden.
Bezugsziffer 93 bezeichnet eine erste Kombinationsschaltung 93, welche einen Ausgang der zweiten Filterschaltung 91 mit einem Ausgang der dritten Filterschaltung 92 mittels Widerständen R11 und R12 verbindet (ein Kombinationsverhältnis ist R11/R12). Bezugsziffer 54 bezeichnet eine erste Komparatorschaltung, welche einen Ausgang der ersten Filterschaltung 90 mit einem Ausgang der ersten Kombinationsschaltung 93 vergleicht, wobei ein Positionsdetektionssignal Z ausgegeben wird.
Bezugsziffer 95 bezeichnet eine zweite Kombinationsschaltung, welche den Ausgang der dritten Filterschaltung 92 mit dem Ausgang der ersten Filterschaltung 90 mittels Widerständen R21 und R22 verbindet (ein Kombinationsverhältnis ist R21/R22). Bezugsziffer 96 bezeichnet eine zweite Komparatorschaltung, welche den Ausgang der zweiten Filterschaltung 91 mit einem Ausgang der zweiten Kombinationsschaltung 95 vergleicht, wobei ein Positionsdetektionssignal X ausgegeben wird.
Bezugsziffer 97 bezeichnet eine dritte Kombinationsschaltung, welche den Ausgang der ersten Filterschaltung 90 mit dem Ausgang der zweiten Filterschaltung 91 mittels Widerständen R31 und R32 verbindet (ein Kombinationsverhältnis ist R31/R32). Bezugsziffer 98 bezeichnet eine dritte Komparatorschaltung, welche den Ausgang der dritten Filterschaltung 92 mit einem Ausgang der dritten Kombinationsschaltung 97 vergleicht, wobei ein Positonsdetektionssignal Y ausgegeben wird.
Die Betriebsweise der oben beschriebenen Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 wird unten unter Bezugnahme auf 17A bis 17I beschrieben. 17A bis 17I zeigen Wellenformen in verschiedenen Abschnitten, wenn die Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 arbeitet.
17A, 17B und 17C sind Spannungswellenformen der U-Phase, V-Phase und W-Phase, welche jeweils an die erste Filterschaltung 90, die zweite Filterschaltung 91 und die dritte Filterschaltung 92 eingegeben werden. In dem vorliegenden Fall werden die Spannungswellenformen der einfachen Erläuterung halber schematisch gezeigt, jedoch sind die tatsächlichen Wellenformen kompliziertere Wellenformen, da eine Spannungssteuerung durch PWM (Pulsweitenmodulation) oder dergleichen durchgeführt wird.
Ferner zeigen 17D, 17E und 17F jeweils die Ausgaben der ersten Filterschaltung 90, der zweiten Filterschaltung 91 und der dritten Filterschaltung 92, während 17G, 17H und 17I jeweils die Ausgänge der zweiten Komparatorschaltung 96, der dritten Komparatorschaltung 98 und der ersten Komparatorschaltung 94 zeigen.
Wie sich aus den 17A bis 17I ergibt, kann man erkennen, dass das Positionsdetektionssignal des Rotors erhalten wird durch Extrahieren nur der Induktionsgegenspannungskomponenten von den Wicklungsspannungen des bürstenlosen Motors durch die Filterschaltungen und Vergleich derselben miteinander.
In dem vorliegenden Fall wurde der Betrieb der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 in deren stabilen Betriebszustand beschrieben. Jedoch kann ein leicht unterschiedliches Phänomen in der Anlaufstufe auftreten. Dieses Phänomen wird nachfolgend beschrieben.
In dem Stoppzustand wird keine Spannung an die Wicklungen angelegt und die Kondensatoren der Filterschaltungen sind weitestgehend elektrostatisch entladen. Daher kann, wenn der Motor von dem Niederfrequenzsynchronmodus in der nächsten Anlaufstufe anfährt, eine vollständige Stabilität nicht erreicht werden, da die Ausgänge der Filterschaltungen flüchtige bzw. nicht-dauerhafte Gleichstromkomponenten bzw. Gleichspannungskomponenten aufweisen. Dies hat das Phänomen verursacht, dass der Ausgang der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 instabil wird und daher der Motor ausschert.
Daher wurden, um die flüchtigen Gleichstromkomponenten der Filterschaltungen zu beseitigen, bevor die Anlaufschaltung 57 in den niederfrequenten Synchronanlaufbetrieb eintritt, eine Spannung und eine Frequenz zwangsweise für ein bestimmtes Zeitintervall von der ersten Zwangsausgabeschaltung 78 angelegt.
Das obige wird nachfolgend im Detail beschrieben. 18A bis 18F zeigen Wellenformen in der Anlaufstufe, wobei 18A, 18B und 18C jeweils die in 16 gezeigten Positionsdetektionssignale X, Y und Z sind, während 18D, 18E und 18F jeweils die Ausgänge der in 16 gezeigten ersten Filterschaltung 90, der zweiten Filterschaltung 91 und der dritten Filterschaltung 92 sind.
In dem vorliegenden Fall erreichen die Ausgänge der Filterschaltungen im wesentlichen die jeweiligen anfänglichen Ladezustände zu dieser Zeit durch Ausgaben von der ersten Zwangsausgabeschaltung 78. Der niederfrequente Synchronanlaufbetrieb wird von diesem Zustand aus ausgeführt und daher werden die Ausgänge der Filterschaltungen sehr schnell stabilisiert. Demgemäß kann ein ausreichend stabilisiertes Positonsdetektionssignal zu der Zeit erhalten werden, wenn die Induktionsgegenspannung detektiert werden wird.
In dem vorliegenden Fall wurde durch wiederholtes Ausprobieren festgestellt, dass eine Anliegen einer Wellenform mit einer Ausgangsfrequenz von 50 Hz und einer getakteten relativen Einschaltdauer von 0,7% (Pulseinschaltverhältnis durch PWM-Steuerung) für 155 msek als die erste Zwangsausgabewellenform wirksam war. Natürlich ist die Frequenz ausreichend hoch und die Spannung (relative Einschaltdauer) ist bei diesem Niveau ausreichend niedrig. Daher kann der bürstenlose Motor 43 kein rotierendes Drehmoment erzeugen und deshalb rotiert er nicht. Ferner tritt kein derartiges Problem auf, dass die Eingangsleistung extrem anwächst, da die Spannung sehr niedrig eingestellt ist.
Durch Anlegen der Spannung können die Kondensatoren der Filterschaltungen vor dem Start ausreichend geladen werden. Daher können die flüchtigen Gleichstromkomponenten in dem niederfrequenten Synchronanlaufbetrieb im wesentlichen genullt bzw. auf Null gesetzt werden, während die Anlaufschaltung 57 betrieben wird, wobei ein stabiler Anlauf ermöglicht wird.
Ferner ist diese Ablaufsteuerung auch wirksam, selbst wenn eine lange niederfrequente Synchronanlaufzeit nicht bereitgestellt werden kann, was bedeutet, dass dieses Verfahren insbesondere für eine derartige Last ein wirksames Verfahren ist, dass ein hohes Drehmoment zu einem frühen Zeitpunkt nach dem Anlaufen erzeugt wird, wie in dem Kompressor.
Die obige Beschreibung wurde auf den Fall gestützt, bei dem der Motor von seinem Stoppzustand aus eingeschaltet wird. Das folgende wird die Stufe beschreiben, bei der die Energie abgeschaltet wird. Wenn die Schaltung mit abgeschalteter Energie für eine lange Zeit unberührt belassen worden ist, sind die Ausgangsspannungen der Filterschaltungen vollständig entladen. In diesem Zustand ist es notwendig, die Zwangsausgabe für eine längere Zeit intensiver zu bewirken, um die Filterschaltungen zu stabilisieren.
Als nächstes wird dieses Verfahren beschrieben. Wenn die Energieabschaltentscheidungsschaltung 80 entscheidet, dass die Energie abgeschaltet wird, wird die zweite Zwangsausgabeschaltung 81 zur Ausgabe veranlasst. Die Ausgabe wird bevorzugt mit einer Spannung angewendet, die höher ist als die der ersten Zwangsausgabeschaltung 78.
In dem vorliegenden Fall haben wir durch wiederholtes Ausprobieren herausgefunden, dass das Anwenden einer Wellenform mit einer Ausgangsfrequenz von 50 Hz und einem getakteten relativen Abtastverhältnis von 10,1% (Pulseinschaltverhältnis durch PWM-Steuerung) für nicht kürzer als eine Sekunde als die zweite Zwangsausgabewellenform bewirkt wurde. Zu diesem Zeitpunkt rotiert der bürstenlose Motor 43 nicht, da die Spannung und die Frequenz hoch sind. Obgleich ferner die Eingangsleistung ebenfalls hoch ist, ist das obige eine Ablaufsteuerung nur während der Zeit des Abschaltens der Energie. Daher verursacht dies nicht ein Anstieg der Eingabe für die nachfolgenden Ein- und Ausschaltvorgänge.
Auf diese Weise kann durch Ausgeben einer Wellenform mit einer Spannung höher als diejenige der ersten Zwangsausgabeschaltung 78 von der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 zu dem Zeitpunkt des Abschaltens der Energie das Phänomen, dass das Positiondetektionssignal der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 sehr instabil wird, eliminiert werden, wodurch ein stabilisiertes Anlaufen ermöglicht wird.
Als nächstes wird die Vollendung eines optimalen Wellenformausgangs unter derartigen Bedingungen, dass individuelle Variationen berücksichtigt wurden, unten mit der Bereitstellung der Stabilitätsentscheidungsschaltung 82 beschrieben. Die Bedingungen der Filterschaltungen verändern sich jedes Mal, wenn die Energie abgeschaltet wird, obgleich die Prozedur dieselben ist. Zum Beispiel variiert, selbst wenn identische Schaltungen verwendet werden, die Zeitperiode, während derer die Energie eingeschaltet verbleibt, von einer kurzen bis hin zu einer langen Zeitperiode. Ferner variieren die Bedingungen der Filterschaltungen ebenfalls abhängig von den Variationen der Teile, Motoren usw. zwischen den Schaltungen.
Um die gleichen Zustände zu detektieren, wird die Stabilitätsentscheidungsschaltung 82 in diesem Ausführungsbeispiel bereitgestellt. Der Betrieb dieser Schaltung wird nachfolgend beschrieben.
Im Hinblick auf die Entscheidung der Stabilität wird entschieden, dass eine Stabilität nach sechsmaligem Detektieren des Auftretens von Pulsänderungen von Ex-OR (exklusiv-oder bzw. Exclusive OR 99)-Logikausgängen im Hinblick auf die Ausgänge (Positionsdetektionssignale X, Y und Z) der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 innerhalb einer Periode von einem Zyklus (20 msec in diesem Ausführungsbeispiel) der Zwangsausgangswellenform.
In dem normalen Betrieb arbeitet das Ex-OR 99, an welches die drei Positionsdetektionssignale eingegeben werden, als eine Schaltung zum Entscheiden, ob die drei Eingänge in einer ungeraden Anzahl oder einer geraden Anzahl resultieren, und zieht Nutzen aus der Tatsache, dass die Pulsänderungen sechs mal auftreten, wenn das Positionsdetektionssignal normal wird. Wenn die Stabilität nicht erreicht wird, treten die Pulsänderungen weniger als sechs mal auf.
Es ist zu beachten, dass obgleich die Stabilität auf diese Weise durch die Frequenz der Pulsänderungen in diesem Ausführungsbeispiel entschieden wird, es ersichtlich ist, dass derselbe Effekt erreicht werden kann, wenn die Stabilität zum Beispiel durch Detektieren einer Pulsweite entschieden wird.
Ferner wird die zweite Zeitgeberschaltung 83 bereitgestellt, welche zwei Typen von Zeitgebern von t2 und t3 aufweist (t2 < t3, zum Beispiel t2 = 1 Sek. und t3 = 5 Sek.). Wenn die Zeit kürzer ist als t2, wird der Ausgang der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 weiter ausgegeben unabhängig von dem Ausgang der Entscheidungsschaltung 82. Wenn die Entscheidungsschaltung 82 entscheidet, dass der Betrieb stabil ist, nachdem die Zeit nicht kürzer ist als t2, wird die Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 gestoppt. Mit dieser Anordnung kann das mögliche Stoppen der Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 infolge eines fehlerhaften Betriebs der Entscheidungsschaltung 82 innerhalb einer kurzen Zeit vermieden werden, wodurch eine geeignete Fertigstellung erreicht wird.
Wenn die Zeitdauer der zweiten Zeitgeberschaltung nicht kürzer ist als t2 und kürzer ist als t3, wird die Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 zu dem Zeitpunkt gestoppt, wenn entschieden ist, dass der Ausgang der Entscheidungsschaltung 82 stabil ist. Wenn die Zeitdauer nicht kürzer ist als t3, wird die Ausgabe der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 unabhängig von der Ausgabe der Entscheidungsschaltung 82 gestoppt. Mit dieser Anordnung kann, selbst wenn die Entscheidungsschaltung 82 nicht entscheiden kann, dass der Betrieb stabil ist, die Ablaufsteuerung schnell fertiggestellt werden. In diesem Fall sind die Filterschaltungen im wesentlichen in ihren stabilen Zuständen und daher wird der nachfolgende Anlauf stabilisiert, wodurch ein Ausscheren verhindert wird.
Wie oben beschrieben, ist der Starter für einen bürstenlosen Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit der ersten Zwangsausgabeschaltung 78 zum Ausgeben einer Wellenform einer Spannung und einer Frequenz mit einem Wert, bei dem der bürstenlose Motor 43 nicht rotiert, bereitgestellt. Der Ausgang von der ersten Zwangsausgabeschaltung 78 wird an den bürstenlosen Motor 43 angelegt, kurz bevor der Motor von dem Stoppzustand angefahren wird. Diese Anordnung kann den Einfluss der flüchtigen Gleichstromkomponenten der Filterschaltungen der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 reduzieren, um den Ausgang der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54 unmittelbar nach dem Start zu stabilisieren, wobei verhindert wird, dass der Motor ausschert, selbst wenn das Lastdrehmoment anwächst.
Ferner ist der Starter für den bürstenlosen Motor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel versehen mit der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 zum Ausgeben einer Wellenform einer Spannung und einer Frequenz mit einem Wert, bei dem der bürstenlose Motor 43 nicht rotiert, und mit der Energieabschaltentscheidungsschaltung 80 um Entscheiden, dass die Energie abgeschaltet ist. Wenn entschieden worden ist, dass die Energie abgeschaltet worden ist, wird der Inverter 53 durch den Ausgang der zweiten Zwangsausgabeschaltung 81 betätigt, um eine Spannung an den bürstenlosen Motor 43 anzulegen. Durch eine derartige Vorgehensweise kann eine stabiler Ablauf erhalten werden, selbst beim Abschalten der Energie, bei der die Positionsdetektion dazu neigt, instabil zu werden, insbesondere infolge einer ausreichenden Entladung der Filterschaltungen.
Ferner ist die Entscheiderschaltung 82 vorgesehen zum Entscheiden, ob der Betrieb stabil ist basierend auf dem Signal von der Induktionsgegenspannungdetektorschaltung 54. Die Entscheiderschaltung 82 trägt dazu bei, schnell die Ablaufsteuerung zu der Zeit des Abschaltens der Energie zu vollenden.
Die zweite Zeitgeberschaltung 83 ist ferner vorgesehen, die ihren Betrieb von der Stufe des Abschaltens der Leistung bzw. Energie an startet. Selbst wenn die Ablaufsteuerung nicht durch Entscheidung in der Stufe des Abschaltens der Leistung bzw. Energie vollendet ist, kann der Betrieb schnell und zwangsweise vollendet werden, wobei ein nachfolgender stabiler Anlauf ermöglicht wird.
Es ist zu beachten, dass, obgleich der Starter des vorliegenden Ausführungsbeispiels so beschrieben worden ist, dass er mit dem sich hin- und herbewegenden Kompressor verwendet wird, an den eine große Last angelegt wird, insbesondere während der Anlaufphase, dieser Starter ebenfalls wirksam mit einem rotierenden Kompressor oder dergleichen verwendbar ist, an den eine große Last während der Anlaufphase angelegt wird.

Claims

Steuerungsvorrichtung zur Verwendung mit einem Kühlschrank, der eine innere Temperatur aufweist, und mit einer üblichen Stromquelle, die eine übliche Netzfrequenz aufweist, und zum Steuern eines Niederdruckhüllenkompressors (41) des Kühlschranks, der eine Hülle (42) mit einem Innendruck, der ungefähr einem Druck eines Inhalationsgases während des Betriebs entspricht, einem Kompressionsabschnitt (41), der in der Hülle (42) untergebracht ist, und einem Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) zum Betreiben des Kompressionsabschnitts (41) aufweist, der einen Rotor (43b) und eine Stator aufweist, der Statorwicklungen bzw. Statorwindungen einschließt, die ausgebildet sind, um eine Induktionsgegenspannung auszugeben, wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine Induktionsgegenspannungsdetektorschaltung (54), die mit den Statorwicklungen bzw. Statorwindungen elektrisch verbindbar ist, zum Detektieren einer Rotationsposition des Rotors (43a) anhand der Induktionsgegenspannung, die von den Statorwicklungen bzw. Statorwindungen ausgegeben wurde, und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das die Rotationsposition des Rotors (43a) angibt; eine Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) zum Einstellen einer gewünschten Rotationsfrequenz des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43), die kleiner ist, als die übliche Netzfrequenz, wenn die innere Temperatur des Kühlschranks stabilisiert ist, und zum Erzeugen einer Ausgabe, welche die gewünschte Rotationsfrequenz angibt; einen Inverter (53), der elektrisch mit dem Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) verbindbar ist, zum Ausführen eines Gleichrichtungsbetriebs auf der Grundlage der Ausgabe der Induktionsgegenspannungsdetektorschaltung (54) während des normalen Betriebs, um den Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) mit einer variablen Geschwindigkeit zu betreiben und zum Erzeugen einer Ausgangsspannung gemäß dem Gleichrichtungsbetrieb.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Inverter (53) eine Mehrzahl von bestimmten Phasen aufweist und die Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) eine Ausgabe aufweist, die einen Stopzustand und einen Betriebszustand aufweist, wobei die Steuerungseinrichtung ferner aufweist: eine Rotorfestlegungsschaltung (61) zum Einstellen und Einschalten einer bestimmten Phase des Inverters (53) und zum Auswählen einer bestimmten Ausgangsspan nung für den Inverter (53), wenn die Ausgabe der Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) sich von dem Stopzustand in den Betriebszustand ändert; und eine erste Zeitgeberschaltung (60) zum Einstellen eines bestimmten Zeitintervalls und zum Aufrechterhalten der Ausgabe der Rotorfestlegungsschaltung (61) für eine bestimmtes Zeitintervall.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Rotorfestlegungsschaltung (61) ausgebildet ist, um eine Phase als die bestimmte Phase einzustellen, die in der Lage ist, den Rotor (43a) an einer bestimmten Position zu positionieren, an der ein Anlaufmoment minimiert wird.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Zeitgeberschaltung (60) ausgebildet ist, um ein Zeitintervall als das bestimmte Zeitintervall einzustellen, das größer oder gleich einem Zeitintervall ist, das benötigt wird, um eine gedämpfte Schwingung des Rotors (43a) zu stoppen.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) einen Startbetriebsstufe hat, wobei die Steuerungsvorrichtung ferner aufweist: eine Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung (62) zum vorläufigen Speichern eines bestimmten Gleichrichtungsmusters, das in der Lage ist, den Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) innerhalb einer kurzen Zeit zu beschleunigen, und zum Erzeugen einer Ausgabe, welche das bestimmte Gleichrichtungsmuster angibt; eine Startspannungsmusterspeicherschaltung (63) zum vorläufigen Speichern eines bestimmten Spannungsmusters, das in der Lage ist, dem Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) zu ermöglichen, ein bestimmtes Moment abzugeben, und zum Erzeugen einer Ausgabe, welche das bestimmte Spannungsmuster angibt; eine Gleichrichtungsauswahlschaltung (58) zum Auswählen der Ausgabe von der Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung während der Startstufe des Gleichspannungs- bzw. Gleichstrommotors (43), um dem Inverter (53) in einer gleichrichtenden Weise zu betreiben; und eine Spannungsauswahlschaltung (59) zum Verändern der Ausgangsspannung des Inverters (53) in Synchronisation mit dem Gleichrichtungsmuster gemäß der Ausgabe der Startspannungsmusterspeicherschaltung (63); wobei die Gleichrichtungsauswahlschaltung (58) ferner ausgebildet ist, um in einen Gleichrichtungsbetrieb umzuschalten auf der Grundlage der Ausgabe der Induktionsgegenspannungsdetektorschaltung (54), wenn die Ausgabe der Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung (62) abgeschlossen ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung (62) ausgebildet ist, um ein Gleichrichtungsmuster als das bestimmte Gleichrichtungsmuster zu speichern, das abgeschlossen ist, bevor der Rotor (43a) wenigstens zwei Umdrehungen gedreht hat.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine Anstiegsratenauswahlschaltung (56) zum Auswählen einer Beschleunigungsrate, die in der Lage ist, die Ausgangsspannung des Inverters (53) zu erhöhen, nachdem der Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) gestartet wurde; und eine zweite Zeitgeberschaltung (66) für einen Betrieb für ein bestimmtes Zeitintervall; wobei die Anstiegsratenauswahlschaltung (65) ausgebildet ist, um eine erste Anstiegsrate als die Beschleunigungsrate auszuwählen, wenn die zweite Zeitgeberschaltung (66) im Betrieb ist, und um eine zweite Anstiegsrate als die Beschleunigungsrate auszuwählen, welche größer ist als die erste Anstiegsrate, nachdem der Betrieb der zweiten Zeitgeberschaltung (66) für das bestimmte Zeitintervall abgeschlossen ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, die ferner aufweist: eine Anstiegsratenjustierschaltung (67) zum Justieren der zweiten Anstiegsrate, so dass ein Zeitintervall zum Erhöhen der Rotationsfrequenz des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43) bis zur üblichen Netzfrequenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls liegt.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Anstiegsratenjustierschaltung (67) ausgebildet ist, um die zweite Anstiegsrate zu justieren, so dass ein Zeitintervall zum Erhöhen der Rotationsfrequenz des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43) bis zur üblichen Netzfrequenz innerhalb einem bestimmten Zeitintervall liegt, das kleiner ist als das Zweifache eines Zeitintervalls zwischen Schmierungen des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (63) im Betrieb.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner aufweist: eine dritte Zeitgeberschaltung (68) für einen Betrieb für ein bestimmtes Zeitintervall während einer Anstiegszeit des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43); und einer Rotationsfrequenzauswahlschaltung (69) zum Auswählen einer festgelegten Rotationsfrequenz, deren Frequenzwert nahe der üblichen Netzfrequenz liegt, als eine äußerste Ausgangsfrequenz des Inverters (53), und zum Ignorieren der Rotationsfrequenz, die von der Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) eingestellt worden ist, wenn die dritte Zeitgeberschaltung (68) im Betrieb ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 10, die ferner aufweist: eine Rotationsfrequenzentscheidungsschaltung (71) zum Entscheiden, dass die Rotationsfrequenz, die von der Rotationsfrequenzeinstellschaltung eingestellt worden ist, kleiner ist als eine bestimmte Rotationsfrequenz; und eine vierte Zeitgeberschaltung (72) für einen Betrieb, wenn die Rotationsfrequenzentscheidungsschaltung (71) entscheidet, dass die Rotationsfrequenz niedriger ist als die bestimmte Rotationsfrequenz; wobei die dritte Zeitgeberschaltung (68) ausgebildet ist, um den Betrieb zu beginnen, wenn der Betrieb der vierten Zeitgeberschaltung (72) abgeschlossen ist.
Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Inverter (53) ausgebildet ist, um den Gleichrichtungsbetrieb basierend auf der Ausgabe der Induktionsgegenspannungsdetektorschaltung (54) und der Ausgabe der Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) auszuführen.
Kühlschrank mit einer inneren Temperatur zur Verwendung mit einer üblichen Energiequelle mit einer üblichen Netzfrequenz, wobei der Kühlschrank aufweist: einen Niederdruckhüllenkompressor (41), der aufweist: eine Hülle (42) mit einem Innendruck, der ungefähr einem Druck eines Inhalationsgases während des Betriebs entspricht, einen Kompressionsabschnitt (41), der in der Hülle (42) untergebracht ist, und einen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) zum Betreiben des Kompressionsabschnitts (41), der einen Rotor (43a) und einen Stator (43b) aufweist, welcher Statorwicklungen bzw. Statorwindungen aufweist, die ausgebildet sind, um eine Induktionsgegenspannung auszugeben; eine Induktionsgegenspannungsdetektorschaltung (54), die elektrisch mit den Statorwicklungen bzw. Statorwindungen verbunden ist, zum Detektieren einer Rotationsposition des Rotors (43a) anhand der Induktionsgegenspannung, die von den Statorwicklungen bzw. Statorwindungen ausgegeben wurde, und zum Erzeugen eines Ausgangssignals, das die Rotationsposition des Rotors (43a) angibt; eine Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) zum Einstellen einer gewünschten Rotationsfrequenz des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43) die kleiner ist, als die übliche Netzfrequenz, wenn die innere Temperatur des Kühlschranks stabilisiert ist, und zum Erzeugen einer Ausgabe, welche die gewünschte Rotationsfrequenz angibt; einen Inverter (53), der elektrisch mit dem Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) verbunden ist, zum Ausführen eines Gleichrichtungsbetriebs auf der Grundlage der Ausgabe der Induktionsgegenspannungsdetektorschaltung (54) während des normalen Betriebs, um den Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) mit einer variablen Geschwindigkeit zu betreiben und zum Erzeugen einer Ausgangsspannung gemäß dem Gleichrichtungsbetrieb.
Kühlschrank nach Anspruch 13, wobei der Inverter (53) ein Mehrzahl bestimmter Phasen aufweist und die Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) eine Ausgabe hat, welche einen Stopzustand und einen Betriebszustand aufweist, wobei der Kühlschrank ferner aufweist: eine Rotorfestlegungsschaltung (61) zum Einstellen und Einschalten einer bestimmten Phase des Inverters (53) und zum Auswählen einer bestimmten Ausgangsspannung des Inverters (53), wenn sich die Ausgabe der Rotationsfrequenzeinstellschaltung von dem Stopzustand in den Betriebszustand ändert; und einer ersten Zeitgeberschaltung (60) zum Einstellen eines bestimmten Zeitintervalls und zum Aufrechterhalten der Ausgabe der Rotorfestlegungsschaltung (61) für ein bestimmtes Zeitintervall.
Kühlschrank nach Anspruch 14, wobei die Rotorfestlegungsschaltung (61) ausgebildet ist, um eine Phase als die bestimmte Phase einzustellen, welche in der Lage ist, den Rotor (43a) an einer vorbestimmten Position zu positionieren, an der ein Startmoment minimiert wird.
Kühlschrank nach Anspruch 14, wobei der erste Zeitgeber ausgebildet ist, um ein Zeitintervall als das bestimmte Zeitintervall einzustellen, das größer oder gleich einem Zeitintervall ist, das benötigt wird, um eine gedämpfte Schwingung des Rotors (43a) zu stoppen.
Kühlschrank nach Anspruch 14, wobei der Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) eine Startbetriebsstufe aufweist, wobei der Kühlschrank ferner aufweist: eine Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung (62) zum vorläufigen Speichern eines bestimmten Gleichrichtungsmusters, das in der Lage ist, den Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) innerhalb einer kurzen Zeit zu beschleunigen, und zum Erzeugen einer Ausgabe, welche das bestimmte Gleichrichtungsmuster angibt; eine Startspannungsmusterspeicherschaltung (63) zum vorläufigen Speichern eines bestimmten Spannungsmusters, das in der Lage ist, dem Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) zu erlauben, ein bestimmtes Moment abzugeben, und zum Erzeugen einer Ausgabe, welche das bestimmte Spannungsmuster angibt; eine Gleichrichtungsauswahlschaltung zum Auswählen der Ausgabe von der Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung (62) während der Startstufe des Gleichspannungs- bzw. Gleichstrommotors (43), um den Inverter (53) in einer gleichrichtenden Weise zu betreiben; und eine Spannungsauswahlschaltung (58) zum Verändern der Ausgangsspannung des Inverters (53) in Synchronisation mit dem Gleichrichtungsmuster gemäß der Ausgabe der Startspannungsmusterspeicherschaltung (63); wobei die Gleichrichtungsauswahlschaltung (58) ferner ausgebildet ist, um in einen Gleichrichtungsbetrieb umzuschalten auf der Grundlage der Ausgabe der Induktionsgegenspannungsdetektorschaltung (54), wenn die Ausgabe der Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung (62) abgeschlossen ist.
Kühlschrank nach Anspruch 17, wobei die Startgleichrichtungsmusterspeicherschaltung (62) ausgebildet ist, um ein Gleichrichtungsmuster als das bestimmte Gleichrichtungsmuster zu speichern, das abgeschlossen ist, bevor der Rotor (43a) wenigstens zwei Umdrehungen gedreht hat.
Kühlschrank nach Anspruch 13, der ferner ausweist: eine Anstiegsratenauswahlschaltung (65) zum Auswählen einer Beschleunigungsrate, welche in der Lage ist, die Ausgangsspannung des Inverters (53) zu erhöhen, nachdem der Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotor (43) gestartet wurde; und eine zweite Zeitgeberschaltung (66) für einen Betrieb für ein bestimmtes Zeitintervall; wobei die Anstiegsratenauswahlschaltung (65) ausgebildet ist, um eine erste Anstiegsrate als die Beschleunigungsrate auszuwählen, wenn die zweite Zeitgeberschaltung (66) im Betrieb ist, und um eine zweite Anstiegsrate als Beschleunigungsrate auszuwählen, welche größer ist als die erste Anstiegsrate, nachdem der Betrieb der zweiten Zeitgeberschaltung (66) für das bestimmte Zeitintervall abgeschlossen ist.
Kühlschrank nach Anspruch 19, der ferner aufweist: eine Anstiegsratenjustierschaltung (67) zum Justieren der zweiten Anstiegsrate, so dass ein Zeitintervall zum Erhöhen der Rotationsfrequenz des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43) bis zum üblichen Netzfrequenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls liegt.
Kühlschrank nach Anspruch 19, wobei die Anstiegsratenjustierschaltung (67) ausgebildet ist, um die zweite Anstiegsrate zu justieren, so dass ein Zeitintervall zum Erhöhen der Rotationsfrequenz des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43) bis zur üblichen Netzfrequenz innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls liegt, das kleiner ist als das Zweifache des Zeitintervalls zwischen Schmierungen des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43) im Betrieb.
Kühlschrank nach Anspruch 13, der ferner aufweist: eine dritte Zeitgeberschaltung (68) für einen Betrieb für eine bestimmtes Zeitintervall während einer Anstiegszeit des Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsmotors (43); und eine Rotationsfrequenzauswahlschaltung (69) zum Auswählen einer festen Rotationsfrequenz, deren Frequenzwert nahe der üblichen Netzfrequenz liegt, als eine äußerste Ausgangsfrequenz des Inverters (53), und zum Ignorieren der Rotationsfrequenz, die von der Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) eingestellt worden ist, wenn die dritte Zeitgeberschaltung (68) im Betrieb ist.
Kühlschrank nach Anspruch 22, der ferner aufweist: eine Rotationsfrequenzentscheidungsschaltung (71) zum Entscheiden, dass die Rotationsfrequenz, die von der Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) eingestellt wurde, kleiner ist als eine bestimmte Rotationsfrequenz; und eine vierte Zeitgeberschaltung (72) für einen Betrieb, wenn die Rotationsfrequenzentscheidungsschaltung (71) entscheidet, dass die Rotationsfrequenz niedriger ist als die bestimmte Rotationsfrequenz; wobei die dritte Zeitgeberschaltung (68) ausgebildet ist, um den Betrieb zu beginnen, wenn der Betrieb der vierten Zeitgeberschaltung (72) abgeschlossen ist.
Kühlschrank nach Anspruch 13, wobei der Inverter (53) ausgebildet ist, um den Gleichrichtungsbetrieb basierend auf sowohl der Ausgabe der Induktionsgegenspannungsdetektionsschaltung (54) und der Ausgabe der Rotationsfrequenzeinstellschaltung (56) auszuführen.