ES2846775T3 - Aparato y procedimiento para controlar el compresor y el refrigerador que tiene el mismo - Google Patents

Abstract

Un aparato de control de compresores para controlar la operación de dos compresores, que comprende: un primer y un segundo conmutador de corriente alterna (CA) (21, 22) configurados para conmutar la energía de CA aplicada a un primer y segundo compresor (C1, C2) en base a una primera y una segunda señal de control; una primera y una segunda unidad de detección de corriente (611, 621) configuradas para detectar una primera y una segunda corriente de accionamiento del motor aplicadas a un primer y un segundo motor proporcionados en el primer compresor y el segundo compresor (C1, C2), respectivamente; una primera y una segunda unidad de detección de tensión (612, 622) configuradas para detectar una primera y una segunda tensión de accionamiento del motor aplicados al primer y segundo motor; una primera y una segunda unidad de cálculo de carrera (613, 623) configuradas para calcular una primera y una segunda carrera del primer compresor y del segundo compresor, respectivamente; y una unidad de control (30) configurada para generar la primera y la segunda señal de control en base a un ángulo de disparo que varía de acuerdo con la carga del primer y el segundo compresor (C1, C2) y para enviarlas al primer y segundo conmutador de corriente alterna (21, 22), de manera que se controla una tasa de operación del primer o segundo compresor (C1, C2), en el que el aparato de control de compresores se configura para operar el primer y segundo compresor (C1, C2) de manera simultánea o el primer compresor (C1) o el segundo compresor (C2) de manera separada, y en el que la carga del primer y segundo compresor se detecta mediante el uso de una diferencia de fase entre la corriente de accionamiento delmotor detectada y un valor de carrera estimado, y una diferencia de fase entre la tensión de accionamiento del motor detectado y el valor de carrera estimado.

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y procedimiento para controlar el compresor y el refrigerador que tiene el mismo

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente divulgación se refiere a un aparato de control de compresores para controlar la operación de dos compresores mediante el uso de un inversor y un refrigerador que comprende el mismo.

2. Descripción de la técnica relacionada

En general, el compresor es un aparato para convertir energía mecánica en energía de compresión de un fluido de compresión y se usa como parte de un dispositivo de congelación, como un refrigerador, un acondicionador de aire o similar.

Los compresores se pueden dividir en un compresor de pistón, un compresor rotativo y un compresor de espiral. El compresor de pistón forma un espacio de compresión entre un pistón y un cilindro para inhalar o descargar un gas de trabajo, comprimiendo de ese modo el refrigerante mientras se mueve de forma lineal alternativo. El compresor rotatorio forma un espacio de compresor entre un rodillo girado excéntricamente y un cilindro para inhalar o descargar un gas de trabajo, comprimiendo de ese modo el refrigerante mientras el rodillo gira excéntricamente a lo largo de una pared interior del cilindro. El compresor de espiral forma un espacio de compresión entre una espiral en órbita y una espiral fija para inhalar o descargar un gas de trabajo, comprimiendo así el refrigerante mientras la espiral en órbita gira a lo largo de la espiral fija.

El compresor de pistón permite que un pistón interior se mueva de forma lineal alternativamente dentro del cilindro, inhalando, comprimiendo y descargando así un gas refrigerante. El compresor de pistón se divide en gran medida en un tipo alternativo y un tipo lineal en función de cómo se acciona el pistón.

El compresor de pistón de tipo alternativo es un esquema en el que un cigüeñal está acoplado a un motor giratorio y un pistón está acoplado al cigüeñal, convirtiendo así un movimiento giratorio en un movimiento alternativo lineal. Por el contrario, el compresor de pistón de tipo lineal es un esquema en el que un pistón está conectado a un motor de movimiento lineal del motor, convirtiendo así un movimiento lineal del motor en un movimiento alternativo del pistón.

El compresor de pistón puede incluir una unidad de potencia eléctrica para generar una fuerza motriz, y una unidad de compresión para recibir la fuerza motriz de la unidad de potencia eléctrica para comprimir un fluido. Por lo general, se usa un motor para la unidad de potencia eléctrica, y se usa un motor lineal en el caso del tipo lineal.

Para el motor lineal, el propio motor genera directamente una fuerza motriz lineal y, por tanto, no se requiere un dispositivo de conversión mecánica, y la estructura del mismo no es complicada. Además, el motor lineal puede reducir la pérdida debida a la conversión de energía, y no hay ninguna porción de conexión que cause fricción y abrasión, lo que reduce en gran medida el ruido. Además, cuando se usa un compresor de pistón de tipo lineal (en lo sucesivo, denominado "compresor lineal") para un refrigerador o acondicionador de aire, se puede cambiar una tensión de carrera aplicado al compresor lineal para cambiar la relación de compresión, lo que proporciona una ventaja que el compresor lineal puede usarse para controlar la capacidad de congelación variable.

Por otro lado, dado que un compresor de pistón, particularmente, compresor

lineal, realiza un movimiento alternativo en un estado en el que el pistón no está restringido mecánicamente en el cilindro, el pistón puede colisionar con la pared del cilindro o el pistón no puede moverse hacia adelante debido a una gran carga cuando la tensión se aplica repentina y excesivamente, causando dificultades en la realización adecuada de la compresión. Por consiguiente, se requiere esencialmente un aparato de control para controlar el movimiento del pistón para la variación de una carga o tensión.

En general, un aparato de control de compresores detecta la tensión y la corriente aplicados al motor del compresor y estima una carrera con un procedimiento sin sensor para realizar el control de retroalimentación. En este momento, el aparato de control de compresores puede incluir un triac o inversor como medio para controlar el compresor.

El documento US 2007/0283707 A1 se refiere a un acondicionador de aire que tiene dos compresores, en el que cuando se pone en marcha un compresor, el condensador de avance de fase para el otro compresor se separa temporalmente y se usa en paralelo con el condensador de fase para el compresor. Por tanto, se puede conseguir un par de arranque aumentado para los compresores sin usar un condensador de arranque. El primer y el segundo compresor están conectados respectivamente a un relé de potencia, que conecta o desconecta una fuente de alimentación de CA.

El documento JP 2000 130824 A se refiere a un controlador para un acondicionador de aire, en el que se dispone un conmutador entre un inversor y una fuente de alimentación comercial. Cuando se pone en marcha un compresor, primero se enciende un conmutador para conectar la salida de un circuito inversor con el compresor para poner en marcha el compresor a una salida inversora de baja velocidad que tiene una frecuencia sustancialmente igual a cero. Al recibir un aviso de que la fase de salida de la fuente de alimentación comercial coincide con la fase de salida del inversor, se enciende otro conmutador y, posteriormente, se apaga el primer conmutador para interrumpir la salida del inversor, de modo que el compresor funciona a una velocidad constante solo con la salida de la fuente de alimentación comercial.

Sumario de la invención

De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, un objeto es proporcionar un aparato y el procedimiento de control de compresores capaz de hacer operar dos compresores mediante el uso de un conmutador de corriente alterna (CA) y un refrigerador que incluya el mismo.

De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, otro objeto es proporcionar un aparato de control de compresores y el procedimiento para detectar la corriente y la tensión aplicados a dos motores de compresor, respectivamente, y estimar una carrera de cada compresor para controlar la carrera o la frecuencia de los dos compresores, de forma separada o simultánea, y un refrigerador que incluya el mismo.

Los objetivos se resuelven mediante las características de las reivindicaciones independientes.

Un aparato de control de compresores de acuerdo con la invención incluye un primer y un segundo conmutador de corriente alterna (CA) conmutados en base a una primera y una segunda señal de control para impulsar un primer y un segundo compresor, y una unidad de control configurada para generar la primera y la segunda señal de control en base a una carga del primer y segundo compresor para enviarlos al primer y segundo conmutador de corriente alterna. Aquí, el primer y el segundo compresor se hacen operar de manera simultánea, o el primer compresor o el segundo compresor se hace operar de manera separada.

En el aparato de control de compresores, la unidad de control puede variar un ángulo de disparo del primer conmutador de corriente alterna o segundo conmutador de corriente alterna en base a la capacidad de congelación del primer compresor o segundo compresor.

El aparato de control de compresores puede incluir además una unidad de detección de tensión de entrada configurada para detectar la tensión de potencia de corriente alterna (CA) comercial. Además, aparato de control de compresores puede incluir además una unidad de suministro de energía de corriente continua (CC) configurada para convertir la energía de corriente alterna comercial en energía de corriente continua para aplicarla al primer y segundo conmutador de corriente alterna.

Un procedimiento de control de compresor para controlar un primer compresor y un segundo compresor mediante el uso de un primer y un segundo conmutador de corriente alterna (CA), respectivamente, de acuerdo con la invención, incluye recibir un modo de operación del compresor y activar el primer y segundo conmutador de corriente alterna en una manera simultánea o accionando el primer conmutador de corriente alterna o el segundo conmutador de corriente alterna en una manera separada en base al modo de operación del compresor.

Un refrigerador de acuerdo con una realización puede incluir un cuerpo de refrigerador, un primer y un segundo compresor provisto en el cuerpo del refrigerador para comprimir refrigerante, respectivamente, un primer y un segundo conmutador de corriente alterna conmutados en base a una primera y una segunda señal de control para activar el primer y segundo compresor, y una unidad de control configurada para generar la primera y la segunda señal de control en base a una carga del primer y segundo compresor y enviarlas al primer y segundo conmutador de corriente alterna, en el que el primero y el segundo el compresor se hace operar de manera simultánea o el primer compresor o el segundo compresor se hace operar de manera separada.

De acuerdo con la presente invención, la operación de dos compresores se controla mediante un conmutador de corriente alterna (CA), minimizando así el uso de elementos así como aumentando la capacidad del compresor y mejorando la eficiencia de operación de un sistema.

De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, se puede usar una pluralidad de modos de operación para corresponder a una capacidad de carga o congelación mediante el uso de dos compresores. Además, de acuerdo con la presente invención, dos compresores se hacen operar de manera separada o simultánea mediante el uso de dos conmutadores de corriente alterna (CA), simplificando así la configuración de un sistema para reducir el costo.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos acompañantes, los cuales se incluyen para proporcionar comprensión adicional de la invención y se incorporan en y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran las realizaciones de la invención y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención.

En los dibujos:

Las Figuras 1 y 2 son vistas que ilustran esquemáticamente un aparato de control de compresores de acuerdo con las realizaciones de la presente invención;

Las Figuras 3A y 3B son gráficos para explicar la operación de controlar el trabajo de dos compresores;

La Figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra esquemáticamente un procedimiento de control de compresor de acuerdo con una realización;

La Figura 5 es una vista en perspectiva que ilustra un refrigerador al que se aplican dos compresores; y

La Figura 6 es una vista en sección transversal que ilustra un compresor de pistón que tiene un aparato de control de compresores de acuerdo con las realizaciones de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

Con referencia a la Figura 1, un aparato de control de compresores de acuerdo con una realización puede incluir un primer y un segundo conmutador de corriente alterna (CA) 21, 22 conmutados en base a una primera y una segunda señal de control para impulsar un primer y un segundo compresor (C1, C2), y una unidad de control 30 configurada para generar una primera y una segunda señal de control en base a una carga del primer y segundo compresor (C1, C2) para enviarlas al primer y segundo conmutador de corriente alterna 21, 22. Aquí, el aparato de control de compresores puede operar el primer y el segundo compresor de manera simultánea u operar el primer compresor o el segundo compresor de manera separada.

El primer y el segundo conmutador de corriente alterna (CA) se abren o cierran para aplicar la tensión de accionamiento del motor y la corriente de accionamiento del motor a los motores de los compresores proporcionados en el primer y el segundo compresor. El conmutador de corriente alterna (CA) puede incluir un tiristor, un triac o similar, pero el triac se usa principalmente para el conmutador de corriente alterna (CA). La unidad de control 30 varía un ángulo de disparo del primer conmutador de corriente alterna 21 o del segundo conmutador de corriente alterna 22 en base a la capacidad de congelación del primer compresor (C1) y el segundo compresor (C2).

Las Figuras 3A y 3B ilustran un procedimiento para variar un ángulo de disparo del triac para controlar el tamaño de la capacidad de congelación del compresor cuando se usa el triac para el conmutador de corriente alterna. Con referencia a la Figura 3A, cuando se recibe una tensión de puerta en el primer conmutador de corriente alterna 21 en base a una primera señal de control, el primer conmutador de corriente alterna 21 suministra una primera corriente de accionamiento del motor al primer compresor (C1). De manera similar, con referencia a la Figura 3B, cuando se recibe una tensión de puerta en el segundo conmutador de corriente alterna 22 en base a una segunda señal de control, el segundo conmutador de corriente alterna 22 suministra una segunda corriente de accionamiento del motor al segundo compresor (C2). En este momento, la unidad de control 30 puede generar una primera y una segunda señal para variar el ángulo de disparo del primer y segundo conmutador de corriente alterna para realizar una operación correspondiente a la carga.

Con referencia a la Figura 1 nuevamente, el aparato de control de compresores puede incluir además una unidad de detección de tensión de potencia 40 configurada para detectar la tensión de potencia de la energía de corriente alterna (CA) comercial 10. Además, el aparato de control de compresores puede incluir además una unidad de detección de tensión cero (no mostrada) configurada para detectar la tensión cero de la tensión de potencia, y una unidad de detección de frecuencia de potencia (no mostrada) configurada para detectar la frecuencia de potencia de la corriente alterna(CA) comercial.

Además, el aparato de control de compresores puede incluir además una unidad de suministro de energía de corriente continua (CC) 50 configurada para convertir la energía de corriente alterna comercial 10 en energía de corriente continua para aplicarla al primer y segundo conmutador de corriente alterna. La unidad de fuente de alimentación de corriente continua (CC) 50 es una fuente de alimentación de modo de conmutación (SMPS) para recibir energía de corriente alterna comercial y realizar conversión CA-CC, y suministra tensiones de excitación (por ejemplo, 5, 15 V) para los elementos unidad de control 30, el primer y segundo conmutador de corriente alterna, y similares. En otras palabras, las tensiones de corriente continua necesarias para los dos conmutadores de corriente alterna y los dos compresores se suministran mediante un SMPS.

Aquí, al menos uno del primer y segundo compresor (C1, C2) puede ser un compresor de pistón, particularmente, un compresor lineal. Además, los dos compresores pueden configurarse para tener diferentes capacidades. El primer y el segundo compresor pueden operar de forma simultánea o de forma separada, respectivamente, mediante un aparato de control de compresores que usa dos conmutadores de corriente alterna. Puede definirse simplemente como un modo de operación del compresor. El modo de operación del compresor es un modo de operación determinado por una carga o la capacidad de congelación requerida del primer y segundo compresor. El modo de operación del compresor puede ser un modo de operación para controlar la carrera, la frecuencia o similar de cada compresor dividiéndolo en un valor predeterminado. Aquí, el modo de operación del compresor puede dividirse simplemente en un modo de operación independiente del primer compresor, un modo de operación independiente del segundo compresor y un modo de operación simultáneo del primer y el segundo compresor.

Con referencia a la Figura 6, el primer y el segundo compresor pueden incluir una carcasa 100 comunicada con una tubería de succión de gas (SP) y una tubería de descarga de gas (DP), una unidad de bastidor 200 soportada elásticamente por una porción interior de la carcasa 100, un motor 300 soportado por la unidad de bastidor 200 para permitir que un motor 330 realice un movimiento alternativo lineal, una unidad de compresión 400 en la que un pistón 420 está acoplado al motor 330 del motor 300 y soportado por la unidad de bastidor 200, una pluralidad de unidades resonantes 500 para soportar elásticamente el motor 330 del motor 300 y el pistón 420 de la unidad de compresión 400 en la dirección del movimiento para inducir un movimiento resonante.

La unidad de bastidor 200 puede incluir un primer bastidor 210 mediante el cual se soporta la unidad de compresión 400 y que soporta un lado delantero del motor 300, un segundo bastidor 220 acoplado al primer bastidor 210 para soportar un lado trasero del motor 300, y un tercer bastidor 230 acoplado al segundo bastidor 220 para soportar una pluralidad de resortes resonantes 530. El primer bastidor 210, el segundo bastidor 220 y el tercer bastidor 230 pueden estar todos formados por un cuerpo no magnético, como el aluminio, para reducir la pérdida del núcleo.

Además, el primer bastidor 210 está formado con una porción de bastidor 211 que tiene una forma de placa anular, una porción de cilindro 212 que tiene una forma cilíndrica en la que se inserta un cilindro 410 se forma en una superficie trasera, es decir, longitudinalmente como un cuerpo integral en el dirección del motor, en el centro de la porción de bastidor 211. La porción de bastidor 211 está formada preferentemente de manera que el diámetro exterior de la porción de bastidor 211 sea al menos no menor que el diámetro interior del estator exterior 310 del motor 300 para soportar tanto un estator exterior 310 como un estator interior 320.

Además, el primer bastidor 210 se fija de manera que el estator interior 320 se inserta en una superficie circunferencial exterior de la porción de cilindro 212. En este caso, el primer bastidor 210 se forma preferentemente de un cuerpo no magnético, como aluminio, para reducir la pérdida magnética. Además, la porción de cilindro 212 puede formarse en el cilindro 410 como un cuerpo integral mediante el uso de un procedimiento de fundición a presión por inserción. Sin embargo, la porción de cilindro 212 se puede ensamblar con tornillos de manera que el cilindro 410 esté presurizado o se forme un husillo en una superficie circunferencial interior del mismo. Además, puede ser preferible en el aspecto de estabilidad del cilindro 410 que se forme una superficie de escalón o una superficie inclinada entre una superficie circunferencial interior del lado delantero y una superficie circunferencial interior del lado trasero de la porción de cilindro 212, permitiendo así que el cilindro 410 se acople a una superficie circunferencial interior de la porción de cilindro 212 que se soportará en la dirección del pistón.

El motor 300 puede incluir un estator exterior 310 soportado entre el primer bastidor 210 y el segundo bastidor 220 y alrededor del cual se enrolla una bobina 311, un estator interior 320 acoplado aun lado interior del estator exterior 310 con un intervalo predeterminado e insertado en el porción de cilindro 212, y un motor 330 en el que se proporciona un imán 331 para corresponder a la bobina 311 del estator exterior 310 para realizar un movimiento alternativo lineal a lo largo de la dirección del flujo magnético entre el estator exterior 310 y el estator interior 320. El estator exterior 310 y el estator interior 320 se forman laminando una pluralidad de láminas delgadas del núcleo del estator en forma cilíndrica para cada lámina o laminando una pluralidad de láminas delgadas del núcleo del estator en forma de bloque y laminando el bloque del estator en forma radial.

La unidad de compresión 400 puede incluir un cilindro 410 formado en el primer bastidor 210 como un cuerpo integral, un pistón 420 acoplado al motor 330 del motor 300 para realizar un movimiento alternativo en el espacio de compresión (P) del cilindro 410, un válvula de succión 430 montada en un extremo delantero del pistón 420 para controlar la succión del gas refrigerante mientras abre o cierra el paso de succión 421 del pistón 420, una válvula de descarga 440 montada en un lado de descarga del cilindro 410 para controlar la succión del gas de compresión mientras se abre o cierra el espacio de compresión (P) del cilindro 410, un resorte de válvula 450 que soporta elásticamente la válvula de descarga 440 y una tapa de descarga 460 fijada al primer bastidor 210 en un lado de descarga del cilindro 410 a acomodar la válvula de descarga 440 y el resorte de válvula 450.

El cilindro 410 tiene una forma cilíndrica y se inserta y acopla a la porción de cilindro 212 del primer bastidor 210.

El cilindro 410 puede estar formado de un material que tenga una dureza mayor que la del hierro fundido o al menos la del primer bastidor210, más exactamente, la de la porción de cilindro 212 considerando la abrasión debida al pistón 420 como formando una superficie de apoyo con el pistón 420, cuya superficie circunferencial interior está hecha de hierro fundido.

El pistón 420 puede estar formado preferentemente del mismo material que el cilindro 410 o de un material que tenga una dureza similar a la del cilindro 410 para reducir la abrasión con el cilindro 410. Además, el paso de succión 421 está formado de una manera penetrada dentro del pistón 420 de manera que el refrigerante se inhala en la cámara de compresión (P) del cilindro 410.

La unidad resonante 500 puede incluir un soporte de resorte 510 acoplado a una porción de conexión entre el motor 330 y el pistón 420, primeros resortes resonantes 520 soportados en un lado delantero del soporte de resorte 510 y segundos resortes resonantes 530 soportados en un lado trasero del soporte de resorte 510.

En el dibujo, el número de referencia 422 no descrito indica una porción de conexión de pistón y el número de referencia 600 no descrito indica un alimentador de aceite.

Cuando se aplica la potencia al motor 300 y se forma un flujo magnético entre el estator exterior 310 y el estator interior 320, el motor 330 colocado en un espacio entre el estator exterior 310 y el estator interior 320 realiza de forma continua un movimiento alternativo por la unidad resonante 500 mientras se mueve a lo largo de la dirección del flujo magnético. Además, cuando el pistón 420 realiza un movimiento hacia atrás dentro del cilindro 410, el refrigerante llenado en un espacio interior de la carcasa 100 pasa a través del paso de succión 421 del pistón 420 y la válvula de succión 430 y se inhala en el espacio de compresión (P) del cilindro 410. Cuando el pistón 420 realiza un movimiento hacia adelante dentro del cilindro 410, el gas refrigerante inhalado en el espacio de compresión (P) se comprime para repetir una serie de procesos de descarga mientras se abre la válvula de descarga 440.

El compresor de pistón se puede usar ampliamente para un dispositivo de congelación, como un refrigerador o un acondicionador de aire. Cuando el primer y el segundo compresor se aplican a un refrigerador como se ilustra en la Figura 5, puede diseñarse de manera que cada compresor se haga cargo de la cámara de refrigeración y la cámara de congelación, respectivamente.

Con referencia a las Figuras 1 y 5, un refrigerador de acuerdo con una realización puede incluir un cuerpo de refrigerador, un primer y un segundo compresor provisto en el cuerpo del refrigerador para comprimir refrigerante, respectivamente, un primer y un segundo conmutador de corriente alterna conmutados en base a una primera y un segunda señal de control para impulsar el primer y el segundo compresor, y una unidad de control configurada para generar la primera y la segunda señal de control en base a una carga del primer y el segundo compresor y enviarlas al primer y segundo conmutador de corriente alterna, en el que el primer y el segundo compresor se hacen operar de manera simultánea o el primer compresor o el segundo compresor se hacen operar de manera separada.

Con referencia a la Figura 5, el refrigerador 700 está provisto de una placa principal 710 en el mismo para controlar todo la operación del refrigerador, y está conectado al primer y segundo compresor (C1, C2). El aparato de control de compresores se puede proporcionar en la placa principal 710. El refrigerador 700 se opera accionando el primer y el segundo compresor. El aire frío suministrado a una porción interior del refrigerador se genera mediante la operación de intercambio de calor con refrigerante, y se suministra de forma continua a una porción interior del refrigerador mientras se realizan repetidamente ciclos de compresión-condensación-expansión-evaporación. El refrigerante suministrado se transfiere uniformemente a una porción interior del refrigerador por convección, lo que permite que los alimentos dentro del refrigerador se almacenen a la temperatura deseada.

El aparato de control de compresores puede incluir además una primera y una segunda unidad de detección de carga configuradas para detectar una carga del primer y segundo compresor. Aquí, la unidad de control 30 genera una primera y una segunda señal de control en base a la carga del primer y segundo compresor (C1, C2) para operar el primer y el segundo compresor de manera separada o simultánea. La unidad de control 30 genera la primera y la segunda señal de control mediante el uso de una primera y una segunda carrera del primer y el segundo compresor (C1, C2), y valores de instrucción de carrera para el primer y el segundo compresor. Aquí, la carga del compresor puede incluir una corriente de motor, una tensión de motor, una carrera, su diferencia de fase, una frecuencia y similares. Por ejemplo, cuando se proporciona un compresor en un refrigerador, la carga del compresor puede detectarse mediante el uso de una carga del refrigerador.

Con referencia a la Figura 2, el aparato de control de compresores puede incluir además una primera unidad de detección de corriente 611 configurada para detectar una primera corriente de accionamiento del motor aplicada a un primer motor proporcionado en el primer compresor (C1) y una primera unidad de detección de tensión 612 configurada para detectar una primera tensión de accionamiento del motor aplicado al primer motor. Además, aparato de control de compresores puede incluir además una segunda unidad de detección de corriente 621 configurada para detectar una segunda corriente de accionamiento del motor aplicada a un segundo motor proporcionado en el segundo compresor (C2) y una segunda unidad de detección de tensión 622 configurada para detectar una segunda tensión de accionamiento del motor aplicada al segundo motor.

La primera y la segunda unidad de detección de corriente 611, 621 detectan una corriente de excitación aplicada al compresor en base a una carga del compresor o una carga del congelador. Las unidades de detección de corriente detectan una corriente de motor aplicada al motor del compresor. La primera y la segunda unidad de detección de tensión 612, 622 detectan una tensión de motor aplicado al compresor. Las unidades de detección de tensión detectan una tensión de motor aplicado entre ambos extremos del motor del compresor en base a una carga del compresor.

El aparato de control de compresores de acuerdo con las realizaciones puede incluir además una primera y una segunda unidad de cálculo de carrera 613, 623 configuradas para calcular una primera y una segunda carrera del primer y segundo compresor, respectivamente, mediante el uso de la corriente de accionamiento del motor y la tensión de accionamiento del motor. La relación entre la tensión del motor, la corriente del motor y la carrera es la siguiente. La primera y la segunda unidad de cálculo de carrera 613, 623 pueden calcular una carrera mediante el uso de la siguiente ecuación en base a una tensión del motor detectado a través de la primera y la segunda unidad de detección de tensión 612, 622, y una corriente del motor detectada a través de la primera y la segunda corriente. unidad de detección 611, 621.

[ E c u a c i ó n 1 ]

Aquí, x es una carrera, a es una constante de motor, Vm es una tensión de motor, R es una resistencia, L es una inductancia e i es una corriente de motor.

La unidad de control 30 recibe un primer valor de instrucción de carrera (xrefl) y compara un primer valor estimado de carrera (x1) calculado por la primera unidad de cálculo de carrera 613 con el primer valor de instrucción de carrera. La unidad de control compara el valor estimado de la primera carrera con el valor de la instrucción de la primera carrera y genera una primera señal de control para conmutar el primer conmutador de corriente alterna en base al resultado de la comparación. Además, la unidad de control recibe un segundo valor de instrucción de carrera (xref2) y compara un segundo valor de estimación de carrera (x2) calculado por la segunda unidad de cálculo de carrera 623 con el segundo valor de instrucción de carrera. La unidad de control compara el valor estimado de la segunda carrera con el valor de la instrucción de la segunda carrera, y genera una segunda señal de control para controlar el segundo conmutador de corriente alterna en base al resultado de la comparación. El aparato de control de compresores típicamente realiza un control sin sensor y se omitirá la descripción detallada del mismo.

La primera y la segunda unidad de detección de carga 61, 62 pueden detectar una carga en el primer compresor (C1) y el segundo compresor (C2), respectivamente, mediante el uso de la corriente de accionamiento del motor, la tensión de accionamiento del motor o la primera y la segunda carrera. La unidad de control 50 hace operar independientemente el primer compresor y el segundo compresor en base a la carga en el primer compresor y el segundo compresor detectados a través de la primera unidad de detección de carga y la segunda unidad de detección de carga.

El tamaño de la carga del compresor puede detectarse mediante el uso de una diferencia de fase entre la corriente del motor y el valor estimado de carrera, y una diferencia de fase entre la tensión del motor y el valor estimado de carrera. Además, el tamaño de la carga del compresor puede detectarse mediante el uso de una constante de resorte de gas (kg). Además, el tamaño de la carga del compresor puede detectarse mediante el uso de una constante de amortiguación de gas (Cg).

Con referencia a la Figura 4, un procedimiento de control de compresor de acuerdo con una realización controla el primer compresor y el segundo compresor mediante el uso de un primer y un segundo conmutador de corriente alterna (CA), respectivamente. El procedimiento de control del compresor puede incluir recibir un modo de operación del compresor (S10) y accionar el primer y el segundo conmutador de corriente alterna de manera simultánea o accionar el primer conmutador de corriente alterna o el segundo conmutador de corriente alterna de manera separada en base al modo de operación del compresor (S21 y siguientes). Aquí, el modo de operación del compresor es un modo determinado por una carga o la capacidad de congelación requerida del primer y segundo compresor. El modo de operación del compresor puede controlar una cantidad de compresión o similar de cada compresor, pero simplemente dividido en un modo de operar solo el primer compresor, un modo de operar solo el segundo compresor y un modo de operar el primer y segundo compresor en de manera simultánea. En adelante, la configuración del aparato se refiere a las Figuras 1 y 2.

El etapa de accionamiento opera el primer y el segundo compresor conectados al conmutador de corriente alterna accionado de manera simultánea u opera el primer compresor o el segundo compresor de manera separada (S33, S43, S53). Aquí, la etapa operativa varía un ángulo de disparo del primer conmutador de corriente alterna o segundo conmutador de corriente alterna en base a la capacidad de congelación del primer compresor o del segundo compresor.

El primer y el segundo conmutador de corriente alterna están conectados al primer y segundo compresor, y luego el aparato de control de compresores recibe un modo de operación del compresor (S10) y determina si se debe operar solo el primer compresor, operar solo el segundo compresor u operar el primer y el segundo compresor de manera simultánea (S21, S22, S23).

Con referencia a la Figura 2, cuando se opera el primer compresor, el aparato de control de compresores compara un primer valor de instrucción de carrera (xref1) con un primer valor de estimación de carrera (x1), y genera una primera señal de control para cambiar el primer conmutador de corriente alterna en base al resultado de la comparación (S31). Además, cuando se opera el segundo compresor, el aparato de control de compresores compara un segundo valor de instrucción de carrera (xref2) con un segundo valor de estimación de carrera y genera una segunda señal de control para conmutar el segundo conmutador de corriente alterna en base al resultado de la comparación (S41). Cuando el primer y el segundo compresor se hacen operar de manera simultánea, el aparato de control de compresores genera la primera y la segunda señal de control al primer y segundo conmutador de corriente alterna, respectivamente (S51).

El aparato de control de compresores varía un ángulo de disparo del primer conmutador de corriente alterna o segundo conmutador de corriente alterna en base a la capacidad de congelación del primer y segundo compresor, y realiza un control de tensión para el compresor en base a esto. Con referencia a la Figura 3A, cuando se recibe una tensión de puerta en el primer conmutador de corriente alterna en base a una primera señal de control, el primer conmutador de corriente alterna suministra una primera corriente de accionamiento del motor al primer compresor). De manera similar, con referencia a la Figura 3B, cuando se recibe una tensión de puerta en el segundo conmutador de corriente alterna en base a una segunda señal de control, el segundo conmutador de corriente alterna suministra una segunda corriente de accionamiento del motor al segundo compresor (C2).

Como se describió anteriormente, en un aparato de control de compresores de acuerdo con las realizaciones de la presente invención y un refrigerador que incluye el mismo, la operación de dos compresores se controla mediante un conmutador de corriente alterna (CA), minimizando así el uso de elementos y aumentando la capacidad del compresor y la mejora de la eficiencia de operación de un sistema.

De acuerdo con las realizaciones de la presente invención, se puede usar una pluralidad de modos de operación para corresponder a una capacidad de carga o congelación mediante el uso de dos compresores. Además, de acuerdo con la presente invención, dos compresores se hacen operar de manera separada o simultánea mediante el uso de dos conmutadores de corriente alterna (CA), simplificando así la configuración de un sistema para reducir el costo.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato de control de compresores para controlar la operación de dos compresores, que comprende:

un primer y un segundo conmutador de corriente alterna (CA) (21, 22) configurados para conmutar la energía de CA aplicada a un primer y segundo compresor (C1, C2) en base a una primera y una segunda señal de control;

una primera y una segunda unidad de detección de corriente (611,621) configuradas para detectar una primera y una segunda corriente de accionamiento del motor aplicadas aun primer y un segundo motor proporcionados en el primer compresor y el segundo compresor (C1, C2), respectivamente;

una primera y una segunda unidad de detección de tensión (612, 622) configuradas para detectar una primera y una segunda tensión de accionamiento del motor aplicados al primer y segundo motor;

una primera y una segunda unidad de cálculo de carrera (613, 623) configuradas para calcular una primera y una segunda carrera del primer compresor y del segundo compresor, respectivamente; y

una unidad de control (30) configurada para generar la primera y la segunda señal de control en base a un ángulo de disparo que varía de acuerdo con la carga del primer y el segundo compresor (C1, C2) y para enviarlas al primer y segundo conmutador de corriente alterna (21, 22), de manera que se controla una tasa de operación del primer o segundo compresor (C1, C2),

en el que el aparato de control de compresores se configura para operar el primer y segundo compresor (C1, C2) de manera simultánea o el primer compresor (C1) o el segundo compresor (C2) de manera separada, y en el que la carga del primer y segundo compresor se detecta mediante el uso de una diferencia de fase entre la corriente de accionamiento del motor detectada y un valor de carrera estimado, y una diferencia de fase entre la tensión de accionamiento del motor detectado y el valor de carrera estimado.

2. El aparato de control de compresores de la reivindicación 1, en el que la unidad de control (30) está adaptada para variar el ángulo de disparo del primer conmutador de corriente alterna (21) y/o el segundo conmutador de corriente alterna (22) en base a la capacidad de congelación del primer compresor o segundo compresor (C1, C2).

3. El aparato de control de compresores de la reivindicación 1 o 2, que comprende además:

una unidad de detección de tensión de entrada (40) configurada para detectar la tensión de potencia de corriente alterna comercial (CA).

4. El aparato de control de compresores según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además:

una unidad de suministro de energía de corriente continua (CC) (50) configurada para convertir la energía de corriente alterna comercial en energía de corriente continua para aplicarla al primer y/o segundo conmutador de corriente alterna (21, 22).

5. El aparato de control de compresores según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera y la segunda unidad de cálculo de carrera (613, 623) están adaptadas para usar la primera y la segunda corriente de accionamiento del motor y la primera y la segunda tensión de accionamiento del motor para calcular una primera y segunda carrera del primer compresor y del segundo compresor, respectivamente.

6. El aparato de control de compresores según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer compresor o el segundo compresor (C1, C2) es un compresor de pistón.

7. Un procedimiento de control de compresor para controlar un primer compresor y un segundo compresor (C1, C2) mediante el uso de un primer y un segundo conmutador de corriente alterna (CA) (21,22), respectivamente, comprendiendo el procedimiento:

recibir (S10) un modo de operación de compresores; y

accionar (S32, S42, S52) el primer y el segundo conmutador de corriente alterna (21,22) de manera simultánea o accionar el primer conmutador de corriente alterna o el segundo conmutador de corriente alterna (21,22) de manera separada en base al modo de operación de compresores,

en el que el primer y el segundo conmutador de corriente alterna (CA) (21, 22) se configura para conmutar la energía de CA aplicada al primer y segundo compresor (C1, C2) en base a una primera y una segunda señal de control,

en el que la primera y la segunda señal de control se generan en base a un ángulo de disparo que varía de acuerdo con una carga del primer y el segundo compresor (C1, C2) por una unidad de control (30), por lo tanto, una tasa de operación del primer o segundo compresor (C1, C2) está controlada, y

en el que la carga del primer y segundo compresor se detecta mediante el uso de una diferencia de fase entre una corriente de accionamiento del motor detectada y un valor de carrera estimado, y una diferencia de fase entre una tensión de accionamiento del motor detectado y el valor de carrera estimado.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el que dicha etapa de accionamiento opera el primer y el segundo compresor (C1, C2) conectados al conmutador de corriente alterna accionado (21,22) de manera simultánea u opera el primer compresor o el segundo compresor (C1, C2) de manera separada.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que dicha etapa operativa varía un ángulo de disparo del primer conmutador de corriente alterna o segundo conmutador de corriente alterna (21,22) en base a la capacidad de congelación del primer compresor o del segundo compresor (C1, C2).

10. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7-9, en el que el modo de operación de compresores es un modo de operación determinado por una carga o capacidad de congelación requerida del primer y segundo compresor (C1, C2), y comprende al menos un de un modo de operar solo el primer compresor (C1), un modo de operar solo el segundo compresor (C2), y un modo de operar el primer y el segundo compresor (C1, C2) de manera simultánea.

11. Un refrigerador (700), que comprende:

un cuerpo de refrigerador;

un primer y un segundo compresor (C1, C2) provisto en el cuerpo del refrigerador para comprimir refrigerante, respectivamente;

y un aparato de control de compresores de acuerdo con la reivindicación 1.

12. El refrigerador de la reivindicación 11, en el que la unidad de control (30) del aparato de control de compresores está adaptada para variar el ángulo de disparo del primer conmutador de corriente alterna (21) o del segundo conmutador de corriente alterna (22) en base a la capacidad de congelación del primer compresor o del segundo compresor (C1, C2).

13. El refrigerador de la reivindicación 11 o 12, en el que el aparato de control de compresores comprende además:

una unidad de detección de tensión de entrada (40) configurada para detectar la tensión de potencia de corriente alterna comercial (CA).