JP2001090661A - Device and method for controlling drive of linear compressor - Google Patents

Device and method for controlling drive of linear compressor

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JP2001090661A
JP2001090661A JP26920999A JP26920999A JP2001090661A JP 2001090661 A JP2001090661 A JP 2001090661A JP 26920999 A JP26920999 A JP 26920999A JP 26920999 A JP26920999 A JP 26920999A JP 2001090661 A JP2001090661 A JP 2001090661A
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JP
Japan
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stroke
piston
predetermined
linear motor
dead center
Prior art date
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Application number
JP26920999A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Matsumura
新一 松村
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive control device for linear motor for controlling the stroke of the linear motor while computing the maximum stroke of the linear motor. SOLUTION: A drive control unit 2 for a linear compressor 1 has a sensor signal processing circuit 6, a control circuit 5 and a motor driver 3. The control circuit 5 approximates the displacement of a piston to sine wave and while detects the overtime, during which the predetermined part of the piston exceeds the predetermined stroke. The maximum stroke is computed on the basis of the overtime and the approximated sine wave. The linear motor is controlled on the basis of the computed maximum stroke.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアコンプレッ
サの駆動制御装置および駆動制御方法に関し、特に、リ
ニアコンプレッサにおける最大ストロークを算出するス
トローク算出部を有するリニアコンプレッサの駆動制御
装置と、リニアコンプレッサの駆動制御方法とに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive control device and a drive control method for a linear compressor, and more particularly, to a drive control device for a linear compressor having a stroke calculator for calculating a maximum stroke in the linear compressor, and a drive for the linear compressor. It relates to a control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、冷蔵庫のような冷却装置において
は、膨張した冷媒ガスを圧縮する装置として、リニアモ
ータによってピストンをシリンダ内で往復駆動させてガ
ス圧縮を行うリニアコンプレッサの開発が進められてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, in a cooling device such as a refrigerator, as a device for compressing expanded refrigerant gas, a linear compressor that performs gas compression by reciprocating a piston in a cylinder by a linear motor has been developed. I have.

【0003】まず、第1の従来技術としてのリニアコン
プレッサについて説明する。リニアコンプレッサにおい
ては、ピストンが上死点に到達したときのピストンヘッ
ドとシリンダの上壁との間隔(トップクリアランス)が
小さいほど、高い体積効率が得られるので、トップクリ
アランスが所定の間隔になるように、リニアモータの制
御が行われる。
[0003] First, a linear compressor as a first related art will be described. In a linear compressor, the smaller the distance (top clearance) between the piston head and the upper wall of the cylinder when the piston reaches the top dead center, the higher the volumetric efficiency can be obtained. Next, control of the linear motor is performed.

【0004】リニアモータの制御においては、ピストン
の変位を測定し、その測定値に基づいてピストンの上死
点が検出される。そして、検出された上死点が目標値に
近づくように、フィードバック制御が行われる。
In the control of the linear motor, the displacement of the piston is measured, and the top dead center of the piston is detected based on the measured value. Then, feedback control is performed so that the detected top dead center approaches the target value.

【0005】ピストンの変位を測定するために、たとえ
ば差動トランスが使われている。差動トランスは、機械
的な変位をその変位に対応した電圧、電流に変換する変
換素子である。この差動トランスにおいては、ピストン
のストロークの全長に渡って設けられているため、その
変位を正確に検出することができるという点で優れてい
る。
In order to measure the displacement of the piston, for example, a differential transformer is used. The differential transformer is a conversion element that converts a mechanical displacement into a voltage and a current corresponding to the displacement. Since this differential transformer is provided over the entire length of the piston stroke, it is excellent in that its displacement can be accurately detected.

【0006】ところが、差動トランスは高価であるた
め、コストが高くなるという欠点があった。
However, since the differential transformer is expensive, there is a disadvantage that the cost is increased.

【0007】そこで、このような欠点を解消する第2の
従来技術としてのリニアコンプレッサがある。このリニ
アコンプレッサのセンサは、ピストンのストロークの範
囲内のある所定位置にだけ配置されるマグネットと、ピ
ストンの往復駆動において、そのマグネットが近づいた
ときにだけスイッチがONするように設けられた近接ス
イッチとからなる。
Therefore, there is a second conventional linear compressor which solves such a drawback. The sensor of this linear compressor includes a magnet disposed only at a certain predetermined position within the range of the stroke of the piston, and a proximity switch provided so that the switch is turned ON only when the magnet approaches in the reciprocating drive of the piston. Consists of

【0008】このようなリニアコンプレッサでは、マグ
ネットがストロークの範囲内の所定位置を通過したこと
を検出することで、ピストンの変位の制御が行われる。
In such a linear compressor, the displacement of the piston is controlled by detecting that the magnet has passed a predetermined position within the range of the stroke.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第2の
従来技術としてのリニアコンプレッサでは、次に示すよ
うな問題点があった。
However, the linear compressor according to the second prior art has the following problems.

【0010】リニアコンプレッサに設けられた近接スイ
ッチでは、マグネットが通過できたことは正確に検出す
ることはできても、ピストンのストロークの大きさを検
出することができなかった。その結果、リニアコンプレ
ッサの冷却能力を最大限に引き出すことができなった。
The proximity switch provided in the linear compressor can accurately detect that the magnet has passed, but cannot detect the magnitude of the stroke of the piston. As a result, the cooling capacity of the linear compressor could not be maximized.

【0011】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、1つの目的はピストンの最大ストロー
クの大きさを算出して、これをフィードバックすること
のできるリニアコンプレッサの駆動制御装置を提供する
ことであり、他の目的は、そのような駆動制御方法を提
供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and one object of the present invention is to provide a drive control device for a linear compressor capable of calculating the maximum stroke of a piston and feeding it back. It is another object of the present invention to provide such a drive control method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係るリニアモー
タの駆動制御装置の第1の局面では、センサ部と、スト
ローク算出部と、リニアモータ制御部とを備えている。
センサ部は、リニアモータに連結されたピストン部の所
定の部位が、ピストン部のストロークに対して所定のス
トローク位置近傍を通過したことを検知する。ストロー
ク算出部は、センサ部に電気的に接続され、ピストン部
の最大ストロークを算出する。リニアモータ制御部は、
算出された最大ストロークに応じて、リニアモータを制
御する。ストローク算出部は、ピストン部の変位を正弦
波で近似し、ピストン部の所定の部位が所定のストロー
ク位置を超えている超過時間を検出し、その超過時間に
基づいて近似された正弦波より、ピストン部の最大スト
ロークを算出する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a linear motor drive control device including a sensor unit, a stroke calculation unit, and a linear motor control unit.
The sensor unit detects that a predetermined portion of the piston unit connected to the linear motor has passed near a predetermined stroke position with respect to the stroke of the piston unit. The stroke calculation unit is electrically connected to the sensor unit and calculates a maximum stroke of the piston unit. The linear motor controller is
The linear motor is controlled according to the calculated maximum stroke. The stroke calculation unit approximates the displacement of the piston unit with a sine wave, detects an excess time in which a predetermined portion of the piston unit exceeds a predetermined stroke position, and, from the sine wave approximated based on the excess time, Calculate the maximum stroke of the piston.

【0013】この構造によれば、ピストン部の連続的な
変位を検出しなくても、所定のストローク位置を超えて
いる超過時間と近似された正弦波との関係により、ピス
トン部の最大ストロークを算出することができる。そし
て、算出された最大ストロークに基づいてピストン部を
駆動制御することで、リニアコンプレッサの能力を最大
限に引き出すことができる。しかも、センサ部として
は、比較的安価なものを用いることができて、コストの
削減も図ることができる。
According to this structure, even if the continuous displacement of the piston portion is not detected, the maximum stroke of the piston portion can be determined by the relationship between the excess time exceeding the predetermined stroke position and the approximated sine wave. Can be calculated. By controlling the drive of the piston based on the calculated maximum stroke, the capacity of the linear compressor can be maximized. In addition, a relatively inexpensive sensor can be used as the sensor, and the cost can be reduced.

【0014】上記の超過時間(T)は、ピストン部が一
方の死点に向かって駆動する際に、所定の部位が所定の
ストローク位置を通過する時刻と、ピストン部が一方の
死点を経て、他方の死点に向かって駆動する際に、再び
所定の部位が所定のストローク位置を通過する時刻との
差として算出されることが好ましい。また、最大ストロ
ーク(Max_ST)は、超過時間(T)、リニアモー
タの振動数(f)および所定のストローク位置の大きさ
(Std_ST)に基づき、次の式、 Max_ST=Std_ST/sin(π/2−T・π
・f) より算出されることが好ましい。ピストン部の変位を正
弦波で近似することで、上記式により容易に最大ストロ
ークを算出することができる。
The above-mentioned excess time (T) is determined by the time when a predetermined portion passes through a predetermined stroke position when the piston portion is driven toward one dead center, and the time when the piston portion passes through one dead center. When driving toward the other dead center, it is preferable that the difference be calculated as the difference from the time when the predetermined portion passes through the predetermined stroke position again. Further, the maximum stroke (Max_ST) is based on the excess time (T), the frequency (f) of the linear motor, and the size of the predetermined stroke position (Std_ST), and the following expression: Max_ST = Std_ST / sin (π / 2) −T · π
F) It is preferably calculated from: By approximating the displacement of the piston portion with a sine wave, the maximum stroke can be easily calculated by the above equation.

【0015】本発明に係るリニアモータの駆動制御装置
の第2の局面では、センサ部と、ストローク算出部と、
リニアモータ制御部とを備えている。センサ部は、リニ
アモータに連結されたピストン部の所定の部位が、ピス
トン部のストロークに対して所定のストローク位置近傍
を通過したことを検知する。ストローク算出部は、セン
サ部に電気的に接続され、ピストン部の最大ストローク
を算出する。リニアモータ制御部は、算出された最大ス
トロークに応じて、リニアモータを制御する。ストロー
ク算出部は、ピストン部の変位に対応した波形としてリ
ニアモータを駆動する少なくとも出力電圧に基づいた振
動波形を求め、所定のストローク位置に対応する振動波
形の変位と、振動波形の最大振幅とに基づいてピストン
部の最大ストロークを算出する。
In a second aspect of the linear motor drive control device according to the present invention, a sensor unit, a stroke calculation unit,
A linear motor control unit. The sensor unit detects that a predetermined portion of the piston unit connected to the linear motor has passed near a predetermined stroke position with respect to the stroke of the piston unit. The stroke calculation unit is electrically connected to the sensor unit and calculates a maximum stroke of the piston unit. The linear motor control unit controls the linear motor according to the calculated maximum stroke. The stroke calculation unit obtains a vibration waveform based on at least an output voltage for driving the linear motor as a waveform corresponding to the displacement of the piston unit, and calculates a displacement of the vibration waveform corresponding to a predetermined stroke position and a maximum amplitude of the vibration waveform. The maximum stroke of the piston is calculated based on the calculated stroke.

【0016】この構造によれば、ピストン部の変位に対
応した波形として振動波形を求め、ピストン部の連続的
な変位を検出することなく、所定のストローク位置にお
ける振動波形の変位とその振動波形の最大振幅との関係
に基づいて、ピストン部の最大ストロークが算出され
る。しかも、この振動波形がリニアモータの少なくとも
出力電圧に基づいていることで、より正確な最大ストロ
ークを算出することができる。
According to this structure, the vibration waveform is obtained as a waveform corresponding to the displacement of the piston portion, and the displacement of the vibration waveform at a predetermined stroke position and the vibration waveform are determined without detecting the continuous displacement of the piston portion. The maximum stroke of the piston portion is calculated based on the relationship with the maximum amplitude. Moreover, since this vibration waveform is based on at least the output voltage of the linear motor, a more accurate maximum stroke can be calculated.

【0017】上記の振動波形は、リニアモータの電圧、
電流、コイル抵抗およびインダクタンスに基づいたピス
トン部の速度波形を積分することにより算出されること
が好ましい。また、最大ストロークは、ピストン部が一
方の死点に向かって駆動する際に、所定の部位が所定の
ストローク位置を通過する第1の時刻と、ピストン部が
一方の死点を経て、他方の死点に向かって駆動する際
に、再び所定の部位が所定のストローク位置を通過する
第2の時刻とを求め、振動波形から、第1の時刻および
第2の時刻における変位をさらに求め、所定のストロー
ク位置の大きさとその変位とに基づいて、振動波形にお
ける最大振幅から算出されることが好ましい。これによ
り、容易に正確な最大ストロークを算出することができ
る。
The above-mentioned vibration waveform is represented by the voltage of the linear motor,
Preferably, it is calculated by integrating the velocity waveform of the piston based on the current, coil resistance and inductance. Further, the maximum stroke is defined as a first time when a predetermined portion passes through a predetermined stroke position when the piston portion is driven toward one dead center, and when the piston portion passes through one dead center and passes through the other, When driving toward the dead center, a second time at which the predetermined portion passes through the predetermined stroke position is obtained again, and displacements at the first time and the second time are further obtained from the vibration waveform, It is preferable to calculate from the maximum amplitude in the vibration waveform based on the magnitude of the stroke position and its displacement. Thus, an accurate maximum stroke can be easily calculated.

【0018】ストローク算出部は、ピストン部のストロ
ーク中心からのズレをさらに求めることにより、最大ス
トロークを算出することがより好ましい。
[0018] More preferably, the stroke calculation section calculates the maximum stroke by further obtaining the deviation of the piston portion from the stroke center.

【0019】この場合には、このズレを考慮することで
さらに精度の高い最大ストロークを算出することができ
る。
In this case, the maximum stroke can be calculated with higher accuracy by considering the deviation.

【0020】上述したセンサ部は、ピストン部の所定の
部位に設けられたマグネット部と、所定のストローク位
置に設けられ、そのマグネット部の磁界を検出する磁気
検出部とを含んでいることが好ましい。
The above-mentioned sensor section preferably includes a magnet section provided at a predetermined portion of the piston section, and a magnetic detection section provided at a predetermined stroke position and detecting a magnetic field of the magnet section. .

【0021】この場合には、マグネット部の磁界を磁気
検出部で検出することにより、ピストン部の所定の部位
が所定のストローク位置近傍を通過したことを容易に検
出することができる。
In this case, it is possible to easily detect that a predetermined portion of the piston has passed near a predetermined stroke position by detecting the magnetic field of the magnet with the magnetic detector.

【0022】本発明に係るリニアモータの駆動制御方法
の第1の局面は、以下のステップを備えている。センサ
部により、リニアモータに連結されたピストン部の所定
の部位がピストン部のストロークに対して、所定のスト
ローク位置近傍を通過したことを検知する。ピストン部
の変位を正弦波で近似し、ピストン部の所定の部位が所
定のストローク位置を超えている超過時間を検出し、そ
の超過時間に基づいて近似された正弦波よりピストン部
の最大ストロークを算出する。算出された最大ストロー
クに応じて、リニアモータを制御する。
A first aspect of the linear motor drive control method according to the present invention includes the following steps. The sensor unit detects that a predetermined portion of the piston unit connected to the linear motor has passed near a predetermined stroke position with respect to the stroke of the piston unit. Approximate the displacement of the piston portion with a sine wave, detect the excess time when the predetermined part of the piston portion exceeds the predetermined stroke position, and calculate the maximum stroke of the piston portion from the approximated sine wave based on the excess time. calculate. The linear motor is controlled according to the calculated maximum stroke.

【0023】この方法によれば、ピストン部の変位を正
弦波で近似し、所定のストローク位置を超えている超過
時間を求めることで、ピストン部の連続的な変位を検出
することなく、ピストン部の最大ストロークを容易に算
出することができる。そして、算出された最大ストロー
クに応じて、リニアモータを制御することで、リニアモ
ータの能力を最大限に引き出すことができる。
According to this method, the displacement of the piston portion is approximated by a sine wave, and the excess time exceeding the predetermined stroke position is obtained, thereby detecting the continuous displacement of the piston portion without detecting the continuous displacement of the piston portion. Can be easily calculated. Then, by controlling the linear motor in accordance with the calculated maximum stroke, the capability of the linear motor can be maximized.

【0024】本発明に係るリニアモータの駆動制御方法
の第2の局面は、以下のステップを備えている。センサ
部により、リニアモータに連結されたピストン部の所定
の部位がピストン部のストロークに対して、所定のスト
ローク位置近傍を通過したことを検知する。ピストン部
の変位に対応した波形としてリニアモータを駆動する少
なくとも出力電圧に基づいた振動波形を求め、所定のス
トローク位置に対応する振動波形の変位と、振動波形の
最大振幅とに基づいてピストン部の最大ストロークを算
出する。算出された最大ストロークに応じて、リニアモ
ータを制御する。
A second aspect of the drive control method for a linear motor according to the present invention includes the following steps. The sensor unit detects that a predetermined portion of the piston unit connected to the linear motor has passed near a predetermined stroke position with respect to the stroke of the piston unit. A vibration waveform based on at least the output voltage for driving the linear motor is obtained as a waveform corresponding to the displacement of the piston portion, and the displacement of the vibration portion corresponding to the predetermined stroke position and the maximum amplitude of the vibration waveform of the piston portion are determined based on the maximum amplitude of the vibration waveform. Calculate the maximum stroke. The linear motor is controlled according to the calculated maximum stroke.

【0025】この方法によれば、ピストン部の変位に対
応した波形としてリニアモータの少なくとも出力電圧に
基づいた振動波形を求め、ピストン部の連続的な変位を
検出することなく、所定のストローク位置における振動
波形の変位と振動波形の最大振幅との関係に基づいて、
ピストン部のより正確な最大ストロークを容易に算出す
ることができる。そして、算出された最大ストロークに
応じて、リニアモータを制御することで、リニアモータ
の能力をより最大限に引き出すことができる。
According to this method, a vibration waveform based on at least the output voltage of the linear motor is obtained as a waveform corresponding to the displacement of the piston portion, and without detecting the continuous displacement of the piston portion, the vibration at the predetermined stroke position can be obtained. Based on the relationship between the displacement of the vibration waveform and the maximum amplitude of the vibration waveform,
A more accurate maximum stroke of the piston can be easily calculated. Then, by controlling the linear motor in accordance with the calculated maximum stroke, it is possible to maximize the performance of the linear motor.

【0026】センサ部としては、上述したように、ピス
トン部の所定の部位に設けられたマグネット部と、所定
のストローク位置に設けられ、そのマグネット部の磁界
を検出する磁気検出部とを含んでいることが好ましい。
As described above, the sensor section includes a magnet section provided at a predetermined portion of the piston section, and a magnetic detection section provided at a predetermined stroke position and detecting a magnetic field of the magnet section. Is preferred.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)まず、本発明の
実施の形態1に係るリニアコンプレッサの構造について
説明する。図1に示すように、リニアコンプレッサで
は、円筒状のケーシング10の上端部および下端部にそ
れぞれシリンダー11a、11bが設けられている。そ
のシリンダー11a、11b内には、ピストン12a、
12bがそれぞれ嵌挿されている。ピストン12a、1
2bのヘッドとシリンダー11a、11bの上壁との間
には、圧縮室13a、13bが形成されている。
(Embodiment 1) First, the structure of a linear compressor according to Embodiment 1 of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, in the linear compressor, cylinders 11a and 11b are provided at an upper end and a lower end of a cylindrical casing 10, respectively. In the cylinders 11a, 11b, pistons 12a,
12b are fitted respectively. Pistons 12a, 1
Compression chambers 13a and 13b are formed between the head of 2b and the upper walls of the cylinders 11a and 11b.

【0028】また、シリンダー11a、11bには、圧
縮室13a、13b内のガス圧に応じて開閉する吸入バ
ルブ14a、14bと吐出バルブ15a、15bが取付
けられている。
The cylinders 11a and 11b are provided with suction valves 14a and 14b and discharge valves 15a and 15b which open and close according to the gas pressure in the compression chambers 13a and 13b.

【0029】1対のピストン12a、12bは、1本の
ロッド16の一方の端部と他方の端部にそれぞれ連結さ
れている。そのロッド16は、1対の軸受け17a、1
7bおよびコイルばね18a、18bによって、ケーシ
ング10およびシリンダー11a、11b内を往復動自
在に支持されている。
The pair of pistons 12a and 12b are connected to one end and the other end of one rod 16, respectively. The rod 16 has a pair of bearings 17a, 1
The casing 10 and the cylinders 11a and 11b are reciprocally supported by the coil 7b and the coil springs 18a and 18b.

【0030】また、リニアコンプレッサには、ピストン
12a、12bを往復駆動するためのリニアモータ20
が設けられている。このリニアモータ20はボイスコイ
ルモータであって、ヨーク部10aおよび永久磁石21
を含む固定部と、コイル23および円筒状の支持部材2
4を含む可動部とを備えている。ヨーク部10aはケー
シング10の一部をなしている。永久磁石21はヨーク
部10aの内周壁に固定されている。
The linear compressor has a linear motor 20 for reciprocatingly driving the pistons 12a and 12b.
Is provided. The linear motor 20 is a voice coil motor, and includes a yoke portion 10a and a permanent magnet 21.
, A fixed portion including a coil 23 and a cylindrical support member 2
And a movable part including the movable part 4. The yoke part 10a forms a part of the casing 10. The permanent magnet 21 is fixed to the inner peripheral wall of the yoke part 10a.

【0031】支持部材24の一方の端部は、永久磁石2
1と本体胴部12の外周壁の間の円筒状空間に遊挿さ
れ、他方の端部はロッド16の中央部に連結されてい
る。コイル23は、支持部材24の一方の端部に取付け
られ、永久磁石21に対向している。ロッド16の中央
に突設したアーム160には、たとえばストローク中心
を挟んで2つのマグネット42a、42bが固定されて
いる。
One end of the support member 24 is
1 is loosely inserted into a cylindrical space between the outer peripheral wall of the body 12 and the other end is connected to the center of the rod 16. The coil 23 is attached to one end of the support member 24 and faces the permanent magnet 21. For example, two magnets 42a and 42b are fixed to the arm 160 projecting from the center of the rod 16 with the stroke center interposed therebetween.

【0032】一方、ケーシング10の内面に形成された
突部100には、マグネット42a、42bに対向する
ように磁気検出部41が取付けられている。磁気検出部
41およびマグネット42a、42bによって有無検出
センサ4が構成されている。なお、マグネットとして2
つのマグネット42a、42bを設けているが、1つの
マグネットだけでもよい。
On the other hand, a magnetic detecting section 41 is attached to the projection 100 formed on the inner surface of the casing 10 so as to face the magnets 42a and 42b. The presence / absence detection sensor 4 is constituted by the magnetic detection unit 41 and the magnets 42a and 42b. In addition, 2
Although two magnets 42a and 42b are provided, only one magnet may be provided.

【0033】磁気検出部としては、ホール素子またはM
R素子が望ましい。また、上述した磁気を利用したセン
サの他に、渦電流を利用した近接センサを用いてもよ
い。
As the magnetic detector, a Hall element or M
An R element is desirable. Further, in addition to the above-described sensor using magnetism, a proximity sensor using eddy current may be used.

【0034】上述したリニアコンプレッサでは、ピスト
ン12a、12b、ロッド16、コイル23および支持
部材24の質量、圧縮室13a、13bのガスのばね定
数、コイルばね18のばね定数等から決まる共振周波数
を有している。この共振周波数は、通常、商用電力の周
波数(たとえば60Hz)付近に設定される。この共振
周波数でリニアモータ20を駆動することにより、一対
の圧縮室13a、13b内で交互にガスを圧縮すること
ができる。
The above-described linear compressor has a resonance frequency determined by the masses of the pistons 12a and 12b, the rod 16, the coil 23 and the support member 24, the spring constant of the gas in the compression chambers 13a and 13b, the spring constant of the coil spring 18, and the like. are doing. This resonance frequency is usually set near the frequency of commercial power (for example, 60 Hz). By driving the linear motor 20 at this resonance frequency, the gas can be compressed alternately in the pair of compression chambers 13a and 13b.

【0035】次に、上述したリニアコンプレッサには、
図2に示すように、モータドライバ3、制御回路5およ
びセンサ信号処理回路6からなる駆動制御部2が接続さ
れている。
Next, the above-described linear compressor includes:
As shown in FIG. 2, a drive control unit 2 including a motor driver 3, a control circuit 5, and a sensor signal processing circuit 6 is connected.

【0036】リニアコンプレッサのピストンの変位に応
じて有無検出センサ4から出力されるセンサ信号(有無
信号)は、センサ信号処理回路6に入力される。このセ
ンサ信号は、リニアコンプレッサのストロークが一定の
位置(基準ストローク)を超えたことを示す信号であ
る。センサ信号処理回路6では、このセンサ信号から位
置データPaが作成される。この位置データPaは制御
回路5に送られる。
The sensor signal (presence / absence signal) output from the presence / absence detection sensor 4 according to the displacement of the piston of the linear compressor is input to the sensor signal processing circuit 6. This sensor signal is a signal indicating that the stroke of the linear compressor has exceeded a certain position (reference stroke). In the sensor signal processing circuit 6, position data Pa is created from this sensor signal. The position data Pa is sent to the control circuit 5.

【0037】制御回路5では、入力された位置データP
aに応じて制御信号φcが作成され、その制御信号φc
はモータドライバ3に送られる。モータドライバ3で
は、制御信号φcに応じて出力電流が制御され、その出
力電流はリニアモータに供給される。
In the control circuit 5, the input position data P
a, a control signal φc is generated, and the control signal φc
Is sent to the motor driver 3. In the motor driver 3, the output current is controlled according to the control signal φc, and the output current is supplied to the linear motor.

【0038】次に、駆動制御部2における制御回路5の
主要部の構成を図3に示す。図3に示すように、制御回
路5は、電流指令値基本値生成部30、電流指令値生成
部31、電流ゲイン制御部34、振幅中立位置制御部3
5、上下死点検出部32、電流・位置位相差検出部33
および周波数制御部36から構成されている。
Next, FIG. 3 shows the configuration of the main part of the control circuit 5 in the drive control unit 2. As shown in FIG. 3, the control circuit 5 includes a current command value basic value generation unit 30, a current command value generation unit 31, a current gain control unit 34, and an amplitude neutral position control unit 3.
5. Top and bottom dead center detection unit 32, current / position phase difference detection unit 33
And a frequency control unit 36.

【0039】電流指令値基本値生成部30では、電流指
令値基本値が生成される。その電流指令値基本値は電流
指令値生成部31に送られる。
The current command value basic value generator 30 generates a current command value basic value. The current command value basic value is sent to the current command value generator 31.

【0040】電流指令値生成部31では、電流指令値基
本値生成部30で生成された電流指令値基本値と、電流
ゲインとに基づいて電流指令値が生成される。さらに、
電流指令値が制御信号φcに変換されてモータドライバ
3に出力される。
The current command value generator 31 generates a current command value based on the current command value basic value generated by the current command value basic value generator 30 and the current gain. further,
The current command value is converted into control signal φc and output to motor driver 3.

【0041】上下死点検出部32では、センサ信号処理
回路6からの位置データPaに基づいて、ピストンの最
大変位(最大ストローク)のタイミングのデータ(以
下、「タイミングデータ」と記す。)が生成される。さ
らに、後述するように、ピストンの上死点と原点との間
の上死点側振幅と、下死点と原点との間の下死点側振幅
とが検出される。上死点側振幅および下死点側振幅の検
出は、図8に示すように、たとえば電流指令値1往復振
動が最大値付近を通過するごとに行われる。
The upper and lower dead center detector 32 generates timing data of the maximum displacement (maximum stroke) of the piston based on the position data Pa from the sensor signal processing circuit 6 (hereinafter referred to as "timing data"). Is done. Further, as will be described later, a top dead center side amplitude between the top dead center of the piston and the origin and a bottom dead center side amplitude between the bottom dead center and the origin are detected. As shown in FIG. 8, detection of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude is performed, for example, every time the current command value 1 reciprocating vibration passes near the maximum value.

【0042】電流・位置位相差検出部33では、上下死
点検出部32で生成されたタイミングデータと電流指令
値生成部31で生成された電流指令値との位相差が検出
される。位相差の検出は、図8に示すように、たとえば
電流指令値1往復振動が最小値付近を通過するごとに行
われる。
The current / position phase difference detector 33 detects a phase difference between the timing data generated by the upper and lower dead center detector 32 and the current command value generated by the current command value generator 31. As shown in FIG. 8, the detection of the phase difference is performed, for example, each time the current command value 1 reciprocating vibration passes near the minimum value.

【0043】電流ゲイン制御部34では、上下死点検出
部で検出された上死点側振幅および下死点側振幅が比較
され、上死点側振幅および下死点側振幅のうちいずれか
大きい方を最大振幅現在値として、この最大振幅現在値
があらかじめ設定された最大振幅目標値に一致するよう
に、電流指令値生成部31で用いられる電流ゲインの値
がピストンの往復駆動の1サイクルごとに制御される。
The current gain control unit 34 compares the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the top and bottom dead center detection unit, and determines which of the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude is larger. The current gain value used in the current command value generation unit 31 is set at each cycle of the reciprocating drive of the piston such that the current value is the maximum amplitude current value and the maximum amplitude current value matches the preset maximum amplitude target value. Is controlled.

【0044】振幅中立位置制御部35では、上下死点検
出部32で検出された上死点側振幅および下死点側振幅
が比較され、上死点側振幅と下死点側振幅との差が小さ
くなるように、電流指令値基本値生成部30で用いられ
るシフト量が電流指令値基本値の1サイクルが終了する
ごとに制御される。
The amplitude neutral position control unit 35 compares the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude detected by the top and bottom dead center detection unit 32, and calculates the difference between the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude. Is controlled each time one cycle of the current command value basic value is completed, so that the shift amount is reduced.

【0045】すなわち、振幅中立位置制御部35では、
上死点側振幅の方が下死点側の振幅よりも大きい場合に
は、シフト量が負側(下方向)に補正され、上死点側振
幅の方が下死点側の振幅よりも小さい場合には、シフト
量は正側(上方向)に補正される。
That is, in the amplitude neutral position control unit 35,
If the top dead center side amplitude is larger than the bottom dead center side amplitude, the shift amount is corrected to the negative side (downward), and the top dead center side amplitude is larger than the bottom dead center side amplitude. If smaller, the shift amount is corrected to the positive side (upward).

【0046】周波数制御部36では、電流・位置位相差
検出部33によって検出された位相差があらかじめ設定
された許容値を超えているかどうかが判断される。位相
差が許容値を超えている場合には、位相差がなくなるよ
うに電流指令値基本値生成部30で用いられる角周波数
が補正される。
The frequency controller 36 determines whether or not the phase difference detected by the current / position phase difference detector 33 exceeds a preset allowable value. If the phase difference exceeds the allowable value, the angular frequency used in the current command value basic value generator 30 is corrected so that the phase difference disappears.

【0047】図8に示すように、位相差は、たとえば、
電流指令値がゼロクロス点を通過するタイミングと、ピ
ストンの位置が最大ストロークとなるタイミングとがほ
ぼ一致するように制御される。ピストンの位置が最大ス
トロークとなるタイミングは、同図に示すように、有無
検出センサ4がONとなった時間に、基準ストローク位
置を超えている時間T(超過時間)の半分の時間を加え
ることで推定される。
As shown in FIG. 8, the phase difference is, for example,
Control is performed so that the timing at which the current command value passes through the zero cross point substantially coincides with the timing at which the position of the piston reaches the maximum stroke. The timing at which the position of the piston reaches the maximum stroke is, as shown in the figure, to add a half of the time T (excess time) exceeding the reference stroke position to the time when the presence / absence detection sensor 4 is turned on. Is estimated.

【0048】次に、制御回路5の動作を図4〜図7に示
されたフローチャートに従って説明する。
Next, the operation of the control circuit 5 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

【0049】まず、電流指令値基本値生成部30におい
て電流指令値基本値が生成される。電流指令値生成部3
1において制御信号φcが生成される。モータドライバ
3からリニアモータのコイルに電流が供給されると、リ
ニアモータの可動部が往復駆動を開始して、ガスの圧縮
が行われる。
First, a basic current command value generator 30 generates a basic current command value. Current command value generator 3
At 1, a control signal φc is generated. When a current is supplied from the motor driver 3 to the coil of the linear motor, the movable portion of the linear motor starts reciprocating drive, and gas is compressed.

【0050】リニアモータの駆動部が往復駆動を始める
と、有無検出センサ4によるセンサ信号がセンサ信号処
理回路6に送られる。
When the drive section of the linear motor starts reciprocating drive, a sensor signal from the presence / absence detection sensor 4 is sent to the sensor signal processing circuit 6.

【0051】ステップS1では、センサ信号処理回路6
からのデータの読み込みが行われる。
In step S1, the sensor signal processing circuit 6
Reading of data from is performed.

【0052】ステップS2では、電流指令値基本値生成
部30において生成された電流指令値基本値と、電流ゲ
イン制御部34おいて生成された電流ゲインに基づき、
電流指令値生成部31において電流指令値が算出され
る。
In step S 2, based on the current command value basic value generated by the current command value basic value generator 30 and the current gain generated by the current gain controller 34,
The current command value is calculated in the current command value generation unit 31.

【0053】ステップS3では、算出された電流指令値
に応じた電流指令データ、すなわち制御信号φcがモー
タドライバ3に出力される。
In step S3, current command data corresponding to the calculated current command value, that is, a control signal φc is output to the motor driver 3.

【0054】ステップS4では、位置補正量および周波
数設定値に基づき、電流指令値基本値生成部30におい
て電流指令値基本値が生成される。
In step S4, the basic current command value generator 30 generates a basic current command value based on the position correction amount and the frequency set value.

【0055】ステップS5では、電流指令値1往復振動
がたとえば最大値付近を通過したか否かが判断される。
すなわち、電流指令値1往復振動が終了したか否かが判
断される。このステップS5において、電流指令値1往
復振動が終了したと判断されない場合には、ステップS
19にまでジャンプする。
In step S5, it is determined whether or not the current command value 1 reciprocating vibration has passed, for example, near the maximum value.
That is, it is determined whether the current command value 1 reciprocating vibration has ended. If it is not determined in step S5 that the current command value 1 reciprocating vibration has ended, the process proceeds to step S5.
Jump to 19.

【0056】一方、電流指令値1往復振動が終了したと
判断される場合には、ステップS6〜S11に移行し、
上下死点検出部32によって、ピストンの上死点側振幅
および下死点側振幅が算出される。
On the other hand, if it is determined that the current command value 1 reciprocating vibration has been completed, the process proceeds to steps S6 to S11.
The top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude of the piston are calculated by the top and bottom dead center detection unit 32.

【0057】ここで、その算出手続について詳しく説明
する。ピストンの変位を正弦波と仮定すると、ピストン
の変位は、図9に示すように、一定周波数を有する正弦
波を描くことになる。このとき、基準ストロークを超え
ている時間をT、この時間Tに対応する円座標上の角度
をθとし、角度θ’を図のようにとると、θ’は次式で
与えられる。
Here, the calculation procedure will be described in detail. Assuming that the displacement of the piston is a sine wave, the displacement of the piston will draw a sine wave having a constant frequency as shown in FIG. At this time, when the time exceeding the reference stroke is T, the angle on the circular coordinates corresponding to the time T is θ, and the angle θ ′ is as shown in the figure, θ ′ is given by the following equation.

【0058】θ’=π/2−θ/2 また、角度θ’の正弦は次式で与えられる。Θ ′ = π / 2−θ / 2 The sine of the angle θ ′ is given by the following equation.

【0059】sinθ’=Std_ST/Max_ST さらに時間Tは、周波数をFreqとすると、次式で与
えられる。
Sin θ ′ = Std_ST / Max_ST Further, the time T is given by the following equation, where the frequency is Freq.

【0060】T=θ/(2・π・Freq) これより、最大ストロークMax_STは次式で与えら
れる。
T = θ / (2 · π · Freq) From this, the maximum stroke Max_ST is given by the following equation.

【0061】Max_ST=Std_ST/sin(π
/2−T・π・Freq) このようにして、基準ストロークStd_ST、超過時
間Tおよび周波数Freqにより、最大ストロークMa
x_STが算出される。
Max_ST = Std_ST / sin (π
/ 2−T · π · Freq) In this manner, the maximum stroke Ma is obtained by the reference stroke Std_ST, the excess time T, and the frequency Freq.
x_ST is calculated.

【0062】なお、超過時間Tは、より具体的には、次
のようにして求められる。すなわち、駆動制御部2に内
蔵されたクロック(図示せず)により、たとえば上死点
側では、ピストンが上死点に向かって駆動する際に、所
定の部位に設けられたマグネット42a、42bが磁気
検出部41の近傍を通過する時刻t1と、ピストンが上
死点を経て、下死点へ向かって駆動する際に、再びマグ
ネット42a、42bが磁気検出部41の近傍を通過す
る時刻t2を検出し、その差(t2−t1)として求め
られる。下死点側についても、同様である。この処理
は、たとえばセンサ信号処理回路6で行われるのが望ま
しい。
Note that the excess time T is more specifically obtained as follows. That is, for example, on the top dead center side, when the piston is driven toward the top dead center, the magnets 42a and 42b provided at predetermined portions are driven by a clock (not shown) built in the drive control unit 2. Time t1 when the magnet passes through the vicinity of the magnetic detection unit 41 and time t2 when the magnets 42a and 42b pass again near the magnetism detection unit 41 when the piston drives toward the bottom dead center via the top dead center. Detected, and the difference is obtained as (t2−t1). The same applies to the bottom dead center side. This processing is desirably performed, for example, by the sensor signal processing circuit 6.

【0063】また、図9では、上死点側の最大ストロー
クについて示したが、下死点側の最大ストロークも上死
点側の最大ストロークと同様に算出することができる。
Although FIG. 9 shows the maximum stroke on the top dead center side, the maximum stroke on the bottom dead center side can be calculated in the same manner as the maximum stroke on the top dead center side.

【0064】そこで、まずステップS6において、上死
点側のカウント値が0を超えているか否かが判断され
る。このカウント値は、ピストンの所定の部位が上死点
側および下死点側の基準ストロークを超えている間はカ
ウントが進み、基準ストロークを超えていない間は0と
される。
Therefore, first, in step S6, it is determined whether or not the count value on the top dead center side has exceeded zero. The count value is incremented while the predetermined portion of the piston exceeds the reference stroke on the top dead center side and the bottom dead center side, and is set to 0 while the predetermined portion does not exceed the reference stroke.

【0065】上死点側のカウント値が0を超えていない
と判断される場合には、ステップS7に進む。このステ
ップS7では、上死点側基準ストロークが最大ストロー
ク(上死点側振幅)とされる。
If it is determined that the count value on the top dead center side does not exceed 0, the process proceeds to step S7. In step S7, the top dead center reference stroke is set to the maximum stroke (top dead center side amplitude).

【0066】一方、上死点側のカウント値が0を超えて
いると判断される場合には、ステップS8に進む。この
ステップS8では、上述した算出手続により上死点にお
ける変位(最大ストローク)が算出される。
On the other hand, if it is determined that the count value on the top dead center side has exceeded 0, the flow proceeds to step S8. In step S8, the displacement (maximum stroke) at the top dead center is calculated by the above-described calculation procedure.

【0067】次に、ステップS9において、下死点側の
カウント値が0を超えているか否かが判断される。下死
点側のカウント値が0を超えていないと判断される場合
には、ステップS10に進む。このステップS10で
は、下死点側基準ストロークが最小ストローク(下死点
側振幅)とされる。
Next, in step S9, it is determined whether or not the count value on the bottom dead center side has exceeded zero. When it is determined that the count value on the bottom dead center side does not exceed 0, the process proceeds to step S10. In step S10, the bottom dead center side reference stroke is set to the minimum stroke (bottom dead center side amplitude).

【0068】一方、下死点側のカウント値が0を超えて
いると判断される場合には、ステップS11に進む。こ
のステップS11では、上述した算出手続により下死点
における変位(最小ストローク)が算出される。
On the other hand, if it is determined that the count value on the bottom dead center side has exceeded 0, the process proceeds to step S11. In step S11, the displacement (minimum stroke) at the bottom dead center is calculated by the above-described calculation procedure.

【0069】ステップS12では,上死点側振幅と下死
点側振幅の大小関係が比較される。このとき、上死点側
振幅の方が下死点側振幅よりも大きい場合には、ステッ
プS13に進む。
In step S12, the magnitude relation between the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude is compared. At this time, if the top dead center side amplitude is larger than the bottom dead center side amplitude, the process proceeds to step S13.

【0070】ステップS13では、振幅中立位置制御部
35によりシフト量の補正量として負の補正量が設定さ
れる。
In step S13, the amplitude neutral position control unit 35 sets a negative correction amount as a shift amount correction amount.

【0071】次のステップS14では、最大振幅として
上死点側振幅が設定される。一方、ステップS12にお
いて、上死点側振幅の方が下死点側振幅よりも小さい場
合には、ステップS15に進む。
In the next step S14, the top dead center side amplitude is set as the maximum amplitude. On the other hand, if the top dead center side amplitude is smaller than the bottom dead center side amplitude in step S12, the process proceeds to step S15.

【0072】ステップS15では、振幅中立位置制御部
35によりシフト量の補正量として正の補正量が設定さ
れる。
In step S15, the amplitude neutral position control unit 35 sets a positive correction amount as the shift amount correction amount.

【0073】次のステップS16では、最大振幅として
下死点側振幅が設定される。ステップS17では、電流
ゲイン制御部34において、最大振幅が目標振幅に一致
するように電流ゲインが制御設定される。
In the next step S16, the bottom dead center side amplitude is set as the maximum amplitude. In step S17, the current gain control section 34 controls and sets the current gain so that the maximum amplitude matches the target amplitude.

【0074】次のステップS18では、上死点側のカウ
ンタがリッセトされるとともに、下死点側のカウンタが
リセットされる。
In the next step S18, the counter at the top dead center is reset and the counter at the bottom dead center is reset.

【0075】次のステップS19では、ピストンの変位
が上死点側基準ストロークを超えているか否かが判断さ
れる。ピストンの変位が上死点側基準ストロークを超え
ていると判断される場合には、ステップS20に進み、
上死点側カウンタがインクリメントされる。
In the next step S19, it is determined whether or not the displacement of the piston exceeds the top dead center side reference stroke. If it is determined that the displacement of the piston exceeds the top dead center side reference stroke, the process proceeds to step S20,
The top dead center counter is incremented.

【0076】一方、ステップS19において、ピストン
の変位が上死点側基準ストロークを超えていると判断さ
れない場合には、ステップS20を実行することなくス
テップS21に進む。
On the other hand, if it is determined in step S19 that the displacement of the piston has not exceeded the top dead center reference stroke, the process proceeds to step S21 without executing step S20.

【0077】ステップS21では、ピストンの変位が下
死点側基準ストロークを超えているか否かが判断され
る。ピストンの変位が下死点側基準ストロークを超えて
いると判断される場合には、ステップS22に進み、下
死点側カウンタがインクリメントされる。
In step S21, it is determined whether or not the displacement of the piston exceeds the lower dead center side reference stroke. When it is determined that the displacement of the piston exceeds the bottom dead center side reference stroke, the process proceeds to step S22, and the bottom dead center side counter is incremented.

【0078】一方、ステップS21において、ピストン
の変位が上死点側基準ストロークを超えていると判断さ
れない場合には、ステップS22を実行することなくス
テップS23に進む。
On the other hand, if it is determined in step S21 that the displacement of the piston has not exceeded the top dead center side reference stroke, the process proceeds to step S23 without executing step S22.

【0079】ステップS23では、電流指令値1往復振
動がたとえば最小値付近を通過したか否かが判断され
る。すなわち、電流指令値1往復振動が終了したか否か
が判断される。電流指令値1往復振動が終了したと判断
されない場合には、ステップS30までジャンプする。
In step S23, it is determined whether or not the current command value 1 reciprocating vibration has passed, for example, near the minimum value. That is, it is determined whether the current command value 1 reciprocating vibration has ended. If it is not determined that the current command value 1 reciprocating vibration has ended, the process jumps to step S30.

【0080】一方、ステップS23において、電流指令
値1往復振動が終了したと判断される場合には、ステッ
プS24に進む。
On the other hand, if it is determined in step S23 that the current command value 1 reciprocating vibration has been completed, the process proceeds to step S24.

【0081】ステップS24では、電流・位置位相差検
出部33において、電流指令値とタイミングデータとの
位相差が検出される。
In step S24, the current / position phase difference detector 33 detects the phase difference between the current command value and the timing data.

【0082】次のステップS25では、位相制御のカウ
ント値がインクリメントされる。ステップS26では、
位相制御のカウント値が設定値に到達したか否かが判断
される。位相制御のカウント値が設定値に到達したと判
断されない場合には、ステップS30にジャンプする。
In the next step S25, the count value of the phase control is incremented. In step S26,
It is determined whether the count value of the phase control has reached the set value. If it is not determined that the count value of the phase control has reached the set value, the process jumps to step S30.

【0083】一方、ステップS26において、位相制御
のカウント値が設定値に到達したと判断される場合に
は、ステップS27に進む。
On the other hand, if it is determined in step S26 that the count value of the phase control has reached the set value, the process proceeds to step S27.

【0084】ステップS27では、電流指令値とタイミ
ングデータとの位相差が許容値の範囲内か否かが判断さ
れる。電流指令値とタイミングデータとの位相差が許容
値の範囲内でないと判断される場合には、ステップS2
8に進む。
In step S27, it is determined whether or not the phase difference between the current command value and the timing data is within a range of an allowable value. If it is determined that the phase difference between the current command value and the timing data is not within the range of the allowable value, step S2
Proceed to 8.

【0085】ステップS28では、周波数制御部36に
おいて、位相差がなくなるように電流指令値基本値生成
部30で用いられる角周波数が補正される。
In step S28, the frequency control unit 36 corrects the angular frequency used in the current command value basic value generation unit 30 so that the phase difference is eliminated.

【0086】一方、ステップS27において、電流指令
値とタイミングデータとの位相差が許容値の範囲内であ
ると判断される場合には、ステップS28を実行するこ
となくステップS29に進む。
On the other hand, if it is determined in step S27 that the phase difference between the current command value and the timing data is within the range of the allowable value, the process proceeds to step S29 without executing step S28.

【0087】ステップS29では、位相制御のカウント
値がリセットされる。次のステップS30では、制御手
続を終了するか否かが判断される。制御手続を終了する
場合には、手続が終了する。
In step S29, the count value of the phase control is reset. In the next step S30, it is determined whether to end the control procedure. If the control procedure ends, the procedure ends.

【0088】一方、ステップS30において制御手続を
終了しない場合には、再びステップS1に戻って、同様
の手続を繰り返す。
On the other hand, if the control procedure is not to be ended in step S30, the procedure returns to step S1, and the same procedure is repeated.

【0089】本実施の形態に係るリニアコンプレッサは
上記のように動作する。このリニアコンプレッサによれ
ば、ピストンの変位を正弦波で近似し、所定のストロー
ク位置を超えている超過時間を検出し、その超過時間と
正弦波との関係に基づいてピストンの最大ストロークを
算出することができる。すなわち、ピストンの連続的な
変位を検出しなくても、最大ストロークを算出すること
ができる。
The linear compressor according to the present embodiment operates as described above. According to this linear compressor, the displacement of the piston is approximated by a sine wave, the excess time exceeding the predetermined stroke position is detected, and the maximum stroke of the piston is calculated based on the relationship between the excess time and the sine wave. be able to. That is, the maximum stroke can be calculated without detecting the continuous displacement of the piston.

【0090】その算出された最大ストロークに基づいて
ピストンのストロークを制御することができる。特に、
最大ストロークを制御することで、リニアコンプレッサ
の能力を最大限に引き出すことができる。しかも、セン
サとしては、比較的安価な有無検出センサ4を用いるこ
とで、従来のリニアコンプレッサの場合と比較すると、
製造コストの削減も図ることができる。
The stroke of the piston can be controlled based on the calculated maximum stroke. In particular,
By controlling the maximum stroke, the performance of the linear compressor can be maximized. Moreover, by using the relatively inexpensive presence / absence detection sensor 4 as a sensor, compared to the case of a conventional linear compressor,
Manufacturing costs can also be reduced.

【0091】(実施の形態2)次に、本発明の実施の形
態2に係るリニアコンプレッサについて説明する。
(Embodiment 2) Next, a linear compressor according to Embodiment 2 of the present invention will be described.

【0092】本リニアコンプレッサでは、ピストンの変
位に対応した波形としてリニアモータの振動波形を求
め、所定のストローク位置に対応する振動波形の変位と
振動波形の最大振幅とに基づいて、より精度の高い最大
ストロークを求めることができる。
In the present linear compressor, a vibration waveform of the linear motor is obtained as a waveform corresponding to the displacement of the piston, and a higher precision is obtained based on the displacement of the vibration waveform corresponding to the predetermined stroke position and the maximum amplitude of the vibration waveform. The maximum stroke can be determined.

【0093】すなわち、有無検出センサ4からの有無信
号に加えて、リニアモータの出力電圧等に対応した信号
が制御回路に入力される。より具体的には、図10に示
すように、リニアコンプレッサに接続されている、モー
タドライバ3、制御回路5およびセンサ信号処理回路6
からなる駆動制御部2のうち制御回路5に、センサ信号
処理回路6から送られる位置データPaに加えて、モー
タドライバ3から出力電圧値等に対応した信号が送られ
る。
That is, in addition to the presence / absence signal from the presence / absence detection sensor 4, a signal corresponding to the output voltage of the linear motor or the like is input to the control circuit. More specifically, as shown in FIG. 10, a motor driver 3, a control circuit 5, and a sensor signal processing circuit 6 connected to a linear compressor.
In addition to the position data Pa sent from the sensor signal processing circuit 6, a signal corresponding to the output voltage value and the like is sent from the motor driver 3 to the control circuit 5 in the drive control unit 2 composed of

【0094】なお、リニアコンプレッサ自体の構造は、
前述した図1に示すリニアコンプレッサの構造と同様な
ので、その説明を省略する。
The structure of the linear compressor itself is as follows.
Since the structure is the same as that of the linear compressor shown in FIG. 1 described above, the description is omitted.

【0095】次に、駆動制御部2における制御回路5の
主要部の構成を図11に示す。図11に示すように、制
御回路5は、電流指令値基本値生成部30、電流指令値
生成部31、電流ゲイン制御部34、振幅中立位置制御
部35、上下死点検出部32、電流・位置位相差検出部
33および周波数制御部36から構成されている。
Next, the configuration of the main part of the control circuit 5 in the drive control unit 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 11, the control circuit 5 includes a current command value basic value generation unit 30, a current command value generation unit 31, a current gain control unit 34, an amplitude neutral position control unit 35, a vertical dead center detection unit 32, It comprises a position / phase difference detection unit 33 and a frequency control unit 36.

【0096】特に、モータドライバ3から送られる出力
電圧値に対応した信号は上下死点検出部32に入力され
る。他の各部の構成については実施の形態1に係るリニ
アコンプレッサと同様なので、その説明を省略する。
In particular, a signal corresponding to the output voltage value sent from the motor driver 3 is input to the upper and lower dead center detecting section 32. The other components are the same as those of the linear compressor according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0097】次に、制御回路5の動作を図12〜図16
に示すフローチャートにしたがって説明する。
Next, the operation of the control circuit 5 will be described with reference to FIGS.
This will be described according to the flowchart shown in FIG.

【0098】まず、実施の形態1の場合と同様に、電流
指令値基本値生成部30において電流指令値基本値が生
成され、電流指令値生成部31において制御信号φcが
生成される。モータドライバ3からリニアモータのコイ
ルに電流が供給されて、リニアモータの可動部が往復駆
動を開始し、有無検出センサ4によるセンサ信号がセン
サ信号処理回路6に送られる。
First, similarly to the first embodiment, a basic current command value generation unit 30 generates a basic current command value, and a current command value generation unit 31 generates a control signal φc. A current is supplied from the motor driver 3 to the coil of the linear motor, and the movable portion of the linear motor starts reciprocating drive.

【0099】ステップS51では、センサ信号処理回路
6からのデータの読み込みが行われる。次のステップ5
2では、上下死点検出部32において、モータドライバ
3からの出力電圧値に対応した信号の読み込みが行われ
る。
In step S51, data is read from the sensor signal processing circuit 6. Next Step 5
In step 2, the signal corresponding to the output voltage value from the motor driver 3 is read in the upper and lower dead center detector 32.

【0100】ステップS53では、電流指令値基本値生
成部30において生成された電流指令値基本値と、電流
ゲイン制御部34おいて生成された電流ゲインに基づ
き、電流指令値生成部31において電流指令値が算出さ
れる。
In step S53, based on the current command value basic value generated by the current command value basic value generator 30 and the current gain generated by the current gain controller 34, the current command value generator 31 A value is calculated.

【0101】ステップS54では、算出された電流指令
値に応じた電流指令データ、すなわち制御信号φcがモ
ータドライバ3に出力される。
In step S54, current command data corresponding to the calculated current command value, that is, a control signal φc is output to the motor driver 3.

【0102】ステップS55では、位置補正量および周
波数設定値に基づき、電流指令値基本値生成部30にお
いて電流指令値基本値が生成される。
In step S55, the current command value basic value generator 30 generates a current command value basic value based on the position correction amount and the frequency set value.

【0103】ステップS56では、電流指令値1往復振
動がたとえば最大値付近を通過したか否かが判断され
る。すなわち、電流指令値1往復振動が終了したか否か
が判断される。電流指令値1往復振動が終了したと判断
されない場合には、ステップS74にまでジャンプす
る。
In step S56, it is determined whether or not the current command value 1 reciprocating vibration has passed, for example, near the maximum value. That is, it is determined whether the current command value 1 reciprocating vibration has ended. If it is not determined that the current command value 1 reciprocating vibration has ended, the process jumps to step S74.

【0104】一方、ステップS56において、電流指令
値1往復振動が終了したと判断される場合には、ステッ
プS57に進む。
On the other hand, if it is determined in step S56 that the current command value 1 reciprocating vibration has ended, the process proceeds to step S57.

【0105】ステップS57では、リニアモータの電圧
値に対応した信号および電流指令値保持値に基づいて、
ピストン速度の変動波形が計算される。
In step S57, based on the signal corresponding to the voltage value of the linear motor and the current command value holding value,
A fluctuation waveform of the piston speed is calculated.

【0106】具体的には次のようにして計算される。リ
ニアモータの電圧E、電流i、推力定数K、インダクタ
ンスLおよびコイル抵抗Rより、リニアモータのピスト
ンの速度dx/dtは次式で表される。なお、推力定数
K、インダクタンスLおよびコイル抵抗Rの値は、あら
かじめインストールされている値が適用される。 dx/dt=1/K・(E−L・di/dt−Ri) 次にステップS58では、上記ピストン速度の変動波形
に基づいて、ピストン位置の変動波形形状が計算され
る。すなわち、上式を積分することにより、ピストン位
置の変動波形f(t)は、次式で与えられ、図17に示
すように、正弦波に近い波形を描く。 f(t)=∫dx/dt・dt このとき、f(t)の最大振幅の絶対値は1とされる。
More specifically, it is calculated as follows. From the voltage E, current i, thrust constant K, inductance L and coil resistance R of the linear motor, the piston speed dx / dt of the linear motor is expressed by the following equation. In addition, the values of the thrust constant K, the inductance L, and the coil resistance R are pre-installed values. dx / dt = 1 / K ・ (EL-di / dt-Ri) Next, in step S58, a fluctuation waveform shape of the piston position is calculated based on the fluctuation waveform of the piston speed. That is, by integrating the above equation, the fluctuation waveform f (t) of the piston position is given by the following equation, and draws a waveform close to a sine wave as shown in FIG. f (t) = ∫dx / dt · dt At this time, the absolute value of the maximum amplitude of f (t) is 1.

【0107】次にステップS59では、実際のピストン
位置変動波形の振幅の大きさ(倍率a)および中立のず
れ(偏差b)が推定される。すなわち、基準ストローク
Std_STに関して、次式を満足する倍率aおよび偏
差bが求められる。 af(t1)+b=af(t1+Tu)+b af(t3)+b=af(t3+Tl)+b ステップS60において、上死点側のカウント値が0を
超えているか否かが判断される。上死点側のカウント値
が0を超えていないと判断される場合には、ステップS
61に進む。このステップS61では、上死点側基準ス
トロークが最大ストローク(上死点側振幅)とされる。
Next, at step S59, the magnitude (magnification a) and the neutral deviation (deviation b) of the actual piston position fluctuation waveform are estimated. That is, with respect to the reference stroke Std_ST, the magnification a and the deviation b satisfying the following equation are obtained. af (t1) + b = af (t1 + Tu) + b af (t3) + b = af (t3 + Tl) + b In step S60, it is determined whether or not the count value on the top dead center side has exceeded zero. If it is determined that the count value on the top dead center side does not exceed 0, step S
Go to 61. In step S61, the top dead center side reference stroke is set to the maximum stroke (top dead center side amplitude).

【0108】一方、ステップS60において、上死点側
のカウント値が0を超えていると判断される場合には、
ステップS62に進む。このステップS62では、上死
点における変位(最大ストローク)が算出される。その
最大ストローク(Max_ST)は次式で表される。 Max_ST=af(t)max−b 次に、ステップS63において、下死点側のカウント値
が0を超えているか否かが判断される。下死点側のカウ
ント値が0を超えていないと判断される場合には、ステ
ップS64に進む。このステップS64では、下死点側
基準ストロークが最小ストローク(下死点側振幅)とさ
れる。
On the other hand, if it is determined in step S60 that the count value on the top dead center side has exceeded 0,
Proceed to step S62. In step S62, the displacement (maximum stroke) at the top dead center is calculated. The maximum stroke (Max_ST) is expressed by the following equation. Max_ST = af (t) max−b Next, in step S63, it is determined whether or not the count value on the bottom dead center side exceeds 0. When it is determined that the count value on the bottom dead center side does not exceed 0, the process proceeds to step S64. In step S64, the bottom dead center reference stroke is set to the minimum stroke (bottom dead center amplitude).

【0109】一方、ステップS63において、下死点側
のカウント値が0を超えていると判断される場合には、
ステップS65に進む。このステップS65では、下死
点における変位(最小ストローク)が算出される。その
最小ストローク(−Max_ST)は次式で表される。 −Max_ST=−af(t)max+b ステップS66では,上死点側振幅と下死点側振幅の大
小関係が比較される。このとき、上死点側振幅の方が下
死点側振幅よりも大きい場合には、ステップS67に進
む。
On the other hand, if it is determined in step S63 that the count value on the bottom dead center side has exceeded 0,
Proceed to step S65. In step S65, the displacement (minimum stroke) at the bottom dead center is calculated. The minimum stroke (-Max_ST) is represented by the following equation. -Max_ST = -af (t) max + b In step S66, the magnitude relationship between the top dead center side amplitude and the bottom dead center side amplitude is compared. At this time, if the top dead center side amplitude is larger than the bottom dead center side amplitude, the process proceeds to step S67.

【0110】ステップS67では、振幅中立位置制御部
35によりシフト量の補正量として負の補正量が設定さ
れる。
In step S67, the amplitude neutral position control unit 35 sets a negative correction amount as the shift amount correction amount.

【0111】次のステップS68では、最大振幅として
上死点側振幅が設定される。一方、ステップS66にお
いて、上死点側振幅の方が下死点側振幅よりも小さい場
合には、ステップS69に進む。
In the next step S68, the top dead center side amplitude is set as the maximum amplitude. On the other hand, when the top dead center side amplitude is smaller than the bottom dead center side amplitude in step S66, the process proceeds to step S69.

【0112】ステップS69では、振幅中立位置制御部
35によりシフト量の補正量として正の補正量が設定さ
れる。
In step S69, the amplitude neutral position control unit 35 sets a positive correction amount as the shift amount correction amount.

【0113】次のステップS70では、最大振幅として
下死点側振幅が設定される。ステップS71では、電流
ゲイン制御部34において、最大振幅が目標振幅に一致
するように電流ゲインが制御設定される。
In the next step S70, the bottom dead center side amplitude is set as the maximum amplitude. In step S71, the current gain control section 34 controls and sets the current gain so that the maximum amplitude matches the target amplitude.

【0114】次のステップS72では、上死点側のカウ
ンタがリセットされるとともに、下死点側のカウンタが
リセットされる。次のステップS73では、1周期分の
出力電圧値に対応した信号、電流指令値の保持値が消去
される。次のステップS74では、1周期分の出力電圧
値に対応した信号、電流指令値が順次保持される。
In the next step S72, the counter at the top dead center is reset and the counter at the bottom dead center is reset. In the next step S73, the signal corresponding to the output voltage value for one cycle and the held value of the current command value are deleted. In the next step S74, the signal corresponding to the output voltage value for one cycle and the current command value are sequentially held.

【0115】次のステップS75では、ピストンの変位
が上死点側基準ストロークを超えているか否かが判断さ
れる。ピストンの変位が上死点側基準ストロークを超え
ていると判断される場合には、ステップS76に進み、
上死点側カウンタがインクリメントされる。
In the next step S75, it is determined whether or not the displacement of the piston exceeds the top dead center side reference stroke. When it is determined that the displacement of the piston exceeds the top dead center side reference stroke, the process proceeds to step S76,
The top dead center counter is incremented.

【0116】一方、ステップS75において、ピストン
の変位が上死点側基準ストロークを超えていると判断さ
れない場合には、ステップS76を実行することなくス
テップS77に進む。
On the other hand, if it is determined in step S75 that the displacement of the piston has not exceeded the top dead center reference stroke, the process proceeds to step S77 without executing step S76.

【0117】ステップS77では、ピストンの変位が下
死点側基準ストロークを超えているか否かが判断され
る。ピストンの変位が下死点側基準ストロークを超えて
いると判断される場合には、ステップS78に進み、下
死点側カウンタがインクリメントされる。
In step S77, it is determined whether or not the displacement of the piston exceeds the lower dead center side reference stroke. When it is determined that the displacement of the piston exceeds the bottom dead center side reference stroke, the process proceeds to step S78, and the bottom dead center side counter is incremented.

【0118】一方、ステップS77において、ピストン
の変位が上死点側基準ストロークを超えていると判断さ
れない場合には、ステップS78を実行することなくス
テップS79に進む。
On the other hand, if it is determined in step S77 that the displacement of the piston has not exceeded the top dead center reference stroke, the flow advances to step S79 without executing step S78.

【0119】ステップS79では、電流指令値1往復振
動がたとえば最小値付近を通過したか否かが判断され
る。すなわち、電流指令値1往復振動が終了したか否か
が判断される。電流指令値1往復振動が終了したと判断
されない場合には、ステップS86までジャンプする。
In step S79, it is determined whether the current command value 1 reciprocating vibration has passed, for example, near the minimum value. That is, it is determined whether the current command value 1 reciprocating vibration has ended. If it is not determined that the current command value 1 reciprocating vibration has ended, the process jumps to step S86.

【0120】一方、ステップS79において、電流指令
値1往復振動が終了したと判断される場合には、ステッ
プS80に進む。
On the other hand, if it is determined in step S79 that the reciprocating vibration of the current command value 1 has been completed, the process proceeds to step S80.

【0121】ステップS80では、電流・位置位相差検
出部33において、電流指令値とタイミングデータとの
位相差が検出される。
In step S80, the current / position phase difference detector 33 detects the phase difference between the current command value and the timing data.

【0122】次のステップS81では、位相制御のカウ
ント値がインクリメントされる。ステップS82では、
位相制御のカウント値が設定値に到達したか否かが判断
される。位相制御のカウント値が設定値に到達したと判
断されない場合には、ステップS86にジャンプする。
In the next step S81, the count value of the phase control is incremented. In step S82,
It is determined whether or not the phase control count value has reached the set value. If it is not determined that the count value of the phase control has reached the set value, the process jumps to step S86.

【0123】一方、ステップS82において、位相制御
のカウント値が設定値に到達したと判断される場合に
は、ステップS83に進む。
If it is determined in step S82 that the phase control count value has reached the set value, the flow advances to step S83.

【0124】ステップS83では、電流指令値とタイミ
ングデータとの位相差が許容値の範囲内か否かが判断さ
れる。電流指令値とタイミングデータとの位相差が許容
値の範囲内でないと判断される場合には、ステップS8
4に進む。
In step S83, it is determined whether or not the phase difference between the current command value and the timing data is within a range of an allowable value. If it is determined that the phase difference between the current command value and the timing data is not within the range of the allowable value, step S8
Proceed to 4.

【0125】ステップS84では、周波数制御部36に
おいて、位相差がなくなるように電流指令値基本値生成
部30で用いられる角周波数が補正される。
In step S84, the frequency controller 36 corrects the angular frequency used in the current command value basic value generator 30 so that the phase difference is eliminated.

【0126】一方、ステップS83において、電流指令
値とタイミングデータとの位相差が許容値の範囲内であ
ると判断される場合には、ステップS84を実行するこ
となくステップS85に進む。
On the other hand, if it is determined in step S83 that the phase difference between the current command value and the timing data is within the range of the allowable value, the process proceeds to step S85 without executing step S84.

【0127】ステップS85では、位相制御のカウント
値がリセットされる。次のステップS86では、制御手
続を終了するか否かが判断される。制御手続を終了する
場合には、手続が終了する。
In step S85, the count value of the phase control is reset. In the next step S86, it is determined whether to end the control procedure. If the control procedure ends, the procedure ends.

【0128】このリニアコンプレッサによれば、ピスト
ンの変位に対応した波形としてリニアモータの出力電圧
等に基づいた振動波形を求め、所定のストローク位置に
おける振動波形の変位と、その振動波形の最大振幅との
関係に基づいてピストン部の最大ストロークが算出され
る。すなわち、ピストンの連続的な変位を検出すること
なく、最大ストロークを算出することができる。
According to this linear compressor, a vibration waveform based on the output voltage of the linear motor is obtained as a waveform corresponding to the displacement of the piston, and the displacement of the vibration waveform at a predetermined stroke position and the maximum amplitude of the vibration waveform are determined. The maximum stroke of the piston portion is calculated based on the relationship. That is, the maximum stroke can be calculated without detecting the continuous displacement of the piston.

【0129】しかもこの場合、振動波形がリニアモータ
の少なくとも出力電圧に基づいていることで、実施の形
態1において説明したピストンの変位を正弦波で近似す
るよりも、さらに正確な最大ストロークを算出すること
ができる。
Furthermore, in this case, since the vibration waveform is based on at least the output voltage of the linear motor, a more accurate maximum stroke is calculated than the approximation of the displacement of the piston described in the first embodiment with a sine wave. be able to.

【0130】なお、この実施の形態では、センサとして
ピストンのストローク中心を挟んで所定のストローク位
置にそれぞれマグネットを配置させたが、いずれか一方
にのみマグネットを配置させてもよい。その場合には、
偏差bはないものとして取扱うことで、より簡単に最大
ストロークを求めることができる。
In this embodiment, the magnets are arranged at predetermined stroke positions with respect to the center of the stroke of the piston as a sensor, but the magnets may be arranged only at one of them. In that case,
By treating as if there is no deviation b, the maximum stroke can be obtained more easily.

【0131】また、各実施の形態では、リニアコンプレ
ッサとして2ピストン型のものを例に挙げたが、1ピス
トン型のリニアコンプレッサにも同様に適用することが
できる。
In each embodiment, a two-piston type linear compressor is described as an example, but the present invention can be similarly applied to a one-piston type linear compressor.

【0132】さらに、各実施の形態において説明したリ
ニアモータのストロークを制御する装置あるいはその制
御方法は、リニアコンプレッサのリニアモータに限られ
ず、広くリニアモータのストローク制御に適用すること
ができる。
Further, the apparatus or method for controlling the stroke of the linear motor described in each of the embodiments is not limited to the linear motor of the linear compressor, and can be widely applied to the stroke control of the linear motor.

【0133】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【0134】[0134]

【発明の効果】本発明に係るリニアモータの駆動制御装
置の第1の局面によれば、ピストン部の連続的な変位を
検出しなくても、ピストン部の変位を正弦波で近似し、
所定のストローク位置を超えている超過時間を求めるこ
とで、ピストン部の最大ストロークを算出することがで
きる。そして、算出された最大ストロークに基づいてピ
ストン部を駆動制御することで、リニアコンプレッサの
能力を最大限に引き出すことができる。しかも、センサ
部としては、比較的安価なものを用いることができて、
コストの削減も図ることができる。
According to the first aspect of the drive control apparatus for a linear motor according to the present invention, the displacement of the piston is approximated by a sine wave without detecting the continuous displacement of the piston,
The maximum stroke of the piston portion can be calculated by calculating the excess time exceeding the predetermined stroke position. By controlling the drive of the piston based on the calculated maximum stroke, the capacity of the linear compressor can be maximized. In addition, a relatively inexpensive sensor can be used,
Cost can be reduced.

【0135】上記の超過時間(T)は、ピストン部が一
方の死点に向かって駆動する際に、所定の部位が所定の
ストローク位置を通過する時刻と、ピストン部が一方の
死点を経て、他方の死点に向かって駆動する際に、再び
所定の部位が所定のストローク位置を通過する時刻との
差として検出されることが好ましい。また、最大ストロ
ーク(Max_ST)は、ピストン部の変位を正弦波で
近似することで、超過時間(T)、リニアモータの振動
数(f)および所定のストローク位置の大きさ(Std
_ST)に基づき、次の式、 Max_ST=Std_ST/sin(π/2−T・π
・f) より算出されることが好ましい。
The above-mentioned excess time (T) is determined by the time when a predetermined portion passes through a predetermined stroke position when the piston portion is driven toward one dead center, and when the piston portion passes through one dead center. When driving toward the other dead center, it is preferable that the difference be detected as a difference from the time when the predetermined portion passes through the predetermined stroke position again. The maximum stroke (Max_ST) is obtained by approximating the displacement of the piston portion with a sine wave to obtain the excess time (T), the frequency of the linear motor (f), and the size of the predetermined stroke position (Std).
_ST), and the following equation: Max_ST = Std_ST / sin (π / 2−T · π
F) It is preferably calculated from:

【0136】本発明に係るリニアモータの駆動制御装置
の第2の局面によれば、ピストン部の連続的な変位を検
出することなく、ピストン部の変位に対応した波形とし
て振動波形を求め、所定のストローク位置における振動
波形の変位と、その振動波形の最大振幅とに基づいてピ
ストン部の最大ストロークが算出される。しかも、この
振動波形がリニアモータの少なくとも出力電圧に基づい
ていることで、より正確な最大ストロークを算出するこ
とができる。
According to the second aspect of the drive control apparatus for a linear motor according to the present invention, a vibration waveform is obtained as a waveform corresponding to the displacement of the piston without detecting the continuous displacement of the piston. Is calculated based on the displacement of the vibration waveform at the stroke position and the maximum amplitude of the vibration waveform. Moreover, since this vibration waveform is based on at least the output voltage of the linear motor, a more accurate maximum stroke can be calculated.

【0137】上記の振動波形は、リニアモータの電圧等
に基づいたピストン部の速度波形を積分することにより
算出されることが好ましい。また、最大ストロークは、
ピストン部が一方の死点に向かって駆動する際に、所定
の部位が所定のストローク位置を通過する第1の時刻に
おける変位と、ピストン部が一方の死点を経て、他方の
死点に向かって駆動する際に、再び所定の部位が所定の
ストローク位置を通過する第2の時刻における変位とを
求め、所定のストローク位置の大きさ、その変位、振動
波形における最大振幅に基づいて算出されることが好ま
しい。これにより、容易に正確な最大ストロークを算出
することができる。
The above-mentioned vibration waveform is preferably calculated by integrating the velocity waveform of the piston portion based on the voltage of the linear motor and the like. The maximum stroke is
When the piston portion is driven toward one dead center, a displacement at a first time when a predetermined portion passes through a predetermined stroke position, and the piston portion passes through one dead center and moves toward the other dead center. When the actuator is driven, the displacement at the second time when the predetermined portion passes through the predetermined stroke position is obtained again, and is calculated based on the magnitude of the predetermined stroke position, the displacement thereof, and the maximum amplitude in the vibration waveform. Is preferred. Thus, an accurate maximum stroke can be easily calculated.

【0138】ストローク算出部は、ピストン部のストロ
ーク中心からのズレをさらに求めることにより、最大ス
トロークを算出することで、さらに精度の高い最大スト
ロークを算出することができる。
The stroke calculating section calculates the maximum stroke by further calculating the deviation from the stroke center of the piston section, so that a more accurate maximum stroke can be calculated.

【0139】上述したセンサ部は、ピストン部の所定の
部位に設けられたマグネット部と、所定のストローク位
置に設けられ、そのマグネット部の磁界を検出する磁気
検出部とを含んでいることで、マグネット部の磁界を磁
気検出部で検出することにより、ピストン部の所定の部
位が所定のストローク位置近傍を通過したことを容易に
検出することができる。
The above-described sensor section includes a magnet section provided at a predetermined portion of the piston section and a magnetism detection section provided at a predetermined stroke position and detecting a magnetic field of the magnet section. By detecting the magnetic field of the magnet part by the magnetic detection part, it is possible to easily detect that a predetermined part of the piston part has passed near a predetermined stroke position.

【0140】本発明に係るリニアモータの駆動制御方法
の第1の局面によれば、ピストン部の変位を正弦波で近
似し、所定のストローク位置を超えている超過時間を求
めることで、ピストン部の連続的な変位を検出すること
なく、ピストン部の最大ストロークを容易に算出するこ
とができる。そして、算出された最大ストロークに応じ
て、リニアモータを制御することで、リニアモータの能
力を最大限に引き出すことができる。
According to the first aspect of the drive control method of the linear motor according to the present invention, the displacement of the piston is approximated by a sine wave, and the excess time exceeding the predetermined stroke position is determined. The maximum stroke of the piston portion can be easily calculated without detecting the continuous displacement of the piston. Then, by controlling the linear motor in accordance with the calculated maximum stroke, the capability of the linear motor can be maximized.

【0141】本発明に係るリニアモータの駆動制御方法
の第2の局面によれば、ピストン部の変位に対応した波
形としてリニアモータの少なくとも出力電圧に基づいた
振動波形を求め、所定のストローク位置における振動波
形の変位とその振動波形の最大振幅とに基づいてピスト
ン部のより正確な最大ストロークを、ピストン部の連続
的な変位を検出することなく容易に算出することができ
る。そして、算出された最大ストロークに応じて、リニ
アモータを制御することで、リニアモータの能力をより
最大限に引き出すことができる。
According to the second aspect of the linear motor drive control method according to the present invention, a vibration waveform based on at least the output voltage of the linear motor is obtained as a waveform corresponding to the displacement of the piston portion, and the vibration waveform at a predetermined stroke position is obtained. A more accurate maximum stroke of the piston portion can be easily calculated based on the displacement of the vibration waveform and the maximum amplitude of the vibration waveform without detecting continuous displacement of the piston portion. Then, by controlling the linear motor in accordance with the calculated maximum stroke, it is possible to maximize the performance of the linear motor.

【0142】センサ部としては、上述したように、ピス
トン部の所定の部位に設けられたマグネット部と、所定
のストローク位置に設けられ、そのマグネット部の磁界
を検出する磁気検出部とを含んでいることが好ましい。
As described above, the sensor section includes a magnet section provided at a predetermined portion of the piston section, and a magnetic detection section provided at a predetermined stroke position and detecting a magnetic field of the magnet section. Is preferred.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1または2に係るリニア
コンプレッサの一縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a linear compressor according to Embodiment 1 or 2 of the present invention.

【図2】 実施の形態1に係るリニアコンプレッサの駆
動制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a drive control device for the linear compressor according to the first embodiment.

【図3】 同実施の形態において、図2に示す制御回路
のブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram of a control circuit shown in FIG. 2 in the embodiment.

【図4】 同実施の形態において、制御回路の動作を示
すフローチャートの第1の図である。
FIG. 4 is a first diagram of a flowchart showing an operation of the control circuit in the embodiment.

【図5】 同実施の形態において、制御回路の動作を示
すフローチャートの第2の図である。
FIG. 5 is a second diagram of a flowchart showing the operation of the control circuit in the embodiment.

【図6】 同実施の形態において、制御回路の動作を示
すフローチャートの第3の図である。
FIG. 6 is a third diagram of a flowchart showing the operation of the control circuit in the embodiment.

【図7】 同実施の形態において、制御回路の動作を示
すフローチャートの第4の図である。
FIG. 7 is a fourth diagram of the flowchart showing the operation of the control circuit in the embodiment.

【図8】 同実施の形態において、最大ストロークを算
出する手続を示す第1の図である。
FIG. 8 is a first diagram showing a procedure for calculating a maximum stroke in the embodiment.

【図9】 同実施の形態において、最大ストロークを算
出する手続を示す第2の図である。
FIG. 9 is a second diagram showing a procedure for calculating a maximum stroke in the embodiment.

【図10】 実施の形態2に係るリニアコンプレッサの
駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a drive control device for a linear compressor according to a second embodiment.

【図11】 同実施の形態において、図10に示す制御
回路のブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram of a control circuit shown in FIG. 10 in the embodiment.

【図12】 同実施の形態において、制御回路の動作を
示すフローチャートの第1の図である。
FIG. 12 is a first diagram of a flowchart showing an operation of the control circuit in the embodiment.

【図13】 同実施の形態において、制御回路の動作を
示すフローチャートの第2の図である。
FIG. 13 is a second diagram of the flowchart showing the operation of the control circuit in the embodiment.

【図14】 同実施の形態において、制御回路の動作を
示すフローチャートの第3の図である。
FIG. 14 is a third diagram of a flowchart showing the operation of the control circuit in the embodiment.

【図15】 同実施の形態において、制御回路の動作を
示すフローチャートの第4の図である。
FIG. 15 is a fourth diagram of the flowchart showing the operation of the control circuit in the embodiment.

【図16】 同実施の形態において、制御回路の動作を
示すフローチャートの第5の図である。
FIG. 16 is a fifth diagram of the flowchart showing the operation of the control circuit in the embodiment.

【図17】 同実施の形態において、最大ストロークを
算出する手続を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a procedure for calculating a maximum stroke in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 リニアコンプレッサ、2 駆動制御装置、3 モー
タドライバ、4 有無検出センサ、5 制御回路、6
センサ信号処理回路、30 電流指令値基本値生成部、
31 電流指令値生成部、32 上下死点検出部、33
電流・位置位相差検出部、34 電流ゲイン制御部、
35 振幅中立位置制御部、36 周波数制御部。
1 linear compressor, 2 drive control device, 3 motor driver, 4 presence / absence detection sensor, 5 control circuit, 6
Sensor signal processing circuit, 30 current command value basic value generation unit,
31 current command value generator, 32 vertical dead center detector, 33
Current / position phase difference detector, 34 current gain controller,
35 Amplitude neutral position control unit, 36 Frequency control unit.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リニアモータを有するリニアコンプレッ
サの駆動制御装置であって、 前記リニアモータに連結されたピストン部の所定の部位
が、前記ピストン部のストロークに対して所定のストロ
ーク位置近傍を通過したことを検知するセンサ部と、 前記センサ部に電気的に接続され、前記ピストン部の最
大ストロークを算出するストローク算出部と、 算出された前記最大ストロークに応じて、前記リニアモ
ータを制御するリニアモータ制御部とを備え、 前記ストローク算出部は、 前記ピストン部の変位を正弦波と近似し、前記ピストン
部の所定の部位が前記所定のストローク位置を超えてい
る超過時間を検出し、該超過時間に基づいて近似された
前記正弦波より、前記ピストン部の前記最大ストローク
を算出する、リニアコンプレッサの駆動制御装置。
1. A drive control device for a linear compressor having a linear motor, wherein a predetermined portion of a piston portion connected to the linear motor has passed near a predetermined stroke position with respect to a stroke of the piston portion. A stroke calculating unit that is electrically connected to the sensor unit and calculates a maximum stroke of the piston unit; and a linear motor that controls the linear motor according to the calculated maximum stroke. A control unit, wherein the stroke calculation unit approximates the displacement of the piston unit as a sine wave, detects an excess time in which a predetermined portion of the piston unit exceeds the predetermined stroke position, and detects the excess time. Calculating the maximum stroke of the piston portion from the sine wave approximated based on Motion control device.
【請求項2】 前記超過時間(T)は、 前記ピストン部が一方の死点に向かって駆動する際に、
前記所定の部位が前記所定のストローク位置を通過する
時刻と、前記ピストン部が一方の死点を経て、他方の死
点に向かって駆動する際に、再び前記所定の部位が前記
所定のストローク位置を通過する時刻との差として検出
され、 前記最大ストローク(Max_ST)は、 前記超過時間(T)、前記リニアモータの振動数(f)
および前記所定のストローク位置の大きさ(Std_S
T)に基づき、次の式、 Max_ST=Std_ST/sin(π/2−T・π
・f) より算出される、請求項1記載のリニアコンプレッサの
駆動制御装置。
2. The excess time (T) is determined when the piston portion is driven toward one dead center.
At the time when the predetermined portion passes through the predetermined stroke position, and when the piston portion passes through one dead center and drives toward the other dead center, the predetermined portion again moves to the predetermined stroke position. The maximum stroke (Max_ST) is detected as the difference from the time at which the linear motor passes through, and the frequency (f) of the linear motor.
And the size of the predetermined stroke position (Std_S
T), the following equation: Max_ST = Std_ST / sin (π / 2−T · π
The drive control device for a linear compressor according to claim 1, wherein the drive control device is calculated by: f).
【請求項3】 リニアモータを有するリニアコンプレッ
サの駆動制御装置であって、 前記リニアモータに連結されたピストン部の所定の部位
が、前記ピストン部のストロークに対して所定のストロ
ーク位置近傍を通過したことを検知するセンサ部と、 前記センサ部に電気的に接続され、前記ピストン部の最
大ストロークを算出するストローク算出部と、 算出された前記最大ストロークに応じて、前記リニアモ
ータを制御するリニアモータ制御部とを備え、 前記ストローク算出部は、 前記ピストン部の変位に対応した波形として前記リニア
モータを駆動する少なくとも出力電圧に基づいた振動波
形を求め、前記所定のストローク位置に対応する前記振
動波形の変位と前記振動波形の最大振幅とに基づいて前
記ピストン部の最大ストロークを算出する、リニアコン
プレッサの駆動制御装置。
3. A drive control device for a linear compressor having a linear motor, wherein a predetermined portion of a piston portion connected to the linear motor has passed near a predetermined stroke position with respect to a stroke of the piston portion. A stroke calculating unit that is electrically connected to the sensor unit and calculates a maximum stroke of the piston unit; and a linear motor that controls the linear motor according to the calculated maximum stroke. A control unit, wherein the stroke calculation unit obtains a vibration waveform based on at least an output voltage for driving the linear motor as a waveform corresponding to the displacement of the piston unit, and the vibration waveform corresponding to the predetermined stroke position The maximum stroke of the piston part is calculated based on the displacement of the piston and the maximum amplitude of the vibration waveform. To, the linear compressor driving control device.
【請求項4】 前記振動波形は、 前記リニアモータの電圧、電流、コイル抵抗およびイン
ダクタンスに基づいた前記ピストン部の速度波形を積分
することにより算出され、 前記最大ストロークは、 前記ピストン部が一方の死点に向かって駆動する際に、
前記所定の部位が前記所定のストローク位置を通過する
第1の時刻と、前記ピストン部が一方の死点を経て、他
方の死点に向かって駆動する際に、再び前記所定の部位
が前記所定のストローク位置を通過する第2の時刻とを
求め、 前記振動波形から、前記第1の時刻および前記第2の時
刻における変位をさらに求め、 前記所定のストローク位置の大きさおよび前記変位と、
前記振動波形における最大振幅との関係から算出され
る、請求項3記載のリニアコンプレッサの駆動制御装
置。
4. The vibration waveform is calculated by integrating a velocity waveform of the piston based on a voltage, a current, a coil resistance, and an inductance of the linear motor. When driving towards the dead center,
At a first time when the predetermined portion passes through the predetermined stroke position, and when the piston portion passes through one dead center and drives toward the other dead center, the predetermined portion again returns to the predetermined position. And a displacement at the first time and the second time are further obtained from the vibration waveform, and a magnitude and the displacement of the predetermined stroke position are obtained;
The drive control device for a linear compressor according to claim 3, wherein the drive control device is calculated from a relationship with a maximum amplitude in the vibration waveform.
【請求項5】 前記ストローク算出部は、 前記ピストン部のストローク中心からのずれをさらに求
めることにより、前記最大ストロークを算出する、請求
項4記載のリニアコンプレッサの駆動制御装置。
5. The drive control device for a linear compressor according to claim 4, wherein the stroke calculation unit calculates the maximum stroke by further obtaining a deviation of the piston unit from a stroke center.
【請求項6】 前記センサ部は、 前記ピストン部の前記所定の部位に設けられたマグネッ
ト部と、 前記所定のストローク位置に設けられ、前記マグネット
部の磁界を検出する磁気検出部とを含む、請求項1〜5
のいずれかに記載のリニアコンプレッサの駆動制御装
置。
6. The sensor section includes: a magnet section provided at the predetermined portion of the piston section; and a magnetic detection section provided at the predetermined stroke position and detecting a magnetic field of the magnet section. Claims 1-5
The drive control device for a linear compressor according to any one of the above.
【請求項7】 リニアモータを有するリニアコンプレッ
サの駆動制御方法であって、 センサ部により、前記リニアモータに連結されたピスト
ン部の所定の部位が前記ピストン部のストロークに対し
て、所定のストローク位置近傍を通過したことを検知す
るステップと、 前記ピストン部の変位を正弦波で近似し、前記ピストン
部の所定の部位が前記所定のストローク位置を超えてい
る超過時間を検出し、その超過時間に基づいて前記ピス
トン部の前記最大ストロークを算出するステップと、 算出された前記最大ストロークに応じて、前記リニアモ
ータを制御するステップとを備えた、リニアコンプレッ
サの駆動制御方法。
7. A drive control method for a linear compressor having a linear motor, wherein a predetermined portion of a piston portion connected to the linear motor is positioned at a predetermined stroke position with respect to a stroke of the piston portion by a sensor portion. Detecting the passage of the vicinity, and approximating the displacement of the piston portion with a sine wave, detecting an excess time in which a predetermined portion of the piston portion exceeds the predetermined stroke position, and detecting the excess time. A drive control method for a linear compressor, comprising: calculating the maximum stroke of the piston portion based on the calculated maximum stroke; and controlling the linear motor in accordance with the calculated maximum stroke.
【請求項8】 リニアモータを有するリニアコンプレッ
サの駆動制御方法であって、 センサ部により、前記リニアモータに連結されたピスト
ン部の所定の部位が前記ピストン部のストロークに対し
て、所定のストローク位置近傍を通過したことを検知す
るステップと、 前記ピストン部の変位に対応した波形として前記リニア
モータを駆動する少なくとも出力電圧に基づいた振動波
形を求め、前記所定のストローク位置に対応する振動波
形の変位と、前記振動波形の最大振幅とに基づいて前記
ピストン部の最大ストロークを算出するステップと、 算出された前記最大ストロークに応じて、前記リニアモ
ータを制御するステップとを備えた、リニアコンプレッ
サの駆動制御方法。
8. A drive control method for a linear compressor having a linear motor, wherein a predetermined portion of a piston portion connected to the linear motor is moved at a predetermined stroke position with respect to a stroke of the piston portion by a sensor portion. Detecting that the vehicle has passed the vicinity; and obtaining a vibration waveform based on at least an output voltage for driving the linear motor as a waveform corresponding to the displacement of the piston portion, and displacing the vibration waveform corresponding to the predetermined stroke position. A step of calculating a maximum stroke of the piston portion based on a maximum amplitude of the vibration waveform; and a step of controlling the linear motor in accordance with the calculated maximum stroke. Control method.
【請求項9】 前記センサ部は、 前記ピストン部の前記所定の部位に設けられたマグネッ
ト部と、 前記所定のストローク位置に設けられ、前記マグネット
部の磁界を検出する磁気検出部とを含む、請求項7また
は8に記載のリニアコンプレッサの駆動制御方法。
9. The sensor unit includes: a magnet unit provided at the predetermined portion of the piston unit; and a magnetism detection unit provided at the predetermined stroke position and detecting a magnetic field of the magnet unit. A drive control method for a linear compressor according to claim 7.
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