JP2002161862A - 圧縮機の制御装置及びその制御方法 - Google Patents
圧縮機の制御装置及びその制御方法Info
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 最大負荷条件下で最適の効率で圧縮機を運転
し得る圧縮機の制御装置及びその方法を提供する。 【解決手段】 予め格納された最大ストローク値と実際
のストローク値とを比較し、その比較値によって、予め
格納されたストローク指令値を上記の最大ストローク値
以下に変化させたストローク指令値を出力するか、また
は、上記の予め格納されたストローク指令値をそのまま
出力する最大ストローク値決定部21と、上記の予め格納
されたストローク指令値または上記の変化させたストロ
ーク指令値によって圧縮機内部のモータに与えられる電
圧を受けて圧縮機のストロークを変化させ、この変化さ
せたストロークによってピストンの上、下運動を調節し
て冷凍能力を調節するリニア圧縮機24と、電圧／電流検
出部26と、ストローク計算部25と、ストローク制御器23
と、を包含して圧縮機の制御装置を構成する。
し得る圧縮機の制御装置及びその方法を提供する。 【解決手段】 予め格納された最大ストローク値と実際
のストローク値とを比較し、その比較値によって、予め
格納されたストローク指令値を上記の最大ストローク値
以下に変化させたストローク指令値を出力するか、また
は、上記の予め格納されたストローク指令値をそのまま
出力する最大ストローク値決定部21と、上記の予め格納
されたストローク指令値または上記の変化させたストロ
ーク指令値によって圧縮機内部のモータに与えられる電
圧を受けて圧縮機のストロークを変化させ、この変化さ
せたストロークによってピストンの上、下運動を調節し
て冷凍能力を調節するリニア圧縮機24と、電圧／電流検
出部26と、ストローク計算部25と、ストローク制御器23
と、を包含して圧縮機の制御装置を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮機（Compress
or）に係るもので、詳しくは、最大負荷条件下で最適効
率に圧縮機を起動し得る圧縮機の制御装置及びその方法
に関するものである。
or）に係るもので、詳しくは、最大負荷条件下で最適効
率に圧縮機を起動し得る圧縮機の制御装置及びその方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、リニア圧縮機（Linear Compre
ssor）は、回転運動を直線運動に変換させるクランクシ
ャフト（Crankshaft）を有しないため摩擦損失が小さ
く、よって、他の圧縮機よりも圧縮効率が高い。
ssor）は、回転運動を直線運動に変換させるクランクシ
ャフト（Crankshaft）を有しないため摩擦損失が小さ
く、よって、他の圧縮機よりも圧縮効率が高い。
【０００３】特に、前記リニア圧縮機を冷蔵庫やエアコ
ン等に用いる場合、リニア圧縮機の制御装置を利用して
そのリニア圧縮機に入力される電圧を変えるとリニア圧
縮機の圧縮比が変えられるので、冷凍能力（Freezing
Capacity）を制御することができる。
ン等に用いる場合、リニア圧縮機の制御装置を利用して
そのリニア圧縮機に入力される電圧を変えるとリニア圧
縮機の圧縮比が変えられるので、冷凍能力（Freezing
Capacity）を制御することができる。
【０００４】このような従来のリニア圧縮機の制御装置
においては、図4に示したように、ストローク指令値（S
troke Reference Value）によって圧縮機の内部のモ
ータに与えられる電圧入力を受けて内部のストローク
（Stroke、未図示）を可変にし、この可変にされたスト
ロークによってピストン（未図示）の上、下方向往復運
動を調節して冷凍能力を調節するリニア圧縮機13と、前
記のストロークの変化に伴って変化してリニア圧縮機13
に入力される電圧及び電流を検出する電圧／電流検出部
15と、この検出された電圧および電流によりストローク
を計算するストローク計算部14と、この計算されたスト
ロークと前記のストローク指令値とが入力され、それら
を比較してその比較値を出力する比較器11と、この比較
値に応じて前記のモータに入力される電圧を変化（増加
または減少）させるストローク制御器12と、により構成
されていた。
においては、図4に示したように、ストローク指令値（S
troke Reference Value）によって圧縮機の内部のモ
ータに与えられる電圧入力を受けて内部のストローク
（Stroke、未図示）を可変にし、この可変にされたスト
ロークによってピストン（未図示）の上、下方向往復運
動を調節して冷凍能力を調節するリニア圧縮機13と、前
記のストロークの変化に伴って変化してリニア圧縮機13
に入力される電圧及び電流を検出する電圧／電流検出部
15と、この検出された電圧および電流によりストローク
を計算するストローク計算部14と、この計算されたスト
ロークと前記のストローク指令値とが入力され、それら
を比較してその比較値を出力する比較器11と、この比較
値に応じて前記のモータに入力される電圧を変化（増加
または減少）させるストローク制御器12と、により構成
されていた。
【０００５】以下、このように構成された従来のリニア
圧縮機の制御装置の動作について説明する。
圧縮機の制御装置の動作について説明する。
【０００６】先ず、リニア圧縮機13は、使用者により設
定されたストローク指令値によってモータに与えられる
電圧入力を受けてストロークを可変にし、この可変にさ
れたストロークによってピストンの上、下往復運動を可
変にして冷凍能力を調節する。ここで、ストロークと
は、リニア圧縮機13内のピストンが往復運動する距離を
意味する。
定されたストローク指令値によってモータに与えられる
電圧入力を受けてストロークを可変にし、この可変にさ
れたストロークによってピストンの上、下往復運動を可
変にして冷凍能力を調節する。ここで、ストロークと
は、リニア圧縮機13内のピストンが往復運動する距離を
意味する。
【０００７】次いで、前記のモータのストロークが変化
すると、電圧／電流検出部15は、変化するストロークに
伴って変化してリニア圧縮機13に入力される電圧及び電
流を検出し、この検出された電圧及び電流をストローク
計算部14に出力する。
すると、電圧／電流検出部15は、変化するストロークに
伴って変化してリニア圧縮機13に入力される電圧及び電
流を検出し、この検出された電圧及び電流をストローク
計算部14に出力する。
【０００８】次いで、ストローク計算部14は、前記の検
出された電圧及び電流を利用して実際のストロークを計
算するが、このとき、この実際のストロークは、前記の
モータのインダクタンス及びモータ定数が予め与えら
れ、前記の電流及びモータの両端間の電圧が検出される
と、前記のピストンの速度（Velocity）及び実際のスト
ローク（Stroke）は次式（1）により計算することがで
きる。
出された電圧及び電流を利用して実際のストロークを計
算するが、このとき、この実際のストロークは、前記の
モータのインダクタンス及びモータ定数が予め与えら
れ、前記の電流及びモータの両端間の電圧が検出される
と、前記のピストンの速度（Velocity）及び実際のスト
ローク（Stroke）は次式（1）により計算することがで
きる。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、Vmは、前記のモータの両端に印加
された電圧、iはモータに流入する電流、Lはモータのイ
ンダクタンス、αはモータ定数、をそれぞれ示す。な
お、このモータ定数とは、電気的な力を機械的な力に変
換するモータの定数値であり、この定数値はモータを設
計する時に決定される値である。
された電圧、iはモータに流入する電流、Lはモータのイ
ンダクタンス、αはモータ定数、をそれぞれ示す。な
お、このモータ定数とは、電気的な力を機械的な力に変
換するモータの定数値であり、この定数値はモータを設
計する時に決定される値である。
【００１１】次いで、比較器11は、前記のストローク指
令値と、ストローク計算部14により計算された実際のス
トローク値（Stroke Value）からの入力を受け、それ
らを比較した比較値をストローク制御器12に与える。
令値と、ストローク計算部14により計算された実際のス
トローク値（Stroke Value）からの入力を受け、それ
らを比較した比較値をストローク制御器12に与える。
【００１２】次いで、ストローク制御器12は、前記の比
較値に応じて前記のモータに入力される電圧を可変に
し、この可変電圧をリニア圧縮機13に出力する。
較値に応じて前記のモータに入力される電圧を可変に
し、この可変電圧をリニア圧縮機13に出力する。
【００１３】即ち、ストローク制御器12は、ストローク
計算部14により計算された実際のストローク値が前記の
ストローク指令値よりも小さいと、前記のモータに入力
される電圧を増加させるが、前記の計算された実際のス
トローク値が前記のストローク指令値よりも大きいと、
前記のモータに入力される電圧を減少させるようになっ
ていた。
計算部14により計算された実際のストローク値が前記の
ストローク指令値よりも小さいと、前記のモータに入力
される電圧を増加させるが、前記の計算された実際のス
トローク値が前記のストローク指令値よりも大きいと、
前記のモータに入力される電圧を減少させるようになっ
ていた。
【００１４】また、従来のリニア圧縮機においては、電
源が最初に印加されるときに最大負荷が発生し、図5に
示したように、例えば、冷蔵庫に最初に電源スイッチを
オンさせてから10分程度経過すると、この冷蔵庫内のリ
ニア圧縮機13に最大負荷が掛かり、その後は徐々に負荷
が減少する。
源が最初に印加されるときに最大負荷が発生し、図5に
示したように、例えば、冷蔵庫に最初に電源スイッチを
オンさせてから10分程度経過すると、この冷蔵庫内のリ
ニア圧縮機13に最大負荷が掛かり、その後は徐々に負荷
が減少する。
【００１５】従って、リニア圧縮機13内部のモータ（未
図示）を設計する時は、一回でも異常運転が発生すると
モータが損傷を受けるため、前記の最大負荷を勘案して
モータを設計する必要があった。
図示）を設計する時は、一回でも異常運転が発生すると
モータが損傷を受けるため、前記の最大負荷を勘案して
モータを設計する必要があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】然るに、このような従
来のリニア圧縮機においては、最大負荷を勘案せずにモ
ータを設計すると、この最大負荷条件下で磁束飽和現象
が連続的に発生してリニア圧縮機が損傷を受ける恐れが
あり、また、前記の最大負荷を勘案してモータを設計す
ると、設計費用が増加し、モータのサイズが大きくなる
という不都合な点があった。
来のリニア圧縮機においては、最大負荷を勘案せずにモ
ータを設計すると、この最大負荷条件下で磁束飽和現象
が連続的に発生してリニア圧縮機が損傷を受ける恐れが
あり、また、前記の最大負荷を勘案してモータを設計す
ると、設計費用が増加し、モータのサイズが大きくなる
という不都合な点があった。
【００１７】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
行われたもので、リニア圧縮機の最大負荷条件下で最適
の効率で圧縮機を運転し得る圧縮機の制御装置及びその
方法を提供することを目的とする。
行われたもので、リニア圧縮機の最大負荷条件下で最適
の効率で圧縮機を運転し得る圧縮機の制御装置及びその
方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明に係る圧縮機の制御装置においては、最
大ストローク値と実際のストローク値とを比較し、この
比較結果に応じて予め格納されたストローク指令値を可
変にしてこの可変にされたストローク指令値を出力する
最大ストローク値決定部と、前記の可変にされたストロ
ーク指令値によって圧縮機の内部のモータに入力される
電圧を制御する圧縮機制御部と、を含んで構成されるこ
とを特徴とする。
るため、本発明に係る圧縮機の制御装置においては、最
大ストローク値と実際のストローク値とを比較し、この
比較結果に応じて予め格納されたストローク指令値を可
変にしてこの可変にされたストローク指令値を出力する
最大ストローク値決定部と、前記の可変にされたストロ
ーク指令値によって圧縮機の内部のモータに入力される
電圧を制御する圧縮機制御部と、を含んで構成されるこ
とを特徴とする。
【００１９】そして、前記の目的を達成するため、本発
明に係る圧縮機の制御方法においては、（a）最大スト
ローク値と実際のストローク値とを比較してこの比較値
を出力する段階と、（b）この比較値によって予め格納
されたストローク指令値を可変にする段階と、（c）こ
の可変にされたストローク指令値によって前記のモータ
に入力される電圧を制御する段階と、を順次行うことを
特徴とする。
明に係る圧縮機の制御方法においては、（a）最大スト
ローク値と実際のストローク値とを比較してこの比較値
を出力する段階と、（b）この比較値によって予め格納
されたストローク指令値を可変にする段階と、（c）こ
の可変にされたストローク指令値によって前記のモータ
に入力される電圧を制御する段階と、を順次行うことを
特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に対
し、図面を用いて説明する。
し、図面を用いて説明する。
【００２１】本発明では、往復動圧縮機（Reciprocatin
g Compressor）の代表的な例としてリニア圧縮機を用
いている。
g Compressor）の代表的な例としてリニア圧縮機を用
いている。
【００２２】本発明に係るリニア圧縮機の制御装置にお
いては、図1に示したように、圧縮機内のモータ（未図
示）に入力される電力入力を受けて、予め格納された最
大ストローク値（Max ST）と実際のストローク値とを
比較し、その比較値によって、予め格納されたストロー
ク指令値（Ref ST）を前記の最大ストローク値（MaxS
T）以下に変化させてこの変化させたストローク指令値
（Var ST）を出力するか、または、前記の予め格納さ
れたストローク指令値（Ref ST）をそのまま出力する
最大ストローク値決定部21と、前記の予め格納されたス
トローク指令値（Ref ST）または前記の変化させたス
トローク指令値（Var ST）によって圧縮機内部のモー
タに与えられる電圧入力を受けて圧縮機のストロークを
変化させ、この変化させたストロークによってピストン
の上、下運動を調節して冷凍能力を調節するリニア圧縮
機24と、前記のストロークの変化に伴って変化してリニ
ア圧縮機24に入力される電圧及び電流を検出する電圧／
電流検出部26と、この検出された電圧及び電流を利用し
て実際のストローク値を計算するストローク計算部25
と、この実際のストローク値と前記の予め格納されたス
トローク指令値（Ref ST）または前記の変化させたス
トローク指令値（Var ST）の入力を受け、それらを比
較して比較値を出力する比較器22と、この比較値によっ
て前記のモータに入力される電圧を変化させるストロー
ク制御器23と、を備えて構成されている。
いては、図1に示したように、圧縮機内のモータ（未図
示）に入力される電力入力を受けて、予め格納された最
大ストローク値（Max ST）と実際のストローク値とを
比較し、その比較値によって、予め格納されたストロー
ク指令値（Ref ST）を前記の最大ストローク値（MaxS
T）以下に変化させてこの変化させたストローク指令値
（Var ST）を出力するか、または、前記の予め格納さ
れたストローク指令値（Ref ST）をそのまま出力する
最大ストローク値決定部21と、前記の予め格納されたス
トローク指令値（Ref ST）または前記の変化させたス
トローク指令値（Var ST）によって圧縮機内部のモー
タに与えられる電圧入力を受けて圧縮機のストロークを
変化させ、この変化させたストロークによってピストン
の上、下運動を調節して冷凍能力を調節するリニア圧縮
機24と、前記のストロークの変化に伴って変化してリニ
ア圧縮機24に入力される電圧及び電流を検出する電圧／
電流検出部26と、この検出された電圧及び電流を利用し
て実際のストローク値を計算するストローク計算部25
と、この実際のストローク値と前記の予め格納されたス
トローク指令値（Ref ST）または前記の変化させたス
トローク指令値（Var ST）の入力を受け、それらを比
較して比較値を出力する比較器22と、この比較値によっ
て前記のモータに入力される電圧を変化させるストロー
ク制御器23と、を備えて構成されている。
【００２３】以下、このように構成された本発明に係る
リニア圧縮機の制御装置の動作について説明する。
リニア圧縮機の制御装置の動作について説明する。
【００２４】先ず、リニア圧縮機24内のモータが初起動
するとき最大負荷が掛からないように、最大ストローク
値決定部21は、予め格納された最大ストローク値（Max
ST）と実際のストローク値の入力を受けてそれらを比
較し、その比較値に応じて、前記の予め格納されたスト
ローク指令値（または、ストローク目標値）（Ref S
T）を前記の最大ストローク値（Max ST）以下に変化さ
せて、この変化させたストローク指令値（Var ST）を
比較器22及びストローク制御器23を介してリニア圧縮機
24に出力する。
するとき最大負荷が掛からないように、最大ストローク
値決定部21は、予め格納された最大ストローク値（Max
ST）と実際のストローク値の入力を受けてそれらを比
較し、その比較値に応じて、前記の予め格納されたスト
ローク指令値（または、ストローク目標値）（Ref S
T）を前記の最大ストローク値（Max ST）以下に変化さ
せて、この変化させたストローク指令値（Var ST）を
比較器22及びストローク制御器23を介してリニア圧縮機
24に出力する。
【００２５】ここで、前記の最大ストローク値（Max S
T）とは、前記のモータに最大負荷が掛かるときにその
モータに入力される電力、電圧、電流、電圧と電流との
位相差、ストローク値と電流との位相差、ストローク値
の速度、及び、加速度中の何れか一つ、または、一つ以
上を検出してそれに基づいて予め格納した値であって、
前記のモータに最大負荷が掛かったとき、ストローク値
が最大変り得る値である。
T）とは、前記のモータに最大負荷が掛かるときにその
モータに入力される電力、電圧、電流、電圧と電流との
位相差、ストローク値と電流との位相差、ストローク値
の速度、及び、加速度中の何れか一つ、または、一つ以
上を検出してそれに基づいて予め格納した値であって、
前記のモータに最大負荷が掛かったとき、ストローク値
が最大変り得る値である。
【００２６】一方、最大ストローク値決定部21は、前記
のモータ（未図示）が初起動した後からは前記の予め格
納されたストローク指令値（Ref ST）をそのまま出力
する。ここで、ストローク指令値（Ref ST）とは、前
記のストロークを所望の目標値に変化させるための値で
あって、基準値を意味する。
のモータ（未図示）が初起動した後からは前記の予め格
納されたストローク指令値（Ref ST）をそのまま出力
する。ここで、ストローク指令値（Ref ST）とは、前
記のストロークを所望の目標値に変化させるための値で
あって、基準値を意味する。
【００２７】次いで、リニア圧縮機24は、前記のモータ
が初起動するときは、前記の変化させたストローク指令
値（Var ST）に応じて前記のモータに与えられる電圧
入力を受けてストロークを変化させ、この変化させたス
トロークによってピストンの上、下運動を調節して冷凍
能力を調節する。
が初起動するときは、前記の変化させたストローク指令
値（Var ST）に応じて前記のモータに与えられる電圧
入力を受けてストロークを変化させ、この変化させたス
トロークによってピストンの上、下運動を調節して冷凍
能力を調節する。
【００２８】一方、前記のモータが初起動した後から
は、リニア圧縮機24は前記のストローク指令値（Ref S
T）に応じてそのモータに与えられる電圧入力を受けて
前記の圧縮機のストロークを変化させ、この変化させた
ストロークによって前記のピストンの上、下運動を調節
して冷凍能力を調節する。
は、リニア圧縮機24は前記のストローク指令値（Ref S
T）に応じてそのモータに与えられる電圧入力を受けて
前記の圧縮機のストロークを変化させ、この変化させた
ストロークによって前記のピストンの上、下運動を調節
して冷凍能力を調節する。
【００２９】次いで、電圧／電流検出部26は、上記のモ
ータに入力される電圧により実際のストローク値が可変
に（増加または減少）されたときのリニア圧縮機24の電
圧及び電流を検出し、この検出された電圧及び電流をス
トローク計算部25に出力する。
ータに入力される電圧により実際のストローク値が可変
に（増加または減少）されたときのリニア圧縮機24の電
圧及び電流を検出し、この検出された電圧及び電流をス
トローク計算部25に出力する。
【００３０】次いで、ストローク計算部25は、電圧／電
流検出部26により検出された電圧及び電流を利用して実
際のストローク値を計算する。
流検出部26により検出された電圧及び電流を利用して実
際のストローク値を計算する。
【００３１】次いで、比較器22は、前記のストローク指
令値とストローク計算部25により計算された実際のスト
ローク値の入力を受け、それらを比較してその比較値を
ストローク制御器23に出力する。
令値とストローク計算部25により計算された実際のスト
ローク値の入力を受け、それらを比較してその比較値を
ストローク制御器23に出力する。
【００３２】次いで、ストローク制御器23は、前記の比
較値に応じて前記のモータに入力される電圧を変化させ
る。即ち、ストローク計算部25により計算された実際の
ストローク値が前記のストローク指令値よりも小さい
と、そのモータに入力される電圧を増加させるが、上記
の計算された実際のストローク値が上記のストローク指
令値よりも大きいと、そのモータに入力される電圧を減
少させる。
較値に応じて前記のモータに入力される電圧を変化させ
る。即ち、ストローク計算部25により計算された実際の
ストローク値が前記のストローク指令値よりも小さい
と、そのモータに入力される電圧を増加させるが、上記
の計算された実際のストローク値が上記のストローク指
令値よりも大きいと、そのモータに入力される電圧を減
少させる。
【００３３】従って、リニア圧縮機24を有する冷蔵庫ま
たはエアコンが最初に起動する時、リニア圧縮機24に入
力されるストローク指令値が、リニア圧縮機24のモータ
が最大負荷である時の最大ストローク値（Max ST）よ
りも常に小さくなるように制御されてリニア圧縮機24の
損傷を防止する。即ち、リニア圧縮機24が損傷を受ける
理由は、圧縮機24内部のモータに能力以上の外部負荷
（最大負荷）が掛かるとき、この最大負荷によりこのモ
ータに供給される電流が継続的に増加して、前記のスト
ロークが急に上昇するため、リニア圧縮機24内部のピス
トンまたはバルブが破損されるか、もしくは、上記のモ
ータが消磁（Demagnetization）されてこのモータ内部
のコイルが焼ける恐れがある。ここで、上記の消磁（De
magnetization）とは、磁石の性質を失うことを意味す
る。
たはエアコンが最初に起動する時、リニア圧縮機24に入
力されるストローク指令値が、リニア圧縮機24のモータ
が最大負荷である時の最大ストローク値（Max ST）よ
りも常に小さくなるように制御されてリニア圧縮機24の
損傷を防止する。即ち、リニア圧縮機24が損傷を受ける
理由は、圧縮機24内部のモータに能力以上の外部負荷
（最大負荷）が掛かるとき、この最大負荷によりこのモ
ータに供給される電流が継続的に増加して、前記のスト
ロークが急に上昇するため、リニア圧縮機24内部のピス
トンまたはバルブが破損されるか、もしくは、上記のモ
ータが消磁（Demagnetization）されてこのモータ内部
のコイルが焼ける恐れがある。ここで、上記の消磁（De
magnetization）とは、磁石の性質を失うことを意味す
る。
【００３４】そこで、このようなリニア圧縮機24の破壊
または消磁現象を防止し得るように構成された本発明に
係るリニア圧縮機の制御方法について、図2を参照して
説明すると次のようである。
または消磁現象を防止し得るように構成された本発明に
係るリニア圧縮機の制御方法について、図2を参照して
説明すると次のようである。
【００３５】先ず、リニア圧縮機24の最大ストローク値
（Max ST）を設定して格納する（S31）。ここで、最大
ストローク値（Max ST）とは、前記のモータに最大負
荷が掛かるとき、圧縮機のストローク値を最大値内に維
持し得るように予め設定して格納した値である。
（Max ST）を設定して格納する（S31）。ここで、最大
ストローク値（Max ST）とは、前記のモータに最大負
荷が掛かるとき、圧縮機のストローク値を最大値内に維
持し得るように予め設定して格納した値である。
【００３６】次いで、ストローク指令値（ストロークを
所望の目標値に変化させるための値）（Ref ST）を所
定値に予め設定して格納する（S32）。
所望の目標値に変化させるための値）（Ref ST）を所
定値に予め設定して格納する（S32）。
【００３７】次いで、前記の最大ストローク値（Max S
T）及びストローク指令値（Ref ST）を利用して第1、
第2ストローク制限値（lim ST-1、lim ST-2）をそれ
ぞれ設定して格納する（S33〜S34）。ここで、上記の第
1ストローク制限値（lim ST-1）は、前記の最大ストロ
ーク値（Max ST）から所定値を減算した値、第2ストロ
ーク制限値（lim ST-2）は、最大ストローク値（Max
ST）から上記の所定値の2倍を減算した値、をそれぞれ
意味する。
T）及びストローク指令値（Ref ST）を利用して第1、
第2ストローク制限値（lim ST-1、lim ST-2）をそれ
ぞれ設定して格納する（S33〜S34）。ここで、上記の第
1ストローク制限値（lim ST-1）は、前記の最大ストロ
ーク値（Max ST）から所定値を減算した値、第2ストロ
ーク制限値（lim ST-2）は、最大ストローク値（Max
ST）から上記の所定値の2倍を減算した値、をそれぞれ
意味する。
【００３８】なお、前記の最大ストローク値（Max S
T）、第1、第2ストローク制限値（limST-1、lim ST-
2）及びストローク指令値（Ref ST）は、リニア圧縮機
24を制御するための制御部（未図示）内のメモリ（未図
示）に格納することができる。
T）、第1、第2ストローク制限値（limST-1、lim ST-
2）及びストローク指令値（Ref ST）は、リニア圧縮機
24を制御するための制御部（未図示）内のメモリ（未図
示）に格納することができる。
【００３９】次いで、リニア圧縮機24内のモータ（未図
示）が初起動すると、前記の最大ストローク値（Max S
T）及び第1、第2ストローク制限値（lim ST-1、lim S
T-2）と実際のストローク値とを比較した後、前記のス
トローク指令値（Ref ST）を変化させて前記のモータ
が最大負荷に到達しないように制御する。即ち、最大負
荷が掛かるときにモータに入力される電力を予め検出し
て格納して置いて、このモータに入力される電力が上記
の最大負荷が掛かるときよりも大きくなるか、または、
小さくなるかを基準にして、リニア圧縮機24の最大負荷
かどうかを判断する。
示）が初起動すると、前記の最大ストローク値（Max S
T）及び第1、第2ストローク制限値（lim ST-1、lim S
T-2）と実際のストローク値とを比較した後、前記のス
トローク指令値（Ref ST）を変化させて前記のモータ
が最大負荷に到達しないように制御する。即ち、最大負
荷が掛かるときにモータに入力される電力を予め検出し
て格納して置いて、このモータに入力される電力が上記
の最大負荷が掛かるときよりも大きくなるか、または、
小さくなるかを基準にして、リニア圧縮機24の最大負荷
かどうかを判断する。
【００４０】例えば、前記の実際のストローク値が前記
の第1ストローク制限値（lim ST-1）よりも大きいかど
うかを判断する（S35）。ここで、実際のストローク値
は電圧／電流検出部26により検出された電圧及び電流に
より計算される。
の第1ストローク制限値（lim ST-1）よりも大きいかど
うかを判断する（S35）。ここで、実際のストローク値
は電圧／電流検出部26により検出された電圧及び電流に
より計算される。
【００４１】上記の判断の結果、前記の実際のストロー
ク値が前記の第1ストローク制限値（lim ST-1）よりも
大きいときは、前記のストローク指令値（Ref ST）を
減少させてリニア圧縮機24の初起動を制御して（S3
6）、前記のモータに入力される電圧／電流を減少させ
る。
ク値が前記の第1ストローク制限値（lim ST-1）よりも
大きいときは、前記のストローク指令値（Ref ST）を
減少させてリニア圧縮機24の初起動を制御して（S3
6）、前記のモータに入力される電圧／電流を減少させ
る。
【００４２】また、上記の判断の結果、前記の実際のス
トローク値が前記の第1ストローク制御値（lim ST-1）
より大きくないときは、次いで、前記の実際のストロー
ク値が前記の第2ストローク制限値（lim ST-2）よりも
小さいかどうかを判断して（S37）、小さいと、前記の
実際のストローク値が前記のストローク指令値（RefS
T）と同様であるかどうかを比較する（S38）。このと
き、前記のストローク指令値（Ref ST）が前記の実際
のストローク値と相異すると、前記のストローク指令値
（Ref ST）を増加させて（S39）、リニア圧縮機24内の
モータに入力される電圧／電流を増加させる。
トローク値が前記の第1ストローク制御値（lim ST-1）
より大きくないときは、次いで、前記の実際のストロー
ク値が前記の第2ストローク制限値（lim ST-2）よりも
小さいかどうかを判断して（S37）、小さいと、前記の
実際のストローク値が前記のストローク指令値（RefS
T）と同様であるかどうかを比較する（S38）。このと
き、前記のストローク指令値（Ref ST）が前記の実際
のストローク値と相異すると、前記のストローク指令値
（Ref ST）を増加させて（S39）、リニア圧縮機24内の
モータに入力される電圧／電流を増加させる。
【００４３】次いで、一般のストローク制御として実際
のストローク値を前記のストローク指令値（Ref ST）
と比較して、前記の実際のストローク値が前記のストロ
ーク指令値（Ref ST）と同様になるようにリニア圧縮
機24内のモータに入力される電圧／電流を変える動作を
反復して行う。
のストローク値を前記のストローク指令値（Ref ST）
と比較して、前記の実際のストローク値が前記のストロ
ーク指令値（Ref ST）と同様になるようにリニア圧縮
機24内のモータに入力される電圧／電流を変える動作を
反復して行う。
【００４４】即ち、前記の計算された実際のストローク
値（Cal ST）が前記のストローク指令値（Ref ST）ま
たは変化（減少）させたストローク指令値（Var ST）よ
りも大きいかどうかを判断して（S41）、大きいと、前
記のモータに入力される電圧／電流を減少させる（S4
2）が、小さいと、そのモータに入力される電圧／電流
を増加させる（S40）。
値（Cal ST）が前記のストローク指令値（Ref ST）ま
たは変化（減少）させたストローク指令値（Var ST）よ
りも大きいかどうかを判断して（S41）、大きいと、前
記のモータに入力される電圧／電流を減少させる（S4
2）が、小さいと、そのモータに入力される電圧／電流
を増加させる（S40）。
【００４５】また、図3は、リニア圧縮機のストローク
を制御するときの本発明と従来技術との最大負荷及び冷
却速度をそれぞれ比較して示したグラフで、波形Aは、
従来のリニア圧縮機の制御装置において、最大負荷（最
大ストローク値）の時、ストローク指令値（Ref ST）
を可変にしない状態を示し、波形Bは、本発明に係るリ
ニア圧縮機の制御装置において、上記のストローク指令
値（Ref ST）を最大負荷（最大ストローク値）以下に
変化させて制御した状態を示したものである。
を制御するときの本発明と従来技術との最大負荷及び冷
却速度をそれぞれ比較して示したグラフで、波形Aは、
従来のリニア圧縮機の制御装置において、最大負荷（最
大ストローク値）の時、ストローク指令値（Ref ST）
を可変にしない状態を示し、波形Bは、本発明に係るリ
ニア圧縮機の制御装置において、上記のストローク指令
値（Ref ST）を最大負荷（最大ストローク値）以下に
変化させて制御した状態を示したものである。
【００４６】即ち、従来のAの場合は、最大負荷である
とき、モータに磁束飽和現象が発生してモータや機構が
損傷を受ける可能性があるが、本発明のBの場合は、ス
トロークが可変にされて、従来のような恐れがない。
とき、モータに磁束飽和現象が発生してモータや機構が
損傷を受ける可能性があるが、本発明のBの場合は、ス
トロークが可変にされて、従来のような恐れがない。
【００４７】即ち、従来は、上記の磁束飽和現象を考慮
して、リニア圧縮機24内のモータに磁束量によってパワ
ーが発生し、このパワーによりリニア圧縮機24の内部の
ピストンが上、下往復運動を行って、モータに流れる電
流量によって上昇する磁束量が多いほど一層大きなパワ
ーを出力するようにされているが、本発明では、モータ
の設計時にこのモータの最大磁束量を決定して、外部か
ら如何に大きな電流が供給されてもモータの磁束量が制
限されるため、電流を継続的に増加させても、磁束量が
増加しない（ピストンを働かせるパワーもそれ以上増加
しない）ように圧縮機のモータが設計される。
して、リニア圧縮機24内のモータに磁束量によってパワ
ーが発生し、このパワーによりリニア圧縮機24の内部の
ピストンが上、下往復運動を行って、モータに流れる電
流量によって上昇する磁束量が多いほど一層大きなパワ
ーを出力するようにされているが、本発明では、モータ
の設計時にこのモータの最大磁束量を決定して、外部か
ら如何に大きな電流が供給されてもモータの磁束量が制
限されるため、電流を継続的に増加させても、磁束量が
増加しない（ピストンを働かせるパワーもそれ以上増加
しない）ように圧縮機のモータが設計される。
【００４８】また、波形Cは、従来技術における冷蔵庫
の冷却速度向上用のモータを適用したときの冷却速度を
示し、波形Dは、本発明に係る制御装置を適用してスト
ロークを可変にしたときの冷却速度を示したもので、図
示されたように、本発明に係る圧縮機の制御装置を利用
してリニア圧縮機24を制御すると、冷蔵庫の冷却速度が
初期起動時には低下するが、初期起動後からは冷蔵庫の
冷却速度が向上するので、モータ設計費用を節減し、モ
ータのサイズを縮小し得るというメリットがある。
の冷却速度向上用のモータを適用したときの冷却速度を
示し、波形Dは、本発明に係る制御装置を適用してスト
ロークを可変にしたときの冷却速度を示したもので、図
示されたように、本発明に係る圧縮機の制御装置を利用
してリニア圧縮機24を制御すると、冷蔵庫の冷却速度が
初期起動時には低下するが、初期起動後からは冷蔵庫の
冷却速度が向上するので、モータ設計費用を節減し、モ
ータのサイズを縮小し得るというメリットがある。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る圧縮
機の制御装置及びその制御方法においては、最大負荷条
件における最大ストローク値よりもストローク指令値を
低く設定して安定的にリニア圧縮機を起動し得るように
構成されるため、前記のリニア圧縮機の損傷を未然に防
止すると共に、モータ設計費用を節減し、モータのサイ
ズを縮小し得るという効果がある。
機の制御装置及びその制御方法においては、最大負荷条
件における最大ストローク値よりもストローク指令値を
低く設定して安定的にリニア圧縮機を起動し得るように
構成されるため、前記のリニア圧縮機の損傷を未然に防
止すると共に、モータ設計費用を節減し、モータのサイ
ズを縮小し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリニア圧縮機の制御装置を示した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明に係るリニア圧縮機の制御方法のフロー
チャートを示す図である。
チャートを示す図である。
【図３】本発明に係るリニア圧縮機の制御装置及び従来
装置を利用してストロークを制御するときの最大負荷及
び冷却速度をそれぞれ比較して示した波形を示す図であ
る。
装置を利用してストロークを制御するときの最大負荷及
び冷却速度をそれぞれ比較して示した波形を示す図であ
る。
【図４】従来リニア圧縮機の制御装置を示したブロック
図である。
図である。
【図５】従来リニア圧縮機が最初起動するときの負荷の
波形を示す図である。
波形を示す図である。
11…比較器 12…ストローク制御器 13…リニア圧縮機 14…ストローク計算部 15…電圧／電流検出部 21…最大ストローク値決定部 22…比較器 23…ストローク制御器 24…リニア圧縮機 25…ストローク計算部 26…電圧／電流検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リー イエ チュン 大韓民国，ソウル，カンナン−ク，ケポ ２−ドン，161，ウーソンパーク ビラ ビー02 (72)発明者 ハン ミン キュ 大韓民国，キュンギー−ド，クワンミョ ン，ハーン−ドン，コチェウンジュゴン アパートメント 1217−1102 (72)発明者 リー チェル ウォン 大韓民国，ソウル，クワナク−ク，シンリ ン ５−ドン，1445−４ Ｆターム(参考） 3H045 AA03 AA08 AA27 BA33 CA00 CA21 CA29 DA05 EA38
Claims (14)
- 【請求項１】 電源の入力を受けてモータを制御する圧
縮機の制御装置であって、 最大ストローク値と実際のストローク値とを比較し、該
比較の結果に応じて予め格納されたストローク指令値を
変化させて該変化させたストローク指令値を出力する最
大ストローク値決定部と、 前記変化させたストローク指令値によって前記圧縮機の
内部のモータに入力される電圧を制御する圧縮機制御部
と、 を含んで構成されることを特徴とする圧縮機の制御装
置。 - 【請求項２】 前記最大ストローク値は、前記モータに
最大負荷が掛かるときに該モータに入力される電力、電
圧、電流、前記電圧と前記電流との位相差、ストローク
値と前記電流との位相差、前記ストローク値の速度及び
加速度中何れか一つ、または、一つ以上を検出した値に
基づいた予め格納した値であることを特徴とする請求項
1記載の圧縮機の制御装置。 - 【請求項３】 前記変化させたストローク指令値は、前
記最大ストローク値以下に変えられることを特徴とする
請求項1記載の圧縮機の制御装置。 - 【請求項４】 前記最大ストローク値決定部は、前記モ
ータが初起動であるときのみ、前記予め格納されたスト
ローク指令値を前記最大ストローク値以下に変えさせる
ことを特徴とする請求項1記載の圧縮機の制御装置。 - 【請求項５】 前記最大ストローク値決定部は、前記ス
トローク指令値をそのまま出力することを特徴とする請
求項1記載の圧縮機の制御装置。 - 【請求項６】 前記圧縮機は、前記モータに入力される
電圧が制御されることでストロークが変えられることを
特徴とする請求項1記載の圧縮機の制御装置。 - 【請求項７】 電源の入力を受けてモータを制御する圧
縮機の制御方法であって、 （a）最大ストローク値と実際のストローク値とを比較
した比較値を出力する段階と、 （b）前記比較値によって予め格納されたストローク指
令値を変化させる段階と、 （c）前記の変化させたストローク指令値によって前記
モータに入力される電圧を制御する段階と、 を順次行うことを特徴とする圧縮機の制御方法。 - 【請求項８】 前記モータは、往復動圧縮機に適用され
ることを特徴とする請求項7記載の圧縮機の制御方法。 - 【請求項９】 前記段階（a）は、 前記最大ストローク値を設定して格納する段階と、 前記ストローク指令値を所定値に設定して格納する段階
と、 前記最大ストローク値及び前記ストローク指令値を利用
して第1及び第2ストローク制限値をそれぞれ設定する段
階と、 前記第1及び第2ストローク制限値と前記実際のストロー
ク値とを比較した比較値を出力する段階と、 を順次行うことを特徴とする請求項7記載の圧縮機の制
御方法。 - 【請求項１０】 前記段階（b）は、 前記実際のストローク値が前記第1ストローク制限値よ
りも大きいと、前記ストローク指令値を減少させる段階
と、 前記実際のストローク値が前記第2ストローク制限値よ
りも小さいと、前記ストローク指令値を増加させる段階
と、 を順次行うことを特徴とする請求項9記載の圧縮機の制
御方法。 - 【請求項１１】 前記第1ストローク制限値は、前記最
大ストローク値から所定値を減算した値であることを特
徴とする請求項9記載の圧縮機の制御方法。 - 【請求項１２】 前記第2ストローク制限値は、前記最
大ストローク値から所定値を減算した値であることを特
徴とする請求項9記載の圧縮機の制御方法。 - 【請求項１３】 前記段階（c）は、 前記実際のストローク値と前記ストローク指令値とを比
較する段階と、 前記実際のストローク値が前記ストローク指令値よりも
大きいと、前記モータに入力される電圧を減少させる
が、前記実際のストローク値が前記ストローク指令値よ
りも小さいと、前記モータに入力される電圧を増加させ
る段階と、 を順次行うことを特徴とする請求項7記載の圧縮機の制
御方法。 - 【請求項１４】 前記最大ストローク値は、前記モータ
に最大負荷が掛かるときに該モータに入力される電力、
電圧、電流、前記電圧と前記電流との位相差、ストロー
ク値と前記電流との位相差、ストローク値の速度及び加
速度中何れか一つ、または、一つ以上を予め検出して格
納した値に基づいたストローク値であることを特徴とす
る請求項7記載の圧縮機の制御方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0071300A KR100367604B1 (ko) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 리니어 컴프레샤의 스트로크 제어방법 |
| KR71300/2000 | 2000-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3718151B2 JP3718151B2 (ja) | 2005-11-16 |
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ID=19701982
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001283733A Expired - Fee Related JP3718151B2 (ja) | 2000-11-28 | 2001-09-18 | 圧縮機の制御装置及びその制御方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| KR (1) | KR100367604B1 (ja) |
| CN (1) | CN1196861C (ja) |
| DE (1) | DE10144622B4 (ja) |
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