JP2003172268A - リニア圧縮機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

リニア圧縮機の制御装置及び制御方法

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JP2003172268A JP2002258150A JP2002258150A JP2003172268A JP 2003172268 A JP2003172268 A JP 2003172268A JP 2002258150 A JP2002258150 A JP 2002258150A JP 2002258150 A JP2002258150 A JP 2002258150A JP 2003172268 A JP2003172268 A JP 2003172268A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 別のセンサーなしにリニア圧縮機ピストンの
上死点に対するトップクリアランスを制御することによ
り、リニア圧縮機ピストンの衝突を防止して運転効率を
向上させることができるリニア圧縮機の制御装置及び制
御方法を提供する。 【解決手段】 前記装置は、リニア圧縮機に供給される
電圧を検出する電圧検出部と、前記リニア圧縮機に供給
される電流を検出する電流検出部と、電圧出力信号を用
いてピストンとバルブが衝突したかを決定し、ピストン
とバルブが衝突するとピストンの振幅を制御する制御部
と、制御部の制御によりピストンの振幅を制御する圧縮
機駆動部とを含み、前記方法は、リニア圧縮機の入力電
圧に応じてリニア圧縮機の最大通電角を設定する段階
と、リニア圧縮機の運転パターンと消費電流に応じて、
前記設定された通電角を調整する段階とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リニア圧縮機の作
動の際、ピストンの衝突を防止して作動効率を向上させ
ることができるリニア圧縮機の制御装置及び制御方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のリニア圧縮機の制御装置を
説明するブロック図である。同図に示すように、位置を
検出しようとする機構に連動して動作する磁性体コア１
０と、コア１０の外側に対称に巻線される第１コイル１
２及び第２コイル１３と、第１コイル１２及び第２コイ
ル１３に誘導される電圧によってコア１０の位置変化を
検出して出力する信号処理部２０とからなる。
【０００３】前記信号処理部２０は、第１コイル１２に
誘導される電圧を電波整流する第１電波整流部２１と、
第２コイル１３に誘導される電圧を電波整流する第２電
波整流部２２と、第１電波整流部２１及び第２整流部２
２により電波整流された電圧の差を増幅する差動増幅部
２３と、差動増幅部２３の出力信号から高周波成分を除
去するフィルタ部２４と、フィルタ部２４から出力され
た信号の最高値と最低値を検出してマイコン３０に伝送
するピーク感知部２５とからなる。
【０００４】前記のような従来の構成による動作は次の
ようである。外部から数ｋＨｚの周波数を有する交流電
源が第１コイル１２及び第２コイル１３に印加される状
態で、位置を検出しようとする機構の位置変動によりコ
ア１０の位置が変動すると、前記コア１０の位置変動に
比例する電圧が第１コイル１２及び第２コイル１３に誘
導される。第１コイル１２及び第２コイル１３にそれぞ
れ誘導された電圧は第１電波整流部２１及び第２電波整
流部２２で電波整流され、差動増幅部２３の入力端にそ
れぞれ入力される。
【０００５】差動増幅部２３は第１電波整流部２１及び
第２電波整流部２２により電波整流された電圧の差を増
幅してフィルタ部２４に出力する。そして、フィルタ部
２４は差動増幅部２３の出力信号から高周波成分を除去
し、その除去された高周波成分を有する信号を増幅して
ピーク感知部２５に出力する。ピーク感知部２５は前記
フィルタ部２４の出力を電波整流してマイコン３０に出
力し、マイコン３０は電波整流されたフィルタ部２４の
出力信号に応じてリニア圧縮機のストロークを制御す
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のリニア
圧縮機の制御装置は、センサーなどにより検出されたス
トロークのみを制御することにより、ストロークを一定
に制御することができる。しかし、負荷によってピスト
ンの中心位置が変化するリニア圧縮機においては、上死
点の位置に対する一定のトップクリアランスを維持する
ことができなかった。これにより、圧縮機のピストンが
バルブに衝突するなどの問題点があった。
【０００７】本発明はこのような問題点を解決するため
のもので、別のセンサーなしにリニア圧縮機ピストンの
上死点に対するトップクリアランスを制御することによ
り、リニア圧縮機ピストンの衝突を防止して運転効率を
向上させることができるリニア圧縮機の制御装置及び制
御方法を提供することをその目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、リニア圧縮機に供給される電圧を検出す
る電圧検出部と、前記リニア圧縮機に供給される電流を
検出する電流検出部と、電圧出力信号を用いてピストン
とバルブが衝突したかを決定し、ピストンとバルブが衝
突するとピストンの振幅を制御する制御部と、制御部の
制御によりピストンの振幅を制御する圧縮機駆動部とを
含んでなるリニア圧縮機の制御装置を提供する。
【０００９】また、本発明は、リニア圧縮機の入力電圧
に応じてリニア圧縮機の最大通電角を設定する段階と、
リニア圧縮機の運転パターンと消費電流に応じて、前記
設定された通電角を調整する段階とを含んでなるリニア
圧縮機の制御方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による好ましい実施
形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図２は本発
明の一実施形態によるリニア圧縮機の制御装置を説明す
るブロック図である。図２に示すように、本発明による
リニア圧縮機の制御装置は、全動作を制御する制御部３
３０と、制御部３３０の制御によりリニア圧縮機１００
の作動を制御する圧縮機駆動部３５０と、リニア圧縮機
１００の作動によりピストンの衝突を検出する衝突感知
部２００と、衝突感知部の出力信号に基づいてピストン
の振幅を算出する振幅算出部３１０と、ピストンの変位
を算出する変位算出部３２０とを含む。また、本発明に
よるリニア圧縮機の制御装置は、予め設定した最大振幅
データを格納する第１格納部３４１と、再設定される最
大振幅データを格納する第２格納部３４２とを含む。第
２格納部３４２は好ましくは制御部３３０に対して読み
取り又は書き込み可能にする不揮発性メモリを含む。ま
た、本発明によるリニア圧縮機の制御装置は、リニア圧
縮機１００に供給される電圧を検出する電圧検出部３６
０と、リニア圧縮機１００の電流を検出する電流検出部
３７０とを含む。
【００１１】図３（ａ）及び図３（ｂ）Ｆは本発明によ
る入力電圧による電流波形を説明するグラフである。同
図に示すように、“ａ”は基準入力であり、“ｄ”は基
準入力電圧が上昇した場合の電圧の増加を示すものであ
る。また、“ｂ”は通電角がαである場合の電流波形で
あり、“ｃ”は通電角がβである場合の電流波形であ
り、“ｅ”は基準入力電圧上昇、つまり“ａ”が“ｄ”
に上昇した場合の電流波形である。
【００１２】以下、本発明による制御方法を説明する。
図４は本発明によるリニア圧縮機の制御方法を説明する
流れ図である。同図に示すように、まず制御部３３０は
第１格納部３４１からのデータに応じて最大電流及び最
大通電角を設定する（Ｓ１０）。そして、制御部３３０
は電圧検出部３６０により、リニア圧縮機１００に供給
される入力電圧を検出する（Ｓ２０）。そして、制御部
３３０は検出された入力電圧が所定値以上に変動したか
を判断する（Ｓ３０）。
【００１３】段階Ｓ３０で、入力電圧が所定値以上に変
動したと判断されると、制御部３３０は前記段階Ｓ１０
で設定された最大通電角を、入力電圧の変動に応じて予
め設定された値に再設定する（Ｓ３１）。そして、制御
部３３０は現在リニア圧縮機１００の運転状態が起動運
転であるか判断する（Ｓ４０）。段階Ｓ４０で、リニア
圧縮機１００に電源が印加された後、所定時間が経過し
たら、前記リニア圧縮機は正常運転状態であると判断
し、所定時間が経過していないと、起動運転状態である
と判断する。
【００１４】段階Ｓ４０で、リニア圧縮機１００の状態
が起動運転であると判断されると、制御部１００は電流
検出部３７０により消費電流を検出し、検出された消費
電流が予め設定された第１最大電流より小さいかを判断
する（Ｓ５０）。段階Ｓ５０で、消費電流が前記第１最
大電流より小さいと判断されると、制御部３３０はリニ
ア圧縮機１００が制御部の指令に応じてストロークを加
減しながら運転する指令ストローク運転を行うように圧
縮機駆動部３５０を制御する（Ｓ７０）。
【００１５】しかし、段階Ｓ５０で、消費電流が第１最
大電流より小さくないか、又は段階Ｓ６０で、現在通電
角が最大通電角より小さくないと判断されると、制御部
３３０は通電角を減少させる（Ｓ５１）。段階Ｓ５１
で、通電角を減少させると、ストロークが減少する。そ
して、リニア圧縮機１００が現在のストロークを維持す
る固定ストローク運転を行うように制御部３３０は圧縮
機駆動部３５０を制御する（Ｓ５２）。
【００１６】一方、段階Ｓ４０で、起動運転でないと判
断されると、制御部３３０は電流検出部３７０により消
費電流を検出し、検出された消費電流が予め設定された
第２最大電流より小さいかを判断する（Ｓ４１）。段階
Ｓ４１で、消費電流が第２最大電流より小さいと判断さ
れると、制御部３３０は検出された消費電流を現在の消
費電流として第２格納部３４２に格納し、以前の消費電
流が現在の消費電流より大きいかを判断する（Ｓ４
２）。
【００１７】段階Ｓ４２で、以前の消費電流が現在の消
費電流より大きいと判断されると、制御部３３０は時間
のカウントを増加させ、所定時間が経過したかを判断す
る（Ｓ４３）。段階Ｓ４３で、所定時間が経過したと判
断されると、制御部３３０はカウントをリセットし、通
電角を増加させる（Ｓ４４）。通電角が増加すると、リ
ニア圧縮機１００のストロークは増加する。そして、制
御部３３０は、現在のストロークを維持するためにリニ
ア圧縮機１００が固定ストローク運転を行うように、圧
縮機駆動部３５０を制御する（Ｓ５２）。
【００１８】前記段階Ｓ４１で、消費電流が第２最大電
流より小さくないと判断されると、制御部３３０はスト
ロークが大きいと判断し、ストロークを減らすために通
電角を減少させ（Ｓ４５）、現在のストロークを維持す
るため、リニア圧縮機１００が固定ストローク運転を行
うように制御する（Ｓ５２）。しかし、段階Ｓ４２で、
以前の消費電流が現在の最大電流より大きくないと判断
されるか、又は段階Ｓ４３で、所定時間が経過していな
いと判断されると、制御部３３０は通電角の制御を行わ
なく、現在のストロークを維持するため、リニア圧縮機
１００が固定ストローク運転を行うように制御する（Ｓ
５２）。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるリニ
ア圧縮機の制御装置及び制御方法によると、圧縮機の運
転状態に応じてリニア圧縮機のトップクリアランスを最
小化して、リニア圧縮機のピストンがバルブに衝突する
ことを最小化することができ、これにより高効率運転が
行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来のリニア圧縮機の制御装置を説明するブ
ロック図である。
【図２】 本発明の一実施形態によるリニア圧縮機の制
御装置を説明する全体ブロック図である。
【図３】 本発明による作動を説明するためのグラフで
ある。
【図４】 本発明の一実施形態による制御方法を説明す
る流れ図である。
【符号の説明】
１００…リニア圧縮機 ２００…衝突感知部 ３１０…振幅算出部 ３２０…変位検出部 ３３０…制御部 ３４１…第１格納部 ３４２…第２格納部 ３５０…圧縮機駆動部 ３６０…電圧検出部 ３７０…電流検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H045 AA03 AA09 AA12 AA27 BA33 BA41 CA21 DA04 EA20 EA26 EA37 EA42 3H076 AA02 BB21 BB26 CC03 5H540 AA10 BB06 EE05 FA06 FC02 FC03 GG01

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ピストン及びバルブを有するリニア圧縮
    機の制御装置において、 前記リニア圧縮機に供給される電圧を検出する電圧検出
    部と、 前記リニア圧縮機に供給される電流を検出する電流検出
    部と、 電圧出力信号を用いてピストンとバルブが衝突したかを
    決定し、ピストンとバルブが衝突するとピストンの振幅
    を制御する制御部と、 制御部の制御によりピストンの振幅を制御する圧縮機駆
    動部とを含んでなることを特徴とするリニア圧縮機の制
    御装置。
  2. 【請求項２】 前記制御装置は、予め設定されたデータ
    を格納する第１格納部と、前記制御部によりリセットさ
    れたデータを格納する第２格納部をさらに含み、前記第
    ２格納部は前期制御部により読み取り又は書き込み可能
    にしてピストンの振幅を制御する不揮発性メモリである
    ことを特徴とする請求項１記載のリニア圧縮機の制御装
    置。
  3. 【請求項３】 リニア圧縮機の制御方法において、 前記リニア圧縮機の入力電圧に応じてリニア圧縮機の最
    大通電角を設定する段階と、 前記リニア圧縮機の運転パターンと消費電流に応じて、
    前記設定された通電角を調整する段階とを含んでなるこ
    とを特徴とするリニア圧縮機の制御方法。
  4. 【請求項４】 前記最大通電角の設定は、入力電圧が設
    定値以上に変化すると前記最大通電角が設定されるよう
    に行われることを特徴とする請求項３記載のリニア圧縮
    機の制御方法。
  5. 【請求項５】 前記通電角を調整する段階は、 リニア圧縮機に電力が印加された後、少なくとも所定時
    間が経過すると、リニア圧縮機の運転を起動運転と決定
    する段階と、 リニア圧縮機の消費電流が予め設定された第１最大電流
    より小さく、予め設定された通電角が最大通電角より小
    さいと、指令ストローク運転を行う段階と、 リニア圧縮機の消費電流が予め設定された第１最大電流
    より大きいか同一であるか、又は現在通電角が最大通電
    角より大きいか同一であると、現在通電角を減少させる
    段階と、現在通電角の増加に相当するリニア圧縮機のス
    トロークの現在大きさを維持する固定ストローク運転を
    行う段階とからなることを特徴とする請求項３記載のリ
    ニア圧縮機の制御方法。
  6. 【請求項６】 前記通電角を調整する段階は、 リニア圧縮機に電源が印加された後、少なくとも所定の
    時間が経過すると、リニア圧縮機の運転を正常運転とし
    て決定する段階と、 リニア圧縮機の現在の消費電流が予め設定された第２最
    大電流より小さく、リニア圧縮機の以前の消費電流が現
    在の消費電流より大きいと、少なくとも予め設定された
    時間が経過したかを決定する段階と、少なくとも予め設
    定された時間が経過すると、現在通電角を増加させる段
    階と、 現在通電角の増加に相当するリニア圧縮機の現在のスト
    ロークの大きさを維持する固定ストローク運転を行う段
    階とからなることを特徴とする請求項３記載のリニア圧
    縮機の制御方法。
  7. 【請求項７】 前記リニア圧縮機の制御方法は、リニア
    圧縮機の現在の消費電流が予め設定された第２最大電流
    より大きいか同一であると、現在通電角を増加させる段
    階と、現在通電角の減少に相当する現在のストロークの
    大きさを維持する固定ストローク運転を行う段階とをさ
    らに含むことを特徴とする請求項６記載のリニア圧縮機
    の制御方法。
  8. 【請求項８】 前記電圧検出部及び電流検出部の出力信
    号に応じてピストンとバルブの衝突を検出する衝突検出
    部と、衝突検出部に出力信号を用いてピストンの振幅を
    算出し、前記算出されたピストンの振幅を前記制御部に
    提供する振幅算出部とをさらに含むことを特徴とする請
    求項１記載のリニア圧縮機の制御装置。
  9. 【請求項９】 前記リニア圧縮機のピストンの最大スト
    ロークは、リニア圧縮機のピストンとバルブの衝突なし
    に維持されることを特徴とする請求項３記載のリニア圧
    縮機の制御方法。
  10. 【請求項１０】 リニア圧縮機の制御方法において、 前記リニア圧縮機の最大通電角と第１最大電流を設定す
    る段階と、 前記リニア圧縮機に電源が印加された後、少なくとも所
    定の時間が経過すると、リニア圧縮機の運転を起動運転
    と決定する段階と、 リニア圧縮機の消費電流が第１最大電流より小さく、現
    在通電角が最大通電角より小さいと、指令ストローク運
    転により方向に応じてリニア圧縮機のストロークを変化
    させる段階と、 リニア圧縮機の消費電流が第１最大電流より大きいか同
    一であるか、又は現在通電角が最大通電角より大きいか
    同一であると、現在通電角を減少させてリニア圧縮機の
    ストロークを減少させる段階とからなるリニア圧縮機の
    制御方法。
  11. 【請求項１１】 前記リニア圧縮機のピストンの最大ス
    トロークはリニア圧縮機のピストンとバルブの衝突なし
    に維持されることを特徴とする請求項１０記載のリニア
    圧縮機の制御方法。
  12. 【請求項１２】 リニア圧縮機の制御方法において、 前記リニア圧縮機の最大通電角と第１最大電流を設定す
    る段階と、 前記リニア圧縮機に電源が印加された後、少なくとも所
    定の時間が経過すると、リニア圧縮機の運転を正常運転
    と決定する段階と、 少なくとも予め設定された時間が経過し、リニア圧縮機
    の現在の消費電流が予め設定された第２最大電流より小
    さく、リニア圧縮機の以前の消費電流が現在の消費電流
    より大きいと、現在通電角を増加させることにより、リ
    ニア圧縮機のストロークを増加させる段階と、 リニア圧縮機の現在の消費電流が予め設定された第２最
    大電流より大きいか同一であると、現在通電角を減少さ
    せてリニア圧縮機のストロークを減少させる段階と、 前記増加によりストロークが増加しないか前記減少によ
    り減少されると、又は前記増加によりストロークが増加
    するか前記減少により減少した後、固定ストローク運転
    によりリニア圧縮機の一定ストロークを維持する段階と
    からなるリニア圧縮機の制御方法。
  13. 【請求項１３】 前記リニア圧縮機の最大ストローク
    は、リニア圧縮機のピストンとバルブの衝突なしに維持
    されることを特徴とする請求項１２記載のリニア圧縮機
    の制御方法。
  14. 【請求項１４】 リニア圧縮機の制御装置において、 前記リニア圧縮機の入力電圧に応じてリニア圧縮機の最
    大通電角を設定する通電角設定部と、 リニア圧縮機の運転パターン及び消費電流に応じて、前
    記通電角により設定された通電角を調整する通電角調整
    部とを含むことを特徴とするリニア圧縮機の制御装置。
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