JP3738065B2 - Linear compressor drive unit - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はリニアコンプレッサの駆動装置に関し、特に、リニアモータによってピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫のような冷却装置において膨張した冷媒ガスを圧縮する機構としてリニアコンプレッサの開発が進められている。
【０００３】
図７は、従来のリニアコンプレッサ３０の構成を示す断面図である。図７において、このリニアコンプレッサ３０は、シリンダ３１と、シリンダ３１内に往復動自在に嵌挿されたピストン３２と、ピストン３２のヘッドに面して形成された圧縮室３３と、圧縮室３３内のガス圧に応じて開閉する吸込バルブ３４および吐出バルブ３５とを備える。
【０００４】
また、このリニアコンプレッサ３０は、ピストン３２を往復動させるためのリニアモータ３６と、ピストン３２を往復動自在に支持するためのピストンばね４１とを備える。リニアモータ３６は、円筒状の継鉄部３７と、巻回されたコイルを有する固定子３８，３９と、円筒状の永久磁石を有する可動体４０とを含む。継鉄部３７は、シリンダ３１と同心に設けられ、その一端はシリンダ３１の一端に接合される。固定子３８はシリンダ３１の外周壁に設けられ、固定子３９は継鉄部３７の内周壁に設けられる。可動体４０は、固定子３８と３９の間に往復動自在に挿入され、その一端はピストン３２の一端に接合される。ピストンばね４１の周辺部は継鉄部３７の他端面に固定され、その中央部４１ａはピストン３２の一端に固定される。ピストン３２は、ピストン３２および可動体４０の重量、圧縮室３３内のガスの圧力変動に基づくガスばねのばね定数、ピストンばね４１のばね定数などから定まる共振周波数Ｆｃを有する。
【０００５】
なお、これらの部品３１〜４１は、防音・防振のためマウントばね４２を介してケーシング４３内に収容される。
【０００６】
図８は、図７に示したリニアコンプレッサ３０を駆動させるための駆動装置５１の構成を示す回路ブロック図である。図８において、この駆動装置５１は、交流電源５２、コイル５３およびコンデンサ５４を備える。交流電源５２は、ピストン３２の共振周波数Ｆｃに等しい周波数の一定の交流電圧をコイル５３およびコンデンサ５４を介してリニアモータ３６の固定子３８，３９のコイルに印加する。コイル５３は、交流電源５２の負荷のインダクタンス成分を増大させることによって電流ｉの波形歪みを軽減させるために設けられる。また、コンデンサ５４は、コイル５３およびリニアモータ３６のコイルとともにピストン３２の共振周波数Ｆｃに等しい共振周波数を有する共振回路を構成するために設けられる。
【０００７】
次に、駆動装置５１によって駆動されるリニアコンプレッサ３０の動作について説明する。交流電源５２によりコイル５３を介してリニアモータ３６の固定子３８，３９のコイルに交流電圧が印加されると、図９に示すように、交流電源５２からリニアモータ３６のコイルに電流ｉが流れ、その電流ｉの方向に応じた方向の電磁力が可動体４０の永久磁石に作用し、可動体４０およびピストン３２が電流ｉに応じた速度ｖで往復動する。このピストン３２の往復動により、図１０に示すように、圧縮室３３内の圧力ｐが変動する。すなわち、図１０における低圧時に膨張ガスが吸込バルブ３４を介して圧縮室３３内に吸い込まれ、図１０における高圧時に圧縮室３３内で生成された圧縮ガスが吐出バルブ３５を介して吐出される。
【０００８】
圧縮ガスは、冷却装置の熱交換器から熱を吸収して膨張し、熱交換器を介して被冷却物を冷却させる。
【０００９】
このように、リニアコンプレッサ３０では、リニアモータ３６によってピストン３２が直接駆動されるので、動力源の回転運動がクランク機構などによってピストンの往復運動に変換される回転式のコンプレッサに比べて、エネルギー損失が少なくて済み、装置の小型化が可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のリニアコンプレッサ３０の駆動装置５１には、寸法・重量が大きな波形整形用のコイル５３が設けられていたので、駆動装置５１の寸法・重量が大きくなるという問題があった。
【００１１】
その一方、波形整形用のコイル５３を除去すると、図１１に示すように、電流ｉの波形が歪み効率（リニアモータ３６の入力エネルギーに対する出力エネルギーの比率）Ｅが低下してしまう。具体的には、図９に示すようにインダクタンスＬ＝０．０２５Ｈの固定子３８，３９にインダクタンスＬｃ＝０．０７５Ｈのコイル５３を直列接続した場合は９３．８％の効率Ｅが得られたが、図１１に示すようにコイル５３を除去した場合は効率Ｅが８７．５％に低下した。なお、コイル５３を直列接続した場合はコンデンサ５４の容量値Ｃを７０．４μＦとし、コイル５３を除去した場合はコンデンサ５４の容量値Ｃを２８１．４μＦとして、コンデンサ５４およびリニアモータ３６のコイルを含む共振回路の共振周波数をピストン３２の共振周波数Ｆｃに保った。
【００１２】
それゆえに、この発明の主たる目的は、小型・軽量化が可能で、かつ高い効率が得られるリニアコンプレッサの駆動装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るリニアコンプレッサの駆動装置は、リニアモータによってピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの駆動装置であって、前記リニアモータに駆動電力を供給するための出力電圧の制御が可能な交流電源、前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出するための電流検出手段、前記交流電源の出力電圧を指令する電圧指令手段、前記電流検出手段によって検出された電流を微分し所定の定数を乗算して、前記リニアモータに仮想的に直列接続された波形整形用コイルに発生する電圧を求める演算手段、および前記電圧指令手段によって指令された電圧から前記演算手段によって求められた電圧を減算した電圧に前記交流電源の出力電圧が一致するように前記交流電源を制御する制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
このリニアコンプレッサの駆動装置では、交流電源からリニアモータに流れる電流が検出され、その検出値に基づいて、リニアモータに仮想的に直列接続された波形整形用コイルに発生する電圧が演算される。そして、指令電圧から演算値を減算した電圧に交流電源の出力電圧が一致するように交流電源が制御される。したがって、交流電源からリニアモータに流れる電流の波形歪みが軽減され、効率の低下が防止される。また、実際に波形整形用のコイルを設ける必要がないので、駆動装置の小型・軽量化が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施の形態によるリニアコンプレッサ３０の駆動装置１の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、このリニアコンプレッサ３０の駆動装置１は、直流電源２、インバータ３、電流検出装置４およびコンピュータ５を備え、コンピュータ５は電圧指令部６および演算制御部７を含む。図８で示したコンデンサ５４は、リニアコンプレッサ３０のケーシング４３内に設けられる。
【００１７】
直流電源２は、所定の直流電圧をインバータ３に出力する。直流電源２は、たとえば図２に示すような全波整流回路１０を含む。全波整流回路１０は、ダイオード１１〜１４、平滑コンデンサ３５および平滑コイル１６からなり、入力端子１０ａ，１０ｂに入力された交流電圧を直流電圧に変換して出力端子１０ｃ，１０ｄに出力する。
【００１８】
インバータ３は、直流電源２から入力された直流電圧を、コンピュータ１の演算制御部７から与えられた電圧制御信号φe に応じた電圧ｅで共振周波数Ｆｃに等しい周波数の交流電圧に変換する。インバータ３は、たとえば図３に示すように、ブリッジ形に接続された４組のＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）および帰還ダイオード２１，２５；２２，２６；２３，２７；２４，２８を含む。ＩＧＢＴ２１〜２４のゲート２１ｇ〜２４ｇの各々には、電圧制御信号φe が個別に与えられる。入力端子３ａ，３ｂには直流電源２から出力された直流電圧が印加され、出力端子３ｃ，３ｇから出力される交流電圧ｅは図示しないコンデンサ５４を介してリニアコンプレッサ３０のリニアモータ３６のコイルに印加される。
【００１９】
電流検出装置４は、インバータ３からリニアコンプレッサ３０に流れる電流ｉを検出し、検出値ｉをデジタル信号に変換してコンピュータ５の演算制御部７に与える。
【００２０】
コンピュータ５の電圧指令部６は、指令電圧ｅs を生成し演算制御部７に与える。演算制御部７は、電流検出装置４によって検出された電流ｉを微分してインダクタンスＬｃを乗算し、その乗算値Ｌｃｄｉ／ｄｔを電圧指令部６から与えられた指令電圧ｅs から減算する。ここでインダクタンスＬｃは、リニアコンプレッサ３０のリニアモータ３６に仮想的に直列接続された波形整形用のコイル（図８のコイル５３に相当するもの）が有するインダクタンスである。そして、演算制御部７は、その演算値ｅs −Ｌｃｄｉ／ｄｔにインバータ３の出力電圧ｅが一致するように、インバータ３に電圧制御信号φe を与えてインバータ３を制御する。
【００２１】
図４は、図１に示したリニアコンプレッサ３０の駆動装置１の動作を示すブロック線図である。このブロック線図に従って、リニアコンプレッサ３０の駆動装置１の動作について説明する。
【００２２】
インバータ３からリニアコンプレッサ３０に電圧ｅが印加されると、リニアコンプレッサ３０のリニアモータ３６のコイルが有するインダクタンスＬおよび抵抗値Ｒとコンデンサ５４の容量値Ｃに応じた電流ｉがインバータ３からリニアコンプレッサ３０に流れ、その電流ｉに比例した力ｋｆｉが発生する。この力ｋｆｉと、ピストン３２および可動体４０の質量と、圧縮室３３内のガス圧に基づくガスばねおよびピストンばね４１のばね定数とによりピストン３２の速度ｖが決まり、速度ｖに比例した電圧ｋｆｖがリニアモータ３６のコイルに負帰還される。
【００２３】
インバータ３からリニアモータ３６のコイルに流れる電流の検出値ｉがコンピュータ５の演算制御部７に与えられ、リニアモータ３６のコイルに仮想的に直列接続された波形整形用コイルに発生する電圧Ｌｃｄｉ／ｄｔが演算される。インバータ３の出力電圧ｅは、指令電圧ｅs から演算値を減算した値ｅs −Ｌｃｄｉ／ｄｔに一致するように制御される。なお、このとき、インバータ３の出力電圧ｅとリニアモータ３６のコイルに発生する電圧との間には次式が成り立つ。
【００２４】
【数１】

Figure 0003738065
【００２５】
図５は指令電圧ｅs とインバータ３の出力電圧ｅを示す波形図、図６はピストン３２の速度ｖとインバータ３からリニアモータ３６のコイルに流れる電流ｉとを示す波形図である。図５を参照して、指令電圧ｅs と出力電圧ｅの差がコンピュータ５の演算制御部７による制御量であり、リニアモータ３６のコイルに仮想的に直列接続された波形整形用コイルに発生する電圧である。また、図６を参照して、このリニアモータ３０の駆動装置１では、実際には波形整形用のコイルを使用していないにもかかわらず、図１１に比べて電流ｉの波形歪みが軽減され、図９と同レベル以上の効率Ｅが得られた。具体的には、仮想的なコイルのインダクタンスＬｃを０．０７５Ｈとした場合、効率Ｅは９４．９％であった。
【００２６】
この実施の形態では、リニアモータ３６のコイルに流れる電流ｉの波形歪みをインバータ３の出力電圧ｅを制御することによって軽減させるので、コイル５３を使用していた従来に比べ装置の小型・軽量化が可能となる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、このリニアコンプレッサの駆動装置では、交流電源からリニアモータに流れる電流の検出値に基づいて、リニアモータに仮想的に直列接続された波形整形用コイルに発生する電圧が演算され、指令電圧から演算値を減算した電圧に交流電源の出力電圧が一致するように交流電源が制御される。したがって、交流電源からリニアモータに流れる電流の波形歪みが軽減され、効率の低下が防止される。また、実際に波形整形用のコイルを設ける必要がないので、駆動装置の小型・軽量化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態によるリニアコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したリニアコンプレッサの駆動装置の直流電源に含まれる全波整流回路の構成を示す回路図である。
【図３】図１に示したリニアコンプレッサの駆動装置のインバータの構成を示す回路図である。
【図４】図１に示したリニアコンプレッサの駆動装置の動作を説明するためのブロック線図である。
【図５】図１に示したリニアコンプレッサの駆動装置の動作を説明するための波形図である。
【図６】図１に示したリニアコンプレッサの駆動装置の動作を説明するための他の波形図である。
【図７】従来のリニアコンプレッサの構成を示す断面図である。
【図８】図７に示したリニアコンプレッサの駆動装置の構成を示す回路ブロック図である。
【図９】図７および図８に示したリニアコンプレッサおよびその駆動装置の動作を説明するための波形図である。
【図１０】図７および図８に示したリニアコンプレッサおよびその駆動装置の動作を説明するための他の波形図である。
【図１１】図８に示したリニアコンプレッサの駆動装置の問題点を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１，５１ 駆動装置
２ 直流電源
３ インバータ
４ 電流検出装置
５ コンピュータ
６ 電圧指令部
７ 演算制御部
３０ リニアコンプレッサ
３２ ピストン
３６ リニアモータ
４１ ピストンばね
５２ 交流電源
５３ 波形整形用コイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drive device for a linear compressor, and more particularly to a drive device for a linear compressor that generates a compressed gas by reciprocating a piston by a linear motor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a linear compressor has been developed as a mechanism for compressing refrigerant gas expanded in a cooling device such as a refrigerator.
[0003]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional linear compressor 30. In FIG. 7, the linear compressor 30 includes a cylinder 31, a piston 32 that is removably inserted into the cylinder 31, a compression chamber 33 formed facing the head of the piston 32, A suction valve 34 and a discharge valve 35 that open and close according to the gas pressure of the gas.
[0004]
The linear compressor 30 includes a linear motor 36 for reciprocating the piston 32, and a piston spring 41 for supporting the piston 32 so as to freely reciprocate. The linear motor 36 includes a cylindrical yoke portion 37, stators 38 and 39 having wound coils, and a movable body 40 having a cylindrical permanent magnet. The yoke portion 37 is provided concentrically with the cylinder 31, and one end thereof is joined to one end of the cylinder 31. The stator 38 is provided on the outer peripheral wall of the cylinder 31, and the stator 39 is provided on the inner peripheral wall of the yoke portion 37. The movable body 40 is reciprocally inserted between the stators 38 and 39, and one end thereof is joined to one end of the piston 32. The peripheral portion of the piston spring 41 is fixed to the other end surface of the yoke portion 37, and the central portion 41 a is fixed to one end of the piston 32. The piston 32 has a resonance frequency Fc determined from the weight of the piston 32 and the movable body 40, the spring constant of the gas spring based on the pressure fluctuation of the gas in the compression chamber 33, the spring constant of the piston spring 41, and the like.
[0005]
These components 31 to 41 are accommodated in the casing 43 via the mount spring 42 for sound and vibration isolation.
[0006]
FIG. 8 is a circuit block diagram showing a configuration of a drive device 51 for driving the linear compressor 30 shown in FIG. In FIG. 8, the drive device 51 includes an AC power supply 52, a coil 53, and a capacitor 54. The AC power source 52 applies a constant AC voltage having a frequency equal to the resonance frequency Fc of the piston 32 to the coils of the stators 38 and 39 of the linear motor 36 via the coil 53 and the capacitor 54. The coil 53 is provided to reduce the waveform distortion of the current i by increasing the inductance component of the load of the AC power supply 52. The capacitor 54 is provided to constitute a resonance circuit having a resonance frequency equal to the resonance frequency Fc of the piston 32 together with the coil 53 and the coil of the linear motor 36.
[0007]
Next, the operation of the linear compressor 30 driven by the driving device 51 will be described. When an AC voltage is applied to the coils of the stators 38 and 39 of the linear motor 36 via the coil 53 by the AC power source 52, a current i flows from the AC power source 52 to the coil of the linear motor 36 as shown in FIG. The electromagnetic force in the direction corresponding to the direction of the current i acts on the permanent magnet of the movable body 40, and the movable body 40 and the piston 32 reciprocate at a speed v corresponding to the current i. By the reciprocation of the piston 32, the pressure p in the compression chamber 33 varies as shown in FIG. That is, the expansion gas is sucked into the compression chamber 33 through the suction valve 34 at the low pressure in FIG. 10, and the compressed gas generated in the compression chamber 33 at the high pressure in FIG. 10 is discharged through the discharge valve 35.
[0008]
The compressed gas absorbs heat from the heat exchanger of the cooling device and expands, and cools the object to be cooled through the heat exchanger.
[0009]
As described above, in the linear compressor 30, the piston 32 is directly driven by the linear motor 36. Therefore, the energy loss compared to the rotary compressor in which the rotational motion of the power source is converted into the reciprocating motion of the piston by a crank mechanism or the like. Therefore, the apparatus can be miniaturized.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the drive device 51 of the conventional linear compressor 30 is provided with the waveform shaping coil 53 having a large size and weight, there is a problem that the size and weight of the drive device 51 are increased.
[0011]
On the other hand, if the waveform shaping coil 53 is removed, as shown in FIG. 11, the waveform of the current i is distorted (ratio of the output energy to the input energy of the linear motor 36) E. Specifically, as shown in FIG. 9, when a coil 53 having an inductance Lc = 0.075H is connected in series to stators 38, 39 having an inductance L = 0.025H, an efficiency E of 93.8% is obtained. However, when the coil 53 is removed as shown in FIG. 11, the efficiency E is reduced to 87.5%. When the coil 53 is connected in series, the capacitance value C of the capacitor 54 is set to 70.4 μF, and when the coil 53 is removed, the capacitance value C of the capacitor 54 is set to 281.4 μF, and the capacitor 54 and the coil of the linear motor 36 are connected. The resonance frequency of the included resonance circuit was kept at the resonance frequency Fc of the piston 32.
[0012]
Therefore, a main object of the present invention is to provide a drive device for a linear compressor that can be reduced in size and weight, and that can obtain high efficiency.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The linear compressor driving device according to the present invention is a linear compressor driving device that generates a compressed gas by reciprocating a piston by a linear motor, and can control an output voltage for supplying driving power to the linear motor. AC power supply, current detection means for detecting the current flowing from the AC power supply to the linear motor, voltage command means for commanding the output voltage of the AC power supply, the current detected by the current detection means is differentiated and predetermined Multiplying a constant to obtain a voltage generated by a waveform shaping coil virtually connected in series to the linear motor, and a voltage obtained by the computing means from a voltage commanded by the voltage command means Control means for controlling the AC power supply so that the output voltage of the AC power supply matches the subtracted voltage. It is characterized in that.
[0014]
In this linear compressor drive device, the current flowing from the AC power source to the linear motor is detected, and the voltage generated in the waveform shaping coil virtually connected in series to the linear motor is calculated based on the detected value. The AC power supply is controlled so that the output voltage of the AC power supply matches the voltage obtained by subtracting the calculated value from the command voltage. Therefore, the waveform distortion of the current flowing from the AC power source to the linear motor is reduced, and a reduction in efficiency is prevented. In addition, since it is not necessary to actually provide a waveform shaping coil, the drive device can be reduced in size and weight.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a drive unit 1 for a linear compressor 30 according to an embodiment of the present invention.
[0016]
In FIG. 1, the driving device 1 of the linear compressor 30 includes a DC power source 2, an inverter 3, a current detection device 4, and a computer 5, and the computer 5 includes a voltage command unit 6 and an arithmetic control unit 7. The capacitor 54 shown in FIG. 8 is provided in the casing 43 of the linear compressor 30.
[0017]
The DC power source 2 outputs a predetermined DC voltage to the inverter 3. DC power supply 2 includes a full-wave rectifier circuit 10 as shown in FIG. The full-wave rectifier circuit 10 includes diodes 11 to 14, a smoothing capacitor 35, and a smoothing coil 16. The full-wave rectifier circuit 10 converts an AC voltage input to the input terminals 10a and 10b into a DC voltage and outputs the DC voltage to the output terminals 10c and 10d.
[0018]
The inverter 3 converts the DC voltage input from the DC power supply 2 into an AC voltage having a frequency equal to the resonance frequency Fc with a voltage e corresponding to the voltage control signal φ e given from the arithmetic control unit 7 of the computer 1. As shown in FIG. 3, for example, the inverter 3 includes four sets of IGBTs (insulated gate bipolar transistors) and feedback diodes 21, 25; 22, 26; 23, 27; 24, 28 connected in a bridge shape. Each of the gate 21g~24g the IGBT21～24, is voltage control signal phi e is given separately. A DC voltage output from the DC power source 2 is applied to the input terminals 3a and 3b, and an AC voltage e output from the output terminals 3c and 3g is applied to a coil of the linear motor 36 of the linear compressor 30 via a capacitor 54 (not shown). Applied.
[0019]
The current detection device 4 detects a current i flowing from the inverter 3 to the linear compressor 30, converts the detected value i into a digital signal, and supplies the digital signal to the arithmetic control unit 7 of the computer 5.
[0020]
The voltage command unit 6 of the computer 5 generates a command voltage es and supplies it to the calculation control unit 7. Arithmetic control unit 7 multiplies the inductance Lc by differentiating the current i detected by the current detector 4, is subtracted from the multiplied value command voltage e s the LCD I / dt applied from the voltage command unit 6. Here, the inductance Lc is an inductance possessed by a waveform shaping coil (corresponding to the coil 53 in FIG. 8) virtually connected in series to the linear motor 36 of the linear compressor 30. Then, the arithmetic control unit 7, so that the calculated value e s -Lcdi / dt in the output voltage e of the inverter 3 match, giving a voltage control signal phi e to the inverter 3 controls the inverter 3.
[0021]
FIG. 4 is a block diagram showing the operation of the driving device 1 of the linear compressor 30 shown in FIG. The operation of the driving device 1 for the linear compressor 30 will be described with reference to this block diagram.
[0022]
When the voltage e is applied from the inverter 3 to the linear compressor 30, the current i corresponding to the inductance L and resistance value R of the coil of the linear motor 36 of the linear compressor 30 and the capacitance value C of the capacitor 54 is supplied from the inverter 3 to the linear compressor. 30 and a force kfi proportional to the current i is generated. The speed v of the piston 32 is determined by the force kfi, the mass of the piston 32 and the movable body 40, and the spring constant of the gas spring and the piston spring 41 based on the gas pressure in the compression chamber 33, and a voltage kfv proportional to the speed v. Is negatively fed back to the coil of the linear motor 36.
[0023]
The detected value i of the current flowing from the inverter 3 to the coil of the linear motor 36 is given to the arithmetic control unit 7 of the computer 5, and the voltage Lcdi / generated in the waveform shaping coil virtually connected in series to the coil of the linear motor 36. dt is calculated. The output voltage e of the inverter 3 is controlled so as to match the value e s -Lcdi / dt by subtracting the calculated value from the command voltage e s. At this time, the following equation holds between the output voltage e of the inverter 3 and the voltage generated in the coil of the linear motor 36.
[0024]
[Expression 1]
Figure 0003738065
[0025]
Figure 5 is a waveform diagram showing an output voltage e of the command voltage e s and the inverter 3, FIG. 6 is a waveform diagram showing a current i flowing from the speed v and the inverter 3 of the piston 32 to the coil of the linear motor 36. Referring to FIG. 5, the difference between the command voltage es and the output voltage e is a control amount by the arithmetic control unit 7 of the computer 5 and is generated in a waveform shaping coil virtually connected in series to the coil of the linear motor 36. Voltage. Referring to FIG. 6, in the driving device 1 of this linear motor 30, the waveform distortion of the current i is reduced compared to FIG. 11 even though the waveform shaping coil is not actually used. An efficiency E equal to or higher than that in FIG. 9 was obtained. Specifically, when the inductance Lc of the virtual coil is 0.075H, the efficiency E is 94.9%.
[0026]
In this embodiment, since the waveform distortion of the current i flowing through the coil of the linear motor 36 is reduced by controlling the output voltage e of the inverter 3, the apparatus is made smaller and lighter than the conventional apparatus using the coil 53. Is possible.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, in this linear compressor drive device, the voltage generated in the waveform shaping coil virtually connected in series to the linear motor is calculated based on the detected value of the current flowing from the AC power source to the linear motor. The AC power supply is controlled so that the output voltage of the AC power supply matches the voltage obtained by subtracting the calculated value from the command voltage. Therefore, the waveform distortion of the current flowing from the AC power source to the linear motor is reduced, and a reduction in efficiency is prevented. In addition, since it is not necessary to actually provide a waveform shaping coil, the drive device can be reduced in size and weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a linear compressor driving apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a circuit diagram showing a configuration of a full-wave rectifier circuit included in a DC power supply of the linear compressor driving apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of an inverter of the linear compressor driving apparatus shown in FIG. 1;
4 is a block diagram for explaining the operation of the linear compressor driving apparatus shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of the linear compressor driving apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 6 is another waveform diagram for explaining the operation of the linear compressor driving apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional linear compressor.
8 is a circuit block diagram showing a configuration of a drive device for the linear compressor shown in FIG. 7;
FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of the linear compressor and its driving device shown in FIGS. 7 and 8;
10 is another waveform diagram for explaining the operation of the linear compressor and the driving device thereof shown in FIGS. 7 and 8. FIG.
11 is a waveform diagram for explaining problems of the driving apparatus for the linear compressor shown in FIG. 8. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 Drive device 2 DC power source 3 Inverter 4 Current detection device 5 Computer 6 Voltage command unit 7 Operation control unit 30 Linear compressor 32 Piston 36 Linear motor 41 Piston spring 52 AC power source 53 Waveform shaping coil

Claims (1)

リニアモータによってピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの駆動装置であって、
前記リニアモータに駆動電力を供給するための出力電圧の制御が可能な交流電源、
前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出するための電流検出手段、
前記交流電源の出力電圧を指令する電圧指令手段、
前記電流検出手段によって検出された電流を微分し所定の定数を乗算して、前記リニアモータに仮想的に直列接続された波形整形用コイルに発生する電圧を求める演算手段、および
前記電圧指令手段によって指令された電圧から前記演算手段によって求められた電圧を減算した電圧に前記交流電源の出力電圧が一致するように前記交流電源を制御する制御手段を備える、リニアコンプレッサの駆動装置。A linear compressor driving device for generating compressed gas by reciprocating a piston by a linear motor,
AC power supply capable of controlling output voltage for supplying driving power to the linear motor,
Current detection means for detecting a current flowing from the AC power source to the linear motor;
Voltage command means for commanding the output voltage of the AC power supply;
By means of differentiating the current detected by the current detection means and multiplying by a predetermined constant to obtain a voltage generated in a waveform shaping coil virtually connected in series to the linear motor, and by the voltage command means A linear compressor driving device comprising: control means for controlling the AC power supply so that an output voltage of the AC power supply matches a voltage obtained by subtracting a voltage obtained by the computing means from a commanded voltage.
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