JPH09112439A - Driver of linear compressor - Google Patents
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- JPH09112439A JPH09112439A JP7272251A JP27225195A JPH09112439A JP H09112439 A JPH09112439 A JP H09112439A JP 7272251 A JP7272251 A JP 7272251A JP 27225195 A JP27225195 A JP 27225195A JP H09112439 A JPH09112439 A JP H09112439A
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor drive device, and more particularly to a linear compressor drive device that reciprocates a piston by a linear motor to generate compressed gas.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art In recent years, a linear compressor has been developed as a mechanism for compressing expanded refrigerant gas in a cooling device such as a refrigerator.
【０００３】図１０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１０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。FIG. 10 shows a conventional linear compressor 30.
3 is a cross-sectional view showing the configuration of FIG. In FIG. 10, the linear compressor 30 includes a cylinder 31 and a cylinder 31.
A piston 32 reciprocally fitted therein, a compression chamber 33 formed facing the head of the piston 32, and a suction valve 34 and a discharge valve 35 that open and close according to the gas pressure in the compression chamber 33. Equipped with.
【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３
９の間に往復動自在に挿入され、その一端はピストン３
２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。The linear compressor 30 further includes a linear motor 36 for reciprocating a piston 32,
And a piston spring 41 for reciprocally supporting the piston 32. The linear motor 36 includes a cylindrical yoke portion 37 and stators 38, 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 the yoke portion 37.
Is provided on the inner peripheral wall of the. The movable body 40 includes the stators 38 and 3
It is reciprocally inserted between 9 and one end of which is the piston 3.
It is joined to one end of 2. 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 thereof is fixed to one end of the piston 32.
【０００５】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。共振周波数Ｆｃ
は、ピストンばね４１のばね定数を調整することにより
たとえば商用電力の周波数に設定される。リニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルには、図示しない交流
電源より共振周波数Ｆｃの一定の交流電圧が印加され
る。The piston 32 has a resonance frequency Fc determined by the weights 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. Resonance frequency Fc
Is set to, for example, the frequency of commercial power by adjusting the spring constant of the piston spring 41. A constant AC voltage having a resonance frequency Fc is applied to the coils of the stators 38 and 39 of the linear motor 36 from an AC power supply (not shown).
【０００６】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。Note that these parts 31 to 41 are soundproof and
It is housed in a casing 43 via a mount spring 42 for vibration isolation.
【０００７】次に、このリニアコンプレッサ３０の動作
について説明する。前記交流電源によってリニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルに交流電圧を印加して
電流を流すと、その電流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が往復動する。このピストン３２の往復動によ
り、膨張ガスが吸込バルブ３４を介して圧縮室３３内に
吸込まれ、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。Next, the operation of the linear compressor 30 will be described. When an AC voltage is applied to the coils of the stators 38 and 39 of the linear motor 36 by the AC power source to cause a current to flow, an electromagnetic force in a direction corresponding to the direction of the current acts on the permanent magnet of the movable body 40 to move. The body 40 and the piston 32 reciprocate. By the reciprocating movement of the piston 32, the expanded gas is sucked into the compression chamber 33 through the suction valve 34, and the compressed gas generated in the compression chamber 33 is discharged through the discharge valve 35.
【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。The compressed gas absorbs heat from the heat exchanger of the cooling device and expands, cooling the object to be cooled through the heat exchanger.
【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、エネルギ損失が少なくて済み、装置の小
型化が可能となる。As described above, in the linear compressor 30, since the piston 32 is directly driven by the linear motor 36, the rotary motion of the power source is converted into the reciprocating motion of the piston by the crank mechanism or the like, as compared with the rotary compressor. Therefore, the energy loss is small and the device can be downsized.
【００１０】[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には以下のような問題があった。すな
わち、冷却装置の熱負荷が定格よりも高くなって膨張ガ
スおよび圧縮ガスの圧力が上昇した場合、図１１に示す
ように、ピストン３２の中立位置（ヘッドの振幅中心）
が下降して出力が低下し、かえって冷却能力が低下して
しまう。逆に、冷却装置の熱負荷が定格よりも低くなっ
て膨張ガスおよび圧縮ガスの圧力がともに低下した場
合、ピストン３２の中立位置が上昇して出力が上昇し、
かえって冷却能力が上昇してしまう。However, the conventional linear compressor 30 has the following problems. That is, when the heat load of the cooling device becomes higher than the rated value and the pressures of the expanded gas and the compressed gas rise, as shown in FIG. 11, the neutral position of the piston 32 (center of the amplitude of the head).
Will decrease and the output will decrease, and the cooling capacity will decrease. On the contrary, when the heat load of the cooling device becomes lower than the rated value and the pressures of the expanded gas and the compressed gas both decrease, the neutral position of the piston 32 increases and the output increases,
On the contrary, the cooling capacity will increase.
【００１１】この対策として、位置検出用センサをピス
トン３２の近傍に設けてピストン３２の中立位置を直接
または間接的に検出し、その検出値が一定になるように
リニアモータ３６の駆動電力を制御する方法も考えられ
るが、リニアコンプレッサの構成が複雑になる。As a countermeasure against this, a position detecting sensor is provided in the vicinity of the piston 32 to directly or indirectly detect the neutral position of the piston 32, and the drive power of the linear motor 36 is controlled so that the detected value becomes constant. Although it is possible to do so, the configuration of the linear compressor becomes complicated.
【００１２】それゆえに、この発明の主たる目的は、負
荷が変動してもピストンの中立位置を一定に保持するこ
とが可能で、かつリニアコンプレッサの構成を複雑にす
ることがないリニアコンプレッサの駆動装置を提供する
ことである。Therefore, a main object of the present invention is to drive a linear compressor capable of maintaining the neutral position of the piston constant even if the load fluctuates and without complicating the structure of the linear compressor. Is to provide.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明に係る第１のリ
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、前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出
手段、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、前記電圧検出手段と前
記電流検出手段の検出結果に基づいて前記交流電源から
前記リニアモータに供給される駆動電力を検出する電力
検出手段、前記電圧検出手段によって検出された出力電
圧に対して前記ピストンの中立位置を予め定められた位
置に保持するために必要な目標電力を演算する第１の演
算手段、前記電力検出手段によって検出された駆動電力
と前記第１の演算手段によって演算された目標電力との
差を演算する第２の演算手段、および前記第２の演算手
段によって演算された駆動電力と目標電力の差に応じた
値だけ前記交流電源の出力電圧を補正し、前記ピストン
の中立位置を予め定められた位置に保持する制御手段を
備えたことを特徴としている。A first linear compressor drive device according to the present invention is a linear compressor drive device that reciprocates a piston by a linear motor to generate compressed gas. An AC power supply capable of controlling an output voltage for supplying electric power, a voltage detection unit for detecting an output voltage of the AC power supply, a current detection unit for detecting a current flowing from the AC power supply to the linear motor, Power detection means for detecting drive power supplied from the AC power supply to the linear motor based on the detection results of the voltage detection means and the current detection means, and the piston for the output voltage detected by the voltage detection means A first calculation means for calculating a target power required to hold the neutral position of the vehicle at a predetermined position; Second computing means for computing the difference between the driving power detected by the means and the target power computed by the first computing means, and the difference between the driving power and the target power computed by the second computing means The output voltage of the AC power supply is corrected by a value according to the above, and a control means for holding the neutral position of the piston at a predetermined position is provided.
【００１４】この第１のリニアコンプレッサの駆動装置
では、交流電源の出力電圧とリニアモータの駆動電力が
検出され、出力電圧の検出値に対してピストンの中立位
置を一定に保持するのに必要な目標電力が演算され、そ
の目標電力と駆動電力の検出値との差が演算される。そ
して、その差に応じた値だけ交流電源の出力電圧が制御
されてピストンの中立位置が一定に保持される。したが
って、負荷が変動してもピストンの中立位置を一定に保
つことができる。しかも、ピストンの中立位置を検出す
るための位置検出用センサをピストンの近傍に設ける必
要がないので、リニアコンプレッサの構成が複雑になる
ことはない。In this first linear compressor drive device, the output voltage of the AC power supply and the drive power of the linear motor are detected, and it is necessary to keep the neutral position of the piston constant with respect to the detected value of the output voltage. The target power is calculated, and the difference between the target power and the detected value of the driving power is calculated. Then, the output voltage of the AC power supply is controlled by a value corresponding to the difference, and the neutral position of the piston is held constant. Therefore, the neutral position of the piston can be kept constant even if the load changes. Moreover, since it is not necessary to provide a position detecting sensor for detecting the neutral position of the piston in the vicinity of the piston, the structure of the linear compressor does not become complicated.
【００１５】また、この発明に係る第２のリニアコンプ
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
電源の出力電圧を検出するための電圧検出手段、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、前記電圧検出手段によって検出され
た出力電圧と前記電流検出手段によって検出された電流
との位相差を検出する位相検出手段、および前記位相検
出手段によって検出された位相差に応じた値だけ前記交
流電源の出力電圧を補正し、前記ピストンの中立位置を
予め定められた位置に保持する制御手段を備えたことを
特徴としている。A second linear compressor drive device according to the present invention is a linear compressor drive device in which a linear motor reciprocates a piston to generate compressed gas, and drive power is supplied to the linear motor. AC power supply capable of controlling the output voltage for controlling the output voltage, voltage detection means for detecting the output voltage of the AC power supply, current detection means for detecting the current flowing from the AC power supply to the linear motor, voltage detection means Phase detection means for detecting the phase difference between the output voltage detected by the current detection means and the current detected by the current detection means, and the output voltage of the AC power supply by a value corresponding to the phase difference detected by the phase detection means. It is characterized in that it is provided with control means for correcting and maintaining the neutral position of the piston at a predetermined position.
【００１６】この第２のリニアコンプレッサの駆動装置
では、交流電源の出力電圧と交流電源からリニアモータ
に流れる電流との位相差が検出され、その検出値に応じ
た値だけ交流電源の出力電圧が制御されてピストンの中
立位置が一定に保持される。したがって、第１のリニア
コンプレッサの駆動装置と同様、負荷が変動してもピス
トンの中立位置を一定に保つことができ、かつリニアコ
ンプレッサの構成が複雑になることがない。In this second linear compressor drive, the phase difference between the output voltage of the AC power supply and the current flowing from the AC power supply to the linear motor is detected, and the output voltage of the AC power supply is changed by a value corresponding to the detected value. It is controlled and the neutral position of the piston is kept constant. Therefore, like the drive device of the first linear compressor, the neutral position of the piston can be kept constant even if the load changes, and the configuration of the linear compressor does not become complicated.
【００１７】[0017]
［実施の形態１］図１は、この発明の実施の形態１によ
るリニアコンプレッサの駆動装置の原理を説明するため
の図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a linear compressor drive device according to a first embodiment of the present invention.
【００１８】図１を参照して、リニアコンプレッサ３０
においては、交流電源の出力電圧Ｖをある値に設定した
場合、リニアモータ３６の駆動電力（消費電力）Ｗは負
荷に応じて一義的に決まる。したがって、従来は交流電
源の出力電圧Ｖが一定に保持されていたので、負荷に応
じてリニアモータ３６の駆動電力Ｗが変動していた。本
発明では、各負荷状態においてピストン３２の中立位置
が同一位置となる電圧Ｖと電力Ｗの関係（動作線）が予
め求められ、電圧Ｖと電力Ｗの関係が常にこの動作線に
最も近い状態になるように制御される。Referring to FIG. 1, the linear compressor 30
In the above, when the output voltage V of the AC power supply is set to a certain value, the drive power (power consumption) W of the linear motor 36 is uniquely determined according to the load. Therefore, conventionally, since the output voltage V of the AC power supply is kept constant, the drive power W of the linear motor 36 fluctuates according to the load. In the present invention, the relationship (operating line) between the voltage V and the power W at which the neutral position of the piston 32 is the same in each load state is obtained in advance, and the relationship between the voltage V and the power W is always closest to this operating line. Controlled to be.
【００１９】図２は、図１で説明した原理に基づくリニ
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。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a linear compressor drive device based on the principle described with reference to FIG.
【００２０】図２において、このリニアコンプレッサの
駆動装置は、交流電源１、電圧検出装置２、電流検出装
置３およびコンピュータ４を備え、コンピュータ４は電
力検出部５および演算・制御部６を含む。In FIG. 2, this linear compressor drive device includes an AC power supply 1, a voltage detection device 2, a current detection device 3 and a computer 4, and the computer 4 includes a power detection unit 5 and a calculation / control unit 6.
【００２１】交流電源１は、コンピュータ４の演算・制
御部６から与えられた電圧値制御信号に応じた値の電圧
Ｖをリニアコンプレッサ３０に出力する。電圧検出装置
２は、交流電源１の出力電圧Ｖを検出し、検出値Ｖをデ
ジタル信号に変換してコンピュータ４の電力検出部５お
よび演算・制御部６に与える。電流検出装置３は、交流
電源１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
４の電力検出部５に与える。The AC power supply 1 outputs to the linear compressor 30 a voltage V having a value corresponding to the voltage value control signal given from the arithmetic / control unit 6 of the computer 4. The voltage detection device 2 detects the output voltage V of the AC power supply 1, converts the detected value V into a digital signal, and supplies it to the power detection unit 5 and the calculation / control unit 6 of the computer 4. The current detection device 3 detects the current I flowing from the AC power supply 1 to the linear compressor 30, converts the detection value I into a digital signal, and supplies the digital signal to the power detection unit 5 of the computer 4.
【００２２】コンピュータ４の電力検出部５は、電圧検
出装置２および電流検出装置３から与えられたデジタル
信号に基づいて、交流電源１からリニアコンプレッサ３
０に供給される駆動電力Ｗを検出する。コンピュータ４
の演算・制御部６には、図３に示すように、ピストン３
２の中立位置を一定に保持するために必要な電圧Ｖと電
力Ｗｓの関係が計算式またはデータテーブルとして格納
されている。演算・制御部６は、電圧検出装置２によっ
て検出された電圧Ｖと電力検出部５によって検出された
電力Ｗとの関係が、自らが記憶している電圧Ｖと電力Ｗ
ｓの関係に一致するように電圧値制御信号を出力して交
流電源１の出力電圧Ｖを制御する。The electric power detection unit 5 of the computer 4 operates from the AC power supply 1 to the linear compressor 3 based on the digital signals supplied from the voltage detection device 2 and the current detection device 3.
The drive power W supplied to 0 is detected. Computer 4
As shown in FIG. 3, the calculation / control unit 6 of FIG.
The relationship between the voltage V and the electric power Ws required to keep the neutral position of 2 constant is stored as a calculation formula or a data table. The calculation / control unit 6 has a relationship between the voltage V detected by the voltage detection device 2 and the electric power W detected by the electric power detection unit 5 that the voltage V and the electric power W stored by itself.
The voltage value control signal is output so as to match the relationship of s to control the output voltage V of the AC power supply 1.
【００２３】図４は、コンピュータ４の動作を示すフロ
ーチャートである。このフローチャートに従って、この
リニアコンプレッサの駆動装置の動作について説明す
る。交流電源１からリニアコンプレッサ３０に駆動電力
Ｗが供給されてリニアコンプレッサ３０が駆動される。
交流電源１の出力電圧Ｖが電圧検出装置２によって検出
され、交流電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流Ｉが電流検出装置３によって検出される。FIG. 4 is a flow chart showing the operation of the computer 4. The operation of the drive device for the linear compressor will be described with reference to this flowchart. Driving power W is supplied from the AC power supply 1 to the linear compressor 30 to drive the linear compressor 30.
The output voltage V of the AC power supply 1 is detected by the voltage detection device 2, and the current I flowing from the AC power supply 1 to the linear compressor 30 is detected by the current detection device 3.
【００２４】コンピュータ４の電力検出部５は、ステッ
プＳ１において電圧検出装置２および電流検出装置３か
ら電圧値Ｖおよび電流値Ｉを読込み、ステップＳ２にお
いて駆動電力Ｗ＝Ｖ×Ｉを算出する。The power detector 5 of the computer 4 reads the voltage value V and the current value I from the voltage detector 2 and the current detector 3 in step S1, and calculates the drive power W = V × I in step S2.
【００２５】コンピュータ４の演算・制御部６は、ステ
ップＳ３において電圧検出装置２から電圧値Ｖを読込
み、その電圧値Ｖに対応した目標電力Ｗｓを算出する。
次に演算・制御部６は、ステップＳ４において電力検出
部５から電力Ｗを読込み、目標電力Ｗｓに対する電力Ｗ
の誤差Ｄ＝Ｗ−Ｗｓを算出する。次いで演算・制御部６
は、ステップＳ５において誤差Ｄに応じた電圧値制御量
Ｖｆを算出し、ステップＳ６において電圧値制御量Ｖｆ
に応じた電圧値制御信号を交流電源１に出力する。The calculation / control unit 6 of the computer 4 reads the voltage value V from the voltage detection device 2 in step S3 and calculates the target power Ws corresponding to the voltage value V.
Next, the calculation / control unit 6 reads the electric power W from the electric power detection unit 5 in step S4, and calculates the electric power W with respect to the target electric power Ws.
Error D = W−Ws is calculated. Next, calculation / control unit 6
Calculates the voltage value control amount Vf according to the error D in step S5, and the voltage value control amount Vf in step S6.
The voltage value control signal according to the above is output to the AC power supply 1.
【００２６】コンピュータ４は、ステップＳ７において
制御処理が終了したか否かを判別し、制御処理が終了し
ていない場合は再びステップＳ１に戻る。The computer 4 determines in step S7 whether or not the control process is completed. If the control process is not completed, the process returns to step S1 again.
【００２７】したがって、この実施の形態１において
は、図５に示すように、負荷が変動してもリニアコンプ
レッサ３０のピストン３２の中立位置は一定に保持され
て、高負荷時ほど大きな駆動電力Ｗが供給され、適切な
冷却特性が得られる。しかも、リニアコンプレッサ３０
には位置検出用センサなどを何ら設ける必要がないの
で、リニアコンプレッサ３０の構成が複雑になることは
ない。Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 5, the neutral position of the piston 32 of the linear compressor 30 is kept constant even if the load fluctuates, and the drive power W increases as the load increases. Are supplied to obtain appropriate cooling characteristics. Moreover, the linear compressor 30
Since it is not necessary to provide any position detection sensor or the like, the configuration of the linear compressor 30 does not become complicated.
【００２８】［実施の形態２］図６は、この発明の実施
の形態２によるリニアコンプレッサの駆動装置の原理を
説明するための図である。[Second Embodiment] FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of a linear compressor drive device according to a second embodiment of the present invention.
【００２９】図６を参照して、リニアコンプレッサ３０
においては、負荷が変動すると交流電源の出力電圧Ｖに
対する交流電源からリニアモータ３６に流れる電流Ｉの
位相が変動する。すなわち、低負荷時には電圧Ｖに対す
る電流Ｉの位相が進み、高負荷時には電圧Ｖに対する電
流Ｉの位相が遅れる。したがって、この位相差から負荷
状態を検出し、低負荷時には交流電源の出力電圧Ｖを減
少させ、高負荷時には出力電圧Ｖを増加させることによ
り、ピストン３２の中立位置を一定に保持することがで
きる。Referring to FIG. 6, the linear compressor 30
When the load fluctuates, the phase of the current I flowing from the AC power supply to the linear motor 36 with respect to the output voltage V of the AC power supply fluctuates. That is, when the load is low, the phase of the current I with respect to the voltage V is advanced, and when the load is high, the phase of the current I with respect to the voltage V is delayed. Therefore, the neutral state of the piston 32 can be held constant by detecting the load state from this phase difference, decreasing the output voltage V of the AC power supply when the load is low, and increasing the output voltage V when the load is high. .
【００３０】図７は、図６で説明した原理に基づくリニ
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。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a linear compressor drive device based on the principle described with reference to FIG.
【００３１】図７において、このリニアコンプレッサの
駆動装置は、交流電源１、電圧検出装置２、電流検出装
置３およびコンピュータ７を備え、コンピュータ７は位
相検出部８および演算・制御部９を含む。In FIG. 7, this linear compressor drive device includes an AC power supply 1, a voltage detection device 2, a current detection device 3 and a computer 7. The computer 7 includes a phase detection unit 8 and a calculation / control unit 9.
【００３２】交流電源１は、コンピュータ７の演算・制
御部９から与えられた電圧値制御信号に応じた値の電圧
Ｖをリニアコンプレッサ３０に出力する。電圧検出装置
２は、交流電源１の出力電圧Ｖを検出し、検出値Ｖをデ
ジタル信号に変換してコンピュータ７の位相検出部８に
与える。電流検出装置３は、交流電源１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７の位相検出部８に与
える。The AC power supply 1 outputs to the linear compressor 30 a voltage V having a value corresponding to the voltage value control signal given from the arithmetic / control section 9 of the computer 7. The voltage detection device 2 detects the output voltage V of the AC power supply 1, converts the detected value V into a digital signal, and supplies the digital signal to the phase detection unit 8 of the computer 7. The current detection device 3 detects the current I flowing from the AC power supply 1 to the linear compressor 30, converts the detected value I into a digital signal, and supplies the digital signal to the phase detection unit 8 of the computer 7.
【００３３】コンピュータ７の位相検出部８は、電圧検
出装置２および電流検出装置３から与えられたデジタル
信号に基づいて、交流電源１の出力電圧Ｖに対する電流
Ｉの位相差Ｄｐを算出する。コンピュータ７の演算・制
御部９には、図８に示すように、ピストン３２の中立位
置を一定に保持するために必要な位相差Ｄｐと電圧値制
御量の関係が計算式またはデータテーブルとして格納さ
れている。演算・制御部９は、位相検出部８で検出され
た位相差Ｄｐに応じた電圧値制御量Ｖｆを算出し、算出
結果に基づいた電圧値制御信号を交流電源１に与えれ
る。The phase detector 8 of the computer 7 calculates the phase difference Dp of the current I with respect to the output voltage V of the AC power supply 1 based on the digital signals given from the voltage detector 2 and the current detector 3. As shown in FIG. 8, the calculation / control unit 9 of the computer 7 stores the relationship between the phase difference Dp and the voltage value control amount required to keep the neutral position of the piston 32 constant as a calculation formula or a data table. Has been done. The calculation / control unit 9 calculates the voltage value control amount Vf according to the phase difference Dp detected by the phase detection unit 8, and gives the AC power supply 1 a voltage value control signal based on the calculation result.
【００３４】図９は、コンピュータ７の動作を示すフロ
ーチャートである。このフローチャートに従って、この
リニアコンプレッサの駆動装置の動作について説明す
る。交流電源１からリニアコンプレッサ３０に駆動電力
Ｗが供給されてリニアコンプレッサ３０が駆動される。
交流電源１の出力電圧Ｖが電圧検出装置２によって検出
され、交流電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流Ｉが電流検出装置３によって検出される。FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the computer 7. The operation of the drive device for the linear compressor will be described with reference to this flowchart. Driving power W is supplied from the AC power supply 1 to the linear compressor 30 to drive the linear compressor 30.
The output voltage V of the AC power supply 1 is detected by the voltage detection device 2, and the current I flowing from the AC power supply 1 to the linear compressor 30 is detected by the current detection device 3.
【００３５】コンピュータ７の位相検出部８は、ステッ
プＳ１１において電圧検出装置２および電流検出装置３
から電圧値Ｖおよび電流値Ｉを読込む。次に、位相検出
部８は、ステップＳ１２において電圧Ｖおよび電流Ｉの
波形の立上がりタイミングなどを算出し、その算出結果
に基づきステップＳ１３において電圧Ｖに対する電流Ｉ
の位相差Ｄｐを算出する。演算・制御部９は、ステップ
Ｓ１４において位相差Ｄｐに応じた電圧値制御量Ｖｆを
算出し、ステップＳ１５において電圧値制御量Ｖｆに応
じた電圧値制御信号を交流電源１に出力する。The phase detector 8 of the computer 7 determines the voltage detector 2 and the current detector 3 in step S11.
The voltage value V and the current value I are read from. Next, the phase detector 8 calculates the rising timing of the waveforms of the voltage V and the current I in step S12, and based on the calculation result, the current I with respect to the voltage V is calculated in step S13.
The phase difference Dp of is calculated. The calculation / control unit 9 calculates the voltage value control amount Vf according to the phase difference Dp in step S14, and outputs the voltage value control signal according to the voltage value control amount Vf to the AC power supply 1 in step S15.
【００３６】コンピュータ４は、ステップＳ１６におい
て制御処理が終了したか否かを判別し、制御処理が終了
していない場合は再びステップＳ１１に戻る。The computer 4 determines in step S16 whether or not the control process is completed. If the control process is not completed, the process returns to step S11.
【００３７】この実施の形態２においても、実施の形態
１と同じ効果が得られる。Also in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上のように、この発明の第１のリニア
コンプレッサの駆動装置では、交流電源の出力電圧とリ
ニアモータの駆動電力が検出され、出力電圧の検出値に
対してピストンの中立位置を一定に保持するのに必要な
目標電力が演算され、その目標電力に駆動電力の検出値
が一致するように交流電源の出力電圧が制御される。し
たがって、負荷が変動してもピストンの中立位置が一定
に保持され、高負荷時ほど大きな駆動電力が供給され、
低負荷時ほど小さな駆動電力が供給される。しかも、ピ
ストンの中立位置を検出するための位置検出用センサを
ピストンの近傍に設ける必要がないので、リニアコンプ
レッサの構成が複雑になることはない。As described above, in the first linear compressor drive device of the present invention, the output voltage of the AC power supply and the drive power of the linear motor are detected, and the neutral position of the piston is detected with respect to the detected value of the output voltage. Is calculated, and the output voltage of the AC power supply is controlled so that the detected value of the driving power matches the target power. Therefore, even if the load fluctuates, the neutral position of the piston is kept constant, and a larger driving power is supplied when the load is higher.
The smaller the load is, the smaller the driving power is supplied. Moreover, since it is not necessary to provide a position detecting sensor for detecting the neutral position of the piston in the vicinity of the piston, the structure of the linear compressor does not become complicated.
【００３９】また、この発明の第２のリニアコンプレッ
サの駆動装置では、交流電源の出力電圧と交流電源から
リニアモータに流れる電流との位相差が検出され、その
検出値に応じた値だけ交流電源の出力電圧が制御されて
ピストンの中立位置が一定に保持される。したがって、
第１のリニアコンプレッサの駆動装置と同様、負荷が変
動してもピストンの中立位置が一定に保持され、負荷に
応じた駆動電力が供給される。しかも、リニアコンプレ
ッサの構成が複雑になることがない。Further, in the second linear compressor drive apparatus of the present invention, the phase difference between the output voltage of the AC power supply and the current flowing from the AC power supply to the linear motor is detected, and the AC power supply has a value corresponding to the detected value. Is controlled to maintain the neutral position of the piston constant. Therefore,
Similar to the drive device of the first linear compressor, the neutral position of the piston is kept constant even if the load fluctuates, and drive power corresponding to the load is supplied. Moreover, the structure of the linear compressor does not become complicated.
【図１】この発明の実施の形態１によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の原理を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a linear compressor drive device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１で説明した原理に基づくリニアコンプレッ
サの駆動装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a linear compressor driving device based on the principle described in FIG.
【図３】ピストンの中立位置を一定に保つために必要な
出力電圧Ｖと目標電力Ｗｓの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an output voltage V and a target power Ws required to keep a neutral position of a piston constant.
【図４】図２に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
コンピュータの動作を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an operation of a computer of the driving device for the linear compressor shown in FIG.
【図５】図２に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
効果を説明するための図である。5 is a diagram for explaining the effect of the linear compressor drive device shown in FIG. 2. FIG.
【図６】この発明の実施の形態２によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の原理を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of a linear compressor drive device according to a second embodiment of the present invention.
【図７】図６で説明した原理に基づくリニアコンプレッ
サの駆動装置の構成を示すブロック図である。7 is a block diagram showing a configuration of a linear compressor driving device based on the principle described in FIG. 6. FIG.
【図８】ピストンの中立位置を一定に保つために必要な
位相差と電圧値制御量の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a phase difference and a voltage value control amount required to keep a neutral position of a piston constant.
【図９】図７に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
コンピュータの動作を示すフローチャートである。9 is a flowchart showing an operation of a computer of the driving device for the linear compressor shown in FIG.
【図１０】従来のリニアコンプレッサの構成を示す断面
図である。FIG. 10 is a sectional view showing a configuration of a conventional linear compressor.
【図１１】図１０に示したリニアコンプレッサの問題点
を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining a problem of the linear compressor shown in FIG.
１ 交流電源 ２ 電圧検出装置 ３ 電流検出装置 ４，７ コンピュータ ５ 電力検出部 ６，９ 演算・制御部 ８ 位相検出部 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 1 AC power supply 2 Voltage detection device 3 Current detection device 4,7 Computer 5 Power detection part 6,9 Calculation / control part 8 Phase detection part 30 Linear compressor 32 Piston 36 Linear motor 41 Piston spring
Claims (2)
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、 前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、 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、 前記電圧検出手段と前記電流検出手段の検出結果に基づ
いて前記交流電源から前記リニアモータに供給される駆
動電力を検出する電力検出手段、 前記電圧検出手段によって検出された出力電圧に対して
前記ピストンの中立位置を予め定められた位置に保持す
るために必要な目標電力を演算する第１の演算手段、 前記電力検出手段によって検出された駆動電力と前記第
１の演算手段によって演算された目標電力との差を演算
する第２の演算手段、および前記第２の演算手段によっ
て演算された駆動電力と目標電力の差に応じた値だけ前
記交流電源の出力電圧を補正し、前記ピストンの中立位
置を予め定められた位置に保持する制御手段を備える、
リニアコンプレッサの駆動装置。1. A drive device for a linear compressor that reciprocates a piston by a linear motor to generate compressed gas, wherein an AC power supply capable of controlling an output voltage for supplying drive power to the linear motor, the AC Voltage detection means for detecting the output voltage of the power supply, current detection means for detecting the current flowing from the AC power supply to the linear motor, the AC power supply based on the detection results of the voltage detection means and the current detection means Power detection means for detecting the drive power supplied to the linear motor from the target power required to maintain the neutral position of the piston at a predetermined position with respect to the output voltage detected by the voltage detection means. And a driving power detected by the power detection means and the first calculation means. Second calculation means for calculating a difference between the calculated target power and the output voltage of the AC power supply, the output voltage of the AC power supply being corrected by a value corresponding to the difference between the driving power calculated by the second calculation means and the target power. A control means for holding the neutral position of the piston at a predetermined position,
Drive unit for linear compressor.
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、 前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、 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、 前記電圧検出手段によって検出された出力電圧と前記電
流検出手段によって検出された電流との位相差を検出す
る位相検出手段、および前記位相検出手段によって検出
された位相差に応じた値だけ前記交流電源の出力電圧を
補正し、前記ピストンの中立位置を予め定められた位置
に保持する制御手段を備える、リニアコンプレッサの駆
動装置。2. A drive device for a linear compressor that reciprocates a piston by a linear motor to generate compressed gas, the AC power source capable of controlling an output voltage for supplying drive power to the linear motor, Voltage detection means for detecting an output voltage of a power supply, current detection means for detecting a current flowing from the AC power supply to the linear motor, output voltage detected by the voltage detection means and detected by the current detection means Phase detection means for detecting the phase difference with the current, and by correcting the output voltage of the AC power supply by a value according to the phase difference detected by the phase detection means, the neutral position of the piston is a predetermined position A drive device for a linear compressor, comprising:
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| JP27225195A JP3869481B2 (en) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | Linear compressor drive unit |
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| JP3469779B2 (en) | Control device for linear motor driven reciprocating mechanism |
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