JPH11351143A - リニアコンプレッサーの駆動装置 - Google Patents

リニアコンプレッサーの駆動装置

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JPH11351143A
JPH11351143A JP16183998A JP16183998A JPH11351143A JP H11351143 A JPH11351143 A JP H11351143A JP 16183998 A JP16183998 A JP 16183998A JP 16183998 A JP16183998 A JP 16183998A JP H11351143 A JPH11351143 A JP H11351143A
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JP
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phase
frequency
induced voltage
linear compressor
phase difference
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JP16183998A
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Sugimatsu Hasegawa
杉松 長谷川
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リニアコンプレッサーの負荷が変化した時、
モータ駆動電圧の周波数とピストンの共振周波数がずれ
るため効率が低下する。 【解決手段】 リニアモータに流れる電流とリニアモー
タのコイル部にサーチコイルを組み込み、サーチコイル
からの誘起電圧との位相を検出し、位相差に応じた値だ
け出力電圧の周波数を補正してピストンの共振周波数に
一致保持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストンを往復運
動させ、冷媒を圧縮するリニアコンプレッサーの駆動装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の振動型圧縮機としては、たとえば
実開平2−145678号公報に示されているものがあ
る。
【0003】図7を参照しながら従来の振動型圧縮機に
ついて説明する。圧力指令発生器30は第一加算増幅器
31に圧力の指令を与え、第一加算増幅器31は前記圧
力指令と圧力検出器41が検出する圧力値と並びに周波
数信号発生器33が発生する周波数信号を加算増幅し、
パルス信号発生器34に出力する。パルス信号発生器3
4は、第二加算増幅器32が出力する信号を元にパルス
信号を電力制御器35に与える。電力制御器35は、パ
ルス信号発生器34の発生する信号を元に、交流電源3
6が供給する電源を用いてリニアモータ37を駆動す
る。コンプレッサー38は、圧力槽39で冷媒を吸入,
圧縮,吐出を行う。圧力検出器41は、圧力槽39から
吐出される冷媒の圧力を検出して、第一加算増幅器31
に信号出力する。このように従来の振動型圧縮機を用い
ることにより、圧力指令発生器30が指示する圧力と、
圧力検出器41が検出する、圧力槽40の圧力との偏差
が生じた時、第二の加算増幅器32がパルス信号発生器
34に与える信号出力を制御することによって、振動型
圧縮機40を動作させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
を用いた振動型圧縮機では電源装置からリニアコンプレ
ッサーの巻線に一定の周波数の電圧が印加されていたの
で、負荷条件の変化などにより、ガスばねの定数が変化
して、実際の運転周波数と共振周波数との間にズレが生
じ、効率が低下するといった問題点がある。
【0005】本発明は、負荷条件の変化などにより振動
型圧縮機の共振周波数が変化しても高い効率を維持する
リニアコンプレッサーの駆動装置を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
リニアコンプレッサーの駆動装置において、ピストンを
往復運動させ冷媒を圧縮するリニアコンプレッサーと、
電圧・周波数が制御できる電源装置と、リニアモータに
流れる電流を検出する電流検出装置と、前記リニアコン
プレッサーの巻線にサーチコイルを具備し、前記サーチ
コイルからの誘起電圧の位相を検出する誘起電圧検出装
置と、前記誘起電圧検出装置で検出した誘起電圧の位相
と、前記電流検出装置で検出した電流位相との位相差を
検出する位相検出部と、前記位相差に応じ前記電源装置
の周波数を前記ピストンの共振周波数に一致させる駆動
手段を備えたことを特徴とする。
【0007】請求項2記載の本発明のリニアコンプレッ
サーの駆動装置において、ピストンを往復運動させ冷媒
を圧縮するリニアコンプレッサーと、電圧・周波数が制
御できる電源装置と、リニアモータのピストンの位置を
検出する変位検出装置と、前記リニアコンプレッサーの
巻線にサーチコイルを具備し、前記サーチコイルからの
誘起電圧の位相を検出する誘起電圧検出装置と、前記誘
起電圧検出装置で検出した誘起電圧の位相と、前記変位
検出装置で検出した変位との位相差を検出する第2位相
検出部と、前記位相差に応じ前記電源装置の周波数を、
前記ピストンの共振周波数に一致させる駆動手段を備え
たことを特徴とする。
【0008】請求項3記載の本発明は、請求項1または
2に記載のリニアコンプレッサーの駆動装置において、
前記ピストンの共振周波数を一致させる駆動手段は、前
記電源装置の出力電圧の周波数に応じた値だけ前記電源
装置の出力電圧の電圧値を補正し、リニアコンプレッサ
ーのピストンのストロークを一定に保持することを特徴
とする。
【0009】
【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項1記載の発明は、ピストンを往復運動させ冷媒を圧縮
するリニアコンプレッサーと、電圧・周波数が制御でき
る電源装置と、リニアモータに流れる電流を検出する電
流検出装置と、リニアコンプレッサーの巻線にサーチコ
イルを具備し、サーチコイルからの誘起電圧の位相と、
前記電流検出装置で検出した電流位相との位相差を検出
する位相検出部と、前記位相差に応じ前記電源装置の周
波数を、前記ピストンの共振周波数に一致させる駆動手
段を備えたものである。この構成によれば、電源装置の
出力電圧の周波数を共振周波数に一定に保った状態で負
荷が高くなると、電源装置からリニアコンプレッサーに
流れる電流に対してサーチコイルで検出した誘起電圧の
位相が進み、負荷が低くなると電流に対してサーチコイ
ルで検出した誘起電圧の位相が遅れる。従ってモータ電
流に対して誘起電圧の位相差を検出することで、負荷変
動に対して常に共振周波数が保持される。
【0010】請求項2記載の発明は、ピストンを往復運
動させ冷媒を圧縮するリニアコンプレッサーと、電圧・
周波数が制御できる電源装置と、リニアモータのピスト
ンの位置を検出する変位検出装置と、リニアコンプレッ
サーの巻線にサーチコイルを具備し、サーチコイルから
の誘起電圧の位相と、前記変位検出装置との位相差に応
じ前記電源装置の周波数を、前記ピストンの共振周波数
に一致させる駆動手段を備えたものである。この構成に
よれば位相差を検出することで位相差に応じ電源の出力
電圧の周波数を補正することで、負荷変動に対して常に
共振周波数が保持される。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1または請
求項2のリニアモータ駆動装置において前記ピストンの
共振周波数を一致させる駆動手段は、前記電源装置の出
力電圧の周波数に応じた値だけ前記電源装置の出力電圧
の電圧値を補正し、リニアコンプレッサーのピストンの
ストロークを一定に保持することができる。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
【0013】(実施例1)図1において電源装置1は、
演算制御部6からの周波数指示信号に基づきリニアコン
プレッサー3に指示された周波数の電圧を出力する。電
流検出装置2は、電源装置1からリニアコンプレッサー
3に流れる電流を検出し、位相検出部7に与える。サー
チコイル4はリニアコンプレッサー3の巻線部にコイル
を数ターン巻いたものを挿入されており、サーチコイル
4からの信号を誘起電圧検出装置5で増幅して位相検出
部7へ出力する。位相検出部7は、電流検出装置2と誘
起電圧検出装置5からの位相をリニアコンプレッサー3
のピストンの共振周波数に一致させるために必要な位相
差θと周波数補正値fとの関数式に基づき演算し、周波
数指示信号を電源装置1に与える。
【0014】図2は本実施例1のリニアコンプレッサー
の駆動制御フローを示した図で、電源装置1からリニア
コンプレッサー3に駆動電力が供給され、リニアコンプ
レッサー3が駆動される。電源装置1からモータに供給
される電流を、電流検出装置2で検出する。電源制御装
置8の位相検出部7は、ステップ10においてモータ電
流を読み込む。ステップ11においてステップ10で読
み込んだデータの位相を演算する。ステップ12では、
誘起電圧検出装置5からの信号を読み込み位相を演算す
る。ステップ13は、モータ電流位相と誘起電圧位相の
位相差を演算し、誘起電圧に対するモータ電流の位相差
θを演算する。電源制御装置8は、ステップ14におい
て現在のモータに印加している電圧の周波数を位相差θ
の偏差だけ補正した周波数指示値を、ステップ15で電
源装置1に出力する。ステップ16は、モータの駆動周
波数とピストンの共振周波数が位置した時か否かを判断
して、一致していない場合、再びステップ1に戻る。
【0015】図4は負荷が一定で、駆動周波数を共振周
波数より高くすると位相差θが正側に大きくなり、駆動
周波数を共振周波数より低くすると、位相差θは負側に
大きくなる。したがって周波数を制御することで位相差
θを調整することができる。
【0016】図5は周波数を共振周波数に一定に保ち、
負荷を高くすると誘起電圧に対するモータの電流の位相
が遅れ、負荷を低くすると誘起電圧に対するモータ電流
の位相が進む。したがって誘起電圧とモータ電流の位相
差を検出することで負荷を検出することができる。
【0017】図6は負荷が一定で、モータ電流に対する
誘起電圧の位相差が大きくなると周波数補正値Δfを小
さく、また誘起電圧の位相差が小さくなると周波数補正
値Δfが大きくなる。したがって駆動周波数に周波数補
正値Δfの値だけ補正することで位相差Δθを調整する
ことができる。
【0018】したがって実施例1において、負荷の変動
に伴いピストンとの共振周波数が変化しても、電源装置
1の出力電圧に対する周波数は常に共振周波数に一致す
るように制御される。なお駆動周波数が高く装置の駆動
電圧を制御することで、ピストンのストロークを最適に
保持する構造としてもよい。
【0019】(実施例2)図3を用いて第2の実施例を
説明する。
【0020】電源装置1は、演算制御部6からの周波数
指示信号に基づき、リニアコンプレッサー3に指示され
た周波数の電圧を出力する。サーチコイル4はリニアコ
ンプレッサー3の巻線部にコイルを数ターン巻いたもの
を挿入されており、サーチコイル4からの信号を誘起電
圧検出装置5で増幅して第2位相検出部22へ出力す
る。リニアコンプレッサー3のピストンの位置をリニア
に検出する位置検出装置20からの信号を位置演算部2
2に出力する。演算部22は、誘起電圧検出装置5と、
ピストン位置検出装置20からの位相をリニアコンプレ
ッサー3のピストンの共振周波数に一致させるために必
要な位相差θ1と周波数補正値f1との関数式に基づき
演算し、位相差に応じた値だけ前記電源装置の出力電圧
の周波数を補正し、ピストンの共振周波数に一致させる
ように制御される。
【0021】
【発明の効果】上記実施例から明らかなように請求項1
記載の発明は、電源装置のリニアモータに流れるモータ
電流と、誘起電圧の位相差を演算し偏差の値だけ電源装
置の出力電圧の周波数が補正されてリニアモータの駆動
周波数がピストンの共振周波数に保持され、負荷が変動
しても共振周波数が保持されるため効率が低下しない。
またサーチコイルは、数ターン巻いたコイルをリニアモ
ータ巻線に挿入するだけで良く、電気的に絶縁する必要
もなく、部品点数の削減が図れ安価である。
【0022】請求項2に記載の発明は、前記リニアコン
プレッサーの巻線部に誘起電圧を検出するサーチコイル
と、前記リニアコンプレッサーのピストンの位置を検出
する位置検出装置と、位相差に応じた値だけ前記電源装
置の出力電圧の周波数を補正し、ピストンの共振周波数
に保持され、またピストンの位置検出がリニアに検出で
きるので、さらに高精度に共振周波数を保持することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1によるリニアコンプレッサー
の駆動装置の構成を示すブロック図
【図2】本発明の実施例1による電源制御装置のフロー
チャート
【図3】本発明の実施例2によるリニアコンプレッサー
の駆動装置の構成を示すブロック図
【図4】負荷一定共振時に周波数を制御した時の位相差
特性図
【図5】負荷・周波数一定で負荷が変化した時の位相差
特性図
【図6】電流に対する誘起電圧の位相差に対する周波数
補正値の特性図
【図7】従来の制御ブロック図
【符号の説明】
1 電源装置 2 電流検出装置 3 リニアコンプレッサー 4 サーチコイル 5 誘起電圧検出装置 6,21 演算制御部 7 位相検出部 8 電源制御装置 20 ピストン位相検出装置 22 第2位相検出部 23 周波数制御装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ピストンを往復運動させ冷媒を圧縮する
    リニアコンプレッサーと、電圧・周波数が制御できる電
    源装置と、リニアモータに流れる電流を検出する電流検
    出装置と、前記リニアコンプレッサーの巻線にサーチコ
    イルを具備し、前記サーチコイルからの誘起電圧の位相
    を検出する誘起電圧検出装置と、前記誘起電圧検出装置
    で検出した誘起電圧の位相と、前記電流検出装置で検出
    した電流位相との位相差を検出する位相検出部と、前記
    位相差に応じ前記電源装置の周波数を前記ピストンの共
    振周波数に一致させる駆動手段を備えたリニアコンプレ
    ッサーの駆動装置。
  2. 【請求項2】 ピストンを往復運動させ冷媒を圧縮する
    リニアコンプレッサーと、電圧・周波数が制御できる電
    源装置と、リニアモータのピストンの位置を検出する変
    位検出装置と、前記リニアコンプレッサーの巻線にサー
    チコイルを具備し、前記サーチコイルからの誘起電圧の
    位相を検出する誘起電圧検出装置と、前記誘起電圧検出
    装置で検出した誘起電圧の位相と、前記変位検出装置で
    検出した変位との位相差を検出する第2位相検出部と、
    前記位相差に応じ前記電源装置の周波数を、前記ピスト
    ンの共振周波数に一致させる駆動手段を備えたリニアコ
    ンプレッサーの駆動装置。
  3. 【請求項3】 前記ピストンの共振周波数を一致させる
    駆動手段は前記電源装置の出力電圧の周波数に応じた値
    だけ前記電源装置の出力電圧の電圧値を補正し、リニア
    コンプレッサーのピストンのストロークを一定に保持す
    る請求項1または2に記載のリニアコンプレッサーの駆
    動装置。
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