KR100520071B1 - linear compressor and control method thereof - Google Patents
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본 발명은 리니어 압축기 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 상하 왕복운동을 하는 피스톤의 위치검출을 위하여 상기 피스톤의 일측에 연결된 코어부와, 상기 코어부의 위치를 감지하는 제1 센서코일 및 제2 센서코일을 갖는 리니어 압축기에 있어서, 상기 코어부는 상기 제1 센서코일 및 제2 센서코일의 직렬연결 길이의 절반이하의 길이를 갖는 상부코어를 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 외부환경에 영향을 받지 않고 리니어 압축기의 피스톤 위치를 정확하게 측정하고 제어할 수 있다.The present invention relates to a linear compressor and a control method thereof. The present invention provides a linear compressor having a core part connected to one side of the piston and a first sensor coil and a second sensor coil for detecting a position of the piston for detecting a position of a piston for vertical reciprocating motion. It characterized in that it has an upper core having a length less than half of the length of the series connection of the first sensor coil and the second sensor coil. This makes it possible to accurately measure and control the piston position of the linear compressor without being affected by the external environment.
Description
본 발명은 리니어 압축기 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a linear compressor and a control method thereof.
리니어 압축기는 냉장고 등의 냉동사이클에서 냉매 압축용 등으로 널리 이용되고 있다. 리니어 압축기는 피스톤의 스트로크의 크기를 측정하고, 이를 분석하여 리니어 압축기의 구동모터에 전류를 인가하여 피스톤 운동을 제어한다. Linear compressors are widely used for refrigerant compression in refrigeration cycles such as refrigerators. The linear compressor measures the size of the stroke of the piston, analyzes it, and applies a current to the drive motor of the linear compressor to control the piston movement.
도1은 종래의 리니어 압축기의 피스톤 위치검출을 위한 센서구조의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a sensor structure for detecting a piston position of a conventional linear compressor.
도1에 도시한 바와 같이, 위치검출용 센서구조는 센서본체(100), 센서코일(101), 코어지지대(102) 및 코어(103)로 구성되어 있다.As shown in Fig. 1, the position detection sensor structure is composed of a sensor body 100, a sensor coil 101, a core support 102 and a core 103.
센서본체(100)의 내부에 센서코일(101)을 갖고 있으며, 센서코일(101)은 동일한 인덕턴스 값, 동일 치수, 동일 권수를 갖는 제1센서코일(101a)과 제2센서코일(101b)의 직렬연결로 되어있다. 코어지지대(102)는 비자성체로서 코어(103)를 지지하고 피스톤(미도시)과 연결되어 있다.The sensor coil 101 is provided inside the sensor body 100, and the sensor coil 101 is formed of the first sensor coil 101a and the second sensor coil 101b having the same inductance value, the same dimension, and the same number of turns. It is connected in series. The core support 102 is a nonmagnetic material that supports the core 103 and is connected to a piston (not shown).
센서본체(100)의 내경을 관통하여 압축기의 피스톤과 연결된 코어(103)가 피스톤의 왕복운동에 따라 센서코일(101) 내부를 움직이게 되면 센서코일(101)에 소정의 리액턴스가 발생한다. When the core 103 connected to the piston of the compressor penetrates the inner diameter of the sensor body 100 and moves inside the sensor coil 101 according to the reciprocating motion of the piston, a predetermined reactance occurs in the sensor coil 101.
도2는 종래의 리니어 압축기의 피스톤의 위치 검출회로의 블록도이다.2 is a block diagram of a position detection circuit of a piston of a conventional linear compressor.
도2에 도시한 바와 같이, 직렬연결된 두개의 센서코일(101)과 직렬연결된 두개의 분압저항(Ra, Rb)이 서로 병렬로 연결되어 있으며 소스전원(105)으로 삼각파가 입력되고 있다. 코어(103)가 제1 센서코일(101a)과 제2 센서코일(101b) 사이의 중앙을 기점으로 왕복운동하는 피스톤에 대하여 최대출력전압을 검출하기 위해 분압저항(Ra, Rb)에 의해 분압된 전압과의 차이를 증폭기(104)를 통해 증폭된다. 아날로그 신호처리부(106)는 증폭기(104)의 출력파형을 입력받고 소정의 신호처리과정을 거쳐 피스톤의 위치를 검출한다.As shown in FIG. 2, two sensor coils 101 connected in series and two divided resistors Ra and Rb connected in series are connected in parallel with each other, and a triangular wave is input to the source power source 105. The core 103 is divided by the voltage dividing resistors Ra and Rb to detect the maximum output voltage with respect to the piston reciprocating from the center between the first sensor coil 101a and the second sensor coil 101b. The difference with the voltage is amplified by the amplifier 104. The analog signal processor 106 receives the output waveform of the amplifier 104 and detects the position of the piston through a predetermined signal processing process.
도3은 리니어 압축기의 피스톤 왕복운동에 따른 도2의 증폭기(104)의 출력 파형을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the output waveform of the amplifier 104 of Figure 2 according to the piston reciprocating motion of the linear compressor.
도3에 도시한 바와 같이, 피스톤의 왕복운동에 대하여 증폭기의 출력(a직선)은 선형적인 출력특성을 나타낸다. 이러한 출력전압은 피스톤의 위치에 비례한 것으로서 출력전압을 통해 피스톤의 위치정보를 알아 낼 수 있다.As shown in Fig. 3, the output (a straight line) of the amplifier with respect to the reciprocating motion of the piston shows a linear output characteristic. The output voltage is proportional to the position of the piston, and the position information of the piston can be determined through the output voltage.
그런데 종래 리니어 압축기의 센서회로는 외부영향(온도, 압력 등)에 의하여 기울기를 달리하는 선형특성을 나타낼 수 있다. 외부환경에 의해 b직선과 같이 기울기가 작은 선형특성을 갖게 되면, 정상적인 고냉력 운전의 정보에 따른 제어시 피스톤이 실린더의 밸브에 충돌하는 문제가 발생할 수 있었다. 또 고냉력과 저냉력간의 냉력편차가 크게 발생할 수 있었다. By the way, the sensor circuit of the conventional linear compressor may exhibit a linear characteristic that varies the slope due to external influences (temperature, pressure, etc.). When the linear characteristic has a small inclination like the b-line due to the external environment, the piston may collide with the valve of the cylinder during the control according to the information of the normal high-cooling operation. In addition, the cold power deviation between high cold power and low cold power could occur greatly.
본 발명의 목적은 외부환경에 영향을 받지 않고 피스톤의 상사점 위치를 정밀하게 검출하는 리니어 압축기를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a linear compressor that accurately detects the top dead center position of a piston without being affected by the external environment.
상기의 목적은 본 발명에 따라 상하 왕복운동을 하는 피스톤의 위치검출을 위하여 상기 피스톤의 일측에 연결된 코어부와, 상기 코어부의 위치를 감지하는 제1 센서코일 및 제2 센서코일을 갖는 리니어 압축기에 있어서, 상기 코어부는 상기 제1 센서코일 및 제2 센서코일의 직렬연결 길이의 절반이하의 길이를 갖는 상부코어를 갖는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기에 의해 달성 될 수 있다. 상기 코어부는 상부코어와 소정의 간격을 두고 위치하는 하부코어를 포함할 수도 있으며, 상기 피스톤이 왕복운동의 중심을 지날 때 상기 상부코어와 상기 하부코어 사이의 중심지점이 상기 제1 코일센서와 상기 제2 코일센서 사이의 중심을 지나도록 하는 것이 바람직하다.The purpose of the above is to provide a linear compressor having a core part connected to one side of the piston and a first sensor coil and a second sensor coil for detecting the position of the piston to detect the position of the piston in the vertical reciprocating motion according to the present invention. The core unit may be achieved by a linear compressor, wherein the core unit has an upper core having a length less than half of the series connection length of the first sensor coil and the second sensor coil. The core part may include a lower core positioned at a predetermined distance from the upper core, and a center point between the upper core and the lower core when the piston passes through the center of the reciprocating motion may include the first coil sensor and the first core. It is desirable to pass the center between two coil sensors.
그리고 상기 리니어 압축기는 상기 피스톤의 왕복운동에 따라서 상기 상부코어의 중심지점이 상기 제1 센서코일과 상기 제2 센서코일 사이의 중심인 코일영점을 지나는 시간의 차이를 검출하여 상기 피스톤의 상사점을 검출하고, 상기 상사점에 기초하여 상기 피스톤의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The linear compressor detects a top dead center of the piston by detecting a time difference between a center point of the upper core and a coil zero that is a center between the first sensor coil and the second sensor coil according to the reciprocating motion of the piston. And it is preferable to further include a control unit for controlling the position of the piston based on the top dead center.
여기서, 상기 제1 센서코일과 소정의 제1 분압저항을 직렬로 연결한 제1 지로와, 상기 제2 센서코일과 소정의 제2 분압저항을 직렬로 연결한 제2 지로와, 상기 제1 지로와 상기 제2 지로에 인가되는 소스전원과, 상기 제1 분압저항과 상기 제2 분압저항에 인가되는 전압을 입력받는 전압비교기를 갖도록 할 수 있으며, 상기 전압비교기는 상기 제1 센서코일과 상기 제2 센서코일 각각의 양단간의 전압을 입력받는 것으로 할 수도 있다. 상기 피스톤이 상사점 근처에 위치하여 상기 전압비교기의 출력이 0이 되는 시간의 차에 기초하여 상기 상사점을 검출하고 상기 피스톤의 위치를 제어하는 제어부를 더 포함할 수도 있다. Here, a first branch connecting the first sensor coil and the predetermined first voltage divider in series, a second branch connecting the second sensor coil and the predetermined second voltage divider in series, and the first branch And a voltage comparator for receiving a source power applied to the second branch and a voltage applied to the first voltage divider and the second voltage divider, wherein the voltage comparator includes the first sensor coil and the first voltage comparator. It may be assumed that a voltage between both ends of each of the two sensor coils is input. The controller may further include a controller configured to detect the top dead center and control the position of the piston based on a difference in time when the piston is located near the top dead center so that the output of the voltage comparator becomes zero.
상기 제어부는 상기 피스톤의 왕복운동에 따라서 상기 상부코어의 중심지점이 상기 제1 센서코일과 상기 제2 센서코일 사이의 중심인 코일영점을 지나는 시간의 차와 상기 하부코어의 중심지점이 상기 코일영점을 지나는 시간의 차 검출하고, 상기 시간의 차이에 기초하여 상기 피스톤이 왕복운동의 중심이 소정의 목표중심지점에서 벗어난 오프셋의 크기를 검출하도록 할 수도 있다.The controller may be configured such that a difference between a center point of the upper core and a center point of the lower core passes through the coil zero according to the reciprocating motion of the piston. The center point of the upper core passes through the coil zero that is the center between the first sensor coil and the second sensor coil. The difference in time may be detected and the piston may be configured to detect the magnitude of the offset from which the center of the reciprocating motion deviates from a predetermined target center point based on the difference in time.
또한 상기 목적은 본 발명에 따라 상하 왕복운동을 하는 피스톤의 일측에 연결된 코어부와, 상기 코어부의 위치를 감지하는 제1 센서코일 및 제2 센서코일을 갖는 리니어 압축기의 제어방법에 있어서, 상기 코어부는 소정의 간격을 두고 위치하는 상부코어와 하부코어를 형성하는 단계와, 상기 피스톤의 왕복운동에 따라서 상기 상부코어의 중심지점이 상기 상부코일과 상기 하부코일 사이의 중심지점을 지나는 시간의 차이를 검출하여 상기 피스톤의 상사점을 검출하는 단계와, 상기 상사점에 기초하여 상기 피스톤의 위치를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리니어 압축기의 제어방법에 의해서도 달성 될 수 있다.In addition, the object is in the control method of the linear compressor having a core part connected to one side of the piston for up and down reciprocating motion according to the present invention, the first sensor coil and the second sensor coil for detecting the position of the core, Forming a top core and a bottom core positioned at predetermined intervals, and detecting a difference in time at which the center point of the upper core passes through the center point between the upper coil and the lower coil according to the reciprocating motion of the piston Detecting the top dead center of the piston, and controlling the position of the piston based on the top dead center may be achieved by a control method of the linear compressor.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 위치검출을 위한 센서구조의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a sensor structure for detecting a position of a piston of the linear compressor according to the embodiment of the present invention.
도4에 도시한 바와 같이, 위치검출용 센서구조는 센서본체(1), 센서코일(2), 코어지지대(3) 및 코어부(4)로 구성되어 있다.As shown in Fig. 4, the position detection sensor structure is composed of a sensor body 1, a sensor coil 2, a core support 3, and a core portion 4.
센서본체(1)는 내부에 센서코일(2)을 갖고 있으며, 센서코일(2)은 동일한 인덕턴스 값, 동일 치수, 동일 권수를 갖는 제1센서코일(2a)과 제2센서코일(2b)의 직렬연결로 구성되어 있다. 코어지지대(3)는 비자성체로서 코어부(4)를 지지하고 피스톤(미도시)과 연결되어 있다.The sensor body 1 has a sensor coil 2 therein, and the sensor coil 2 is formed of a first sensor coil 2a and a second sensor coil 2b having the same inductance value, the same dimension, and the same number of turns. It consists of a serial connection. The core support 3 is a nonmagnetic material that supports the core 4 and is connected to a piston (not shown).
코어부(4)는 소정의 작은 길이를 갖는 상부코어(4a)와 하부코어(4b)가 소정의 간격을 두고 위치하고 있다. 상부코어(4a)와 하부코어(4b) 제1 센서코일(2a) 및 제2 센서코일(2b)로 구성되는 센서코일(2) 길이의 1/2 이하의 길이를 갖는 것이 바람직하다. 상부코어(4a)와 하부코어(4b)는 코어지지대(3)로 연결된다. In the core portion 4, the upper core 4a and the lower core 4b each having a predetermined small length are positioned at predetermined intervals. It is preferable that the upper core 4a and the lower core 4b have a length of 1/2 or less of the length of the sensor coil 2 composed of the first sensor coil 2a and the second sensor coil 2b. The upper core 4a and the lower core 4b are connected to the core support 3.
센서본체(100)의 내경을 관통하여 압축기의 피스톤과 연결된 코어부(4)가 피스톤의 왕복운동에 따라 센서의 코일내부를 움직이게 되면 센서코일(2)에 소정의 리액턴스가 발생한다. When the core 4 connected to the piston of the compressor penetrates the inner diameter of the sensor main body 100 and moves inside the coil of the sensor according to the reciprocating motion of the piston, a predetermined reactance is generated in the sensor coil 2.
도5는 본 발명에 실시예에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 위치 검출회로의 블록도이다.5 is a block diagram of a position detection circuit of a piston of the linear compressor according to the embodiment of the present invention.
도5에 도시한 바와 같이, 검출회로는 제1센서코일(2a), 제2센서코일(2b), 제1 분압저항(R1), 제2 분압저항(R2), 소스전원(10), 전압비교기(11), 디지털신호처리부(12) 및 제어부(13)를 갖는다.As shown in FIG. 5, the detection circuit includes a first sensor coil 2a, a second sensor coil 2b, a first voltage divider R1, a second voltage divider R2, a source power supply 10, and a voltage. And a comparator 11, a digital signal processor 12, and a controller 13.
제1 센서코일(2a)과 제1 분압저항(R1)이 직렬로 연결된 제1 지로와, 제2 센서코일(2b)과 제2 분압저항(R2)이 직렬로 연결한 제2 지로에 소스전원(10)이 인가된다.Source power supply to the first branch connected in series with the first sensor coil 2a and the first divided resistor R1, and the second branch connected in series with the second sensor coil 2b and the second divided resistor R2. (10) is applied.
전압비교기(11)는 제1 분압저항(R1)과 제2 분압저항(R2) 각각의 양단간 전압을 비교신호(V+, V-)로 입력받고 있다. 이 때 전압비교기(11)는 상기 제1 센서코일(2a)과 상기 제2 센서코일(2b) 각각의 양단간의 전압을 입력받을 수도 있다.The voltage comparator 11 receives a voltage between both ends of each of the first voltage divider R1 and the second voltage divider R2 as the comparison signals V + and V-. In this case, the voltage comparator 11 may receive a voltage between both ends of each of the first sensor coil 2a and the second sensor coil 2b.
디지털신호처리부(12)는 전압비교기(11)의 출력에 따른 구형파를 제어부(13)에 출력하고, 제어부(13)는 구형파에 기초하여 리니어 압축기를 구동용 모터를 제어한다.The digital signal processor 12 outputs a square wave corresponding to the output of the voltage comparator 11 to the controller 13, and the controller 13 controls the motor for driving the linear compressor based on the square wave.
도6과 도7은 리니어 압축기의 피스톤 왕복운동에 따른 전압비교기(11)의 입력파형을 나타낸 것이다.6 and 7 show the input waveform of the voltage comparator 11 according to the piston reciprocating motion of the linear compressor.
도6(a)는 소스전원(10)의 삼각파형이며, 도6(b)는 전압비교기(11)의 +단자 및 -단자에 입력되는 파형을 도시한 것이다.FIG. 6 (a) shows a triangular waveform of the source power supply 10, and FIG. 6 (b) shows waveforms input to the + and-terminals of the voltage comparator 11. FIG.
도6(b)는 상부코어(4a)의 중심지점(이하, "상부코어영점"이라한다)이 제1 센서코일(2a)과 제2 센서코일(2b)의 중간지점(이하 "코일영점"이라한다.)을 지난 경우, 즉 피스톤이 압축행정을 통해 상사점근처에 이른 경우의 전압비교기(11)의 입력파형이다. 소스전원(10)으로 삼각파가 인가되는 경우, 제2 센서코일(2b)의 인덕턴스 L2는 제1 센서코일(2a)의 인덕턴스 L1보다 큰 값을 갖게 되며, 전압비교기(11)의 -단자에 입력되는 파형(V-)이 +단자에 입력되는 파형(V+)보다 더 큰 시간지연을 갖게 된다.6 (b) shows that the center point of the upper core 4a (hereinafter referred to as "upper core zero point") is an intermediate point between the first sensor coil 2a and the second sensor coil 2b (hereinafter referred to as "coil zero point"). Is the input waveform of the voltage comparator 11 when the piston reaches the top dead center through the compression stroke. When a triangular wave is applied to the source power source 10, the inductance L2 of the second sensor coil 2b has a larger value than the inductance L1 of the first sensor coil 2a and is input to the negative terminal of the voltage comparator 11. The waveform (V-) to be obtained has a larger time delay than the waveform (V +) input to the + terminal.
도6(c)에 도시한 바와 같이 디지털신호처리부(12)는 전압비교기(11)의 +단자의 전압(V+)이 -단자의 전압(V-)보다 큰 경우에 하이레벨을 갖는 구형파(Vd)를 생성한다. As shown in FIG. 6 (c), the digital signal processor 12 has a square wave Vd having a high level when the voltage V + of the + terminal of the voltage comparator 11 is greater than the voltage V− of the − terminal. )
도7은 상부코어영점이 코일영점에서 제1 센서코일(2a)의 방향으로 치우친 경우의 파형도이다. 이 경우 제1 센서코일(2a)의 인덕턴스(L1)이 제2 센서코일(2b)의 인덕턴스 L2보다 큰 값을 갖게 되며, 전압비교기(11)의 +단자에 입력되는 파형(V+)이 더 큰 시간지연을 갖는다. 도7(b)는 이러한 전압비교기(11)의 입력파형을 도시한 것이며 도7(c)는 도7(b)에 대응하여 디지털신호처리부(12)에서 출력되는 구형파(Vd)를 도시한 것이다.7 is a waveform diagram when the upper core zero is biased in the direction of the first sensor coil 2a from the coil zero. In this case, the inductance L1 of the first sensor coil 2a has a larger value than the inductance L2 of the second sensor coil 2b, and the waveform V + input to the + terminal of the voltage comparator 11 is larger. There is a time delay. FIG. 7B shows an input waveform of the voltage comparator 11, and FIG. 7C shows a square wave Vd output from the digital signal processor 12 corresponding to FIG. 7B. .
도8은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 위치에 따른 전압비교기(11)의 출력 파형도이다.8 is an output waveform diagram of the voltage comparator 11 according to the position of the piston of the linear compressor according to the embodiment of the present invention.
도8의 c 파형을 참조하면, 도6(b) 및 도7(b)에 도시한 전압비교기(11)의 입력파형에 대응하는 c 파형은 3개의 영점을 만들어낸다.Referring to the waveform C of FIG. 8, the waveform c corresponding to the input waveform of the voltage comparator 11 shown in FIGS. 6B and 7B generates three zero points.
상부코어(4a)와 하부코어(4b)의 중심지점(이하, "코어영점"이라한다.)이 코일영점을 지나는 경우 전압비교기(11)의 출력은 제1영점을 지난다. When the center point of the upper core 4a and the lower core 4b (hereinafter referred to as "core zero") passes the coil zero, the output of the voltage comparator 11 passes the first zero point.
상부코어(4a)의 영점이 코일의 영점을 지나는 경우 전압비교기(11)의 출력(Vo)은 상사영역의 제2영점을 갖으며, 하부코어(4b)의 영점이 코일의 영점을 지나는 경우 하사영역의 제3영점을 갖는다.When the zero point of the upper core 4a crosses the zero point of the coil, the output Vo of the voltage comparator 11 has a second zero point of the upper and lower regions, and when the zero point of the lower core 4b crosses the zero point of the coil, Has a third zero of the region.
피스톤의 압축행정에 따라서 피스톤은 전압비교기의 출력파형(Vo)이 제2영점을 갖는 때의 피스톤의 위치(이하 "상사기준점"이라한다.)에서 상사점에 도달하고, 팽창행정에 의해서 피스톤은 상사기준점을 다시 지나게 된다. 상사기준점은 고정된 위치가 되며, 피스톤이 상사기준점을 두 번에 걸쳐 지나는데 소요되는 시간(T1과 T2의 시간차)을 측정하면 이에 기초하여 상사기준점으로부터 상사점의 위치를 정확히 판단할 수 있다.According to the compression stroke of the piston, the piston reaches the top dead center at the position of the piston when the output waveform Vo of the voltage comparator has the second zero point (hereinafter referred to as the "similar reference point"). It passes again through the firm control point. The top control point is a fixed position, and by measuring the time it takes for the piston to pass through the top control point twice (time difference between T1 and T2), it is possible to accurately determine the position of the top dead center from the top control point based on this.
또한 전압비교기(11)의 출력(Vo)이 상사영역에서 출력을 0으로 갖는 제2영점을 반복하여 지나는 시간의 차이에 기초하여도 상사점의 위치를 판단할 수도 있다.In addition, the position of the top dead center may be determined based on the difference in the time that the output Vo of the voltage comparator 11 repeatedly passes the second zero having the output as 0 in the top dead zone.
도8의 d 파형은 센서의 외부환경(온도, 압력 등)이 변한 경우의 전압비교기(11)의 출력파형(Vo)이다. d 파형은 외부환경이 변화하더라도 영점은 변화가 없는 것을 보여주고 있다. 따라서 외부환경에 영향을 받지 않는 상사기준점을 기초로 상사점을 정밀하게 찾아 낼 수 있고, 이를 기초로 피스톤의 위치를 제어할 수 있는 것이다.The waveform d in FIG. 8 is the output waveform Vo of the voltage comparator 11 when the external environment (temperature, pressure, etc.) of the sensor changes. d The waveform shows that the zero point does not change even if the external environment changes. Therefore, the top dead center can be precisely found on the basis of the top dead center not affected by the external environment, and the position of the piston can be controlled based on the top dead center.
도9는 본 발명의 실시예에 따른 시간의 경과에 대응한 피스톤의 스트로크의 크기를 도시한 것이다. Figure 9 illustrates the magnitude of the stroke of the piston corresponding to the passage of time in accordance with an embodiment of the present invention.
도9에 도시한 바와 같이, 피스톤은 시간에 따라 피스톤의 스트로크는 sine 곡선(E)을 나타내는 것을 알 수 있다. 피스톤이 상하 왕복운동의 중심점에 있을 때 코어영점이 코일영점과 일치하지 않고 상사점 방향으로 치우친 경우, 오프셋이 생긴 경우에도 피스톤 스트로크의 크기는 여전히 sine파형의 곡선(F)을 나타낸다.As shown in Fig. 9, the piston shows that the stroke of the piston shows a sine curve E with time. If the core zero deviates from the coil zero and shifts in the direction of top dead center when the piston is at the center of the up and down reciprocating motion, the magnitude of the piston stroke still shows the sine waveform curve F even when an offset occurs.
이 경우에도 상사기준점을 지나는 구간동안 걸린 시간을 측정하고, 이 시간에 기초하여 상사점을 측정할 수 있으므로 피스톤의 스트로크 제어가 가능하다. In this case as well, the time taken during the section passing through the top dead center point can be measured, and the top dead center can be measured based on this time, thereby controlling the stroke of the piston.
만약 하부코어(4b)의 위치를 코일영점 근처로 변화시키면, 도9에서 하사기준점은 영점방향으로 상향 조정된다. 이러한 구조에서 변경 하사기준점을 지나는 시간의 차이(T3과 T4의 시간차)와 상사기준점을 지나는 시간의 차이(T1과 T2의 시간차)를 검출하여 피스톤의 왕복운동 중심점이 본래 계획된 소정의 중심지점에서 벗어난 오프셋의 크기를 검출할 수 있다. If the position of the lower core 4b is changed to near the coil zero point, the bottom dead center point in FIG. 9 is adjusted upward in the zero direction. In this structure, the difference between the time passing through the modified bottom dead center point (time difference between T3 and T4) and the time difference through the top dead center point (time difference between T1 and T2) is detected so that the reciprocating center point of the piston deviates from the originally planned The magnitude of the offset can be detected.
도9(b)는 도9(a)의 E, F 곡선에 대응한 디지털신호처리부(12)의 출력(Vd)을 나타낸 것이다.FIG. 9B shows the output Vd of the digital signal processor 12 corresponding to the E and F curves of FIG.
또한 코어부(4)가 상부코어(4a)만을 갖는 경우에도 전압비교기(11)의 출력파형(Vo)은 상사영역의 제2영점만을 갖으며, 동일한 상사기준점 경과시간에 기초하여 동일한 방법으로 상사점을 측정할 수 있다.In addition, even when the core portion 4 has only the upper core 4a, the output waveform Vo of the voltage comparator 11 has only the second zero point of the similarity region, and is similar to the similar method based on the same similar reference point elapsed time. The point can be measured.
본 발명에 의해 외부환경에 영향을 받지 않고 리니어 압축기의 피스톤 위치를 정확하게 측정하고 제어할 수 있다.According to the present invention, the piston position of the linear compressor can be accurately measured and controlled without being affected by the external environment.
도1은 종래의 리니어 압축기의 피스톤 위치검출을 위한 센서구조의 단면도,1 is a cross-sectional view of a sensor structure for detecting a piston position of a conventional linear compressor;
도2는 종래 리니어 압축기의 피스톤의 위치 검출회로의 블록도,2 is a block diagram of a position detection circuit of a piston of a conventional linear compressor;
도3은 종래 리니어 압축기의 피스톤 왕복운동에 따른 도2의 증폭기의 출력 파형도,Figure 3 is an output waveform diagram of the amplifier of Figure 2 according to the piston reciprocating motion of the conventional linear compressor,
도4는 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 위치검출을 위한 센서구조의 단면도,4 is a cross-sectional view of a sensor structure for detecting a position of a piston of a linear compressor according to an embodiment of the present invention;
도5는 본 발명에 실시예에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 위치 검출회로의 블록도,5 is a block diagram of a position detection circuit of a piston of the linear compressor according to the embodiment of the present invention;
도6과 도7은 리니어 압축기의 피스톤 왕복운동에 따른 전압비교기의 입력파형도,6 and 7 are input waveform diagrams of the voltage comparator according to the piston reciprocating motion of the linear compressor,
도8은 본 발명의 실시예에 따른 리니어 압축기의 피스톤의 위치에 따른 전압비교기의 출력 파형도,8 is an output waveform diagram of the voltage comparator according to the position of the piston of the linear compressor according to the embodiment of the present invention;
도9는 본 발명의 실시예에 따른 시간의 경과에 대응한 피스톤의 위치를 도시한 것이다Figure 9 illustrates the position of the piston corresponding to the passage of time according to an embodiment of the present invention.
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