用於壓縮機的操作控制裝置及其方法
2023-10-05 19:55:44 8
專利名稱：用於壓縮機的操作控制裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種壓縮機，以及具體地涉及一種用於電冰箱所使用的壓縮機的操作控制裝置及其方法。
背景技術：
通常，在壓縮機尤其是往復壓縮機中，由於沒有用於將旋轉運動轉換成線性運動的機軸從而摩擦損失小，因而壓縮效率高於一般的壓縮機。
倘若往復壓縮機用於電冰箱或空調，則由於改變施加到往復壓縮機(壓縮機的內部電動機)上的衝程(stroke)電壓能夠改變壓縮比，從而可以控制製冷能力。現在將參考圖1描述用於往復壓縮機的操作控制裝置。
圖1是示出了根據現有技術的用於往復壓縮機的操作控制裝置的配置的框圖。
如圖所示，根據現有技術的往復壓縮機包括OLP(Over Load Protector，過載保護器)11，其電連接到往復壓縮機12的公共接線端並且當壓縮機12的溫度高或者過電流流到壓縮機12的內部電動機(未示出)中時切斷施加給壓縮機12的內部電動機的電力；PTC熱敏電阻(Positive TemperatureCoefficient thermistor，正溫度係數熱敏電阻)13，其電連接到壓縮機12的副線圈(sub-coil)(未示出)並且當壓縮機12的溫度在驅動的初始階段增加時通過切斷施加給壓縮機12的電流而在最初保護壓縮機防止過載。
這裡，OLP11與壓縮機12電連接，並且當壓縮機12的溫度高或者過電流流到壓縮機的內部電動機中時切斷施加給壓縮機12的內部電動機的電力。此外，如果由於壓縮機12初始啟動時產生的溫度快速增加而在壓縮機12處發生過載時，PTC熱敏電阻切斷施加給壓縮機的內部電動機的電流，從而當壓縮機初始啟動時保護壓縮機12防止過載。
但是，在根據現有技術的用於電冰箱的往復壓縮機中，衝程增加緩慢，從而當壓縮機初始啟動時沒有很快產生過電流。因此，不需要將PTC熱敏電阻13安裝在壓縮機上，並且由於將PTC熱敏電阻13安裝在壓縮機12上從而生產壓縮機的成本增加。
此外，由於根據現有技術OLP11被安裝在壓縮機12處，所以OLP11中的電流設備(未示出)的尺寸使得操作控制裝置不能小型化。此外，將OLP11安裝在壓縮機12處使得壓縮機12的生產成本增加。
發明內容
因而，本發明的一個目的是提供一種用於壓縮機的操作控制裝置及其方法，能夠通過電流控制設備而不是PTC熱敏電阻和OLP來保護壓縮機防止過載。
本發明的另一目的是提供一種用於壓縮機的操作控制裝置及其方法，能夠由通過電流控制設備而不是PTC熱敏電阻和OLP來保護壓縮機防止過載而降低壓縮機的生產成本。
為了達到上述目的，提供了一種用於壓縮機的操作控制裝置，其包括衝程估計單元，用於基於施加給壓縮機的內部電動機的電壓、電流以及內部電動機的電動機常數來估計壓縮機的衝程；控制單元，用於基於估計的衝程值和衝程參考值生成用於改變壓縮機的衝程的控制信號；以及電流控制器件，用於通過根據控制信號被打開/關閉而改變施加給壓縮機的內部電動機的衝程電壓。
為了達到上述目的，還提供了一種用於壓縮機的操作控制裝置，包括檢測器件，用於檢測施加給壓縮機的電流和電壓；存儲器件，用於預置用於防止在壓縮機初始啟動時產生過電流的標準電流值，並存儲所設置的標準電流值；比較器件，用於比較檢測到的電流值和標準電流值，並且輸出相應於比較結果的比較信號；以及控制器件，用於通過依據比較信號關閉安裝在壓縮機上的電流控制器件來切斷施加給壓縮機的電流，或者用於通過在特定的周期打開/關閉電流控制器件來控制施加給壓縮機的衝程電壓。
為了達到上述目的，還提供了一種用於控制壓縮機的操作的方法，包括下述步驟檢測施加給壓縮機的電流和電壓；基於電流和電壓的檢測值以及壓縮機的內部電動機的電動機常數估計壓縮機的衝程；當估計的衝程值小於預置的衝程參考值時，通過延長安裝在壓縮機上的電流控制器件的打開/關閉周期來增加施加給壓縮機的電壓，以及當估計的衝程值大於預置的衝程參考值時，通過縮短電流控制器件的打開/關閉周期來減少施加給壓縮機的電壓。
為了達到上述目的，提供了一種用於控制壓縮機的操作的方法，包括下述步驟檢測施加給壓縮機的電流；比較檢測到的電流值和預置的標準電流值；當檢測到的電流值大於標準電流值時，通過關閉安裝在壓縮機上的電流控制器件來切斷施加給壓縮機的電流；以及當檢測到的電流值等於或小於標準電流值時，估計壓縮機的衝程，並通過基於估計的值和預置的衝程參考值在特定的周期打開/關閉電流控制器件來控制施加給壓縮機的衝程電壓。
圖1是示出了根據現有技術的用於往復壓縮機的操作控制裝置的配置的框圖；圖2是示出了根據本發明第一實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的配置的框圖；圖3是示出了根據本發明第一實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的操作順序的流程圖；圖4是示出了根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的配置的框圖；和圖5是示出了根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的操作順序的流程圖。
具體實施例方式
下文中，現將參考圖2到圖5描述用於壓縮機的操作控制裝置及其方法的優選實施例，其能夠通過使用電流控制設備而不使用OLP和PTC熱敏電阻來防止由過載(過電流)導致的對壓縮機的損害。這裡，壓縮機被安裝在電冰箱上。
圖2是示出了根據本發明第一實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的配置的框圖。即，通過安裝在壓縮機200上的電流控制設備(三端雙向可控矽開關元件(triac，Tr))而沒有使用OLP(Over Load Protector，過載保護器)和PTC熱敏電阻來控制施加給壓縮機200的電流量。此外，當壓縮機初始啟動時，估計壓縮機的衝程以緩慢增加壓縮機的衝程，並且通過基於估計的衝程在特定的周期打開/關閉電流控制設備(Tr)來改變壓縮機的衝程。
如圖所示，用於往復壓縮機的操作控制裝置包括電壓檢測單元102，用於當往復壓縮機運轉時檢測施加給往復壓縮機200的內部電動機(未示出)的電壓；電流檢測單元101，用於當往復壓縮機200運轉時檢測施加給往復壓縮機的內部電動機的電流；衝程估計單元103，用於基於從電壓檢測單元102檢測到的電壓值、從電流檢測單元101檢測到的電流值、壓縮機的內部電動機的電動機常數估計壓縮機的衝程；控制單元104，用於比較估計的衝程值和預置的衝程參考值，並基於比較結果生成控制信號；以及電力供給單元105，用於根據從控制單元104生成的控制信號對內部的電流控制設備(例如，三端雙向可控矽開關元件，Tr)進行開關控制，並從而改變施加給往復壓縮機200的內部電動機的衝程電壓。這裡，安裝了電力供給單元105中的電阻器(R)以測量施加給壓縮機200的電流。此外，往復壓縮機200通過接收根據用戶設置的衝程參考值提供給內部電動機的衝程電壓而改變內部衝程，並垂直移動壓縮機中的活塞(未示出)。
下文中，現將參考圖3詳細描述根據本發明第一實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的操作。
首先，往復壓縮機200通過接收依據用戶設置的衝程參考值提供給內部電動機的電壓來改變衝程，從而垂直移動活塞。這裡，衝程指的是當活塞往復運動時活塞在往復壓縮機200中的運動距離。
依據從控制單元104輸出的控制信號延長電力供給單元105的電流控制設備的打開周期。由於該延長了的打開周期，交流電被提供給往復壓縮機200，從而驅動往復壓縮機200。這時，電壓檢測單元102和電流檢測單元101分別檢測施加給往復壓縮機200的電壓和電流，然後將電壓和電流的檢測值輸出到衝程估計單元103(S11)。
衝程估計單元103基於從電壓檢測單元102檢測到的電壓值、從電流檢測單元101檢測到的電流值和內部電動機的電動機常數估計壓縮機200的衝程，並將估計的衝程值輸出到控制單元104(S12)。
控制單元104比較估計的衝程值和預置的衝程參考值，並基於比較結果輸出控制信號(S13)。即，當估計的衝程值小於衝程參考值時，控制單元104向電力供給單元105的Tr輸出用於延長Tr的打開周期的控制信號，從而增加了提供給往復壓縮機200的衝程電壓。另一方面，當估計的衝程值大於衝程參考值時，控制單元104向電力控制單元105的Tr輸出用於縮短Tr的打開周期的控制信號，從而減少了提供給往復壓縮機200的衝程電壓(S14，S15)。
這裡，安裝了電流控制設備(Tr)而不是OLP，並且通過控制單元104的控制信號對電流控制設備(Tr)進行打開/關閉切換，從而能夠改變壓縮機200的衝程，或者切斷施加給壓縮機的內部電動機的電流。此外，優選地，三端雙向可控矽開關元件(triac)、GTP電晶體(柵極關閉電晶體(gate turn-offtransistor)或柵極可關閉半導體閘流管(gate turn-off thyristor))、IGBT(insulated Gate bipolar Transistor，絕緣柵雙極電晶體)、雙極電晶體、繼電器之一用作電流控制設備。
下文中，現將參考圖4詳細描述根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的配置。
圖4是示出了根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的配置的框圖。即，在根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置中，在壓縮機200上安裝電流控制設備(Tr)而不是OLP和PTC熱敏電阻，並且通過電流控制設備(Tr)控制施加給壓縮機200的內部電動機的電流量。此外，在根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置中，為了保護壓縮機200防止當壓縮機200初始啟動時產生過電流，比較施加給壓縮機200的電流和預置的標準電流。然後，根據比較結果，通過關閉電流控制設備(Tr)切斷施加給壓縮機200的內部電動機的電流或通過在特定的周期打開/關閉電流控制設備(Tr)控制壓縮機的衝程。
如圖4所示，根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置包括電壓檢測單元102，用於當往復壓縮機200運轉時檢測施加給往復壓縮機的內部電動機(未示出)的電壓；電流檢測單元101，用於當壓縮機200運轉時檢測施加給壓縮機200的內部電動機的電流；衝程估計單元103，用於基於從電壓檢測單元102檢測到的電壓值、從電流檢測單元101檢測到的電流值和壓縮機的內部電動機的電動機常數估計壓縮機的衝程；標準電流值存儲單元106，用於存儲預置的標準電流值，以切斷在壓縮機初始啟動時生成的過電流；比較單元107，用於比較從電流檢測單元101檢測到的電流值和預先存儲在標準電流值存儲單元106處的標準電流值，並且輸出相應於比較結果的比較信號；控制單元104，用於基於比較信號生成用於切斷施加給壓縮機的內部電動機的電流的切斷信號，或者比較估計的衝程值和衝程參考值，然後基於比較結果生成控制信號；以及電力供給單元105，用於通過依據從控制單元104生成的切斷信號關閉內部電流控制設備來切斷施加給壓縮機200的內部電動機的電流，或者通過基於控制信號對電流控制設備(Tr)進行打開/關閉控制來控制施加給往復壓縮機200的內部電動機的衝程電壓。
這裡，當從電流檢測單元101檢測到的電流值大於預先存儲在標準電流值存儲單元106處的標準電流值時，控制單元104生成切斷信號，並且將所生成的切斷信號輸出到電力供給單元105中的電流控制設備(Tr)。這時，基於切斷信號關閉電流控制設備(Tr)，從而切斷施加給壓縮機的內部電動機的電流。
另一方面，當從電流檢測單元101檢測到的電流值等於或者小於預先存儲在標準電流值存儲單元106的標準電流值時，控制單元104生成控制信號，並且將生成的控制信號輸出到電力供給單元105中的電流控制設備(Tr)。即，當從電流檢測單元101檢測到的電流值等於或者小於預先存儲在標準電流值存儲單元106的標準電流值時，控制單元104控制電力供給單元105中的Tr的打開周期，從而改變施加給壓縮機200的內部電動機的衝程電壓。
下文中，現將參考圖5詳細描述根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的操作。
圖5是示出了根據本發明第二實施例的用於往復壓縮機的操作控制裝置的操作順序的流程圖。
首先，當壓縮機200運轉時，電流檢測單元101實時檢測施加給壓縮機200的內部電動機的電流，並且將檢測到的電流值輸出到衝程估計單元103和比較單元107。這時，當壓縮機200運轉時，電壓檢測單元102實時檢測施加給壓縮機200的內部電動機的電流，並且將檢測到的電壓值輸出到衝程估計單元103(S21)。
衝程估計單元103基於檢測到的電壓值、檢測到的電流值和內部電動機的電動機常數估計壓縮機200的衝程，並且將估計的值(估計的衝程值)輸出到控制單元104。
比較單元107比較預先存儲在標準電流存儲單元106處的標準電流值和從電流檢測單元101檢測的電流值，並將相應於比較結果的信號輸出到控制單元104。
當從電流檢測單元101檢測到的電流值大於標準電流值時，控制單元104生成切斷信號，並且將所生成的切斷信號輸出到電流控制設備(Tr)(S22)。這時，基於切斷信號關閉電流控制設備(Tr)，從而切斷施加給壓縮機的內部電動機的電流(S23，S24)。
另一方面，當從電流檢測單元101檢測到的電流值等於或小於標準電流值時，控制單元104生成控制信號，並且將生成的控制信號輸出到電流控制設備。即，當從電流檢測單元101檢測到的電流值等於或小於標準電流值，並且估計的衝程值小於衝程參考值時，控制單元104向Tr輸出用於延長Tr的打開周期的控制信號，從而增加了提供給往復壓縮機200的內部電動機的衝程電壓。另一方面，當從電流檢測單元101檢測到的電流值等於或小於標準電流值，並且估計的衝程值大於衝程參考值時，控制單元104向Tr輸出用於縮短Tr的打開周期的控制信號，從而減少了提供給往復壓縮機200的內部電動機的衝程電壓。即，通過增加或減少衝程電壓來改變壓縮機200的衝程(S25-S27)。
這裡，由用戶預置標準電流值，標準電流值指的是應該被施加給電動機從而壓縮機200的內部電動機正常運轉的電流值。即，標準電流是通過預先測量當壓縮機正常運轉時施加給壓縮機的內部電動機的電流值然後存儲該測量得到的值而設置的。
因此，在本發明中，可以防止由過載(過電流)導致的對壓縮機200的損害而無需OLP和PTC熱敏電阻，並且可以精密地控制壓縮機200。
就目前描述而言，在本發明中，可通過切斷壓縮機運轉時施加給壓縮機的內部電動機的電力或通過將電力施加給壓縮機的內部電動機而不使用OLP和PTC熱敏電阻來防止由過電流導致的壓縮機損害。
此外，在本發明中，由於沒有使用現有的OLP和PTC熱敏電阻，而是使用了用於控制壓縮機的衝程的操作控制裝置，所以可以精密控制衝程，並且可以降低壓縮機的生產成本。
此外，在本發明中，由於通過電流控制設備而不使用現有的OLP和PTC熱敏電阻控制壓縮機的操作，可以使壓縮機小型化。
對本領域的技術人員來說，很清楚可以對本發明進行各種修改和變更，而不背離本發明的精神和範圍。這樣，本發明旨在覆蓋本發明的修改和變更，只要這些修改和變更落入所附權利要求和其等價物的範圍內。
權利要求
1.一種用於壓縮機的操作控制裝置，包括衝程估計單元，用於基於施加給壓縮機的內部電動機的電流、電壓以及內部電動機的電動機常數來估計壓縮機的衝程；控制單元，用於基於估計的衝程值和預置的衝程參考值生成用於改變壓縮機的衝程的控制信號；以及電流控制器件，用於根據控制信號改變施加給壓縮機的內部電動機的衝程電壓。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，過載保護器和/或正溫度係數熱敏電阻沒有用於所述操作控制裝置。
3.如權利要求1所述的裝置，其中，所述控制單元向電流控制器件輸出用於增加在初始驅動壓縮機時施加給壓縮機的衝程電壓的控制信號。
4.如權利要求1所述的裝置，其中，當所述估計的衝程值小於衝程參考值時，控制單元通過延長電流控制器件的打開/關閉周期來增加施加給壓縮機的電壓，以及當所述估計的衝程值大於衝程參考值時，控制單元通過縮短電流控制器件的打開/關閉周期來減少施加給壓縮機的電壓。
5.一種用於壓縮機的操作控制裝置，包括檢測器件，用於檢測施加給壓縮機的電流和電壓；存儲器件，用於預置防止在壓縮機初始啟動時產生過電流的標準電流值，並存儲所設置的標準電流值；比較器件，用於比較檢測到的電流值和標準電流值，並且輸出相應於比較結果的比較信號；以及控制器件，用於通過依據比較結果關閉安裝在壓縮機上的電流控制器件來切斷施加給壓縮機的電流，或者用於通過在特定的周期打開/關閉電流控制器件來控制施加給壓縮機的衝程電壓。
6.如權利要求5所述的裝置，其中，所述電流控制器件是三端雙向可控矽開關元件、柵極關閉電晶體、絕緣柵雙極電晶體、雙極電晶體、中繼器中的一個。
7.如權利要求5所述的裝置，其中，所述壓縮機安裝在電冰箱上。
8.如權利要求5所述的裝置，其中，當檢測到的電流值大於標準電流值時，所述控制器件通過關閉電流控制器件來切斷施加給壓縮機的電流；以及當檢測到的電流值小於標準電流值時，所述控制器件將基於檢測到的電壓值、檢測到的電流值和壓縮機的內部電動機的電動機常數估計的衝程值與預置的衝程參考值相比較，然後基於比較結果改變壓縮機的衝程。
9.如權利要求5所述的裝置，其中，過載保護器和/或正溫度係數熱敏電阻沒有用於所述操作控制裝置。
10.一種用於控制壓縮機的操作的方法，包括下述步驟檢測施加給壓縮機的電流和電壓；基於電流、電壓的檢測值以及壓縮機的內部電動機的電動機常數估計壓縮機的衝程；當估計的衝程值小於預置的衝程參考值時，通過延長安裝在壓縮機上的電流控制器件的打開/關閉周期來增加施加給壓縮機的電壓，以及當估計的衝程值大於預置的衝程參考值時，通過縮短電流控制器件的打開/關閉周期來減少施加給壓縮機的電壓。
11.一種用於控制壓縮機的操作的方法，包括下述步驟檢測施加給壓縮機的電流；比較檢測到的電流值和預置的標準電流值；當檢測到的電流值大於標準電流值時，通過關閉安裝在壓縮機上的電流控制器件來切斷施加給壓縮機的電流；以及當檢測到的電流值等於或小於標準電流值時，估計壓縮機的衝程，並通過基於估計的值和預置的衝程標準電流值在特定的周期打開/關閉電流控制器件來控制施加給壓縮機的衝程電壓。
全文摘要
在一種操作控制裝置及其方法中，可通過電流控制設備而不是OLP(過載保護器)和PTC熱敏電阻(正溫度係數熱敏電阻)來保護壓縮機防止過載。該操作控制裝置包括衝程估計單元，用於基於施加給壓縮機的內部電動機的電流和電壓以及內部電動機的電動機常數來估計壓縮機的衝程；控制單元，用於基於估計的衝程值和預置的衝程參考值生成用於改變壓縮機的衝程的控制信號；以及電流控制器件，其被打開/關閉從而改變施加給壓縮機的內部電動機的衝程電壓。
文檔編號F25D29/00GK1729376SQ200380106608
公開日2006年2月1日 申請日期2003年10月2日 優先權日2002年12月20日
發明者全永煥, 申東熙, 裵圭鍾, 李宇根 申請人:Lg電子株式會社