DE102004046126B4

DE102004046126B4 - Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102004046126B4
Application number: DE102004046126A
Authority: DE
Inventors: Jae-Yoo Yoo; Chel-Woong Lee; Hyung-Joo Kim
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: JP4933039B2; US20050141998A1; KR100556776B1; JP2005155616A; US7271563B2; CN1621687A; DE102004046126A1; CN100373053C; KR20050050970A

Abstract

Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters, umfassend:
eine Magnetflußsättigungkonstanten-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Magnetflußsättigungskonstante eines Motors des Kolbenverdichters auf Grundlage eines Hubschätzwerts des Kolbenverdichters;
eine Hubbezugswerterzeugungseinheit zum Erzeugen eines erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts durch Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts auf Grundlage der berechneten Magnetflußsättigungskonstante; und
ein Steuergerät zum Steuern einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des erzeugten Hubbezugswerts und des Hubschätzwerts.

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter, und insbesondere eine Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters und ein Verfahren dafür.

2. Beschreibung des technischen Hintergrunds

Im allgemeinen saugt und verdichtet ein Kolbenverdichter ein Kühlgas, indem er einen Kolben in einem Zylinder linear und hin- und herbewegt, und lässt das verdichtete Kühlgas ab. Der Kolbenverdichter ist gemäß einem Verfahren zum Antreiben eines Kolbens in einen Verdichter mit hin- und hergehendem Verfahren und einen Verdichter mit linearem Verfahren eingeteilt.

Bei dem Verdichter, der das hin- und hergehende Verfahren nutzt, ist eine Rotationskraft eines Rotationsmotors durch Kuppeln einer Kurbelwelle an den Rotationsmotor und Kuppeln eines Kolbens an die Kurbelwelle in eine Hin- und Herbewegung umgewandelt, während bei dem Verdichter, der das lineare Verfahren nutzt, ein Kolben, der an eine Bewegungsvorrichtung eines linearen Motors gekuppelt ist, eine lineare Bewegung ausführt.

Der Kolbenverdichter mit dem linearen Verfahren weist keine Kurbelwelle zum Umwandeln einer Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung auf, erzeugt keinen Reibungsverlust durch die Kurbelwelle und zeigt somit eine höhere Verdichtungseffizienz als ein allgemeiner Verdichter.

Wenn der Kolbenverdichter für eine Kälteanlage oder eine Klimaanlage genutzt ist, kann ein Verdichtungsverhältnis des Kolbenverdichters durch Verändern einer Spannung, die an einen Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, geändert sein. Es ist somit möglich, eine Kühlkapazität der Kälteanlage oder der Klimaanlage zu steuern.

Es wird nun unter Bezugnahme auf 1 und 2 eine herkömmliche Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters und ein Verfahren dafür erläutert.

1 ist ein Blockdiagramm, das die herkömmliche Vorrichtung zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters darstellt.

Unter Bezugnahme auf 1 beinhaltet die herkömmliche Vorrichtung zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters: eine Stromerkennungseinheit 5 zum Erkennen eines Stroms, der an einen Motor des Kolbenverdichters angelegt ist; eine Spannungserkennungseinheit 3 zum Erkennen einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist; eine Hubschätzungsvorrichtung 4 zum Berechnen eines Hubs des Kolbenverdichters auf Grundlage des erkannten Stromwerts, des erkannten Spannungswerts und Parametern des Motors (z.B. Widerstand des Motors, Induktivität des Motors und Motorkonstante); einen Vergleicher 1 zum Vergleichen des berechneten Hubschätzwerts mit einem vorgegebenen Hubbezugswert und Weiterleiten eines Differenzsignals gemäß dem Vergleichsergebnis; und ein Steuergerät 2 zum Steuern des Hubs des Kolbenverdichters durch Verändern der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist.

Es wird nun unter Bezugnahme auf 2 der Betrieb der herkömmlichen Vorrichtung zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters erläutert.

2 ist ein Ablaufdiagramm, das aufeinanderfolgende Schritte des herkömmlichen Verfahrens zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters zeigt.

Wie in 2 gezeigt, beinhaltet das herkömmliche Verfahren zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters folgende Schritte: Erkennen der Spannung und des Stroms, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt sind (S20); Berechnen des Hubschätzwerts des Kolbenverdichters auf Grundlage des erkannten Spannungswerts, des erkannten Stromwerts und der Motorparameter (S21); Vergleichen des berechneten Hubschätzwerts mit dem vorgegebenen Hubbezugswert (S22); Vermindern der Spannung, die an den Motor angelegt ist, wenn der berechnete Hubschätzwert größer als der vorgegebene Hubbezugswert ist (S23); und Erhöhen der Spannung, die an den Motor angelegt ist, wenn der berechnete Hubschätzwert kleiner als der vorgegebene Hubbezugswert ist (S24).

Das herkömmliche Verfahren zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters wird nun detaillierter beschrieben.

Die Spannungserkennungseinheit 3 erkennt die Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, und leitet den erkannten Spannungswert an die Hubschätzungsvorrichtung 4 weiter, und die Stromerkennungseinheit 5 erkennt den Strom, der an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, und leitet den erkannten Spannungswert an die Hubschätzungsvorrichtung 4 weiter (S20).

Die Hubschätzungsvorrichtung 4 berechnet den Hubschätzwert des Kolbenverdichters durch Anwenden des erkannten Stromwerts, des erkannten Spannungswerts und der Motorparameter auf folgende Formel und leitet den berechneten Hubschätzwert an den Vergleicher 1 weiter (S21).

Dabei repräsentiert R den Widerstand des Motors, L die Induktivität des Motors, α die Motorkonstante, V_M den Wert der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, i den Wert des Stroms, der an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist.

Der Vergleicher 1 vergleicht den berechneten Hubschätzwert mit dem vorgegebenen Hubbezugswert, erzeugt das Differenzsignal gemäß dem Vergleichsergebnis und leitet das Differenzsignal an das Steuergerät 2 weiter (S22).

Das Steuergerät steuert den Hub des Kolbenverdichters durch Verändern der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des Differenzsignals. Das heißt, wenn der berechnete Hubschätzwert größer als der vorgegebene Hubbezugswert ist, vermindert das Steuergerät 2 die Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist (S23), und wenn der berechnete Hubschätzwert größer als der vorgegebene Hubbezugswert ist, erhöht das Steuergerät 2 die Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist (S24).

Eine Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters der zuvor beschriebenen Art ist auch aus der DE 101 44 622 A1 bekannt. Die Vorrichtung umfasst eine Hubbezugswerterzeugungseinheit zum Erzeugen eines erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts durch Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts und ein Steuergerät zum Steuern einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des erzeugten Hubbezugswerts und eines Hubschätzwerts.

Dementsprechend steuert das herkömmliche Verfahren zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters die Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, durch Erkennen der Spannung und des Stroms, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt sind, und Berechnen des Hubschätzwerts des Kolbenverdichters in einem sensorlosen Verfahren auf Grundlage der erkannten Spannung und des erkannten Stroms.

Bei der herkömmlichen Vorrichtung zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters und dem Verfahren dafür ist jedoch, wenn der Motor des Kolbenverdichters überlastet ist, eine Magnetflußdichte in einer Spule des Motors gesättigt, und somit weist die Motorkonstante nicht lineare Kennzeichen auf. Infolgedessen sind aufgrund der Motorkonstante Fehler in der Berechnung des Hubschätzwerts des Kolbenverdichters erzeugt, und daher ist der Hub des Kolbenverdichters nicht normal gesteuert.

Aus der KR 1020030063722 A ist eine Steuerschaltung bekannt, die eine mögliche Motorsättigung auf Grundlage einer Lastschätzung anhand der Steuerleistung des Kompressor verhindert. Aus der KR 1020030013649 A ist ein Steuerverfahren bekannt, das den Hub eines Kompressors unter Berücksichtigung des magnetischen Flusses des Kompressormotors schätzt, der mit Hilfe einer zusätzlichen Messspule erfasst wird. Die JP 2002-364551 A offenbart schließlich eine Kompressorsteuerung, die eine Sättigungsgradberechnungseinheit aufweist, die einen Spannungsbereich als Funktion von Geschwindigkeitsänderungen ermittelt.

Kurzdarstellung der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters und ein Verfahren dafür bereitzustellen, womit Fehler bei der Berechnung eines Hubschätzwerts des Kolbenverdichters möglichst verhindert werden.

Zur Erzielung dieser und anderer Vorteile und gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie hierin ausgeführt und ausführlich beschrieben, ist eine Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters bereitgestellt, beinhaltend: eine Magnetflußsättigungkonstanten-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Magnetflußsättigungskonstante eines Motors des Kolbenverdichters auf Grundlage eines Hubschätzwerts des Kolbenverdichters; eine Hubbezugswerterzeugungseinheit zum Erzeugen eines erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts durch Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts auf Grundlage der berechneten Magnetflußsättigungskonstante; und ein Steuergerät zum Steuern einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des erzeugten Hubbezugswerts und des Hubschätzwerts.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters folgende Schritte: Berechnen einer Magnetflußsättigungskonstante eines Motors des Kolbenverdichters; Erzeugen eines erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts durch Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts auf Grundlage der berechneten Magnetflußsättigungskonstante; und Steuern einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des erzeugten Hubbezugswerts und des berechneten Hubschätzwerts.

Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verstehen der Erfindung bereitzustellen, und die in der Beschreibung enthalten sind und ein Bestandteil von ihr bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der Erfindung zu erklären.

Es zeigen:

1 ein Blockdiagramm, das eine herkömmliche Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters darstellt;

2 ein Ablaufdiagramm, das aufeinanderfolgende Schritte eines herkömmlichen Verfahrens zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters zeigt;

3 ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;

4 ein Ablaufdiagramm, das aufeinanderfolgende Schritte eines Verfahrens zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; und

5A ein Wellenformdiagramm, das einen Hub des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung definiert, und 5B ein Wellenformdiagramm, das eine Größe des Hubs des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es wird nun detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die in den beiliegenden Zeichnungen beispielhaft dargestellt sind.

Es wird nun eine Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters und ein Verfahren dafür, die Fehler bei einer Berechnung eines Hubschätzwerts des Kolbenverdichters durch vorheriges Verhindern einer Übersättigung einer Magnetflußdichte, die in einer Spule eines Motors des Kolbenverdichters erzeugt ist, durch Berechnen einer Magnetflußsättigungskonstante des Motors auf Grundlage des Hubschätzwerts des Kolbenverdichters und Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts auf Grundlage der berechneten Magnetflußsättigungskonstante reduzieren können, unter Bezugnahme auf 3 bis 5B detailliert beschrieben.

3 ist ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.

Wie in 3 gezeigt, beinhaltet die Vorrichtung zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters: eine Stromerkennungseinheit 60 zum Erkennen eines Stroms, der an einen Motor des Kolbenverdichters angelegt ist; eine Spannungserkennungseinheit 50 zum Erkennen einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist; eine Hubschätzungseinheit 70 zum Berechnen eines Hubschätzwerts des Kolbenverdichters auf Grundlage des erkannten Stromwerts, des erkannten Spannungswerts und Parametern des Motors; eine Magnetflußsättigungskonstanten-Berechnungseinheit 80 zum Berechnen einer Magnetflußsättigungskonstanten des Motors des Kolbenverdichters auf Grundlage des berechneten Hubschätzwerts; eine Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 zum Vergleichen der berechneten Magnetflußsättigungskonstanten mit einer voreingestellten Bezugsmagnetflußsättigungskonstanten und Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts gemäß dem Vergleichsergebnis; eine Vergleichseinheit 20 zum Vergleichen des Hubbezugswerts, der in der Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 erzeugt ist, mit dem berechneten Hubschätzwert und Weiterleiten eines Differenzsignals gemäß dem Vergleichsergebnis; und eine Steuereinheit 30 zum Steuern eines Hubs des Motors durch Verändern der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des Differenzsignals von der Vergleichseinheit 20.

Es wird nun unter Bezugnahme auf 4 der Betrieb der Vorrichtung zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters detailliert erläutert.

4 ist ein Ablaufdiagramm, das aufeinanderfolgende Schritte des Verfahrens zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Wie in 4 gezeigt, beinhaltet das Verfahren zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters folgende Schritte: Erkennen des Stroms, der an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist; Erkennen der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist; Berechnen des Hubschätzwerts des Kolbenverdichters auf Grundlage des erkannten Stromwerts, des erkannten Spannungswerts und der Motorparameter; Berechnen der Magnetflußsättigungskonstante des Motors auf Grundlage des berechneten Hubschätzwerts; Vergleichen der berechneten Magnetflußsättigungskonstanten mit der voreingestellten Bezugsmagnetflußsättigungskonstanten, Erhöhen oder Vermindern des vorgegebenen Hubbezugswerts gemäß dem Vergleichsergebnis und Erzeugen des erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts; Vergleichen des erzeugten Hubbezugswerts mit dem berechneten Hubschätzwert und Weiterleiten des Differenzsignals gemäß dem Vergleichsergebnis; und Steuern des Hubs des Motors durch Verändern der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des Differenzsignals.

Das Verfahren zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters wird nun detailliert beschrieben.

Die Stromerkennungseinheit 60 erkennt den Strom, der an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, in jedem Zeitraum, der einem Verdichtungshub des Kolbenverdichters entspricht, und leitet den erkannten Stromwert an die Hubschätzungseinheit 70 weiter. Die Spannungserkennungseinheit 50 erkennt die Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, in jedem Zeitraum, der einem Verdichtungshub des Kolbenverdichters entspricht, und leitet den erkannten Spannungswert an die Hubschätzungseinheit 70 weiter (S40).

Die Hubschätzungseinheit 70 berechnet den Hubschätzwert des Kolbenverdichters auf Grundlage des erkannten Stromwerts, des erkannten Spannungswerts und der Parameter des Motors des Kolbenverdichters und leitet den berechneten Hubschätzwert des Kolbenverdichters an die Magnetflußsättigungskonstanten-Berechnungseinheit 80 weiter (S41).

Die Magnetflußsättigungskonstanten-Berechnungseinheit 80 berechnet die Magnetflußsättigungskonstante und leitet die Magnetflußsättigungskonstante an die Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 weiter (S42). Dabei ist die Magnetflußsättigungskonstante durch folgende Formel 2 dargestellt:

Magnetflußsättigungskonstante = Hub(ptp)/Hub(sum)·100[%] = Hub(ptp)/Hub(rms)·100[%]

Das bedeutet, die Magnetflußsättigungskonstante wird durch Dividieren einer absoluten Hubgröße Hub(ptp) in einem Zeitraum, der einem Hub des Kolbenverdichters entspricht, durch einen Hubsummenwert Hub(sum) in dem Zeitraum oder durch Dividieren der absoluten Hubgröße Hub(ptp) in dem Zeitraum durch einen quadratischen Hubmittelwert Hub(rms) in dem Zeitraum erhalten. Der absolute Hubwert Hub(ptp) und der Hubsummenwert Hub(sum) werden nun unter Bezugnahme auf 5A und 5B erläutert.

5A ist ein Wellenformdiagramm, das den Hub des Kolbenverdichters durch eine Zeitfunktion definiert, gemäß der vorliegenden Erfindung, und 5B ist ein Wellenformdiagramm, das eine Größe eines Hubs des Kolbenverdichters durch die Zeitfunktion gemäß der vorliegenden Erfindung definiert.

Unter Bezugnahme auf 5A wird die absolute Hubgröße Hub(ptp) durch Subtrahieren eines Minimalhubwerts min(x(t)) von einem Maximalhubwert max(x(t)) erhalten, das heißt Hub(ptp) = max(x(t)) – min(x(t)), 0 < t < T (ein Hubhin- und -herbewegungszeitraum). Dabei repräsentiert x(t) die Zeitfunktion des Hubs des Kolbenverdichters.

Wie in 5 gezeigt wird der Hubsummenwert Hub(sum) durch Summieren der absoluten Hubgröße in einem Zeitraum erhalten, das heißt Hub(sum) = Summe (absolut(x(t))), 0 < t < T (ein Hubhin- und -herbewegungszeitraum). Dabei repräsentieren S1 und S2 Werte, die durch Summieren der absoluten Hubgröße des Kolbenverdichters in einem halben Zeitraum erhalten werden.

Die Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 vergleicht die berechnete Magnetflußsättigungskonstante mit der Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum (S43), vergleicht die berechnete Magnetflußsättigungskonstante mit der voreingestellten Bezugsmagnetflußsättigungskonstante (S44-1 und S44-4) und erhöht oder vermindert den vorgegebenen Hubbezugswert gemäß den Vergleichsergebnissen (S44). Das heißt, wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, vermindert die Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 den Hubbezugswert um eine vorgegebene Höhe (S44-2), und wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, erhöht die Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 den Hubbezugswert um eine vorgegebene Höhe (S44-3).

Gemäß einem Versuch ist der Maximalwert der Magnetflußsättigungskonstanten zum Betreiben des Kolbenverdichters, wenn die Magnetflußdichte, die in der Spule des Motors erzeugt ist, gesättigt ist, als die Bezugsmagnetflußsättigungskonstante bestimmt.

Wenn außerdem die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, erhöht die Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 den Hubbezugswert um eine vorgegebene Höhe (S44-6), und wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, vermindert die Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 den Hubbezugswert um eine vorgegebene Höhe (S44-5).

Die Vergleichseinheit 20 leitet das Differenzsignal zwischen dem Hubbezugswert, der in der Hubbezugswerterzeugungseinheit 10 erzeugt wurde, und dem berechneten Hubschätzwert des Kolbenverdichters an die Steuereinheit 30 weiter (S45-1).

Auf Grundlage des Differenzsignals von der Vergleichseinheit 20 vermindert die Steuereinheit 30 die Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, wenn der Hubschätzwert größer als der Hubbezugswert ist (S45-2), und erhöht die Steuereinheit 30 die Spannung, die an den Motor angelegt ist, wenn der Hubschätzwert kleiner als der Hubbezugswert ist (S45-3), wodurch sie den Hub des Kolbenverdichters steuert.

Wie im Vorstehenden besprochen, reduzieren die Vorrichtung zur Betriebssteuerung des Kolbenverdichters und das Verfahren dafür gemäß der Erfindung Fehler des Hubschätzwerts des Kolbenverdichters durch vorheriges Verhindern einer Übersättigung der Magnetflußdichte, die in einer Spule des Motors erzeugt ist, durch Berechnen der Magnetflußsättigungskonstanten des Motors auf Grundlage des Hubschätzwerts des Kolbenverdichters und Erhöhen oder Vermindern des Hubbezugswerts auf Grundlage der berechneten Magnetflußsättigungskonstanten.

Claims

Vorrichtung zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters, umfassend: eine Magnetflußsättigungkonstanten-Berechnungseinheit zum Berechnen einer Magnetflußsättigungskonstante eines Motors des Kolbenverdichters auf Grundlage eines Hubschätzwerts des Kolbenverdichters; eine Hubbezugswerterzeugungseinheit zum Erzeugen eines erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts durch Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts auf Grundlage der berechneten Magnetflußsättigungskonstante; und ein Steuergerät zum Steuern einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des erzeugten Hubbezugswerts und des Hubschätzwerts.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magnetflußsättigungskonstante durch Dividieren einer absoluten Hubgröße in einem Zeitraum, der einem hin- und hergehenden Hub des Kolbenverdichters entspricht, durch einen Summenwert eines absoluten Hubwerts in dem Zeitraum erhalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Magnetflußsättigungskonstante durch Dividieren einer absoluten Hubgröße in einem Zeitraum, der einem hin- und hergehenden Hub des Kolbenverdichters entspricht, durch einen quadratischen Hubmittelwert in dem Zeitraum erhalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hubbezugswerterzeugungseinheit den erhöhten oder verminderten Hubbezugswert durch Vergleichen der berechneten Magnetflußsättigungskonstante mit einer voreingestellten Bezugsmagnetflußsättigungskonstante und Erhöhen oder Vermindern des Hubbezugswerts gemäß dem Vergleichsergebnis erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei, wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, die Hubbezugswerterzeugungseinheit den Hubbezugswert vermindert, und wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, die Hubbezugswerterzeugungseinheit den Hubbezugswert erhöht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei, wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, die Hubbezugswerterzeugungseinheit den Hubbezugswert erhöht, und wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, die Hubbezugswerterzeugungseinheit den Hubbezugswert vermindert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante der Maximalwert der Magnetflußsättigungskonstanten zum Betreiben des Motors des Kolbenverdichters ist, wenn eine Magnetflußdichte, die in einer Spule des Motors erzeugt ist, gesättigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante der Maximalwert der Magnetflußsättigungskonstanten zum Betreiben des Motors des Kolbenverdichters ist, wenn eine Magnetflußdichte, die in einer Spule des Motors erzeugt ist, gesättigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit ferner Vergleichsmittel zum Vergleichen des Hubschätzwerts mit dem erzeugten Hubbezugswert umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei, wenn der Hubschätzwert größer als der Hubbezugswert ist, die Steuereinheit die Spannung, die an dem Motor des Kolbenverdichters anliegt, vermindert, und wenn der Hubschätzwert kleiner als der Hubbezugswert ist, die Steuereinheit die Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, erhöht.
Verfahren zur Betriebssteuerung eines Kolbenverdichters, folgende Schritte umfassend: Berechnen einer Magnetflußsättigungskonstante eines Motors des Kolbenverdichters auf Grundlage eines Hubs des Kolbenverdichters; Erzeugen eines erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts durch Erhöhen oder Vermindern eines vorgegebenen Hubbezugswerts auf Grundlage der berechneten Magnetflußsättigungskonstante; und Steuern einer Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, auf Grundlage des erzeugten Hubbezugswerts und des berechneten Hubschätzwerts.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Magnetflußsättigungskonstante durch Dividieren einer absoluten Hubgröße in einem Zeitraum, der einem hin- und hergehenden Hub des Kolbenverdichters entspricht, durch einen Hubsummenwert in dem Zeitraum erhalten ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Magnetflußsättigungskonstante durch Dividieren einer absoluten Hubgröße in einem Zeitraum, der einem hin- und hergehenden Hub des Kolbenverdichters entspricht, durch einen quadratischen Hubmittelwert in dem Zeitraum erhalten ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Erzeugens des Hubbezugswerts einen Schritt zum Erzeugen des erhöhten oder verminderten Hubbezugswerts durch Vergleichen der berechneten Magnetflußsättigungskonstante mit einer Bezugsmagnetflußsättigungskonstante und Erhöhen oder Vermindern des vorgegebenen Hubbezugswerts gemäß dem Vergleichsergebnis umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Erzeugens Hubbezugswerts einen Schritt des Verminderns des Hubbezugswerts, wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, und des Erhöhens des Hubbezugswerts umfasst, wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Erzeugens des Hubbezugswerts einen Schritt des Erhöhens des Hubbezugswerts, wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante größer als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist, und des Verminderns des Hubbezugswerts umfasst, wenn die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die Magnetflußsättigungskonstante im vorigen Zeitraum ist und die berechnete Magnetflußsättigungskonstante kleiner als die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante der Maximalwert der Magnetflußsättigungskonstanten zum Betreiben des Motors des Kolbenverdichters ist, wenn eine Magnetflußdichte, die in einer Spule des Motors erzeugt ist, gesättigt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die voreingestellte Bezugsmagnetflußsättigungskonstante der Maximalwert der Magnetflußsättigungskonstanten zum Betreiben des Motors des Kolbenverdichters ist, wenn eine Magnetflußdichte, die in einer Spule des Motors erzeugt ist, gesättigt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Schritt des Steuerns der Spannung ferner einen Schritt des Vergleichens des Hubschätzwerts mit dem Hubbezugswert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Schritt des Steuerns der Spannung einen Schritt des Verminderns der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, wenn der Hubschätzwert größer als der Hubbezugswert ist, und des Erhöhens der Spannung, die an den Motor des Kolbenverdichters angelegt ist, wenn der Hubschätzwert kleiner als der Hubbezugswert ist, umfasst.