JP2002285958A - リニアコンプレッサの制御装置 - Google Patents
リニアコンプレッサの制御装置Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
- F04B17/04—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
- F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
- F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
- F04B49/10—Other safety measures
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リニアコンプレッサーの制御装置に関し、ピ
ストン挙動を安定化し衝突による騒音振動の増大や信頼
性の低下を防止する。 【解決手段】 ピストンの挙動が不安定となっているこ
とを直接あるいは間接的に検知し、不安定検知信号を出
力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基づき動作
する不安定回避手段を備えることで、ピストンの挙動を
安定化させる。
ストン挙動を安定化し衝突による騒音振動の増大や信頼
性の低下を防止する。 【解決手段】 ピストンの挙動が不安定となっているこ
とを直接あるいは間接的に検知し、不安定検知信号を出
力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基づき動作
する不安定回避手段を備えることで、ピストンの挙動を
安定化させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵庫、エアーコ
ンディショナ等に使用されるリニアコンプレッサの制御
装置および制御方法に関する。
ンディショナ等に使用されるリニアコンプレッサの制御
装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保護、省エネルギーの観
点から、冷凍機器の高効率化の必要性はさらに高まって
おり、リニアモータを使用したコンプレッサは機構構成
の単純さ故に、高効率化と製造原価の低減のため広く使
用されている。しかし、リニアコンプレッサを高効率で
運転するためには、ピストンの上死点でのクリアランス
を小さく維持しながらピストンを往復運転させる必要が
あり、また、上死点でのクリアランスの大きさでコンプ
レッサの冷凍能力の制御も同時に行うなど、従来のコン
ロッド式のレシプロコンプレッサにはない制御が必要と
なっている。
点から、冷凍機器の高効率化の必要性はさらに高まって
おり、リニアモータを使用したコンプレッサは機構構成
の単純さ故に、高効率化と製造原価の低減のため広く使
用されている。しかし、リニアコンプレッサを高効率で
運転するためには、ピストンの上死点でのクリアランス
を小さく維持しながらピストンを往復運転させる必要が
あり、また、上死点でのクリアランスの大きさでコンプ
レッサの冷凍能力の制御も同時に行うなど、従来のコン
ロッド式のレシプロコンプレッサにはない制御が必要と
なっている。
【０００３】リニアコンプレッサの従来の制御方式とし
ては、特開２０００−１２１１８０号公報に記載されて
いるものがある。
ては、特開２０００−１２１１８０号公報に記載されて
いるものがある。
【０００４】図７は従来のリニアコンプレッサの断面
図、図８はリニアコンプレッサの制御装置の動作を示す
ブロック図である。
図、図８はリニアコンプレッサの制御装置の動作を示す
ブロック図である。
【０００５】図７、図８において、１はリニアコンプレ
ッサであり、２は密閉ケーシング、３はコンプレッサ本
体である。４はリニアモータ、５はシリンダ、６はピス
トン、７はシリンダヘッドである。モータ４は、コイル
４ｃを備えた固定子４ａと永久磁石を備えた可動子４ｂ
とから構成されており、可動子４ｂはピストン５に固定
されている。１０はシリンダ５とピストン６から構成さ
れる圧縮室である。コンプレッサの本体３はモータ４の
可動子４ｂ，ピストン６などから構成される可動要素１
１と、シリンダ５、モータ４の固定子４ａなどから構成
される固定要素１２とから構成されている。１４は弾性
要素であり、１４ａで可動要素に取付けられ、１４ｂで
固定要素に取付けられている。
ッサであり、２は密閉ケーシング、３はコンプレッサ本
体である。４はリニアモータ、５はシリンダ、６はピス
トン、７はシリンダヘッドである。モータ４は、コイル
４ｃを備えた固定子４ａと永久磁石を備えた可動子４ｂ
とから構成されており、可動子４ｂはピストン５に固定
されている。１０はシリンダ５とピストン６から構成さ
れる圧縮室である。コンプレッサの本体３はモータ４の
可動子４ｂ，ピストン６などから構成される可動要素１
１と、シリンダ５、モータ４の固定子４ａなどから構成
される固定要素１２とから構成されている。１４は弾性
要素であり、１４ａで可動要素に取付けられ、１４ｂで
固定要素に取付けられている。
【０００６】また、１６は電源装置、１７は電圧決定手
段、１８は周囲温度検出手段である。１９は蒸発器１９
ａ、凝縮器１９ｂからなる熱交換器であり、２０は膨張
弁である。リニアコンプレッサ１と凝縮器１９ｂ、膨張
弁２０、蒸発器１９ａは配管で接続され、冷媒が循環す
るシステム２１を形成している。
段、１８は周囲温度検出手段である。１９は蒸発器１９
ａ、凝縮器１９ｂからなる熱交換器であり、２０は膨張
弁である。リニアコンプレッサ１と凝縮器１９ｂ、膨張
弁２０、蒸発器１９ａは配管で接続され、冷媒が循環す
るシステム２１を形成している。
【０００７】次にリニアコンプレッサの動作について説
明する。
明する。
【０００８】周囲温度検出手段１８は周囲温度を計測
し、温度に応じて温度信号を出力する。電圧決定手段１
７は、温度信号に応じて電圧目標値を出力する。電源装
置１６は、電圧目標値に応じた電圧でリニアコンプレッ
サ１に正弦波状の交流電流を出力する。
し、温度に応じて温度信号を出力する。電圧決定手段１
７は、温度信号に応じて電圧目標値を出力する。電源装
置１６は、電圧目標値に応じた電圧でリニアコンプレッ
サ１に正弦波状の交流電流を出力する。
【０００９】電源装置１６から出力された交流電流は、
リニアコンプレッサ１内のモータ４のコイルに供給さ
れ、コイルを流れる電流により磁界が発生することで、
可動子４ｂは永久磁石との間に作用する磁力により、ピ
ストン６とともに往復動する。このとき、ピストン６の
振幅は電源装置１６の電圧が大きいほど大きくなり、ピ
ストンの振幅が大きいほどシステム２１における冷凍能
力は大きくなる。
リニアコンプレッサ１内のモータ４のコイルに供給さ
れ、コイルを流れる電流により磁界が発生することで、
可動子４ｂは永久磁石との間に作用する磁力により、ピ
ストン６とともに往復動する。このとき、ピストン６の
振幅は電源装置１６の電圧が大きいほど大きくなり、ピ
ストンの振幅が大きいほどシステム２１における冷凍能
力は大きくなる。
【００１０】ところで、冷蔵庫では周囲温度により必要
な冷凍能力が異なる。即ち、周囲温度が高い場合は冷蔵
庫への熱負荷も高いため、高い冷凍能力が必要である。
一方、周囲温度が低い場合は、必要な冷凍能力は小さく
なるが、このとき、冷凍能力が大きすぎると圧縮比が上
昇しシステム効率が低下するため、システム効率の観点
から適正な冷凍能力を選択する必要がある。
な冷凍能力が異なる。即ち、周囲温度が高い場合は冷蔵
庫への熱負荷も高いため、高い冷凍能力が必要である。
一方、周囲温度が低い場合は、必要な冷凍能力は小さく
なるが、このとき、冷凍能力が大きすぎると圧縮比が上
昇しシステム効率が低下するため、システム効率の観点
から適正な冷凍能力を選択する必要がある。
【００１１】従って、電圧決定手段１７は周囲温度が高
いときは高い電圧目標値を出力し、周囲温度が低いとき
は低い電圧目標値を出力することで、電源装置１７はリ
ニアコンプレッサ１へ適正な冷凍能力に必要な電圧を出
力する。
いときは高い電圧目標値を出力し、周囲温度が低いとき
は低い電圧目標値を出力することで、電源装置１７はリ
ニアコンプレッサ１へ適正な冷凍能力に必要な電圧を出
力する。
【００１２】また、電源装置１７で発生させる交流電源
の周波数は、リニアコンプレッサ１の主に可動要素１１
の質量や弾性要素１４のバネ定数などから定まる共振周
波数で与えることで、弾性要素１４のバネ力を可動要素
１１の往復動に有効に用いることができる。
の周波数は、リニアコンプレッサ１の主に可動要素１１
の質量や弾性要素１４のバネ定数などから定まる共振周
波数で与えることで、弾性要素１４のバネ力を可動要素
１１の往復動に有効に用いることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、ピストン６の先端がシリンダヘッド７に近
づいたときに、ピストンへの作用力などの影響でピスト
ンの上死点での位置がばらつくなど挙動が不安定とな
り、ピストンなどの可動要素がバルブプレートなどの固
定要素に衝突する場合がある。これはピストンへの作用
力が共振ばねによるばね力だけではなく、圧縮室のガス
圧縮動力が作用しており、この作用力が非線型性を持っ
ている上に、モータ推力についても圧縮負荷により変動
することが影響していると考えられる。
の構成では、ピストン６の先端がシリンダヘッド７に近
づいたときに、ピストンへの作用力などの影響でピスト
ンの上死点での位置がばらつくなど挙動が不安定とな
り、ピストンなどの可動要素がバルブプレートなどの固
定要素に衝突する場合がある。これはピストンへの作用
力が共振ばねによるばね力だけではなく、圧縮室のガス
圧縮動力が作用しており、この作用力が非線型性を持っ
ている上に、モータ推力についても圧縮負荷により変動
することが影響していると考えられる。
【００１４】ピストンの挙動が不安定になり、可動要素
と固定要素が衝突すると騒音、振動が問題となると共
に、強く衝突した場合には可動要素やシリンダヘッドに
設けたバルブ等の信頼性低下にもつながるとの課題があ
った。
と固定要素が衝突すると騒音、振動が問題となると共
に、強く衝突した場合には可動要素やシリンダヘッドに
設けたバルブ等の信頼性低下にもつながるとの課題があ
った。
【００１５】また、衝突しない場合でも、ピストンの挙
動の変動が顕著な場合は騒音の原因となる場合がある。
さらに、冷媒の循環量が変動するため、所定の能力が得
られないなどの課題があった。
動の変動が顕著な場合は騒音の原因となる場合がある。
さらに、冷媒の循環量が変動するため、所定の能力が得
られないなどの課題があった。
【００１６】本発明は、従来の課題を解決するもので、
ピストンの挙動を安定させ、騒音振動の発生を防止する
と共に、コンプレッサの信頼性低下を防止して信頼性を
向上させる。また、ピストン挙動を安定させ、所定の冷
凍能力を得ることで、システム効率を向上させるもので
ある。
ピストンの挙動を安定させ、騒音振動の発生を防止する
と共に、コンプレッサの信頼性低下を防止して信頼性を
向上させる。また、ピストン挙動を安定させ、所定の冷
凍能力を得ることで、システム効率を向上させるもので
ある。
【００１７】また、トップクリアランスが大きい運転条
件では衝突発生の恐れは低いため、ピストン上死点のわ
ずかな変動に対して挙動を安定させる制御を行っても衝
突防止の効果は無いばかりではなく、制御のために電力
を消費することになるとの課題があった。
件では衝突発生の恐れは低いため、ピストン上死点のわ
ずかな変動に対して挙動を安定させる制御を行っても衝
突防止の効果は無いばかりではなく、制御のために電力
を消費することになるとの課題があった。
【００１８】本発明の他の目的は、制御の必要性の低い
運転条件では、制御を行わず、制御を行うための回路損
失の発生を低減させるものである。
運転条件では、制御を行わず、制御を行うための回路損
失の発生を低減させるものである。
【００１９】また、ピストンの上死点位置を一定に保つ
ため、ピストンの位置や電流、電圧を検出し、一定周期
毎に目標値との差に基づいて、供給電圧を変更するフィ
ードバック制御を行っている場合、制御を行う周期や供
給電圧の変更幅が不適切な場合には、かえってピストン
の挙動が不安定になる場合がある。
ため、ピストンの位置や電流、電圧を検出し、一定周期
毎に目標値との差に基づいて、供給電圧を変更するフィ
ードバック制御を行っている場合、制御を行う周期や供
給電圧の変更幅が不適切な場合には、かえってピストン
の挙動が不安定になる場合がある。
【００２０】本発明の他の目的は、不適切なフィードバ
ック制御に起因するピストンの不安定現象を回避し、安
定した運転を行うことである。
ック制御に起因するピストンの不安定現象を回避し、安
定した運転を行うことである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、リニアモータやピストンなどからなるリニア
コンプレッサと、前記コンプレッサと弁、熱交換器など
から構成されるシステムと、前記リニアモータに電力を
供給する電源装置と、前記ピストンの挙動が不安定とな
っていることを直接あるいは間接的に検知し、不安定検
知信号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信号に
基づき動作する不安定回避手段とから構成したものであ
り、ピストン挙動が不安定になることにより、可動要素
と固定要素の衝突による信頼性低下や騒音振動の増大を
防止するという作用を有する。
の発明は、リニアモータやピストンなどからなるリニア
コンプレッサと、前記コンプレッサと弁、熱交換器など
から構成されるシステムと、前記リニアモータに電力を
供給する電源装置と、前記ピストンの挙動が不安定とな
っていることを直接あるいは間接的に検知し、不安定検
知信号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信号に
基づき動作する不安定回避手段とから構成したものであ
り、ピストン挙動が不安定になることにより、可動要素
と固定要素の衝突による信頼性低下や騒音振動の増大を
防止するという作用を有する。
【００２２】請求項２に記載の発明は、リニアモータや
ピストンなどからなるリニアコンプレッサと、前記コン
プレッサと弁、熱交換器などから構成されるシステム
と、前記リニアモータに電力を供給する電源装置と、前
記ピストンの変位、周囲温度、前記システムの温度、運
転圧力条件の少なくとも１つを検出し検出信号を出力す
る運転条件検出手段と、前記運転条件検出手段の検出信
号が所定の条件を満たす場合にピストンの挙動が不安定
となっていることを直接あるいは間接的に検知し、不安
定検知信号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信
号に基づき動作する不安定回避手段とから構成したもの
であり、ピストン挙動が不安定になることにより、可動
要素と固定要素の衝突による信頼性低下や騒音振動の増
大を防止するとともに、不安定回避の制御が必要なとき
にだけ機能するので、制御に必要な制御回路の損失を低
減するという作用を有する。
ピストンなどからなるリニアコンプレッサと、前記コン
プレッサと弁、熱交換器などから構成されるシステム
と、前記リニアモータに電力を供給する電源装置と、前
記ピストンの変位、周囲温度、前記システムの温度、運
転圧力条件の少なくとも１つを検出し検出信号を出力す
る運転条件検出手段と、前記運転条件検出手段の検出信
号が所定の条件を満たす場合にピストンの挙動が不安定
となっていることを直接あるいは間接的に検知し、不安
定検知信号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信
号に基づき動作する不安定回避手段とから構成したもの
であり、ピストン挙動が不安定になることにより、可動
要素と固定要素の衝突による信頼性低下や騒音振動の増
大を防止するとともに、不安定回避の制御が必要なとき
にだけ機能するので、制御に必要な制御回路の損失を低
減するという作用を有する。
【００２３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明に、さらにピストンの変位を検出する変
位検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記
変位検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力する
ように構成したので、ピストンの変位から直接的に挙動
が不安定になっていることを検出するという作用を有す
る。
２に記載の発明に、さらにピストンの変位を検出する変
位検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記
変位検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力する
ように構成したので、ピストンの変位から直接的に挙動
が不安定になっていることを検出するという作用を有す
る。
【００２４】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明に、さらにコンプレッサの音または振動
を検出する音振動検出手段を備えたものであり、不安定
検知手段を前記音振動検出手段の出力に基づき不安定検
出信号を出力するように構成したので、音や振動から間
接的にピストンの挙動が不安定になっていることを検出
することができるという作用を有する。
２に記載の発明に、さらにコンプレッサの音または振動
を検出する音振動検出手段を備えたものであり、不安定
検知手段を前記音振動検出手段の出力に基づき不安定検
出信号を出力するように構成したので、音や振動から間
接的にピストンの挙動が不安定になっていることを検出
することができるという作用を有する。
【００２５】請求項５に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明に、さらに電源装置が出力する電圧また
は電流を検出する電圧電流検出手段を備えたものであ
り、不安定検知手段を前記電圧電流検出手段の出力に基
づき不安定検出信号を出力するように構成したので、電
源装置の電圧または電流から間接的にピストンの挙動が
不安定になっていることを検出するという作用を有す
る。
２に記載の発明に、さらに電源装置が出力する電圧また
は電流を検出する電圧電流検出手段を備えたものであ
り、不安定検知手段を前記電圧電流検出手段の出力に基
づき不安定検出信号を出力するように構成したので、電
源装置の電圧または電流から間接的にピストンの挙動が
不安定になっていることを検出するという作用を有す
る。
【００２６】請求項６に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明に、さらにシステムの圧力を検出する圧
力検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記
圧力検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力する
ように構成したので、システムの圧力から間接的にピス
トンの挙動が不安定になっていることを検出するという
作用を有する。
２に記載の発明に、さらにシステムの圧力を検出する圧
力検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記
圧力検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力する
ように構成したので、システムの圧力から間接的にピス
トンの挙動が不安定になっていることを検出するという
作用を有する。
【００２７】請求項７に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明に、さらに周囲温度を検出する周囲温度
検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記周
囲温度検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力す
るように構成したので、周囲温度から間接的にピストン
の挙動が不安定になる条件を検出するという作用を有す
る。
２に記載の発明に、さらに周囲温度を検出する周囲温度
検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記周
囲温度検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力す
るように構成したので、周囲温度から間接的にピストン
の挙動が不安定になる条件を検出するという作用を有す
る。
【００２８】請求項８に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明に、さらにシステムの温度を検出する温
度検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記
温度検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力する
ように構成したので、冷凍システムの温度から間接的に
ピストンの挙動が不安定になっていることを検出すると
いう作用を有する。
２に記載の発明に、さらにシステムの温度を検出する温
度検出手段を備えたものであり、不安定検知手段を前記
温度検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力する
ように構成したので、冷凍システムの温度から間接的に
ピストンの挙動が不安定になっていることを検出すると
いう作用を有する。
【００２９】請求項９に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検知
信号に基づいて電源装置が出力する電圧波形あるいは電
流波形を変更するものとしたので、モータの推力特性を
変えることでピストンの不安定現象を低減するという作
用を有する。
２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検知
信号に基づいて電源装置が出力する電圧波形あるいは電
流波形を変更するものとしたので、モータの推力特性を
変えることでピストンの不安定現象を低減するという作
用を有する。
【００３０】請求項１０に記載の発明は、請求項９記載
の発明にさらに複数のパターンの波形を記憶する波形記
憶手段とからなり、不安定回避手段は不安定検知信号に
基づいて波形記憶手段で記憶された波形に基づく電圧ま
たは電流を電源から出力するものとしたので、不安定の
回避に有効なモータ推力特性を選択できるため、ピスト
ンの不安定現象を低減するという作用を有する。
の発明にさらに複数のパターンの波形を記憶する波形記
憶手段とからなり、不安定回避手段は不安定検知信号に
基づいて波形記憶手段で記憶された波形に基づく電圧ま
たは電流を電源から出力するものとしたので、不安定の
回避に有効なモータ推力特性を選択できるため、ピスト
ンの不安定現象を低減するという作用を有する。
【００３１】請求項１１に記載の発明は、請求項１また
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいてモータのインピーダンスを変更するも
のとしたので、リニアモータのコイルの結線を直列ある
いは並列に変更する等の方法でモータのインピーダンス
を変更することで、モータに流れる電流波形が変化し、
モータの推力特性が変化することで、ピストンの不安定
挙動を緩和するという作用を有する。
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいてモータのインピーダンスを変更するも
のとしたので、リニアモータのコイルの結線を直列ある
いは並列に変更する等の方法でモータのインピーダンス
を変更することで、モータに流れる電流波形が変化し、
モータの推力特性が変化することで、ピストンの不安定
挙動を緩和するという作用を有する。
【００３２】請求項１２に記載の発明は、請求項１また
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいて熱交換器への送風量を変更するものと
したので、送風量を変更することでシステムの圧力が変
化し、ピストンに働く作用力を変化するので、不安定挙
動を緩和するという作用を有する。
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいて熱交換器への送風量を変更するものと
したので、送風量を変更することでシステムの圧力が変
化し、ピストンに働く作用力を変化するので、不安定挙
動を緩和するという作用を有する。
【００３３】請求項１３に記載の発明は、請求項１２に
記載の発明における送風量変更手段を、送風機の回転数
や風路を変更するものとしたので、これらの変更により
システムの圧力が変化し、ピストンに働く作用力も変化
するため、不安定挙動が緩和されるという作用を有す
る。
記載の発明における送風量変更手段を、送風機の回転数
や風路を変更するものとしたので、これらの変更により
システムの圧力が変化し、ピストンに働く作用力も変化
するため、不安定挙動が緩和されるという作用を有す
る。
【００３４】請求項１４に記載の発明は、請求項１また
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいて電源装置が出力する周波数を変更する
ものとしたので、運転周波数の変化によりピストンの不
安定現象を回避するという作用を有する。
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいて電源装置が出力する周波数を変更する
ものとしたので、運転周波数の変化によりピストンの不
安定現象を回避するという作用を有する。
【００３５】請求項１５に記載の発明は、請求項１また
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいて電源の電圧あるいは電流を変更するも
のとしたので、ピストンのトップクリアランスを大きく
することで衝突を回避するか、あるいは不安定現象が起
きないストロークを選択するという作用を有する。
は２に記載の発明における不安定回避手段を、不安定検
知信号に基づいて電源の電圧あるいは電流を変更するも
のとしたので、ピストンのトップクリアランスを大きく
することで衝突を回避するか、あるいは不安定現象が起
きないストロークを選択するという作用を有する。
【００３６】請求項１６に記載の発明は、請求項１また
は２に記載の発明にくわえて、電流あるいは電圧あるい
はピストン変位を検出する検出手段と、運転条件に応じ
て電流あるいは電圧あるいはピストン変位の目標値を設
定する目標値設定手段と、所定の間隔で開始信号を出力
するタイマ手段と、開始信号に基づいて前記検出手段の
出力と目標値を比較し、目標値との差に応じて所定の変
更幅で電源装置が出力する電圧あるいは電流を変更する
変更手段とからなり、不安定回避手段は不安定検知信号
に基づいて、前記検出手段の変更幅あるいは前記タイマ
手段の開始信号の出力間隔の少なくとも一方を変更する
ものとしたので、ピストンの上死点位置のフィードバッ
ク制御に起因するピストンの不安定現象を回避するとい
う作用を有する
は２に記載の発明にくわえて、電流あるいは電圧あるい
はピストン変位を検出する検出手段と、運転条件に応じ
て電流あるいは電圧あるいはピストン変位の目標値を設
定する目標値設定手段と、所定の間隔で開始信号を出力
するタイマ手段と、開始信号に基づいて前記検出手段の
出力と目標値を比較し、目標値との差に応じて所定の変
更幅で電源装置が出力する電圧あるいは電流を変更する
変更手段とからなり、不安定回避手段は不安定検知信号
に基づいて、前記検出手段の変更幅あるいは前記タイマ
手段の開始信号の出力間隔の少なくとも一方を変更する
ものとしたので、ピストンの上死点位置のフィードバッ
ク制御に起因するピストンの不安定現象を回避するとい
う作用を有する
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるリニアコンプ
レッサの制御装置の実施に形態について、図１から図６
を用いて説明する。尚、従来と同一構成については、同
一符号を付して詳細な説明を省略する。
レッサの制御装置の実施に形態について、図１から図６
を用いて説明する。尚、従来と同一構成については、同
一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３８】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
形態１によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
【００３９】図１において、３０は電源装置３１からコ
ンプレッサ１へ供給される電源の電流を計測する電流検
出手段である。３２は電流検出手段３０の出力に基づき
不安定検出信号を出力する不安定検知手段である。
ンプレッサ１へ供給される電源の電流を計測する電流検
出手段である。３２は電流検出手段３０の出力に基づき
不安定検出信号を出力する不安定検知手段である。
【００４０】ピストンの上死点位置の変動が大きい場
合、圧縮動力などピストンへの作用力も変動し、モータ
に流れる電流も変動する。従って、不安定検知手段３２
は電流検出手段で計測された電流のピーク値の変動を抽
出し、一定期間のピーク値の変動が所定値より大きい場
合に、ピストンの挙動が不安定になっていると判断し
て、不安定検出信号を出力する。
合、圧縮動力などピストンへの作用力も変動し、モータ
に流れる電流も変動する。従って、不安定検知手段３２
は電流検出手段で計測された電流のピーク値の変動を抽
出し、一定期間のピーク値の変動が所定値より大きい場
合に、ピストンの挙動が不安定になっていると判断し
て、不安定検出信号を出力する。
【００４１】２３は不安定回避手段であり、不安定検出
信号が入力されると電源装置２１へ周波数変更信号を出
力する。電源装置２１へ周波数変更信号が入力される
と、電源装置２１はコンプレッサ１へ供給する電源の周
波数を変更する。従って、リニアコンプレッサの運転周
波数を変更することで、ピストン挙動が不安定となる状
態を回避できる。
信号が入力されると電源装置２１へ周波数変更信号を出
力する。電源装置２１へ周波数変更信号が入力される
と、電源装置２１はコンプレッサ１へ供給する電源の周
波数を変更する。従って、リニアコンプレッサの運転周
波数を変更することで、ピストン挙動が不安定となる状
態を回避できる。
【００４２】なお、当社における検討の結果、冷蔵庫な
どの実機運転において運転圧力条件が変化してピストン
の不安定挙動が発生する場合に、電源周波数を数ヘルツ
変更することで不安定挙動が解消されることが実験的に
確認されている。この因果関係の明確な理由については
未だ明らかになっていないが、モータの推力と圧縮室内
圧力、バルブの挙動などが関与しているものと考えられ
る。
どの実機運転において運転圧力条件が変化してピストン
の不安定挙動が発生する場合に、電源周波数を数ヘルツ
変更することで不安定挙動が解消されることが実験的に
確認されている。この因果関係の明確な理由については
未だ明らかになっていないが、モータの推力と圧縮室内
圧力、バルブの挙動などが関与しているものと考えられ
る。
【００４３】以上のように、本実施の形態のリニアコン
プレッサの制御装置は、電源の電流を検出する検出手段
と、ピストンの挙動が不安定となっていることを検出手
段の出力に基づき間接的に検知し、不安定検出信号を出
力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基づいて電
源の周波数を変更する不安定回避手段とから構成され、
ピストン挙動が不安定になっても電源周波数を調節して
安定させるので、衝突による騒音振動の発生や信頼性低
下を防止できる。
プレッサの制御装置は、電源の電流を検出する検出手段
と、ピストンの挙動が不安定となっていることを検出手
段の出力に基づき間接的に検知し、不安定検出信号を出
力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基づいて電
源の周波数を変更する不安定回避手段とから構成され、
ピストン挙動が不安定になっても電源周波数を調節して
安定させるので、衝突による騒音振動の発生や信頼性低
下を防止できる。
【００４４】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
形態２によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
【００４５】図２において３０は振動ピックアップで構
成される振動検出手段であり、コンプレッサに取付けら
れ、振動を検出する。また、３１は不安定検出手段であ
る。
成される振動検出手段であり、コンプレッサに取付けら
れ、振動を検出する。また、３１は不安定検出手段であ
る。
【００４６】ピストンの挙動が不安定になり、コンプレ
ッサ本体３の可動要素が固定要素と衝突すると、衝突に
よりコンプレッサで通常より大きい衝突音と振動が発生
する。不安定検出手段３１は衝突が発生し、振動検出手
段の出力が所定値より大きくなったときに、ピストンが
不安定と判断して、不安定検出信号を出力する。
ッサ本体３の可動要素が固定要素と衝突すると、衝突に
よりコンプレッサで通常より大きい衝突音と振動が発生
する。不安定検出手段３１は衝突が発生し、振動検出手
段の出力が所定値より大きくなったときに、ピストンが
不安定と判断して、不安定検出信号を出力する。
【００４７】３２は不安定回避手段であり、不安定検出
信号が入力されると電圧決定手段３３へ電圧低下信号を
出力する。電圧決定手段３３は通常、周囲温度検出手段
１８の出力に応じた電圧目標値を出力し、電源装置１６
の出力電圧を制御している。ところが、電圧低下信号が
入力されると、電圧決定手段３３は通常より低い電圧目
標値を出力し、この結果、リニアコンプレッサ１の電源
電圧が低下する。従って、ピストンの振幅が低下し衝突
が発生するような不安定状態は解消される。
信号が入力されると電圧決定手段３３へ電圧低下信号を
出力する。電圧決定手段３３は通常、周囲温度検出手段
１８の出力に応じた電圧目標値を出力し、電源装置１６
の出力電圧を制御している。ところが、電圧低下信号が
入力されると、電圧決定手段３３は通常より低い電圧目
標値を出力し、この結果、リニアコンプレッサ１の電源
電圧が低下する。従って、ピストンの振幅が低下し衝突
が発生するような不安定状態は解消される。
【００４８】また、周囲温度検出手段１８の出力が所定
値を下回る場合、振動検出手段３０、不安定検出手段３
１、不安定回避手段３２は機能を停止する。
値を下回る場合、振動検出手段３０、不安定検出手段３
１、不安定回避手段３２は機能を停止する。
【００４９】可動要素と固定要素の衝突はトップクリア
ランスが小さい程、発生しやすく、トップクリアランス
が大きいときはほとんど衝突の可能性は低い。従って、
周囲温度が低く、小さい冷凍能力で運転可能な場合、ト
ップクリアランスは大きく開いており、衝突の可能性は
ほとんど無いといえる。
ランスが小さい程、発生しやすく、トップクリアランス
が大きいときはほとんど衝突の可能性は低い。従って、
周囲温度が低く、小さい冷凍能力で運転可能な場合、ト
ップクリアランスは大きく開いており、衝突の可能性は
ほとんど無いといえる。
【００５０】従って、周囲温度が低い状態では、振動検
出手段３０、不安定検出手段３１、不安定回避手段３２
などは必要ではないため、機能を停止することで消費電
力を低減できる。
出手段３０、不安定検出手段３１、不安定回避手段３２
などは必要ではないため、機能を停止することで消費電
力を低減できる。
【００５１】以上のように、本実施の形態のリニアコン
プレッサの制御装置は、コンプレッサの音や振動を検出
する音振動検出手段と、音振動検出手段の出力に基づき
不安定検出信号を出力する不安定検知手段と、不安定検
知信号に基づいて電源の電圧あるいは電流を変更する不
安定回避手段と、周囲温度を検出する検出手段とからな
り、検出手段の出力が所定の条件を満たす場合において
のみ、不安定検知手段と不安定回避手段が作用するの
で、ピストン挙動が不安定になり、コンプレッサ本体の
可動要素と固定要素の衝突が発生した場合、衝突を振動
で検出しコンプレッサに供給する電圧を低下させること
で、衝突を解消し、騒音振動の発生や信頼性低下を防止
するとともに、ピストンの不安定挙動が発生しない運転
条件では不安定検知手段と不安定回避手段を停止させる
ことで消費電力を低減できる。
プレッサの制御装置は、コンプレッサの音や振動を検出
する音振動検出手段と、音振動検出手段の出力に基づき
不安定検出信号を出力する不安定検知手段と、不安定検
知信号に基づいて電源の電圧あるいは電流を変更する不
安定回避手段と、周囲温度を検出する検出手段とからな
り、検出手段の出力が所定の条件を満たす場合において
のみ、不安定検知手段と不安定回避手段が作用するの
で、ピストン挙動が不安定になり、コンプレッサ本体の
可動要素と固定要素の衝突が発生した場合、衝突を振動
で検出しコンプレッサに供給する電圧を低下させること
で、衝突を解消し、騒音振動の発生や信頼性低下を防止
するとともに、ピストンの不安定挙動が発生しない運転
条件では不安定検知手段と不安定回避手段を停止させる
ことで消費電力を低減できる。
【００５２】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
形態３によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
【００５３】図３において４０はコンプレッサに取付け
られ、ピストンの変位を計測する変位検出手段である。
られ、ピストンの変位を計測する変位検出手段である。
【００５４】４１は不安定検出手段であり、変位検出手
段４０の出力からピストンの上死点位置の変動を検出し
て、上死点位置の変動が所定値より大きい場合に、不安
定検出信号を出力する。
段４０の出力からピストンの上死点位置の変動を検出し
て、上死点位置の変動が所定値より大きい場合に、不安
定検出信号を出力する。
【００５５】４２は不安定回避手段であり、通常時は一
定の電圧波形を出力しているが、不安定検出信号が入力
されると波形記憶手段４３に記憶された波形からそれま
で出力していたものと異なる電圧波形を選択して出力す
る。
定の電圧波形を出力しているが、不安定検出信号が入力
されると波形記憶手段４３に記憶された波形からそれま
で出力していたものと異なる電圧波形を選択して出力す
る。
【００５６】電源装置４４は、電圧不安定回避手段４２
から出力された電圧波形を、電圧決定手段１７から出力
された電圧目標値に増幅してコンプレッサ１へ出力す
る。
から出力された電圧波形を、電圧決定手段１７から出力
された電圧目標値に増幅してコンプレッサ１へ出力す
る。
【００５７】従って、ピストンの挙動が不安定になった
ときに、リニアモータの推力特性を変更することで、ピ
ストンへの作用力を変更し、ピストンの挙動を安定させ
ることが出来る。
ときに、リニアモータの推力特性を変更することで、ピ
ストンへの作用力を変更し、ピストンの挙動を安定させ
ることが出来る。
【００５８】以上のように、本実施の形態のリニアコン
プレッサの制御装置は、ピストンの変位を検出する変位
検出手段と、変位検出手段の出力に基づき不安定検知信
号を出力する不安定検知手段と、複数のパターンの波形
を記憶する波形記憶手段と、不安定検知信号に基づいて
波形記憶手段で記憶された電圧波形を電源から順次出力
する不安定回避手段とから構成され、ピストンの挙動が
不安定になったときにリニアモータの推力の波形を変更
することでピストン挙動を安定させる。
プレッサの制御装置は、ピストンの変位を検出する変位
検出手段と、変位検出手段の出力に基づき不安定検知信
号を出力する不安定検知手段と、複数のパターンの波形
を記憶する波形記憶手段と、不安定検知信号に基づいて
波形記憶手段で記憶された電圧波形を電源から順次出力
する不安定回避手段とから構成され、ピストンの挙動が
不安定になったときにリニアモータの推力の波形を変更
することでピストン挙動を安定させる。
【００５９】（実施の形態４）図４は、本発明の実施の
形態４によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
形態４によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
【００６０】図４において５０は不安定検知手段であ
り、予めピストンの挙動が不安定となる周囲温度を所定
値をして記憶し、周囲温度検出手段の出力に対して、所
定の周囲温度で不安定検出信号を出力する。５１は不安
定回避手段であり、不安定検知信号に基づいて、コンプ
レッサのリニアモータの結線を並列から直列に変更する
などの方法で、モータのインピーダンスを変更する。こ
のことにより、モータに流れる電流波形が変化し、モー
タの推力特性も変化するため、ピストンの挙動を安定さ
せることができる。
り、予めピストンの挙動が不安定となる周囲温度を所定
値をして記憶し、周囲温度検出手段の出力に対して、所
定の周囲温度で不安定検出信号を出力する。５１は不安
定回避手段であり、不安定検知信号に基づいて、コンプ
レッサのリニアモータの結線を並列から直列に変更する
などの方法で、モータのインピーダンスを変更する。こ
のことにより、モータに流れる電流波形が変化し、モー
タの推力特性も変化するため、ピストンの挙動を安定さ
せることができる。
【００６１】以上のように、本実施の形態のリニアコン
プレッサの制御装置は、周囲温度を検出する周囲温度検
出手段と、周囲温度検出手段の出力に基づき不安定検知
信号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基
づいてモータのインピーダンスを変更する不安定回避手
段とから構成され、ピストンの挙動が不安定になったと
きにモータのインピーダンスを変更することで、リニア
モータの推力の波形を変更し、ピストン挙動を安定させ
ることができる。
プレッサの制御装置は、周囲温度を検出する周囲温度検
出手段と、周囲温度検出手段の出力に基づき不安定検知
信号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基
づいてモータのインピーダンスを変更する不安定回避手
段とから構成され、ピストンの挙動が不安定になったと
きにモータのインピーダンスを変更することで、リニア
モータの推力の波形を変更し、ピストン挙動を安定させ
ることができる。
【００６２】（実施の形態５）図５は、本発明の実施の
形態５によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
形態５によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
【００６３】図５において６０は凝縮器、６１は膨張
弁、６２は蒸発器であり、コンプレッサ１を含めて、冷
蔵庫の冷凍サイクルを構成している。６３は蒸発器に近
接して配置される送風機であり、送風機６３により蒸発
器６２で発生した冷気は冷蔵庫内に搬送される。
弁、６２は蒸発器であり、コンプレッサ１を含めて、冷
蔵庫の冷凍サイクルを構成している。６３は蒸発器に近
接して配置される送風機であり、送風機６３により蒸発
器６２で発生した冷気は冷蔵庫内に搬送される。
【００６４】また、６４はコンプレッサ１に取り付けら
れた圧力検出手段である。６５は不安定検出手段であ
り、圧力検出手段６４の出力が所定の圧力条件となって
いる場合ピストンの挙動が不安定となると判断し、不安
定検出信号を出力する。
れた圧力検出手段である。６５は不安定検出手段であ
り、圧力検出手段６４の出力が所定の圧力条件となって
いる場合ピストンの挙動が不安定となると判断し、不安
定検出信号を出力する。
【００６５】６６は不安定回避手段であり、不安定検出
信号が入力されると送風機６３の送風量を多くすること
で、蒸発器６２の温度を上昇させ、低圧圧力を上昇させ
る。これにより、運転圧力条件が変化し、ピストンへの
作用力が変化するのでピストンの挙動が安定する。
信号が入力されると送風機６３の送風量を多くすること
で、蒸発器６２の温度を上昇させ、低圧圧力を上昇させ
る。これにより、運転圧力条件が変化し、ピストンへの
作用力が変化するのでピストンの挙動が安定する。
【００６６】以上のように、本実施の形態のリニアコン
プレッサの制御装置は、システムの圧力を検出する圧力
検出手段と、圧力検出手段の出力に基づき不安定検出信
号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基づ
いて熱交換器への送風量を変更する不安定回避手段とか
ら構成され、ピストンの挙動が不安定になったときに熱
交換器への送風量を変更することで、圧力条件を変更
し、ピストンへの作用力を変更することでピストン挙動
を安定させることができる。
プレッサの制御装置は、システムの圧力を検出する圧力
検出手段と、圧力検出手段の出力に基づき不安定検出信
号を出力する不安定検知手段と、不安定検知信号に基づ
いて熱交換器への送風量を変更する不安定回避手段とか
ら構成され、ピストンの挙動が不安定になったときに熱
交換器への送風量を変更することで、圧力条件を変更
し、ピストンへの作用力を変更することでピストン挙動
を安定させることができる。
【００６７】なお、本実施の形態では圧力変更手段は熱
交換器に併設した送風機としたが、冷凍システムの圧力
状態を変更できる弁など多の手段でも同様の効果を得る
ことができる。
交換器に併設した送風機としたが、冷凍システムの圧力
状態を変更できる弁など多の手段でも同様の効果を得る
ことができる。
【００６８】（実施の形態６）図６は、本発明の実施の
形態６によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
形態６によるリニアコンプレッサの制御装置のブロック
図である。
【００６９】図６において７０はピストンの位置を検出
し、ピストンの上死点位置信号を出力する変位検出手段
である。７１は目標値設定手段であり、ピストンの上死
点位置の基準値を出力する。また、７２はタイマ手段で
あり、一定周期ごとに開始信号を出力する。７３は変更
手段であり、タイマ手段７２からの開始信号を受ける
と、目標値設定手段７１の出力した基準値と変位検出手
段７０が出力した上死点位置信号の差に対して所定の変
更幅で電圧設定値を変更して、電圧設定値を出力する。
し、ピストンの上死点位置信号を出力する変位検出手段
である。７１は目標値設定手段であり、ピストンの上死
点位置の基準値を出力する。また、７２はタイマ手段で
あり、一定周期ごとに開始信号を出力する。７３は変更
手段であり、タイマ手段７２からの開始信号を受ける
と、目標値設定手段７１の出力した基準値と変位検出手
段７０が出力した上死点位置信号の差に対して所定の変
更幅で電圧設定値を変更して、電圧設定値を出力する。
【００７０】また、７４は不安定検知手段であり、変位
検出手段７０が出力した上死点位置信号を記憶し、一定
時間幅における変動の大きさからが所定値を上回ったと
きに不安定と判定し、不安定検出信号を出力する。７５
は不安定回避手段であり、不安定検出手段で不安定検出
信号が出力されると、タイマ手段７２へ周期時間設定信
号を出力し、タイマ手段７２の開始信号出力の周期を変
更させる。
検出手段７０が出力した上死点位置信号を記憶し、一定
時間幅における変動の大きさからが所定値を上回ったと
きに不安定と判定し、不安定検出信号を出力する。７５
は不安定回避手段であり、不安定検出手段で不安定検出
信号が出力されると、タイマ手段７２へ周期時間設定信
号を出力し、タイマ手段７２の開始信号出力の周期を変
更させる。
【００７１】この結果、上死点位置のフィードバック制
御の制御のタイミングが不適切であるため、上死点位置
の変動が大きくなることを防止し、安定した制御が行う
ことが可能となる。
御の制御のタイミングが不適切であるため、上死点位置
の変動が大きくなることを防止し、安定した制御が行う
ことが可能となる。
【００７２】以上のように、本実施の形態のリニアコン
プレッサの制御装置は、運転条件に応じて所定の目標値
を設定する目標値設定手段と、ピストンの変位を検出す
る検出手段と、ピストンが不安定な挙動となっているこ
とを検知し、不安定検知信号を出力する不安定検知手段
と、不安定検知信号に基づき不安定の軽減または回避を
行う不安定回避手段と、所定の間隔で開始信号を出力す
るタイマ手段と、開始信号に基づいて検出手段の出力と
目標値を比較し、目標値との差に応じて所定の変更幅で
電源の電圧あるいは電流を変更する変更手段とを備え、
不安定回避手段は変更手段が検出手段の出力と目標値の
差に対してタイマ手段の開始信号の出力タイミングを変
更することで不安定を緩和するので、フィードバック制
御に起因するピストン挙動の不安定を回避することがで
きる。
プレッサの制御装置は、運転条件に応じて所定の目標値
を設定する目標値設定手段と、ピストンの変位を検出す
る検出手段と、ピストンが不安定な挙動となっているこ
とを検知し、不安定検知信号を出力する不安定検知手段
と、不安定検知信号に基づき不安定の軽減または回避を
行う不安定回避手段と、所定の間隔で開始信号を出力す
るタイマ手段と、開始信号に基づいて検出手段の出力と
目標値を比較し、目標値との差に応じて所定の変更幅で
電源の電圧あるいは電流を変更する変更手段とを備え、
不安定回避手段は変更手段が検出手段の出力と目標値の
差に対してタイマ手段の開始信号の出力タイミングを変
更することで不安定を緩和するので、フィードバック制
御に起因するピストン挙動の不安定を回避することがで
きる。
【００７３】
【発明の効果】以上の説明したように請求項１記載の発
明は、ピストンの挙動が不安定となっていることを直接
あるいは間接的に検知し、不安定検知信号を出力する不
安定検知手段と、不安定検知信号に基づき動作する不安
定回避手段とから構成したので、ピストンの不安定挙動
を防止し、衝突による信頼性低下と騒音振動の発生を防
止できる。
明は、ピストンの挙動が不安定となっていることを直接
あるいは間接的に検知し、不安定検知信号を出力する不
安定検知手段と、不安定検知信号に基づき動作する不安
定回避手段とから構成したので、ピストンの不安定挙動
を防止し、衝突による信頼性低下と騒音振動の発生を防
止できる。
【００７４】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明に加えて、ピストンの変位、周囲温度、シ
ステム温度、圧力条件の少なくとも１つを検出する検出
手段とからなり、検出手段の出力が所定の条件を満たす
場合においてのみ、不安定検知手段と不安定回避手段が
作用するようにしたので、衝突が発生しない条件では不
安定の検知と回避を行わないことで消費電力を低減でき
る。
に記載の発明に加えて、ピストンの変位、周囲温度、シ
ステム温度、圧力条件の少なくとも１つを検出する検出
手段とからなり、検出手段の出力が所定の条件を満たす
場合においてのみ、不安定検知手段と不安定回避手段が
作用するようにしたので、衝突が発生しない条件では不
安定の検知と回避を行わないことで消費電力を低減でき
る。
【００７５】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明に加えて、ピストンの変位を検出
する変位検出手段とからなり、不安定検知手段を変位検
出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するように
したので、ピストンの変位から直接的に不安手挙動を検
出できる。
または２に記載の発明に加えて、ピストンの変位を検出
する変位検出手段とからなり、不安定検知手段を変位検
出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するように
したので、ピストンの変位から直接的に不安手挙動を検
出できる。
【００７６】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明に加えて、コンプレッサの音や振
動を検出する音振動検出手段とからなり、不安定検知手
段を音振動検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出
力するようにしたので、音や振動からピストンの不安定
現象を間接的に検出することができる。
または２に記載の発明に加えて、コンプレッサの音や振
動を検出する音振動検出手段とからなり、不安定検知手
段を音振動検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出
力するようにしたので、音や振動からピストンの不安定
現象を間接的に検出することができる。
【００７７】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明に加えて、電源の電圧または電流
を検出する検出手段とからなり、不安定検知手段を検出
手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するようにし
たので、電流あるいは電圧からピストンの不安定現象を
間接的に検出できる。
または２に記載の発明に加えて、電源の電圧または電流
を検出する検出手段とからなり、不安定検知手段を検出
手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するようにし
たので、電流あるいは電圧からピストンの不安定現象を
間接的に検出できる。
【００７８】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明に加えて、システムの圧力を検出
する圧力検出手段とからなり、不安定検知手段を圧力検
出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するように
したので、電流あるいは電圧からピストンの不安定現象
を間接的に検出できる。
または２に記載の発明に加えて、システムの圧力を検出
する圧力検出手段とからなり、不安定検知手段を圧力検
出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するように
したので、電流あるいは電圧からピストンの不安定現象
を間接的に検出できる。
【００７９】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明に加えて、周囲温度を検出する周
囲温度検出手段とからなり、不安定検知手段を周囲温度
検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するよう
にしたので、周囲温度からピストンの不安定現象を間接
的に検出できる。
または２に記載の発明に加えて、周囲温度を検出する周
囲温度検出手段とからなり、不安定検知手段を周囲温度
検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するよう
にしたので、周囲温度からピストンの不安定現象を間接
的に検出できる。
【００８０】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明に加えて、システムの温度を検出
する温度検出手段とからなり、不安定検知手段を温度検
出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するように
したので、冷凍システムの温度からピストンの不安定現
象を間接的に検出できる。
または２に記載の発明に加えて、システムの温度を検出
する温度検出手段とからなり、不安定検知手段を温度検
出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力するように
したので、冷凍システムの温度からピストンの不安定現
象を間接的に検出できる。
【００８１】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不安
定検知信号に基づいて電源の電圧波形あるいは電流波形
を変更するようにしたので、リニアモータの推力特性が
変化し、ピストンの挙動を安定化できる。
または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不安
定検知信号に基づいて電源の電圧波形あるいは電流波形
を変更するようにしたので、リニアモータの推力特性が
変化し、ピストンの挙動を安定化できる。
【００８２】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
９に記載の発明に加えて、複数のパターンの波形を記憶
する波形記憶手段とからなり、不安定回避手段を不安定
検知信号に基づいて波形記憶手段で記憶された電圧また
は電流波形を電源から順次出力するようにしたので、リ
ニアモータの推力特性が変化し、ピストンの挙動を安定
化できる。
９に記載の発明に加えて、複数のパターンの波形を記憶
する波形記憶手段とからなり、不安定回避手段を不安定
検知信号に基づいて波形記憶手段で記憶された電圧また
は電流波形を電源から順次出力するようにしたので、リ
ニアモータの推力特性が変化し、ピストンの挙動を安定
化できる。
【００８３】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいてモータのインピーダンスを変更
するようにしたので、リニアモータの推力特性が変化
し、ピストンの挙動を安定化できる。
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいてモータのインピーダンスを変更
するようにしたので、リニアモータの推力特性が変化
し、ピストンの挙動を安定化できる。
【００８４】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいて熱交換器への送風量を変更する
ようにしたので、圧力による作用力が変化し、ピストン
の挙動を安定化できる。
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいて熱交換器への送風量を変更する
ようにしたので、圧力による作用力が変化し、ピストン
の挙動を安定化できる。
【００８５】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
１２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不安定検
知信号に基づいて弁の開閉あるいは熱交換器への送風量
を変更するようにしたので、圧力による作用力が変化
し、ピストンの挙動を安定化できる。
１２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不安定検
知信号に基づいて弁の開閉あるいは熱交換器への送風量
を変更するようにしたので、圧力による作用力が変化
し、ピストンの挙動を安定化できる。
【００８６】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいて電源の周波数を変更するように
したので、ピストンの挙動を安定化できる。
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいて電源の周波数を変更するように
したので、ピストンの挙動を安定化できる。
【００８７】また、請求項１５に記載の発明は、請求項
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいて電源の電圧あるいは電流を変更
するようにしたので、トップクリアランスを大きくとく
ことができ、衝突の発生による信頼性低下を防止し、騒
音や振動の発生を防止する。
１または２に記載の発明に加えて、不安定回避手段を不
安定検知信号に基づいて電源の電圧あるいは電流を変更
するようにしたので、トップクリアランスを大きくとく
ことができ、衝突の発生による信頼性低下を防止し、騒
音や振動の発生を防止する。
【００８８】また、請求項１６に記載の発明は、請求項
１または２に記載の発明に加えて、電流あるいは電圧あ
るいはピストン変位を検出する検出手段と、運転条件に
応じて電流あるいは電圧あるいはピストン変位の目標値
を設定する目標値設定手段と、所定の間隔で開始信号を
出力するタイマ手段と、開始信号に基づいて検出手段の
出力と目標値を比較し、目標値との差に応じて所定の変
更幅で電源の電圧あるいは電流を変更する変更手段とか
らなり、不安定回避手段を不安定検知信号に基づいて、
検出手段の変更幅あるいはタイマ手段の開始信号の出力
間隔の少なくとも一方を変更するようにしたので、ピス
トン位置のフィードバック制御に起因する不安定を解消
できる。
１または２に記載の発明に加えて、電流あるいは電圧あ
るいはピストン変位を検出する検出手段と、運転条件に
応じて電流あるいは電圧あるいはピストン変位の目標値
を設定する目標値設定手段と、所定の間隔で開始信号を
出力するタイマ手段と、開始信号に基づいて検出手段の
出力と目標値を比較し、目標値との差に応じて所定の変
更幅で電源の電圧あるいは電流を変更する変更手段とか
らなり、不安定回避手段を不安定検知信号に基づいて、
検出手段の変更幅あるいはタイマ手段の開始信号の出力
間隔の少なくとも一方を変更するようにしたので、ピス
トン位置のフィードバック制御に起因する不安定を解消
できる。
【図１】本発明によるリニアコンプレッサの制御装置の
実施の形態１のブロック図
実施の形態１のブロック図
【図２】本発明によるリニアコンプレッサの制御装置の
実施の形態２のブロック図
実施の形態２のブロック図
【図３】本発明によるリニアコンプレッサの制御装置の
実施の形態３のブロック図
実施の形態３のブロック図
【図４】本発明によるリニアコンプレッサの制御装置の
実施の形態４のブロック図
実施の形態４のブロック図
【図５】本発明によるリニアコンプレッサの制御装置の
実施の形態５のブロック図
実施の形態５のブロック図
【図６】本発明によるリニアコンプレッサの制御装置の
実施の形態６のブロック図
実施の形態６のブロック図
【図７】従来のリニアコンプレッサの断面図
【図８】従来のリニアコンプレッサの制御装置のブロッ
ク図
ク図
１ リニアコンプレッサ ６ ピストン １６ 電源装置 １７ 電圧決定手段 １８ 周囲温度検出手段 ２２ 不安定検知手段 ２３ 不安定回避手段 ３０ 検出手段 ３１ 不安定検出手段 ３２ 不安定回避手段 ４０ 変位検出手段 ４１ 不安定検出手段 ４２ 不安定回避手段 ４３ 波形記憶手段 ４４ 電源装置 ５０ 不安定検知手段 ５１ 不安定回避手段 ６４ 圧力検出手段 ６５ 不安定検出手段 ６６ 不安定回避手段 ７０ 検出手段 ７１ 目標値設定手段 ７２ タイマ手段 ７３ 変更手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２ Ｆ２４Ｆ 11/02 １０２Ｅ Ｈ０２Ｐ 7/00 １０１ Ｈ０２Ｐ 7/00 １０１Ｈ (72)発明者 片山 誠 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 (72)発明者 林 陽 大阪府東大阪市高井田本通４丁目２番５号 松下冷機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H045 AA03 AA08 AA12 AA27 BA38 BA41 CA00 CA01 CA21 CA22 CA24 DA07 DA42 DA47 EA13 EA16 EA20 EA26 EA34 3H076 AA02 BB01 CC06 3L060 AA01 AA08 CC03 CC10 CC16 CC19 DD05 EE02 5H540 AA10 EE08 FC02 FC03 FC07 FC10
Claims (16)
- 【請求項１】 リニアモータやピストンなどから構成さ
れるリニアコンプレッサと、前記コンプレッサや熱交換
器などから構成されるシステムと、前記リニアモータに
電力を供給する電源装置と、前記ピストンの挙動が不安
定となっていることを検知して、不安定検知信号を出力
する不安定検知手段と、前記不安定検知信号に基づき動
作する不安定回避手段を備えたリニアコンプレッサの制
御装置。 - 【請求項２】 リニアモータやピストンなどから構成さ
れるリニアコンプレッサと、前記コンプレッサや熱交換
器などから構成されるシステムと、前記リニアモータに
電力を供給する電源装置と、前記ピストンの変位、周囲
温度、前記システムのいずれかの部位の温度、運転圧力
の少なくとも１つを検出して検出信号を出力する運転条
件検出手段と、前記運転条件検出手段の検出信号が所定
の条件を満たす場合に、ピストンの挙動が不安定となっ
ていることを検知して不安定検知信号を出力する不安定
検知手段と、前記不安定検知信号に基づき動作する不安
定回避手段を備えたリニアコンプレッサの制御装置。 - 【請求項３】 不安定検知手段はピストンの変位を検出
する変位検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力
することを特徴とする請求項１または２記載の制御装
置。 - 【請求項４】 不安定検知手段はコンプレッサの音また
は振動を検出する音振動検出手段の出力に基づき不安定
検出信号を出力することを特徴とする請求項１または２
記載の制御装置。 - 【請求項５】 不安定検知手段は電源装置が出力する電
圧または電流を検出する電圧電流検出手段の出力に基づ
き不安定検出信号を出力することを特徴とする請求項１
または２記載の制御装置。 - 【請求項６】 不安定検知手段はシステムの圧力を検出
する圧力検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力
することを特徴とする請求項１または２記載の制御装
置。 - 【請求項７】 不安定検知手段は周囲温度を検出する周
囲温度検出手段の出力に基づき不安定検出信号を出力す
ることを特徴とする請求項１または２記載の制御装置。 - 【請求項８】 不安定検知手段はシステムのいずれかの
部位の温度を検出する温度検出手段の出力に基づき不安
定検出信号を出力することを特徴とする請求項１または
２記載の制御装置。 - 【請求項９】 不安定回避手段は、不安定検知信号に基
づいて電源装置が出力する電圧波形あるいは電流波形を
変更することを特徴とする請求項１または２記載の制御
装置。 - 【請求項１０】 不安定回避手段は不安定検知信号に基
づいて複数のパターンの電圧波形あるいは電流波形を記
憶する波形記憶手段に記憶された電圧波形または電流波
形を電源から出力することを特徴とする請求項９記載の
制御装置。 - 【請求項１１】 不安定回避手段は、不安定検知信号に
基づいてリニアモータのインピーダンスを変更すること
を特徴とする請求項１または２記載の制御装置。 - 【請求項１２】 不安定回避手段は、不安定検知信号に
基づいて熱交換器への送風量を変更する送風量変更手段
とからなることを特徴とする請求項１または２記載の制
御装置。 - 【請求項１３】 送風量変更手段は、送風機の回転数の
変更や風路の変更などによることを特徴とする請求項１
２記載の制御装置。 - 【請求項１４】 不安定回避手段は、不安定検知信号に
基づいて電源装置が出力する周波数を変更することを特
徴とする請求項１または２記載の制御装置。 - 【請求項１５】 不安定回避手段は、不安定検知信号に
基づいて電源装置が出力する電圧値あるいは電流値を変
更することを特徴とする請求項１または２記載の制御装
置。 - 【請求項１６】 電源装置の電流、前記電源装置の電
圧、ピストン変位の少なくとも一つを検出する検出手段
と、運転条件に応じて電流あるいは電圧あるいはピスト
ン変位の目標値を設定する目標値設定手段と、所定の間
隔で開始信号を出力するタイマ手段と、開始信号に基づ
いて前記検出手段の出力と目標値を比較し、目標値との
差に応じて所定の変更幅で電圧あるいは電流を変更する
変更手段とからなり、不安定回避手段は不安定検知信号
に基づいて、前記検出手段の変更幅あるいは前記タイマ
手段の開始信号の出力間隔の少なくとも一方を変更する
ことを特徴とする請求項１または２記載のリニアコンプ
レッサの制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092516A JP2002285958A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | リニアコンプレッサの制御装置 |
| KR10-2003-7012492A KR20030096289A (ko) | 2001-03-28 | 2002-03-27 | 리니어 콤프레서 구동 시스템의 제어 장치 |
| US10/473,116 US20040101413A1 (en) | 2001-03-28 | 2002-03-27 | Control device of linear compressor drive system |
| PCT/JP2002/002993 WO2002079651A1 (fr) | 2001-03-28 | 2002-03-27 | Dispositif de commande d'un dispositif d'entrainement a compression lineaire |
| CNA028098404A CN1509376A (zh) | 2001-03-28 | 2002-03-27 | 直线压缩机驱动***的控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092516A JP2002285958A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | リニアコンプレッサの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002285958A true JP2002285958A (ja) | 2002-10-03 |
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ID=18946967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001092516A Pending JP2002285958A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | リニアコンプレッサの制御装置 |
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| JP (1) | JP2002285958A (ja) |
| KR (1) | KR20030096289A (ja) |
| CN (1) | CN1509376A (ja) |
| WO (1) | WO2002079651A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2021101135A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-08 | ツインバード工業株式会社 | フリーピストン型スターリング冷凍機 |
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| WO2006025619A2 (en) * | 2004-08-30 | 2006-03-09 | Lg Electronics, Inc. | Linear compressor |
| KR100690663B1 (ko) * | 2005-05-06 | 2007-03-09 | 엘지전자 주식회사 | 용량 가변형 왕복동식 압축기의 운전 제어장치 및 방법 |
| BRPI0800251B1 (pt) * | 2008-02-22 | 2021-02-23 | Embraco Indústria De Compressores E Soluções Em Refrigeração Ltda | sistema e método de controle de compressor linear |
| US8645554B2 (en) * | 2010-05-27 | 2014-02-04 | Nokia Corporation | Method and apparatus for identifying network functions based on user data |
| CN105241172B (zh) * | 2015-11-05 | 2017-12-29 | 青岛海尔股份有限公司 | 采用直线压缩机的冰箱控制方法及控制*** |
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| JPH02145678U (ja) * | 1989-05-16 | 1990-12-11 | ||
| JPH09142139A (ja) * | 1995-09-22 | 1997-06-03 | Denso Corp | 車両用空調装置 |
| JP2912860B2 (ja) * | 1995-10-16 | 1999-06-28 | 松下冷機株式会社 | 冷蔵庫 |
| JP3869481B2 (ja) * | 1995-10-20 | 2007-01-17 | 三洋電機株式会社 | リニアコンプレッサの駆動装置 |
| JPH09137781A (ja) * | 1995-11-15 | 1997-05-27 | Matsushita Refrig Co Ltd | 振動型圧縮機 |
| US5980211A (en) * | 1996-04-22 | 1999-11-09 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Circuit arrangement for driving a reciprocating piston in a cylinder of a linear compressor for generating compressed gas with a linear motor |
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-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001092516A patent/JP2002285958A/ja active Pending
-
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- 2002-03-27 WO PCT/JP2002/002993 patent/WO2002079651A1/ja active Application Filing
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- 2002-03-27 KR KR10-2003-7012492A patent/KR20030096289A/ko active IP Right Grant
- 2002-03-27 CN CNA028098404A patent/CN1509376A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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