JP2007534282A - 電気モータ動作制御方法、電気モータ動作制御システム、およびコンプレッサ - Google Patents

Abstract

電気モータ動作制御方法であって、電気モータにネットワーク電圧（Ｖ_AC）に比例する全電圧（Ｖ_T）が供給され、上記方法は、計測値（ｔ1₀）の第１のモーメントにおける上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）のレベル（Ｖ_t10）の第１の計測値を計測するステップと、計測値（ｔ2₀）の第２のモーメントにおけるネットワーク電圧（Ｖ_AC）のレベル（Ｖ_t20）の第２の計測値を計測するステップと、計測値（ｔ1₀、ｔ2₀）の上記第１および第２のモーメントの関数で計測される電圧値の導関数の値を計算して、比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の値を得るステップと、上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値に比例して、上記モータに供給される上記全電圧（Ｖ_T）の値を変更するステップとを含む。本発明の方法のステップを実現するシステムは、コンプレッサ（１４）が本発明のシステムを備えると同様に、予想できる。

Description

本発明は、本発明にかかるシステムにより提供されるコンプレッサだけでなく、電気モータ動作制御方法および電気モータ動作制御システムに関する。

電気モータ動作制御システムは従来技術により既に知られている。

電気モータ動作の制御は、リニアコンプレッサに利用されるモータを制御するのに特に重要である。これはリニアコンプレッサにより、各ピストンのストロークがあらかじめ確立されていないからである。この構造的特徴のために、ある状況下では、ピストンは、各ストロークの端部に衝突することもあり、その結果望まない騒音の発生となり、コンプレッサの性能に損害を与え、コンプレッサの破壊につながることもある。

電気モータの動作の制御は、通常、装置自体の内部変数、例えば、シリンダ内のピストンの位置、および決まっているモータの要求に達するのに必要な能力を監視する。この手のシステムは、例えば、コンプレッサの冷却能力を監視する必要があり、さらに冷却能力が突然変化すると各ピストンがストロークの端部と衝突するのを防ぐ冷却システムに結合されたコンプレッサを備えてもよい。

この種の技術の例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４の中に見つかる。この技術により、ピストンのストロークの制御が使用され、この制御は、リニアモータに加えられた電圧のコントローラを構成し、その電圧は、ピストン位置に関する情報により再度供給され、モータに供給された電流情報およびモータの端子で誘導された電圧から基本的に推定される。

これらのソリューションにおいて、ピストンのストロークは、基準として、ピストンの推定位置を取ることにより制御され、その位置は、モータの端子の電流と電圧とから計算されるけれども、効率性と、冷却能力の極限の状態での動作とを制限するモータの構造的変動、すなわち温度の変化のために、故障につながる。この種のソリューションのもう１つの欠点は、ピストンの平均動作地点の計算が不正確なことであり、基本的に吸引圧力と排出との間の平均的差、すなわち共振システムのバネの弾性定数により生じる。

冷却用途では、例えば、動作中に、コンプレッサを備える電気モータは、種々のタイプの過渡電流を受けやすく、例えば、冷却システムのドアの開放、熱の蓄積、環境の温度の変化、システムのバルブの開閉などによるものであり、これらの熱機械過渡電流の全てが、制御の応答時間と比較して遅い時間定数を持ち、任意の効果が知らされる前にこの制御が始動するので、コンプレッサの動作の乱れを引き起こさない。

システムが受ける最も突然の現象は、ネットワーク電圧の乱れであり、これらの乱れは、コンプレッサの動作に影響し、コンプレッサの動作の状態および乱れの大きさに依存して、ピストンとシリンダの頂部との機械的衝突が発生しうる。
米国特許第５，４３２，１７６号 米国特許第５，４９６，１５３号 米国特許第５，４５０，５２１号 米国特許第５，５９２，０７３号

提案されたソリューションのどれもが、ネットワーク電圧の変化を解析せず、したがって、システムがネットワーク内の乱れを時間内に修正することを補償できず、システムの効率性を損なう最大動作時の機械的衝突および振動を防げない。

提案されたソリューションは以下の目的を持つ、
・ 一般的に電気モータに加える電圧レベルの制御；
・ リニアモータのピストンの動作の制御；
・ 電気ネットワークの電圧レベルの直接監視およびモータに加えられる電圧レベルを変更すべきか否かの決定；
・ 過度の負荷の状態でも、ピストンを、その機械的ストロークの端まで進め、エネルギー供給ネットワークからの外部の乱れが存在しても、シリンダの頂部とピストンとを衝突させないリニアコンプレッサのピストンのストロークの制御；
・ エネルギー供給ネットワークからの外部の乱れが存在しても、コンプレッサの任意の動作能力に関し、コンプレッサの効率性を損なうピストンの最大移動時の振動を防ぐリニアコンプレッサのピストンのストロークの制御；および
・ 産業規模の生産の単純なソリューションの実現。

これらの目的は、電気モータの動作を制御する方法により、達成され、電気モータはネットワーク電圧に比例する全電圧を供給され、この方法は、計測の第１のモーメントにおけるネットワーク電圧のレベルの第１の計測をするステップと；計測の第２のモーメントにおけるネットワーク電圧のレベルの第２の計測をするステップと；比例ネットワーク電圧の値を得るために、計測の上記第１のモーメントおよび上記第２のモーメントの機能で計測された電圧値の導関数の値を計算するステップと；比例ネットワーク電圧の値に比例する、モータへ供給される全電圧の値を変更するステップとを含む。

この方法は、ネットワーク電圧の現在のサイクルで計算された比例ネットワーク電圧の値と、ネットワーク電圧の前のサイクルで計算された比例ネットワーク電圧の値との間の差異の機能として、全電圧の値を変更するステップ；または、ネットワーク電圧の現在のセミサイクルで計算された比例ネットワーク電圧の値と、ネットワーク電圧の前のセミサイクルで計算された比例ネットワーク電圧の値との間の差の関数として、全電圧の値を変更するステップをさらに含む。

本発明の別の目的は、電気モータ動作制御方法により達成され、電気モータはネットワーク電圧に比例する全電圧を供給され、この方法は、計測の第１のモーメントにおける上記ネットワーク電圧を計測するステップと；計測の第２のモーメントが、上記計測の第１のモーメントとは異なり、上記ネットワーク電圧の上記第２の計測は、上記ネットワーク電圧の上記第１の計測のレベルとは異なる電圧レベルで実行される、上記計測の第２のモーメントにおける上記ネットワーク電圧を計測するステップと；上記計測の第１のモーメントの計測の発生と、上記計測の第２のモーメントの計測の発生との間の遅延時間を計測するステップと；上記遅延時間をあらかじめ確立された時間と比較するステップと；比例ネットワーク電圧の値に比例する全電圧の値を変更するステップとを含む。

本発明のさらに別の目的は中央電子制御部により制御される電気モータ動作制御システムにより達成され、上記電気モータは中央電子制御部により制御された全電圧を供給され、上記全電圧は上記ネットワーク電圧に比例し、上記中央電子制御部は電圧検出回路を備え、上記電圧検出回路は上記ネットワーク電圧を検出し、上記中央電子制御部は、計測の第１のモーメントにおける上記ネットワーク電圧のレベルの第１の計測値を計測し、計測の第２のモーメントにおける上記ネットワーク電圧のレベルの第２の計測値を計測し；上記中央電子制御部は、計測された計測値の回数の機能により計測された上記ネットワーク電圧の上記値の上記導関数の上記値を計算し、比例ネットワーク電圧の値を得て、上記中央電子制御部は、上記比例ネットワーク電圧の上記値に比例する修正された全電圧の値に、上記全電圧の上記値を変更する。

以下、添付の図を参照して発明の実施の形態を説明する。

本発明は電気モータを制御する方法とシステムに関し、特にリニアコンプレッサのピストン運動の制御に応用できる。

図１および図２からわかるように、本発明にかかるピストン運動を制御するシステムは、電子制御部１２を備え、その電子制御部１２はネットワーク電圧Ｖ_ACを監視し、コンプレッサ１４を駆動する電気モータに加えられる全電圧Ｖ_Tを制御し、そのコンプレッサ１４は冷却システム１５に応用できる。

電子制御部１２は、中央電子制御部１０を備え、その中央電子制御部１０は、ゲート回路２１によりスイッチ設定１１（好ましくはＴＲＩＡＣ）の導電時間を制御して、全電圧レベルＶ_Tを制御する。

図２では、中央電子制御部１０に関連して、本発明の制御システムは電圧検出回路５０を備え、その電圧検出回路５０は、電気的にネットワーク電圧Ｖ_ACに接続され、対応する値が、そのレベルがスイッチ設定１１により制御されるまで計測できるようになっている。

この構成により、中央電子制御部１０は、モータに加えられる全電圧Ｖ_Tのレベルを制御でき、そのレベルは、ネットワーク電圧Ｖ_ACのレベルに比例し、したがって、コンプレッサ１４に予期しない方法で動作させるかもしれない給電ネットワークの過電圧または不測電圧の発生を防ぐ。

本システムの使用を実現するため、およびネットワーク電圧Ｖ_ACを監視するため、それ故、全電圧Ｖ_Tのレベルの中で干渉するか否かを決定するために、図４に示された制御ネットワークにしたがって、図３に示されている制御アルゴリズムを実現すべきである。

図３で分かるように、全電圧Ｖ_Tの値は、方程式から、ピストン電圧Ｖ_Pと、修正電圧Ｖ_Vとの値の和または差を含む。

ピストン電圧Ｖ_Pの値は、基準信号ＲＥＦ等の外部装置により供給される値から得られ、リニアコンプレッサでは、冷却能力は各ピストンの軌跡の大きさに依存するので、特に本発明がリニアコンプレッサに利用された場合に、その基準信号ＲＥＦは、コンプレッサピストンが移動してもよい程度を示す。基準信号の値は、電子制御装置１０に送られるＤＣレベルであってもよい。この方法で、ピストンの基準位置ＤＰ_REFが確立される。

ピストン電圧Ｖ_Pの値を確立するのに必要なもう１つの変数は、最大所望軌跡地点を計算することにより得られ、最大所望軌跡地点とは、各ストロークの端でピストンが衝突するリスクなくピストンが進む地点である。好ましくは、ピストン電圧Ｖ_Pの値は、前のサイクルのピストン電圧Ｖ_Pの値を記憶することにより得られる。したがって最大移動値ＤＰ_MAXは、コンプレッサ１４の特性に基づいて、あらかじめ確立されているべきである。

一旦、基準移動値ＤＰ_REFおよび最大移動値ＤＰ_MAXが得られると、ピストン電圧Ｖ_Pの値は、得られた値の間の差の関数であるので、すなわち、計算された誤差Ｅ_DPの間であるので、得られる。

全電圧Ｖ_Tの他の成分すなわち修正電圧Ｖ_Vの値は、本発明にしたがって、ネットワーク電圧Ｖ_ACの値と、前に得られた値とを比較して、各値の修正に必要であると結論を出すことにより得られる。すなわち修正電圧Ｖ_Vの値が、読み込まれる期待電圧とネットワーク電圧Ｖ_ACとの間の修正電圧自体の差である。この方法でネットワーク電圧Ｖ_ACの値が予期された制限範囲内であると、ネットワーク電圧Ｖ_ACの値を変更する必要が無くなるので、修正電圧Ｖ_Vの値は無くなる。

図８および図９から分かるように、この計測の原理は、電圧Ｖ₀の固定値（または確立された電圧レベルＶ₀）を採用することにより、また、ネットワーク電圧ＶＡＣがこのレベルに達するのに必要な時間を計測することにより、この計測の原理が実行される。実際には、これは、０に近いネットワーク電圧Ｖ_ACの導関数を計測するのと同じであって、ネットワーク電圧の値を推定する。

これを方程式に代入すると、以下の結論が得られる。

定数∂Ｖ₀に関して、

Ｖ_ACは∂ｔ₀に比例して、

定数∂Ｖ₀に関して

したがって、上に示されたネットワーク電圧Ｖ_ACの値が、確立された電圧レベルＶ₀に基づいて、および図９に示された値Ｖ_AC1およびＶ_AC2を基準として用いることにより、計算できるという結論となる。

この方法で、例えばＶ_AC1の値を基準として用いることにより、値Ｖ_AC2が、決定されたアプリケーションが望むネットワーク電圧Ｖ_ACのレベル以下であり、全電圧Ｖ_Tの値が修正されるべきであるという結論になる。基準として用いられる値Ｖ_ACは、前のサイクルの電圧の値または前のサイクルの平均であり、目的は次のサイクルのネットワークのサイクルの振動を修正することであるので、基準として用いられる電圧の値が定数にならない結果になる。

上に示したように、２つの計測値に等しい確立された電圧レベルＶ₀を採用することによる、すなわち定数∂Ｖ₀を持つことによる定電圧レベルのために、電圧検出回路５０により計測される２点間の経過時間のみを計測し、どちらが方程式または値の表からの真の電圧レベルでありかを検出することで十分である。

全電圧Ｖ_Tを修正するのに必要な電圧値を得るために、修正電圧Ｖ_Vの値が得られねばならず、実際には、その値は比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’に比例し、他方では、各値は、入力電圧Ｖ_ACの値に直接関連する。上に説明したのと同じ方法で、ネットワーク電圧Ｖ_ACの値は、前のネットワーク電圧Ｖ_ACの計測値から得られるべきであるか、または前のネットワーク電圧Ｖ_ACの計測値の平均から得られるべきである。

数学的に比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’の値は、以下の演算により得られる。

方程式から分かるように、比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’の値は、計測値間の経過時間の関数で得られる電圧値の導関数により得られる。

そのような方程式を実際に実施するためには、図１０に例示するように電圧の２つの計測および時間の２つの計測を実行するので十分であり、各導関数により続行できるようになり、すなわち、好ましくは、計測値ｔ1₀の第１のモーメントにおけるネットワーク電圧Ｖ_ACを計測して、レベルＶ_t0の計測値を定め、次に、計測値ｔ2₀の第２のモーメントにおけるネットワーク電圧Ｖ_ACを計測して、レベルＶ_t20の第２の計測値を定める。

一旦、これらの値が得られると、以下の方程式により続行できる。

すなわち、レベルＶ_t10、Ｖ_t20の第１および第２の計測値の差をとり、この結果を、計測値ｔ1₀、ｔ2₀の第１および第２のモーメントの値の差で割ることにより得られ、値∂ｔは、計測値ｔ1₀、ｔ2₀の第１および第２のモーメントの差を取ることにより得られる。

この制御アルゴリズムから、入力電圧の読み取り値は、ネットワーク電圧Ｖ_ACの全てのセミサイクルにおいて記憶されるべきであり、現在の読み取り値を、前の読み取り値と比較すべきであり、ピストンの最大移動の変化がピストンのシリンダ頂部への機械的衝突およびシステムの効率性の損失につながるので、ネットワーク電圧Ｖ_ACを補う出力値を変更すべきであり、したがって、ピストンの最大移動の変化が発生するのを防ぐ。

例えば、ネットワーク電圧Ｖ_ACの異なるサイクルで、多くの計測を実行することを選択してもよく、得られた値を、中央電子制御部１０に記憶してもよく、比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’の値を得るために、続いて得られた値の導関数を求めてもよい。

本発明の概念の使用を実現するために、ネットワーク電圧Ｖ_ACが監視され、全電圧Ｖ_Tのレベルの調整をする必要がある結果になることにより、本方法が提供される。

本方法は、計測ｔ1₀の第１のモーメントにおけるネットワーク電圧Ｖ_ACを計測するステップを含み、そのような計測値が第１レベルの計測値Ｖ_t10として例示される。

次に、計測値ｔ2₀の第２のモーメントにおいてネットワーク電圧Ｖ_ACが計測されるべきである。同じ方法で、これらの計測値の値は、第２レベルの計測値Ｖ_t20として例示される。

一旦、これらの値が上に説明したようにして得られると、電圧値の導関数が計算され、計測時間ｔ1₀、ｔ2₀の関数で計測されて、比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’の値を得て、最後に、比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’の値に比例してモータに供給される全電圧Ｖ_Tの値を変更する。

実際には、比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’の値を得るステップにより続行する方法の１つは、以下のステップにより実施されてもよい。

遅延時間ｔ_Dが、計測値ｔ1₀の第１のモーメントの計測の発生および計測値ｔ2₀の第２のモーメントの計測の発生との間に計測される。この方法で、全電圧Ｖ_Tの値の修正が必要であると結論を出すために、ネットワーク電圧Ｖ_ACのどの最大レベルが必要かを知ることが出来る。

この目的のためには、遅延時間ｔ_Dと、あらかじめ確立された時間ｔ_Pとを比較するので十分であり、あらかじめ確立された時間ｔ_Pは中央電子制御部１０により決定され、これは、遅延時間ｔ_Dがあらかじめ確立された時間ｔ_Pより長いと、全電圧Ｖ_Tの上昇により続行できるか、または遅延時間ｔ_Dがあらかじめ確立された時間ｔ_Pより短いと、全電圧Ｖ_Tの下降より続行できる。

実際、前のサイクルの遅延時間のｔ_Dの計測値として、または前のサイクルの平均として、あらかじめ確立された時間ｔ_Pの値を考えることが推奨される。

遅延時間ｔ_Dと前に確立された時間ｔ_Pとの比較が、これに関して、状態がより適切である時には、選択されるけれども、この実施の形態で使用される回路が、前に説明した導関数により続行する必要性を要求する時は、上記のステップを実行する。

本発明の方法を実施するシステムに関する限りでは、電気モータを制御する中央電子制御部１０を備えるべきであり、ネットワーク電圧Ｖ_ACの値を計測する電圧検出回路５０を備えるべきである。

本方法で説明したように、中央電子制御部１０は、計測値ｔ1₀の第１のモーメントにおけるネットワーク電圧Ｖ_ACの第１レベルの計測値Ｖ_t10を計測し、計測値ｔ2₀の第２のモーメントにおけるネットワーク電圧Ｖ_ACの第２レベルの計測値Ｖ_t20を計測し、時間がたつにつれて、およびネットワーク電圧Ｖ_ACのサイクルが発生するにつれて、これらの計測が実行できる。

計測される計測時間ｔ1₀、ｔ2₀の関数で計測されるネットワーク電圧Ｖ_ACの値の導関数および比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’の値の獲得は、中央電子制御部１０により実行され、それは、ネットワーク電圧Ｖ_ACの値の関数で、全電圧Ｖ_Tの値を修正された全電圧Ｖ_T’の値に変更して、ピストンが予測した地点を越えないようにし、衝突を防ぐ。

電圧検出回路５０は、ネットワーク電圧Ｖ_M1の第１レベルを検出する第１の電圧検出回路５１と、ネットワーク電圧Ｖ_M2の第２レベルを検出する第２の電圧検出回路５２とを備えるべきである。

好ましくは、第１の電圧検出回路５１は、０レベル（または電圧ＺＴの０）までの各経路の時間において、ネットワーク電圧Ｖ_M1の第１レベルを計測するように調節され、第２の電圧検出回路５２は、ネットワーク電圧Ｖ_ACの０レベルとネットワーク電圧Ｖ_ACMの最大レベルとの間のネットワーク電圧Ｖ_M2の第２レベルを計測するように調整される。この方法で、２つの異なるレベルの計測値が得られ、それ故、計測された値の導関数により続行できる。

遅延時間ｔ_Dは、ネットワーク電圧Ｖ_M1の第１レベルの計測の発生と、ネットワーク電圧Ｖ_M2の第２レベルの計測の発生との間で登録される。これらの計測は、電圧検出回路５０により実行され、この電圧検出回路５０は、各発生を、中央電子制御部１０に送信する。電子制御部１２に含まれる時間計測装置は、遅延時間ｔ_Dをあらかじめ検出された時間ｔ_Pと比較し、全電圧Ｖ_Tを遅延時間ｔ_Dに比例するように変更する。全電圧Ｖ_Tの値は、遅延時間ｔ_Dが、あらかじめ確立された時間ｔ_Pより長いと修正された全体電圧Ｖ_T’の値に上げられ、遅延時間ｔ_Dが、あらかじめ確立された時間ｔ_Pより短いと修正された全体電圧Ｖ_T’の値に下げられる。遅延時間ｔ_Dの値が、あらかじめ確立された時間に等しい時の場合、ネットワーク電圧Ｖ_ACが理想的な状態であるので、全電圧Ｖ_Tを変更する必要はない。言い換えると、これらの状態では、遅延時間ｔ_Dが空であると、全電圧Ｖ_Tの値はピストン電圧Ｖ_Pの値になる。

本発明の範囲内で、図２および図５において、第１および第２の電圧検出回路５１、５２は、ネットワーク電圧Ｖ_ACに直接接続され、各出力ＺＴおよびＴＲは電子制御装置１９に供給される。

第１の電圧検出回路は、好ましくは、図５に示されているように構成されるべきであって、すなわち、ネットワーク電圧Ｖ_ACの電圧ＺＴの０レベルが検出される構成である。この場合、この回路の出力ＺＴは０ＶとＶ_CCとの間で振動し、Ｖ_CCは、図６の例では５Ｖであり、ダイオードＤ１の電圧の下降（スケール０．５Ｖ／ｄｉｖ−０．５ｍｓ／ｄｉｖ）による５Ｖの値と読み取り信号の値との間に存在する相違である。この方法では、信号ＺＴは直接電子制御回路１０が解釈できる。

第２の電圧検出回路５２は、電圧分割器Ｒ₂／Ｒ₃を備え、その電圧分割器は、ネットワーク電圧Ｖ_ACのレベルを、中央電子制御部１０で処理するのに適切なレベルに下げる。これは図６に示される曲線で分かり、それらの曲線は、各々、２４２Ｖ（曲線６２参照）、２２０Ｖ（曲線６３参照）、および１９８Ｖ（曲線６４参照）の電圧レベルでの計測値に対応し、これらの曲線は、各々、Ｖ_ACの状態が、過電圧、期待電圧、不足電圧であることを示し、電圧ＶＴの値は、１つのサイクルから別のサイクルに振動がある時無い時に関わらず、調停／修正されるべきである。

第２の電圧検出回路５２の比較器５６は、ネットワーク電圧Ｖ_ACのレベルの経路を、基準電圧Ｖ_refによりあらかじめ定められ、制御された地点まで検出して、出力ＴＲにおいて、基準電圧レベルに達したことを合図する。この結果は、方形波６２’、６３’、および６４’の生成であり、これらは、各々、計測されたネットワーク電圧Ｖ_ACの値に対応する。比較器５６は、例えば、オペアンプまたは他のタイプの等価な装置により実施できる。

電圧比較器５３は、遷移モーメントを持つ方形波を生成し、遅延時間ｔ_Dは、ネットワーク電圧Ｖ_M1の第１のレベルの発生と遷移モーメントとの間で計測される。

遅延時間ｔ_D1、ｔ_D2、ｔ_D3が示されており、これは図６に現れていて、各々、２４２Ｖ（曲線６２）、２２０Ｖ（曲線６３）、１９８Ｖ（曲線６４Ｖ）のレベルにおける電圧の例に対応する。

第１および第２の電圧検出回路５１、５２により計測される電圧値は、上で説明したネットワーク電圧Ｖ_M1の第１のレベルおよびネットワーク電圧Ｖ_M2の第２のレベルに対応し、本発明の方法で予測できる方法で解釈される。この例では、ネットワーク電圧Ｖ_M1の第１のレベルの値が０に等しいことが分かる（図６の参照番号６５の指示参照）。

計測値ｔ1₀、ｔ2₀の第１および第２のモーメントに関して、それらは、電圧ＺＴの０レベルの検出および基準電圧ＴＲの検出のモーメントから登録され、遅延時間ｔ_Dがあらかじめ確立された時間ｔ_Pと比較されるように、各発生の間の時間の計測により続行すべきであり、遅延時間ｔ_Dに比例して全電圧ＶＴを変更すべきである。図６から分かるように（指示６５参照）、この例では、計測値ｔ1₀の第１のモーメントの値は０に等しく、あらかじめ確立された時間ｔ_Pは、前のサイクルの定められた時間ｔ_Dの平均または前のサイクルの平均になる。

電圧検出回路５０を実施するもう１つの方法は、電圧ＺＴの０レベルおよび基準レベルＴＲを検出する、例えば第２の電圧検出回路５２と共に動作する第１の電圧検出回路５１の代わりに、上記第２の電圧検出回路５２に似た１組の回路を備えてもよい。このオプションでは、比較器５６の基準値が、２つの異なるレベルで容易に調整できることで十分であり、電圧Ｖ_M1、Ｖ_M2の上記第１および第２のレベルの計測値が、計測値ｔ1₀、ｔ2₀の第１および第２のモーメントにおいて計測でき、計測値の導関数により続行でき、比例ネットワーク電圧Ｖ_AC’を見つけることができる。

計測値ｔ1₀、ｔ2₀の第１および第２のモーメントにおいて、電圧Ｖ_M1、Ｖ_M2の上記第１および第２のレベルの計測値の値を得る電圧検出回路５０を実施する別の方法として、Ｄ／Ａコンバータの使用が予測できる。このソリューションでは、上に説明した実施の形態で予測できる同じ計測値が続行されるべきであって、中央電子制御部１０により生成される平均の解釈が採用されるべきであり、中央電子制御部１０はＤ／Ａコンバータにより生成される計測値に対応するデジタル数値を受信する。

第１および第２の電圧レベルＶ_M1、Ｖ_M2の計測値から、どちらがネットワーク電圧Ｖ_ACの値であるかを検出する方法の１つは、中央電子制御部１０で予測される値の表を記憶するように選ぶことができ、計測される遅延時間ｔ_Dの値から、どれがネットワーク電圧Ｖ_ACの値であるかの結論を出すことができる。

したがって、以下の第２の表は、図７の例を含む。

この例では、あらかじめ確立された時間ｔ_Pの値は、３．００ｍｓであって、遅延時間ｔ_Dは、２．３６（過電圧）と５．００（不測電圧）との間で変化する。

全電圧ＶＴの制御は、ピストン位置制御により供給されるピストン電圧Ｖ_Pの制御と共に実行できる。この方法で、内部制御と同時に始動でき、例えば、ネットワーク電圧Ｖ_ACのレベルの制御コンプレッサを含み、システムを補い、より効率的で安全な制御となるシステムからなる。

したがって、本発明により、ネットワーク電圧Ｖ_ACの振動が電気モータの状態と干渉するのを防ぎ、それは、例えば、ピストンとリニアコンプレッサのシリンダの頂部との機械的衝突を生じる可能性があるので、コンプレッサの信頼性を改善し、寿命を延ばし、それに加えてコンプレッサの動作安定性を改善し、ピストンの最大動作位置の変化により生じる効率の損失を防ぐ。

好ましい実施の形態を説明した。本発明の範囲は他の可能な変形を含み、添付の請求の範囲の内容によってのみ制限され、その請求の範囲は可能な均等も含む。

コンプレッサおよび冷却システムへの応用にかかる対応する相互接続を示す本発明のシステムのブロック図 リニアコンプレッサへの応用にかかる本発明のピストン運動を制御するシステムのブロック図 本発明のピストン運動を制御するシステムの制御アルゴリズムのブロック図 本発明のピストン運動を制御するシステムの制御ネットワークを示す図 本発明のシステムに使用される電圧検出回路の電気回路図 種々のレベルの入力電圧（名目上の電圧、名目上の電圧＋１０％、名目上の電圧−１０％）を検出する電圧検出回路による発電機の入出力信号を示すグラフ ネットワーク電圧の変化の機能の電圧検出回路の出力信号の遅延時間を示すグラフ ネットワーク電圧が本発明により計測される地点を示す図 ネットワーク電圧の２つの異なる状態および計測値の地点を示す図 本発明が応用される特定の状況を示す図

符号の説明

１０ 中央電子制御部
１１ スイッチ設定
１２ 電子制御部
１４ コンプレッサ
１５ 冷却システム
２１ ゲート回路
５０ 電圧検出回路
５１ 第１の電圧検出回路
５２ 第２の電圧検出回路
５６ 比較器

Claims (32)

1. ネットワーク電圧（Ｖ_AC）に比例する全電圧（Ｖ_T）を供給することによる電気モータの動作制御方法であって、
   計測値（ｔ1₀）の第１のモーメントにおける上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）のレベル（Ｖ_t10）の第１の計測値を計測するステップ；
   計測値（ｔ2₀）の第２のモーメントにおけるネットワーク電圧（Ｖ_AC）のレベル（Ｖ_t20）の第２の計測値を計測するステップ；
   計測値（ｔ1₀、ｔ2₀）の上記第１および第２のモーメントの関数で計測される電圧値の導関数の値を計算して、比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の値を得るステップ；および
   上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値に比例して、上記モータに供給される上記全電圧（Ｖ_T）の値を変更するステップ
   を含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）の上記値が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の現在のサイクルで計算される上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値と、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の前のサイクルで計算された上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値との差の関数で変更されることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）の上記値が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の現在のセミサイクルで計算される上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値と、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の前のセミサイクルで計算された上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値との差の関数で変更されることを特徴とする方法。
4. 請求項２または３に記載の方法であって、上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値が、方程式Ｖ_AC’＝ｆ（∂Ｖ₀／∂ｔ）から得られ、
   ∂Ｖ₀がレベル（Ｖ_t10、Ｖ_t20）の上記第１および第２の計測値の差により得られ、その値が、計測値（ｔ1₀、ｔ2₀）の上記第１および第２のモーメントの上記値の差により得られることを特徴とする方法。
5. 請求項３に記載の方法であって、
   上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値を得る上記ステップの後で、
   計測値（ｔ1₀）の上記第１のモーメントの計測の発生と、計測値（ｔ2₀）の上記第２のモーメントの計測の発生との間の遅延時間（ｔ_D）を計測するステップと、
   上記遅延時間（ｔ_D）とあらかじめ確立された時間（ｔ_P）とを比較するステップと、
   上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）と異なると、上記遅延時間（ｔ_D）に比例する上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値に比例するように上記全電圧（Ｖ_T）の上記値を変更するステップとを
   予測することを特徴とする方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、上記あらかじめ確立された時間が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の上記前のサイクルの上記遅延時間（ｔ_D）に対応することを特徴とする方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）を変更するステップにおいて、上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）より長いと、上記全電圧（Ｖ_T）の上昇が予想されることを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）を変更するステップにおいて、上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）より短いと、上記全電圧（Ｖ_T）の減少が予想されることを特徴とする方法。
9. 請求項８に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）の上記値が、ピストン電圧（Ｖ_P）の値と上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値との間の差に対応し、上記ピストン電圧（Ｖ_P）の上記値が、前もって確立されることを特徴とする方法。
10. 請求項１に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）がコンプレッサの電気モータに供給され、上記コンプレッサがピストンを備えることを特徴とする方法。
11. ネットワーク電圧（Ｖ_AC）に比例する全電圧（Ｖ_T）を供給することによる電気モータの動作制御方法であって、
    計測値（ｔ1₀）の第１のモーメントにおいて上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）を計測するステップ；
    計測値（ｔ1₀）の第１のモーメントとは異なる計測値（ｔ2₀）の第２のモーメントにおいて、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）を計測し、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の第２の計測値が上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の第１の計測値のレベルとは異なる電圧レベルで実行されるステップ；
    計測（ｔ１０）の上記第１のモーメントの計測の発生と、計測（ｔ２₀）の第２のモーメントの計測の発生との間の遅延時間(ｔ_D）を計測するステップ；
    上記遅延時間（ｔ_D）と上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）とを比較するステップ；および
    上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値に比例するように上記全電圧（Ｖ_T）の上記値を変更するステップ
    を含むことを特徴とする方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の上記前のサイクルの上記遅延時間（ｔ_D）に対応することを特徴とする方法。
13. 請求項１１に記載の方法であって、上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の上記前のサイクルの遅延時間（ｔ_D）の平均に対応することを特徴とする方法。
14. 請求項１２または請求項１３に記載の方法であって、上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値が上記遅延時間（ｔ_D）に比例することを特徴とする方法。
15. 請求項１４に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）を変更するステップにおいて、上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）より長いと、上記全電圧（Ｖ_T）を上げることが予想されることを特徴とする方法。
16. 請求項１５に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）を変更するステップにおいて、上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）より短いと、上記全電圧（Ｖ_T）を下げることが予想されることを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、上記全電圧（Ｖ_T）の上記値が、ピストン電圧（Ｖ_P）の値と上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値との間の差に対応し、上記ピストン電圧（Ｖ_P）の上記値が、前もって確立されることを特徴とする方法。
18. 中央電子制御部（１０）により制御される電気モータ動作制御システムであって、
    上記電気モータが上記中央電子制御部（１０）により制御される全電圧（Ｖ_T）を供給され、上記全電圧（Ｖ_T）がネットワーク電圧（Ｖ_AC）に比例し、
    上記中央電子制御部（１０）が電圧検出回路（５０）を備え、上記電圧検出回路（５０）が上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）を検出し、
    上記中央電子制御部（１０）が、計測値（ｔ1₀）の第１のモーメントにおいて、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の第１レベルの計測値（Ｖ_t10）の計測をし、計測値（ｔ2₀）の第２のモーメントにおいて、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の第２レベルの計測値（Ｖ_t20）の計測をし、
    上記中央電子制御部（１０）が、計測された上記計測値（Ｖ_t10、Ｖ_t20）の関数で計測される上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の上記値を計算し、比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の値を得て、
    上記中央電子制御部（１０）が、上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値に比例するように、上記全電圧（Ｖ_T）の上記値を、修正された全電圧（Ｖ_T’）の値に変更する
    ことを特徴とするシステム。
19. 請求項１８に記載のシステムであって、中央電子制御部（１０）が計測値（ｔ1₀、ｔ2₀）の上記第１および第２のモーメントにおいて、電圧（Ｖ₀）の上記確立されたレベルにおいて、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）を計測する電圧検出回路（５０）を含むことを特徴とするシステム。
20. 請求項１９に記載のシステムであって、上記第１および第２のレベルの計測値（Ｖ_t10、Ｖ_t20）の計測が、各々、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M1）の第１のレベルにおいて、および上記ネットワーク電圧（Ｖ_M2）の第２のレベルにおいて実行されることを特徴とするシステム。
21. 請求項２０に記載のシステムであって、上記電圧検出回路（５０）が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M1）の上記第１のレベルを検出する第１の電圧検出回路（５１）を備えることを特徴とするシステム。
22. 請求項２１に記載のシステムであって、上記電圧検出回路（５０）が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M2）の上記第２のレベルを検出する第２の電圧検出回路（５２）を備えることを特徴とするシステム。
23. 請求項２２に記載のシステムであって、上記第１の電圧検出回路（５１）が、０レベルまでの各経路の時間において上記ネットワーク電圧（Ｖ_M1）の第１のレベルを計測するように調整されることを特徴とするシステム。
24. 請求項２３に記載のシステムであって、上記第２の電圧検出回路（５２）が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M2）の第２のレベルを計測するように調整され、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M2）の第２のレベルが、上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の０レベルと、上記ネットワーク電圧（Ｖ_ACM）の最大レベルとの間に位置することを特徴とするシステム。
25. 請求項２４に記載のシステムであって、上記中央電子制御部（１０）が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M1）の上記第１のレベルの計測の発生と、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M2）の上記第２のレベルの計測の発生との間の遅延時間（ｔ_D）を計測し、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M1、Ｖ_M2）の上記第１および第２のレベルの計測値の計測が電圧検出回路（５０）により実行され、上記中央電子制御部（１０）が、上記遅延時間（ｔ_D）と上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）とを比較し、上記遅延時間（ｔ_D）に比例する上記全電圧（Ｖ_T)を変更する時間計測装置を備えることを特徴とするシステム。
26. 請求項２５に記載のシステムであって、中央電子制御部（１０）が比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の値を生成し、電圧（Ｖ_AC’）の値が上記遅延時間（ｔ_D）の上記値に比例し、上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）と異なると、上記電子制御回路（１０）は、上記比例ネットワーク電圧（Ｖ_AC’）の上記値に比例する修正された全電圧（Ｖ_T’）の値に上記全電圧（Ｖ_T）の上記値を変更することを特徴とするシステム。
27. 請求項２６に記載のシステムであって、上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）より長いと、上記中央電子制御部（１０）が上記全電圧（Ｖ_T）の上記値を修正された全電圧（Ｖ_T’）の値に上げることを特徴とするシステム。
28. 請求項２７に記載のシステムであって、上記遅延時間（ｔ_D）が上記あらかじめ確立された時間（ｔ_P）より短いと、上記中央電子制御部（１０）が上記全電圧（Ｖ_T）の上記値を修正された全電圧（Ｖ_T’）の値に下げることを特徴とするシステム。
29. 請求項２８に記載のシステムであって、上記第２の電圧検出回路（５１）が、電圧比較器（５３）を通って、電圧（Ｖ_M2）の上記第２のレベルの上記ネットワーク電圧（Ｖ_AC）の上記レベルの経路に信号を送り、上記電圧比較器（５３）が遷移モーメントを持つ方形波を生成し、上記遅延時間（ｔ_D）が、上記ネットワーク電圧（Ｖ_M1）の上記第１のレベルの上記発生と、上記遷移モーメントとの間で計測されることを特徴とするシステム。
30. 請求項２９に記載のシステムであって、
    上記全電圧（Ｖ_T）がコンプレッサの電気モータに供給され、上記コンプレッサがピストンを備え、
    上記中央電子制御部（１０）が定められた電圧（Ｖ_P）の値を備え、上記定められた電圧（Ｖ_P）は、ピストンの基準移動位置（ＤＰ_REF）と最大移動値（ＤＰ_MAX）との間の誤差（Ｅ_DP）に比例し、
    上記基準移動位置（ＤＰ_REF）は、上記コンプレッサの中の上記ピストンの位置に比例し、
    上記最大移動値（ＤＰ_MAX）は、上記コンプレッサの中の上記ピストンの所望の移動に比例する
    ことを特徴とするシステム。
31. 請求項３０に記載のシステムであって、上記信号生成回路（５０）がＤ／Ａコンバータを備えることを特徴とするシステム。
32. 請求項１８から請求項３０に記載のようなシステムを備えることを特徴とするシステムを持つコンプレッサ。

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