JP3717961B2

JP3717961B2 - Vibration type compressor

Info

Publication number: JP3717961B2
Application number: JP05430895A
Authority: JP
Inventors: 秀夫山本; 尚里村; 一郎森田; 憲之藤原; 昭久中橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-03-14
Filing date: 1995-03-14
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: JPH08247025A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷蔵庫等の振動型圧縮機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構造が簡単、小型軽量、高力率、消費電力が小さい等の理由から、振動型圧縮機が冷蔵庫等に使用されている。
【０００３】
従来の振動型圧縮機としては、例えば特公平５−２３３４７号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下図１４を参照しながら、上記従来の振動型圧縮機について説明する。
図１４において、１は制御回路、１−１は温度検出部、１−２は演算部、１−３はドライブ回路、２、３は温度検出器、４は変圧器、５は圧縮機、６は凝縮器、８は冷蔵庫、９は蒸発器を表している。
【０００５】
制御回路１は温度検出部１−１、演算部１−２，ドライブ回路１−３によって構成され、圧縮機５によって吸入される冷媒の飽和状気圧に対応する温度を検出する温度検出器２及び圧縮器５によって圧縮吐出された冷媒の飽和蒸気圧に対応する温度を検出する温度検出器３からの信号に基づいて圧縮機５が共振状態で駆動するような周波数の駆動信号を出力するものである。
【０００６】
この従来の振動型圧縮機について動作を説明する。
温度検出部１−１が温度検知器２、３によって検出された信号を所定の電気信号に変換する。演算部１−２は、温度検知器２、３によって電気信号に変換された「吸入圧力に対応する温度」及び「吐出圧力に対応する温度」に基づいて圧縮機５が共振状態で駆動する周波数に対応する電圧を生成する。
【０００７】
ドライブ回路１−３は演算部から供給された電圧に対応する周波数の駆動信号をトランジスタＴＲ１、ＴＲ２に供給し、電源Ｖｃｃから変成器４の１次側巻線に電流供給する。変圧器４の２次巻線から得られた交流電圧は圧縮器５に供給され、圧縮機５を共振状態で駆動しようとするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成は、冷媒圧力を表す真の冷媒温度と温度検知器が検出する温度に誤差を有すること、電源電圧変動により駆動電源発生部への直流入力電圧が高くなった場合、圧縮機へ供給される駆動電源の電圧が高くなることにより、ピストンのオーバーストロークが発生し、ピストンの弁を破損してしまう問題点があった。
【０００９】
また、外気温変動、電源電圧変動、負荷変動により冷媒ガスと共振バネで形成される機械系のバネ係数が変動し、ピストンのストロークが変動するために冷凍能力が低下する問題点があった。
【００１０】
また、冷媒圧力を表す真の冷媒温度と温度検知器が検出する温度に誤差を有することから、冷媒ガスと共振バネで形成される機械系の共振周波数と、機械系を駆動する電気系の共振周波数に差を生じることから効率が更に低下する問題点があった。
【００１１】
本発明は従来の課題を解決するものであり、ピストンのオーバーストロークを発生しない振動型圧縮機を提供することを目的とするものである。
【００１２】
また、外気温、電源電圧、負荷が変化した場合においても効率低下を生じない振動型圧縮機を提供することを目的とするものである。
【００１３】
また、冷媒ガスと共振バネで形成される機械系の共振周波数と、機械系を駆動する電気系の共振周波数に差を生じることのない高効率振動型圧縮機を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の振動型圧縮機は、吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体のシリンダと、前記シリンダの周囲に相互に対向して配置された磁石およびコイルと、前記コイルに連結され前記シリンダ内を軸方向に移動するピストンと、前記ピストンに連結した共振バネと、前記ピストンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等をスイッチングすることによって直流を交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、前記変位検知器からのピストン位置信号から前記ピストンのストロークを演算するストローク演算手段とを備え、前記ピストンの上死点位置と予め設定した上死点基準値の差および前記ピストンのストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧をインバータ制御手段により変化させるものである。
【００１６】
また、変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段と、ストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧直流成分を変化させるインバータ制御手段とから構成している。
【００１７】
また、変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段と、前記インバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差を検出する周波数比較手段と、ストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の直流電圧成分を変化させ、かつ前記インバータ回路の出力周波数を変化させることによりインバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差をなくすインバータ制御手段とから構成している。
【００１８】
【作用】
この構成によって、外気温、電源電圧、負荷の外部条件変化時においても、上死点位置と上死点基準値の差に応じてインバータ回路の出力電圧を変化させてピストンの上死点を常に基準位置に保持することにより、ピストンのオーバーストロークを発生しない。
【００１９】
また、外気温、電源電圧、負荷の外部条件変化時においても、ストロークとストローク基準値のズレに応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させてピストンのストロークを常に一定に保つことにより、冷凍能力の低下を生じない。
【００２０】
また、外部条件変化時においても、ストロークとストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させてピストンのストロークを一定に保ち、かつ上死点位置と上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧直流成分を変化させて上死点を常に同位置に保持することにより、ピストンのオーバーストロークと冷凍能力の低下を生じない。
【００２１】
また、外部条件変化時においても、ストロークとストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させてピストンのストロークを一定に保ち、かつ上死点位置と上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧直流成分を変化させて上死点を常に同位置に保持し、更にインバータ回路の出力周波数を変化させることによりインバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差をなくすことにより、ピストンのオーバーストロークを発生せず、冷媒ガスと共振バネで形成される機械系の共振周波数と機械系を駆動する電気系の共振周波数を一致させて、常にコンプレッサを最高効率に維持できる。
【００２２】
【実施例】
以下本発明による振動型圧縮機の第１実施例について、図１から図４に従い説明する。
【００２３】
図１は本発明の第１実施例による振動型圧縮機の断面図、図２は同実施例の電気回路図、図３は同実施例の動作フローチャート、図４は同実施例の動作タイムチャートである。
【００２４】
図１において、振動型圧縮機１０の中央部に筒状体のシリンダ１１が設けられており、前記シリンダ１１の周囲に環状に永久磁石１２が配設されている。前記永久磁石１２とシリンダ１１間には環状コイル１３が設置されており、前記永久磁石１２に作用してシリンダ１１の軸方向に移動する。
【００２５】
シリンダ１１内には圧縮用ピストン１４が収納されており、吸入弁１５、吐出弁１６を有する圧縮室１７を形成すると共に前記コイル１３に連結されてシリンダ１１内を軸方向に移動する。また、吸入弁１５、吐出弁１６は各々吸入パイプ１８、吐出パイプ１９に連結している。２０は共振バネ、２１はピストン１４の軸方向に連結した作動トランス等からなる変位検知器である。
【００２６】
永久磁石１２とシリンダ１１間には永久磁石１２による磁界が形成されており、その間に配置されたコイル１３に交流電流が供給されると、コイル１３には供給交流電流の周波数に応じて振動する推力が加えられ、コイル１３に連結されたピストン１４を軸方向に駆動する。
【００２７】
次に図２に示す電気回路について説明する。２２は商用の交流電源であり、交流を直流に変換するコンバータ回路２３の交流入力部に接続されている。コンバータ回路２３の直流出力部の正極側には電解コンデンサ２４の正極側、インバータ回路２５内のトランジスタＴＲ１、ＴＲ３のコレクタが接続されている。コンバータ回路２３の直流出力部の負極側には電解コンデンサ２４の負極側、インバータ２５回路内のトランジスタＴＲ２、ＴＲ４のエミッタが接続されている。
【００２８】
インバータ回路２５は、ＴＲ１のエミッタとＴＲ２のコレクタが接続され、ＴＲ３のエミッタとＴＲ４のコレクタが接続されると共に、ＴＲ１のエミッタとＴＲ３のエミッタ間に振動型圧縮機１０のコイル１３が接続されている。そして、ベースドライブ回路２６からの信号によりＴＲ１とＴＲ４、ＴＲ３とＴＲ２とが各々一対となって交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
【００２９】
２１はピストン１４の軸方向に連結した作動トランス等からなる変位検知器であり、変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号はＡ／Ｄ変換器２７を介してデジタル信号に変換され、上死点位置演算手段２８に入力される。上死点位置演算回路２８の出力はインバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０に接続されており、振幅制御手段３０の出力はベースドライブ回路２６に接続されている。
【００３０】
振幅制御手段３０は上死点位置演算手段２８からの上死点位置信号とインバータ制御手段２９内のメモリ（図示せず）に記憶した上死点基準値３１を比較し両者の差に比例してベースドライブ回路２６への出力電圧振幅を変化させるアンプ３２から構成されている。
【００３１】
以上のように構成された振動型圧縮機について、以下その動作を図３のフローチャート、図４のタイミングチャートをもとにして説明する。
【００３２】
ステップ１で商用交流電源２２が投入される。コンバータ回路２３を介して電解コンデンサ２４が充電され、インバータ回路２５に直流電力を供給する。ベースドライブ回路２６からインバータ波形を出力させ、インバータ回路２５のＴＲ１とＴＲ４、ＴＲ３とＴＲ２とが各々一対となって交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
【００３３】
インバータ回路２５から直流を交流に変換した電力が振動型圧縮機１０のコイル１３に供給され、振動型圧縮機１０は運転を開始し、コイル１３に連結されたピストン１４が供給交流電流の周波数に応じてシリンダ１１の軸方向に振動し、圧縮室１７内で冷媒圧縮が行われる。
【００３４】
ステップ２において、変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号がＡ／Ｄ変換器２７を介してデジタル信号に変換され、上死点位置演算手段２８に入力される。この信号は圧縮室１７に面したピストン１４の上端位置を示しており、これをＡとする。電源投入直後はＡを０とする。
【００３５】
次にステップ３において、上死点位置演算手段２８内で図４のサイクル１ａに示すようにピストン１４の上端位置の最大値である上死点位置Ｂを算出する。ステップ４において、インバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０において上死点位置Ｂと予め設定した上死点基準値Ｃを比較し、上死点基準値Ｃの方が上死点位置Ｂより大きい場合はステップ５に進み、上死点基準値Ｃと上死点位置Ｂとの差に応じて図４のサイクル２ｂに示すようにインバータ出力電圧Ｖを現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｃ−Ｂ）倍だけ大きくする。
【００３６】
また、上死点基準値Ｃと上死点位置Ｂが同じ場合はステップ６に進み、インバータ出力電圧Ｖは現在の出力電圧Ｄを保持する。
【００３７】
また、上死点基準値Ｃの方が上死点位置Ｂより小さい場合はステップ７に進み、上死点位置Ｂと上死点基準値Ｃとの差に応じてインバータ出力電圧Ｖを現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｂ−Ｃ）倍だけ小さくする。
【００３８】
電源投入直後は、ステップ２、３、４、５を繰り返し回ってインバータ出力電圧を徐々に大きくする。インバータ出力電圧が大きくなると共にピストンストロークが大きくなり、サイクル３ａに示すようにピストンの上死点位置Ｂが上死点基準値Ｃと等しくなるとステップ６に進み、インバータ出力電圧を同じ電圧に保持する。コイル１３には同じ電圧が供給され、ピストン１４は安定した動作を継続する。
【００３９】
外部条件が変化した時、例えば外気温が急に低くなると圧縮室１７内の圧力は低下し、圧縮室１７のガスバネと共振バネ２０のバランスにおいて共振バネの方が強くなることにより、ピストン位置は上方へ移動する。つまりサイクル４ａに示すように、上死点位置Ｂの方が上死点基準値Ｃより大きくなる。
【００４０】
この時、ステップ４にからステップ７に進み、上死点位置Ｂと上死点基準値Ｃとの差に応じてサイクル５ａに示すようにインバータ出力電圧Ｖを現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｂ−Ｃ）倍だけ小さくする。
【００４１】
再び、コイル１３には同じ電圧が供給され、ピストン１４は安定した動作を継続する。
【００４２】
以上のように本実施例の振動型圧縮機は、ピストン１４の軸方向に連結した変位検知器２１と、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路２３と、トランジスタ等をスイッチングすることによって直流を交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ回路２５と、前記変位検知器２１からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段２９と、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路２５の出力電圧を変化させる振幅制御手段３０とから構成しているので、外部条件変化時においても上死点位置と上死点基準値のズレに応じてインバータ回路２５の出力電圧を変化させてピストン１４の上死点を常に基準置に保持することにより、ピストン１４のオーバーストロークを発生しない。
【００４３】
従って、ピストン１４がシリンダ１１上面に衝突することによるシリンダ１１内の吸入弁１５、吐出弁１６の破損を生じることがない。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、第１の実施例と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４５】
図５は本発明の第２の実施例における電気回路図、図６は同実施例の動作フローチャート、図７は同実施例の動作タイムチャートである。
【００４６】
図５に示す電気回路について説明する。変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号はＡ／Ｄ変換器２７を介してデジタル信号に変換され、ストローク演算回路３３に入力される。ストローク演算手段３３の出力はインバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０に接続されており、振幅制御手段３０の出力はベースドライブ回路２６に接続されている。
【００４７】
振幅制御手段３０はストローク演算回路３３からのストローク信号とインバータ制御手段２９内のメモリ（図示せず）に記憶したストローク基準値３４を比較し両者の差に比例してベースドライブ回路２６への出力電圧を変化させるアンプ３５から構成されている。
【００４８】
以上のように構成された振動型圧縮機について、以下その動作を図６のフローチャート、図７のタイミングチャートをもとにして説明する。
【００４９】
ステップ１１で商用交流電源２２が投入される。コンバータ回路２３を介して電解コンデンサ２４が充電され、インバータ回路２５に直流電力を供給する。ベースドライブ回路２６からインバータ波形を出力させ、インバータ回路２６のＴＲ１とＴＲ４、ＴＲ３とＴＲ２とが各々一対となって交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
【００５０】
そして、インバータ回路２５から直流を交流に変換した電力が振動型圧縮機１０のコイル１３に供給され、振動型圧縮機１０は運転を開始し、コイル１３に連結されたピストン１４が供給交流電流の周波数に応じてシリンダ１１の軸方向に振動し、圧縮室１７内で冷媒圧縮が行われる。
【００５１】
ステップ１２において、変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号がＡ／Ｄ変換器２７を介してデジタル信号に変換され、ストローク演算回路３３に入力される。この信号は圧縮室１７に面したピストン１４の上端位置を示しておりＡとする。電源投入直後はＡを０とする。
【００５２】
次にステップ１３において、ストローク演算手段３３内で図７のサイクル１１ａに示すようにピストン１４の上端位置の最大値と最小値からピストン１４のストロークＦを算出する。
【００５３】
ステップ１４において、インバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０においてストロークＦと予め設定したストローク基準値Ｇを比較し、ストローク基準値Ｇの方がストロークＦより大きい場合はステップ１５に進み、ストローク基準値ＧとストロークＦとの差に応じてサイクル１２ｂに示すようにインバータ出力電圧Ｖを現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｇ−Ｆ）倍だけ大きくする。
【００５４】
また、ストローク基準値ＧとストロークＦが同じ場合はステップ１６に進み、インバータ出力電圧Ｖは現在の出力電圧Ｄを保持する。
【００５５】
また、ストローク基準値Ｇの方がストロークＦより小さい場合はステップ１７に進み、上死点位置Ｂとストローク基準値Ｇとの差に応じてインバータ出力電圧Ｖを現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｆ−Ｇ）倍だけ小さくする。
【００５６】
電源投入直後は、ステップ１２、１３、１４、１５を繰り返し回ってインバータ出力電圧を徐々に大きくする。インバータ出力電圧が大きくなると共にピストンストロークが大きくなり、サイクル１３ａに示すようにピストンのストロークＦがストローク基準値Ｇと等しくなるとステップ１６に進み、インバータ出力電圧を同じ電圧に保持する。コイル１３には同じ電圧が供給され、ピストン１４は安定した動作を継続する。
【００５７】
外部条件が変化した時、例えば外気温が急に低くなると圧縮室１７内の圧力は低下し、圧縮室１７のガスバネと共振バネ２０のバランスにおいて共振バネ２０の方が強くなることにより、インバータ出力電圧が一定であればピストンストロークＦが大きくなる。つまりサイクル１４ａに示すように、ストロークＦの方がストローク基準値Ｇより大きくなる。この時、ステップ１４にからステップ１７に進み、ストロークＦとストローク基準値Ｇとの差に応じてサイクル１５ａに示すようにインバータ出力電圧Ｖを現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｆ−Ｇ）倍だけ小さくする。
【００５８】
再び、ピストン１４はストロークＦがストローク基準値Ｇと一致した安定動作を継続する。
【００５９】
以上のように本実施例の振動型圧縮機は、変位検知器２１からのピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段３３と、ストロークＦと予め設定したストローク基準値Ｇの差に応じて前記インバータ回路２５の出力電圧を変化させる振幅制御手段３０とから構成しているので、外部条件変化時においてもストロークとストローク基準値の差に応じてインバータ回路２５の出力電圧を変化させてピストン１４のストロークを常に一定値に保持することにより、冷凍能力の変動を生じることがない。
【００６０】
次に、本発明の第３の実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、第１の実施例と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
図８は本発明の第３の実施例における電気回路図、図９は同実施例の動作フローチャート、図１０は同実施例の動作タイムチャートである。
【００６２】
図８に示す電気回路について説明する。変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号はＡ／Ｄ変換器２７を介してデジタル信号に変換され、ストローク演算回路３３と上死点位置演算手段２８に入力される。ストローク演算手段３３の出力と上死点位置演算手段２８の出力はインバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０に接続されており、振幅制御手段３０の出力はベースドライブ回路２６に接続されている。
【００６３】
振幅制御手段３０はストローク演算回路３３からのストローク信号とインバータ制御手段２９内のメモリ（図示せず）に記憶したストローク基準値３４を比較し両者の差に比例してベースドライブ回路２６への出力電圧振幅を変化させるアンプ３５と、上死点位置演算回路２８からの上死点位置信号とインバータ制御手段２９内のメモリ（図示せず）に記憶した上死点基準値３２を比較し両者の差に比例してベースドライブ回路２６への出力電圧直流成分を変化させるアンプ３２から構成されている。
【００６４】
以上のように構成された振動型圧縮機について、以下その動作を図９のフローチャート、図１０のタイミングチャートをもとにして説明する。
【００６５】
ステップ２１で商用交流電源２２が投入される。コンバータ回路２３を介して電解コンデンサ２４が充電され、インバータ回路２５に直流電力を供給する。ベースドライブ回路２６からインバータ波形を出力させ、インバータ回路２５のＴＲ１とＴＲ４、ＴＲ３とＴＲ２とが各々一対となって交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
【００６６】
そして、インバータ回路２５から直流を交流に変換した電力が振動型圧縮機１０のコイル１３に供給され、振動型圧縮機１０は運転を開始し、コイル１３に連結されたピストン１４が供給交流電流の周波数に応じてシリンダ１１の軸方向に振動し、圧縮室１７内で冷媒圧縮が行われる。
【００６７】
ステップ２２において、変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号がＡ／Ｄ変換器２７を介してデジタル信号に変換され、ストローク演算回路３３に入力される。この信号は圧縮室１７に面したピストン１４の上端位置を示しておりＡとする。電源投入直後はＡを０とする。
【００６８】
次にステップ２３において、ストローク演算回路３３内で図１０のサイクル２１ａに示すようにピストン１４の上端位置の最大値と最小値からピストン１４のストロークＦを算出する。ステップ２４において、インバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０においてストロークＦと予め設定したストローク基準値Ｇを比較し、ストローク基準値Ｇの方がストロークＦより大きい場合はステップ２５に進み、ストローク基準値ＧとストロークＦとの差に応じてインバータ出力電圧振幅Ｄを現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｇ−Ｆ）倍だけ大きくする。
【００６９】
また、ストローク基準値ＧとストロークＦが同じ場合はステップ２６に進み、インバータ出力電圧Ｖは現在の出力電圧Ｄを保持する。
【００７０】
また、ストローク基準値Ｇの方がストロークＦより小さい場合はステップ２７に進み、ストロークＦとストローク基準値Ｇとの差に応じてインバータ出力電圧振幅を現在の出力電圧Ｄよりも単位電圧Ｅの（Ｆ−Ｇ）倍だけ小さくする。
【００７１】
外部条件が変化した時、例えば外気温が急に低くなると圧縮室１７内の圧力は低下し、圧縮室１７のガスバネと共振バネ２０のバランスにおいて共振バネ２０の方が強くなることにより、ピストンストロークＦが大きくなる。つまり図１０のサイクル２２ａに示すように、ストロークＦの方がストローク基準値Ｇより大きくなり、合わせて上死点位置Ｂも上死点基準値Ｃを越えることが有り得る。
【００７２】
この時、ステップ２４からステップ２７に進み、ストロークＦとストローク基準値Ｇとの差に応じてサイクル２３ｂに示すようにインバータ出力電圧振幅Ｖを現在の出力電圧振幅Ｖよりも単位電圧Ｅの（Ｆ−Ｇ）倍だけ小さくする。
【００７３】
このため、ピストン１４はストローク基準値に等しいストロークで動作するが、サイクル２３ａに示すように上死点位置Ｂが上死点基準値Ｃを越えたままである。
【００７４】
従って、ステップ２８において、上死点位置演算手段２８内でサイクル２３ａに示すようにピストン１４の上端位置の最大値である上死点位置Ｂを算出する。
【００７５】
ステップ２９において、インバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０において上死点位置Ｂと予め設定した上死点基準値Ｃを比較し、サイクル２３ａに示すように上死点位置Ｂの方が上死点基準値Ｃより大きいのでステップ３２に進む。
【００７６】
サイクル２４ｂに示すように、上死点位置Ｂと上死点基準値Ｃとの差に応じてインバータ出力電圧の直流成分電圧Ｈを現在の電圧値Ｈよりも単位電圧Ｊの（Ｂ−Ｃ）倍だけ小さくする。
【００７７】
再び、ピストン１４はサイクル２５ａに示すように、ストロークＦがストローク基準値Ｇに等しく、上死点位置Ｂが上死点基準値Ｃに等しい安定した動作を継続する。
【００７８】
以上のように本実施例の振動型圧縮機は、変位検知器２１からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段２９と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段３３と、ストロークＦと予め設定したストローク基準値Ｇの差に応じて前記インバータ回路２５の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路２５の直流電圧成分を変化させるインバータ制御手段３０とから構成しているので、外部条件変化時においてもストロークとストローク基準値の差に応じてインバータ回路２５の出力電圧振幅を変化させてピストン１４のストロークを常に一定値に保持することにより、冷凍能力の変動を生じることがない。
【００７９】
また、上死点位置と上死点基準値の差に応じてインバータ回路２５の直流電圧成分を変化させてピストン１４の上死点を常に基準位置に保持することにより、ピストン１４のオーバーストロークも発生しない。従って、ピストン１４がシリンダ１１上面に衝突することによるシリンダ１１内の吸入弁１５、吐出弁１６の破損を生じることがない。
【００８０】
次に、本発明の第４の実施例について、図面を参照しながら説明する。尚、第１の実施例と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８１】
図１１は本発明の第４の実施例における電気回路図、図１２は同実施例の動作フローチャート、図１３は同実施例の動作タイムチャートである。
【００８２】
図１１に示す電気回路について説明する。変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号はＡ／Ｄ変換器２７を介してデジタル信号に変換され、ストローク演算手段３３と上死点位置演算手段２８に入力される。ストローク演算手段３３の出力と上死点位置演算手段２８の出力はインバータ制御手段２９内の振幅制御手段３０に接続されており、振幅制御手段３０の出力はベースドライブ回路２６に接続されている。
【００８３】
振幅制御手段３０はストローク演算回路３３からのストローク信号とインバータ制御手段２９内のメモリ（図示せず）に記憶したストローク基準値３４を比較し両者の差に比例してベースドライブ回路２６への出力電圧振幅を変化させるアンプ３５と、上死点位置演算手段２８からの上死点位置信号とインバータ制御手段２９内のメモリ（図示せず）に記憶した上死点基準値３２を比較し両者の差に比例してベースドライブ回路２６への出力電圧直流成分を変化させるアンプ３２から構成されている。
【００８４】
また、ベースドライブ回路２６からのインバータ回路２５の出力周波数ｆ１と変位検知器２１からのピストン１４の動作周波数信号ｆ２が、周波数比較回路３６に入力される。周波数比較回路３６の出力はインバータ制御手段２９内の周波数制御回路３７に入力され、周波数制御回路３７の出力はベースドライブ回路２６に接続されている。
【００８５】
以上のように構成された振動型圧縮機１０について、以下その動作を図１２のフローチャート、図１３のタイミングチャートをもとにして説明する。
【００８６】
図１２のフローチャートにおいて、ステップ２１からステップ３２までは第３の実施例の動作と同じである。
【００８７】
即ち、ステップ２１で商用交流電源２２が投入される。コンバータ回路２３を介して電解コンデンサ２４が充電され、インバータ回路２５に直流電力を供給する。ベースドライブ回路２６からインバータ波形を出力させ、インバータ回路２６のＴＲ１とＴＲ４、ＴＲ３とＴＲ２とが各々一対となって交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。
【００８８】
インバータ回路２５から直流を交流に変換した電力が振動型圧縮機１０のコイル１３に供給され、振動型圧縮機１０は運転を開始し、コイル１３に連結されたピストン１４が供給交流電流の周波数に応じてシリンダ１１の軸方向に振動し、圧縮室１７内で冷媒圧縮が行われる。
【００８９】
外部条件が変化した時、例えば外気温が急に低くなると圧縮室１７内の圧力は低下し、圧縮室１７のガスバネと共振バネ２０のバランスにおいて共振バネ２０の方が強くなることにより、ピストンストロークＦが大きくなる。つまり図１０のサイクル２２ａに示すように、ストロークＦの方がストローク基準値Ｇより大きくなり、上死点位置Ｂも上死点基準値Ｃを越えることが有り得る。
【００９０】
そして、ステップ２１からステップ３２までの動作により、ピストン１４はサイクル２５に示すように、ストロークＦがストローク基準値Ｇに等しく、上死点位置Ｂが上死点基準値Ｃに等しい安定した動作を継続する。
【００９１】
しかしながら、外部条件が変化した時、例えば外気温が急に低くなった時、ピストンストロークＦがストローク基準値Ｇよりも大きくなり、上死点位置Ｂも上死点基準値Ｃを越えることと合わせて、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数に対して、ピストン１４の位置信号の周波数即ち冷媒ガスと共振バネ２０で形成される機械系の共振周波数に差を生じることがある。
【００９２】
ステップ３３において、ベースドライブ回路２６からのインバータ出力周波数信号が周波数比較回路３６に入力され、ステップ３４において、変位検知器２１からのピストン１４のアナログ位置信号の周波数信号が周波数比較回路３６に入力される。
【００９３】
次にステップ３５において、周波数比較回路３６においてインバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１と、ピストン１４の位置信号の周波数即ち冷媒ガスと共振バネ２０で形成される機械系の共振周波数ｆ２を比較し、電気系の周波数ｆ１の方が機械系の共振周波数ｆ２より大きい場合はステップ３６に進み、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１を１Ｈｚ低くする。
【００９４】
また、電気系の周波数ｆ１と機械系の共振周波数ｆ２とが同じ場合は、ステップ３７に進み、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１は現在の周波数ｆ１を保持する。
【００９５】
また、電気系の周波数ｆ１の方が機械系の共振周波数ｆ２より大きい場合は、ステップ３８に進み、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１を１Ｈｚ高くする。
【００９６】
ここでステップ３５において、周波数比較手段３６でインバータ回路２５の出力周波数ｆ１と、ピストン１４の位置信号の周波数ｆ２を比較し、図１３のサイクル３２ａとサイクル３２ｂに示すようにインバータ回路２５の出力周波数ｆ１の方がピストン１４の位置信号の周波数ｆ２より高い場合は、ステップ３６に進み、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１を１Ｈｚ低くする。
【００９７】
そして、次のサイクルで再び、ステップ３３において、インバータ出力周波数信号が周波数比較回路３６に入力され、ステップ３４において、ピストン１４のアナログ位置信号の周波数信号が周波数比較手段３６に入力される。
【００９８】
ステップ３５において、インバータ回路２５の出力周波数ｆ１と、ピストン１４の位置信号の周波数ｆ２を比較し、図１３のサイクル３ａとサイクル３ｂに示すようにピストン１４の位置信号の周波数ｆ１の方がピストン１４の位置信号の周波数ｆ２よりまだ大きい場合は、再びステップ３６に進み、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１を更に１Ｈｚ低くする。
【００９９】
サイクル３４ａとサイクル３４ｂに示すようにピストン１４の位置信号の周波数ｆ１とピストン１４の位置信号の周波数ｆ２が等しくなると、ステップ３７に進み、インバータ回路２５の出力周波数ｆ１を同周波数に保持する。
【０１００】
再び、ピストン１４はサイクル３５ａに示すように、ストロークＦがストローク基準値Ｇに等しく、上死点位置Ｂが上死点基準値Ｃに等しく、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１と、ピストン１４の位置信号の周波数即ち冷媒ガスと共振バネ２０で形成される機械系の共振周波数ｆ２が等しくなり、バネ系の共振特性を充分活かして効率の高い運転ができる。
【０１０１】
以上のように本実施例の振動型圧縮機は、変位検知器２１からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段２９と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段３３と、インバータ回路２５の出力周波数とピストン位置信号の周波数差を検出する周波数比較回路３６と、ストロークＦと予め設定したストローク基準値Ｇの差に応じて前記インバータ回路２５の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路２５の出力電圧直流成分を変化させ、かつ前記インバータ回路の出力周波数を変化させることによりインバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差をなくすインバータ制御手段３０とから構成しているので、外部条件変化時においてもストロークとストローク基準値の差に応じてインバータ回路２５の出力電圧振幅を変化させてピストン１４のストロークを常に一定値に保持することにより、冷凍能力の変動を生じることがない。
【０１０２】
また、上死点位置と上死点基準値の差に応じてインバータ回路２５の直流電圧成分を変化させてピストン１４の上死点を常に基準位置に保持することにより、ピストン１４のオーバーストロークも発生しない。従って、ピストン１４がシリンダ１１上面に衝突することによるシリンダ１１内の吸入弁１５、吐出弁１６の破損を生じることがない。
【０１０３】
更に、インバータ回路２５の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１と、ピストン１４の位置信号の周波数即ち冷媒ガスと共振バネ２０で形成される機械系の共振周波数ｆ２が等しくなり、バネ系の共振特性を充分活かして効率の高い運転ができる。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ピストンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等をスイッチングすることによって直流を交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧を変化させる振幅制御手段とから構成しているので、外部条件変化時においても上死点位置と上死点基準値のズレに応じてインバータ回路の出力電圧を変化させてピストンの上死点を常に基準置に保持することにより、ピストンのオーバーストロークを発生しない。従って、ピストンがシリンダ上面に衝突することによるシリンダ内の吸入弁、吐出弁の破損を生じることがない。
【０１０５】
また、変位検知器からのピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段と、ストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧を変化させる振幅制御手段とから構成しているので、外部条件変化時においてもストロークとストローク基準値の差に応じてインバータ回路の出力電圧を変化させてピストンのストロークを常に基準置に保持することにより、冷凍能力の変動を生じることがない。
【０１０６】
また、変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段と、ストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧直流成分を変化させるインバータ制御手段とから構成しているので、外部条件変化時においてもストロークとストローク基準値の差に応じてインバータ回路の出力電圧振幅を変化させてピストンのストロークを常に基準置に保持することにより、冷凍能力の変動を生じることがない。また、上死点位置と上死点基準値のズレに応じてインバータ回路の直流電圧成分を変化させてピストンの上死点を常に基準置に保持することにより、ピストンのオーバーストロークも発生しない。従って、ピストンがシリンダ上面に衝突することによるシリンダ内の吸入弁、吐出弁の破損を生じることがない。
【０１０７】
また、変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段と、インバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差を検出する周波数比較回路と、ストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧直流成分を変化させ、かつ前記インバータ回路の出力周波数を変化させることによりインバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差をなくすインバータ制御手段とから構成しているので、外部条件変化時においてもストロークとストローク基準値の差に応じてインバータ回路の出力電圧振幅を変化させてピストンのストロークを常に基準置に保持することにより、冷凍能力の変動を生じることがない。また、上死点位置と上死点基準値のズレに応じてインバータ回路の直流電圧成分を変化させてピストンの上死点を常に基準置に保持することにより、ピストンのオーバーストロークも発生しない。従って、ピストンがシリンダ上面に衝突することによるシリンダ内の吸入弁、吐出弁の破損を生じることがない。
【０１０８】
また、インバータ回路の出力周波数即ち電気系の周波数ｆ１と、ピストンの位置信号の周波数即ち冷媒ガスと共振バネで形成される機械系の共振周波数ｆ２が等しくなり、バネ系の共振特性を充分活かして効率の高い運転ができ、圧縮機を常に最高効率に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の振動型圧縮機の断面図
【図２】同装置の電気回路図
【図３】同装置の動作フローチャート
【図４】同装置の動作タイミングチャート
【図５】本発明の第２実施例の電気回路図
【図６】同装置の動作フローチャート
【図７】同装置の動作タイミングチャート
【図８】本発明の第３実施例の電気回路図
【図９】同装置の動作フローチャート
【図１０】同装置の動作タイミングチャート
【図１１】本発明の第４実施例の電気回路図
【図１２】同装置の動作フローチャート
【図１３】同装置の動作タイミングチャート
【図１４】従来例の振動型圧縮機の構成図
【符号の説明】
１０振動型圧縮機
１１シリンダ
１２磁石
１３コイル
１４ピストン
１５吸入弁
１６吐出弁
２１変位検知器
２３コンバータ回路
２５インバータ回路
２８上死点位置演算手段
２９インバータ制御手段
３３ストローク演算手段
３６周波数比較手段[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a control device for a vibration type compressor such as a refrigerator.
[0002]
[Prior art]
Vibration type compressors are used in refrigerators and the like because of their simple structure, small size and light weight, high power factor, and low power consumption.
[0003]
An example of a conventional vibration type compressor is disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-23347.
[0004]
Hereinafter, the conventional vibration type compressor will be described with reference to FIG.
In FIG. 14, 1 is a control circuit, 1-1 is a temperature detection unit, 1-2 is a calculation unit, 1-3 is a drive circuit, 2, 3 is a temperature detector, 4 is a transformer, 5 is a compressor, 6 Represents a condenser, 8 represents a refrigerator, and 9 represents an evaporator.
[0005]
The control circuit 1 includes a temperature detector 1-1, a calculation unit 1-2, and a drive circuit 1-3, and a temperature detector 2 that detects a temperature corresponding to the saturated atmospheric pressure of the refrigerant sucked by the compressor 5; Based on the signal from the temperature detector 3 that detects the temperature corresponding to the saturated vapor pressure of the refrigerant compressed and discharged by the compressor 5, a drive signal having a frequency at which the compressor 5 is driven in a resonance state is output. is there.
[0006]
The operation of the conventional vibration type compressor will be described.
The temperature detector 1-1 converts the signals detected by the temperature detectors 2 and 3 into predetermined electrical signals. The calculation unit 1-2 determines the frequency at which the compressor 5 is driven in a resonance state based on the “temperature corresponding to the suction pressure” and the “temperature corresponding to the discharge pressure” converted into electrical signals by the temperature detectors 2 and 3. A voltage corresponding to is generated.
[0007]
The drive circuit 1-3 supplies a drive signal having a frequency corresponding to the voltage supplied from the arithmetic unit to the transistors TR1 and TR2, and supplies a current from the power source Vcc to the primary winding of the transformer 4. The AC voltage obtained from the secondary winding of the transformer 4 is supplied to the compressor 5 to drive the compressor 5 in a resonance state.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional configuration has an error in the true refrigerant temperature that represents the refrigerant pressure and the temperature detected by the temperature detector, and when the DC input voltage to the drive power generation unit increases due to power supply voltage fluctuation, When the voltage of the drive power supply supplied to the machine becomes high, there is a problem that an overstroke of the piston occurs and the piston valve is damaged.
[0009]
In addition, the spring coefficient of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring fluctuates due to fluctuations in the outside air temperature, power supply voltage, and load, resulting in a problem that the refrigerating capacity is lowered because the piston stroke fluctuates.
[0010]
In addition, since there is an error in the true refrigerant temperature representing the refrigerant pressure and the temperature detected by the temperature detector, the resonance frequency of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring, and the resonance of the electric system that drives the mechanical system There is a problem that the efficiency is further lowered due to the difference in frequency.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the conventional problems and to provide a vibration type compressor that does not cause an overstroke of a piston.
[0012]
It is another object of the present invention to provide a vibration type compressor that does not cause a decrease in efficiency even when the outside air temperature, power supply voltage, and load change.
[0013]
Another object of the present invention is to provide a high-efficiency vibration type compressor that does not cause a difference between the resonance frequency of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring and the resonance frequency of the electrical system that drives the mechanical system. It is.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the vibration type compressor of the present invention includes a cylindrical cylinder provided with a suction valve and a discharge valve, and a cylinder around the cylinder. Magnets and coils arranged opposite to each other A piston connected to the coil and moving axially in the cylinder; a resonance spring connected to the piston; a displacement detector connected to the piston in the axial direction; and a converter circuit for converting AC power into DC power. An inverter circuit that converts direct current to alternating current by switching a transistor or the like and applies a voltage to the coil, and a top dead center position calculating means that calculates the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector When, Stroke calculating means for calculating the stroke of the piston from the piston position signal from the displacement detector, Difference between top dead center position and preset top dead center reference value And the difference between the stroke of the piston and a preset stroke reference value Depending on the output voltage of the inverter circuit Change by inverter control means Is.
[0016]
Further, a top dead center position calculating means for calculating the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector, a stroke calculating means for calculating the stroke of the piston from the piston position signal, a stroke and a preset stroke Inverter control for changing the output voltage amplitude of the inverter circuit according to the difference in the reference value and changing the output voltage DC component of the inverter circuit according to the difference between the top dead center position and a preset top dead center reference value It consists of means.
[0017]
Further, a top dead center position calculating means for calculating the top dead center position from the piston position signal from the displacement detector, a stroke calculating means for calculating the piston stroke from the piston position signal, and an output frequency of the inverter circuit And a frequency comparison means for detecting a frequency difference between the piston position signal and the output voltage amplitude of the inverter circuit in accordance with a difference between the stroke and a preset stroke reference value, and a top dead center position and a preset top dead center. From the inverter control means which eliminates the frequency difference between the output frequency of the inverter circuit and the piston position signal by changing the DC voltage component of the inverter circuit according to the difference of the point reference value and changing the output frequency of the inverter circuit It is composed.
[0018]
[Action]
With this configuration, the piston's top dead center is always adjusted by changing the output voltage of the inverter circuit according to the difference between the top dead center position and the top dead center reference value even when the external temperature, power supply voltage, and load external conditions change. By maintaining the reference position, piston overstroke is not generated.
[0019]
Even when the external temperature, power supply voltage, and external load conditions change, the output voltage amplitude of the inverter circuit is changed according to the deviation between the stroke and the stroke reference value to keep the piston stroke constant. Does not cause a decline in ability.
[0020]
Even when the external condition changes, the output voltage amplitude of the inverter circuit is changed according to the difference between the stroke and the stroke reference value to keep the piston stroke constant, and the top dead center position and the top dead center reference value By changing the output voltage direct current component of the inverter circuit according to the difference and keeping the top dead center at the same position, the piston overstroke and the refrigerating capacity are not reduced.
[0021]
Even when the external condition changes, the output voltage amplitude of the inverter circuit is changed according to the difference between the stroke and the stroke reference value to keep the piston stroke constant, and the top dead center position and the top dead center reference value According to the difference, the output voltage DC component of the inverter circuit is changed to keep the top dead center at the same position, and further, the output frequency of the inverter circuit is changed to change the frequency difference between the output frequency of the inverter circuit and the piston position signal. This eliminates the piston overstroke so that the resonance frequency of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring matches the resonance frequency of the electrical system that drives the mechanical system, so that the compressor is always at the highest efficiency. Can be maintained.
[0022]
【Example】
A vibration type compressor according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0023]
1 is a sectional view of a vibration type compressor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an electric circuit diagram of the embodiment, FIG. 3 is an operation flowchart of the embodiment, and FIG. 4 is an operation time chart of the embodiment. It is.
[0024]
In FIG. 1, a cylindrical cylinder 11 is provided at the center of a vibration type compressor 10, and a permanent magnet 12 is annularly disposed around the cylinder 11. An annular coil 13 is installed between the permanent magnet 12 and the cylinder 11, and moves in the axial direction of the cylinder 11 by acting on the permanent magnet 12.
[0025]
A compression piston 14 is accommodated in the cylinder 11, forms a compression chamber 17 having a suction valve 15 and a discharge valve 16, and is connected to the coil 13 to move in the cylinder 11 in the axial direction. The suction valve 15 and the discharge valve 16 are connected to a suction pipe 18 and a discharge pipe 19, respectively. 20 is a resonance spring, and 21 is a displacement detector composed of an operating transformer or the like connected in the axial direction of the piston 14.
[0026]
A magnetic field is formed between the permanent magnet 12 and the cylinder 11 by the permanent magnet 12, and when an alternating current is supplied to the coil 13 disposed between the permanent magnet 12 and the cylinder 11, the coil 13 vibrates according to the frequency of the supplied alternating current. Thrust is applied to drive the piston 14 connected to the coil 13 in the axial direction.
[0027]
Next, the electric circuit shown in FIG. 2 will be described. Reference numeral 22 denotes a commercial AC power supply, which is connected to an AC input section of a converter circuit 23 that converts AC to DC. The positive side of the electrolytic capacitor 24 and the collectors of the transistors TR1 and TR3 in the inverter circuit 25 are connected to the positive side of the DC output portion of the converter circuit 23. The negative electrode side of the electrolytic capacitor 24 and the emitters of the transistors TR2 and TR4 in the inverter 25 circuit are connected to the negative electrode side of the DC output portion of the converter circuit 23.
[0028]
In the inverter circuit 25, the emitter of TR1 and the collector of TR2 are connected, the emitter of TR3 and the collector of TR4 are connected, and the coil 13 of the vibration type compressor 10 is connected between the emitter of TR1 and the emitter of TR3. Yes. Then, TR1 and TR4 and TR3 and TR2 are paired by a signal from the base drive circuit 26 and are repeatedly turned ON / OFF alternately.
[0029]
Reference numeral 21 denotes a displacement detector composed of an operating transformer or the like connected in the axial direction of the piston 14, and the analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is converted into a digital signal via an A / D converter 27. This is input to the dead point position calculation means 28. The output of the top dead center position calculation circuit 28 is connected to the amplitude control means 30 in the inverter control means 29, and the output of the amplitude control means 30 is connected to the base drive circuit 26.
[0030]
The amplitude control means 30 compares the top dead center position signal from the top dead center position calculation means 28 with a top dead center reference value 31 stored in a memory (not shown) in the inverter control means 29, and is proportional to the difference between the two. The amplifier 32 changes the amplitude of the output voltage to the base drive circuit 26.
[0031]
The operation of the vibration type compressor configured as described above will be described below based on the flowchart of FIG. 3 and the timing chart of FIG.
[0032]
In step 1, the commercial AC power supply 22 is turned on. The electrolytic capacitor 24 is charged via the converter circuit 23 to supply DC power to the inverter circuit 25. An inverter waveform is output from the base drive circuit 26, and TR1 and TR4, TR3 and TR2 of the inverter circuit 25 are paired with each other and repeatedly turned on and off alternately.
[0033]
Electric power converted from direct current to alternating current is supplied from the inverter circuit 25 to the coil 13 of the vibration type compressor 10, the vibration type compressor 10 starts operation, and the piston 14 connected to the coil 13 has the frequency of the supplied alternating current. Accordingly, it vibrates in the axial direction of the cylinder 11 and the refrigerant is compressed in the compression chamber 17.
[0034]
In step 2, the analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is converted into a digital signal via the A / D converter 27 and input to the top dead center position calculating means 28. This signal indicates the upper end position of the piston 14 facing the compression chamber 17, and this is A. A is set to 0 immediately after the power is turned on.
[0035]
Next, at step 3, the top dead center position B which is the maximum value of the upper end position of the piston 14 is calculated in the top dead center position calculating means 28 as shown in the cycle 1a of FIG. In step 4, the amplitude control means 30 in the inverter control means 29 compares the top dead center position B with a preset top dead center reference value C, and the top dead center reference value C is greater than the top dead center position B. If this is the case, the process proceeds to step 5 where the inverter output voltage V is set to a unit voltage E higher than the current output voltage D as shown in the cycle 2b of FIG. 4 according to the difference between the top dead center reference value C and the top dead center position B. Increase by (C-B) times.
[0036]
If the top dead center reference value C and the top dead center position B are the same, the process proceeds to step 6 where the inverter output voltage V holds the current output voltage D.
[0037]
If the top dead center reference value C is smaller than the top dead center position B, the process proceeds to step 7, and the inverter output voltage V is set to the current value according to the difference between the top dead center position B and the top dead center reference value C. It is made smaller than the output voltage D by (BC) times the unit voltage E.
[0038]
Immediately after power-on, steps 2, 3, 4, and 5 are repeated to gradually increase the inverter output voltage. When the inverter output voltage is increased and the piston stroke is increased and the top dead center position B of the piston becomes equal to the top dead center reference value C as shown in the cycle 3a, the process proceeds to step 6 and the inverter output voltage is held at the same voltage. . The same voltage is supplied to the coil 13, and the piston 14 continues to operate stably.
[0039]
When the external conditions change, for example, when the outside air temperature suddenly decreases, the pressure in the compression chamber 17 decreases, and the resonance spring becomes stronger in the balance between the gas spring in the compression chamber 17 and the resonance spring 20, so that the piston position is Move upward. That is, as shown in the cycle 4a, the top dead center position B is larger than the top dead center reference value C.
[0040]
At this time, the process proceeds from step 4 to step 7, and the inverter output voltage V is set to a unit voltage higher than the current output voltage D as shown in the cycle 5a according to the difference between the top dead center position B and the top dead center reference value C. Decrease by (BC) times E.
[0041]
Again, the same voltage is supplied to the coil 13 and the piston 14 continues to operate stably.
[0042]
As described above, the vibration type compressor of the present embodiment has a displacement detector 21 connected in the axial direction of the piston 14, a converter circuit 23 that converts alternating current power into direct current power, and a direct current by switching a transistor and the like. Inverter circuit 25 for converting to alternating current and applying voltage to the coil, top dead center position calculating means 29 for calculating the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector 21, and top dead center position in advance Since it comprises the amplitude control means 30 that changes the output voltage of the inverter circuit 25 in accordance with the difference between the set top dead center reference values, the top dead center position and the top dead center reference value even when the external condition changes. By changing the output voltage of the inverter circuit 25 in accordance with the displacement of the piston 14 and always maintaining the top dead center of the piston 14 at the reference position, the overstroke of the piston 14 is reduced. Not raw.
[0043]
Therefore, the intake valve 15 and the discharge valve 16 in the cylinder 11 are not damaged due to the piston 14 colliding with the upper surface of the cylinder 11.
[0044]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same structure as a 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0045]
FIG. 5 is an electric circuit diagram of the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is an operation flowchart of the embodiment, and FIG. 7 is an operation time chart of the embodiment.
[0046]
The electric circuit shown in FIG. 5 will be described. The analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is converted into a digital signal via the A / D converter 27 and input to the stroke calculation circuit 33. The output of the stroke calculation means 33 is connected to the amplitude control means 30 in the inverter control means 29, and the output of the amplitude control means 30 is connected to the base drive circuit 26.
[0047]
The amplitude control means 30 compares the stroke signal from the stroke calculation circuit 33 with a stroke reference value 34 stored in a memory (not shown) in the inverter control means 29, and outputs it to the base drive circuit 26 in proportion to the difference between the two. The amplifier 35 is configured to change the voltage.
[0048]
The operation of the vibration type compressor configured as described above will be described below based on the flowchart of FIG. 6 and the timing chart of FIG.
[0049]
In step 11, the commercial AC power source 22 is turned on. The electrolytic capacitor 24 is charged via the converter circuit 23 to supply DC power to the inverter circuit 25. An inverter waveform is output from the base drive circuit 26, and TR1 and TR4 and TR3 and TR2 of the inverter circuit 26 are paired with each other and repeatedly turned on and off alternately.
[0050]
Then, electric power obtained by converting direct current into alternating current from the inverter circuit 25 is supplied to the coil 13 of the vibration type compressor 10, the vibration type compressor 10 starts operation, and the piston 14 connected to the coil 13 is supplied with the alternating current. The refrigerant vibrates in the axial direction of the cylinder 11 according to the frequency, and the refrigerant is compressed in the compression chamber 17.
[0051]
In step 12, the analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is converted into a digital signal via the A / D converter 27 and input to the stroke calculation circuit 33. This signal indicates the upper end position of the piston 14 facing the compression chamber 17 and is denoted by A. A is set to 0 immediately after the power is turned on.
[0052]
Next, at step 13, the stroke F of the piston 14 is calculated from the maximum value and the minimum value of the upper end position of the piston 14 as shown in the cycle 11a of FIG.
[0053]
In step 14, the amplitude control means 30 in the inverter control means 29 compares the stroke F with a preset stroke reference value G. If the stroke reference value G is greater than the stroke F, the process proceeds to step 15 where the stroke reference value Depending on the difference between G and stroke F, the inverter output voltage V is made larger than the current output voltage D by (GF) times the unit voltage E as shown in cycle 12b.
[0054]
If the stroke reference value G and the stroke F are the same, the process proceeds to step 16 where the inverter output voltage V holds the current output voltage D.
[0055]
If the stroke reference value G is smaller than the stroke F, the process proceeds to step 17 where the inverter output voltage V is set to a unit voltage higher than the current output voltage D according to the difference between the top dead center position B and the stroke reference value G. Decrease by (FG) times E.
[0056]
Immediately after the power is turned on, the inverter output voltage is gradually increased by repeating steps 12, 13, 14, and 15 repeatedly. When the inverter output voltage increases and the piston stroke increases. As shown in the cycle 13a, when the piston stroke F becomes equal to the stroke reference value G, the routine proceeds to step 16, where the inverter output voltage is held at the same voltage. The same voltage is supplied to the coil 13, and the piston 14 continues to operate stably.
[0057]
When the external conditions change, for example, when the outside air temperature suddenly decreases, the pressure in the compression chamber 17 decreases, and the resonance spring 20 becomes stronger in the balance between the gas spring and the resonance spring 20 in the compression chamber 17. If the voltage is constant, the piston stroke F increases. That is, the stroke F becomes larger than the stroke reference value G as shown in the cycle 14a. At this time, the process proceeds from step 14 to step 17, and the inverter output voltage V is set to the unit voltage E (F−) rather than the current output voltage D as shown in the cycle 15a according to the difference between the stroke F and the stroke reference value G. G) Decrease by a factor of two.
[0058]
Again, the piston 14 continues a stable operation in which the stroke F matches the stroke reference value G.
[0059]
As described above, the vibration type compressor according to the present embodiment corresponds to the stroke calculation means 33 that calculates the stroke of the piston from the piston position signal from the displacement detector 21 and the difference between the stroke F and the preset stroke reference value G. And the amplitude control means 30 for changing the output voltage of the inverter circuit 25, so that the piston can be changed by changing the output voltage of the inverter circuit 25 according to the difference between the stroke and the stroke reference value even when the external condition changes. By constantly maintaining the 14 strokes at a constant value, the refrigeration capacity does not fluctuate.
[0060]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same structure as a 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0061]
FIG. 8 is an electric circuit diagram according to the third embodiment of the present invention, FIG. 9 is an operation flowchart of the embodiment, and FIG. 10 is an operation time chart of the embodiment.
[0062]
The electric circuit shown in FIG. 8 will be described. The analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is converted into a digital signal via the A / D converter 27 and input to the stroke calculation circuit 33 and the top dead center position calculation means 28. The output of the stroke calculation means 33 and the output of the top dead center position calculation means 28 are connected to the amplitude control means 30 in the inverter control means 29, and the output of the amplitude control means 30 is connected to the base drive circuit 26.
[0063]
The amplitude control means 30 compares the stroke signal from the stroke calculation circuit 33 with a stroke reference value 34 stored in a memory (not shown) in the inverter control means 29, and outputs it to the base drive circuit 26 in proportion to the difference between the two. The amplifier 35 for changing the voltage amplitude, the top dead center position signal from the top dead center position calculation circuit 28 and the top dead center reference value 32 stored in the memory (not shown) in the inverter control means 29 are compared, and both are compared. The amplifier 32 is configured to change the output voltage DC component to the base drive circuit 26 in proportion to the difference.
[0064]
The operation of the vibration type compressor configured as described above will be described below based on the flowchart of FIG. 9 and the timing chart of FIG.
[0065]
In step 21, the commercial AC power source 22 is turned on. The electrolytic capacitor 24 is charged via the converter circuit 23 to supply DC power to the inverter circuit 25. An inverter waveform is output from the base drive circuit 26, and TR1 and TR4, TR3 and TR2 of the inverter circuit 25 are paired with each other and repeatedly turned on and off alternately.
[0066]
Then, electric power obtained by converting direct current into alternating current from the inverter circuit 25 is supplied to the coil 13 of the vibration type compressor 10, the vibration type compressor 10 starts operation, and the piston 14 connected to the coil 13 is supplied with the alternating current. The refrigerant vibrates in the axial direction of the cylinder 11 according to the frequency, and the refrigerant is compressed in the compression chamber 17.
[0067]
In step 22, the analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is converted into a digital signal via the A / D converter 27 and input to the stroke calculation circuit 33. This signal indicates the upper end position of the piston 14 facing the compression chamber 17 and is denoted by A. A is set to 0 immediately after the power is turned on.
[0068]
Next, at step 23, the stroke F of the piston 14 is calculated from the maximum value and the minimum value of the upper end position of the piston 14 as shown in the cycle 21a of FIG. In step 24, the amplitude control means 30 in the inverter control means 29 compares the stroke F with a preset stroke reference value G. If the stroke reference value G is greater than the stroke F, the process proceeds to step 25, where the stroke reference value In accordance with the difference between G and stroke F, the inverter output voltage amplitude D is made larger than the current output voltage D by (GF) times the unit voltage E.
[0069]
If the stroke reference value G and the stroke F are the same, the process proceeds to step 26, and the inverter output voltage V holds the current output voltage D.
[0070]
If the stroke reference value G is smaller than the stroke F, the process proceeds to step 27, and the inverter output voltage amplitude is set to a unit voltage E (the current output voltage D is greater than the current output voltage D in accordance with the difference between the stroke F and the stroke reference value G. FG) is reduced by a factor of two.
[0071]
When the external conditions change, for example, when the outside air temperature suddenly decreases, the pressure in the compression chamber 17 decreases, and the resonance spring 20 becomes stronger in the balance between the gas spring and the resonance spring 20 in the compression chamber 17. F increases. That is, as shown in the cycle 22a of FIG. 10, the stroke F becomes larger than the stroke reference value G, and the top dead center position B may exceed the top dead center reference value C at the same time.
[0072]
At this time, the process proceeds from step 24 to step 27, and the inverter output voltage amplitude V is set to (F) of the unit voltage E from the current output voltage amplitude V as shown in the cycle 23b according to the difference between the stroke F and the stroke reference value G. -G) Decrease by a factor of two.
[0073]
Therefore, the piston 14 operates with a stroke equal to the stroke reference value, but the top dead center position B remains above the top dead center reference value C as shown in the cycle 23a.
[0074]
Accordingly, in step 28, the top dead center position B which is the maximum value of the upper end position of the piston 14 is calculated in the top dead center position calculating means 28 as shown in the cycle 23a.
[0075]
In step 29, the amplitude control means 30 in the inverter control means 29 compares the top dead center position B with a preset top dead center reference value C, and the top dead center position B is at the top dead center as shown in cycle 23a. Since it is larger than the point reference value C, the routine proceeds to step 32.
[0076]
As shown in the cycle 24b, the DC component voltage H of the inverter output voltage is set to a unit voltage J (BC) that is higher than the current voltage value H according to the difference between the top dead center position B and the top dead center reference value C. Make it smaller by a factor of two.
[0077]
Again, as shown in cycle 25a, piston 14 continues to operate stably with stroke F equal to stroke reference value G and top dead center position B equal to top dead center reference value C.
[0078]
As described above, the vibration type compressor of this embodiment includes the top dead center position calculating means 29 for calculating the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector 21, and the stroke of the piston from the piston position signal. Stroke calculating means 33 for calculating the output voltage, the output voltage amplitude of the inverter circuit 25 is changed according to the difference between the stroke F and a preset stroke reference value G, and the top dead center position and the preset top dead center reference value. Since the inverter control means 30 changes the DC voltage component of the inverter circuit 25 according to the difference between the output voltage and the output voltage of the inverter circuit 25 according to the difference between the stroke and the stroke reference value even when the external condition changes. By changing the amplitude and constantly maintaining the stroke of the piston 14 at a constant value, the refrigeration capacity does not vary.
[0079]
Further, by changing the DC voltage component of the inverter circuit 25 according to the difference between the top dead center position and the top dead center reference value, the top dead center of the piston 14 is always held at the reference position, so that the overstroke of the piston 14 is also increased. Does not occur. Therefore, the intake valve 15 and the discharge valve 16 in the cylinder 11 are not damaged due to the piston 14 colliding with the upper surface of the cylinder 11.
[0080]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, about the same structure as a 1st Example, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
[0081]
FIG. 11 is an electric circuit diagram of the fourth embodiment of the present invention, FIG. 12 is an operation flowchart of the embodiment, and FIG. 13 is an operation time chart of the embodiment.
[0082]
The electric circuit shown in FIG. 11 will be described. The analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is converted into a digital signal via the A / D converter 27 and input to the stroke calculating means 33 and the top dead center position calculating means 28. The output of the stroke calculation means 33 and the output of the top dead center position calculation means 28 are connected to the amplitude control means 30 in the inverter control means 29, and the output of the amplitude control means 30 is connected to the base drive circuit 26.
[0083]
The amplitude control means 30 compares the stroke signal from the stroke calculation circuit 33 with a stroke reference value 34 stored in a memory (not shown) in the inverter control means 29, and outputs it to the base drive circuit 26 in proportion to the difference between the two. The amplifier 35 for changing the voltage amplitude, the top dead center position signal from the top dead center position calculation means 28 and the top dead center reference value 32 stored in the memory (not shown) in the inverter control means 29 are compared, and both are compared. The amplifier 32 is configured to change the output voltage DC component to the base drive circuit 26 in proportion to the difference.
[0084]
The output frequency f1 of the inverter circuit 25 from the base drive circuit 26 and the operating frequency signal f2 of the piston 14 from the displacement detector 21 are input to the frequency comparison circuit 36. The output of the frequency comparison circuit 36 is input to a frequency control circuit 37 in the inverter control means 29, and the output of the frequency control circuit 37 is connected to the base drive circuit 26.
[0085]
The operation of the vibration type compressor 10 configured as described above will be described below with reference to the flowchart of FIG. 12 and the timing chart of FIG.
[0086]
In the flowchart of FIG. 12, steps 21 to 32 are the same as those of the third embodiment.
[0087]
That is, the commercial AC power supply 22 is turned on at step 21. The electrolytic capacitor 24 is charged via the converter circuit 23 to supply DC power to the inverter circuit 25. An inverter waveform is output from the base drive circuit 26, and TR1 and TR4 and TR3 and TR2 of the inverter circuit 26 are paired with each other and repeatedly turned on and off alternately.
[0088]
Electric power converted from direct current to alternating current is supplied from the inverter circuit 25 to the coil 13 of the vibration type compressor 10, the vibration type compressor 10 starts operation, and the piston 14 connected to the coil 13 has the frequency of the supplied alternating current. Accordingly, it vibrates in the axial direction of the cylinder 11 and the refrigerant is compressed in the compression chamber 17.
[0089]
When the external conditions change, for example, when the outside air temperature suddenly decreases, the pressure in the compression chamber 17 decreases, and the resonance spring 20 becomes stronger in the balance between the gas spring and the resonance spring 20 in the compression chamber 17. F increases. That is, as shown in the cycle 22a of FIG. 10, the stroke F becomes larger than the stroke reference value G, and the top dead center position B may exceed the top dead center reference value C.
[0090]
By the operations from step 21 to step 32, the piston 14 performs a stable operation in which the stroke F is equal to the stroke reference value G and the top dead center position B is equal to the top dead center reference value C as shown in the cycle 25. continue.
[0091]
However, when the external conditions change, for example, when the outside air temperature suddenly decreases, the piston stroke F becomes larger than the stroke reference value G, and the top dead center position B also exceeds the top dead center reference value C. Thus, the frequency of the position signal of the piston 14, that is, the resonance frequency of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring 20 may be different from the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the frequency of the electric system.
[0092]
In step 33, the inverter output frequency signal from the base drive circuit 26 is input to the frequency comparison circuit 36. In step 34, the frequency signal of the analog position signal of the piston 14 from the displacement detector 21 is input to the frequency comparison circuit 36. The
[0093]
Next, in step 35, the frequency comparison circuit 36 outputs the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the frequency f1 of the electric system, and the frequency of the position signal of the piston 14, that is, the resonance frequency f2 of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring 20. In comparison, if the electrical frequency f1 is greater than the mechanical resonance frequency f2, the process proceeds to step 36, and the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the electrical frequency f1 is lowered by 1 Hz.
[0094]
If the electrical frequency f1 and the mechanical resonance frequency f2 are the same, the process proceeds to step 37, and the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the electrical frequency f1, maintains the current frequency f1.
[0095]
If the electrical frequency f1 is greater than the mechanical resonance frequency f2, the process proceeds to step 38, and the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the electrical frequency f1 is increased by 1 Hz.
[0096]
Here, in step 35, the frequency comparison means 36 compares the output frequency f1 of the inverter circuit 25 with the frequency f2 of the position signal of the piston 14, and the output frequency of the inverter circuit 25 as shown in cycle 32a and cycle 32b in FIG. When f1 is higher than the frequency f2 of the position signal of the piston 14, the process proceeds to step 36, and the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the frequency f1 of the electric system is lowered by 1 Hz.
[0097]
In the next cycle, the inverter output frequency signal is input to the frequency comparison circuit 36 again in step 33, and the frequency signal of the analog position signal of the piston 14 is input to the frequency comparison means 36 in step 34.
[0098]
In step 35, the output frequency f1 of the inverter circuit 25 and the frequency f2 of the position signal of the piston 14 are compared. As shown in cycle 3a and cycle 3b of FIG. If it is still larger than the frequency f2 of the position signal, the routine proceeds again to step 36, where the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the frequency f1 of the electrical system is further lowered by 1 Hz.
[0099]
When the frequency f1 of the position signal of the piston 14 becomes equal to the frequency f2 of the position signal of the piston 14 as shown in the cycles 34a and 34b, the process proceeds to step 37, and the output frequency f1 of the inverter circuit 25 is held at the same frequency.
[0100]
Again, as shown in cycle 35a, the piston 14 has the stroke F equal to the stroke reference value G, the top dead center position B equal to the top dead center reference value C, and the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the frequency f1 of the electric system. The frequency of the position signal of the piston 14, that is, the resonance frequency f2 of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring 20, becomes equal, and the highly efficient operation can be performed by fully utilizing the resonance characteristics of the spring system.
[0101]
As described above, the vibration type compressor of this embodiment includes the top dead center position calculating means 29 for calculating the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector 21, and the stroke of the piston from the piston position signal. Stroke calculating means 33 for calculating the frequency, a frequency comparing circuit 36 for detecting the frequency difference between the output frequency of the inverter circuit 25 and the piston position signal, and the inverter circuit 25 according to the difference between the stroke F and a preset stroke reference value G. The output voltage amplitude of the inverter circuit 25 is changed according to the difference between the top dead center position and a preset top dead center reference value, and the output frequency of the inverter circuit is changed. The inverter control means 30 eliminates the frequency difference between the output frequency of the inverter circuit and the piston position signal. Therefore, even when the external condition changes, the output voltage amplitude of the inverter circuit 25 is changed in accordance with the difference between the stroke and the stroke reference value, so that the stroke of the piston 14 is always held at a constant value, thereby causing fluctuations in the refrigerating capacity. There is nothing.
[0102]
Further, by changing the DC voltage component of the inverter circuit 25 according to the difference between the top dead center position and the top dead center reference value, the top dead center of the piston 14 is always held at the reference position, so that the overstroke of the piston 14 is also increased. Does not occur. Therefore, the intake valve 15 and the discharge valve 16 in the cylinder 11 are not damaged due to the piston 14 colliding with the upper surface of the cylinder 11.
[0103]
Further, the output frequency of the inverter circuit 25, that is, the frequency f1 of the electric system, and the frequency of the position signal of the piston 14, that is, the resonance frequency f2 of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring 20, become equal. Highly efficient operation is possible by making full use of it.
[0104]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the displacement detector connected in the axial direction of the piston, the converter circuit that converts alternating current power into direct current power, the direct current is converted into alternating current by switching a transistor and the like, and the voltage is applied to the coil. The top dead center position calculating means for calculating the top dead center position from the piston position signal from the displacement detector, and the difference between the top dead center position and a preset top dead center reference value. Since it comprises amplitude control means for changing the output voltage of the inverter circuit, the output voltage of the inverter circuit can be changed according to the difference between the top dead center position and the top dead center reference value even when the external condition changes. By keeping the top dead center of the piston at the reference position at all times, no piston overstroke occurs. Therefore, the intake valve and the discharge valve in the cylinder are not damaged by the collision of the piston with the upper surface of the cylinder.
[0105]
Further, it comprises stroke calculating means for calculating the piston stroke from the piston position signal from the displacement detector, and amplitude control means for changing the output voltage of the inverter circuit in accordance with the difference between the stroke and a preset stroke reference value. Therefore, even when the external conditions change, the output voltage of the inverter circuit is changed according to the difference between the stroke and the stroke reference value, so that the piston stroke is always kept at the reference position, resulting in fluctuations in the refrigeration capacity. There is no.
[0106]
Further, a top dead center position calculating means for calculating the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector, a stroke calculating means for calculating the stroke of the piston from the piston position signal, a stroke and a preset stroke Inverter control for changing the output voltage amplitude of the inverter circuit according to the difference in the reference value and changing the output voltage DC component of the inverter circuit according to the difference between the top dead center position and a preset top dead center reference value Refrigeration capacity by constantly maintaining the piston stroke at the reference position by changing the output voltage amplitude of the inverter circuit according to the difference between the stroke and the stroke reference value even when external conditions change No fluctuations occur. Further, by changing the DC voltage component of the inverter circuit in accordance with the difference between the top dead center position and the top dead center reference value, the piston top dead center is always held at the reference position, so that the piston overstroke does not occur. Therefore, the intake valve and the discharge valve in the cylinder are not damaged by the collision of the piston with the cylinder upper surface.
[0107]
Further, a top dead center position calculating means for calculating the piston top dead center position from the piston position signal from the displacement detector, a stroke calculating means for calculating the piston stroke from the piston position signal, and an output frequency of the inverter circuit A frequency comparison circuit for detecting a frequency difference of the piston position signal, and changing an output voltage amplitude of the inverter circuit according to a difference between a stroke and a preset stroke reference value, and a top dead center position and a preset top dead center From the inverter control means that eliminates the frequency difference between the output frequency of the inverter circuit and the piston position signal by changing the output voltage DC component of the inverter circuit according to the difference in the reference value and changing the output frequency of the inverter circuit The difference between the stroke and stroke reference value even when external conditions change Depending By varying the output voltage amplitude of the inverter circuit for holding the stroke of the piston at all times to the reference location, the does not occur a variation of refrigerating capacity. Further, by changing the DC voltage component of the inverter circuit in accordance with the difference between the top dead center position and the top dead center reference value, the piston top dead center is always held at the reference position, so that the piston overstroke does not occur. Therefore, the intake valve and the discharge valve in the cylinder are not damaged by the collision of the piston with the cylinder upper surface.
[0108]
Further, the output frequency of the inverter circuit, that is, the frequency f1 of the electric system is equal to the frequency of the piston position signal, that is, the resonance frequency f2 of the mechanical system formed by the refrigerant gas and the resonance spring, and the resonance characteristics of the spring system are fully utilized. Highly efficient operation is possible, and the compressor can always be maintained at the highest efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a vibration type compressor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an electric circuit diagram of the apparatus.
FIG. 3 is an operation flowchart of the apparatus.
FIG. 4 is an operation timing chart of the apparatus.
FIG. 5 is an electric circuit diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an operation flowchart of the apparatus.
FIG. 7 is an operation timing chart of the apparatus.
FIG. 8 is an electric circuit diagram of a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an operation flowchart of the apparatus.
FIG. 10 is an operation timing chart of the apparatus.
FIG. 11 is an electric circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an operation flowchart of the apparatus.
FIG. 13 is an operation timing chart of the apparatus.
FIG. 14 is a block diagram of a conventional vibration type compressor.
[Explanation of symbols]
10 Vibrating compressor
11 cylinders
12 Magnet
13 coils
14 Piston
15 Suction valve
16 Discharge valve
21 Displacement detector
23 Converter circuit
25 Inverter circuit
28 Top dead center position calculation means
29 Inverter control means
33 Stroke calculation means
36 Frequency comparison means

Claims

吸入弁と吐出弁が設けられた筒状体のシリンダと、前記シリンダの周囲に相互に対向して配置された磁石およびコイルと、前記コイルに連結され前記シリンダ内を軸方向に移動するピストンと、前記ピストンに連結した共振バネと、前記ピストンの軸方向に連結した変位検知器と、交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、トランジスタ等をスイッチングすることによって直流を交流に変換し前記コイルに電圧印加するインバータ回路と、前記変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、前記変位検知器からのピストン位置信号から前記ピストンのストロークを演算するストローク演算手段とを備え、前記ピストンの上死点位置と予め設定した上死点基準値の差および前記ピストンのストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧をインバータ制御手段により変化させる振動型圧縮機。A cylindrical cylinder provided with a suction valve and a discharge valve; a magnet and a coil arranged opposite to each other around the cylinder; and a piston connected to the coil and moving axially in the cylinder; A resonance spring connected to the piston, a displacement detector connected in the axial direction of the piston, a converter circuit for converting alternating current power into direct current power, and switching a transistor to convert direct current into alternating current An inverter circuit for applying a voltage to the piston, a top dead center position calculating means for calculating a top dead center position from the piston position signal from the displacement detector, and a stroke of the piston from the piston position signal from the displacement detector. a stroke calculator for calculating the difference between the preset upper dead point reference value and the top dead center position of said piston and said piston Vibrating compressor be changed by inverter control means an output voltage of the inverter circuit in accordance with the difference between the preset stroke reference value and the stroke.

変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段と、同ストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧直流成分を変化させるインバータ制御手段とを備えた請求項１記載の振動型圧縮機。 Top dead center position calculating means for calculating the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector, stroke calculating means for calculating the piston stroke from the piston position signal, and the stroke and a preset stroke reference Inverter control means for changing the output voltage amplitude of the inverter circuit in accordance with the difference in value and changing the output voltage DC component of the inverter circuit in accordance with the difference between the top dead center position and a preset top dead center reference value The vibration type compressor according to claim 1, further comprising:

変位検知器からのピストン位置信号からピストンの上死点位置を演算する上死点位置演算手段と、同ピストン位置信号からピストンのストロークを演算するストローク演算手段と、前記インバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差を検出する周波数比較手段と、同ストロークと予め設定したストローク基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧振幅を変化させると共に、上死点位置と予め設定した上死点基準値の差に応じて前記インバータ回路の出力電圧直流成分を変化させ、かつ前記インバータ回路の出力周波数を変化させることによりインバータ回路の出力周波数とピストン位置信号の周波数差をなくすインバータ制御手段とを備えた請求項１記載の振動型圧縮機。Top dead center position calculating means for calculating the top dead center position of the piston from the piston position signal from the displacement detector, stroke calculating means for calculating the stroke of the piston from the piston position signal, the output frequency of the inverter circuit and the piston Frequency comparison means for detecting the frequency difference of the position signal, and the output voltage amplitude of the inverter circuit is changed according to the difference between the same stroke and a preset stroke reference value, and the top dead center position and the preset top dead center Inverter control means for eliminating the frequency difference between the output frequency of the inverter circuit and the piston position signal by changing the output voltage DC component of the inverter circuit according to the difference in the reference value and changing the output frequency of the inverter circuit. The vibration type compressor according to claim 1 provided.