JPH09126147A - リニアコンプレッサの駆動装置 - Google Patents
リニアコンプレッサの駆動装置Info
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- JPH09126147A JPH09126147A JP7281354A JP28135495A JPH09126147A JP H09126147 A JPH09126147 A JP H09126147A JP 7281354 A JP7281354 A JP 7281354A JP 28135495 A JP28135495 A JP 28135495A JP H09126147 A JPH09126147 A JP H09126147A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷が変動してもピストンのストロークを一
定に保つことができるリニアコンプレッサの駆動装置を
提供する。 【解決手段】 コンピュータ５の速度推定部６は、電圧
検出装置３および電流検出装置４によって検出されたイ
ンバータ２の出力電圧ｅおよび駆動電力ｉに基づいてピ
ストン３２の速度ｖを検出する。速度制御部８は、検出
速度ｖが速度指令部７から出力された指令速度ｖs に一
致するようにインバータ２の出力電圧ｅを制御する。
定に保つことができるリニアコンプレッサの駆動装置を
提供する。 【解決手段】 コンピュータ５の速度推定部６は、電圧
検出装置３および電流検出装置４によって検出されたイ
ンバータ２の出力電圧ｅおよび駆動電力ｉに基づいてピ
ストン３２の速度ｖを検出する。速度制御部８は、検出
速度ｖが速度指令部７から出力された指令速度ｖs に一
致するようにインバータ２の出力電圧ｅを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はリニアコンプレッ
サの駆動装置に関し、特に、リニアモータによってピス
トンをシリンダ内で往復運動させ圧縮ガスを生成するリ
ニアコンプレッサの駆動装置に関する。
サの駆動装置に関し、特に、リニアモータによってピス
トンをシリンダ内で往復運動させ圧縮ガスを生成するリ
ニアコンプレッサの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷蔵庫のような冷却装置において
膨張した冷媒ガスを圧縮する機構としてリニアコンプレ
ッサの開発が進められている。
膨張した冷媒ガスを圧縮する機構としてリニアコンプレ
ッサの開発が進められている。
【０００３】図８は、従来のリニアコンプレッサ３０の
構成を示す断面図である。図８において、このリニアコ
ンプレッサ３０は、シリンダ３１と、シリンダ３１内に
往復動自在に嵌挿されたピストン３２と、ピストン３２
のヘッドに面して形成された圧縮室３３と、圧縮室３３
内のガス圧に応じて開閉する吸込バルブ３４および吐出
バルブ３５とを備える。
構成を示す断面図である。図８において、このリニアコ
ンプレッサ３０は、シリンダ３１と、シリンダ３１内に
往復動自在に嵌挿されたピストン３２と、ピストン３２
のヘッドに面して形成された圧縮室３３と、圧縮室３３
内のガス圧に応じて開閉する吸込バルブ３４および吐出
バルブ３５とを備える。
【０００４】また、このリニアコンプレッサ３０は、ピ
ストン３２を往復動させるためのリニアモータ３６と、
ピストン３２を往復動自在に支持するためのピストンば
ね４１とを備える。リニアモータ３６は、円筒状の継鉄
部３７と、巻回されたコイルを有する固定子３８，３９
と、円筒状の永久磁石を有する可動体４０とを含む。継
鉄部３７は、シリンダ３１と同心に設けられ、その一端
はシリンダ３１の一端に接合される。固定子３８はシリ
ンダ３１の外周壁に設けられ、固定子３９は継鉄部３７
の内周壁に設けられる。可動体４０は、固定子３８と３
９の間に往復動自在に挿入され、その一端はピストン３
２の一端に接合される。ピストンばね４１の周辺部は継
鉄部３７の他端面に固定され、その中央部４１ａはピス
トン３２の一端に固定される。
ストン３２を往復動させるためのリニアモータ３６と、
ピストン３２を往復動自在に支持するためのピストンば
ね４１とを備える。リニアモータ３６は、円筒状の継鉄
部３７と、巻回されたコイルを有する固定子３８，３９
と、円筒状の永久磁石を有する可動体４０とを含む。継
鉄部３７は、シリンダ３１と同心に設けられ、その一端
はシリンダ３１の一端に接合される。固定子３８はシリ
ンダ３１の外周壁に設けられ、固定子３９は継鉄部３７
の内周壁に設けられる。可動体４０は、固定子３８と３
９の間に往復動自在に挿入され、その一端はピストン３
２の一端に接合される。ピストンばね４１の周辺部は継
鉄部３７の他端面に固定され、その中央部４１ａはピス
トン３２の一端に固定される。
【０００５】ピストン３２は、ピストン３２および可動
体４０の重量、圧縮室３３内のガスの圧力変動に基づく
ガスばねのばね定数、ピストンばね４１のばね定数など
から定まる共振周波数Ｆｃを有する。共振周波数Ｆｃ
は、ピストンばね４１のばね定数を調整することにより
たとえば商用電力の周波数に設定される。リニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルには、図示しない交流
電源より共振周波数Ｆｃの一定の交流電圧が印加され
る。
体４０の重量、圧縮室３３内のガスの圧力変動に基づく
ガスばねのばね定数、ピストンばね４１のばね定数など
から定まる共振周波数Ｆｃを有する。共振周波数Ｆｃ
は、ピストンばね４１のばね定数を調整することにより
たとえば商用電力の周波数に設定される。リニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルには、図示しない交流
電源より共振周波数Ｆｃの一定の交流電圧が印加され
る。
【０００６】なお、これらの部品３１〜４１は、防音・
防振のためマウントばね４２を介してケーシング４３内
に収容される。
防振のためマウントばね４２を介してケーシング４３内
に収容される。
【０００７】次に、このリニアコンプレッサ３０の動作
について説明する。前記交流電源によってリニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルに交流電圧を印加して
電流を流すと、その電流の方向に応じた方向の電磁力が
可動体４０の永久磁石に作用し、可動体４０およびピス
トン３２が往復動する。このピストン３２の往復動によ
り、膨張ガスが吸込バルブ３４を介して圧縮室３３内に
吸い込まれ、圧縮室３３内で生成された圧縮ガスが吐出
バルブ３５を介して吐出される。
について説明する。前記交流電源によってリニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルに交流電圧を印加して
電流を流すと、その電流の方向に応じた方向の電磁力が
可動体４０の永久磁石に作用し、可動体４０およびピス
トン３２が往復動する。このピストン３２の往復動によ
り、膨張ガスが吸込バルブ３４を介して圧縮室３３内に
吸い込まれ、圧縮室３３内で生成された圧縮ガスが吐出
バルブ３５を介して吐出される。
【０００８】圧縮ガスは、冷却装置の熱交換器から熱を
吸収して膨張し、熱交換器を介して被冷却物を冷却させ
る。
吸収して膨張し、熱交換器を介して被冷却物を冷却させ
る。
【０００９】このように、リニアコンプレッサ３０で
は、リニアモータ３６によってピストン３２が直接駆動
されるので、動力源の回転運動がクランク機構などによ
ってピストンの往復運動に変換される回転式のコンプレ
ッサに比べて、エネルギー損失が少なくて済み、装置の
小型化が可能となる。
は、リニアモータ３６によってピストン３２が直接駆動
されるので、動力源の回転運動がクランク機構などによ
ってピストンの往復運動に変換される回転式のコンプレ
ッサに比べて、エネルギー損失が少なくて済み、装置の
小型化が可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のリニア
コンプレッサ３０には以下のような問題があった。すな
わち、冷却装置の熱負荷が定格よりも低くなって膨張ガ
スおよび圧縮ガスの圧力がともに低下した場合、ピスト
ン３２のストロークが可動範囲を超えて大きくなり、装
置が破損する恐れがあった。逆に、冷却装置の熱負荷が
定格よりも高くなって膨張ガスおよび圧縮ガスの圧力が
ともに上昇した場合、ピストン３２のストロークが小さ
くなり十分な冷却能力が得られなかった。したがって、
従来のリニアコンプレッサ３０は、使用可能な負荷の範
囲が狭かった。
コンプレッサ３０には以下のような問題があった。すな
わち、冷却装置の熱負荷が定格よりも低くなって膨張ガ
スおよび圧縮ガスの圧力がともに低下した場合、ピスト
ン３２のストロークが可動範囲を超えて大きくなり、装
置が破損する恐れがあった。逆に、冷却装置の熱負荷が
定格よりも高くなって膨張ガスおよび圧縮ガスの圧力が
ともに上昇した場合、ピストン３２のストロークが小さ
くなり十分な冷却能力が得られなかった。したがって、
従来のリニアコンプレッサ３０は、使用可能な負荷の範
囲が狭かった。
【００１１】それゆえに、この発明の主たる目的は、負
荷が変動してもピストンのストロークを一定に保つこと
ができるリニアコンプレッサの駆動装置を提供すること
である。
荷が変動してもピストンのストロークを一定に保つこと
ができるリニアコンプレッサの駆動装置を提供すること
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の第１のリニア
コンプレッサの駆動装置は、リニアモータによってシリ
ンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリ
ニアコンプレッサの駆動装置であって、前記リニアモー
タに駆動電力を供給するための出力電圧の制御が可能な
交流電源、前記交流電源の出力電圧を検出するための電
圧検出手段、前記交流電源から前記リニアモータに流れ
る電流を検出するための電流検出手段、前記電圧検出手
段と前記電流検出手段の検出結果に基づいて前記ピスト
ンの速度を検出する速度検出手段、前記ピストンの速度
を指令する速度指令手段、および前記速度検出手段によ
って検出された検出速度が前記速度指令手段によって指
令された指令速度に一致するように前記交流電源の出力
電圧を制御する制御手段を備えたことを特徴としてい
る。
コンプレッサの駆動装置は、リニアモータによってシリ
ンダ内でピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリ
ニアコンプレッサの駆動装置であって、前記リニアモー
タに駆動電力を供給するための出力電圧の制御が可能な
交流電源、前記交流電源の出力電圧を検出するための電
圧検出手段、前記交流電源から前記リニアモータに流れ
る電流を検出するための電流検出手段、前記電圧検出手
段と前記電流検出手段の検出結果に基づいて前記ピスト
ンの速度を検出する速度検出手段、前記ピストンの速度
を指令する速度指令手段、および前記速度検出手段によ
って検出された検出速度が前記速度指令手段によって指
令された指令速度に一致するように前記交流電源の出力
電圧を制御する制御手段を備えたことを特徴としてい
る。
【００１３】このリニアコンプレッサの駆動装置では、
交流電源の出力電圧と交流電源からリニアモータに流れ
る電流とが検出され、これらの検出結果に基づいてピス
トンの速度が検出される。そして、その検出速度が速度
指令手段によって指令された指令速度に一致するように
交流電源の出力電圧が制御される。したがって、負荷が
変動してもピストンの速度は指令速度に保持され、ピス
トンのストロークが一定に保持される。
交流電源の出力電圧と交流電源からリニアモータに流れ
る電流とが検出され、これらの検出結果に基づいてピス
トンの速度が検出される。そして、その検出速度が速度
指令手段によって指令された指令速度に一致するように
交流電源の出力電圧が制御される。したがって、負荷が
変動してもピストンの速度は指令速度に保持され、ピス
トンのストロークが一定に保持される。
【００１４】また、この発明の第２のリニアコンプレッ
サの駆動装置は、リニアモータによってシリンダ内でピ
ストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプ
レッサの駆動装置であって、前記リニアモータに駆動電
力を供給するための出力電圧の制御が可能な交流電源、
前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を
検出するための電流検出手段、前記電圧検出手段と前記
電流検出手段の検出結果に基づいて前記ピストンの前記
シリンダ内における位置を検出する位置検出手段、前記
ピストンの前記シリンダ内における位置を指令する位置
指令手段、および前記位置検出手段によって検出された
検出位置が前記位置指令手段によって指令された指令位
置に一致するように前記交流電源の出力電圧を制御する
制御手段を備えたことを特徴としている。
サの駆動装置は、リニアモータによってシリンダ内でピ
ストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプ
レッサの駆動装置であって、前記リニアモータに駆動電
力を供給するための出力電圧の制御が可能な交流電源、
前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を
検出するための電流検出手段、前記電圧検出手段と前記
電流検出手段の検出結果に基づいて前記ピストンの前記
シリンダ内における位置を検出する位置検出手段、前記
ピストンの前記シリンダ内における位置を指令する位置
指令手段、および前記位置検出手段によって検出された
検出位置が前記位置指令手段によって指令された指令位
置に一致するように前記交流電源の出力電圧を制御する
制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】このリニアコンプレッサの駆動装置では、
交流電源の出力電圧と交流電源からリニアモータに流れ
る電流とが検出され、これらの検出結果に基づいてピス
トンのシリンダ内における位置が検出される。そして、
その検出位置が位置指令手段によって指令された指令位
置に一致するように交流電源の出力電圧が制御される。
したがって、負荷が変動してもピストンの位置は指令位
置に保持され、ピストンのストロークが一定に保持され
る。
交流電源の出力電圧と交流電源からリニアモータに流れ
る電流とが検出され、これらの検出結果に基づいてピス
トンのシリンダ内における位置が検出される。そして、
その検出位置が位置指令手段によって指令された指令位
置に一致するように交流電源の出力電圧が制御される。
したがって、負荷が変動してもピストンの位置は指令位
置に保持され、ピストンのストロークが一定に保持され
る。
【００１６】また、好ましくは、前記位置検出手段は、
前記電圧検出手段と前記電流検出手段の検出結果に基づ
いて前記ピストンの速度を検出する速度検出手段、およ
び前記速度検出手段によって検出された前記ピストンの
速度を積分して前記ピストンの前記シリンダ内における
位置を求める積分手段を含む。これにより、位置検出手
段が容易に構成される。
前記電圧検出手段と前記電流検出手段の検出結果に基づ
いて前記ピストンの速度を検出する速度検出手段、およ
び前記速度検出手段によって検出された前記ピストンの
速度を積分して前記ピストンの前記シリンダ内における
位置を求める積分手段を含む。これにより、位置検出手
段が容易に構成される。
【００１７】
［実施の形態１］図１は、この発明の実施の形態１によ
るリニアコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック
図である。
るリニアコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック
図である。
【００１８】図１において、このリニアコンプレッサの
駆動装置は、直流電源１、インバータ２、電圧検出装置
３、電流検出装置４およびコンピュータ５を備え、コン
ピュータ５は、速度推定部６、速度指令部７および速度
制御部８を含む。
駆動装置は、直流電源１、インバータ２、電圧検出装置
３、電流検出装置４およびコンピュータ５を備え、コン
ピュータ５は、速度推定部６、速度指令部７および速度
制御部８を含む。
【００１９】直流電源１は、所定の直流電圧をインバー
タ２に出力する。インバータ２は、直流電源１から入力
された直流電圧を、コンピュータ５の速度制御部８から
与えられた電圧制御信号φe に応じた電圧ｅでピストン
３２の共振周波数Ｆｃに等しい周波数の交流電圧に変換
する。インバータ２の出力電圧ｅはリニアコンプレッサ
３０のリニアモータ３６のコイルに印加される。
タ２に出力する。インバータ２は、直流電源１から入力
された直流電圧を、コンピュータ５の速度制御部８から
与えられた電圧制御信号φe に応じた電圧ｅでピストン
３２の共振周波数Ｆｃに等しい周波数の交流電圧に変換
する。インバータ２の出力電圧ｅはリニアコンプレッサ
３０のリニアモータ３６のコイルに印加される。
【００２０】電圧検出装置３は、インバータ２の出力電
圧ｅを検出し、検出値ｅをデジタル信号に変換してコン
ピュータ５の速度推定部６に与える。電流検出装置４
は、インバータ２からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流ｉを検出し、検出値ｉをデジタル信号に変換してコ
ンピュータ５の速度推定部６に与える。
圧ｅを検出し、検出値ｅをデジタル信号に変換してコン
ピュータ５の速度推定部６に与える。電流検出装置４
は、インバータ２からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流ｉを検出し、検出値ｉをデジタル信号に変換してコ
ンピュータ５の速度推定部６に与える。
【００２１】コンピュータ５の速度推定部６は、電圧検
出装置３および電流検出装置４からのデジタル信号に基
づいて、リニアコンプレッサ３０のピストン３２の速度
ｖを検出し、検出値ｖを速度制御部８に与える。速度指
令部７は、振幅制御可能な正弦波発生器を含み、その正
弦波発生器で生成された指令速度ｖs を速度制御部８に
与える。指令速度ｖs は、ピストン３２の動作パターン
（ストロークと周期）から予め定められている。
出装置３および電流検出装置４からのデジタル信号に基
づいて、リニアコンプレッサ３０のピストン３２の速度
ｖを検出し、検出値ｖを速度制御部８に与える。速度指
令部７は、振幅制御可能な正弦波発生器を含み、その正
弦波発生器で生成された指令速度ｖs を速度制御部８に
与える。指令速度ｖs は、ピストン３２の動作パターン
（ストロークと周期）から予め定められている。
【００２２】コンピュータ５の速度制御部８は、速度推
定部６から与えられた検出速度ｖの振幅が速度指令部７
から与えられた指令速度ｖs の振幅に一致するように、
電圧制御信号φe をインバータ２に与えてインバータ２
の出力電圧ｅを制御する。すなわち、速度制御部８は、
図２（ａ）に示すように検出速度ｖの振幅が指令速度ｖ
s の振幅よりも小さいときは、図２（ｂ）に示すように
インバータ２の出力電圧ｅの振幅を増大させる。逆に、
速度制御部８は、検出速度ｖの振幅が指令速度ｖs の振
幅よりも大きいときは、インバータ２の出力電圧ｅの振
幅を減少させる。
定部６から与えられた検出速度ｖの振幅が速度指令部７
から与えられた指令速度ｖs の振幅に一致するように、
電圧制御信号φe をインバータ２に与えてインバータ２
の出力電圧ｅを制御する。すなわち、速度制御部８は、
図２（ａ）に示すように検出速度ｖの振幅が指令速度ｖ
s の振幅よりも小さいときは、図２（ｂ）に示すように
インバータ２の出力電圧ｅの振幅を増大させる。逆に、
速度制御部８は、検出速度ｖの振幅が指令速度ｖs の振
幅よりも大きいときは、インバータ２の出力電圧ｅの振
幅を減少させる。
【００２３】図３は、図１に示したリニアコンプレッサ
の駆動装置の動作を示すブロック線図である。このブロ
ック線図に従って、リニアコンプレッサの駆動装置の動
作について説明する。
の駆動装置の動作を示すブロック線図である。このブロ
ック線図に従って、リニアコンプレッサの駆動装置の動
作について説明する。
【００２４】インバータ２からリニアコンプレッサ３０
に電圧ｅが印加されると、リニアコンプレッサ３０のリ
ニアモータ３６のコイルが有するインダクタンスＬ、容
量値Ｃおよび抵抗値Ｒに応じた電流ｉがインバータ２か
らリニアコンプレッサ３０に流れ、電流ｉに比例した力
ｋｆｉが発生する。この力ｋｆｉと、ピストン３２およ
び可動体４０の質量と、圧縮室３３内のガス圧に基づく
ガスばねおよびピストンばね４１のばね定数とによりピ
ストン３２の速度ｖが決まり、速度ｖに比例した電圧ｋ
ｆｖがリニアモータ３６のコイルに負帰還される。した
がって、リニアモータ３６のコイルに流れる電流ｉは、
ピストン３２の速度ｖが大きくなって負帰還される誘起
電圧ｋｆｖが大きくなると小さくなる。
に電圧ｅが印加されると、リニアコンプレッサ３０のリ
ニアモータ３６のコイルが有するインダクタンスＬ、容
量値Ｃおよび抵抗値Ｒに応じた電流ｉがインバータ２か
らリニアコンプレッサ３０に流れ、電流ｉに比例した力
ｋｆｉが発生する。この力ｋｆｉと、ピストン３２およ
び可動体４０の質量と、圧縮室３３内のガス圧に基づく
ガスばねおよびピストンばね４１のばね定数とによりピ
ストン３２の速度ｖが決まり、速度ｖに比例した電圧ｋ
ｆｖがリニアモータ３６のコイルに負帰還される。した
がって、リニアモータ３６のコイルに流れる電流ｉは、
ピストン３２の速度ｖが大きくなって負帰還される誘起
電圧ｋｆｖが大きくなると小さくなる。
【００２５】インバータ２の出力電圧ｅとリニアモータ
３６のコイルに流れる電流ｉとがコンピュータ５の速度
推定部６に与えられ、これらの値ｅ，ｉと予め測定され
ているリニアモータ３６のコイルのインピーダンスとか
らピストン３２の速度ｖが次式に基づいて算出される。
３６のコイルに流れる電流ｉとがコンピュータ５の速度
推定部６に与えられ、これらの値ｅ，ｉと予め測定され
ているリニアモータ３６のコイルのインピーダンスとか
らピストン３２の速度ｖが次式に基づいて算出される。
【００２６】
【数１】
【００２７】算出された検出速度ｖと速度指令部７から
出力された指令速度ｖs とが速度制御部８に与えられ
る。指令速度ｖs は指令電圧ｅs に変換され、指令速度
ｖs に検出速度ｖが一致するように指令電圧ｅs に制御
電圧ｅc が加算される。指令電圧ｅs に制御電圧ｅc を
加算した電圧がインバータ２の出力電圧ｅとなる。
出力された指令速度ｖs とが速度制御部８に与えられ
る。指令速度ｖs は指令電圧ｅs に変換され、指令速度
ｖs に検出速度ｖが一致するように指令電圧ｅs に制御
電圧ｅc が加算される。指令電圧ｅs に制御電圧ｅc を
加算した電圧がインバータ２の出力電圧ｅとなる。
【００２８】この実施の形態においては、リニアコンプ
レッサ３０のピストン３２の速度ｖが予め定められた指
令速度ｖs に常に一致するように制御されるので、負荷
が変動してもピストン３２のストロークは一定に保たれ
る。したがって、冷却装置の熱負荷が定格より低くなっ
てもピストン３２のストロークが大きくなって装置が破
損することがなく、熱負荷が定格より高くなってもピス
トン３２のストロークが小さくなって冷却能力が低下す
ることはない。よって、リニアコンプレッサ３０を広範
囲に変動する負荷に対しても使用することが可能とな
る。
レッサ３０のピストン３２の速度ｖが予め定められた指
令速度ｖs に常に一致するように制御されるので、負荷
が変動してもピストン３２のストロークは一定に保たれ
る。したがって、冷却装置の熱負荷が定格より低くなっ
てもピストン３２のストロークが大きくなって装置が破
損することがなく、熱負荷が定格より高くなってもピス
トン３２のストロークが小さくなって冷却能力が低下す
ることはない。よって、リニアコンプレッサ３０を広範
囲に変動する負荷に対しても使用することが可能とな
る。
【００２９】なお、この実施の形態では、コンピュータ
５の速度制御部８は、検出速度ｖの振幅が指令速度ｖs
の振幅に一致するようにインバータ２の出力電圧ｅの振
幅を制御したが、これに限るものではなく、検出速度ｖ
が指令速度ｖs に一致するように制御するのであればど
のように制御してもよい。たとえば、指令速度ｖs と検
出速度ｖの偏差に応じて、インバータ２の出力電圧ｅを
リアルタイムで制御してもよい。
５の速度制御部８は、検出速度ｖの振幅が指令速度ｖs
の振幅に一致するようにインバータ２の出力電圧ｅの振
幅を制御したが、これに限るものではなく、検出速度ｖ
が指令速度ｖs に一致するように制御するのであればど
のように制御してもよい。たとえば、指令速度ｖs と検
出速度ｖの偏差に応じて、インバータ２の出力電圧ｅを
リアルタイムで制御してもよい。
【００３０】［実施の形態２］図４は、この発明の実施
の形態２によるリニアコンプレッサの駆動装置の構成を
示すブロック図である。
の形態２によるリニアコンプレッサの駆動装置の構成を
示すブロック図である。
【００３１】図４において、このリニアコンプレッサの
駆動装置は、直流電源１、インバータ２、電圧検出装置
３、電流検出装置４およびコンピュータ１０を備え、コ
ンピュータ１０は、速度推定部１１、位置推定部１２、
位置指令部１３、速度指令部１４および速度制御部１５
を含む。直流電源１、インバータ２、電圧検出装置３お
よび電流検出装置４については、図１で説明したものと
同じであるので説明は省略される。
駆動装置は、直流電源１、インバータ２、電圧検出装置
３、電流検出装置４およびコンピュータ１０を備え、コ
ンピュータ１０は、速度推定部１１、位置推定部１２、
位置指令部１３、速度指令部１４および速度制御部１５
を含む。直流電源１、インバータ２、電圧検出装置３お
よび電流検出装置４については、図１で説明したものと
同じであるので説明は省略される。
【００３２】コンピュータ１０の速度推定部１１は、電
圧検出装置３および電流検出装置４からのデジタル信号
に基づいて、リニアコンプレッサ３０のピストン３２の
速度ｖを検出し、検出値ｖを位置推定部１２に与える。
位置推定部１２は、検出速度ｖを積分することによって
ピストン３２のシリンダ３１内における位置ｘを検出す
る。なお、図５に示すように、検出速度ｖおよび検出位
置ｘは正弦波となり、検出位置ｘは検出速度ｖよりも９
０°位相が遅れる。また、検出速度ｘの振幅からピスト
ン３２のストロークがわかる。
圧検出装置３および電流検出装置４からのデジタル信号
に基づいて、リニアコンプレッサ３０のピストン３２の
速度ｖを検出し、検出値ｖを位置推定部１２に与える。
位置推定部１２は、検出速度ｖを積分することによって
ピストン３２のシリンダ３１内における位置ｘを検出す
る。なお、図５に示すように、検出速度ｖおよび検出位
置ｘは正弦波となり、検出位置ｘは検出速度ｖよりも９
０°位相が遅れる。また、検出速度ｘの振幅からピスト
ン３２のストロークがわかる。
【００３３】位置指令部１３は、振幅制御が可能な正弦
波発生器を含み、その正弦波発生器で生成された指令位
置ｘs を速度指令部１４に与える。指令位置ｘs は、ピ
ストン３２の動作パターン（ストロークと周期）から予
め定められている。
波発生器を含み、その正弦波発生器で生成された指令位
置ｘs を速度指令部１４に与える。指令位置ｘs は、ピ
ストン３２の動作パターン（ストロークと周期）から予
め定められている。
【００３４】速度指令部１４は、位置推定部１２から与
えられた検出位置ｘの振幅が位置指令部１３から与えら
れた指令位置ｘs の振幅に一致するように指令速度ｖs
の振幅を調整して指令速度ｖs を速度制御部１５に与え
る。すなわち、速度指令部１４は、図６（ａ）に示すよ
うに検出位置ｘの振幅が指令位置ｘs の振幅よりも小さ
いときは、図６（ｂ）に示すように指令速度ｖs の振幅
を増大させる。逆に、速度指令部１４は、検出位置ｘの
振幅が指令位置ｘs の振幅よりも大きいときは、指令速
度ｖs の振幅を減少させる。
えられた検出位置ｘの振幅が位置指令部１３から与えら
れた指令位置ｘs の振幅に一致するように指令速度ｖs
の振幅を調整して指令速度ｖs を速度制御部１５に与え
る。すなわち、速度指令部１４は、図６（ａ）に示すよ
うに検出位置ｘの振幅が指令位置ｘs の振幅よりも小さ
いときは、図６（ｂ）に示すように指令速度ｖs の振幅
を増大させる。逆に、速度指令部１４は、検出位置ｘの
振幅が指令位置ｘs の振幅よりも大きいときは、指令速
度ｖs の振幅を減少させる。
【００３５】図７は、図４に示したリニアコンプレッサ
の駆動装置の動作を示すブロック線図である。このブロ
ック線図に従って、リニアコンプレッサの駆動装置の動
作について説明する。リニアコンプレッサ３０の動作に
ついては、図３で説明したとおりである。
の駆動装置の動作を示すブロック線図である。このブロ
ック線図に従って、リニアコンプレッサの駆動装置の動
作について説明する。リニアコンプレッサ３０の動作に
ついては、図３で説明したとおりである。
【００３６】インバータ２の出力電圧ｅとリニアモータ
３６のコイルに流れる電流ｉとがコンピュータ１０の速
度推定部１１に与えられ、これらの値ｅ，ｉと予め測定
されているリニアモータ３６のコイルのインピーダンス
とからピストン３２の速度ｖが上掲した式（１）に基づ
いて算出される。
３６のコイルに流れる電流ｉとがコンピュータ１０の速
度推定部１１に与えられ、これらの値ｅ，ｉと予め測定
されているリニアモータ３６のコイルのインピーダンス
とからピストン３２の速度ｖが上掲した式（１）に基づ
いて算出される。
【００３７】算出された検出速度ｖは位置推定部１２に
よって積分され検出位置ｘとなる。この検出位置ｘと位
置指令部１３から出力された指令位置ｘs とが速度指令
部１４に与えられる。検出位置ｘが指令位置ｘs に一致
するように速度指令部１４によって指令速度ｖs が調整
される。調整された指令速度ｖs は速度制御部１５によ
ってインバータ２の出力電圧ｅに変換される。
よって積分され検出位置ｘとなる。この検出位置ｘと位
置指令部１３から出力された指令位置ｘs とが速度指令
部１４に与えられる。検出位置ｘが指令位置ｘs に一致
するように速度指令部１４によって指令速度ｖs が調整
される。調整された指令速度ｖs は速度制御部１５によ
ってインバータ２の出力電圧ｅに変換される。
【００３８】この実施の形態においては、リニアコンプ
レッサ３０のピストン３２の位置ｘが予め定められた指
令位置ｘs に常に一致するように制御されるので、負荷
が変動してもピストン３２のストロークは一定に保たれ
る。したがって、実施の形態１と同様、リニアコンプレ
ッサ３０を広範囲に変動する負荷に対しても使用するこ
とが可能となる。
レッサ３０のピストン３２の位置ｘが予め定められた指
令位置ｘs に常に一致するように制御されるので、負荷
が変動してもピストン３２のストロークは一定に保たれ
る。したがって、実施の形態１と同様、リニアコンプレ
ッサ３０を広範囲に変動する負荷に対しても使用するこ
とが可能となる。
【００３９】なお、この実施の形態では、コンピュータ
１０の速度指令部１４は、検出位置ｘの振幅が指令位置
ｘs の振幅に一致するように指令速度ｖs の振幅を制御
したが、これに限るものではなく、検出位置ｘが指令位
置ｘs に一致するように制御するのであればどのように
制御してもよい。たとえば、指令位置ｘs と検出位置ｘ
の偏差に応じて、指令速度ｖs をリアルタイムで制御し
てもよい。
１０の速度指令部１４は、検出位置ｘの振幅が指令位置
ｘs の振幅に一致するように指令速度ｖs の振幅を制御
したが、これに限るものではなく、検出位置ｘが指令位
置ｘs に一致するように制御するのであればどのように
制御してもよい。たとえば、指令位置ｘs と検出位置ｘ
の偏差に応じて、指令速度ｖs をリアルタイムで制御し
てもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上のように、この発明の第１のリニア
コンプレッサの駆動装置では、交流電源の出力電圧と交
流電源からリニアモータに流れる電流とに基づいてピス
トンの速度が検出され、その検出速度が速度指令手段に
よって指令された指令速度に一致するように交流電源の
出力電圧が制御される。したがって、負荷が変動しても
ピストンの速度は指令速度に保持され、ピストンのスト
ロークが一定に保持される。よって、負荷変動に伴う装
置の破損や冷却能力の低下が防止され、使用可能な負荷
の範囲が広くなる。
コンプレッサの駆動装置では、交流電源の出力電圧と交
流電源からリニアモータに流れる電流とに基づいてピス
トンの速度が検出され、その検出速度が速度指令手段に
よって指令された指令速度に一致するように交流電源の
出力電圧が制御される。したがって、負荷が変動しても
ピストンの速度は指令速度に保持され、ピストンのスト
ロークが一定に保持される。よって、負荷変動に伴う装
置の破損や冷却能力の低下が防止され、使用可能な負荷
の範囲が広くなる。
【００４１】また、この発明の第２のリニアコンプレッ
サの駆動装置では、交流電源の出力電圧と交流電源から
リニアモータに流れる電流とに基づいてピストンのシリ
ンダ内における位置が検出され、その検出位置が位置指
令手段によって指令された指令位置に一致するように交
流電源の出力電圧が制御される。したがって、負荷が変
動してもピストンの位置は指令位置に保持され、ピスト
ンのストロークが一定に保持される。よって、負荷変動
に伴う装置の破損や冷却能力の低下が防止され、使用可
能な負荷の範囲が広くなる。
サの駆動装置では、交流電源の出力電圧と交流電源から
リニアモータに流れる電流とに基づいてピストンのシリ
ンダ内における位置が検出され、その検出位置が位置指
令手段によって指令された指令位置に一致するように交
流電源の出力電圧が制御される。したがって、負荷が変
動してもピストンの位置は指令位置に保持され、ピスト
ンのストロークが一定に保持される。よって、負荷変動
に伴う装置の破損や冷却能力の低下が防止され、使用可
能な負荷の範囲が広くなる。
【００４２】また、位置検出手段は、電圧検出手段と電
流検出手段の検出結果に基づいてピストンの速度を検出
する速度検出手段と、速度検出手段によって検出された
ピストンの速度を積分してピストンのシリンダ内におけ
る位置を求める積分手段を含むこととすれば、位置検出
手段を容易に構成できる。
流検出手段の検出結果に基づいてピストンの速度を検出
する速度検出手段と、速度検出手段によって検出された
ピストンの速度を積分してピストンのシリンダ内におけ
る位置を求める積分手段を含むこととすれば、位置検出
手段を容易に構成できる。
【図１】この発明の実施の形態１によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の構成を示すブロック図である。
ッサの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
動作を説明するための波形図である。
動作を説明するための波形図である。
【図３】図１に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
動作を説明するためのブロック線図である。
動作を説明するためのブロック線図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の構成を示すブロック図である。
ッサの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
動作を説明するための波形図である。
動作を説明するための波形図である。
【図６】図４に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
動作を説明するための他の波形図である。
動作を説明するための他の波形図である。
【図７】図４に示したリニアコンプレッサの動作を説明
するためのブロック線図である。
するためのブロック線図である。
【図８】従来のリニアコンプレッサの構成を示す断面図
である。
である。
１ 直流電源 ２ インバータ ３ 電圧検出装置 ４ 電流検出装置 ５，１０ コンピュータ ６，１１ 速度推定部 ７，１４ 速度指令部 ８，１５ 速度制御部 １２ 位置推定部 １３ 位置指令部 ３０ リニアコンプレッサ ３１ シリンダ ３２ ピストン ３３ 圧縮室 ３６ リニアモータ ４１ ピストンばね
Claims (3)
- 【請求項１】 リニアモータによってシリンダ内でピス
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 前記リニアモータに駆動電力を供給するための出力電圧
の制御が可能な交流電源、 前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、 前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出
するための電流検出手段、 前記電圧検出手段と前記電流検出手段の検出結果に基づ
いて前記ピストンの速度を検出する速度検出手段、 前記ピストンの速度を指令する速度指令手段、および前
記速度検出手段によって検出された検出速度が前記速度
指令手段によって指令された指令速度に一致するように
前記交流電源の出力電圧を制御する制御手段を備える、
リニアコンプレッサの駆動装置。 - 【請求項２】 リニアモータによってシリンダ内でピス
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置であって、 前記リニアモータに駆動電力を供給するための出力電圧
の制御が可能な交流電源、 前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、 前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出
するための電流検出手段、 前記電圧検出手段と前記電流検出手段の検出結果に基づ
いて前記ピストンの前記シリンダ内における位置を検出
する位置検出手段、 前記ピストンの前記シリンダ内における位置を指令する
位置指令手段、および前記位置検出手段によって検出さ
れた検出位置が前記位置指令手段によって指令された指
令位置に一致するように前記交流電源の出力電圧を制御
する制御手段を備える、リニアコンプレッサの駆動装
置。 - 【請求項３】 前記位置検出手段は、 前記電圧検出手段と前記電流検出手段の検出結果に基づ
いて前記ピストンの速度を検出する速度検出手段、およ
び前記速度検出手段によって検出された前記ピストンの
速度を積分して前記ピストンの前記シリンダ内における
位置を求める積分手段を含む、請求項２に記載のリニア
コンプレッサの駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7281354A JPH09126147A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | リニアコンプレッサの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7281354A JPH09126147A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | リニアコンプレッサの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09126147A true JPH09126147A (ja) | 1997-05-13 |
Family
ID=17637949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7281354A Pending JPH09126147A (ja) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | リニアコンプレッサの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09126147A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2801645A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dispositif d'entrainement d'un compresseur lineaire, support et ensemble d'informations |
| JP2002235673A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-08-23 | Lg Electronics Inc | 圧縮機の運転制御装置及びその制御方法 |
| WO2002095923A1 (fr) * | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'entrainement pour compresseur linaire |
| KR100451361B1 (ko) * | 2002-03-20 | 2004-10-06 | 주식회사 엘지이아이 | 왕복동식 압축기의 운전제어방법 |
| WO2005026545A1 (ja) * | 2003-09-10 | 2005-03-24 | Shinano Kenshi Kabushiki Kaisha | 電磁式ポンプの駆動方法 |
| KR100480375B1 (ko) * | 2001-09-10 | 2005-04-06 | 주식회사 엘지이아이 | 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법 |
| WO2007078115A1 (en) * | 2006-01-03 | 2007-07-12 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for controlling operation of linear compressor |
| CN100351519C (zh) * | 2003-08-04 | 2007-11-28 | 三星电子株式会社 | 线性压缩机和控制该线性压缩机的装置 |
| JP2019143780A (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 振動制御システム及び洗濯機 |
| CN111350650A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 海信（山东）冰箱有限公司 | 一种线性压缩机行程控制方法及装置、线性压缩机、冰箱 |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP7281354A patent/JPH09126147A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2801645A1 (fr) * | 1999-11-30 | 2001-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dispositif d'entrainement d'un compresseur lineaire, support et ensemble d'informations |
| KR100571224B1 (ko) * | 1999-11-30 | 2006-04-13 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 선형압축기 구동장치, 매체 및 정보 집합체 |
| JP2002235673A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-08-23 | Lg Electronics Inc | 圧縮機の運転制御装置及びその制御方法 |
| WO2002095923A1 (fr) * | 2001-05-18 | 2002-11-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif d'entrainement pour compresseur linaire |
| US6753665B2 (en) | 2001-05-18 | 2004-06-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Linear compressor drive device |
| KR100480375B1 (ko) * | 2001-09-10 | 2005-04-06 | 주식회사 엘지이아이 | 왕복동식 압축기의 운전제어장치 및 방법 |
| KR100451361B1 (ko) * | 2002-03-20 | 2004-10-06 | 주식회사 엘지이아이 | 왕복동식 압축기의 운전제어방법 |
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| US8100668B2 (en) | 2006-01-03 | 2012-01-24 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for controlling operation of a linear compressor using a detected inflection point |
| JP2019143780A (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 振動制御システム及び洗濯機 |
| CN111350650A (zh) * | 2018-12-21 | 2020-06-30 | 海信（山东）冰箱有限公司 | 一种线性压缩机行程控制方法及装置、线性压缩机、冰箱 |
| CN111350650B (zh) * | 2018-12-21 | 2023-08-29 | 海信冰箱有限公司 | 一种线性压缩机行程控制方法及装置、线性压缩机、冰箱 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050915 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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|
| A02 | Decision of refusal |
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