KR100742041B1 - Method of controlling a compressor, piston position monitoring system and compressor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압축기(1)를 제어하는 방법, 특히 그 안에 구비된 밸브판(8,9)에 대해 피스톤(5)이 충돌하는 것을 방지하는 방법에 관한 것으로, 이는 피스톤(5)이 밸브판(8,9)에 충돌되게 하지 않게 하고서 부하의 극한 조건에서 그 기계적인 행정의 끝까지 전진할 수 있는 선형 압축기(1)의 피스톤(5)의 행정을 제어한다. 피스톤(5)과 선형 모터(2)를 구비하고서, 이 피스톤(5)이 행정을 따라 이동하며 상기 모터(2)에 의해 구동되고, 평균전압(Vm)이 모터(2)에 가해지면서 피스톤(5)의 이동을 제어하도록 된 선형 압축기와 같은 압축기(1)를 제어하는 방법은, 상기 피스톤(5)의 지속시간을 측정하는 단계와; 이 지속시간과 예상시간을 비교하는 단계 및; 상기 지속시간이 예상시간과 다르면, 상기 예상시간을 피스톤(5)의 이동이 최대지점(M)에 도달하게 되는 시간이 되도록, 평균전압(Vm)을 변경하는 단계;를 포함하되, 상기 최대지점(M)은 피스톤 행정의 끝에 가깝게 위치한다. 본 발명은 압축기(1) 뿐만 아니라 선형 압축기(1)의 피스톤(5)의 위치를 감시하는 시스템을 제공한다. The present invention relates to a method of controlling the compressor (1), in particular to a method of preventing the piston (5) from colliding with the valve plates (8, 9) provided therein, which means that the piston (5) is a valve plate ( The stroke of the piston (5) of the linear compressor (1), which can advance to the end of its mechanical stroke under extreme conditions of the load, is controlled without causing it to collide with 8,9). With a piston 5 and a linear motor 2, the piston 5 moves along the stroke and is driven by the motor 2, and the average voltage Vm is applied to the motor 2 while the piston ( A method of controlling a compressor (1), such as a linear compressor, adapted to control the movement of 5), the method comprising: measuring the duration of the piston (5); Comparing the duration with the expected time; If the duration is different from the expected time, changing the average voltage (Vm) such that the estimated time is a time at which the movement of the piston (5) reaches a maximum point (M); (M) is located close to the end of the piston stroke. The present invention provides a system for monitoring the position of the piston (5) of the linear compressor (1) as well as the compressor (1).
Description
본 발명은 압축기를 제어하는 방법, 특히 그 내부에 설치된 밸브시스템에 피스톤이 충돌하는 것을 방지하는 방법과, 압축기의 피스톤의 위치를 감시하는 시스템 및, 피스톤위치감시시스템이 장착된 압축기에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a compressor, in particular a method of preventing a piston from colliding with a valve system installed therein, a system for monitoring the position of a piston of a compressor, and a compressor equipped with a piston position monitoring system.
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선형 압축기는 종래부터 공지되어 있고, 피스톤이 왕복운동하는 기구로 이루어지며, 대부분의 경우에는 이 왕복운동에 공진특성을 주면서 실린더와 피스톤을 상호연결하는 탄성수단이 있는데, 에너지는 선형변위모터에 의해 공급되게 된다.
공지된 기술(A : 사와후지 일렉트릭(Sawafuji Electric)의 미국 특허 제 5,704,771호 참조)에서는, 피스톤의 행정이 근본적으로, 고정형 자석과 이동형 코일로 된 선형 모터에 가해진 전압값에 비례한다. 이 기술의 메카니즘은, 피스톤의 직경과 행정의 범위 사이의 관계가 깊어서, 공급전압과 부하의 변화로 인해 왕복운동하는 동안 피스톤에 의해 도달된 끝위치의 변화는 압축기를 냉각시키는 용량 및 효율의 특성에 크게 영향을 미치지 않는다. Linear compressors are known from the prior art and consist of a mechanism in which the piston reciprocates, and in most cases there is an elastic means for interconnecting the cylinder and the piston, giving resonance to the reciprocating motion. Will be supplied.
In a known technique (see US Patent No. 5,704,771 to Sawafuji Electric), the stroke of the piston is essentially proportional to the voltage value applied to the linear motor of the stationary magnet and the moving coil. The mechanism of this technique is that the relationship between the diameter of the piston and the range of stroke is so deep that the change in the end position reached by the piston during reciprocation due to the change in supply voltage and load is a characteristic of the capacity and efficiency of cooling the compressor. Does not significantly affect
이 기술의 메카니즘은, 예컨대 모터에 과도한 전압이 가해질 때와 같이 피스톤이 그 왕복운동에서 예정된 최대행정(maximum stroke)을 초과하면, 피스톤이 배출밸브에 접촉하게 되고, 이 배출밸브가 피스톤을 약간 전진시켜 밸브판에 대해 충돌하는 것을 방지하도록 된 배출밸브를 구비한다.The mechanism of this technique is that if the piston exceeds the predetermined maximum stroke in its reciprocating motion, for example when an excessive voltage is applied to the motor, the piston will contact the discharge valve, which will advance the piston slightly. And a discharge valve configured to prevent collision with the valve plate.
다른 공지된 기술(B : 선파워, 인크.(Sunpower, Inc.)의 미국 특허 제 4,602,174호 참조)에서도, 피스톤의 행정이 근본적으로 이동형 자석과 고정형 코일로 이루어진 선형 모터에 가해진 전압에 비례한다.In other known techniques (see B: Sunpower, Inc., U.S. Patent 4,602,174), the stroke of the piston is essentially proportional to the voltage applied to the linear motor consisting of the movable magnet and the stationary coil.
이 기술에서 메카니즘의 구조는, 피스톤 행정에 대한 기계적인 제한장치를 구비하지 않으며, 밸브판에 대한 피스톤의 초과된 충돌을 견딜 수 있는 크기로 되어 있지 않다. 효율 면에서 최적화된 구조로 인해, 피스톤의 직경과 행정 사이의 관계는 중요하지 않은데, 이는 압축기의 성능이 피스톤 행정의 변화에 더 의존되게 한다. 한 예로, 가스를 배출하는 과정은 전체의 약 5%인 행정의 매우 작은 부분에서 일어난다.The structure of the mechanism in this technique does not have a mechanical limit on the piston stroke and is not sized to withstand the excessive impact of the piston against the valve plate. Due to the optimized structure in terms of efficiency, the relationship between the diameter and the stroke of the piston is not important, which makes the performance of the compressor more dependent on the change in the piston stroke. For example, the process of releasing gas occurs in a very small part of the stroke, which is about 5% of the total.
이 형태의 압축기에서 일어나는 다른 효과는 왕복운동의 중간점이 이동한다는 것으로, 이는 피스톤을 배출밸브로부터 멀리 이동시키는 효과를 갖는다. 이는 피스톤의 두 측면 사이에 압력차가 있을 때 피스톤과 스프링에 의해 형성된 공진기계시스템의 탄성변형 때문이다. 왕복운동의 중간점이 이동하는 것은 배출과 흡입 사이의 압력차에 비례한다.Another effect that occurs with this type of compressor is that the midpoint of the reciprocating motion moves, which has the effect of moving the piston away from the discharge valve. This is due to the elastic deformation of the resonant mechanical system formed by the piston and the spring when there is a pressure difference between the two sides of the piston. The movement of the midpoint of the reciprocating motion is proportional to the pressure difference between the discharge and the suction.
상기와 같은 이유로, 이 기술에서는 피스톤 행정을 제어하는 제어장치를 사용할 필요가 있다. 제어장치는, 기본적으로 모터에 공급된 전류와 모터의 단자에 유입된 전압의 정보로부터 얻은 피스톤위치에 관계되고서 다시 들어온 정보에 기초하여, 선형 모터에 가해진 전압을 제어한다(기술 C : 미국 특허 제5,342,176호, 동 제5,496,153호, 동 제5,450,521호, 동 제5,592,073호 참조).For the same reason as above, it is necessary to use a control device for controlling the piston stroke in this technique. The control device controls the voltage applied to the linear motor based on the information returned again, basically relating to the piston position obtained from the information of the current supplied to the motor and the voltage introduced into the terminal of the motor (Technology C: US Patent 5,342,176, 5,496,153, 5,450,521, 5,592,073).
이 전압 제어장치에 다시 보내기 위해 이용되는 다른 과정은, 밸브판에 대한 피스톤의 충돌이, 모터에 가해진 전압과 피스톤 행정을 줄이라는 명령을 발생시키는 충격탐지 마이크로폰이나 가속미터(기술 D)에 의해 감지되는지를 관측하는 것이다.Another process used to send back to this voltage control device is that a collision of the piston against the valve plate is detected by a shock detection microphone or accelerometer (Technology D) that issues a command to reduce the voltage applied to the motor and the piston stroke. To see if it is possible.
기술(A)에서, 피스톤 행정은 제어되지 않고, 메카니즘에 어떤 손상 없이 전압과 부하가 변경될 수 있는 구조이지만, 이는 효율을 제한하게 된다. 또한, 이 기술에서는, 제품의 신뢰성을 떨어뜨리지 않을지라도, 배출밸브에 대한 피스톤의 충돌은 소음을 증대시키게 된다.In technique (A), the piston stroke is uncontrolled and the structure in which the voltage and load can be changed without any damage to the mechanism, but this limits the efficiency. In addition, in this technique, the impact of the piston on the discharge valve will increase the noise even if the reliability of the product is not compromised.
기술(C)에서, 피스톤 행정은 모터의 단자에서의 전류와 전압으로부터 산출된 피스톤의 측정위치를 참조하여 제어되지만, 이는 모터의 구조변경, 온도 및 부하의 변화 등으로 인해 오류가 생기게 되어서, 더욱 정밀한 제어를 방해하게 되며, 냉각용량의 극단적인 조건 하에서 효율과 작동을 제한하게 된다. In the technique (C), the piston stroke is controlled with reference to the measured position of the piston calculated from the current and voltage at the terminal of the motor, but this is caused by an error due to the change of the structure of the motor, the change of temperature and load, and so on. Precise control is hampered and limits efficiency and operation under extreme conditions of cooling capacity.
상기 기술의 다른 단점은, 왕복운동의 중간점의 이동에 대한 계산이 부정확해진다는 것으로, 상기 이동은 기본적으로 흡입압과 배출압 사이의 평균차와, 공진시스템의 스프링의 탄성계수에 의해 일어난다. Another disadvantage of this technique is that the calculation of the movement of the midpoint of the reciprocating motion is inaccurate, which is basically caused by the average difference between the suction and discharge pressures and the elastic modulus of the spring of the resonant system.
기술(D)에서, 최대피스톤행정은 모터에 가해진 전압을, 충돌을 일으키는 수준 바로 아래로 유지시킴으로써 제어되는데, 이는 충돌을 감지하면서 얻어진 정보를 기초로 하여 가해진 전압을 약간 감소시킴으로써 성취된다. In technique (D), the maximum piston stroke is controlled by keeping the voltage applied to the motor just below the level causing the collision, which is achieved by slightly reducing the applied voltage based on the information obtained while detecting the collision.
상기 기술의 단점은 충돌 자체로, 이는 제품의 유효수명을 감소시키는 소음과 약간의 기계적인 손상을 일으키기 때문에, 밸브판에 대한 피스톤의 접근을 알려주는 것이 필요하다.A disadvantage of this technique is the collision itself, which is necessary to inform the piston of the approach to the valve plate since it causes noise and some mechanical damage that reduces the useful life of the product.
다른 단점으로는 이러한 제어형태의 비교적 느린 반응에 있는데, 이는 종종 공공 전력망에서 일어나는 공급전압의 급발진이 있는 기간 동안 전체적으로 냉각용량을 감소시키고 충돌을 방지할 수 없게 된다. Another disadvantage is the relatively slow response of this type of control, which often reduces the overall cooling capacity and prevents collisions during periods of sudden power supply ramp up in the public grid.
피스톤 행정의 정밀한 제어에 대한 이들 제한은, 이러한 형태의 압축기의 성능을 크게 제한하게 된다. 충돌이 일어나지 않고서 피스톤을 밸브판에 가능한 한 근접하게 하는 것이 이상적인 상황이다. 종래기술로 공지된 제어는, 피스톤의 위치를 측정하는 데에 있어 정확성이 없기 때문에 이러한 근접이 일어날 수 없으며, 배출압이 높을 때 압축기가 가스를 펌핑하지 않게 하고 불감부피(dead volume)로 인해 최대허용효율을 감소시키는 긴 안전거리를 유지할 필요가 있다.These limitations on precise control of piston strokes greatly limit the performance of this type of compressor. Ideally, the piston should be as close as possible to the valve plate without collision. Controls known in the art do not allow this proximity to occur because of the inaccuracy in measuring the position of the piston, preventing the compressor from pumping gas at high outlet pressures and maximizing due to dead volume. It is necessary to maintain a long safety distance which reduces the allowable efficiency.
본 발명의 목적은,The object of the present invention,
- 피스톤을 밸브시스템에 충돌되게 하지 않게 하고서 부하의 극한 조건에서도 피스톤이 그 기계적인 행정의 끝까지 전진하도록 선형 압축기의 피스톤의 행정을 제어하고,-Control the stroke of the piston of the linear compressor so that the piston will advance to the end of its mechanical stroke, even under extreme load conditions, without causing the piston to hit the valve system;
- 에너지 공급망으로부터 과도한 변동이 있을지라도 피스톤을 밸브시스템에 충돌되게 하지 않게 하고서 부하의 극한 조건에서도 피스톤이 그 기계적인 행정의 끝까지 전진하도록 선형 압축기의 피스톤의 행정을 제어하며,Controls the stroke of the linear compressor's piston so that the piston advances to the end of its mechanical stroke, even under extreme conditions of the load, even if there is excessive variation from the energy supply chain,
- 피스톤 왕복운동의 중간점의 변위에 대한 정보가 필요하지 않고서도 선형 압축기의 피스톤의 행정을 제어하고,To control the stroke of the piston of the linear compressor without requiring information about the displacement of the midpoint of the piston reciprocation,
- 압축기의 냉각용량을 제어할 수 있도록 선형 압축기의 왕복행정의 크기를 제어하는 데에 있다. It is to control the size of the reciprocating stroke of the linear compressor to control the cooling capacity of the compressor.
이러한 목적은, 피스톤과 선형 모터를 구비하고서, 이 피스톤이 행정을 따라 이동하며 상기 모터에 의해 구동되고, 평균전압이 모터에 가해지면서 피스톤의 이동을 제어하도록 된 선형 압축기와 같은 압축기의 제어방법에 의해 성취되는바,
이 방법은 피스톤의 이동시간을 측정하는 단계와; 이 이동시간과 예상이동시간을 비교하는 단계 및; 만일 이동시간이 예상이동시간과 다르면, 예상이동시간을 피스톤의 이동이 최대지점(maximum point)에 도달하게 되는 시간이 되도록, 전압을 변경하는 단계;를 포함한다. This object is directed to a control method of a compressor, such as a linear compressor, having a piston and a linear motor, the piston moving along a stroke and driven by the motor, the average voltage being applied to the motor to control the movement of the piston. Accomplished by
The method comprises the steps of measuring the travel time of the piston; Comparing the travel time with the expected travel time; And if the travel time is different from the expected travel time, changing the voltage such that the estimated travel time is a time at which the movement of the piston reaches a maximum point.
압축기의 피스톤의 위치를 감시하는 시스템도, 피스톤 행정의 끝에 위치된 밸브판에 피스톤이 충돌하는 것을 방지할 목적으로 제공된다. 이 목적은, 피스톤이 행정을 따라 이동하며 모터에 의해 구동되고, 이 모터는 전압에 의해 구동되도록 된 선형 압축기의 피스톤과 같은 피스톤의 위치감시시스템에 의해 성취되는바,
이 시스템은 기준지점에서 피스톤이 통과하는 것으로 피스톤의 이동을 감시하는 전자회로를 구비하되, 상기 기준지점은 최대지점보다 피스톤 행정의 끝에서부터 더 멀리 떨어진 위치에 위치되며, 상기 전자회로는 피스톤이 기준지점을 지나 머무른 지속시간을 측정하여 이 지속시간과 바람직한 예상시간을 비교하되, 이 바람직한 예상시간은 피스톤이 최대지점에 도달할 때 최대행정의 최대행정시간보다 짧거나 같고, 상기 전자회로는 만일 지속시간이 바람직한 예상시간보다 길면 전압을 감소시키며 만일 지속시간이 바람직한 예상시간보다 짧으면 전압을 증가시킨다. A system for monitoring the position of the piston of the compressor is also provided for the purpose of preventing the piston from colliding with the valve plate located at the end of the piston stroke. This object is achieved by a position monitoring system of a piston, such as a piston of a linear compressor, in which a piston moves along a stroke and is driven by a motor, the motor being driven by a voltage.
The system includes an electronic circuit that monitors the movement of the piston as it passes through the reference point, the reference point being located farther from the end of the piston stroke than the maximum point, the electronic circuit being referred to by the piston. Measure the duration of stay over the point and compare this duration with the desired expected time, which is shorter than or equal to the maximum stroke time when the piston reaches its maximum point, and the electronic circuitry If the time is longer than the expected time, the voltage is reduced. If the duration is shorter than the expected time, the voltage is increased.
또한, 본 발명의 목적은, 피스톤을 밸브시스템에 충돌되게 하지 않게 하고서 부하의 극한 조건에서도 피스톤이 기계적인 행정의 끝까지 전진하는 것을 방지하는 감시시스템을 갖춘 압축기를 제공하는 것이다. 이 목적은, 피스톤과 밸브판 및 선형 모터를 구비하고서, 이 피스톤이 행정을 따라 이동하며 상기 모터에 의해 구동되도록 된 선형 압축기와 같은 압축기에 의해 성취되는바,
이 압축기는 피스톤이 기준지점을 지나 머무른 지속시간을 측정하여 이 지속시간과 바람직한 예상시간을 비교하는 전자회로를 구비하되, 상기 바람직한 예상시간은 피스톤이 최대지점에 도달할 때 최대행정의 최대행정시간보다 짧거나 같고, 상기 기준지점은 최대지점보다 밸브판에서부터 더 멀리 떨어진 위치에 위치된다.
It is also an object of the present invention to provide a compressor with a monitoring system which prevents the piston from advancing to the end of the mechanical stroke even under extreme conditions of the load without causing the piston to collide with the valve system. This object is achieved by a compressor, such as a linear compressor, having a piston and a valve plate and a linear motor, the piston moving along a stroke and driven by the motor.
The compressor has an electronic circuit which measures the duration the piston has stayed past the reference point and compares this duration with the desired expected time, which is the maximum stroke time of the maximum stroke when the piston reaches its maximum point. Shorter or equal, the reference point is located further away from the valve plate than the maximum point.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 더 상세하게 설명될 것이다.The invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the drawings.
도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 선형 압축기의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a linear compressor to which the method of the present invention is applied,
도 2는 도 1에 도시된 압축기의 피스톤의 반응과, 이를 제어하는 모터에 가해진 전압의 반응을 나타낸 그래프,Figure 2 is a graph showing the response of the piston of the compressor shown in Figure 1, and the response of the voltage applied to the motor controlling it,
도 3은 본 발명에 따른 방법의 블록도,3 is a block diagram of a method according to the invention,
도 4는 피스톤의 변위와 선형 모터에 가해진 전압 사이의 상호관계를 나타낸 그래프,4 is a graph showing the correlation between the displacement of the piston and the voltage applied to the linear motor,
도 5는 모터를 제어하는 인버터의 개략도,5 is a schematic diagram of an inverter for controlling a motor;
도 6은 센서가 마이크로컴퓨터에 의해 인버터상에서 어떻게 작용하는지를 나타낸 블록도이다.
6 is a block diagram illustrating how a sensor operates on an inverter by a microcomputer.
도 1은 행정과 이동이 한정되는 블록(6) 내에 수용되고서 선형 모터(2)에 의해 구동되는 피스톤(5)을 구비하는 선형 압축기(1)를 개략적으로 나타낸다. 피스톤(5)은 스프링(4)의 작동에 의해 공진류의 왕복운동을 하며, 그 이동의 제어는 인버터(50)와 마이크로제어장치(41)를 포함하는 전자회로(40)에 의해 이루어지되, 상기 인버터(50)는 피스톤 행정의 크기를 변경시킬 수 있다. 피스톤(5)의 이동을 변경시키는 외부변동이 있는 경우에 피스톤(5)이 충돌하게 되는 밸브판(8,9)이 피스톤 행정의 끝에 가까이 있다.1 schematically shows a
행정크기의 제어 및 변경은, 도 3에 도시된 것과 같이 피스톤(5)의 행정을 따라 블록(6) 내에 물리적으로 형성된 기준지점(R)에서 측정되는 재공급(31)에 의해 이루어진다. 특히, 본 발명의 목적은, 피스톤(5)에 대한 최대가능행정의 최대지점(M)의 끝에 가까이 있는 기준지점(R)을 지난 피스톤(5)의 지속시간(to)의 정보와, 완전한 사이클의 사이클시간(tc) 및 도 2의 곡선(Pm)으로 도시된 피스톤(5)의 최대지점(M)에 대응되는 최대행정시간(tom)의 정보를 이용하며, 상기 모터에 가해진 평균전압(Vm)은, 기준지점을 지난 피스톤의 지속시간(to)이 바람직한 예상시간(tod)보다 짧은 경우에는 증가되고 반대인 경우에는 감소되며, 압축기(1)가 이용되는 시스템의 정해진 냉각용량을 공급하도록 소정의 변위(P)를 유지하고 있다. The control and change of the stroke size are made by the
피스톤(5)의 지속시간(to)은, 지속시간들(to(n), to(n-1), …)의 최종 측정값들의 평균이고, 바람직한 예상시간(tod, 예상이동시간)은 최대지점(M)보다 짧고서 바람직한 행정(P)을 위해 기준지점(R)을 지나 피스톤(5)이 머무른 시간에 대응된다. 상기 바람직한 행정(P)은 시스템에 의한 냉동의 요구조건에 따라 결정된다. The duration to of the
평균전압(Vm)에 대한 제어에 덧붙여, 기준지점(R)에서 피스톤이 통과한 사이클시간(tc)과, 이전 사이클시간들(tc(n), tc(n-1), …)의 평균으로 정의되고서 기준지점(R)을 통과하기로 예상된 순간의 예상산출시간(산출(projected)tc) 사이의 시간차는, 사이클 동안 바람직한 전압(V2)과 차이가 있는 모터에 가해진 전압(V1)에 보정값(dV)을 요구한다. 특히, 피스톤(5)이 기준지점(R)을 통과하는 시간과, 최대크기의 지점(P)을 통과하기로 예상된 순간 동안, 사이클의 경로를 수정하여, 행정(P2)을 바람직한 행정(P3)과 매우 가깝게 유지하고, 만일 피스톤(5)의 경로가 도 2의 변동(D)의 시작부터 곡선(P1)과 곡선(P4)으로 도시된 것과 같이 연속된다면 일어날 수 있는, 피스톤(5)이 밸브판(8,9)에 충돌하는 것을 방지하게 된다.In addition to the control of the average voltage Vm, the average of the cycle time tc the piston has passed at the reference point R and the previous cycle times tc (n), tc (n-1), ... The time difference between the expected calculation time (projected tc) at the moment defined and expected to pass the reference point (R) is the voltage V1 applied to the motor that differs from the desired voltage (V2) during the cycle. The correction value dV is required. In particular, during the time when the
최대지점(M)은 통상 수십 ㎛의 거리를 남겨두고 밸브판(8,9)에 매우 가깝게 있다. The maximum point M is usually very close to the
기준지점(R)은 통상 1∼2㎜의 거리를 두고서 밸브판(8,9)에 가까이 위치된다.The reference point R is normally located close to the
예컨대, 압축기(1)가 50㎐의 공진주파수를 가지며 피스톤(5)의 행정이 대략 16mm이고, 기준지점(R)을 밸브판(8,9)으로부터 약 2mm 떨어진 곳에 위치시킨다고 가정하면, 요구된 냉각용량에 따라 0에서 약 3.9ms의 최대행정시간(tom)까지 변화하는 지속시간(to)을 갖는다. 예상산출시간(산출tc)은 20ms(1/50 ㎐)로 되고, 사이클시간(tc(n))은 통상 예상산출시간(산출tc)에 대해 5%로 변화되는데, 이 5%의 범위는 공급망(35)의 변동 때문이다. For example, assuming that the
이러한 시간들의 측정은 통상 템포라이저(temporizer)를 이용하여 수행되는데, 이는 물리적으로 마이크로제어장치(41)에 있는 "타이머(timer)"로 될 수 있다. 예컨대, 지속시간(to)의 측정에서, 기준지점(R)에 설치된 센서(10)로부터 나온 논리값이 0에서 피스톤(5)이 기준지점(R)을 지난 구역에 있다는 것을 나타내는 1로 변화할 때 지속시간(to)의 측정을 시작하는데, 이 측정은 피스톤(5)이 기준지점(R)의 반대쪽 위치로 복귀하였음을 센서(10)가 알려주면서 논리값이 1에서 0으로 변화할 때 끝나게 된다. 마찬가지로, 제2의 템포라이저는, 피스톤(5)이 현재 사이클의 기준지점(R)을 지나 전진할 때의 순간과, 피스톤(5)이 다음 사이클에서 다시 상기 기준지점을 지날 때의 순간 사이에 경과된 시간을 측정하는데, 이 시간이 사이클시간(tc(n))으로 된다. Measurement of these times is typically performed using a temporizer, which can be physically a "timer" in the
바람직한 예상시간(tod)은 요구된 냉각용량에 따라 결정되어야 하고, 이 바람직한 예상시간(tod)에 대한 최대허용값이 있는데, 이는 피스톤(5)이 그 최대행정에 있을 때의 최대행정시간(tom)에 대응된다. 바람직한 예상시간(tod)이 길면 길수록 냉각용량은 커지며, 냉각용량과 바람직한 예상시간(tod)의 값 사이의 대응 테이블이 압축기의 각 모델에 대해 형성되어야 한다. 또한, 바람직한 예상시간(tod)은 예컨대 tod = k·tom과 같이 최대행정시간(tom)의 "k"배로 표현될 수 있다. 바람직한 예상시간(tod)은 필요에 따라 변화하며, 0에서 최대행정시간(tom)과 같은 값까지의 범위로 되어서, "k"도 0에서 1까지 변화한다.The preferred tod should be determined according to the required cooling capacity, and there is a maximum allowable value for this preferred tod, which is the maximum stroke time when the
피스톤(5)을 감시하는 시스템뿐 아니라 본 발명에 따른 방법은, 각 사이클에서 훨씬 더 정밀하게 피스톤(5)의 왕복운동의 크기를 평가할 수 있게 하며, 냉각용량의 느린 변화를 보상하도록 전자제어의 반응을 허용하고, "P"와 같은 바람직한 값으로 피스톤(5)의 행정의 평균크기를 유지하며, 공급망(35)의 전압의 변동으로 생긴 작동상태에서의 급변화를 상쇄시키도록 전자제어의 신속한 반응을 허용함과 더불어, 이러한 보정은 각 왕복운동의 사이클에서 실시되어, 물리적인 기준지점(R)을 통과한 후 그 경로의 최종 부분에서 피스톤(5)의 행정의 크기를 수정해야 한다. The method according to the invention, as well as the system for monitoring the
전압이 급격히 상승하는 경우에, 행정의 수정은, 사이클시간(tc(n))과 예상산출시간(산출tc) 사이의 차에 비례하는 보정값(dV)으로 모터에 가해지는 전압(V)과 이에 따른 평균전압(Vm)의 값을 증가 또는 감소시킴으로써 이루어진다.In the case where the voltage rises rapidly, the correction of the stroke is performed by the voltage V applied to the motor at a correction value dV proportional to the difference between the cycle time tc (n) and the expected calculation time (output tc). This is achieved by increasing or decreasing the value of the average voltage Vm.
압축기(1)의 요구조건이 변화하거나, 전기 공급망이 느리게 변경될 때, 만일 피스톤(5)이 기준지점(R)을 지나 머무른 지속시간(to)이 바람직한 예상시간(tod)과 다르면 모터에 가해진 평균전압(Vm)은 변화되는바, 상기 지속시간(to)이 바람직한 예상시간(tod)보다 짧으면 평균전압(Vm)을 증가시키고, 지속시간(to)이 바람직한 예상시간(tod)보다 길면 가해진 평균전압(Vm)을 감소시킨다.When the requirements of the
도 5와 도 6에서 알 수 있는 것과 같이, 인버터(50)를 포함하는 전자회로(40)는 평균전압(Vm)의 값으로 모터(2)를 제어하고, 압축기(1) 내에 설치된 센서(10)로부터 재공급(31)을 받아들여서, 피스톤(5)의 이동을 제어한다.As can be seen in FIGS. 5 and 6, the
평균전압(Vm)의 값을 높이고 낮추는 바람직한 방법은, 키이(Q1,Q2,Q3,Q4)를 제어함으로써 조절의 작동사이클을 변경시키기 위해 선형 모터(2)의 단자에 가변적이고 제어가능한 전압값을 인가하는 PWM조절을 이용하는 것이 있다. 전형적으로, 약 5㎑의 주파수가 모터(2)의 전압의 PWM조절에 이용된다. 이러한 유형의 회로의 실시예가 도 5에 도시되어 있다.A preferred method of raising and lowering the value of the average voltage Vm is to control the keys Q1, Q2, Q3, Q4 by varying the controllable voltage values at the terminals of the
보정값(dV)의 제어를 수행하기 위해 PWM사이클을 변경시키는데, 이는 예컨대 수 ㎳의 이 변경 동안 소수의 조절사이클에 대해 80%의 "작동사이클"에서 50%의 작동사이클로 급속히 통과하여, 공급망으로부터의 급격한 변동 후 피스톤 행정을 수정하게 된다. The PWM cycle is changed to perform control of the correction value dV, which passes rapidly from 80% of the "operation cycle" to 50% of the operating cycle for a small number of regulation cycles, for example during a few seconds of change from the supply chain. The piston stroke will be corrected after a sharp change in.
인버터(50)의 제어는 센서(10)에 의해 수행되는데, 이는 지속시간(to(n))과 사이클시간(tc(n))을 측정하는 템포라이저를 기동시킴으로써 작동하게 된다. 최종 사이클의 평균값의 계산과, 그 안에 저장된 예상산출시간(산출tc)과 최대행정시간(tom)에 의해 측정된 시간들 사이의 다른 비교연산은 마이크로제어장치(41)에 의해 수행되게 된다. 이러한 계산들의 결과는 요구된 냉각용량을 얻기 위해 모터(2)에 평균전압(Vm)을 가하는 사이클의 값이다. 또한, 이러한 계산들의 결과는 예컨대 전기 공급망(35)의 부근에 연결된 모터의 전기를 끌 때 생기는 과도현상과 같이, 전압의 급격한 변화를 보상하도록 전압을 보정하는 PWM사이클의 급격하고 일시적인 변화량이다.Control of the
방법과 시스템 및 압축기(1)는 장점으로, 모터(2)에 가해진 전압과 전류에 기초하여 판단할 필요가 없고서 온도와, 모터(2)의 구조 및, 피스톤(5)의 측면들 사이의 평균압력차에 의한 피스톤(5)의 왕복운동의 중간점의 이동과 같은 부차적인 변화로 인한 오류가 없이, 각 사이클에서 신속히 반응하고 보정하게 된다. 또한, 요구된 냉각용량과는 독립적으로 피스톤(5)의 행정에 대해 효과적인 제어를 유지할 수 있으며, 심지어 전기에너지의 공급망(35)에서 전압의 자연적인 변동에 의해 발생된 급격한 변동이 있을지라도 밸브판(8,9)에 대한 피스톤(5)의 기계적인 충돌을 방지할 수 있다.The method and system and the
도 4에 예로 도시된 것과 같이, 전압(V2)보다 낮은 전압(V1)은, 각각 부하(C2)가 부하(C1)보다 클 때 피스톤(5)의 동일한 진폭을 성취하는 데에 필요하다.As shown by way of example in FIG. 4, a voltage V1 lower than the voltage V2 is required to achieve the same amplitude of the
물리적인 기준지점(R)을 피스톤(5)이 통과하는 것을 감지하는 것은, 접촉형, 광학형, 유도형, 또는 이와 상응한 것으로 되고서 압축기(1) 내에 설치된 물리적인 센서(10)로 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 감지는 모터(2)의 단자에 있는 전압에 자기(磁氣)변동을 더함으로써 이루어질 수도 있는데, 이러한 변동은 예컨대 모터의 자기회로의 구성요소에 의해 생길 수 있다. Detecting the passage of the
바람직한 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 범주는 상응한 예를 포함하는 청구범위의 내용에만 한정되지 않고 다른 가능한 변형예를 포함한다.While the preferred embodiments have been described, the scope of the invention is not limited to the content of the claims, including corresponding examples, but includes other possible variations.
Claims (17)
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| BRPI9907432-0 | 1999-12-23 | ||
| BRPI9907432 | 1999-12-23 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011011434A3 (en) * | 2009-07-22 | 2011-04-28 | Vbox, Incorporated | Gaseous fluid pump |
| EP3343037A1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-04 | LG Electronics Inc. | Linear compressor and method for controlling linear compressor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5496153A (en) | 1993-04-05 | 1996-03-05 | Sunpower, Inc. | Method and apparatus for measuring piston position in a free piston compressor |
| EP0909896A2 (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-21 | Matsushita Refrigeration Company | Oscillating compressor |
-
2000
- 2000-12-22 KR KR1020027007889A patent/KR100742041B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5496153A (en) | 1993-04-05 | 1996-03-05 | Sunpower, Inc. | Method and apparatus for measuring piston position in a free piston compressor |
| EP0909896A2 (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-21 | Matsushita Refrigeration Company | Oscillating compressor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011011434A3 (en) * | 2009-07-22 | 2011-04-28 | Vbox, Incorporated | Gaseous fluid pump |
| US9695806B2 (en) | 2009-07-22 | 2017-07-04 | Vbox, Incorporated | Method of controlling gaseous fluid pump |
| EP3343037A1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-04 | LG Electronics Inc. | Linear compressor and method for controlling linear compressor |
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