[发明专利]用于直线压缩机的控制装置

说明书

本申请是申请日为2007年1月16日、国家申请号为200780004108.6、名称为“用于直线压缩机的控制装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种直线压缩机，更具体地，本发明涉及一种能够改变冷却力并防止涌流的用于直线压缩机的控制装置。

背景技术

一般而言，压缩机是用于通过从发电装置如电机或涡轮机接收电力并且压缩空气、冷却剂或其它各种工作气体来升高压力的机械装置。压缩机已经广泛地用于家用电器如冰箱和空调中，或在整个工业行业中使用。

压缩机被粗略地划分为往复运动式压缩机、旋转式压缩机和涡旋式压缩机。在往复运动式压缩机中，在活塞和缸筒之间形成用于吸入或排出工作气体的压缩空间，且活塞在缸筒内直线地往复运动以压缩冷却剂。在旋转式压缩机中，在缸筒和偏心旋转的滚动件之间形成用于吸入或排出工作气体的压缩空间，且滚动件沿着缸筒的内壁偏心地旋转以压缩冷却剂。在涡旋式压缩机中，在动涡旋和定涡旋之间形成用于吸入或排出工作气体的压缩空间，且动涡旋沿着定涡旋旋转以压缩冷却剂。

通常，直线压缩机通过利用电机的直线驱动力来吸入、压缩并排出冷却剂，直线压缩机被分成压缩单元和驱动单元，该压缩单元包括用于压缩冷却剂气体的活塞和缸筒，该驱动单元包括用于提供所述驱动力到压缩单元的直线电机。

详细地说，在直线压缩机中，缸筒固定地安装在密封容器中，且活塞在缸筒内直线地往复运动。随着活塞在缸筒内直线地往复运动，冷却剂被供应到缸筒内的压缩空间中、被压缩并被排出。在该压缩空间中安装有吸入阀组件和排出阀组件，用于根据压缩空间的内压来控制冷却剂的吸入和排出。

用于产生直线驱动力的直线电机连接于活塞。在该直线电机中，围绕缸筒以预定的间隙安装内部定子和外部定子，该内部定子和外部定子通过在周向方向上层压多个叠层而形成，围绕该内部定子或围绕外部定子的内部来缠绕线圈(或线圈绕组)，并且在内部定子和外部定子的所述间隙中安装永磁体，该永磁体连接于活塞。

所述永磁体能够在活塞的运动方向上移动。该永磁体在电流流过所述线圈时所产生的电磁力的作用下沿活塞的运动方向直线地往复移动。直线电机以恒定的工作频率fc工作，而活塞以预定的行程S直线地往复运动。

图1是图示用于直线压缩机的传统控制装置的电路图。参照图1，控制装置包括：线圈绕组L，其沿直线压缩机的周向方向缠绕，用于接收电力；分路装置100，其用于向整个线圈绕组L或部分线圈绕组L通电；以及控制单元200，其用于根据负载控制分路装置100来控制冷却力。

详细地说，线圈绕组L的一端连接有电源，在其另一端处形成分路装置100的连接端子100a。连接端子100b连接于线圈绕组L的中点M(或中点L的支路)。分路装置100包括开关元件100c，开关元件100c用于在控制单元200的控制下向连接端子100a或100b施加电力。

在冷冻循环过载的情形下，控制单元200执行向部分线圈绕组L施加电力的电力模式，以便输出高冷却力，在冷冻循环低载或中载的情形下，控制单元200执行向整个线圈绕组L施加电力的节约模式，以便输出低冷却力或中等冷却力。对于电力模式，控制单元200将分路装置100的开关元件100c连接于连接端子100b。对于节约模式，控制单元200将分路装置100的开关元件100c连接于连接端子100a。

在上述直线压缩机中，直线电机在设计中所考虑的负载下以与活塞的自然频率f_n相同的工作频率f_c工作，活塞的自然频率f_n通过利用螺旋弹簧的机械弹簧常数K_m和气体弹簧的气体弹簧常数K_g来计算。因此，所述直线压缩机仅仅在设计中所考虑的负载下在电力模式中工作，以提高效率。

由于负载实际上是可变的，所以气体弹簧的气体弹簧常数K_g和利用该气体弹簧常数K_g所计算出的活塞自然频率f_n是变化的。

详细地说，在设计中，直线电机的工作频率f_c设定为等于活塞在中载范围内的自然频率f_n。即使负载变化，直线电机也以恒定的工作频率f_c工作。然而，活塞的自然频率f_n随着负载的增加而增大。

公式1