[发明专利]一种直线压缩机活塞偏移补偿系统及方法

权利要求书

1.一种直线压缩机活塞偏移补偿方法，其特征在于：其包括，

输入行程信号X，根据行程信号生成驱动指令，驱动指令包括驱动频率信号f和驱动电压信号V₁；

根据接收到的驱动指令，驱动直线压缩机、压力传感器及电压传感器工作，实现活塞的往复运动；

根据电压传感器检测到的稳定的感应电压信号求解，得到活塞偏移信号；

将接收到的活塞偏移信号传输到控制器，进行活塞偏移调控；

根据活塞偏移信号进行功率补偿，调节驱动频率。

2.如权利要求1所述的直线压缩机活塞偏移补偿系统及方法，其特征在于：所述驱动频率信号以正弦波形式输出，保证系统以谐振方式运行。

3.如权利要求1或2所述的直线压缩机活塞偏移补偿系统及方法，其特征在于：所述得到活塞偏移信号的具体步骤为，

建立主线圈与移动磁铁之间的磁链和移动磁铁的轴向位置x之间的数学模型，

而线性电机具有对称的磁链特性，公式(1)可进一步表示为，

通过磁链变化在所述感应线圈中产生的电动势为，

对x＞0和x＜0定义域的两个周期内的电动势V_emf进行积分得到

其中，0到t₁为x＜0的区间，t₁到t₂为x＞0的区间；

对两个周期内的磁链进行简单计算便可得到磁链差，从而得到活塞偏移信号

其中，为0到t₁周期内的磁链，为t₁到t₂周期内的磁链。

4.如权利要求3所述的直线压缩机活塞偏移补偿系统及方法，其特征在于：所述活塞偏移调控的具体步骤为，

若活塞偏移信号则系统继续保持运行，不进行电磁阀的调控工作；

若活塞偏移信号则系统通过PID控制器调整施加到电磁阀上脉冲信号的占空比，直至

5.如权利要求4所述的直线压缩机活塞偏移补偿系统及方法，其特征在于：进行功率补偿的步骤具体为，

对于直径为D和径向间隙为c的间隙环，其体积流量为

其中，P为气体压力，μ为气体粘度，x'为间隙处距活塞上止点的距离；

则，质量流量可以表示为

其中，R_g为气体常数，T₀为气体温度；

质量流量在间隙环的长度为恒定值，P与x’满足恒定关系，则公式(8)根据密封长度L可进一步表示为

其中，P1和P2分别为活塞两端的气压；

由泄露导致的功率损耗为

公式(10)可进一步表示为

代入质量流量，并对对数项进行扩展，公式(11)可进一步表示为

由于间隙密封两侧的压差很小，功率损耗可近似表示为

则，补偿功率损耗调节的驱动频率f₁可表示为

通过驱动频率f₁调节驱动频率信号f，以补偿因活塞偏移导致的功率损耗。

6.一种直线压缩机活塞偏移补偿系统，其特征在于：其包括

采集模块，所述采集模块包括连接在感应线圈上的电压传感器，活塞的两侧的气缸内分别设有压力传感器，所述电压传感器用于检测感应线圈的感应电压信号，压力传感器采集活塞两端的压力；

偏移检测模块，用于接收感应电压信号，并根据接收到的感应电压信号进行处理，输出活塞偏移调控信号；

偏移补偿模块，所述偏移补偿模块包括控制器和电磁阀，所述电磁阀的一端通过管道接通到压缩机主体，电磁阀的另一端通过管道接通到气缸的进气口，所述控制器用于接收活塞偏移调控信号并根据活塞偏移调控信号控制电磁阀的动作。

7.如权利要求6所述的直线压缩机活塞偏移补偿系统，其特征在于：还包括

驱动模块，所述驱动模块包括信号发生器和功率放大器，所述信号发生器用于生成符合工况需求的活塞驱动指令，功率放大器对驱动电压信号进行放大；

执行模块，所述执行模块接收放大后的驱动电压信号驱动直线压缩机、压力传感器以及电压传感器工作。