適用于冷卻系統(tǒng)的用于諧振線性壓縮機的控制方法和用于諧振線性壓縮機的電子控制系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術涉及一種用于諧振線性壓縮機的控制方法和系統(tǒng)，其特別適用于控制冷卻系統(tǒng)的能力。這樣的方法基本上包括以下步驟：a)讀取所述壓縮機(100)的電動機的參考操作功率(IMED)；b)測量壓縮機(100)的電動機的操作電流(IMED)；c)測量所述壓縮機(100)的控制模塊的操作電壓；d)作為在步驟b)中測量的操作電流(IMED)和在步驟c)中獲得的操作電壓的函數(shù)來計算所述壓縮機(100)的電動機的輸入功率(PMED)；e)將在前述步驟中計算的輸入功率(PMED)與所述參考操作功率(Pref)比較；f)如果所述參考操作功率(PREF)比所述輸入功率(PMED)高，則提高所述壓縮機的操作電壓(UC)；g)如果所述參考操作功率(Pref)比所述輸入功率(PMED)低，則降低所述壓縮機的操作電壓(UC)。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術】適用于冷卻系統(tǒng)的用于諧振線性壓縮機的控制方法和用于諧振線性壓縮機的電子控制系統(tǒng)
本專利技術涉及一種用于諧振線性壓縮機的控制方法和系統(tǒng)，這種設備適用于冷卻系統(tǒng)以便控制其能力。所提出的解決方案利用了優(yōu)化控制，其基本上在壓縮機的與針對所述設備供應和/或計算的參考功率相比較的入口功率上得到支持。
技術介紹
交替活塞式壓縮機通過憑借其活塞的軸向移動壓縮汽缸內(nèi)部的氣體來產(chǎn)生壓力，使得低壓側(cè)的氣體(吸入壓力或蒸發(fā)壓力)將通過吸入閥進入汽缸。所述氣體又通過活塞移動在汽缸內(nèi)部被壓縮，并且在壓縮之后，它通過排出閥從汽缸出來進入高壓側(cè)(排出壓力或凝結(jié)壓力)。對于諧振線性壓縮機來說，活塞由線性致動器制動，所述線性致動器由支承部和可由一個或多個繞組制動的磁鐵、將可移動部件(活塞、支承部和磁鐵)連接到固定部件(汽缸、定子、繞組、封蓋和框架)的一個或多個彈簧形成?？梢苿硬考蛷椈尚纬蓧嚎s機的諧振組件。然后，由線性電動機制動的諧振組件具有產(chǎn)生線性交替移動的功能，使汽缸內(nèi)部的活塞移動施加壓縮動作以便壓縮通過吸入閥接受的氣體，直到其能夠通過排出閥排出到高壓側(cè)的點。線性壓縮機的操作幅度通過由電動機產(chǎn)生的功率與由機構(gòu)在壓縮氣體時消耗的功率的平衡來調(diào)節(jié)。以這種方式，不存在對于活塞位移的最大幅度所定義的極限，并且有必要測量或者估計最大位移，使得控制系統(tǒng)能夠安全地制動壓縮機并且防止活塞對沖程終點的機械沖擊。這種沖擊可能產(chǎn)生壓縮機的效率損失、聲音噪聲以及故障。諧振線性壓縮機的另一重要特性是它們的制動頻率，因為這樣的一件設備被設計用于在組件的所謂質(zhì)量/彈力系統(tǒng)的諧振頻率下起作用。在這種情況下，設備的效率是最大的，總質(zhì)量等于可移動部件(活塞、支承部以及磁鐵)的質(zhì)量的和，并且所謂的等效彈力等于系統(tǒng)的諧振彈力加由氣體壓縮力所產(chǎn)生的氣體彈力的和。所述氣體壓縮力具有與可變并且非線性的彈力類似的行為，其取決于冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)壓力和凝結(jié)壓力，并且還取決于在系統(tǒng)中所使用的氣體。當系統(tǒng)在諧振頻率下操作時，電動機電流與位移正交，或者電動機電流與電動機的反電動勢同相，因為后者與得自位移的反電動勢成比例。因為制動頻率被調(diào)節(jié)為諧振頻率，所以眾所周知，為了改變冷卻能力，有必要改變活塞位移的幅度，從而改變每個循環(huán)置換的氣體體積和壓縮機的冷卻能力。目前在用于控制能力的現(xiàn)有技術中可用的多數(shù)解決方案將測量或估計沖程的解決方案與控制最大位移的系統(tǒng)結(jié)合，調(diào)節(jié)這個位移以便修改冷卻能力。因此，對于獲得壓縮機沖程所提出的解決方案是位置傳感器的使用，諸如在文獻PI0001404-4、PI0203724-6、US5,897,296、JP1336661以及US5,897,269中所描述的解決方案。應指出的是，具有用于測量沖程的位置傳感器的所有解決方案具有更高的復雜性、提升更多的沖程，此外還需要到壓縮機的更多電線和外部連接。因為冷卻壓縮機是密封的并且可能遭受高溫和高壓，所以除了壓縮機的內(nèi)部環(huán)境還遭受大范圍的溫度變化的事實之外，對于額外連接的需要是一大難點，這也使傳感器的使用變得困難。此外，可能存在對于在生產(chǎn)期間或在其運行期間校準所述傳感器的過程的需要。其他解決方案不使用位置傳感器，像專利US5,342,176、US5,496,193、US4,642,547的那些。與之前提及的三個解決方案類似，文獻US6,176,683、KR96-79125以及KR96-15062在它們的對象上也不采用位置傳感器。不使用位置傳感器的這些解決方案中的一些是復雜系統(tǒng)，其需要能夠建立頻率的傳感器以及能夠改變操作的頻率或修改波形的輸出。例如，能夠在文獻US2003/108430A1、US2001/005320A1、US2007/095073A1以及US2004/108824A1中看到這些技術。因此，應指出的是，沒有位置傳感器的解決方案具有良好的準確性或操作穩(wěn)定性，而且一般而言，需要其他類型的傳感器，諸如溫度傳感器或用于檢測沖擊的加速度計。此外，壓縮機的構(gòu)建還可能需要使壓縮機對機械沖擊更有抵抗力的機械解決方案，所述機械沖擊通常損害壓縮機的性能或者帶來附加成本。面對前文，我們提出目的在于提供用于諧振壓縮機的控制方法和系統(tǒng)的本專利技術，所述控制方法和系統(tǒng)能夠在控制冷卻系統(tǒng)的能力方面為設備提供更有效和更優(yōu)化的控制。專利技術目的本專利技術的第一目標是提供能夠提供設備能力控制的、用于諧振線性壓縮機的控制方法。本專利技術的第二目標是提供用于線性壓縮機的電子控制系統(tǒng)，其特別適用于冷卻系統(tǒng)，針對大范圍的位移幅度，后者能夠消除對于傳感器或用于估計活塞沖程的復雜方法的需要。本專利技術的再一目標是提供用于降低壓縮機的最終成本的控制方法和系統(tǒng)。此外，本專利技術的目標是降低壓縮機的噪聲峰值并且提高其操作穩(wěn)定性。最后，本專利技術的另一目標是實現(xiàn)與現(xiàn)有技術的解決方案相比較的簡單解決方案，以得到所述控制的大規(guī)模生產(chǎn)。
技術實現(xiàn)思路
用于實現(xiàn)本專利技術的目標的方式是通過提供適用于冷卻系統(tǒng)的、用于諧振線性壓縮機的控制方法，使得這樣的方法包括以下步驟：a)讀取所述壓縮機的參考操作功率；b)測量所述壓縮機電動機的操作電流；c)測量所述壓縮機的控制模塊的操作電壓；d)作為在步驟b)中測量的操作電流和在步驟c)中獲得的操作電壓的函數(shù)來計算所述壓縮機電動機的入口功率；e)將在前述步驟中計算的輸入功率與參考操作功率比較；f)如果所述參考操作功率比所述輸入功率高，則提高所述壓縮機的操作電壓；g)如果所述參考操作功率比所述輸入功率低，則提高所述壓縮機的操作電壓。用于實現(xiàn)本專利技術的目標的第二方式是通過提供對冷卻系統(tǒng)所采用的、用于諧振線性壓縮機的電子控制系統(tǒng)，所述諧振線性壓縮機包括電動機和位移活塞，所述壓縮機的電動機根據(jù)所述壓縮機的操作電壓被制動，所述系統(tǒng)包括被配置用于測量所述壓縮機的電動機的操作電流的電子處理裝置，所述處理裝置被配置成作為所測量的所述電動機的操作電流的函數(shù)來提供所述壓縮機的輸入功率，并且將這個輸入功率與參考操作功率值比較，所述系統(tǒng)被配置成根據(jù)在所述輸入功率與所述參考操作功率之間計算的功率差來提高或降低所述壓縮機的操作電壓。附圖說明現(xiàn)在將參考附圖更詳細地描述本專利技術，在附圖中：-圖1是諧振線性壓縮機的示意圖；-圖2示出本專利技術的冷卻系統(tǒng)的控制的框圖；-圖3示出本專利技術的電子控制的簡化框圖；-圖4示出根據(jù)本專利技術的教導的采用通過逆變器的制動的控制的框圖；-圖5示出采用通過TRIAC型裝置的制動的控制的框圖；-圖6示出本專利技術的控制系統(tǒng)的流程圖；以及-圖7示出根據(jù)本專利技術的排出壓力的波形，其標識通過功率控制的功率和最大活塞位移相對于通過沖程控制的功率和最大活塞位移。具體實施方式如之前提及的那樣，為控制能力所采用的多數(shù)解決方案將已知的測量技術或沖程估計與控制最大活塞位移的系統(tǒng)結(jié)合，調(diào)節(jié)這個位移以在系統(tǒng)的冷卻能力方面起作用。此外，這樣的技術在許多情況下將位置傳感器的使用考慮在內(nèi)，以便測量活塞沖程，因此對于最終產(chǎn)品引起成本的顯著提高。另一方面，沒有位置傳感器的解決方案不具有良好的準確性或操作穩(wěn)定性，并且有時有必要使用附加的裝置，諸如溫度傳感器和用于沖擊檢測的加速度計。這種構(gòu)建暗示更高成本和更長維護時間的一件設備。本專利技術采用用于控制諧振線性壓縮機100的創(chuàng)新方法和系統(tǒng)，這樣的壓縮機在圖1中被示意。所述控制方法優(yōu)選地適用于冷本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.07.14 BR 0201000643061.一種適用于冷卻系統(tǒng)的、用于諧振線性壓縮機(100)的控制方法，所述諧振線性壓縮機(100)包括電動機和位移活塞，所述壓縮機(100)的電動機根據(jù)所述壓縮機的操作電壓(UC)被致動，以便控制所述活塞位移的幅度，所述方法包括以下步驟：a)讀取所述壓縮機(100)的參考操作功率(Pref)，其中為所述諧振線性壓縮機(100)提供和/或計算所述參考操作功率(Pref)；b)測量所述壓縮機(100)的電動機的操作電流(iMED)；所述方法的特征在于，還包括以下步驟：c)測量所述壓縮機(100)的控制模塊的操作電壓；d)作為在步驟b)中測量的操作電流(iMED)和在步驟c)中獲得的操作電壓的函數(shù)來計算所述壓縮機(100)的電動機的輸入功率(PMED)；e)將在前述步驟中計算的輸入功率(PMED)與參考操作功率(Pref)比較；f)如果所述參考操作功率(Pref)比所述輸入功率(PMED)高，則提高所述壓縮機的操作電壓(UC)；g)如果所述參考操作功率(Pref)比所述輸入功率(PMED)低，則降低所述壓縮機的操作電壓(UC)。2.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟：h)檢測所述壓縮機(100)的活塞位移值(Dpis)；i)將所述活塞位移值(Dpis)與最大位移值(DPmax)比較；j)如果所述活塞位移值(Dpis)比所述最大位移值(DPmax)低，則執(zhí)行步驟“e”、“f”和“g”的序列；k)如果所述活塞位移值(Dpis)比所述最大位移值(DPmax)高，則降低所述壓縮機的操作電壓(UC)。3.根據(jù)權利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述壓縮機(100)的操作電流(iMED)的測量和所述輸入功率(PMED)的計算在處理電子裝置(200)上執(zhí)行。4.根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：PS丹尼滋，DEB里里伊，MR西埃斯森，
申請(專利權)人：惠而浦股份公司，
類型：
國別省市：