专利名称：往复式压缩机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种往复式压缩机，其中，活塞在汽缸内线性往复运动，以将制冷剂吸 入压缩空间内，并压缩及排放制冷剂，更具体地，涉及一种包括供电装置的往复式压缩机， 该供电装置的电路单元由于逆变器开关的数量减少而简化。
背景技术：
通常，压缩机为用于通过接收来自电能产生装置(例如，电机或涡轮机)的电能来 压缩空气、制冷剂或其他各种操作气体，并使其压力升高的机械装置。压缩机已广泛地应用 于诸如冰箱和空调之类的家用电器或整个工业中。压缩机粗略分为往复式压缩机，其中，在活塞与汽缸之间形成用于吸入或排放操 作气体的压缩空间，且活塞在汽缸内线性往复运动，从而压缩制冷剂；回转式压缩机，其中， 在偏心回转滚轮与汽缸之间形成用于吸入或排放操作气体的压缩空间，且滚轮沿着汽缸的 内壁偏心地旋转，从而压缩制冷剂；及涡卷压缩机，其中，在绕动涡卷与固定涡卷之间形成 用于吸入或排放操作气体的压缩空间，且绕动涡卷沿着固定涡卷旋转，从而压缩制冷剂。最近，在往复式压缩机中已开发出一种线性压缩机，其能够提高压缩效率，并简化 整体结构，且不会由于活塞直接连接到线性-往复式驱动电机的运动转换而带来机械损 失。图1是示出应用于往复式压缩机的传统供电装置的视图。该供电装置设有DC供 电单元22，用于整流家用或工业用的AC电能(未示出)，并将其转换为DC ；以及单独的控制 单元(未示出)，其以脉宽调制(PWM)方式控制逆变器开关Sl至S4，从而将AC电能Vm供 应给线性电机。尽管DC供电单元22包括用于整流AC电能的整流部和直流链部(DC link section)，但是由于它们为公知的，因此，省略对其描述和说明。通过整流部(未示出)和 直流链部(未示出)控制的DC电能通过逆变器开关Sl至S4被转换为具有适当振幅和频 率的AC电能Vm，且AC电能Vm被供应至线性电机(更确切地说，电机的线圈)。由于这种传统的供电装置必须使用四个逆变器开关，以便将AC电能供应至线性 电机，因此，逆变器开关的开/关控制和电路结构相当的复杂，并且，逆变器开关的反应时 间彼此互不相同，因此，使其不能将期望的AC电能供应给线性电机。此外，由于应用多个逆 变器开关，因而制造成本升高。
发明内容
技术问题因此，本发明的一目的在于提供一种往复式压缩机，即使所需的逆变器开关的数 量减少，其也能将期望的AC电能供应给线性电机。本发明的另一目的在于提供一种往复式压缩机，其使得逆变器开关单元易于被控 制，且简化电路结构。本发明的又一目的在于提供一种往复式压缩机，其通过直流链部和逆变器开关来构造到达线性电机的AC供电路径，以此简化电路结构。技术方案根据本发明的往复式压缩机，其包括活塞、汽缸、设于该汽缸内并使该活塞线性往 复运动的线圈部、以及用于向该线圈部供电的供电装置，该供电装置包括整流部，用于整 流从AC供电单元供应的AC电压；直流链部，用于稳定被整流的电压的振幅；及逆变器开关 单元，由连接于该直流链部的一对逆变器开关组成，用于向该线圈部施加被稳定的电压，该 线圈部的两端连接在所述直流链部与所述一对逆变器开关之间，以允许该线圈部直接接收 来自该直流链部的电能，从而减少逆变器开关的数量。
优选地，该整流部由多个全桥二极管构成。优选地，该直流链部由第一电容器和第二电容器串联组成，该逆变器开关单元的 两端连接于该直流链部的两端，且所述第一电容器和第二电容器的连接点接地。优选地，该AC供电单元的接地部分连接于所述第一电容器和第二电容器的连接
点ο优选地，所述一对逆变器开关交替地打开/关闭。有益效果因此，即使所需的逆变器开关的数量减少，本发明也能够向线性电机提供期望的 AC电能，以驱动往复式压缩机。此外，本发明使得逆变器开关单元易于被控制，且简化了电路结构。此外，本发明通过直流链部和逆变器开关来构造到达线性电机的AC供电路径，能 够简化电路结构，并向线性电机提供最大的电能。
图1为示出应用于往复式压缩机的传统供电装置的视图；图2为根据本发明应用了供电装置的往复式压缩机的剖视图；以及图3、图4为示出了应用于根据本发明的往复式压缩机的供电装置的第一和第二 实施例的视图。
具体实施例方式以下，将基于本发明的实施例和附图详细说明本发明。图2为根据本发明应用了供电装置的往复式压缩机的剖视图。在图2的往复式压缩机中，入口管道2a和出口管道2b安装于封闭容器2的一侧， 制冷剂通过入口管道2a和出口管道2b吸入并排放，汽缸4固定地安装在封闭容器2的内 部，活塞6安装在汽缸4的内部，以线性地往复运动，从而压缩吸入到汽缸4的压缩空间P 内的制冷剂，并且各种不同的弹簧安装为沿着活塞6的运动方向被弹性地支撑。这里，活塞 6连接于用于产生线性往复运动驱动力的往复式电机10。此外，在活塞6的接触压缩空间P的一端安装吸入阀22，且在汽缸4的接触压缩空 间P的一端安装排放阀组件24。吸入阀22和排放阀组件24根据压缩空间P的内部压力而 分别被自动地控制为打开或关闭。封闭容器2的上壳体和下壳体结合，以密封地封住封闭容器2。入口管道2a和出口管道2b安装在封闭容器2的一侧，其中，制冷剂通过入口管道2a被吸入，并通过出口管 道2b被排出。活塞6安装在汽缸4的内部，以沿着运动方向被弹性地支撑，从而进行线性 往复运动。往复式电机10连接于汽缸4外部的框架18。汽缸4、活塞6及线性电机10组 成一组件。该组件安装在封闭容器2的内部底面上，从而被支撑弹簧29弹性地支撑。封闭容器2的内部底面容纳油，在组件的下端安装用于抽吸油的供油设备30，且 在组件下侧的框架18的内部形成用于提供活塞6与汽缸4之间的油的供油管道18a。因 而，供油设备30通过由于活塞6的线性往复运动产生的振动被操作，以进行抽油，且油沿着 供油管道18a被供应至活塞6与汽缸4之间的间隙内，以进行冷却及润滑。汽缸4形成为中空形状，从而活塞6能够进行线性往复运动，且汽缸4的一侧具有 压缩空间P。优选地，在汽缸4的一端与入口管道2a的内侧部分相邻的状态下，汽缸4与入 口管道2a安装在同一直线上。活塞6安装在汽缸4的、与入口管道2a相邻的一端的内部，以进行线性往复运动， 且排放阀组件24安装在汽缸4的、与入口管道2a反向的一端。这里，排放阀组件24包括排放盖24a，用于在汽缸4的一端形成预定的排放空 间；排放阀24b，用于打开或关闭汽缸4的、邻近压缩空间P的一端；以及阀弹簧24c，其为 卷簧类型，用于沿轴向在排放盖24a与排放阀24b之间施加弹力。0形环R被插入到汽缸4 的一端的内周表面上，从而，排放阀24a能够封闭地粘附于汽缸4的一端。在排放盖24a的一侧与出口管道2b之间安装齿状环形管28，用于引导被压缩的制 冷剂向外部排出，并防止由于汽缸4、活塞6及往复式电机10的相互作用而产生的振动被施 加到整个封闭容器2。因此，当活塞6在汽缸4的内部线性往复运动时，如果压缩空间P的压力超过预定 的排放压力，则阀弹簧24c被压缩，从而打开排放阀24b，且制冷剂从压缩空间P排出，然后 沿着环形管28和出口管道2b向外部排放。在活塞6的中心形成制冷剂通道6a，其中，从入口管道2a供应的制冷剂通过制冷 剂通道6a流动。往复式电机10通过连接构件17直接连接于活塞6的、与入口管道2a相 邻的一端，且吸入阀22安装在活塞6的、与入口管道2a反向的一端。活塞6沿运动方向被 弹性地支撑。吸入阀22形成为薄板状。吸入阀22的中心被部分地切割，以打开或关闭活塞6 的制冷剂通道6a，且吸入阀22的一侧通过螺钉固定于活塞6的一端。因而，当活塞6在汽缸4的内部线性往复运动时，如果压缩空间P的压力低于小于 排放压力的预定的吸入压力，则吸入阀22被打开，从而制冷剂能够被吸入到压缩空间P内， 如果压缩空间P的压力超过预定的吸入压力，则压缩空间P内的制冷剂在吸入阀22处于关 闭状态时被压缩。特别地，活塞6安装为沿运动方向被弹性地支撑。详言之，活塞凸缘6b被诸如卷 簧之类的机械弹簧8a、8b沿活塞6的运动方向弹性地支撑，该活塞凸缘6b从活塞6的、与 入口管道2a相邻的一端沿径向突出。包含在与入口管道2a反向的压缩空间P内的制冷剂 由于弹力而运行为气弹簧，以此弹性地支撑活塞6。这里，机械弹簧8a、8b具有恒定的、与载荷无关的机械弹簧常数Km，优选地，机械弹 簧8a、8b从活塞凸缘6b沿轴向与固定至往复式电机10和汽缸4的支撑框架26并排地安装。并且，优选地，由支撑框架26支撑的机械弹簧8a和安装在汽缸4上的机械弹簧8b具 有相同的机械弹簧常数Km。驱动装置10包括线圈部12、14和磁体16。当由于电能施加到线圈部而产生磁场 时，磁体接受由磁场产生的力，并且，这样的力产生用于移动活塞6的原动力。往复式电机10包括内定子12，其通过沿周向堆叠多个叠层(lamination) 12a而 形成，且通过框架18固定地安装在汽缸4的外部；外定子14，其通过沿周向在绕线体14a的 外周堆叠多个叠层14b而形成，且通过框架18以与内定子12相隔预定间隙地安装在汽缸 4的外部；及永磁体16，其设置于内定子12与外定子14之间的间隙处，并通过连接构件17 连接于活塞6。这里，绕线体14a能够固定地安装在内定子12的外部。在往复式电机10内，当电流被施加到绕线体14a而产生电磁力时，永磁体16由于 电磁力与永磁体16之间的相互作用而线性往复运动，且连接于永磁体16的活塞6在汽缸 4内线性往复运动。图3、图4为示出了应用于根据本发明的往复式压缩机的供电装置的第一和第二 实施例的视图。供电单元包括整流部202，其用于整流从AC供电单元201供应的AC电能；直流 链部203，其用于稳定被整流的电能；以及逆变器开关单元204，其用于控制施加到线圈部 205的电能。AC电能通常从外界通过诸如电线、电缆等的AC供电单元201被供应。整流部 202起到整流AC电能的作用，从而使AC电能仅沿一个方向流动，且直流链部203起到减小 被整流电能的振幅变化的作用(起到稳定的作用)。由于整流部202和直流链部203的目 的是将AC电能转换为稳定的DC电能，因此，整流部202和直流链部203能够被结合为电能 转换单元。逆变器开关单元204通过多个开关控制施加的电能。被控制的电能通过逆变器 开关单元204转换为具有适当振幅和频率的AC电能，且AC电能被施加到线圈部205 (对应 于图2的绕线体14a)。图3为示出了应用于根据本发明的往复式压缩机的供电装置的第一实施例的视 图。尽管整流部202起到整流AC电能的作用，且在图3中，整流部202通过将四个二 极管连接为一全桥结构而构成，但是，该整流部的结构为公知技术，因此，任何能够起到整 流AC电能的作用，从而使AC电能仅沿一个方向流动的结构都是可用的。直流链部203起到减小被整流电压的变化幅度，以此进行稳定的作用。如图3所 示，如果通过将多个二极管连接为全桥结构来实施整流，则即使仅沿一个方向施加电能，但 电能的振幅为正弦波的一部分，从而导致严重的变化(例如，纹波(ripple))。为了使这些 变化减小，设置直流链部203以稳定电能。具体地，例如在图6中，直流链部203由第一电 容器Cl和第二电容器C2组成。第一电容器Cl和第二电容器C2相互串联，且它们的连接 点与AC供电单元201的接地部分独立地接地。如果第一电容器Cl和第二电容器C2具有大电容，则即使从整流部202施加了大 幅变化的电压，第一电容器Cl和第二电容器C2的两端电压V/2也不会受到太大的影响。如 果第一电容器Cl或第二电容器C2的电压的绝对值小于通过整流部202的电能的绝对值， 则整流部202的二极管关闭，且直流链部203的电压被施加到逆变器开关单元204。否则，如 果第一电容器Cl或第二电容器C2的电压的绝对值大于通过整流部202的电能的绝对值，则整流部202的二极管关闭，且直流链部203的电压受到通过整流部202的电能的影响，因 此，通过整流部202的电压被施加给逆变器开关单元204。通过此处理，能够减小电压的变
化幅度。
逆变器开关单元204由用于向线圈部205供电的第一开关(或第一逆变器开关) Sl和第二开关(或第二逆变器开关)S2组成。逆变器开关单元204的两端连接于直流链 部203的两端。S卩，第一开关Sl和第二开关S2的一端分别连接于直流链部203的电容器 C1、C2，且第一开关Sl和第二开关S2的另一端连接于线圈部205。线圈部205连接于第一 电容器Cl和第二电容器C2的连接点与第一开关Sl和第二开关S2的连接点之间。通过第一开关Sl和第二开关S2控制的电能被转换为具有适当振幅和频率的AC 电能，且AC电能被施加给线圈部205。图3的线圈部205简要地示出了线圈部14a。在控 制逆变器开关单元204时，往复式压缩机的控制单元(未示出)交替地打开/关闭第一开 关Sl和第二开关S2，以此将来自直流链部203的电能施加给线圈部205，由此连续完成往 复式压缩机的吸入行程、压缩行程、排放行程及再膨胀行程。例如，当第一开关Sl处于打开 状态或打开操作，第二开关S2处于关闭状态或关闭操作时，电压+V/2被施加给线圈部205， 从而连续完成再膨胀行程和吸入行程，且当第一开关Sl处于关闭状态或关闭操作，第二开 关S2处于打开状态或打开操作时，电压-V/2被施加给线圈部205，从而连续完成压缩行程 和排放行程。通过此结构，尽管逆变器开关的数量从四个减少到两个，但是也能够提供与传统 技术中相同的作用。即使AC供电单元201通过整流部202施加振幅为V的电压，如果第一 开关Sl或第二开关S2处于打开状态或打开操作，那么从直流链部203施加到第一电容器 Cl和第二电容器C2的电压减小到V/2，即，其一半的大小，由此使效率降低。为解决此问题， 公开第二实施例。图4为示出了应用于本发明的往复式压缩机的供电装置的第二实施例的视图。直流链部203与逆变器开关单元204的连接和功能与图3所示的相同，因此将省 略对其的描述。在整流部202中，连接于AC电源201的第二节点102连接于直流链部203 的接地部分，即，第一电容器Cl和第二电容器C2的连接点。因此，直流链部203的接地部 分和AC电源201的接地部分连接，且第二节点102的电压始终为零。除此以外，整流部的 结构均与先前实施例的结构相同。因此，直流链部203的第一电容器Cl和第二电容器C2 的两端电压升高至V，此电压V被施加至线圈部205。在图4的第二实施例中，第一开关Sl和第二开关S2同样被交替地打开/关闭，由 此连续完成往复式压缩机的吸入行程、压缩行程、排放行程及再膨胀行程。如果第一节点101的电压高于第三节点103的电压，则电能朝向第三节点流动，以 使第三节点的电压与AC电源201的电压相等。如果第一节点101的电压低于第四节点104 的电压，则电能从第四节点104流动，以使第四节点104的电压与AC电源201的电压相等。 如果第一节点101的电压处于第三节点103的电压与第四节点的电压之间，则所有的二极 管均关闭。如果构成直流链部203的电容器的电容大，那么直流链部203的电压不会过多地 改变。通过此处理，使得通过直流链部203施加到逆变器开关单元204的电压的变化幅度 减小。稳定的DC电能通过逆变器开关单元204转换为具有适当振幅和频率的AC电能Vm， 且AC电能Vm被施加到线圈部205。
在此说明书中，尽管并未描述用于根据PWM信号控制逆变器开关单元204的控制 单元，但此控制单元的结构对于本领域技术人员来说是公知的。以上已经参考实施例和附图对本发明做了详细的说明。然而，本发明的范围并不 限于这些实施例和附图，而是由所附的权利要求书进行限定。
权利要求
一种往复式压缩机，其包括活塞、汽缸、设于该汽缸内并使该活塞线性往复运动的线圈部、以及用于向该线圈部供电的供电装置，该供电装置包括整流部，用于整流从AC供电单元供应的AC电压；直流链部，用于稳定被整流的电压的振幅；及逆变器开关单元，由连接于该直流链部的一对逆变器开关组成，用于向该线圈部施加被稳定的电压，该线圈部的两端连接在该直流链部与所述一对逆变器开关之间。
2.如权利要求1所述的往复式压缩机，其中，该整流部由多个全桥二极管构成。
3.如权利要求1或2所述的往复式压缩机，其中，该直流链部由第一电容器和第二电容 器串联组成，该逆变器开关单元的两端连接于该直流链部的两端，且所述第一电容器和第 二电容器的连接点接地。
4.如权利要求3所述的往复式压缩机，其中，该AC供电单元的接地部分连接于所述第 一电容器和第二电容器的连接点。
5.如权利要求1-4中任一项所述的往复式压缩机，其中，所述一对逆变器开关交替地 打开/关闭。
6.一种往复式压缩机，其包括活塞、汽缸、设于该汽缸内并使该活塞线性往复运动的线 圈部、以及用于向该线圈部供电的供电装置，该供电装置包括整流部，用于整流从AC供电单元供应的AC电压； 一对电容器，用于稳定被整流的电压的振幅；及逆变器开关单元，由连接于直流链部的一对逆变器开关组成，用于向该线圈部施加被 稳定的电压，该线圈部的两端连接在所述一对电容器的连接点与所述一对逆变器开关的连接点之间。
7.如权利要求6所述的往复式压缩机，其中，所述一对电容器的连接点接地。
8.如权利要求6所述的往复式压缩机，其中，所述一对电容器的接地部分与该AC供电 单元的接地部分相互连接。
9.如权利要求6-8中任一项所述的往复式压缩机，其中，该整流部由多个全桥二极管 构成。
10.如权利要求6-9中任一项所述的往复式压缩机，其中，所述一对逆变器开关交替地 打开/关闭。
全文摘要
本发明涉及一种往复式压缩机，其中活塞在汽缸内线性往复运动，以将制冷剂吸入压缩空间内，并压缩及排放制冷剂，更具体地涉及一种包括供电装置的往复式压缩机，供电装置的电路单元由于逆变器开关的数量减少而简化。一种往复式压缩机，其包括活塞、汽缸、设于汽缸内并使活塞线性往复运动的线圈部、以及用于向线圈部供电的供电装置，包括整流部，用于整流从AC供电单元供应的AC电能；直流链部，用于稳定被整流的电压的振幅；及逆变器开关单元，由连接于直流链部的一对逆变器开关组成，用于向线圈部施加被稳定的电压，线圈部的两端连接在直流链部与一对逆变器开关之间，以允许线圈部直接接收来自直流链部的电能，从而减少逆变器开关的数量。
文档编号H02M5/45GK101836354SQ200880113279
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月13日 优先权日2007年10月26日
发明者全永焕, 姜亮俊 申请人:Lg电子株式会社