专利名称：控制往复式压缩机操作的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种控制往复式压缩机操作的装置和方法，它是通过输入一定的冲程指令值来操纵压缩机。更具体而言，涉及这样一种控制往复式压缩机操作的装置和方法，它通过检测电流和电压的相位差并检测电流和速度的相位差以及利用相位差的拐点来稳定地操作往复式压缩机。
现在，使用各种形式的压缩机，其中通常使用往复式压缩机。往复式压缩机通过活塞在缸体内上下移动来增压蒸气。特别是当往复式压缩机用于冰箱或空调时，可以通过改变施加到往复式压缩机上的冲程电压来改变压力比，因此有利于可变制冷能力的控制。
图1是一个框图，表示按照现有技术控制往复式压缩机操作的一个装置的构造。如图1所示，一种控制往复式压缩机操作的装置包括一个检测在往复式压缩机中产生的电压和电流的电压/电流检测单元13；一个利用在电压/电流检测单元13检测到的电压和电流来计算冲程(活塞顶部死点中心到底部死点中心之间的距离)并输出该值的冲程计算单元11；一个将计算冲程和用户输入的特定冲程指令值相比较并根据比较结果输出比较信号的比较器10；一个根据比较器10的比较信号增加或降低冲程电压并将其输出的冲程控制器12；一个根据冲程控制器12输出的冲程电压输出开关控制信号的微型计算机14；以及一个按照微型计算机14的开关控制信号向往复式压缩机施加一定电压的电路单元15。
现在说明按照现有工艺的往复式压缩机的控制操作。
在往复式压缩机中，当通过用户输入特定冲程指令值而输出冲程电压时，冲程(活塞顶部死点中心到底部死点中心之间的距离)随着活塞在汽缸内上下运动来变化，汽缸内的制冷剂气体经由排放阀传递到冷凝器，这样可以调整制冷能力。
这里如图2所示，根据冲程电压来增加冲程，如步骤ST10所示，当检测到往复式压缩机中产生的电压和电流并将它们输入到冲程计算单元11时，如步骤ST11所示，冲程计算单元11利用在电压/电流检测单元13检测到的电压和电流来计算冲程。这样，如步骤ST12所示，计算冲程输入到比较器10，后者对比冲程指令值和冲程计算单元11计算的冲程并将比较值输入到冲程控制器12；随后如步骤ST13所示，冲程控制器12按照比较值改变冲程电压并将之输入到微型计算机14。然后，如步骤ST14所示，微型计算机14通过冲程控制器输出的电压来输出开关控制信号；并如步骤ST15所示那样操作往复式压缩机。
这里，当冲程计算单元11计算得到的冲程值低于冲程指令值时，冲程控制器12增加冲程电压；当冲程计算单元11计算得到的冲程值大于冲程指令值时，冲程控制器12降低冲程电压并将之输入到微型计算机14。
这里，向冲程计算单元11输入一个电机常数α(转换电能为机械能的系数)、Rac(由于铜或铁等电阻造成的损耗值)、在电机两端之间的电压VM等，并利用下述等式计算活塞的速度和冲程。
同时，根据微型计算机14的开关控制信号，通过延长导通周期而使电路单元15的三端双向可控硅开关的冲程增加。这里，在电压/电流检测单元13中分别检测往复式压缩机中产生的电压和电流，并输入到冲程计算单元11。
然后，冲程计算单元11利用在电压/电流检测单元13检测到的电压和电流来计算冲程，计算冲程与压缩机10的冲程指令值比较，比较结果输入到冲程控制器12。冲程控制器12增加或降低冲程电压。从冲程控制器12输出的冲程电压输入到微型计算机14，计算机14输出一个用于控制往复式压缩机的开关控制信号。
更详细而言，当计算冲程小于冲程指令值时，微型计算机14通过输出用于延长三端双向可控硅开关导通周期的开关控制信号，来增加施加到往复式压缩机上的冲程电压。当计算冲程大于冲程指令值时，微型计算机14通过输出用于缩短三端双向可控硅开关导通周期的开关控制信号，来减少施加到往复式压缩机上的冲程电压。
同时，微型计算机14通过在压缩机周围或电冰箱的电路周围安装传感器来检测负荷(室外温度或冷凝器温度等)，利用其作为精确控制电冰箱的基本信息。例如，微型计算机14通过安装在冷凝器表面的传感器检测温度以及检测载荷。
可是，按照现有技术的控制往复式压缩机操作的装置和方法，由于诸如电机常数或铜损或铁损等损失造成难于精确的测量电流和电压，结果在机械运动特性方面存在严重的非线性问题，利用不考虑非线性情况的控制方法进行精确控制是不可能的。在检测用于压缩机精确控制的负载时，室外温度或冷凝器温度利用安装在表面的传感器测量，检测每个载荷条件后，要根据每种条件使用不同的控制算法，因而出现时间滞后并由于时间滞后而不能精确检测载荷。
此外，由于利用固定冲程控制往复式压缩机，因此TDC(顶部死点中心)根据冰箱载荷的增加或减少而变化。并且，由于往复式压缩机利用定量控制来工作(利用转换电能为机械能需要的常数值、由于诸如铜和铁等电阻造成的损耗值、电感、电流、在马达两端的电压等的一种控制方式)，制冷能力根据电机常数和设备特性而变化，在冲程计算中产生许多错误因素，因此往复式压缩机的操作效率低。
发明综述因此，本发明的一个目的是提供一种控制往复式压缩机操作的装置和方法，它能够利用输入电压和电流相位差附近的拐点来实现活塞的TDC(顶部死点中心)控制。
本发明的另一个目的是提供一种控制往复式压缩机操作的方法，它能够利用电压和电流的相位差的参考值来探测载荷从而确定操作模式，从而能实行精确控制。
本发明还有一个目的是提供一种探测往复式压缩机相位的方法，它能够精确探测两个信号的相位差，并利用数字模式探测信号相位来降低成本。
为了实现本发明的上述目的，按照本发明的控制往复式压缩机操作的装置包括一个通过活塞运动改变冲程来操作往复式压缩机的电路单元；一个用来探测来自电路单元的电流和电压相位差的相位差检测单元；一个通过输入相位差来检测相位拐点的相位拐点检测单元；以及一个输入由相位拐点检测单元检测到的相位拐点、并向电路单元输入与相位拐点对应的冲程电压的冲程控制单元。
为了实现本发明的上述目的，按照本发明的控制往复式压缩机操作的方法包括一个在特定时间以固定冲程操作往复式压缩机、并在操作过程中检测电压和电流相位差的第一过程；一个判断第一过程的相位差参考值是否大于或小于特定值(α，βα＜β)的第二过程；一个根据冲程抖动而执行取消往复式压缩机操作、同时在上述判断结果中相位差参考值小于特定值α时以一个固定冲程操作往复式压缩机的第三过程；一个根据冲程抖动而执行取消往复式压缩机操作、同时在上述判断结果中相位差参考值大于特定值β时以一个固定冲程操作往复式压缩机的第四过程；以及一个根据冲程抖动和制冷能力大小而执行取消往复式压缩机操作、同时在上述判断结果中相位差参考值介于特定值之间(α，βα＜β)时以一个具有相位拐点的冲程来操作往复式压缩机的第五过程。
为了实现上述目的，一种检测往复式压缩机相位的方法包括一个在特定采样周期内来对第一、第二模拟信号采样从而检测第一和第二零电压的第一过程；一个使用在第一过程检测到的第一和第二零电压来产生第一和第二相位信号的第二过程；以及一个通过对在第二过程中产生的第一和第二相位信号进行逻辑运算而检测相位差信号的第三过程。
图4是表示按照本发明的，电压/电流相位差、制冷能力和压缩机效率随着冲程电压增加而变化的曲线图5是表示按照本发明的，拐点产生随压缩机效率测量条件中的电冰箱条件变化的曲线图；图6是表示按照本发明的，拐点产生随压缩机效率测量条件中的ASHRAE条件变化的曲线图；图7是表示按照本发明控制往复式压缩机操作的方法的流程图，其中根据特定冲程指令值来改变活塞运动的冲程，从而控制制冷能力。
图8是表示按照本发明的，拐点状态随着载荷大小变化的状态曲线；图9A、9B和9C是表示按照本发明的操作往复式压缩机的方法的流程图，其中使用在往复式压缩机操作中产生的电压和电流的相位差的参考值。
图10A是表示正弦波形式信号的波形图；图10B是一个波形图，表示信号为正弦波形式时，关于零电压检测波形的数字类型的相位信号；图11A表示常规信号而不是正弦波的波形图；图11B是一个波形图，表示信号为常规信号而非正弦波形式时，关于零电压检测波形的数字类型的相位信号；图12是一个曲线图，表示按照本发明的通过输入两个波形来计算相位差的方法；图13是一个流程图，表示按照本发明的检测往复式压缩机相位的方法；图14是一个流程图，表示按照本发明的利用异-或运算来产生相位差信号的方法。
这里，电路单元20通过输入冲程电压并借助三端双向可控硅开关间歇式传输交流(AC)电源给压缩机，从而操作往复式压缩机。相位差检测单元21包括一个用于检测由于往复式压缩机冲程变化而在往复式压缩机中产生的电压和电流的电压/电流检测单元22。相位拐点检测单元28通过输入来自相位差检测单元21的电压/电流相位差并将其和先前检测的电压/电流相位差比较而检测相位拐点，其中TDC(顶部死点中心)为零。冲程控制单元25包括一个微型计算机26和一个预先存储与电压/电流相位差对应的冲程电压的ROM(只读存储器)27，其中微型计算机26利用与相位拐点检测单元28检测到的相位拐点对应的冲程电压来输出开关控制信号。这里，可以不使用电压/电流检测单元22来检测电压和电流，可以使用检测冲程和电流的冲程/电流检测单元23或者检测速度和电流的速度/电流检测单元24。
现在说明按照本发明的控制往复式压缩机操作的装置的操作过程。
首先，施加冲程电压，使得TDC为零。通过活塞在汽缸内运动而改变冲程，从而调整制冷能力。这里，根据冲程电压伴随的冲程变化，电压/电流检测单元22检测往复式压缩机中产生的电压和电流并将它们输入到相位差检测单元21。据此，相位差检测单元21被输入来自电压/电流检测单元22的检测电压和电流，并检测在对应时间点的电压/电流相位差。此外，除了电压/电流检测单元22来检测电压/电流相位差，可以使用冲程/电流检测单元23检测冲程/电流相位差，还可以通过速度/电流检测单元24检测速度/电流相位差。
然后，相位拐点检测单元28输入来自相位差检测单元21的当前电压/电流相位差并将其和先前周期检测的电压/电流相位差比较。这里，当当前电压/电流相位差小于先前电压/电流相位差时，冲程电压增加；当当前电压/电流相位差大于先前电压/电流相位差时，通过降低冲程电压来检测相位拐点。
之后，来自相位拐点检测单元28的检测到的相位拐点输入到冲程控制单元25，单元25向往复式压缩机输入与相位拐点对应的冲程电压，并控制往复式压缩机从而在TDC为‘0’的点进行操作。当在TDC为‘0’的位置发生冲程抖动时，冲程控制单元25在TDC为‘0’的位置之上或之下执行取消操作。
图4是表示按照本发明的，电压/电流相位差、制冷能力和压缩机效率随着冲程电压增加而变化的曲线图。如图4所示，随着冲程电压增加，产生拐点(在该点，电压/电流相位差由降低转为增加)。此外，电压/电流相位差的拐点是‘TDC’为‘0’时的一点，意味着一个最佳条件。因此，尽管压缩机在不小于拐点的点工作，但制冷能力不增加。和图4一样，如图5和图6所示，在压缩机效率测量条件诸如电冰箱条件和ASHRAE条件中，拐点根据冲程电压的增加而产生。
更详细而言，当检测输入电压和电流的相位差并利用相位差的拐点将冲程控制在活塞的TDC为‘0’的位置时，不需要为冲程计算计算数值(例如，电机常数、由于铜损或铁损等电阻造成的损耗值、电流、在马达两端的电压等)。通过定量控制(一种利用压缩机特性的控制方式)能够执行活塞的TDC控制，而不用考虑负载的变化。
图7是表示按照本发明控制往复式压缩机操作的方法的流程图，其中根据特定冲程指令值来改变活塞运动的冲程，从而控制制冷能力。如图7所示，控制往复式压缩机操作的方法包括如步骤ST20所示，通过检测在往复式压缩机中产生的电压和电流来检测电压/电流相位差；如步骤ST21所示，比较检测到的电压/电流相位差(THETA)与先前检测到电压/电流相位差(PRE-THETA)；如步骤ST23和ST24所示，当比较结果中的当前电压/电流相位差(THETA)大于先前周期的电压/电流相位差(PRE-THETA)时，降低冲程电压并存储当前的电压/电流相位差作为先前相位差值；如步骤ST22和ST24所示，当比较结果中的当前电压/电流相位差(THETA)小于先前周期的电压/电流相位差(PRE-THETA)时，增加冲程电压并存储当前的电压/电流相位差作为先前相位差值；如步骤ST25所示，根据存储过程中存储的电压/电流相位差检测TDC为‘0’时的相位拐点；以及如步骤26所示，向往复式压缩机输出与检测过程中检测到的相位拐点对应的冲程电压。这里，在检测和对比过程中，除了检测电压和电流的相位差，还可以检测速度和电流、或者冲程和电流的相位差。
在本发明的实施例中，描述了往复式压缩机在TDC为‘0’时在相位拐点位置的操作。可是，产生电冰箱抖动时，冲程控制单元通过根据拐点改变冲程和执行取消操作(称为可变制冷能力控制)，将制冷能力控制在不产生抖动的特定范围内。
例如，用户设定冲程值时，为了以最佳效率操作压缩机，不管载荷大小，TDC都总是必须为‘0’。
可是，在压缩机操作中载荷太大时，TDC为正值；当压缩机操作中载荷太小时，TDC为负值。因此，由于载荷变化，会在TDC控制中产生可靠性问题。
因此，根据往复式压缩机操作过程中的载荷变化，将工作区分为拐点存在区和非拐点存在区以便操作压缩机，可以使得往复式压缩机操作更加可靠。更详细而言，如图8所述，当载荷很小(6，7)而难于检测拐点时，通过使用拐点存在区(2，3，4，5)中的拐点控制往复式压缩机。当由于载荷太大而不存在拐点时，往复式压缩机利用预先存储的特定冲程来控制。
图9A、9B和9C是表示按照本发明的操作往复式压缩机的方法的流程图，其中使用在往复式压缩机操作中产生的电压和电流的相位差的参考值。如图9A、9B和9C所示，通过下述过程对往复式压缩机进行精确控制是可能的一个在操作时间检测电压和电流相位差、同时在特定时间以固定冲程操作往复式压缩机的第一过程；一个判断检测过程的相位差参考值是否大于或小于特定值(α，βα＜β)的第二过程；当上述判断结果中相位差参考值小于特定值α时，一个根据冲程抖动和制冷能力而执行往复式压缩机取消操作、同时以一个固定冲程操作往复式压缩机的第三过程；当上述判断结果中相位差参考值大于特定值β时，一个根据冲程抖动和制冷能力而执行往复式压缩机取消操作、同时以一个固定冲程操作往复式压缩机的第四过程；以及在上述判断结果中相位差参考值介于特定值之间(α，βα＜β)时，一个根据冲程抖动和制冷能力大小而执行往复式压缩机取消操作、同时以一个具有相位拐点的冲程来操作往复式压缩机的第五过程。
这里，第三过程包括一个判断是否发生冲程抖动、同时利用固定冲程操作往复式压缩机的第一步骤；当第一步骤判断结果中存在冲程抖动时，判断是否需要大制冷能力的第二步骤；以及当第二步骤判断结果中需要大制冷能力时在冲程抖动区之上执行取消操作、并当第二步骤判断结果中需要小制冷能力时而在冲程抖动区之下执行取消操作的第三步骤。
第四过程包括一个判断在利用固定冲程操作往复式压缩机的过程中是否发生冲程抖动的第一步骤；以及一个当发生冲程抖动时在冲程抖动区之下执行取消操作的第二步骤。
第五过程包括一个判断在利用具有拐点的冲程操作往复式压缩机的过程中是否发生冲程抖动的第一步骤一个当第一步骤判断结果中发生冲程抖动并需要大制冷能力时而在冲程抖动区之上执行取消操作、并在第一步骤判断结果中发生冲程抖动并需要小制冷能力时而在冲程抖动区之下执行取消操作的第二步骤；以及一个在步骤1的判断结果中没发生冲程抖动并需要大制冷能力时而执行冲程操作使得TDC为‘0’、并在步骤1的判断结果中没发生冲程抖动并需要小制冷能力时而执行冲程操作以具有小于拐点区的区域的第三步骤。这里，在相位拐点控制中，若当前的冲程与电流相位差大于先前的冲程与电流相位差时，冲程电压减少。若当前的冲程与电流相位差小于先前的冲程与电流相位差时，冲程电压增加。
同时，说明在相位检测单元21中检测相位差的方法。
首先，如图10A和11A所示，当关于一个特定波形的参考值+Δ和参考值-Δ之间的时间被计算并称为δ时，通过将上升沿或下降沿置于一个中间值(δ/2)，可以得到如图10B和11B所示的波形。然后，利用图10B和11B所示的波形可以得到如图12所示的波形。因此，在关于两个波形的相位差中，通过利用一个周期的相位差信号S1+S2+S3+S4的总面积去除相位差信号S1+S3面积可以计算往复式压缩机的相位差。
图13是一个流程图，表示按照本发明的检测往复式压缩机相位的方法。如图13所示，它包括一个利用特定采样周期来对第一、第二模拟信号采样从而检测第一和第二零电压的第一过程，如步骤ST30-ST35所示；一个利用在第一过程检测到的第一和第二零电压来产生第一和第二相位信号的第二过程，如步骤ST36和ST37所示；以及一个通过对在第二过程中产生的第一和第二相位信号进行特定逻辑运算而检测相位信号的第三过程，如步骤ST38所示。
这里，第一过程包括在计算采样数目中采样数目少于半周期时，判断模拟信号是否小于‘参考值+Δ’的第一步骤；在模拟信号小于‘参考值+Δ’时，判断模拟信号是否大于‘参考值-Δ’的第二步骤；一个存储在‘参考值+Δ’和‘参考值+Δ’之间采样的数目以及采样次数的第三步骤；以及一个通过用第三步骤的采样数目除以采样次数而检测零电压的第四步骤。
第二过程包括产生一个在第一和第二零电压位置变化为上升沿和下降沿的信号的第一步骤；以及一个在第一步骤产生的信号上添加半周期的第二步骤。第二步骤产生一个与第一步骤产生的信号具有相反沿的信号，并检测与第一步骤产生的信号对应的第一和第二相位信号。
如图14所示，在第三过程的相位信号中，通过对第一和第二相位信号执行‘异-或’运算产生相位信号。此外，在第三过程的相位信号中，往复式压缩机的相位信号可以通过对第一和第二相位信号进行“与”或者“或”运算而被检测。因此，利用一个周期的相位信号S1+S2+S3+S4的总面积去除相位信号S1+S3面积来计算往复式压缩机的相位差，可以减少由于噪音和载荷变化造成的误差，并且可以精确检测两个信号的相位差。
如上所述，不管载荷变化，通过控制活塞的TDC(顶部死点中心)，以及利用相差拐点来控制TDC，提高往复式压缩机的效率是可能的。这是因为不需要冲程计算电路，没有电机常数变化带来的冲程计算误差。此外，直接对应载荷来操纵往复式压缩机是可能的。通过利用相位差参考值来掌握当前载荷条件以探测过载荷，从而在安全区域操作往复式压缩机是可能的。
权利要求
1.一种控制往复式压缩机操作的装置，其特征在于，它包括电路单元，通过活塞运动改变冲程来操作往复式压缩机；相位差检测单元，用来探测电路单元的电流和电压相位差；相位差拐点检测单元，被输入来自相位差检测单元的相位差来检测相位差拐点；以及冲程控制单元，被输入由相位差拐点检测单元检测到的相位差拐点，并为了产生与相位差拐点对应的冲程而向电路单元施加电压。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电路单元通过向使用三端双向可控硅开关来间歇地传输AC电源，从而操作往复式压缩机。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相位差检测单元包括一个电压/电流检测单元，用于检测由于往复式压缩机冲程变化而在往复式压缩机产生的电压和电流。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相位差拐点检测单元通过输入来自相位差检测单元的电压/电流相位差并将其和先前检测的电压/电流相位差比较而检测相位差拐点，其中对应TDC几乎为零。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冲程控制单元包括一个微型计算机，用于输出开关控制信号以使冲程与相位差拐点相对应。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述冲程控制单元包括一个预先存储与电压/电流相位差拐点对应的冲程值的ROM。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电流流入到电动机中，并且所述电压为源电压。
8.一种控制往复式压缩机操作的装置，其特征在于，它包括电路单元，通过活塞运动改变冲程来操作往复式压缩机；相位差检测单元，用来探测电路单元的速度和电流的相位差；相位差拐点检测单元，被输入相位差来检测相位差拐点；以及冲程控制单元，输入由相位差拐点检测单元检测到的相位差拐点，并为了产生与相位差拐点对应的冲程而向电路单元施加电压。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述相位差检测单元包括一个速度/电流检测单元，用于检测由于往复式压缩机冲程变化而在往复式压缩机产生的速度和电流。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述相位差拐点检测单元通过输入来自相位差检测单元的速度/电流相位差并将其和先前检测的速度/电流相位差比较而检测相位差拐点，其中TDC几乎为零。
11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述冲程控制单元包括一个微型计算机，用于输出开关控制信号以使冲程与相位差拐点相对应。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述冲程控制单元包括一个预先存储与速度/电流相位差拐点对应的冲程值的ROM。
13.一种控制往复式压缩机操作的方法，包括通过检测在往复式压缩机中产生的电压和电流来检测电压/电流相位差的第一过程；比较在第一过程检测到的电压/电流相位差与先前检测的电压/电流相位差的第二过程；根据对比结果中的电压/电流相位差检测相位差拐点的第三过程；以及向往复式压缩机输出与检测到的相位拐点对应的冲程的第四过程。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在冲程增加中，当所述当前电压/电流相位差大于先前电压/电流相位差时，降低所述冲程并存储当前的电压/电流相位差为第二过程的先前相位差值。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在冲程增加中，当所述当前电压/电流相位差小于先前电压/电流相位差时，增加所述冲程并存储当前的电压/电流相位差为第二过程的先前相位差值；
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的在第三过程中检测相位差拐点的过程是按照电压/电流相位差检测TDC几乎为零的点。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，当在TDC为零时产生冲程抖动时，所述往复式压缩机在TDC几乎为0的点之上和之下执行取消操作。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，检测流入到电动机中的电流和作为源电压的电压。
19.一种控制往复式压缩机操作的方法，包括通过检测在往复式压缩机中产生的速度和电流来检测速度/电流相位差的第一过程；比较在第一过程检测到的速度/电流相位差与先前检测的速度/电流相位差的第二过程；根据对比结果中的速度/电流相位差检测相位差拐点的第三过程；以及输出与检测到的相位拐点对应的冲程到往复式压缩机中的第四过程。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，在冲程增加中，当所述当前速度/电流相位差大于先前速度/电流相位差时，降低所述冲程并存储当前的速度/电流相位差为第二过程的先前相位差值。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，在冲程增加中，当所述当前速度/电流相位差小于先前速度/电流相位差时，增加所述冲程并存储当前的速度/电流相位差为第二过程的先前相位差值；
22.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述的在第三过程中检测相位差拐点的过程是按照速度/电流相位差检测TDC几乎为零的点。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，当在TDC为零时产生冲程抖动时，所述往复式压缩机在TDC几乎为0的点之上和之下执行取消操作。
24.一种控制往复式压缩机操作的方法，包括一个以固定冲程操作往复式压缩机、并在操作过程中检测电压/电流相位差的第一过程；一个通过比较第一过程检测的相位差参考值与特定值(α，βα＜β)而判断参考值的第二过程；一个在第二过程判断结果中相位差参考值小于特定值(α)时判断以固定冲程操作往复式压缩机时是否会发生冲程抖动的第三过程；一个当第三过程的判断结果中没发生冲程抖动时以固定冲程操作往复式压缩机的第四过程。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括在第三过程的判断结果中发生冲程抖动时，判断是否需要大制冷能力；在需要大制冷能力时，在冲程抖动区之上执行往复式压缩机的取消操作；在需要小制冷能力时，在冲程抖动区之下执行往复式压缩机的取消操作。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括在第二过程的判断结果中相位差参考值大于特定值(β)时，判断在以固定冲程操作往复式压缩机时是否发生冲程抖动；以及当不发生冲程抖动时以固定冲程操作往复式压缩机。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括在发生冲程抖动时，在冲程抖动区域之下执行往复式压缩机取消操作。
28.如权利要求24所述的方法，其特征在于，还包括当在第二过程的判断结果中，相位差参考值介于特定值(α，β)之间时，判断以具有相位拐点的固定冲程操作往复式压缩机的过程中是否发生冲程抖动；当不发生冲程抖动时，判断是否需要大的制冷能力；当需要大制冷能力时，操作冲程使得TDC为零。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括当需要小制冷能力时，以小于出现相位差拐点的冲程的冲程来操作往复式压缩机。
30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括当发生冲程抖动并需要大制冷能力时，在冲程抖动区域之上执行取消操作。
31.如权利要求28所述的方法，其特征在于，还包括当发生冲程抖动并需要小制冷能力时，在冲程抖动区域之下执行取消操作。
32.如权利要求28所述的方法，其特征在于，在冲程增加中，当所述当前电压/电流相位差大于先前电压/电流相位差时，降低所述冲程；在冲程增加中，当所述当前电压/电流相位差小于先前电压/电流相位差时，增加所述冲程。
33.一种检测往复式压缩机相位的方法，包括利用特定采样周期来对第一、第二模拟信号采样从而检测第一和第二零电压的第一过程；利用在第一过程检测到的第一和第二零电压来产生第一和第二相位信号的第二过程；以及通过对在第二过程中产生的第一和第二相位信号进行逻辑运算来检测相位差的第三过程。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述第一过程包括当计算采样数目中采样数目少于半周期时，判断模拟信号是否小于‘参考值+Δ’的第一步骤；当模拟信号小于‘参考值+Δ’时，判断模拟信号是否大于‘参考值-Δ’的第二步骤；当模拟信号大于‘参考值-Δ’时，存储在‘参考值+Δ’和‘参考值+Δ’之间的采样数目以及采样次数的第三步骤；以及通过用第三步骤的采样数目除以采样次数而检测零电压的第四步骤。
35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述第二过程还包括产生在第一和第二零电压位置变化为上升沿和下降沿的信号的第一步骤；以及通过在第一步骤产生的信号上添加半周期并根据它检测第一和第二相位信号，来产生与第一步骤中产生的信号具有相反沿的信号的第二步骤。
36.如权利要求33所述的方法，其特征在于，通过对第一和第二相位信号执行‘异-或’运算来检测所述第三过程的相位差信号。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，利用相位差信号面积除以一个周期的相位差信号的总面积来计算所述第三过程的相位差。
38.如权利要求33所述的方法，其特征在于，通过对第一和第二相位信号进行“与”运算来检测所述第三过程的相位差信号。
39.如权利要求33所述的方法，其特征在于，通过对第一和第二相位信号进行“或”运算来检测所述第三过程的相位差信号。
全文摘要
在一种控制往复式压缩机操作的装置和方法中,它能够通过检测相位差和使用相位差拐点来稳定操作压缩机。一种控制往复式压缩机操作的装置和方法,包括:一个通过活塞运动改变冲程来操作往复式压缩机的电路单元;一个用来探测来自电333路单元的电流和电压相位差的相位差检测单元;一个被输入相位差来检测相位拐点的相位拐点检测单元;以及一个被输入由相位拐点检测单元检测到的相位拐点并为了产生与相位差拐点对应的冲程而向电路单元输入电压的冲程控制单元。冲程控制单元可以不管载荷变化控制活塞的TDC(顶部死点中心),提高往复式压缩机的操作效率,以及由于不需要冲程计算电路,没有电机常数变化带来的冲程计算误差。
文档编号F04B9/00GK1346937SQ0114229
公开日2002年5月1日 申请日期2001年9月27日 优先权日2000年9月27日
发明者刘载有, 金炯镇, 权启示 申请人:Lg电子株式会社