用于控制压缩机工作的装置和方法 【技术领域】
本发明涉及一种压缩机，并尤其涉及通过估算往复式压缩机的冲程来控制往复式压缩机工作的装置和方法。
背景技术
图1是示出根据现有技术的往复式压缩机的工作控制装置的结构的方块图。
如图1所示，往复式压缩机的工作控制装置包括：用于探测施加到往复式压缩机6的马达(未示出)上的电流的电流探测器4；用于探测施加到马达上的电压的电压探测器3；基于所探测到的电流、电压以及马达的参数计算压缩机6的冲程估算值的冲程计算装置5；用于将所计算的冲程估算值与预设的冲程基准值相比较并根据比较结果输出差值的比较器1；以及根据该差值通过改变施加到马达上的电压来控制压缩机6的冲程地冲程控制器2。以下，将描述往复式压缩机的工作控制装置的工作原理。
首先，电流探测器4探测到施加于压缩机6的马达上的电流，并将所探测到的电流输出到冲程计算装置5。在此，电压探测器3探测施加于马达上的电压，并将所探测到的电压值输出到冲程计算装置5。
冲程计算装置5通过代入所探测到的电流值、所探测的电压值和马达的参数，用公式1计算压缩机的冲程估算值，并将所计算的冲程估算值施加到比较器1。X=1α∫(VM-Ri-Li‾)dt]]>公式1
在此，R是电阻，L是电感，α是马达常数，VM是施加到马达的电压，i是施加到马达上的电流，而 i是施加到马达上的电流的时间变化率。更详细地说， i是i的微分值(di/dt)。
此后，压缩机1将冲程估算值与冲程基准值相比较，并根据比较结果将差值施加到冲程控制器2上。
冲程控制器2基于该差值通过改变施加到压缩机6的马达上的电压来控制冲程。这将参照图2详细描述。
图2是示出根据现有技术的往复式压缩机的工作控制方法的流程图。
首先，如在步骤SP1所示，当冲程估算值从冲程计算装置5施加到比较器1时，比较器1将冲程估算值与冲程基准值相比较，并根据比较结果将差值输出到冲程控制器2，如步骤SP2所示。
当冲程估算值小于冲程基准值时，冲程控制器2增大施加到马达的电压，以便控制压缩机6的冲程，如步骤SP3所示，当冲程估算值大于冲程基准值时，冲程控制器2减小施加到马达上的电压，如步骤SP4所示。
如上所述，在根据现有技术的控制往复式压缩机工作的装置和方法中，冲程估算值利用马达的参数(马达常数、电阻、电感)来计算，且压缩机的冲程基于计算出的冲程估算值加以控制。于是，由于马达参数的飘移(尤其是电阻和电感)以及非线性造成所计算出的冲程估算值误差增大。
另外，在根据现有技术的用于控制往复式压缩机工作的装置和方法中，由于所计算出的冲程估算值中的误差较大，从而不可能精准地控制压缩机的工作。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于控制往复式压缩机工作的装置和方法，其能够通过借助于消除电阻和电感的漂移来减小压缩机冲程估算值内的误差而精准地控制压缩机工作。
为了实现上述目的，根据本发明的控制压缩机工作的装置包括：用于探测压缩机马达所产生的反向电动势的反向电动势探测器；用于基于反向电动势来计算压缩机的冲程估算值的冲程计算装置；以及用于基于所计算的冲程估算值以及冲程基准值改变施加到马达上的电压来控制压缩机冲程的冲程控制器。
为了实现上述目的，根据本发明的用于控制压缩机工作的方法包括：切断施加到压缩机马达上的电流一特定周期；探测对于该特定电流切断周期的马达的反向电动势；基于所探测到的反向电动势计算压缩机的冲程估算值；以及基于所计算的冲程估算值和冲程基准值通过改变施加到马达上的电压来控制压缩机的冲程。
【附图说明】
包括在此以提供本发明的进一步理解并合并于内构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并与描述一同作用为解释本发明的原理。
图中：
图1是示出根据现有技术的往复式压缩机的工作控制装置的结构的方块图；
图2是示出根据现有技术的往复式压缩机的工作控制方法的流程图；
图3是示出根据本发明的往复式压缩机的工作控制装置的方块图；
图4是示出根据本发明的往复式压缩机的工作控制方法的流程图；
图5是示出根据本发明、在探测马达反向电动势的时间点的波形图。
【具体实施方式】
以下，将详细描述根据本发明的用于控制压缩机工作的装置和方法的优选实施例，其能够通过以下步骤消除电阻和电感造成的漂移，并能够通过减小压缩机冲程估算值内的误差来精准地控制压缩机工作，该步骤为：探测在压缩机马达处产生的反向电动势；基于所探测的反向电动势计算压缩机的冲程估算值，并基于所计算的冲程估算值和冲程基准值改变施加到马达上的电压。
图3是示出根据本发明的往复式压缩机的工作控制装置的结构的方块图。
如图3所示，往复式压缩机的工作控制装置包括：反向电动势探测器10，用于暂时切断施加到压缩机50的马达(未示出)上的电流一特定周期，并探测对于该特定电流切断周期的马达反向电动势；冲程计算装置20，用于基于从反向电动势探测器10探测的反向电动势计算压缩机50的冲程估算值；比较器30，用于将所计算的冲程估算值与冲程基准值相比较，并根据比较结果输出与差值相对应的信号；以及冲程控制器40，用于通过基于从比较器30输出的信号改变施加到马达上的电压以便改变压缩机50的冲程来控制压缩机50的冲程。以下，将参照图4详细描述往复式压缩机的工作控制装置的工作。
图4是示出根据本发明的往复式压缩机的工作控制方法的流程图。
首先，当电流施加到压缩机50的马达上时，如SP41所示，反向电动势探测器10判断预设电流切断时间是否已经过去(消逝)，如步骤SP42所示。
当预设电流切断时间已经过去时，反向电动势探测器10暂时切断流向马达的电流一特定周期(例如，一个周期)，如步骤SP43所示，探测对于电流被切断的特定周期的马达反向电动势，如步骤SP44所示，并将探测到的反向电动势输出到冲程计算装置20。更详细地说，为了探测反向电动势，反向电动势探测器10切断流向马达的电流一特定周期，并探测在电流被切断的时间点处的马达电压(反向电动势)。
在此，所探测到的反向电动势值与通过以下公式2计算的值相同。
反向电动势＝α x 公式2
在此，α是马达常数， x是压缩机的活塞速度。
此后，冲程计算装置20将所探测到的反向电动势值代入以下公式3，并计算冲程估算值(X)，且将所计算的冲程估算值(X)施加到比较器30，如步骤SP45所示。X=1α∫(αx‾)dt]]>公式3
比较器30将冲程估算值(X)与冲程基准值相比较，并根据比较结果将差值施加到冲程控制器40，如步骤SP46所示。在此，冲程控制器40通过根据差值改变施加到压缩机50马达上的电压来控制压缩机50的冲程。
当冲程估算值小于冲程基准值时，冲程控制器40增大施加到马达上的电压，以便控制压缩机50的冲程，如步骤SP47所示，当冲程估算值大于冲程基准值时，冲程控制器40减小施加到马达上的电压，如步骤SP48所示。以下，将参照图5描述用于探测马达反向电动势的方法以及基于所探测到的反向电动势精确计算压缩机的冲程估算值的方法。
图5是示出根据本发明的在探测马达反向电动势的时间点的波形图。
如图5所示，在电流施加到压缩机50的马达上的同时，为了探测反向电动势，施加到马达上的电流被切断不小于一个周期的周期。在此，对于电流切断周期，探测马达的电压。在此，在电流被切断的时间点所探测的电压为反向电动势。
此后，通过将所探测到的反向电动势值代入公式3，计算出冲程估算值，所计算的冲程估算值与冲程基准值相比较，根据比较结果改变施加到马达上的电压，并于是有可能精确地控制压缩机50的冲程。详细地说，当冲程估算值大于冲程基准值时，减小施加到马达上的电压，而当冲程估算值小于冲程基准值时，增大施加到马达上的电压。更详细地说，通过切断流向压缩机50的马达的电流一特定周期，压缩机的冲程通过探测电流切断周期的反向电动势来精确估算，并于是可以极大地减小压缩机冲程估算值的漂移。更详细地说，由于不需要考虑马达各参数之中的电感和电阻的漂移，从而有可能减小压缩机50的冲程估算值的漂移。
例如，当施加到压缩机50的马达上的电流为0(电流＝0)时，电压值(VM)与所探测到的反向电动势值相同，当施加到压缩机马达上的电流不为0(电流≠0)时，电压值(VM)通过公式α x+Ri+L i计算。于是，为了消除电阻(R)和电感(L)产生的漂移，施加到马达上的电流暂时切断，马达的反向电动势(电压)在电流被切断的时间点探测，所探测的反向电动势值代入公式3中，于是可以精确计算出压缩机50的冲程估算值，而与电阻(R)和电感(L)造成的漂移无关。
如上所述，在本发明中，通过切断流向压缩机马达的电流一特定周期，探测该电流切断周期的反向电动势，并基于所探测到的反向电动势值精确估算压缩机的冲程，可以减小压缩机冲程的估算误差。
另外，通过消除马达各参数之中的电感和电阻的漂移，并基于所探测到的反向电动势值精确估算压缩机的冲程，可以减小压缩机冲程的估算误差，于是有可能精准地控制压缩机的工作。