线性压缩机控制装置及控制方法.pdf

本发明提供一种线性压缩机的控制装置及控制方法，其考虑到效率方面,在通常使用的压缩机运转区域或动作区域(或者高效率运转区域)，适当地(或者最优地)设计活塞的初始值，能够增通过在高负载运转区域(或者高制冷力运转区域)执行非对称运转，来增大最大制冷力。根据本发明的一实施例的线性压缩机的控制装置包括：驱动部，根据控制信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电机相对应的电机电流及电机电压；非对称电流生成部，通过将电流偏移量适用到所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及，控制部，根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成所述控制信号。

权利要求书1.  一种线性压缩机的控制装置，其特征在于，包括： 驱动部，根据控制信号来驱动线性压缩机； 检测部，检测与所述线性压缩机的电机相对应的电机电流； 非对称电流生成部，通过将电流偏移量适用到所检测出的所述电机 电流中，来生成非对称电机电流；以及 控制部，根据所述非对称电机电流来生成所述控制信号。 2.  根据权利要求1所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述检测部检测与所述线性压缩机的电机相对应的电机电压； 所述控制部根据所述非对称电流及所检测出的所述电机电压来生成 所述控制信号。 3.  根据权利要求1所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 根据所述线性压缩机的动作模式来变更所述电流偏移量； 所述动作模式是对称控制模式、非对称控制模式中的至少一个； 根据所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指 令值来决定所述动作模式。 4.  根据权利要求3所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 在所述动作模式为对称控制模式的情况下，所述控制部将所述电流 偏移量设定为“0”； 在所述动作模式为非对称控制模式的情况下，所述控制部将所述电 流偏移量设定为特定值； 根据所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指 令值来决定所述特定值。 5.  根据权利要求1所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 根据所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指 令值的变化来变更所述电流偏移量。 6.  根据权利要求5所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述控制部检测所述线性压缩机的负载，并设定与所检测出的所述 负载相对应的电流偏移量，并通过控制所述非对称电流生成部，来使所 述非对称电流生成部生成适用了所设定的所述电流偏移量的非对称电机 电流。 7.  根据权利要求6所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 根据施加到所述线性压缩机的电流和冲程之间的相位差的绝对值、 所述线性压缩机的外部空气温度、所述线性压缩机的室内温度、及冷冻 循环内的冷凝器或蒸发器的温度中的至少一个，来检测所述线性压缩机 的负载。 8.  根据权利要求5所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述控制部设定与所述制冷力指令值相对应的电流偏移量，并通过 控制所述非对称电流生成部，来生成适用了设定的所述电流偏移量的非 对称电机电流。 9.  根据权利要求1所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 基于所述电流偏移量产生的所述线性压缩机的电机的活塞的推入 量，与所述线性压缩机的电机相对应的电机常数及所述电流偏移量成正 比例； 所述控制部根据所检测出的所述电机电流或所述非对称电机电流来 检测所述电机常数，并根据所检测出的所述所述电机常数来调节所述电 流偏移量。 10.  根据权利要求1所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述线性压缩机是利用与电机相对应的电感器及虚拟电容器来进行 共振运转的共振型压缩机； 所述控制部对所述非通过对称电机电流进行积分计算并对所计算出 的的值乘以特定常数来计算电容器电压，并根据所计算出的所述电容器 电压来生成所述控制信号，由此实现所述虚拟电容器的功能。 11.  根据权利要求10所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述控制信号是通过脉宽调制方式生成的电压控制信号； 所述控制部从用于调节所述电压控制信号的脉宽的正弦波形态的脉 宽调制基准信号中减去所计算出的所述电容器电压，来生成变更后的脉 宽调制基准信号，并根据变更后的所述脉宽调制基准信号来生成所述电 压控制信号。 12.  根据权利要求10所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述控制部以使所述线性压缩机的运转频率跟踪所述线性压缩机的 机械共振频率的方式进行控制； 在所述线性压缩机的运转中因所述机械共振频率的变动而所述运转 频率被调节的情况下，所述控制部通过调节所述特定常数，来使基于与 所述电机相对应的电感器及所述虚拟电容器的电性共振频率跟踪所述被 调节的运转频率。 13.  根据权利要求2所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述控制部根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来 检测冲程，并根据所检测出的所述冲程来生成所述控制信号。 14.  根据权利要求13所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述控制部检测所述非对称电机电流的相位及所检测出的所述冲程 的相位之间的相位差； 所述控制部， 通过生成所述控制信号，来根据所述相位差控制所述线性压缩机的 输出电力， 或者， 根据所述相位差来检测所述线性压缩机的上止点，并根据所检测出 的所述上止点来生成所述控制信号。 15.  根据权利要求13所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述控制部， 检测所述非对称电机电流的相位及所检测出的所述冲程的相位之间 的相位差， 根据所述相位差、所述非对称电机电流及所检测出的所述冲程，来 检测与所述线性压缩机的电机相对应的弹簧常数， 并通过生成所述控制信号，根据所述弹簧常数来控制所述线性压缩 机的输出电力，或者，根据所述弹簧常数来检测所述线性压缩机的上止 点，并根据所检测出的所述上止点来生成所述控制信号。 16.  根据权利要求1所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 所述线性压缩机的电机包括： 线圈部，由第一线圈及第二线圈构成；以及 开关元件，根据开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈选择 性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成，或者由所述第一 线圈构成。 17.  根据权利要求16所述的线性压缩机的控制装置，其特征在于， 在所述线性压缩机的负载大于基准负载的情况下，所述控制部通过 生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈 构成； 在所述线性压缩机的负载小于所述基准负载的情况下，所述控制部 通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由 所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成。 18.  一种线性压缩机，其特征在于，包括： 固定构件，在内部形成有压缩空间， 可动构件，通过在固定构件内部进行往复直线运动，来对吸入到压 缩空间内的制冷剂进行压缩， 至少一个弹簧，在可动构件的运动方向上弹性支承可动构件， 电机，与可动构件相连，使可动构件在轴方向上进行往复直线运动， 以及 线性压缩机的控制装置； 其中，所述线性压缩机的控制装置是与根据权利要求1至17中任一 项所述的线性压缩机的控制装置。 19.  一种冰箱，其特征在于，包括： 冰箱本体， 线性压缩机，设置于所述冰箱本体，用于压缩制冷剂，以及 所述线性压缩机的控制装置； 其中，所述线性压缩机的控制装置是与根据权利要求1至17中任一 项所述的线性压缩机的控制装置。 20.  一种线性压缩机控制方法，其特征在于，包括： 检测与线性压缩机的电机相对应的电机电流及电机电压的步骤； 通过将电流偏移量适用到所检测出的所述电机电流中，来生成非对 称电机电流的步骤； 根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成控制信 号的步骤；以及 根据所述控制信号来驱动线性压缩机的步骤。

说明书线性压缩机控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种线性压缩机控制装置及控制方法。
背景技术
一般来说，往复式压缩机(Reciprocating Compressor)是由活塞在气 缸内部进行线性往复运动来吸入制冷剂气体并压缩后吐出的压缩机。具 体地，往复式压缩机可根据驱动活塞的方式来分为往复(Recipro)方式 和线性(Linear)方式。
往复(Recipro)方式是，在旋转电机上结合曲柄轴，并在该曲柄轴 上结合活塞，来将旋转电机的旋转力转换为直线往复运动的方式。线性 (Linear)方式是，在直线电机的可动子上直接连接活塞，来通过电机的 直线运动使活塞进行往复运动的方式。
本发明的技术是采用线性(Linear)方式的往复式压缩机。
如前所述，这种线性(Linear)方式的往复式压缩机不具有用于将旋 转运动转换为直线运动的曲柄轴(Crankshaft)，因此摩擦损失小，从而 与一般压缩机相比压缩效率更高。
当将所述往复式压缩机使用于冰箱或空调时，能够通过改变输入至 往复式压缩机中的电压(Voltage)，来改变所述往复式压缩机的压缩比 (compression ratio)，因而能够控制制冷力(Freezing Capacity)。
图1是示出了一般的往复式压缩机的运转控制装置的结构的框图， 如图所示，其包括：电流检测部4，用于检测对电机施加的电机电流；电 压检测部3，用于检测对电机中施加的电机电压；冲程推算器5，根据检 测出的电机电流和电机电压及电机参数来推算冲程；比较器，通过比较 所述冲程推算值和冲程指令值，来输出相对应的差异信号；控制器2，根 据所述差异信号，来改变对电机中施加的电压，以控制冲程。以下，对 如上所述的现有装置的动作进行说明。
首先，由电流检测部4检测对电机施加的电机电流，并由电压检测 部3检测对电机施加的电机电压。
此时，冲程推算器5将电机电流和电机电压及电机参数代入下述数 学式，来计算出冲程推算值之后，将该冲程推算值赋予比较器1。
数学式1
X = 1 α ∫ ( V M - Ri - L i ‾ ) dt ]]>
其中，
R：电阻
L：电感
α：电机常数或反电动势(Back-EMF)常数
由此，所述比较器1对所述冲程推算值和所述冲程指令值进行比较， 来将相对应的差异信号赋予控制器2，由此，所述控制器2改变对电机施 加的电压，以控制冲程。
即，如图2所示，当冲程推算值大于冲程指令值时，所述控制器2 减小对电机施加的电压，当冲程推算值小于冲程指令值时，所述控制器2 增大对电机施加的电压。
一般来说，采用所述往复式压缩机的冰箱是24小时运转的家用电器， 对于冰箱来说，控制冰箱的消耗电力是最为重要的技术。
而其中，压缩机的效率所构成的影响可能会最大。
因此，为了减小冰箱的消耗电力，需要提高压缩机的效率。
作为提高线性压缩机(Linear Compressor)的效率的方法，其中之一 便是减小摩擦引起的损失。
为了减小摩擦损失，需要减小活塞的初始值(或者活塞位于气缸上 的初始位置)以减小冲程。
但是，活塞的初始值是用于决定最大冷却能力的要素，如果减小初 始值，虽然可减小摩擦引起的损失减小来提高效率，但与此同时，最大 冷却能力会减小，进而较难应对过负载。
并且，如果增大所述初始值，虽然可提高压缩机的最大冷却能力， 而与此同时，活塞的移动距离(上止点及下止点之间的距离)会增大， 从而导致摩擦引起的损失增大，因此效率降低。
即，基于所述活塞的初始值的压缩机效率及最大制冷力处于权衡 (trade off)关系。
其中，所述上止点TDC是“Top Dead Center”的缩略语，其是线性 压缩机中对于活塞的上止点的英文标记，物理上可表示活塞的压缩行程 结束时的冲程。以下，将所述TDC＝0的地点简单标记为“上止点”。
同样的，所述下止点BDC是“Bottom Dead Center”的缩略语，物理 上可表示活塞的吸入行程结束时的冲程。
发明内容
本发明为了解决上述的问题，提供一种线性压缩机的控制装置及控 制方法，其在通常使用的压缩机运转区域或动作区域(或者高效率运转 区域)中，考虑到效率而适当地(或者最佳地)设计活塞的初始值，在 高负载运转区域(或者高制冷力的运转区域)中则执行非对称运转，以 能够增大最大制冷力。
具体说，本发明提供一种可实现初始值设计的线性压缩机的控制装 置及控制方法，本发明所提示出的技术基本上是，通过较小地设定活塞 的初始位置，来在通常使用的压缩机运转区域或动作区域中增大压缩机 效率，并且，通过利用电机控制技术将电流偏移量适用到被检测出的电 机电流中，来将非对称电机电流施加至电机控制器，由此在高负载运转 区域以电信号的方式变更活塞的初始值以增大最大制冷力，从而确保控 制稳定性并同时使效率最大化。
为了实现所述目的，本发明的线性压缩机的控制装置包括：驱动部， 根据控制信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电 机相对应的电机电流；非对称电流生成部，通过将电流偏移量适用到所 检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及控制部，根据 所述非对称电机电流来生成所述控制信号。
作为与本发明相关的一例，所述检测部检测与所述线性压缩机的电 机相对应的电机电压；所述控制部根据所述非对称电流及所检测出的所 述电机电压来生成所述控制信号。
作为与本发明相关的一例，基于所述电流偏移量产生的所述线性压 缩机的电机的活塞的推入量，与所述线性压缩机的电机相对应的电机常 数及所述电流偏移量成正比例，所述控制部根据所检测出的所述电机电 流或所述非对称电机电流来检测所述电机常数，并根据所检测出的所述 所述电机常数来调节所述电流偏移量。
为了实现所述目的，本发明的线性压缩机的控制装置包括：驱动部， 根据控制信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电 机相对应的电机电流及电机电压；非对称电流生成部，通过将电流偏移 量适用到所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及， 控制部，根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成所 述控制信号。
作为与本发明相关的一例，根据所述线性压缩机的动作模式来变更 所述电流偏移量。
作为与本发明相关的一例，所述动作模式是对称控制模式、非对称 控制模式中的至少一个。
作为与本发明相关的一例，根据所述线性压缩机的负载或与所述线 性压缩机相对应的制冷力指令值来决定所述动作模式。
作为与本发明相关的一例，在所述动作模式为对称控制模式的情况 下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”；在所述动作模式为非对 称控制模式的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为特定值。
作为与本发明相关的一例，根据所述线性压缩机的负载或与所述线 性压缩机相对应的制冷力指令值来决定所述特定值。
作为与本发明相关的一例，根据所述线性压缩机的负载或与所述线 性压缩机相对应的制冷力指令值的变化来变更所述电流偏移量。
作为与本发明相关的一例，所述控制部检测所述线性压缩机的负载， 并设定与所检测出的所述负载相对应的电流偏移量，并通过控制所述非 对称电流生成部，来使所述非对称电流生成部生成适用了所设定的所述 电流偏移量的非对称电机电流。
作为与本发明相关的一例，根据施加到所述线性压缩机的电流和冲 程之间的相位差的绝对值、所述线性压缩机的外部空气温度、所述线性 压缩机的室内温度、及冷冻循环内的冷凝器或蒸发器的温度中的至少一 个，来检测所述线性压缩机的负载。
作为与本发明相关的一例，在所检测出的所述负载为第一基准负载 以下的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”。
作为与本发明相关的一例，所述控制部设定与所述制冷力指令值相 对应的电流偏移量，并通过控制所述非对称电流生成部，来生成适用了 设定的所述电流偏移量的非对称电机电流。
作为与本发明相关的一例，在所述制冷力指令值为第一基准制冷力 以下的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”。
作为与本发明相关的一例，所述线性压缩机是利用与电机相对应的 电感器及虚拟电容器来进行共振运转的共振型压缩机，所述控制部对所 述非通过对称电机电流进行积分计算并对所计算出的的值乘以特定常数 来计算电容器电压，并根据所计算出的所述电容器电压来生成所述控制 信号，由此实现所述虚拟电容器的功能。
作为与本发明相关的一例，所述控制信号是通过脉宽调制(Pulse  Width Modulation，PWM)方式生成的电压控制信号，所述控制部根据所 计算出的所述电容器电压来生成所述电压控制信号。
作为与本发明相关的一例，所述控制部从用于调节所述电压控制信 号的脉宽的正弦波形态的PWM基准信号中减去所计算出的所述电容器 电压，来生成变更后的PWM基准信号，并根据变更后的所述PWM基准 信号来生成所述电压控制信号。
作为与本发明相关的一例，所述虚拟电容器的电容与所述特定常数 成反比。
作为与本发明相关的一例，所述控制部根据所述非对称电机电流及 所检测出的所述电机电压来检测冲程，并根据所检测出的所述冲程来生 成所述控制信号。
作为与本发明相关的一例，所述控制部比较冲程指令值和所检测出 的所述冲程，并根据所述比较结果来生成所述控制信号。
作为与本发明相关的一例，所述控制部检测所述非对称电机电流的 相位及所检测出的所述冲程的相位之间的相位差；所述控制部，通过生 成所述控制信号，来根据所述相位差控制所述线性压缩机的输出电力， 或者，根据所述相位差来检测所述线性压缩机的上止点，并根据所检测 出的所述上止点来生成所述控制信号。
作为与本发明相关的一例，所述控制部，检测所述非对称电机电流 的相位及所检测出的所述冲程的相位之间的相位差，根据所述相位差、 所述非对称电机电流及所检测出的所述冲程，来检测与所述线性压缩机 的电机相对应的弹簧常数，并通过生成所述控制信号，根据所述弹簧常 数来控制所述线性压缩机的输出电力，或者，根据所述弹簧常数来检测 所述线性压缩机的上止点，并根据所检测出的所述上止点来生成所述控 制信号。
作为与本发明相关的一例，所述线性压缩机的电机包括：线圈部， 由第一线圈及第二线圈构成；以及开关元件，根据开关控制信号，来使 与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加 的线圈构成，或者由所述第一线圈构成。
作为与本发明相关的一例，根据所述线性压缩机的负载来生成所述 开关控制信号。
作为与本发明相关的一例，在所述线性压缩机的负载大于基准负载 的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相 对应的线圈由所述第一线圈构成；在所述线性压缩机的负载小于所述基 准负载的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述 电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈 构成。
作为与本发明相关的一例，在所述线性压缩机的负载小于第一基准 负载的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”，在所述线性 压缩机的负载大于所述第一基准负载且小于第二基准负载的情况下，所 述控制部将所述电流偏移量设定为特定值，在所述线性压缩机的负载大 于第三基准负载的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，以 使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成。
作为与本发明相关的一例，所述第三基准负载等于所述第二基准负 载，或者大于所述第二基准负载。
作为与本发明相关的一例，所述特定值是根据所述线性压缩机的负 载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定的。
作为与本发明相关的一例，所述控制部检测所述线性压缩机的负载， 并根据施加到所述线性压缩机的电流和冲程之间的相位差的绝对值、所 述线性压缩机的外部空气温度、所述线性压缩机的室内温度、及冷冻循 环内的冷凝器或蒸发器的温度中的至少一个来检测所述线性压缩机的负 载。
作为与本发明相关的一例，所述开关元件是继电器(Relay)。
作为与本发明相关的一例，所述开关控制信号是根据所述线性压缩 机的运转模式来生成的。
作为与本发明相关的一例，所述线性压缩机的运转模式是高效率模 式及过负载应对模式中的至少一个。
作为与本发明相关的一例，在所述运转模式为高效率模式的情况下， 所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈 选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成，而在所述运 转模式为过负载应对模式的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制 信号，以使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成。
作为与本发明相关的一例，所述过负载应对模式是与所检测出的所 述电机电流以规定时间保持“0”以下的情况相对应的运转模式，或者根 据过负载状态引起的所述线性压缩机的电机电压的电压不足现象、所述 线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定 的。
作为与本发明相关的一例，所述驱动部由反相器或三端双向开关元 件构成。
作为与本发明相关的一例，在动作模式为对称控制模式的情况下， 所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”，并通过生成所述开关控制信 号，以使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二 线圈相加的线圈构成，而在所述动作模式为非对称控制模式的情况下， 所述控制部将所述电流偏移量设定为特定值，并通过生成所述开关控制 信号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第 二线圈相加的线圈构成，而在所述运转模式为过负载应对模式的情况下， 所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈 由所述第一线圈构成。
为了实现所述目的，根据本发明的线性压缩机包括：固定构件，在 内部形成有压缩空间，可动构件，通过在固定构件内部进行往复直线运 动，来对吸入到压缩空间内的制冷剂进行压缩，至少一个弹簧，在可动 构件的运动方向上弹性支承可动构件，电机，与可动构件相连，使可动 构件在轴方向上进行往复直线运动，以及线性压缩机的控制装置；其中， 所述线性压缩机的控制装置是如上所述的实施例的线性压缩机的控制装 置。
为了实现所述目的，根据本发明的冰箱包括：冰箱本体，线性压缩 机，设置于所述冰箱本体，用于压缩制冷剂，以及所述线性压缩机的控 制装置；其中，所述线性压缩机的控制装置是如上所述的实施例的线性 压缩机的控制装置。
为了实现所述目的，根据本发明的线性压缩机控制方法包括：检测 与线性压缩机的电机相对应的电机电流及电机电压的步骤；通过将电流 偏移量适用到所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流的步 骤；根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成控制信 号的步骤；以及根据所述控制信号来驱动线性压缩机的步骤。
作为与本发明相关的一例，根据所述线性压缩机的动作模式、所述 线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定所 述电流偏移量。
作为与本发明相关的一例，所述动作模式是对称控制模式、非对称 控制模式中的至少一个。
作为与本发明相关的一例，在所述动作模式为对称控制模式的情况 下，将所述电流偏移量设定为“0”，在所述动作模式为非对称控制模式 的情况下，将所述电流偏移量设定为特定值。
作为与本发明相关的一例，在所述线性压缩机的负载为第一基准负 载以下或所述制冷力指令值为第一基准制冷力以下的情况下，将所述电 流偏移量设定为“0”。
作为与本发明相关的一例，所述线性压缩机是利用与电机相对应的 电感器及虚拟电容器来进行共振运转的共振型压缩机，通过根据所述非 对称电机电流的积分值乘以特定常数值所得的电容器电压来生成所述控 制信号，由此实现所述虚拟电容器。
作为与本发明相关的一例，所述线性压缩机的电机包括：线圈部， 由第一线圈及第二线圈构成；以及，开关元件，根据开关控制信号进行 控制，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第 二线圈相加的线圈构成，或者由所述第一线圈构成。
作为与本发明相关的一例，所述开关控制信号是根据所述线性压缩 机的负载来生成的。
作为与本发明相关的一例，所述开关控制信号控制所述开关元件， 使在所述线性压缩机的负载大于第二基准负载的情况下，通过控制所述 开关元件，以使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成，在所述 线圈压缩机的负载小于所述第二基准负载的情况下，通过控制所述开关 元件，以使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第 二线圈相加的线圈构成。
附图说明
图1是示出一般的往复式压缩机的运转控制装置的结构的框图。
图2是一般的往复式压缩机的运转控制方法的动作流程图。
图3是本发明的实施例的线性压缩机的控制装置的结构图。
图4是用于说明由反相器构成的驱动部的动作的示意图。
图5是示出利用三端双向可控硅开关元件(triac)的往复式压缩机的 运转控制装置的结构的框图。
图6至图7是示出本发明的一实施例的非对称电机的电流检测方法 或电流生成方法的示意图。
图8是示出本发明的一实施例的与活塞的推入量控制对应的非对称 控制技术的示意图。
图9是按照冲程变化示出在每一定周期检测出的相位差或气体弹簧 常数的图表。
图10是示出本发明的一实施例的具体控制部的结构的结构图。
图11是示出本发明的第一实施例的根据动作模式设定电流偏移量的 方法的流程图。
图12是对虚拟电容器的控制的基本概念图。
图13是示出虚拟电容器的频率区域的结构图。
图14是采用了本发明的第二实施例的虚拟电容器的用于执行非对称 控制的压缩机控制装置的简单建模。
图15是示出第三实施例的压缩机控制装置的一例的示意图。
图16是示出本发明的第三实施例的压缩机控制方法的流程图。
图17是示出本发明的第四实施例的压缩机控制方法的流程图。
图18是示出本发明的实施例的压缩机控制方法的流程图。
图19是本发明的一实施例的线性压缩机的剖面图。
图20是示出采用了本发明的实施例的线性压缩机的冰箱的立体图。
具体实施方式
本发明的技术涉及一种线性压缩机电机的控制装置及控制方法，特 别地，本发明的电机的控制装置可适用于冰箱或空调机所使用的压缩机 等中，但是本发明的技术同样可适用于使用上述电机的控制装置的多种 家电产品或电子器件中。
本发明中使用的技术用语仅用于说明特定的实施例，并不限定本发 明的技术思想。并且，除非在本发明中另行加以定义，可将本发明中使 用的技术用语解释为具有本领域的技术人员通常所理解的含义，而不应 解释为是过度囊括的含义或过度缩小的含义。并且，如果本发明中使用 的技术用语为无法正确表达本发明的技术思想的错误技术用语，则应当 被替换为本领域的技术人员能够正确理解的技术用语并加以理解。并且， 本发明中使用的通常用语应当根据词典的定义或者根据上下文来解释， 而不应被解释为过度缩小的含义。
并且，本发明中使用的单数的表达除非在上下文中明确表示其它含 义，则包括复数的表达。在本发明中，“由…构成”或“包括”等用语 不应被解释为是必须要包括全部的记载于说明书中的多个结构要素或多 个步骤，而是应被解释为可以不包括其中的一部分结构要素或一部分步 骤，或者还可包括追加的结构要素或步骤。
并且，本发明中使用的包括第一、第二等序数的用语可使用于说明 多种结构要素，但是所述结构要素不应被所述用语所限定。所述用语仅 用于将一个结构要素与其它结构要素进行区分的目的。例如，在不超出 本发明的权利要求范围的情况下，第一结构要素可被命名为第二结构要 素，而类似地第二结构要素也可以被命名为第一结构要素。
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细的说明，与附图标记无 关地使用相同的附图标记来标示相同或类似的结构要素，并省去与之相 关的重复说明。
并且，在对本发明的技术进行说明的过程中，如果判断为针对相关 的公知技术的具体说明会混淆本发明的技术思想，则省去其详细的说明。 并且，所附的附图仅是为了容易地理解本发明的技术思想，而不应被解 释为由所附的附图来限定其技术思想。
对于本发明的实施例的线性压缩机的控制装置的说明
以下，参照图3，对本发明的实施例的线性压缩机的控制装置进行说 明。
本发明的实施例的线性压缩机的控制装置包括：驱动部，根据控制 信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电机相对应 的电机电流；非对称电流生成部，通过将电流偏移量适用于所检测出的 所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及，控制部，根据所述非 对称电机电流来生成所述控制信号。
根据一实施例，所述检测部检测与所述线性压缩机的电机相对应的 电机电压，所述控制部根据所述非对称电流及所检测出的所述电机电压 来生成所述控制信号。
并且，根据一实施例，基于所述电流偏移量来产生的所述线性压缩 机的电机的活塞的推入量，其与和所述线性压缩机的电机相对应的电机 常数及所述电流偏移量成正比例。所述控制部根据所检测出的所述电机 电流或所述非对称电机电流来检测所述电机常数，并根据所检测出的所 述所述电机常数来调节所述电流偏移量。
本发明的实施例的线性压缩机的控制装置包括：驱动部，根据控制 信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电机相对应 的电机电流及电机电压；非对称电流生成部，通过将电流偏移量适用于 所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及，控制部， 根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成所述控制信 号。
根据一实施例，所述电流偏移量根据所述线性压缩机的动作模式来 发生变化。
其中，所述动作模式是对称控制模式、非对称控制模式中的至少一 个。
并且，根据一实施例，所述动作模式是根据所述线性压缩机的负载 或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定的。
根据一实施例，在所述动作模式为对称控制模式的情况下，所述控 制部将所述电流偏移量设定为“0”，而在所述动作模式为非对称控制模 式的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为特定值。
其中，所述特定值是根据所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩 机相对应的制冷力指令值来决定的。
根据一实施例，所述电流偏移量是根据所述线性压缩机的负载或与 所述线性压缩机相对应的制冷力指令值的变化来变更的。
在此情况下，所述控制部检测所述线性压缩机的负载。
所述控制部设定与所检测出的所述负载相对应的电流偏移量，并通 过控制所述非对称电流生成部，来生成适用了设定的所述电流偏移量的 非对称电机电流。
根据一实施例，所述线性压缩机的负载是根据施加到所述线性压缩 机的电流和冲程之间的相位差的绝对值、所述线性压缩机的外部空气温 度、所述线性压缩机的室内温度、及冷冻循环内的冷凝器或蒸发器的温 度中的至少一个来检测出的。
根据一实施例，在所检测出的所述负载在第一基准负载以下的情况 下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”。
并且，根据一实施例，所述控制部设定与所述制冷力指令值相对应 的电流偏移量，并通过控制所述非对称电流生成部，来生成适用了设定 的所述电流偏移量的非对称电机电流。
根据一实施例，在所述制冷力指令值在第一基准制冷力以下的情况 下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”。
根据一实施例，所述线性压缩机可以是根据与电机相对应的电感器 及虚拟电容器来进行共振运转的共振型压缩机。
在此情况下，所述控制部通过对所述非对称电机电流进行积分计算 并将计算出的值乘以特定常数，来计算电容器电压。
并且，所述控制部根据所计算出的所述电容器电压来生成所述控制 信号，由此实现所述虚拟电容器的功能。
根据一实施例，所述控制信号是通过脉宽调制(Pulse Width  Modulation，PWM)方式生成的电压控制信号。
在此情况下，所述控制部根据所计算出的所述电容器电压来生成所 述电压控制信号。
具体说，所述控制部通过从用于调节所述电压控制信号的脉宽的正 弦波形态的PWM基准信号中减去所计算出的所述电容器电压，来生成变 更后的PWM基准信号，并根据所述变更的PWM基准信号来生成所述电 压控制信号。
并且，根据一实施例，所述虚拟电容器的电容与所述特定常数成反 比。
根据一实施例，所述控制部根据所述非对称电机电流及所检测出的 所述电机电压来检测冲程，并根据所检测出的所述冲程来生成所述控制 信号。
在此情况下，所述控制部比较冲程指令值和所检测出的所述冲程， 并根据所述比较结果来生成所述控制信号。
并且，根据一实施例，所述控制部检测所述非对称电机电流的相位 及所检测出的所述冲程的相位之间的相位差。
并且，根据一实施例，所述控制部可根据所述相位差来生成所述控 制信号以控制所述线性压缩机的输出电力，或者，可根据所述相位差来 检测所述线性压缩机的上止点，并根据所检测出的所述上止点来生成所 述控制信号。
并且，根据一实施例，所述控制部根据所述相位差、所述非对称电 机电流及所检测出的所述冲程来检测与所述线性压缩机的电机相对应的 弹簧常数。
在此情况下，所述控制部可根据所述弹簧常数来生成所述控制信号 以控制所述线性压缩机的输出电力，或者，可根据所述弹簧常数来检测 所述线性压缩机的上止点，并根据所检测出的所述上止点来生成所述控 制信号。
根据一实施例，所述线性压缩机的电机包括：线圈部，由第一线圈 及第二线圈构成；以及，开关元件，通过根据开关控制信号来进行控制， 来与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相 加的线圈构成，或由所述第一线圈构成。
在此情况下，所述开关控制信号是根据所述线性压缩机的负载来生 成的。
并且，根据一实施例，在所述线性压缩机的负载大于第二基准负载 的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相 对应的线圈由所述第一线圈构成，而在所述线性压缩机的负载小于所述 第二基准负载的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使 与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及第二线圈相加的线 圈构成。
并且，根据一实施例，在所述线性压缩机的负载小于第一基准负载 的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”，而在所述线性压 缩机的负载大于所述第一基准负载且小于第二基准负载的情况下，所述 控制部将所述电流偏移量设定为特定值，而在所述线性压缩机的负载大 于第三基准负载的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来 使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成。
根据一实施例，所述第三基准负载等于所述第二基准负载，或者大 于所述第二基准负载。
其中，所述特定值是根据所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩 机相对应的制冷力指令值来决定的。
并且，根据一实施例，所述控制部可根据施加到所述线性压缩机的 电流和冲程之间的相位的绝对值、所述线性压缩机的外部空气温度、所 述线性压缩机的室内温度、及冷冻循环内的冷凝器或蒸发器的温度中的 至少一个来检测出所述线性压缩机的负载。
根据一实施例，所述开关元件可以是继电器(Relay)。
根据一实施例，所述开关控制信号是根据所述线性压缩机的运转模 式来生成的。
此时，所述线性压缩机的运转模式是高效率模式及过负载应对模式 中的至少一个。
在此情况下，在所述运转模式为高效率模式的情况下，所述控制部 通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由 所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成，而在所述运转模式为过 负载应对模式的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使 与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成。
并且，所述过负载应对模式是与所检测出的所述电机电流在规定时 间内持续在“0”以下的情况相对应的运转模式。或者，所述过负载应对 模式是根据过负载状态引起的所述线性压缩机的电机电压的电压不足现 象、所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值 来决定的。
根据一实施例，在所述动作模式为对称控制模式的情况下，所述控 制部将所述电流偏移量设定为“0”，并通过生成所述开关控制信号，来 使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相 加的线圈构成，而在所述动作模式为非对称控制模式的情况下，所述控 制部将所述电流偏移量设定为特定值，并通过生成所述开关控制信号， 来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈 相加的线圈构成，而在所述运转模式为过负载应对模式的情况下，所述 控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈由所 述第一线圈构成。
图3是本发明的实施例的线性压缩机的控制装置的结构图。
参照图3，本发明的一实施例的线性压缩机的控制装置100是用于控 制或驱动线性压缩机LC100的装置，该装置包括驱动部DRV100、检测 部D100、非对称电流生成部IA100及控制部C100。
在宽泛含义上，所述线性压缩机的控制装置100可以是包括从上述 的结构要素中去掉所述驱动部DRV100的结构要素的装置。
以下，对所述结构要素依次进行说明。
所述驱动部V100生成电机驱动信号s_pwm，并通过将所述电机驱动 信号s_pwm施加到所述线性压缩机LC100，来驱动所述线性压缩机 LC100。
所述电机驱动信号s_pwm具有交流电压或交流电流信号的形态。
所述驱动部DRV100从所述控制部C100接收控制信号s_con，并根 据所述控制信号s_con来驱动所述线性压缩机LC100。
根据一实施例，所述驱动部DRV100可由反相器或三端双向可控硅 开关元件构成。
首先，参照图4，对所述驱动部DRV100由反相器构成的情况进行说 明。
图4是用于说明由反相器构成的驱动部的动作的示意图。
参照图4A，所述驱动部DRV100由全桥形式的反相器模块来实现。
如图4所示，所述全桥形式的反相器模块包括四个开关元件Q1～Q4。
并且，所述全桥形式的反相器模块还包括分别并联连接于所述四个 开关元件Q1～Q4的续流二极管(freewheel diode)。
根据一实施例，所述四个开关元件Q1～Q4是绝缘栅双极晶体管 (Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、MOSFET及BJT中的至少 一个元件。
所述控制部C100可将所述控制信号s_con按照以脉宽调制(Pulse  Width Modulation，PWM)方式生成的电压控制信号形式，供给或施加至 所述驱动部DRV100。
参照图4A对所述PWM方式进行详细说明，为了使电流在压缩机 (Comp)中沿正方向(a→b)流动，接通(Turn-On)Q1及Q4，并断开 (Turn-Off)Q2及Q3。
相反地，为了使电流沿反方向(b→a)流动，断开Q1及Q4，并接 通Q2及Q3。
参照图4B，为了对用于驱动线性压缩机的电机的控制信号s_con的 脉宽进行调制，需要两个信号。
一个是载波信号(carrier signal，Vc)，另一个是基准信号(reference  signal，Vr)(参照图4B)。
作为所述载波信号可使用三角波，而正弦波形态的所述基准信号用 于控制所述驱动部DRV100的指令值。
根据一实施例，所述基准信号是基于sin table来以一定的频率输出 的table电压。即，是周期性的离散时间区域中的正弦波波形。
因此，根据一实施例，所述控制部C100通过调节所述基准信号 (reference signal)的大小、模样及DC平均值(或者DC偏移值)来控 制所述线性压缩机LC100。
在此情况下，所述控制部通过生成控制信号s_con，来在所述基准信 号大于所述载波信号时使开关元件接通，而在相反的情况下使开关元件 断开。
其中，若增大所述基准信号或电压指令值，则所述基准信号中比所 述载波信号大的部分将会增加，由此使开关元件的接通时间增加，因此， 对电机施加的电压或电流的大小也会增大。
接着，首先参照图5，对所述驱动部DRV100由三端双向可控硅开关 元件构成的情况进行说明。
图5是示出利用三端双向可控硅开关元件的往复式压缩机的运转控 制装置的结构的框图。
参照图5，利用三端双向可控硅开关元件的往复式压缩机的运转控制 装置包括：往复式压缩机L.COMP，根据与冲程指令值对应的冲程电压 来变更活塞的上下运动的冲程，由此调节制冷力；电压检测部30，用于 检测在利用冲程电压来增大冲程时在所述往复式压缩机L.COMP中产生 的电压；电流检测部20，用于检测在利用冲程电压来增大冲程时施加到 往复式压缩机L.COMP的电流；微型计算机40，利用由所述电压检测部 30及电流检测部20检测出的电压和电流来计算冲程，并通过对该冲程与 冲程指令值进行比较来输出相应的开关控制信号；电路部10，根据所述 微型计算机40的开关控制信号，来利用三端双向开关元件Tr1来约束交 流电源，由此将冲程电压施加到所述往复式压缩机L.COMP。
所述电流检测部20、所述电压检测部30及所述微型计算机40可由 一个控制部(controller)的形式(或者单片化(one-chip))来实现，在 此含义上，其可以是与所述控制部C100对应的结构要素。
对利用三端双向开关元件的往复式压缩机的运转控制装置的动作简 单进行说明，首先，往复式压缩机L.COMP根据与使用者设定的冲程指 令值相对应的冲程电压，来使活塞进行直线运动，由此改变冲程以调节 制冷力。
另外，根据微型计算机40的开关控制信号来使电路部10的三端双 向开关元件Tr1的接通周期变长，由此使冲程增大，此时，电压检测部 30和电流检测部20分别检测往复式压缩机L.COMP中产生的电压和电 流，并将其发送至微型计算机40。
此时，所述微型计算机40利用由所述电压检测部30和电流检测部 20检测出的电压和电流来计算冲程，然后通过对该冲程与冲程指令值进 行比较来输出开关控制信号。
即，若计算出的冲程小于冲程指令值，则由所述微型计算机40输出 用于使三端双向开关元件Tr1的接通周期变长的开关控制信号，以增大 施加到往复式压缩机L.COMP的冲程电压。
所述检测部D100用于检测与所述线性压缩机的电机相对应的电机 电流Im及电机电压Vm。
根据一实施例，所述检测部D100包括用于检测所述电机电流Im的 电流检测部(未图示)及用于检测所述电机电压Vm的电压检测部(未 图示)。
所述电流检测部根据线性压缩机LC100的负载或冷冻系统(或者冰 箱)所使用的所述线性压缩机LC100的负载，来检测施加到线性压缩机 的电机的电机电流。
所述电机电流Im表示施加到所述线性压缩机电机即线性电机的电 流，该电路可利用电流传感器等来检测。
并且，所述电压检测部根据线性压缩机LC100的负载来检测施加到 线性电机的两端的电机电压。
所述电机电压Vm表示施加到所述线性电机的电压，该电压可利用 电压传感器(可由电压差分放大器等构成)等来检测。
在所述线性压缩机C100的负载增大的情况下，即在需要高制冷力的 情况下，所述非对称电流生成部IA100通过生成用于非对称控制的非对 称电机电流来以电信号的方式变更活塞的初始值，由此增大最大制冷力。
根据一实施例，所述非对称电流生成部IA100通过将电流偏移量 (offset)适用于所述检测部D100检测出的电机电流Im中，来生成非对 称电机电流Im_asym。
所述电流偏移量用于通过电控制来调节线性压缩机的电机内的活塞 的初始位置(或者初始值)。
所述电流偏移量越大，所述活塞的初始值越向下止点移动，从而增 大最大输出制冷力。在另一种含义上，所述电流偏移量越大，则表示所 述活塞的往复运动的平均位置(或者中心位置)从初始设定的活塞的初 始位置向下止点移动越大。可将这样的活塞的移动距离称为活塞的推入 量。
由此，所述电流偏移量越大，非对称控制量(或者所述推入量)将 越增大，由此使得活塞的往复移动距离增大，从而增大最大制冷力输出。
换句话说，本发明的线性压缩机的控制装置通过调节所述电流偏移 量来控制从活塞的初始位置的推入量，从而能够调节所述线性压缩机 LC100的效率及最大制冷力。
可通过多种方式决定所述电流偏移量，或者，可自动变更所述电流 偏移量。例如，所述电流偏移量可根据所述线性压缩机LC100的动作模 式来决定(或者变更)。并且，例如，所述电流偏移量可根据所述线性 压缩机LC100的负载或与所述线性压缩机LC100相对应的制冷力指令值 的变化来决定或变更。
对于所述电流偏移量的决定方式，将参照以下的第一实施例及图10 详细进行后述。
图6至图7是示出本发明的一实施例的非对称电机电流检测方法及 非对称电机电流生成方法的示意图。
参照图6，所述非对称电流生成部IA100包括：加法器，用于相加由 所述检测部D100检测出的电机电流Im和电流偏移量I_offset；以及，电 流偏移量控制器CON_OFFSET，用于生成所述电流偏移量I_offset。
其中，电流偏移量控制器CON_OFFSET通过利用电流偏移量的非对 称控制来控制活塞推入量，因此，也可称其为推回控制器(Push-back  controller)。
所述电流偏移量控制器CON_OFFSET根据特定条件来决定电流偏移 量I_offset，并将所述决定的电流偏移量I_offset传递给所述加法器。
如上所述，所述特定条件是与所述线性压缩机的动作模式、负载及 与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值中的至少一个相关的条件。
根据一实施例，所述电流偏移量控制器CON_OFFSET将与所述特定 条件相对应的电流偏移量I_offset的值进行表格化并储存，当决定了所述 特定条件或从外部(例如，冰箱的主控制器或冰箱微机)接收到所述特 定条件时，可利用所述表来决定与所述特定条件相对应的电流偏移量 I_offset值。
例如，所述电流偏移量控制器CON_OFFSET在10～20[W]的制冷力 运转区间，将所述电流偏移量I_offset设定为“0”，以执行对称控制(对 称控制模式)，而在200[W]以上的制冷力运转区间，将所述电流偏移量 I_offset设定为特定常数值或随制冷力的增大而阶段式增大的电流偏移量 值。
参照图7，如前所述，所述电流偏移量控制器CON_OFFSET通过对 所检测出的交流波形的电机电流IM中相加直流波形的电流偏移量 i_offset，来生成非对称电机电流IM_ASYM。
根据一实施例，所述电流偏移量i_offset具有正值或负值这双方。
由此，如图7所示，在所述电流偏移量i_offset为负值的情况下，所 述电流偏移量控制器CON_OFFSET利用加法器，在所述电流偏移量 i_offset为正值的情况下，所述电流偏移量控制器CON_OFFSET则利用 减法器，其结果，通过从电机电流IM中减去电流偏移量i_offset的绝对 值，来生成所述非对称电机电流IM_ASYM。
图8是示出本发明的一实施例的与活塞的推入量控制相对应的非对 称控制技术的示意图。
参照图8A，通过初始设定，活塞的初始位置(具体说，气缸上的活 塞的位置)位于靠近上止点的地点。即，通过所述活塞的吸入-压缩行程 而移动的移动距离的中间地点(MID-POSITION或平均地点)位于靠近 上止点的地点。
然后，如图8B所示，在基于活塞的压缩行程的气体(Gas)的冷凝 作用下，压缩机L.comp的活塞推入量增大，从而所述活塞的初始位置(或 者中间地点)能够稍微向下止点移动。
根据本发明的一实施例的线性压缩机控制装置100，在需要高制冷力 的运转区间或压缩机负载大的高负载运转区域，通过增大所述活塞推入 量来使压缩机L.comp确保最大压缩体积，由此执行最大冲程运转。
为此，所述控制装置100通过将电流偏移量适用于由所述检测部 D100检测出的电机电流Im中，来生成非对称电机电流Im_asym，并根 据所述非对称电机电流Im_asym来控制所述线性压缩机LC100，由此执 行非对称控制。
通过执行所述非对称控制，所述活塞推入量增大，由此使压缩机L. comp能够确保最大压缩体积，从而实现最大冲程运转(参照图8C)。
所述控制部C100根据所述非对称电机电流Im_asym及所检测出的所 述电机电压Vm来控制所述线性压缩机LC100。
具体说，所述控制部C100根据所述非对称电机电流Im_asym及所检 测出的所述电机电压Vm来生成控制信号s_con，并以该控制信号s_con 控制所述驱动部DRV100，由此控制所述线性压缩机LC100。
基本上，所述控制部C100根据所述非对称电机电流Im_asym及所检 测出的所述电机电压Vm来检测冲程，并根据所检测出的所述冲程来生 成所述控制信号s_con。
根据一实施例，所述控制部C100通过比较冲程指令值和所检测出的 所述冲程，根据所述比较结果来生成所述控制信号s_con。这种压缩机控 制方法可称为冲程控制方法。
所述冲程可由前述的数学式1来表示。
这种冲程控制方法与参照图1至图2来说明的控制方法类似，因此 将省去详细的说明。
根据一实施例，所述控制部C100根据所检测出的非对称电机电流的 相位或气体弹簧常数来控制所述线性压缩机LC100。
具体说，所述控制部C100根据所检测出的非对称电机电流的相位或 气体弹簧常数来控制所述线性压缩机的输出电力。
并且，所述控制部C100根据所检测出的非对称电机电流的相位或气 体弹簧常数来检测所述线性压缩机的上止点，并根据所检测出的所述上 止点来控制所述线性压缩机LC100。
并且，根据一实施例，所述控制部C100检测所述非对称电机电流 Im_asym的相位及所检测出的所述冲程的相位之间的相位差。
在此情况下，所述控制部C100通过利用所述相位差生成所述控制信 号s_con来控制所述线性压缩机的输出电力，或者根据所述相位差来检测 所述线性压缩机的上止点，并根据所检测出的所述上止点来生成所述控 制信号s_con。这种压缩机控制方法可分别称为基于相位差的压缩机电力 控制或上止点控制方法。
并且，所述控制部C100根据所述相位差、所述非对称电机电流 Im_asym及所检测出的所述冲程来检测与所述线性压缩机LC100的电机 相对应的弹簧常数。其中，所述弹簧常数表示借助压缩机电机气缸内的 气体(Gas)来产生的弹性的弹簧常数Kgas。
在此情况下，所述控制部C100通过利用所述弹簧常数生成所述控制 信号s_con来控制所述线性压缩机的输出电力，或者根据所述弹簧常数来 检测所述线性压缩机的上止点，并根据所检测出的所述上止点来生成所 述控制信号s_con。这种压缩机控制方法可分别称为根据弹簧常数(或者 气体弹簧常数)的压缩机电力控制或上止点控制方法。
以下，作为上止点控制方法的一实施例，参照图9对根据相位差或 弹簧常数来进行的上止点控制方法进行简单说明。
图9是按照冲程变化示出每一定周期检测出的相位差或气体弹簧常 数的图表。
首先，对基于相位差的上止点控制方法进行说明，一般来说，在相 位差和冲程为同相位的情况下，随着靠近上止点(TDC＝0的地点)，相 位差的变化量也将变大。即，越靠近上止点，相位差变化量的倾斜度也 急剧变大。
其中，所述相位差表示根据所述非对称电机电流Im_asym及检测出 的电机电压Vm来检测或计算出的冲程的相位差。
在以共振频率运转的情况下，在检测出上止点后，相位差将再次增 大，而在以高于共振频率的频率运转的情况下，在检测出上止点后，将 可能无法预测出相位差的变化。
参照图9，所述控制部C100以一定周期检测相位差，从而能够检测 出倾斜度急剧变化的点。
所述控制部C100将这样检测出的相位差设定为初始基准相位差之 后，能够以一定周期使得保持与初始基准相位差相对应的倾斜度。
其中，所述一定周期通常表示电机活塞的往复运动周期，但也可由 使用者等进行设定或变更。
所述控制部C100比较设定的所述基准相位差和当前周期之间的相 位差。此时，若基准相位差持续变小，则即使在上止点以后无法预测出 相位差的变化，所述基准相位差和上止点以后以每周期检测出的相位差 之间的差异也能够保持在一定值以上。
如果所述差异保持在一定值以上并达到一定次数以上，所述控制部 C100将初始检测出的初始基准相位差设定为是相位差拐点，并将所述相 位差的拐点上的TDC设定为是上止点。
并且，所述控制部C100利用所检测出的所述上止点，输出用于驱动 所述驱动部DRV100的控制信号s_con。
由此，根据一实施例的线性压缩机的控制装置100，通过如上所述的 方法，根据非对称电机电流Im_asym及冲程之间的相位差来检测上止点， 并根据所检测出的所述上止点来控制所述线性压缩机LC100。
接着，对根据气体弹簧常数的上止点控制方法进行简单说明，一般 来说，在气体弹簧常数和冲程为同相位的情况下，随着靠近上止点 (TDC＝0的地点)，气体弹簧常数的变化量也将变大。
即，越靠近上止点，气体弹簧常数变化量的倾斜度也急剧变大。
在共振频率运转的情况下，在检测出上止点后，气体弹簧常数将再 次增大，而在以高于共振频率的频率运转的情况下，在检测出上止点后， 将可能无法预测出气体弹簧常数的变化。
参照图9，所述控制部C100能够通过每一定周期检测气体弹簧常数， 来检测出倾斜度急剧变化的气体弹簧常数。
所述控制部C100将如此检测出的气体弹簧常数设定为初始基准常 数后，能够每一定周期保持与初始基准常数相对应的倾斜度。
其中，所述一定周期通常表示电机活塞的往复运动周期，但也可由 使用者等来进行设定或变更。
所述控制部C100比较设定的所述基准常数和当前周期的气体弹簧 常数。此时，如果基准常数持续地变小，则即使在上止点以后无法预测 出气体弹簧常数的变化，所述基准常数和上止点以后以每周期检测出的 气体弹簧常数之间的差异也能够保持一定值以上。
如果所述差异保持一定值以上并达到一定次数以上，所述控制部 C100将初始检测出的初始基准常数设定为是气体弹簧常数的拐点，并将 所述气体弹簧常数的拐点上的TDC设定为是上止点。
并且，所述控制部C100利用所检测出的所述上止点，输出用于驱动 所述驱动部DRV100的控制信号s_con。
由此，根据一实施例的线性压缩机的控制装置100，其通过如上所述 的方法，根据气体弹簧常数来检测上止点，并根据所检测出的所述上止 点来控制所述线性压缩机LC100。
对气体弹簧常数的计算进行具体说明，一般来说，以即使活塞借助 线性电机来进行往复直线运动也能够在运动方向上得到弹性支承的方 式，在活塞上还可安装有各种弹簧。
具体说，作为一种机械弹簧(Mechanical Spring)的螺旋弹簧安装在 活塞的运动方向上，该螺旋弹簧被所述密闭容器及气缸弹性支承，而且， 被吸入到所述压缩空间的制冷剂也将作用为气体弹簧(Gas Spring)。
此时，所述螺旋弹簧具有一定的机械弹簧常数(Mechanical Spring  Constant；Km)，而所述气体弹簧具有根据负载发生变化的气体弹簧常 数(Gas Spring Constant；Kg)。
基于所述机械弹簧常数Km及气体弹簧常数Kg，来决定线性压缩机 的固有频率fn。
根据一实施例，所述控制部C100根据线性压缩机的负载来计算气体 弹簧常数。
具体说，所述控制部C100根据如下三个值来计算出气体弹簧常数 Kg，其中，这三个值分别是：电流偏移量i_offset适用到由所述检测部 D100检测出的电机电流Im中后的非对称电机电流Im_asym；基于所述 非对称电机电流Im_asym及所检测出的所述电机电压Vm来检测或计算 出的冲程；所述非对称电机电流Im_asym和冲程之间的相位差，。
例如，所述气体弹簧常数Kg可如下进行计算。
数学式2
K g = α | I ( jω ) X ( jω ) | cos ( θ i , x ) + Mω 2 - K m ]]>
其中，所述α表示电机常数或反电动势常数，ω表示运转频率，Km 表示机械弹簧常数，Kg表示气体弹簧常数，M表示活塞的质量，│I(j ω)│表示一个周期内的电流峰值，│X(jω)│表示一个周期内的冲程峰 值。
所述控制部C100将所述气体弹簧常数中的变化大的气体弹簧常数 设定为初始基准常数，通过反复进行多个周期，基于初始基准常数来设 定基准常数。其中，通过反复进行所述一定周期，所述基准常数将变小 为相对于所述初始基准常数的变化量。
图10是示出本发明的一实施例的具体控制部的结构的结构图。
图10是基于根据相位差或气体弹簧常数的上止点控制或压缩机电力 控制方法的结构图。
参照图10，根据一实施例的控制部C100包括冲程计算单元、冲程 相位检测单元、电机电流相位检测单元、冲程峰值检测单元、电机电流 峰值检测单元、相位差计算单元、气体弹簧常数计算单元(Kgas计算单 元)及子控制器(SUB-CONTROLLER)。
如上所述的结构要素可由作为一个结构要素的控制部的形式来实 现。并且，可由单片(one-chip)化的微型计算机(微机)及微处理器来 实现。
以下，对控制部C100的结构要素进行说明。
所述检测部DRV100检测与线性压缩机L-COMP的电机相对应的电 机电流及电机电压。
非对称电机电流生成部IA100通过将电流偏移量适用于所检测出的 所述电机电流中，来检测非对称电机电流。
所述冲程计算单元根据所检测出的非对称电机电流及电机电压来计 算冲程。
所述冲程相位检测单元检测计算出的所述冲程的相位。
所述电机电流相位检测单元检测所检测出的非对称电机电流的相 位。
所述相位差计算单元通过对计算出的所述冲程的相位及计算出的所 述非对称电机电流的相位之间的差异进行计算，来检测所述冲程及所述 非对称电机电流之间的相位差。
所述冲程峰值检测单元及所述电机电流峰值检测单元为了检测出气 体弹簧常数，分别检测冲程峰值及非对称电机电流峰值。
所述气体弹簧常数计算单元(Kgas计算单元)根据所述相位差、所 述冲程峰值及非对称电机电流峰值，来检测或计算气体弹簧常数Kgas。
此时，所述气体弹簧常数计算单元(Kgas计算单元)通过前述的数 学式2来检测或计算所述气体弹簧常数Kgas。
所述子控制器(SUB-CONTROLLER)根据所述相位差及气体弹簧常 数中的至少一个来控制反相器(INVERTER)，由此控制所述线性压缩 机L-COMP。
具体说，所述子控制器(SUB-CONTROLLER)将根据所述相位差及 气体弹簧常数中的至少一个来调制的PWM信号(电压控制信号，s_con) 发送至所述反相器。
根据一实施例，所述子控制器(SUB-CONTROLLER)由独立的微型 计算机(微机)及微处理器来实现。
所述子控制器(SUB-CONTROLLER)根据位于DC-DC转换器(未 图示)及所述反相器之间的直流侧电容器(DC LINK CAPACITOR)的电 电压即DC LINK电压来控制所述DC-DC转换器或所述反相器。
根据一实施例，在未设置有连接于所述线性压缩机L-COMP的电容 器(或者AC电容器)的情况下，所述子控制器(SUB-CONTROLLER) 根据虚拟电容器来执行共振运转。
在此情况下，所述子控制器(SUB-CONTROLLER)通过直接从所述 检测部D100接收所述非对称电机电流，来执行用于实现虚拟电容器的电 容器电压计算过程。
对于所述虚拟电容器实现方法，参照以下的第二实施例及图12至图 14详细进行后述。
第一实施例-电流偏移量的决定及调节方法
本发明的第一实施例可由如上所述的实施例包括的结构或步骤的一 部分或组合来实现，或者由各实施例的组合来实现，以下，为了明确表 达本发明的第一实施例，将省去重复的部分。
本发明的第一实施例涉及一种用于非对称电机控制的电流偏移量的 形成、决定或调节方法。
根据本发明的第一实施例的线性压缩机的控制装置包括：驱动部， 根据控制信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电 机相对应的电机电流及电机电压；非对称电流生成部，通过将电流偏移 量适用于所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及， 控制部，根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成所 述控制信号。
根据第一实施例，所述电流偏移量根据所述线性压缩机的动作模式 而发生变化。
并且，根据第一实施例，所述动作模式是对称控制模式、非对称控 制模式中的至少一个。
并且，根据第一实施例，所述动作模式是根据所述线性压缩机的负 载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定的。
并且，根据第一实施例，在所述动作模式为对称控制模式的情况下， 所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”，在所述动作模式为非对称控 制模式的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为特定值。
并且，根据第一实施例，所述特定值是根据所述线性压缩机的负载 或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定的。
并且，根据第一实施例，所述电流偏移量根据所述线性压缩机的负 载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值的变化而发生变化。
并且，根据第一实施例，所述控制部检测所述线性压缩机的负载， 并设定与所检测出的所述负载相对应的电流偏移量，并通过控制所述非 对称电流生成部，来生成适用了设定的所述电流偏移量的非对称电机电 流。
并且，根据第一实施例，所述线性压缩机的负载是根据施加到所述 线性压缩机的电流和冲程的相位差的绝对值、所述线性压缩机的外部空 气温度、所述线性压缩机的室内温度、以及冷冻循环内的冷凝器或蒸发 器的温度中的至少一个来检测出的。
并且，根据第一实施例，在所检测出的所述负载在第一基准负载以 下的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”。
并且，根据第一实施例，所述控制部设定与所述制冷力指令值相对 应的电流偏移量，并通过控制所述非对称电流生成部，来生成适用了所 设定的所述电流偏移量的非对称电机电流。
并且，根据第一实施例，在所述制冷力指令值在第一基准制冷力以 下的情况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”。
(1)与动作模式相对应的电流偏移量的设定
如前所述，第一实施例的电流偏移量i_offset是根据所述线性压缩机 LC100的动作模式或运转模式来决定(或者变更)的。
根据第一实施例，所述动作模式是对称控制模式、非对称控制模式 中的至少一个。
所述对称控制模式及非对称控制模式是对于压缩机控制方法的动作 模式的分类，但也可分别表示不同含义的动作模式。
例如，所述对称控制模式是用于提高效率的模式，其可被看作为是 高效率模式。并且，例如，所述对称控制模式是相比所述非对称控制模 式而相对地执行低负载或低制冷力运转的模式，因而其可被看作为是低 负载或低制冷力模式。
并且，例如，所述非对称控制模式是用于增大输出的模式，其可被 看作为是高输出模式。并且，例如，所述非对称控制模式是相比所述对 称控制模式而相对地执行高负载或高制冷力运转的模式，因而其可被看 作为是高负载或高制冷力模式。
在所述动作模式为对称控制模式的情况下，所述控制部C100将所述 电流偏移量i_offset设定为“0”，而在所述动作模式为非对称控制模式 的情况下，所述控制部C100将所述电流偏移量i_offset设定为特定值。
图11是示出根据本发明的第一实施例的动作模式的电流偏移量的设 定方法的流程图。
参照图11，本发明的第一实施例的动作模式的电流偏移量的设定方 法包括如下步骤。
首先，所述控制部C100判断所述线性压缩机LC100的动作模式(步 骤S110)。
接着，在所述动作模式设定为对称控制模式的情况下(步骤S120)， 所述控制部C100将所述电流偏移量i_offset设定为“0”(步骤S140)。
并且，在所述动作模式设定为非对称控制模式的情况下(步骤S130)， 所述控制部C100将所述电流偏移量i_offset设定为特定值(步骤S150)。
其中，所述特定值是根据所述线性压缩机LC100的负载或与所述线 性压缩机LC100相对应的制冷力指令值来决定的。
其中，所述制冷力指令值是由所述冰箱的主控制器来生成的。所述 制冷力指令值也可以是根据所述线性压缩机LC100的负载来决定或调节 的值。
例如，所述特定值可被设定为随着所述线性压缩机LC100的负载或 制冷力指令值的增大而增大的值。
所述动作模式可通过多种方式来设定。所述动作模式是根据所述线 性压缩机LC100的负载或与所述线性压缩机LC100相对应的制冷力指令 值来决定的。
根据一实施例，可由所述线性压缩机LC100或利用了所述线性压缩 机的控制装置100的冰箱的主控制器(或者图10所示的冰箱微机)来设 定所述动作模式。
例如，在压缩机的负载小于基准负载或基准制冷力指令值(例如为 150[W])的情况下，所述冰箱的主控制器将所述动作模式设定为对称控 制模式。
并且，例如，在压缩机的负载大于基准负载或基准制冷力指令值(例 如为150[W])的情况下，所述冰箱的主控制器将所述动作模式设定为非 对称控制模式。
根据另一实施例，所述动作模式由线性压缩机控制装置100自行进 行设定。
例如，在压缩机的负载小于基准负载或基准制冷力指令值(例如为 150[W])的情况下，所述控制部C100将所述动作模式设定为对称控制模 式。
并且，例如，在压缩机的负载大于基准负载或基准制冷力指令值(例 如为150[W])的情况下，所述控制部C100将所述动作模式设定为非对 称控制模式。
(2)与压缩机负载或制冷力指令值相对应的电流偏移量的设定
根据第一实施例，所述电流偏移量是根据所述线性压缩机LC100的 负载或与所述线性压缩机100相对应的制冷力指令值来设定、决定、调 节或变更的。
因此，为了设定或决定前述的动作模式或电流偏移量，所述控制部 C100检测所述线性压缩机LC100的负载。
根据第一实施例，所述控制部根据施加于所述线性压缩机LC100的 电流和冲程之间的相位差的绝对值、所述线性压缩机LC100的外部空气 温度、所述线性压缩机LC100的室内温度及冷冻循环内的冷凝器或蒸发 器的温度中的至少一个来检测所述线性压缩机LC100的负载。
具体说，对根据基于压缩机控制装置100的负载的电流偏移量的设 定方法进行说明，首先，在所检测出的所述负载为第一基准负载以下的 情况下(或者小于的情况)，所述压缩机控制装置100将所述电流偏移 量i_offset设定为“0”，使所述线性压缩机LC100以对称运转模式进行 动作。
并且，在所检测出的所述负载超出第一基准负载的情况下(或者大 于的情况)，所述压缩机控制装置100将所述电流偏移量i_offset设定为 常数值，或者设定为使所述电流偏移量i_offset随着所检测出的所述负载 的增大而增大的值。
在另一实施例中，由前述的非对称电机电流生成部IA100来设定与 所检测出的所述负载相对应的所述电流偏移量i_offset。
例如，当所述控制部C100将所检测出的所述负载值传送给所述非对 称电机电流生成部IA100时，所述非对称电机电流生成部IA100利用储 存有与负载对应的电流偏移量设定值的表，来决定或设定与所检测出的 所述负载相对应的电流偏移量i_offset。
根据第一实施例，所述第一基准负载是与150～250[W]相对应的负 载。
作为类似的方式，压缩机控制装置100根据制冷力指令值来设定或 决定电流偏移量。
例如，在由冰箱微机赋予的制冷力指令值小于第一基准制冷力的情 况下，所述压缩机控制装置100将所述电流偏移量设定为“0”，在所述 制冷力指令值大于第一基准制冷力的情况下，所述压缩机控制装置100 将所述电流偏移量i_offset设定为常数值，或者设定为使所述电流偏移量 i_offset随着所检测出的所述负载的增大而增大的值。
与基于负载的电流偏移量设定方式类似地，由所述非对称电机电流 生成部IA100来设定与所述制冷力指令值相对应的所述电流偏移量 i_offset。
然后，所述压缩机控制装置100的控制部C100通过控制所述非对称 电流生成部IA100，来生成适用了设定的所述电流偏移量的非对称电机电 流。
根据变形的第一实施例，所述压缩机控制装置100根据数学式2所 示的电机常数(或者反电动势常数)α来设定或决定所述电流偏移量 i_offset。
具体说，对变形的第一实施例进行说明，基于所述电流偏移量i_offset 的活塞推入量Pushioffset可由如下所示的数学式3来表示。
数学式3
Push ioffset [ mm ] = α [ N / A ] × I offset [ A ] K spring [ N / mm ] ]]>
α：电机常数或反电动势常数
Ioffset：电流偏移量
Kspring：弹簧常数
因此，为了提高非对称电机控制的精度，当决定了所目标的推入量 时，通过跟踪与压缩机运转对应的电机常数α，来决定更加准确的电流 偏移量Ioffset。
根据变形的第一实施例，所述电机常数α是根据所述冲程及所述电 机电流Im或所述非对称电机电流Im_asym来检测出的。
由此，所述控制部C100根据所述冲程、所述电机电流Im或所述非 对称电机电流Im_asym来检测或跟踪所述电机常数α，由此设定所述电 流偏移量Ioffset。
具体说，根据变形的第一实施例，如数学式3所示，基于所述电流 偏移量来产生的所述线性压缩机的电机的活塞的推入量，其和与所述线 性压缩机的电机相对应的电机常数及所述电流偏移量成正比例。
因此，所述控制部C100根据所述冲程、所述电机电流Im或所述非 对称电机电流Im_asym来检测所述电机常数，并根据所检测出的所述所 述电机常数来调节所述电流偏移量。
根据变形的第一实施例，通过对电机常数的跟踪或检测，能够设定、 调节或决定用于准确控制的活塞推入量的电流偏移量，因此，具有能够 实现更加准确的非对称电机控制的优点。
第二实施例-采用了虚拟电容器的压缩机控制装置
本发明的第二实施例可由如上所述的实施例包括的结构或步骤的一 部分或组合来实现，或者由各实施例的组合来实现，以下，为了明确表 达本发明的第二实施例，将省去重复的部分。
本发明的第二实施例涉及一种采用了虚拟电容器的用于执行非对称 电机控制的压缩机控制装置及控制方法。
根据本发明的第二实施例的线性压缩机的控制装置，其包括：驱动 部，根据控制信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机 的电机相对应的电机电流及电机电压；非对称电流生成部，通过将电流 偏移量适用于所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以 及，控制部，根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生 成所述控制信号。
根据第二实施例，所述线性压缩机是利用与电机相对应的电感器及 虚拟电容器来进行共振运转的共振型压缩机。
并且，根据第二实施例，所述控制部通过对所述非对称电机电流进 行积分计算并将计算出的值乘以特定常数值来计算电容器电压，并根据 计算出的所述电容器电压来生成所述控制信号，由此实现或执行所述虚 拟电容器功能。
并且，根据第二实施例，所述控制信号是通过PWM(Pulse Width  Modulation)方式生成的电压控制信号，所述控制部根据计算出的所述电 容器电压来生成所述电压控制信号。
并且，根据第二实施例，所述控制部通过从用于调节所述电压控制 信号的脉宽的正弦波形态的PWM基准信号减去计算出的所述电容器电 压，来生成变更的PWM基准信号，并根据所述变更的PWM基准信号来 生成所述电压控制信号。
并且，根据第二实施例，所述虚拟电容器的电容与所述特定常数成 反比。
具体说，第二实施例的虚拟电容器(Virtual Capacitor Modulation) 表示在微机(MICOM)、控制器或控制部C100内通过软件方式来实现 物理上存在的capacitor电压。
例如，参照图10，所述子控制器(SUB-CONTROLLER)根据所述 非对称电机电流IM_ASYM来实现虚拟电容器功能，由此以软件方式来 实现实际电容器。
因此，基于所述虚拟电容器的电机控制的目的在于，即使不存在现 有的电容器(capacitor)，也使其具有与现有相同的控制性能。
一般来说，线性压缩机是根据与电机对应的电感器及连接于所述电 机的电容器(AC电容器)来进行共振运转的共振型压缩机。
根据第二实施例，实际上去除了连接于所述电机的实际电容器(AC 电容器)，所述控制部C100执行与所述实际电容器对应的、以软件方式 来实现的虚拟电容器功能。
图12是虚拟电容器控制的基本概念图。
参照图12，所述控制部C100包括虚拟电容器VC100及控制器C100。
所述虚拟电容器VC110包括：积分器，用于对检测出的电机电流进 行积分；以及，乘法器，用于对通过所述积分器积分的值乘以特定常数。
在图12中，所述特定常数是与所目标的虚拟电容器的电容的倒数相 对应的值，但可根据计算方式来进行变动。
但是，所述特定常数可以有与所述虚拟电容器的电容成反比的关系。
根据第二实施例，对非对称电机电流Im_asym的积分值乘以所述常 数所得的值即是作为所述虚拟电容器的输出电压的虚拟电容器电压 Vcap。
根据第二实施例，所述控制器C100从用于生成所述控制信号s_con 的基准电压Vref中减去所述虚拟电容器电压Vcap，并由此得出的电压 (Vref-Vcap)生成作为新的基准电压。
在所述控制信号以前述的PWM方式生成的情况下，所述基准电压 Vref与图4B所示的基准信号Vr相对应。
图13是示出虚拟电容器的频率区域的结构图。
参照图13，所述虚拟电容器VC110包括用于执行积分功能的低通滤 波器(LPF，Low Pass Filter)及用于乘以特定常数(RC/Cr)的结构要素。
其中，RC是将与所述低通滤波器的截止频率(或者时间常数)相关 的电阻值及电容相乘所得的值，Cr是所目标的虚拟电容器的电容值。
以下，对于第二实施例的用于非对称电机控制的虚拟电容器的适用 必要性方面简单进行说明。
首先，第二实施例的用于非对称电机控制的虚拟电容器的适用方面 上最重要的必要性在于，在进行通常的共振运转的线性压缩机中，通过 去除了连接于压缩机电机的AC电容器，来对检测出的电机电流Im容易 地适用电流偏移量，从而实现本发明的一实施例的非对称控制。
即，由于所述AC电容器的存在，仅允许压缩机电机电流成分中的交 交流成分通过，为了容易地适用直流成分的电流偏移量I_offset，有必要 采用所述虚拟电容器VC110功能来代替实际的AC电容器。
接着，通过采用所述虚拟电容器VC110，来根据运转频率来进行LC 共振(电性共振)，从而可实现不稳定区域中的控制。
即，在运转频率以LC共振频率为基准而发生变化的情况下，若所述 运转频率远大于或小于所述LC共振频率，则线性压缩机将可能进入到不 稳定区域，由此根据施加电压而其输出变得不稳定。
鉴于此，第二实施例的压缩机控制装置通过执行所述虚拟电容器 VC110功能，来根据运转频率来一同调节LC共振频率，从而控制所述线 性压缩机避免在不稳定控制区域进行动作。
接着，通过采用所述虚拟电容器VC110，可实现高效率的压缩机控 制。
具体说，一般的线性压缩机具有由弹簧常数及压缩机内的可动构件 或移动构件的质量等来决定的机械共振频率，以及基于与压缩机电机相 对应的电感器及连接于所述压缩机电机的所述AC电容器的电性共振频 率。
为了进行高效率的压缩机控制，在理想的情况下，压缩机的运转频 率、所述机械共振频率及所述电性频率优选为相同。
但是，在一般的线性压缩机的情况下，随着压缩机运转中的机械共 振频率或运转频率的变化，较难调节所述AC电容器的电容，因此，存在 有较难进行高效率的压缩机控制的问题。
鉴于此，根据第二实施例的压缩机控制装置，其控制压缩机的运转 频率跟踪所述机械共振频率，并去除AC电容器而采用所述虚拟电容器 VC110，使在高效率运转中，与基于机械共振频率变化的运转频率变化 对应地调节所述虚拟电容器VC110，从而进行高效率的压缩机控制。
具体说，所述机械共振频率表示MK共振频率。
其中，MK共振频率由活塞和永久磁铁所构成的移动构件的质量 (mass：M)和支撑其的弹簧的弹簧常数(spring constant：K)来定义。
所述移动构件对于气缸和定子所构成的固定构件，以直线运动方向 为基准而在两侧利用机械弹簧加以支撑，因此，所述控制部C100可计算 出由移动构件的质量(mass：M)和支撑其的弹簧的弹簧常数(spring  constant：K)来定义的M-K共振频率。
并且，所述控制部C100通过控制所述驱动部DRV100，来使对线性 电机施加的电源频率(或者驱动频率，在压缩机电机角度上则是运转频 率)跟踪M-K共振频率，从而最优化所述线性压缩机LC100的效率。
但是，为了确保对于所述线性压缩机LC100的效率的最优性，优选 地使基于与所述线性电机相对应的电感器及包括或连接于所述线性电机 的电容器(或者AC电容器)的电性共振频率来跟踪所述运转频率。
但是，对于包括或连接于所述线性电机的物理上的电容器，存在有 较难调节或控制其电容的问题。
鉴于此，根据本发明的一实施例，将虚拟电容器采用于线性压缩机 控制中，以提供如下的控制功能，即，在所述运转频率随着所述机械共 振频率而发生变动的情况下，通过调节所述虚拟电容器的电容，来使所 述电性共振频率跟踪所述运转频率。
即，根据一实施例，所述控制部C100控制所述线性压缩机LC100 的运转频率跟踪所述线性压缩机LC100的机械共振频率，在所述线性压 缩机LC100的运转中，在所述运转频率随着所述机械共振频率的变动而 被调节的情况下，通过调节所述特定常数，来使基于与所述电机相对应 的电感器及所述虚拟电容器的电性共振频率来跟踪所述被调节的运转频 率。
通过调节所述特定常数以调节所述虚拟电容器的电容，从而使线性 压缩机能够具有最优的效率。
最后，在采用第二实施例的压缩机控制装置的压缩机中，未设置有 物理上存在的AC电容器，因此能够减小制造成本。
图14是采用了本发明的第二实施例的虚拟电容器的用于执行非对称 控制的压缩机控制装置的简单建模。
参照图14，非对称电机电流生成部IA100在未设置有AC电容器的 线性压缩机LC100检测出的电机电流IM中适用电流偏移量i_offset，以 检测非对称电机电流IM_asym。
虚拟电容器VC100(VIRTUAL CAPACITOR)使所述非对称电机电 流IM_asym通过低通滤波器LPF，并通过乘以特定常数(τ：与低通滤 波器的截止频率相关的时间常数)来生成虚拟电容器电压(与前述的Vcap 对应)。
压缩机控制装置100通过从用于生成PWM方式的控制信号s_con的 基准信号(PWM ref，与前述的Vref对应)中减去所述虚拟电容器电压 来生成新的基准电压，并根据所述新的基准电压来生成所述控制信号 s_con。
并且，所述压缩机控制装置100根据所述控制信号s_con来驱动所述 驱动部DRV100，由此控制所述线性压缩机LC100。
第三实施例-用于应对过负载的电机线圈的匝数控制
本发明的第三实施例可由如上所述的实施例包括的结构或步骤的一 部分或组合来实现，或者由各实施例的组合来实现，以下，为了明确表 达本发明的第三实施例，将省去重复的部分。
本发明的第三实施例涉及一种当压缩机的负载为过负载时，为了应 对过负载而能够控制电机线圈的匝数的压缩机控制装置及控制方法。
根据本发明的第三实施例的线性压缩机的控制装置包括：驱动部， 根据控制信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电 机相对应的电机电流及电机电压；非对称电流生成部，通过将电流偏移 量适用于所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及， 控制部，根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成所 述控制信号。
根据第三实施例，所述线性压缩机的电机包括：线圈部，由第一线 圈及第二线圈构成；以及，开关元件，根据开关控制信号进行控制，来 使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相 加的线圈构成，或者由所述第一线圈构成。
其中，所述开关元件是继电器(Relay)。
并且，根据第三实施例，所述开关控制信号是根据所述线性压缩机 的负载来生成的。
并且，根据第三实施例，所述开关控制信号是根据所述线性压缩机 的运转模式来生成的。
并且，根据第三实施例，所述线性压缩机的运转模式是高效率模式 及过负载应对模式中的至少一个。
并且，根据第三实施例，在所述运转模式为高效率模式的情况下， 为了提高线性压缩机效率，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来 使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相 加的线圈构成，而在所述运转模式为过负载应对模式的情况下，为了减 小过负载引起的所述线性压缩机的对电机施加的电压不足的现象，所述 控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈由所 述第一线圈构成。
并且，根据第三实施例，所述过负载应对模式是与所检测出的所述 电机电流在规定时间内持续在“0”以下的情况相对应的运转模式。或者， 所述过负载应对模式是根据过负载状态引起的所述线性压缩机的电机电 压的电压不足现象、所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应 的制冷力指令值来决定的。
并且，根据第三实施例，在所述线性压缩机的负载大于第二基准负 载的情况下(与过负载应对模式对应)，所述控制部通过生成所述开关 控制信号，来使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成，而在所 述线性压缩机的负载小于所述第二基准负载的情况下(与高效率模式对 应)，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应 的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成。
根据第三实施例，所述第二基准负载是300[W]以上的负载。
并且，根据第三实施例，所述控制部检测所述线性压缩机的负载， 其中，所述线性压缩机的负载是根据施加到所述线性压缩机的电流和冲 程之间的相位差的绝对值、所述线性压缩机的外部空气温度、所述线性 压缩机的室内温度、及冷冻循环内的冷凝器或蒸发器的温度中的至少一 个来检测出的。
具体地对第三实施例进行说明，在采用前述的第二实施例的虚拟电 容器的情况下，当压缩机的负载达到过负载时，将会发生过负载引起的 线性压缩机的对电机施加的电压不足的现象。
因此，根据第三实施例的压缩机控制装置100，当所述线性压缩机 LC100的负载为过负载时，通过选择性地减少电机线圈的匝数，以克服 所述对电机施加的电压不足的现象。
即，根据第三实施例的压缩机控制装置100，在平常情况下(或者非 过负载的一般负载的情况，或者高效率模式)，通过使与所述电机相对 应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成，来 增加线圈的匝数，以提高线性压缩机效率，而在过负载情况下(或者， 过负载应对模式)，通过使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构 成，来减少所述电机线圈的匝数，以防止所述对电机施加的电压不足的 现象。
在本发明中，所述过负载表示相比前述的与非对称控制模式相关的 高负载更大的负载。
即，本发明的一实施例的线性压缩机控制装置100在前述的高负载 状态下，通过执行非对称控制，来控制所述线性压缩机LC100输出最大 制冷力，而在过负载状态下，通过控制所述线性压缩机LC100，以减少 所述电机线圈的匝数来防止所述对电机施加的电压不足的现象。
如上所述的通过电机线圈的匝数来控制的压缩机控制方法可称为电 机线圈的2-tap控制。
图15是示出第三实施例的压缩机控制装置的一例的示意图。
参照图15，根据第三实施例的压缩机控制装置包括：控制部22，用 于输出开关控制信号，该开关控制信号根据由用于检测对电机施加的电 流的电流检测部21检测出的电流来改变容量；开关元件(例如可以是 Relay)，根据所述开关控制信号来在电机的第一线圈和第一、第二线圈 之间进行切换，由此转换电流的流动。
以下，对第三实施例的压缩机控制装置的动作及作用进行说明。
首先，初始线性压缩机的驱动以高效率模式进行运转，该高效率模 式是根据控制部22的输出控制信号来使继电器(Relay)与B点短路， 由此利用第一、第二线圈来使其接受电源AC的供电来驱动电机的模式。
其中，所述高效率模式是和与线性电机的对称或非对称控制相关的 运转模式或动作模式(例如，前述的对称控制模式或非对称控制模式) 之外的模式，或者是与上述关联或对应的模式。
例如，高效率模式是涵盖前述的对称控制模式及非对称控制模式的 宽泛的概念。
在由用于检测对电机施加的电流的电流检测部21检测出的电流中， 所述控制部22将电流为“0”的时间仅持续保持一定时间以下的区间 (Current dead zone)的电流区间识别为过负载状态。
此时，所述控制部22向继电器(Relay)输出过负载应对转换信号。
由此，所述继电器(Relay)进行“高效率模式”→“过负载应对模 式”，即，从B点切换为A点，以将匝数从第一、第二线圈减少为第一 线圈，由此避免电压不足现象来进行运转。
在本发明中，将此过程称为过负载应对模式。
所述过负载应对模式表示与所述非对称控制模式下的高负载相比更 大的负载状态时的压缩机运转模式。
在所述过负载应对模式中，通过补偿与不足电压大小相对应的电压 来避免电压不足现象，并使电机电流为“0”的区间(Current dead zone) 持续保持一定时间以上，使得控制部22能够容易地识别其为过负载应对 模式。
所述电压不足现象表示压缩机电机的过负载状态引起的压缩机电机 电压不足现象。
其结果，通过如上所述的过程，能够确保可应对过负载的电机施加 电流。
由此，在第三实施例的线性压缩机的运转中，当对电机施加的电流 的检测结果，电流为“0”的区间(Current dead zone)达到一定时间以 下时，从初始高效率应对模式转换为减少匝数的过负载应对模式，其结 果，通过补偿与不足电压大小对应的电压以避免电压不足现象，从而能 够确保可应对过负载的电机施加电流。
其中，过负载状态表示压缩机负载为300[W]以上的情况。
根据第三实施例，所述过负载的判断可通过多种方式来进行。
因此，可如图15所示的根据电流检测部21检测出的电机电流来检 测出过负载状态并进入所述过负载应对模式，但也可通过前述的其它负 载检测方法来检测出所述过负载状态。
即，与压缩机的动作模式或运转模式相对应的所述过负载应对模式 是根据压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定 的。
并且，所述过负载应对模式是在检测到所述电压不足现象的情况下 进入的压缩机的动作模式或运转模式。为此，一实施例的压缩机中还具 有用于检测所述电压不足现象的检测装置(例如，压缩机电机电压传感 器等)。
即，所述过负载状态的状态也可根据施加到所述线性压缩机的电流 和冲程的相位差的绝对值、所述线性压缩机的外部空气温度、所述线性 压缩机的室内温度、及冷冻循环内的冷凝器或蒸发器的温度中的至少一 个来检测。
图16是示出本发明的第三实施例的压缩机控制方法的流程图。
参照图16，本发明的第三实施例的压缩机控制方法包括如下步骤。
首先，所述压缩机控制装置100判断线性压缩机的运转模式或动作 模式(步骤S210)。
接着，在所述运转模式为高效率模式的情况下，所述压缩机控制装 置100通过使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及第二 线圈相加的线圈构成，来增加电机线圈的匝数(步骤S220)。
并且，在所述运转模式为过负载应对模式的情况下，所述压缩机控 制装置100通过使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成，来减 少所述电机线圈的匝数，由此防止所述对电机施加的电压不足的现象(步 骤S230)。
第四实施例-与压缩机负载变化对应的压缩机控制方法
本发明的第四实施例可由如上所述的实施例包括的结构或步骤的一 部分或组合来实现，或者由各实施例的组合来实现，以下，为了明确表 达本发明的第四实施例，将省去重复的部分。
本发明的第四实施例涉及一种基于与线性压缩机的负载变化对应的 压缩机控制装置的控制方法。
根据本发明的第四实施例的线性压缩机的控制装置包括：驱动部， 根据控制信号来驱动线性压缩机；检测部，检测与所述线性压缩机的电 机相对应的电机电流及电机电压；非对称电流生成部，通过将电流偏移 量适用于所检测出的所述电机电流中，来生成非对称电机电流；以及， 控制部，根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成所 述控制信号。
根据第四实施例，在所述线性压缩机的负载小于第一基准负载的情 况下，所述控制部将所述电流偏移量设定为“0”，在所述线性压缩机的 负载大于所述第一基准负载且小于第二基准负载的情况下，所述控制部 将所述电流偏移量设定为特定值，在所述线性压缩机的负载大于第三基 准负载的情况下，所述控制部通过生成所述开关控制信号，来使与所述 电机相对应的线圈由所述第一线圈构成。
并且，根据第四实施例，所述第三基准负载等于所述第二基准负载， 或者大于所述第二基准负载。
并且，根据第四实施例，所述特定值是根据所述线性压缩机的负载 或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定的。
以下，参照图17对第四实施例的压缩机控制方法进行详细的说明。
图17是示出本发明的第四实施例的压缩机控制方法的流程图。
参照图17，本发明的第四实施例的压缩机控制方法包括如下步骤。
首先，第四实施例的压缩机控制装置100检测所述线性压缩机LC100 的负载(步骤S310)。
接着，在所述压缩机负载小于第一基准负载的情况下(第一条件， 与狭窄含义的高效率模式或对称控制模式相对应)，所述压缩机控制装 置100将所述电流偏移量i_offset设定为“0”，并通过控制所述开关元 件，来使所述压缩机的电机线圈由所述第一线圈及所述第二线圈的和构 成(步骤S320、步骤S330)。
接着，在所述压缩机负载大于所述第一基准负载且小于第二基准负 载的情况下(第二条件，与高负载模式或非对称控制模式对应)，所述 压缩机控制装置100将所述电流偏移量i_offset设定为特定值。并且，在 此情况下，所述压缩机控制装置100通过控制所述开关元件，来使所述 压缩机的电机线圈由所述第一线圈及所述第二线圈的和构成。但是，若 在此之前所述压缩机的电机线圈已被设定为所述第一线圈及所述第二线 圈的和的情况下，可保持该状态(步骤S340、步骤S350)。
接着，在所述压缩机负载大于第三基准负载的情况下(第三条件， 与过负载应对模式相对应)，所述压缩机控制装置100将所述电流偏移 量i_offset设定为特定值，并通过控制所述开关元件，来使所述压缩机的 电机线圈由所述第一线圈构成(步骤S360)。
根据第四实施例，所述第三基准负载可等于所述第二基准负载，或 者大于所述第二基准负载。
在所述第三基准负载大于所述第二基准负载的情况下，即使在所述 压缩机负载大于第二基准负载的情况下，所述压缩机控制装置100也仅 在所述压缩机负载大于比所述第二基准负载大的第三基准负载的情况 下，才识别为满足所述第三条件，由此将所述电流偏移量i_offset设定为 特定值，并通过控制所述开关元件，来使所述压缩机的电机线圈由所述 第一线圈构成。其中，所述第三基准负载是为了进入所述过负载应对模 式(或者为了判断过负载状态)而特别设定的基准负载。
并且，根据第四实施例，所述第三基准负载可小于所述第二基准负 载。
在所述第三基准负载小于所述第二基准负载的情况下，所述压缩机 控制装置100在所述第三条件下，将作为所述第一条件下的控制条件的 所述电流偏移量设定为“0”，或者保持作为第二条件下的控制条件的电 流偏移量值，与此同时，通过控制所述开关元件，来使所述压缩机的电 机线圈由所述第一线圈构成。
根据第四实施例，所述特定值是根据所述线性压缩机的负载或与所 述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决定的。
并且，第四实施例的压缩机控制装置100根据所述线性压缩机LC100 的运转模式或动作模式来调节图17所示的电流偏移量及电机线圈的匝 数。
其中，所述运转模式包括对称控制模式、非对称控制模式、高效率 模式及过负载应对模式中的至少一个。
所述运转模式可以是相互独立的运转模式，或可以是相互对应的运 转模式，或可以是一部分对应或一部分相互独立的运转模式。
例如，在所述运转模式为相互独立的运转模式的情况下，与所述线 性压缩机LC100的运转中的一个时间点相对应的运转模式可以存在多 个。
举出具体的一例，在所述动作模式既是对称控制模式又是高效率模 式的情况下，所述控制部C100将所述电流偏移量设定为“0”，并通过 生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述 第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成。
并且，在所述动作模式既是非对称控制模式又是高效率模式的情况 下，所述控制部C100将所述电流偏移量设定为特定值，并通过生成所述 开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈 及所述第二线圈相加的线圈构成。
并且，在所述动作模式既是非对称控制模式又是过负载应对模式的 情况下，所述控制部C100将所述电流偏移量设定为特定值，并通过生成 所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成。
并且，例如，在所述运转模式为相互对应的运转模式的情况下，与 所述线性压缩机LC100的运转中的一个时间点相对应的运转模式有一 个。
举出具体的一例，在所述动作模式是对称模式或第一高效率模式的 情况下，所述控制部C100将所述电流偏移量设定为“0”，并通过生成 所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一 线圈及所述第二线圈相加的线圈构成。
并且，在所述动作模式是非对称模式或第二高效率模式的情况下， 所述控制部C100将所述电流偏移量设定为特定值，并通过生成所述开关 控制信号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所 述第二线圈相加的线圈构成。
其中，所述第一高效率模式及所述第二高效率模式分别表示狭窄含 义的高效率模式，并且是用于区分与对称或非对称模式关联的运转模式 的独立的运转模式。严格来说，狭窄含义的高效率模式仅表示所述第一 高效率模式。
并且，所述第一高效率模式及所述第二高效率模式一同表示宽泛含 义的高效率模式。
并且，在所述动作模式为非对称模式或过负载应对模式的情况下， 所述控制部C100将所述电流偏移量设定为特定值，并通过生成所述开关 控制信号，来使与所述电机相对应的线圈由所述第一线圈构成。
并且，例如，在所述动作模式或运转模式的一部分对应或一部分相 互独立的运转模式的情况下，与所述线性压缩机LC100的运转中的一个 时间点相对应的运转模式可以有一个或多个。
举出具体一例，在所述动作模式为对称控制模式的情况下，所述控 制部C100将所述电流偏移量设定为“0”，并通过生成所述开关控制信 号，来使与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二 线圈相加的线圈构成。
并且，在所述动作模式为非对称控制模式的情况下，所述控制部C100 将所述电流偏移量设定为特定值，并通过生成所述开关控制信号，来使 与所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加 的线圈构成。
并且，在所述运转模式为过负载应对模式的情况下，所述控制部C100 通过生成所述开关控制信号，来使与所述电机相对应的线圈由所述第一 线圈构成。
根据一实施例，所述运转模式是与所述线性压缩机的负载、制冷力 指令值或电机电压不足状态关联的运转模式。
例如，在所述线性压缩机的负载角度上，所述对称控制模式与和所 述第一条件的负载条件类似的高效率运转模式(或者狭窄含义的高效率 运转模式)相对应，所述非对称控制模式与和所述第二条件的负载条件 类似的高负载运转模式相对应，所述过负载应对模式是与所述第三条件 类似的负载条件的运转模式。
其中，图15及第三实施例的高效率模式表示宽泛含义的高效率模式， 其是涵盖所述对称控制模式及所述非对称控制模式的概念。
狭窄含义的高效率模式仅表示的是对称模式。
除此之外，本领域的技术人员应当理解的是，多种运转模式或动作 模式的组合可适用于本发明的一实施例的线性压缩机控制装置中。
所述运转模式的设定可通过冰箱微机来设定，也可通过所述压缩机 控制装置100自行设定。
在所述运转模式由所述压缩机控制装置100自行设定的情况下，如 前所述，所述压缩机控制装置100检测压缩机负载，并根据所述压缩机 负载的条件(例如，前述的第一至第三条件)来决定所述运转模式。
具体举例说明，在所述第一基准负载为150[W]，所述第二基准负载 为250[W]的情况下，在压缩机负载为100[W]的情况下，所述压缩机控制 装置100将所述电流偏移量i_offset设定为“0”，并通过控制所述开关 元件，来使所述压缩机的电机线圈由所述第一线圈及所述第二线圈的和 构成。
并且，在所述压缩机负载为200[W]的情况下，所述压缩机控制装置 100将所述电流偏移量i_offset设定为特定值，并通过控制所述开关元件， 来使所述压缩机的电机线圈由所述第一线圈及所述第二线圈的和构成。
并且，在所述压缩机负载为400[W]的情况下，所述压缩机控制装置 100将所述电流偏移量i_offset设定为特定值，并通过控制所述开关元件， 来使所述压缩机的电机线圈由所述第一线圈构成。
对于本发明的实施例的压缩机控制方法的说明
根据本发明的实施例的压缩机控制方法包括：检测与线性压缩机的 电机的电机电流及电机电压的步骤；通过将电流偏移量适用于所检测出 的所述电机电流值中，来生成非对称电机电流的步骤；根据所述非对称 电机电流及所检测出的所述电机电压来生成控制信号的步骤；以及，根 据所述控制信号来驱动线性压缩机的步骤。
根据一实施例，所述电流偏移量是根据所述线性压缩机的动作模式、 所述线性压缩机的负载或与所述线性压缩机相对应的制冷力指令值来决 定的。
并且，根据一实施例，所述动作模式是对称控制模式、非对称控制 模式中的至少一个。
并且，根据一实施例，在所述动作模式为对称控制模式的情况下， 将所述电流偏移量设定为“0”，在所述动作模式为非对称控制模式的情 况下，将所述电流偏移量设定为特定值。
并且，根据一实施例，在所述线性压缩机的负载为第一基准负载以 下或所述制冷力指令值为第一基准制冷力以下的情况下，将所述电路偏 移设定为“0”。
并且，根据一实施例，所述线性压缩机是利用与电机相对应的电感 器及虚拟电容器来进行共振运转的共振型压缩机，其中，所述虚拟电容 器是通过根据所述非对称电机电流的积分值乘以特定常数值所得的电容 器电压来生成所述控制信号来实现。
并且，根据一实施例，所述线性压缩机的电机包括：线圈部，由第 一线圈及第二线圈构成；以及，开关元件，根据开关控制信号，控制与 所述电机相对应的线圈选择性地由所述第一线圈及所述第二线圈相加的 线圈构成，或者由所述第一线圈构成。
并且，根据一实施例，所述开关控制信号是根据所述线性压缩机的 负载来生成的。
并且，根据一实施例，在所述线性压缩机的负载大于第二基准负载 的情况下，通过控制所述开关元件，来使与所述电机相对应的线圈由所 述第一线圈构成，而在所述线性压缩机的负载小于所述第二基准负载的 情况下，通过控制所述开关元件，来使与所述电机相对应的线圈选择性 地由所述第一线圈及所述第二线圈相加的线圈构成。
图18是示出本发明的实施例的压缩机控制方法的流程图。
参照图18，本发明的实施例的压缩机控制方法包括如下步骤。
首先，检测与线性压缩机的电机相对应的电机电流及电机电压(步 骤S410)。
接着，通过将电流偏移量适用于所检测出的所述电机电流中，来生 成非对称电机电流(步骤S420)。
接着，根据所述非对称电机电流及所检测出的所述电机电压来生成 控制信号(步骤S430)。
接着，根据所述控制信号来驱动线性压缩机(步骤S440)。
对于采用本发明的实施例的压缩机控制装置的线性压缩机的说明
根据采用如上所述的实施例的压缩机控制装置的线性压缩机包括： 固定构件，在内部包括压缩空间；可动构件，在固定构件内部进行往复 直线运动，并对压缩空间中吸入的制冷剂进行压缩；至少一个弹簧，向 可动构件的运动方向弹性支承可动构件；电机，与可动构件连接，并使 可动构件向轴方向进行往复直线运动；以及，线性压缩机的控制装置。 其中，所述线性压缩机的控制装置是如上所述的实施例的线性压缩机的 控制装置。
具体说，参照图19对可采用如上所述的实施例的压缩机控制装置的 线性压缩机的一例进行详细的说明。
但是，图19仅是可采用如上所述的压缩机控制装置的线性压缩机的 一例，本发明的技术适用于可采用其的所有线性压缩机中，而并非由图 19所示的线性压缩机来限定本发明的权利要求范围。
一般来说，压缩机中采用的电机在定子上安装有绕组线圈，在可动 子上安装有磁铁，通过绕组线圈和磁铁的相互作用，来使可动子进行旋 转运动或往复运动。
绕组线圈可根据电机的类型来以多种方式形成。例如，在旋转电机 的情况下，在定子的内周面沿着圆周方向形成的多个插槽中以集中圈或 分布圈形式缠绕，而在往复式电机的情况下，以环形形状缠绕线圈来形 成绕组线圈后，在该绕组线圈的外周面上沿着圆周方向插入结合多个芯 体片(core sheet)。
特别地，在往复式电机的情况下，由于以环形形状绕组线圈来形成 绕组线圈，通常在塑料材质的环形绕线筒(bobbin)上缠绕线圈来形成绕 组线圈。
图19是本发明的一实施例的往复式压缩机(线性压缩机)的剖面图。
参照图19，在往复式压缩机中，框架20通过多个支承弹簧61、62 弹性安装于密闭的壳体10的内部空间。在壳体10的内部空间连通地安 装有与冷冻循环的蒸发器(未图示)连接的吸入管11，在吸入管11的一 侧连通地安装有与冷冻循环装置的冷凝器(未图示)连接的吐出管12。
框架20上固定安装有往复式电机30的外侧定子31和内侧定子32， 所述外侧定子31和内侧定子32构成电动部M，在外侧定子31和内侧定 子32之间安装有进行往复运动的可动子(mover)33。在往复式电机30 的可动子(mover)33上结合有活塞42，所述活塞42可进行往复运动， 并与后述的气缸41一同构成压缩部C。
气缸41安装于在轴方向上与往复式电机30的定子31、32重叠的范 围内。此外，气缸41上形成有压缩空间S1，活塞42上形成有用于将制 冷剂引导至压缩空间S1的吸入流路F，在吸入流路F的末端安装有用于 开闭该吸入流路F的吸入阀43，气缸41的前端面上安装有用于开闭该气 缸41的压缩空间S1的吐出阀44。
此外，在活塞42的运动方向两侧分别安装有用于引导该活塞42的 共振运动的多个共振弹簧51、52。
附图中未说明符号35是绕组线圈，36是磁体，37是绕线筒本体， 37a是线圈安置部，38是绕线筒盖，39是线圈，45是阀弹簧，46是吐出 盖。
根据如上所述的现有的往复式压缩机，在向往复式电机30的线圈35 接入电源时，该往复式电机30的可动子33进行往复运动。此时，与可 动子33结合的活塞42在气缸41内部高速进行往复运动，并通过吸入管 11将制冷剂吸入到壳体10的内部空间。此时，壳体10内部空间的制冷 剂通过活塞42的吸入流路F被吸入到气缸41的压缩空间S1，在活塞42 的前进运动时从压缩空间S1吐出该制冷剂并通过吐出管12使其移动到 冷冻循环中的冷凝器，反复进行以上一系列过程。
在此，外侧定子31在绕组线圈35的左右两侧以放射状层压形成有 多个薄的半定子芯体(half stator core)，所述半定子芯体向左右方向相 互对称地构成“ㄈ”形状。由此，如图19所示，在外侧定子31中，相 邻的芯体片31a的内周面两侧相互接触，外周面两侧以相互隔开一定间 隔t的方式被层压。
对于采用本发明的实施例的压缩机控制装置的冰箱的说明
采用了根据如上所述的实施例的压缩机控制方法来控制的线性压缩 机的冰箱包括：冰箱本体；线性压缩机，设置于所述冰箱本体并用于压 缩制冷剂；以及，所述线性压缩机的控制装置。其中，所述线性压缩机 的控制装置是如上所述的实施例的线性压缩机的控制装置。
以下，参照图20对采用了或可使用如上所述的实施例的线性压缩机 的控制装置(或者驱动装置)的冰箱进行说明。
但是，图20仅是可采用如上所述的压缩机控制装置的冰箱的一例， 本发明的技术适用于可采用其的所有冰箱中，而并非由图20所示的冰箱 来限定本发明的权利要求范围。
图20是示出采用了本发明的实施例的线性压缩机的冰箱的立体图。
参照图20，冰箱700在其内部设置有用于控制冰箱的整体运转的主 基板710，并连接有往复式压缩机C。所述压缩机控制装置及三相电机的 驱动装置可设置于主基板710上。冰箱700通过往复式压缩机的驱动来 进行动作。向冰箱的内部供给的冷气通过制冷剂的热交换作用来生成， 通过反复地执行压缩-冷凝-膨胀-蒸发的循环(Cycle)来持续地供给到冰 箱的内部。被供给的制冷剂通过对流均匀地传递到冰箱内部，从而能够 以所需的温度储藏冰箱内部的食物。
如上所述，根据本发明的一实施例的线性压缩机的控制装置及控制 方法，基本上较小地设定活塞的初始位置(或者初始值)，并在高负载 运转区域中，通过以电信号的方式变更(控制活塞的推入量)活塞的初 始值以增大最大制冷力，从而能够确保控制稳定性，并同时使效率最大 化。
并且，根据本发明的一实施例的线性压缩机的控制装置及控制方法， 通过采用虚拟电容器来容易地实现基于电流偏移量的非对称控制，并根 据运转频率来进行LC共振运转，以能够实现不稳定区域中的稳定的控 制，从而高效率地控制压缩机及减小制造成本。
并且，根据本发明的一实施例的线性压缩机的控制装置及控制方法， 通过在过负载状态下减少电机线圈的匝数的2-tap控制，能够解决过负载 状态下的压缩机电机电压不足的现象。
本发明的范围并不限定于本发明的实施例，本发明在本发明的技术 思想及权利要求书中记载的范围内可以多种形态进行修改、变更或改进。