CN1167361A - 线性压缩机操作装置 - Google Patents

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Abstract

一种线性压缩机操作装置，包括一个整流和滤波单元；一个电流逆变器；一个位置传感器；一个电流检测器；以及一个控制器。该装置获得了一个与其加载无关的、恒定的间隔，该间隔确定了线性压缩机的效率，并优化了驱动电流和压缩机活塞之间的相位角。

Description

线性压缩机操作装置
本发明涉及一种线性压缩机操作装置，特别涉及一种改进的、适于在高效模式下操作的输入缓冲器电路。
如图A所示，一个现有线性压缩机操作装置包括一个用于接通/断开交流电源AC的三端双方可控硅开关1；一个用于在可控硅开关1提供的电压Vm下操作的线性压缩机2；一个用于通过检测线性压缩机2的一个活塞(未示出)的位置而输出一个位置信号Sp的位置传感器3；以及一个用于接收从位置传感器3输出的位置信号并向三端双方可控硅开关1的选通(gate)端G输出一个控制信号Cs的控制器4。
下面描述如此构造的现有线性压缩机操作装置的操作过程。
首先，如图2A所示，在提供了交流电AC时，三端双方可控硅开关1分别在检测点X1、X2被接通，并且如图2B所示，电压Vm被输出到线性压缩机2，线性压缩机被驱动工作，通过线性压缩机2的电流I如图2C所示那样流动。
此时，位置传感器3检测线性压缩机2的一个活塞(未示出)的位置并输出一个位置信号Sp，如图2D所示。
控制器4接收从位置传感器3输出的位置信号并向三端双方可控硅开关1的选通(gate)端G输出控制信号Cs以控制该三端双方可控硅开关1。
如图2C所示，在电流零交叉点C和位置信号Sp的峰值点之间的间隔T作为一个确定线性压缩机2的效率的临界因子。
但是，该间隔T随线性压缩机2的负载而变化，并且线性压缩机2的效率趋于降低。
因此，本发明的一个目的是提供一种线性压缩机操作装置，用于使决定线性压缩机工作效率的操作间隔为一个恒定数值，而与其负载无关。
本发明的另一个目的是提供一种线性压缩机操作装置，它能够通过优化检测活塞位置的位置信号的相位角而在高效模式下操作。
为达到上述目的，依据本发明的线性压缩机操作装置包括一个用于将交流转换成直流的整流和滤波单元；一个用于将从整流和滤波单元输出的直流转化回一个所需频率的交流的电流逆变器，以按照从逆变器输出的交流操作线性压缩机；一个用于检测通过线性压缩机的电流并输出一个电流检测信号的电流检测器；以及一个用于接收从电流检测器输出的电流检测信号和从位置传感器输出的位置信号，并输出一个脉宽调制信号的控制器。
图1是现有的线性压缩机操作装置的简图；
图2A-2D是图1装置中与相应单元相关的波形的时序图；
图3是依据本发明的线性压缩机操作装置的简要方框图；以及
图4是图3装置中的一个控制器详细方框图。
如图3所示，依据本发明的线性压缩机操作装置包括：一个用于将交流AC转换成直流DC的整流和滤波单元10；一个用于将从整流和滤波单元10输出的直流DC转化回一个所需频率的交流AC的电流逆变器20；一个按照从电流逆变器20输出的交流操作的线性压缩机30；一个用于检测线性压缩机的一个活塞的位置并输出一个位置信号Sp的位置传感器40；一个用于检测通过线性压缩机30的电流并输出一个电流检测信号I的电流检测器50；以及一个用于接收从电流检测器50输出的电流检测信号I和从位置传感器40输出的位置信号Sp，并输出一个脉宽调制信号Ps以控制电流逆变器的控制器60。
参照图4，控制器60包括一个用于检测从位置传感器40输出的位置信号Sp的一个峰值的峰值检测器61；一个用于将位置信号Sp的该峰值放大到一个特定电平的放大器62；一个用于检测从位置传感器40输出的位置信号Sp和从电流检测器50输出的电流信号I之间的相位差的相位差检测器63；一个用于将从相位检测器63输出的相位差转换成一个频率f的转换器64；以及一个用于接收从放大器62输出的电压V和从转换器64输出的频率f并向逆变器20输出脉宽调制信号Ps的脉宽信号生成器65。
下面将参照附图详细说明依据本发明的线性压缩机操作装置的操作。
整流和滤波单元10将交流AC整流和滤波成一个直流电压并输出该结果DC电压到逆变器20。
从整流和滤波单元输出的直流DC电压通过逆变器20被转换成交流并被加到线性压缩机30上。
当从逆变器20输出的交流被加到线性压缩机30上并且它开始工作时，位置传感器40检测线性压缩机30的一个活塞(未示出)的位置并将检测到的位置信号Sp输出到控制器60。
此时，电流检测器50通过一个变流器(未示出)检测流过线性压缩机30的电流并向控制器60输出检测到的电流信号I。
接着，控制器60接收从位置传感器40输出的位置信号Sp和从电流检测器50输出的电流信号I并向逆变器20输出脉宽调制信号Ps。
因此，逆变器20根据从控制器60输出的脉宽调制信号Ps，将从整流和滤波单元10输出的直流DC转换成一个所需频率的交流AC，以操作线性压缩机30。
下面将参照图4进一步说明控制器60的操作。
首先，从位置传感器40输出的位置信号Sp被加到峰值检测器61上，从而检测出其峰值。
峰值检测器61检测出的峰值在放大器62中被放大到一个特定电平电压，并且这个放大的电压V被输出到脉冲调制信号生成器65。
在此，线性压缩机30的活塞(未示出)位置与电压V成正比以便于线性压缩机30的活塞(未示出)位置作为一个电压值，从而电压V被输出。
此时，相位差检测器63比较从位置传感器40输出的位置信号Sp的相位和从电流检测器50输出的电流I的相应相位，并将比较后的相位差输出到转换器64。
转换器64将从相位差检测器63输出的相位差转换成一个电压值。一个当前的电压值被补偿到被转换的电压值以产生一个新的电压值，它被转换成频率f的一个交流电压并被输出到脉宽调制信号生成器65。
因此，脉宽调制信号生成器65接收从放大器62输出的、正比于位置信号Sp的电压V和根据电流信号I与位置信号Sp间的相位差而被补偿的、从转换器64输出的频率信号f，然后将脉宽调制信号Ps输出到逆变器20。
如上所述，依据本发明的线性压缩机操作装置根据控制器60控制并保持了恒定的间隔T，如图2D所示，从而线性压缩机30能够在更加高效的模式下工作。
而且，流过线性压缩机30的电流和表示线性压缩机的活塞(未示出)位置的位置信号Sp之间的相角被控制以获得一个最优的相角，以便于线性压缩机30在更加高效的模式下工作。

Claims (2)

1.一种线性压缩机操作装置，包括：
一个用于将交流转换成直流的整流和滤波单元；
一个用于将从整流和滤波单元输出的直流转化回一个所需频率的交流的电流逆变器，以按照从逆变器输出的交流操作线性压缩机；
一个用于检测线性压缩机的一个活塞的位置并依据所述检测输出一个位置信号的位置传感器；
一个用于检测通过线性压缩机的电流并依据所述检测输出一个电流信号的电流检测器；以及
一个用于接收从电流检测器输出的电流信号和从位置传感器输出的位置信号，并输出一个脉宽调制信号以控制电流逆变器的控制器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于控制器包括：
一个用于检测从位置传感器输出的位置信号的一个峰值的峰值检测器；
一个用于将位置信号的被检测峰值放大到一个特定电平电压的放大器；
一个用于检测在从位置传感器输出的位置信号和从电流检测器输出的电流信号之间的相位差的相位差检测器；
一个用于将相位差检测器检测的相位差转换成一个频率信号的转换器；以及
一个用于接收从放大器输出的电压和从转换器输出的频率信号并向逆变器输出脉宽调制信号的脉宽信号生成器。
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