專利名稱：直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置、媒體和信息組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直線壓縮機(jī)的驅(qū)動裝置，這種壓縮機(jī)利用直線電機(jī)在氣缸中使活塞往復(fù)而在氣缸與活塞形成的壓縮腔內(nèi)產(chǎn)生壓縮氣體。
背景技術(shù)：
眾所周知，直線壓縮機(jī)可利用機(jī)械彈性件的彈性或壓縮氣體產(chǎn)生壓縮氣體。
因此，將參照圖7描述將彈簧用作彈性件的常規(guī)直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作，圖7示出了常規(guī)直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)。
氣缸60夾持活塞61，讓活塞61能沿其軸向滑動。磁鐵62固定至活塞61。埋置在外軛63里的定子線圈64相對磁鐵62安置。
氣缸60與活塞61形成的壓縮腔65有一相連的吸氣管66一排氣管67，吸氣管66有一吸氣閥68，排氣管67有一排氣閥69。另外，活塞61受諧振彈簧70彈性支持。
當(dāng)經(jīng)過電機(jī)驅(qū)動器(未畫出)向直線電機(jī)71(包括外軛63、定子線路64與磁鐵62)連續(xù)提供動力時，活塞61沿其軸向往復(fù)而吸壓壓縮腔65中的致冷劑。
為實(shí)現(xiàn)有效驅(qū)動，必須以諧振頻率驅(qū)動直線壓縮機(jī)。直線壓縮機(jī)的諧振頻率決定于(1)機(jī)械安裝的彈性件與壓縮氣體的彈性，如果該壓縮機(jī)包括這種彈性件的話，或者(2)只是壓縮氣體的彈性，如果壓縮機(jī)僅利用壓縮氣體的彈性。
然而，不論是哪一種情況，壓縮氣體的彈性都會隨負(fù)載變化而發(fā)生重大變化，因而無法獨(dú)特地確定直線壓縮機(jī)的諧振頻率。因此，歷來使用的一個方法是利用輸入電流與活塞速度同相是建立諧振總的現(xiàn)象來計算變化的諧振頻率(日本專利開平第10-26083號)。
接著參照圖8簡單說明該方法的一個例子，圖8是一流程圖，有助于說明帶位置傳感器的常規(guī)直線壓縮機(jī)工作時伴隨出現(xiàn)的諧振。
在諧振頻率檢測控制開始時，在步驟S20，由驅(qū)動頻率f產(chǎn)生輸入到直線壓縮機(jī)的正弦波電流指令值Iref。在步驟S21，用來自裝在直線壓縮機(jī)里的位置傳感器有關(guān)活塞的定位信息，確定活塞的當(dāng)前速度Vnow。
在步驟S22，確定所確定的值Iref與速度Vnow的相位差。如果值Iref的相位快于速度Vnow的相位，過程進(jìn)到步驟S23。若相位一樣，過程就進(jìn)到步驟S24。若值Iref的相位較慢，則過程進(jìn)到步驟S25。
在步驟S22，由于電流驅(qū)動頻率低于諧振頻率，所以要提高驅(qū)動頻率f，過程回到步驟S20。在步驟S23，由于電流驅(qū)動頻率與諧振頻率相同，過程回到步驟S20，但是無須改變驅(qū)動頻率f。在步驟S24，由于電流驅(qū)動頻率高于諧振頻率，則要降低驅(qū)動頻率f，于是過程回到步驟S20。
在這種方法中，一直用從位置傳感器得到的有關(guān)活塞的定位信息來控制驅(qū)動頻率，使之與諧振頻率一樣。
然而，采用這種方法，要求如上述那樣測量活塞在氣缸中的位移，因而要求將位移測量裝置與直線壓縮機(jī)做成一體。結(jié)果，單是直線壓縮機(jī)的容積不僅增大了對應(yīng)于該位移測量裝置容積的量，而且位移測量裝置本身必須封裝在直線壓縮機(jī)的外殼里，由此產(chǎn)生這樣一個問題，即在溫度、壓力等苛刻的工作條件下，必須確保位移測量裝置的工作可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置、媒體與信息組件，所述驅(qū)動裝置可有效地驅(qū)動直線壓縮機(jī)而不利用活塞的位移。
本發(fā)明的第一發(fā)明是一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于所述頻率確定裝置具有包括頻率控制周期與頻率變化的兩個變量，將以在上一次之前的所述頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率與以在上一次頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率進(jìn)行比較，以便確定當(dāng)前頻率(1)若所述輸出功率已增大，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)同一方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，及(2)若所述輸出功率已減小，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)相反的方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，所述頻率確定裝置沿所述同一方向改變所述頻率預(yù)定次數(shù)或更多次數(shù)，而且如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量或更多，就保持在所述上一次頻率控制周期內(nèi)確定的頻率。
本發(fā)明的第二發(fā)明是根據(jù)第一方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
本發(fā)明的第三發(fā)明是根據(jù)第一方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
本發(fā)明的第四發(fā)明是根據(jù)第三方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
本發(fā)明的第五發(fā)明是一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；
頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于所述頻率確定裝置具有包括頻率控制周期與頻率變化的兩個變量，將以在上一次之前的所述頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率與以在上一次頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率進(jìn)行比較，以便確定當(dāng)前頻率(1)若所述輸出功率已增大，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)同一方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，及(2)若所述輸出功率已減小，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)相反的方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，所述頻率確定裝置根據(jù)所述輸出功率的變化而改變所述頻率變化量。
本發(fā)明的第六發(fā)明是根據(jù)第五方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
本發(fā)明的第七發(fā)明是根據(jù)第五方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
本發(fā)明的第八發(fā)明是根據(jù)第七方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
本發(fā)明的第九發(fā)明是一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于如果所述確定的電流幅值已改變，所述頻率確定裝置保持所述確定的頻率。
本發(fā)明的第十發(fā)明是根據(jù)第九方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
本發(fā)明的第十一發(fā)明是根據(jù)第九方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
本發(fā)明的第十二發(fā)明是根據(jù)第十一方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
本發(fā)明的第十三發(fā)明是一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以使所述計算的輸出功率等于要輸入所述直線壓縮機(jī)的設(shè)定功率，而該功率根據(jù)所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度而設(shè)置。
本發(fā)明的第十四發(fā)明是根據(jù)第十三方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
本發(fā)明的第十五發(fā)明是根據(jù)第十三方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
本發(fā)明的第十六發(fā)明是根據(jù)第十五方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
本發(fā)明的第十七發(fā)明是一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于當(dāng)起動所述直線壓縮機(jī)后，所述電流幅值確定裝置逐漸增大所述電流幅值。
本發(fā)明的第十八發(fā)明是根據(jù)第十七方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
本發(fā)明的第十九發(fā)明是根據(jù)第十七方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
本發(fā)明的第二十發(fā)明是根據(jù)第十九方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
本發(fā)明的第二十一發(fā)明是一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；
電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于當(dāng)停止所述直線壓縮機(jī)時，所述電流幅值確定裝置逐漸減小所述電流幅值。
本發(fā)明的第二十二發(fā)明是根據(jù)第二十一方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
本發(fā)明的第二十三發(fā)明是根據(jù)第二十一方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
本發(fā)明的第二十四發(fā)明是根據(jù)第二十三方面所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
本發(fā)明的第二十五發(fā)明是一種直流壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體，它包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；輸入電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸入電流；電流幅值確定裝置，用于確定所述逆變器的輸出電流的電流幅值；輸入功率計算裝置，用于根據(jù)(1)所述檢測的輸入電流和(2)對所述逆變器預(yù)定的或檢測的輸入電壓，計算所述逆變器的輸入功率；頻率確定裝置，用于確定所述逆變器的輸出電流的頻率，使所述輸入功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值和頻率，控制所述逆變器。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的框圖；圖2是一流程圖，表示本發(fā)明實(shí)施例1的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置執(zhí)行的控制操作；圖3是一流程圖，表示本發(fā)明實(shí)施例1的驅(qū)動頻率確定裝置4執(zhí)行的控制操作；圖4是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例1的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的致冷循環(huán)設(shè)備的框圖；圖5是一曲線圖，表示包括輸入功率、活塞速度與電流的相位差及效率的三個物理量的測量結(jié)果，所述效率是在保持電流幅值的同時改變驅(qū)動頻率而得到的；圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的框圖；圖7表示常規(guī)直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)；及圖8是一流程圖，幫助說明帶位置傳感器的常規(guī)直線壓縮機(jī)執(zhí)行的諧振跟蹤操作；圖9是本發(fā)明直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的框圖。
符號說明1-直線壓縮機(jī)，2-電流幅值確定裝置，3-輸入電流波形命令裝置，4-驅(qū)動頻率確定裝置，5-直流電源，6-逆變器，7-電流傳感器，7′-電流傳感器，8-電流檢測裝置，8′-輸入電流檢測裝置，8″-輸出電流檢測裝置，9-逆變器控制器，10-電壓檢測裝置，10′-電壓檢測裝置，11-輸出功率計算裝置，11′-輸入功率計算裝置，12-直流電壓檢測裝置，13-輸出電壓計算裝置，60-氣缸，61-活塞，62-磁鐵，63-外軛，64-定子，65-壓縮腔，66-吸氣管，67-排氣管，68-吸氣閥，69-排氣閥，70-諧振彈簧，71-直線電機(jī)。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖描述本發(fā)明諸實(shí)施例。本發(fā)明的特征在于，通過將恒定的電流幅值輸入直線電機(jī)并調(diào)節(jié)輸入電流的頻率，使得對直線電機(jī)的輸入最大，能有效地驅(qū)動直線壓縮機(jī)。這在實(shí)施例1的后半部分在邏輯上予以說明。
實(shí)施例1首先，參照圖1(該裝置的框圖)描述實(shí)施例1的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。
直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置包括直流電源5、電流檢測裝置8、電壓檢測裝置10、輸出功率計算裝置11、逆變器控制器9、逆變器6、電流幅值確定裝置2、驅(qū)動頻率確定裝置4和輸入電流波形命令裝置3。包括逆變器控制器9和輸入電流波形命令裝置3的裝置，對應(yīng)于本發(fā)明的逆變器控制器。
接下來詳細(xì)說明本發(fā)明直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)。
直流電源5向逆變器6供給直流電壓，該直流電源通常包括交流電源、對來自交流電源的交變電流整流的二極管橋路和平滑電容器。
電流檢測裝置8通過電流傳感器7檢測供給直線電機(jī)(未畫出)的電流，而直線電機(jī)驅(qū)動直線壓縮機(jī)1。
電壓檢測裝置10通過逆變器6檢測供給驅(qū)動直線壓縮機(jī)1的直線電機(jī)的電壓。然而，逆變器6的輸出具有不易直接測量的PWM(脈寬調(diào)制)波形。因此，采用包含變壓器或電容器與電阻器的低通濾波器對PWM波形整形和測量。
輸出功率計算裝置11利用逆變器6輸出的由電流檢測裝置8檢測的電流與由電壓檢測裝置10檢測的電壓計算閱讀器輸出功率(下面簡稱為輸出功率)P。具體而言，逆變器輸出功率P是這樣計算的將測得的瞬時電壓乘上測得的瞬時電流以計算瞬時功率，并把驅(qū)動頻率一個周期的乘積或?qū)?yīng)于該頻率整數(shù)倍的周期的乘積相累加。輸出功率P可通過對低通濾波器施加瞬時功率而算出。例如，可作下述計算將最后算得的瞬時功率乘以預(yù)定的權(quán)重(0.9999)，將當(dāng)前算得的瞬時功率乘以某一權(quán)重(上例為0.0001)，將該權(quán)重加到上述權(quán)重就成了1，再把乘積加在一起。
逆變器控制器9以某種方式控制逆變器6的輸出PWM寬度，減小指令電流波形與檢測的電流之間的偏差。一種專用控制方法包括對這一偏差應(yīng)用有適當(dāng)增益的P(比例)控制或PI(比例積分)控制，以確定逆變器6的輸出PWM寬度。
逆變器6用逆變器控制器裝置9確定的PWM寬度驅(qū)動。逆變器6可以是單相全橋逆變器，也可以是單相半橋逆變器。
電流幅值確定裝置2根據(jù)直流壓縮機(jī)1或者與直線壓縮機(jī)1做成一體的某系統(tǒng)的狀態(tài)，確定準(zhǔn)備輸入直線電機(jī)以驅(qū)動直流壓縮機(jī)1的電流的幅值I。
當(dāng)輸入給直流電機(jī)的電流的幅值恒定時，驅(qū)動頻率確定裝置4調(diào)節(jié)和確定某一頻率，使輸出功率計算裝置11測得的對直線電機(jī)的輸入功率為最大。
輸入電流波形命令裝置3產(chǎn)生的電流波形，具有確定的幅值I和頻率ω，令逆變器控制器9輸出類似的波形。
接著參照圖2描述本實(shí)施例的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的工作，圖2是該裝置控制操作的流程圖。
當(dāng)直線壓縮機(jī)1被驅(qū)動后變得穩(wěn)定，并且規(guī)定了本發(fā)明的控制方法的啟動時，在步驟S1，電流幅值確定裝置2根據(jù)直流壓縮機(jī)1或者將直流壓縮機(jī)1與其做成一體的系統(tǒng)的狀態(tài)，確定輸入給驅(qū)動直線壓縮機(jī)1的直流電機(jī)(未畫出)的電流幅值I。
在步驟S2，輸入電流波形命令裝置3根據(jù)電流幅值確定裝置2確定的幅值I和驅(qū)動頻率確定裝置4確定的頻率ω，產(chǎn)生指令電流波形I×sinωt。
在步驟S3，逆變器控制器9和逆變器6根據(jù)該指令電流波形I×sinωt和電流檢測裝置8檢測的電流，向直線壓縮機(jī)1提供電流。
在步驟S4，輸出功率計算裝置11測量準(zhǔn)備提供給直線壓縮機(jī)1的功率P。
在步驟S5，在供給直線壓縮機(jī)1的電流幅值I不變的條件下，驅(qū)動頻率確定裝置4調(diào)節(jié)輸入電流的頻率ω，使提供的功率P最大。
重復(fù)步驟S2～S5，直至供給的功率P最大。一旦供給的功率P為最大，過程回到步驟S1。
接著參照圖3詳細(xì)描述驅(qū)動頻率確定裝置4的工作情況，圖3是表明對驅(qū)動頻率確定裝置4控制操作的流程圖。
在以下描述中，使用了兩個變量(即驅(qū)動頻率變化周期與驅(qū)動頻率變化)和一個標(biāo)志(即驅(qū)動頻率變向標(biāo)志)。驅(qū)動頻率變化周期是驅(qū)動頻率確定裝置4正在工作的時間內(nèi)的一個控制周期，而驅(qū)動頻率變化是在驅(qū)動頻率確定裝置4作一次操作時驅(qū)動頻率變化的量。另外，驅(qū)動頻率變向標(biāo)志以驅(qū)動頻率確定裝置4確定的驅(qū)動頻率發(fā)生變化的方向?yàn)榛A(chǔ)。標(biāo)志為1表示頻率增高，標(biāo)志為-1表示頻率減低。
在調(diào)用驅(qū)動頻率確定裝置4時，在步驟S10，對上一次調(diào)用驅(qū)動頻率確定裝置4時輸入直線壓縮機(jī)1的功率與當(dāng)前功率作一比較。具體而言，從上一次功率里減去當(dāng)前功率而計算二者之差。
若功率差為負(fù)，表明上一次確定的驅(qū)動頻率已經(jīng)沿偏離直線壓縮機(jī)1的最大功率驅(qū)動頻率的方向發(fā)生了變化。在步驟S11，驅(qū)動頻率變向標(biāo)志反向。另一方面，若功率差為正或零，則表明上一次確定的驅(qū)動頻率已經(jīng)沿跟隨直線壓縮機(jī)1的最大功率驅(qū)動頻率的方向發(fā)生了變化。在步驟S12，驅(qū)動頻率變向標(biāo)志保持原狀。
如果驅(qū)動頻率變向標(biāo)志為正，可在步驟S13通過使驅(qū)動頻率增高對應(yīng)于驅(qū)動頻率變化的量確定該驅(qū)動頻率。相反地，若驅(qū)動頻率變向標(biāo)志為負(fù)，則在步驟S14將其減低驅(qū)動頻率變化量而確定該驅(qū)動頻率。
在步驟S15，過程在驅(qū)動頻率變化周期內(nèi)等待，然后回到步驟S10。
以這種方法，在每個驅(qū)動頻率變化周期中，驅(qū)動頻率確定裝置4將該驅(qū)動頻率改變相應(yīng)于其變化的量，使輸入直線壓縮機(jī)1的功率最大。
在這方面，當(dāng)直線壓縮機(jī)的負(fù)載不穩(wěn)定時，即使驅(qū)動頻率不變，輸入功率也會變化，因此驅(qū)動頻率確定裝置4可以沿偏差直線壓縮機(jī)1的最大功率驅(qū)動頻率的方向確定驅(qū)動頻率。這可以作一次設(shè)定，如果驅(qū)動頻率確定裝置4沿同一方向改變驅(qū)動頻率至少兩次，由此將功率改變某預(yù)定值或更大些，保持上次確定的驅(qū)動頻率，從而防止驅(qū)動頻率變化，直到負(fù)載穩(wěn)定。這樣就阻止了驅(qū)動頻率確定裝置4沿偏離最大功率驅(qū)動頻率的方向確定驅(qū)動頻率(即便負(fù)載不穩(wěn)定)，形成穩(wěn)定的操作。當(dāng)然，上述確定的值可以是一特定的值，或者是一個基于在某一預(yù)定時刻測得的功率的值(例如，在準(zhǔn)備確定驅(qū)動頻率時，對應(yīng)于被測功率10％的值)。
另外，當(dāng)功率變化很大時，就斷定驅(qū)動頻率嚴(yán)重偏離了最大功率驅(qū)動頻率，因而可以縮短驅(qū)動頻率變化周期。當(dāng)功率變化很小時，則斷定驅(qū)動頻率接近最大功率驅(qū)動頻率，可延長驅(qū)動頻率變化周期。這樣可以高速而穩(wěn)定地跟隨最大功率驅(qū)動頻率。
還有，利用上述方法，驅(qū)動頻率確定裝置4經(jīng)常改變驅(qū)動頻率而使功率最大，因而在每一驅(qū)動頻率變化周期中，驅(qū)動頻率圍繞對應(yīng)于最大功率的驅(qū)動頻率而改變對應(yīng)于驅(qū)動頻率變化的量。這樣，用偏離對應(yīng)于最大功率的驅(qū)動頻率的某一驅(qū)動頻率來驅(qū)動可能不可忽視。接著，當(dāng)功率變化很大時，由于已斷定驅(qū)動頻率嚴(yán)重偏離了最大功率驅(qū)動頻率，所以可以增大驅(qū)動頻率的變化。當(dāng)功率變化很小時，由于已斷定驅(qū)動頻率接近于最大功率驅(qū)動頻率，所以可以減小驅(qū)動頻率的變化。這樣可高速而穩(wěn)定的跟隨最大功率驅(qū)動頻率。
另外，為了有效地控制直線壓縮機(jī)1，必須改變電流幅值。然而，由于在不同于電流幅值不變的條件下不能保證驅(qū)動頻率確定裝置4的工作，所以在電流幅值變化時，驅(qū)動頻率確定裝置4可以確定嚴(yán)重偏離直線壓縮機(jī)1最大功率驅(qū)動頻率的某一驅(qū)動頻率。這樣，雖然電流幅值在變化，但是可以改變電流幅值的同時停止驅(qū)動頻率確定裝置4工作，以執(zhí)行穩(wěn)定的操作。
再者，由于驅(qū)動頻率確定裝置4確定的驅(qū)動頻率偏離直線壓縮機(jī)1的最大功率驅(qū)動頻率，所以可將電流幅值改變比要求的量更大的量。這樣，若功率變化等于或大于某固定值，由于已斷定驅(qū)動頻率偏離直線壓縮機(jī)1的最大功率驅(qū)動頻率，所以驅(qū)動頻率確定裝置4可以防止電流幅值變化。這樣可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作而無須不必要的增大電流。
還有，如圖4所示，該圖是應(yīng)用本實(shí)施例直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的致冷循環(huán)設(shè)備的框圖，如果直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置用作致冷循環(huán)設(shè)備43(包括冷凝器40、膨脹裝置41和蒸發(fā)器42)的一部分，則電流幅值確定裝置2根據(jù)致冷循環(huán)設(shè)備43至少一個部分的環(huán)境溫度和對應(yīng)于該環(huán)境溫度的設(shè)定溫度，確定要輸入直線壓縮機(jī)1的電流幅值。具體而言，通過(1)運(yùn)用比例積分控制減小環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差或(2)參照事先編制的有關(guān)這類溫差的列表值，確定電流幅值。此時，直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置也能控制直線壓縮機(jī)1而獲得用戶所需的溫度?；蛘撸ㄟ^確定電流幅值而獲得準(zhǔn)備輸入直線壓縮機(jī)1的功率，其值根據(jù)環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差算出。
另外，在驅(qū)動直線壓縮機(jī)1時，其中所含的氣體還未穩(wěn)定，因而迅速增大電流幅值可能使活塞頂部與氣缸頭部相互碰撞。所以，電流幅值確定裝置2在驅(qū)動時逐漸增大電流幅值。相反地，當(dāng)直線壓縮機(jī)1停止工作時，由于吸氣壓與排氣壓有一壓差，迅速減小電流幅值會造成活塞頂部與氣缸頭部相互碰撞，或者用于諧振的彈簧出現(xiàn)彈性變形。因此在停止時，電流幅值確定裝置2逐漸減小電流幅值。
另外，不必像上述實(shí)施例那樣根據(jù)逆變器輸出功率的計算而控制逆變器，代之以根據(jù)計算逆變器的輸入功率而控制逆變器，因?yàn)槟孀兤鞯妮斎牍β室鸭俣ǖ扔谄漭敵龉β省?br> 此時，如圖9所示的本發(fā)明的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體，它包括逆變器6，用于輸出要供給直線電機(jī)的交變電流；輸入電流檢測裝置8′，用于檢測輸入逆變器6的電流；輸出電流檢測裝置8″，用于檢測逆變器6輸出的電流；電流幅值確定裝置2，用于確定逆變器6輸出電流的幅值；
輸入功率計算裝置11′，用于根據(jù)(1)檢測的輸入電流與(2)電壓檢測裝置10′檢測的輸入逆變器6的電壓，計算逆變器6的輸入功率；驅(qū)動頻率確定裝置4，用于確定逆變器6輸出電流的頻率，使輸入功率最大；及逆變器器控制器9，用于根據(jù)確定的電流幅值與頻率，利用輸出電流檢測裝置8″的檢測結(jié)果控制逆變器。
這里，對本發(fā)明的逆變器的輸入電壓，在上例中由電壓檢測裝置檢測，但這不是個限制，例如可用某預(yù)定值作為輸入電壓。
具體而言，當(dāng)把功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器(下指PFC轉(zhuǎn)換器)用作直流電源時，像輸入PFC轉(zhuǎn)換器的功率那樣，可以根據(jù)(1)已測量的輸入PFC轉(zhuǎn)換器的電流幅值與(2)輸入PFC轉(zhuǎn)換器的電壓的預(yù)定幅值，來算出逆變器的輸入電流。
另外，不必要上述那樣用輸出電流檢測裝置檢測逆變器的輸出電流。例如，當(dāng)用開環(huán)控制(不用反饋控制)對本發(fā)明的逆變器作控制時，就不需要輸出電流檢測裝置。
接著如上所述，將參照作為理論根據(jù)的公式(1)～(3)，說明本發(fā)明直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的諸特點(diǎn)。
在驅(qū)動直線壓縮機(jī)的直線電機(jī)中，輸入與輸出能量間的關(guān)系可以表述如下[公式1]Pi＝P0+1/2×R×I2式中P0指直線電機(jī)的平均輸出能量，Pi是其平均輸入能量，R指其中存在的等效電阻，而I是對其輸入的正弦幅值。直線電機(jī)的平均輸入能量Pi對應(yīng)于上述逆變器6的輸出功率。
由公式(1)可知，直線電機(jī)的損耗就是直線電機(jī)中等效電阻引起的焦耳熱。若等效電阻不變，只要用電流幅值就可確定損耗，與其頻率無關(guān)。
再者，直線壓縮機(jī)輸出Pc(下指直線電機(jī)輸出)與直線電機(jī)的平均輸出能量P0之比(下指壓縮機(jī)機(jī)械效率)符合下述公式[公式2]Pc＝ηm×P0式中Pc指直線壓縮機(jī)輸出，ηm指壓縮機(jī)機(jī)械效率。
直線壓縮機(jī)輸出Pc與直線電機(jī)的平均輸入能量Pi之比(下面也稱總效率)可表示為[公式3]η＝Pc/Pi＝(ηm×P0)/(P0+1/2×R×I2)＝ηm/(1+(1/2×R×I2)/P0)式中η指總效率。
在接近直線壓縮機(jī)某種操作狀態(tài)時，可以假定壓縮機(jī)機(jī)械效率ηm是恒定的。相應(yīng)地，公式(3)表明，在保持輸入直線電機(jī)的正弦電流幅值不變的同時驅(qū)動直線壓縮機(jī)時，可將直線電機(jī)的平均輸出能量P0控制成最大，以便使總效率η最大。而且，由于在保持輸入直線電機(jī)的正弦電流幅值I不變的同時驅(qū)動直線壓縮機(jī)，所以公式(1)表明，使直線電機(jī)的平均輸出能量P0最大，意味著也使直線電機(jī)的平均輸入能量Pi最大。
上述說明從理論上證明，在調(diào)節(jié)輸入電流頻率而使直線電機(jī)的平均輸入能量(即功率輸出)最大的同時，通過保持準(zhǔn)備輸入直線電機(jī)的正弦電流幅值I不變，可以有效地驅(qū)動直流壓縮機(jī)。
接著，圖5所示的本實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步描述了本發(fā)明結(jié)構(gòu)應(yīng)用這些結(jié)果的有效性。圖5示出了包括輸入功率、活塞速度與電流的相位差與效率三個物理量的測量結(jié)果，這些結(jié)果是是保護(hù)輸入本實(shí)施例的直線壓縮機(jī)的電流幅值不變的同時，通過改變驅(qū)動頻率而得到的。這里，效率是相對于某參照值的值。
圖5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過在保持輸入直線壓縮機(jī)的電流幅值不變的同時，確定驅(qū)動頻率(圖中標(biāo)為fo)而使輸入本實(shí)施例的直線壓縮機(jī)的功率最大，能以最大效率驅(qū)動直線壓縮機(jī)。該圖還表明，當(dāng)以最大效率驅(qū)動直線壓縮機(jī)時，活塞速度與電流同相位，表示直線壓縮機(jī)處于諧振。
實(shí)施例2接下來參照圖6描述實(shí)施例2的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)與操作，圖6是該裝置框圖。
本例直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，但電壓檢測裝置包括直流電壓檢測裝置12和輸出電壓計算裝置13。
上述實(shí)施例1直接檢測逆變器的輸出電壓。然而，逆變器控制器的接地與直流輸入電壓的接地同電位。相應(yīng)地，檢測逆變器的輸出電壓要求變壓器或光耦器作隔離的電路部件。根據(jù)實(shí)施例2，為了減少控制電路所需的部件數(shù)量及其尺寸，逆變器的輸出電壓是間接計算的，以消除這些部件。
直流電壓檢測裝置12檢測直流電源5供給逆變器6的直流電壓。具體而言，它運(yùn)用電阻電位分度檢測該直流電壓。
輸出電壓計算裝置13根據(jù)輸入逆變器6的直流電壓和從逆變器控制器9發(fā)送給逆變器6的PWM寬度，計算逆變器6的輸出電壓，計算時無須使用上述實(shí)施例1那樣的任何變壓器或低通濾波器。
這里，逆變器6的輸出電壓有兩個值，包括零和輸入電壓值Vdc，其中輸出電壓Vdc時的周期對應(yīng)于逆變器控制器9確定的PWM寬度。這樣可以表達(dá)0與Vdc之間的某一電壓值，以便根據(jù)輸入電壓Vdc與PWM寬度之比計算要輸出的電壓。
然而，必須考慮到逆變器控制器9同逆變器6實(shí)際通信的PWM與逆變器6的實(shí)際輸出之間的差異。這一現(xiàn)象的成因可能是驅(qū)動逆變器6的驅(qū)動電路有延遲，為避免逆變器6短路而設(shè)置的停滯時間，或者是組成逆變器6的某一功率半導(dǎo)體器件的延遲。
除了上述操作外，本實(shí)施例的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置基本上以實(shí)施例1同樣的方式工作。
由上述可知，本發(fā)明包括直流壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，它根據(jù)輸入直線電機(jī)的電壓計算諧振頻率，而該直線電機(jī)用于取代例如直線壓縮機(jī)中的氣缸位移來驅(qū)動直線壓縮機(jī)，因而能有效地驅(qū)動直線壓縮機(jī)。
或者，本發(fā)明對直線壓縮機(jī)提供一種驅(qū)動裝置，例如它包括活塞與圍住活塞的氣缸，活塞由直線電機(jī)并采用機(jī)械彈性件或在氣缸與活塞形成的壓縮腔內(nèi)產(chǎn)生的壓縮氣體的彈性驅(qū)動，其中驅(qū)動裝置包括電源、逆變器、電流幅值確定裝置、輸入電流波形命令裝置、電流檢測裝置、電壓檢測裝置、輸出電壓計算裝置、逆變器控制器和驅(qū)動頻率確定裝置。直流電源向逆變器提供直流電壓。逆變器以逆變器控制器確定的PWM驅(qū)動。電流幅值確定裝置根據(jù)直線壓縮機(jī)要求的的外加力，對驅(qū)動直線壓縮機(jī)的逆變器輸出的正弦電流確定幅值。輸入電流波形命令裝置根據(jù)電流幅值確定裝置確定的幅值和驅(qū)動頻率確定裝置確定的頻率，通過逆變器控制器對直線電機(jī)輸入的電流。電流檢測裝置檢測逆變器準(zhǔn)備向驅(qū)動直流壓縮機(jī)的直線電機(jī)提供的電流。電壓檢測裝置檢測準(zhǔn)備從逆變器供給驅(qū)動直線壓縮機(jī)的直線電機(jī)的電壓。輸出功率計算裝置根據(jù)逆變器輸出的電流與電壓，計算逆變器輸出的功率。逆變器控制器控制逆變器輸出的PWM寬度，以減小指令電流波形與檢測的電流的偏差。驅(qū)動頻率確定裝置在保持逆變器輸出電流幅值的同時，調(diào)節(jié)和確定驅(qū)動頻率，使輸出功率計算裝置檢測的功率為最大。這些方面都是本發(fā)明直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的特征。
根據(jù)本發(fā)明，例如電壓檢測裝置包括直流電壓檢測裝置和輸出電壓計算裝置，直流電壓檢測裝置檢測直流電源供給逆變器的直流電壓。輸出電壓計算裝置根據(jù)輸入逆變器的直流電壓和逆變器控制器發(fā)送給逆變器的PWM寬度，計算逆變器輸出的電壓。這些都是本發(fā)明的特征。
本發(fā)明的特征還在于，例如驅(qū)動頻率確定裝置的變量包括驅(qū)動頻率控制周期和驅(qū)動頻率變化，對以上一次之前驅(qū)動頻率控制周期內(nèi)確定的驅(qū)動頻率進(jìn)行操作而得到的功率，與以上一次驅(qū)動頻率控制周期內(nèi)確定的驅(qū)動頻率進(jìn)行操作而得到的功率作一比較，以便沿上一次驅(qū)動頻率控制周期內(nèi)同一方向改變驅(qū)動頻率(若功率已增大)，其改變量對應(yīng)于驅(qū)動頻率的變化，或者沿上一次驅(qū)動頻率控制周期內(nèi)相反方向改變驅(qū)動頻率(若功率已減小)，改變量對應(yīng)于驅(qū)動頻率的變化，由此確定當(dāng)前頻率。
本發(fā)明的特征還在于，例如驅(qū)動頻率確定裝置確定同一驅(qū)動頻率至少兩次或更多次，如果功率已改變某一預(yù)定量或更多，就保持在上一次驅(qū)動頻率控制周期內(nèi)確定的驅(qū)動頻率。
本發(fā)明的特征還在于，例如頻率確定裝置根據(jù)功率變化而改變驅(qū)動頻率控制周期。
本發(fā)明的特征還在于，例如頻率確定裝置根據(jù)功率變化而改變驅(qū)動頻率變化量。
本發(fā)明的特征還在于，例如當(dāng)電流幅值確定裝置改變電流幅值時，驅(qū)動頻率確定裝置就停止電流幅值確定裝置工作，且保持驅(qū)動頻率。
本發(fā)明的特征還在于，例如如果驅(qū)動頻率確定裝置得到的功率變化是個定量或更大，電流幅值確定裝置便停止工作，保持該電流幅值。
本發(fā)明的特征還在于，例如若將直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備(包括至少一個冷凝器。膨脹裝置和蒸發(fā)器)的一部分，電流幅值確定裝置就根據(jù)致冷循環(huán)設(shè)備至少在其一個位置的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度，確定輸入直線壓縮機(jī)的電流的幅值。
本發(fā)明的特征還在于，例如電流幅值確定裝置確定輸入直流壓縮機(jī)的電流的幅值，以減小環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
本發(fā)明的特征還在于，例如電流幅值確定裝置根據(jù)環(huán)境與設(shè)定溫度，確定輸入直流壓縮機(jī)的設(shè)定功率，并以某種方式確定輸入直流壓縮機(jī)的電流的幅值，使輸出功率計算裝置得到的輸出功率等于該設(shè)定功率。
本發(fā)明的特征還在于，例如當(dāng)直線壓縮機(jī)驅(qū)動后，電流幅值確定裝置逐漸增大輸入直線壓縮機(jī)的電流的幅值。
本發(fā)明的特征還在于，例如當(dāng)直線壓縮機(jī)停止工作時，電流幅值確定裝置逐漸減小輸入直線壓縮機(jī)的電流的幅值。
另外，本發(fā)明提供一種承接程序和/或數(shù)據(jù)的媒體，讓計算機(jī)執(zhí)行本發(fā)明上述所有或部分裝置的所有或部分功能，其中在讀取時，計算機(jī)可以讀出程序和/或數(shù)據(jù)，與計算機(jī)一起執(zhí)行上述諸功能。
還有，本發(fā)明提供一種承載程序和/或數(shù)據(jù)的信息組件，讓計算機(jī)執(zhí)行本發(fā)明上述所有或部分裝置的所有或部分功能，其中在讀取時，計算機(jī)可以讀出程序和/或數(shù)據(jù)，與計算機(jī)一起執(zhí)行上述諸功能。
數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)格式與數(shù)據(jù)類型。媒體包括ROM等記錄媒體、因特網(wǎng)等傳輸媒體和光、電或聲波等傳輸媒體。例如，承載媒體包括其上錄有程序和/或數(shù)據(jù)的記錄媒體、發(fā)送程序和/或數(shù)據(jù)的傳輸媒體等。“可被計算機(jī)處理”表示，對于ROM等記錄媒體，程序和/或數(shù)據(jù)能為計算機(jī)讀取，而對于傳輸媒體，作為傳輸結(jié)果，傳輸?shù)某绦蚝?或數(shù)據(jù)能被計算機(jī)處理。信息組件例如包括程序一類的軟件和/或數(shù)據(jù)。
如上所述，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可用軟件或硬件實(shí)施。
以此方式，本發(fā)明在調(diào)節(jié)輸入電流的頻率的同時，保持供給直線壓縮機(jī)的電流的幅值不變，可使供給壓縮機(jī)的功率最大。因此，可以跟蹤因負(fù)載變化造成的諧振頻率變化，以提高直線壓縮機(jī)的效率。另外，由于該控制方法不用位置傳感器檢測活塞的位置，所以可減小直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置的尺寸，進(jìn)而降低成本。再者，本發(fā)明的控制器既保持了要求的功能，又可穩(wěn)定而迅速地跟蹤諧振頻率。
可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置能有效地驅(qū)動直線壓縮機(jī)而不利用活塞位移。
權(quán)利要求
1.一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于所述頻率確定裝置具有包括頻率控制周期與頻率變化的兩個變量，將以在上一次之前的所述頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率與以在上一次頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率進(jìn)行比較，以便確定當(dāng)前頻率(1)若所述輸出功率已增大，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)同一方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，及(2)若所述輸出功率已減小，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)相反的方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，所述頻率確定裝置沿所述同一方向改變所述頻率預(yù)定次數(shù)或更多次數(shù)，而且如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量或更多，就保持在所述上一次頻率控制周期內(nèi)確定的頻率。
2.如權(quán)利要求1所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
3.如權(quán)利要求1所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
4.如權(quán)利要求3所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
5.一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于所述頻率確定裝置具有包括頻率控制周期與頻率變化的兩個變量，將以在上一次之前的所述頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率與以在上一次頻率控制周期內(nèi)確定的頻率工作而得到的所述輸出功率進(jìn)行比較，以便確定當(dāng)前頻率(1)若所述輸出功率已增大，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)同一方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，及(2)若所述輸出功率已減小，則沿所述上一次頻率控制周期內(nèi)相反的方向改變所述頻率，其量對應(yīng)于所述頻率變化量，所述頻率確定裝置根據(jù)所述輸出功率的變化而改變所述頻率變化量。
6.如權(quán)利要求5所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
7.如權(quán)利要求5所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
8.如權(quán)利要求7所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
9.一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于如果所述確定的電流幅值已改變，所述頻率確定裝置保持所述確定的頻率。
10.如權(quán)利要求9所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
11.如權(quán)利要求9所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
12.如權(quán)利要求11所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
13.一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以使所述計算的輸出功率等于要輸入所述直線壓縮機(jī)的設(shè)定功率，而該功率根據(jù)所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度而設(shè)置。
14.如權(quán)利要求13所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
15.如權(quán)利要求13所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
16.如權(quán)利要求15所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
17.一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于當(dāng)起動所述直線壓縮機(jī)后，所述電流幅值確定裝置逐漸增大所述電流幅值。
18.如權(quán)利要求17所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
19.如權(quán)利要求17所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
20.如權(quán)利要求19所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
21.一種利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電流；電壓檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸出電壓；電流幅值確定裝置，用于確定所述輸出電流的電流幅值；輸出功率計算裝置，用于根據(jù)所述檢測的輸出電流與輸出電壓，計算所述逆變器的輸出功率；頻率確定裝置，用于確定所述輸出電流的頻率，從而使所述輸出功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值與所述確定的頻率，控制所述逆變器；其特征在于當(dāng)停止所述直線壓縮機(jī)時，所述電流幅值確定裝置逐漸減小所述電流幅值。
22.如權(quán)利要求21所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，如果所述輸出功率已改變某預(yù)定量，所述電流幅值確定裝置保持所述確定的電流幅值。
23.如權(quán)利要求21所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，將所述直流壓縮機(jī)用作致冷循環(huán)設(shè)備的一部分，而且所述電流幅值確定裝置根據(jù)所述致冷循環(huán)設(shè)備的環(huán)境溫度和相應(yīng)的設(shè)定溫度來確定所述電流幅值。
24.如權(quán)利要求23所述的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電流幅值確定裝置確定所述電流幅值，以減小所述環(huán)境溫度與設(shè)定溫度之差。
25.一種直流壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，利用直線電機(jī)驅(qū)動氣缸中的活塞而產(chǎn)生壓縮氣體，它包括逆變器，用于輸出要供給所述直線電機(jī)的交變電流；輸入電流檢測裝置，用于檢測所述逆變器的輸入電流；電流幅值確定裝置，用于確定所述逆變器的輸出電流的電流幅值；輸入功率計算裝置，用于根據(jù)(1)所述檢測的輸入電流和(2)對所述逆變器預(yù)定的或檢測的輸入電壓，計算所述逆變器的輸入功率；頻率確定裝置，用于確定所述逆變器的輸出電流的頻率，使所述輸入功率最大；及逆變器控制器，用于根據(jù)所述確定的電流幅值和頻率，控制所述逆變器。
全文摘要
提供一種用直線電機(jī)驅(qū)動活塞而產(chǎn)生壓縮氣體的直線壓縮機(jī)驅(qū)動裝置，它具有輸出要供給直線電機(jī)的交變電流的逆變器；檢測逆變器輸出電流的電流檢測裝置；檢測逆變器輸出電壓的電壓檢測裝置；確定輸出電流幅值的電流幅值確定裝置；輸出功率計算機(jī)裝置；確定輸出電流的頻率使輸出功率最大的頻率確定裝置；及根據(jù)確定的電流幅值與頻率控制逆變器的逆變器控制器。
文檔編號F04B35/04GK1673536SQ20051007003
公開日2005年9月28日 申請日期2000年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月30日
發(fā)明者植田光男, 吉岡包晴, 中田秀樹, 長谷川寬 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社