本發(fā)明涉及壓縮機(jī)，尤其涉及一種自動改變直線壓縮機(jī)氣缸容積的控制方法。

背景技術(shù)：

目前，制冷設(shè)備中使用的壓縮機(jī)有旋轉(zhuǎn)式和直線式兩種，現(xiàn)有技術(shù)中的直線壓縮機(jī)通常包括外殼、定子、線圈、動子、活塞、氣缸、后擋板和彈簧等部件組成；其中，動子上設(shè)置有磁體，磁體插在定子形成的磁場空間中，定子中置有線圈，活塞的一端連接在動子上，活塞的頭部可滑動的設(shè)置在氣缸的內(nèi)腔中，外殼上還設(shè)置有吸氣筒。中國專利號2009100769408公開了一種線性壓縮機(jī)變?nèi)萘空{(diào)節(jié)的定余隙裝置，采用執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)排氣塞的位置來改變氣缸的容積。但是，由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用直線電機(jī)、氣缸或油缸等器件，安裝在氣缸的前端，導(dǎo)致氣缸部分的結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且組裝難度較大；并且，長時間使用后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)受活塞沖擊容易損壞，導(dǎo)致可靠性較低。如何設(shè)計(jì)一種可靠性高的直線壓縮機(jī)是本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種自動改變直線壓縮機(jī)氣缸容積的控制方法，實(shí)現(xiàn)提高直線壓縮機(jī)的可靠性。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種自動改變直線壓縮機(jī)氣缸容積的控制方法，所述直線壓縮機(jī)包括外殼，以及設(shè)置在所述外殼中的定子、活塞、氣缸、動子、彈簧和后擋板，所述直線壓縮機(jī)還包括磁力組件，所述磁力組件包括第一磁力部件和第二磁力部件，所述第一磁力部件相對于所述外殼固定不動，所述第二磁力部件可跟隨所述動子移動，所述第一磁力部件和所述第二磁力部件之間產(chǎn)生的磁力用于調(diào)節(jié)所述動子處于力平衡狀態(tài)的位置；所述控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：逐漸增大或縮小直線壓縮機(jī)的活塞行程x，在活塞行程x增大或縮小的過程中，直線壓縮機(jī)的共振頻率f也隨之變化，當(dāng)共振頻率f的變化趨勢發(fā)生改變時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)，記錄上死點(diǎn)狀態(tài)時，活塞的初始行程x0；

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt<x0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力變小或產(chǎn)生的排斥力增大；當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt>x0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力增大或產(chǎn)生的排斥力變小。

進(jìn)一步的，所述步驟一具體為：當(dāng)直線壓縮機(jī)的共振頻率隨活塞行程的變化率df/dx＝0時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。

進(jìn)一步的，所述步驟一具體為：當(dāng)直線壓縮機(jī)的共振頻率對活塞行程二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點(diǎn)時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。

進(jìn)一步的，活塞行程x滿足如下公式：其中，x’為活塞的運(yùn)動速度，u(t)為直線壓縮機(jī)的供電電壓，i為直線壓縮機(jī)的供電電流，r為直線壓縮機(jī)的電阻，l為直線壓縮機(jī)的電感，c為直線壓縮機(jī)的電容，為電機(jī)常數(shù)。

本發(fā)明提供一種自動改變直線壓縮機(jī)氣缸容積的控制方法，所述直線壓縮機(jī)包括外殼，以及設(shè)置在所述外殼中的定子、活塞、氣缸、動子、彈簧和后擋板，所述直線壓縮機(jī)還包括磁力組件，所述磁力組件包括第一磁力部件和第二磁力部件，所述第一磁力部件相對于所述外殼固定不動，所述第二磁力部件可跟隨所述動子移動，所述第一磁力部件和所述第二磁力部件之間產(chǎn)生的磁力用于調(diào)節(jié)所述動子處于力平衡狀態(tài)的位置；所述控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：逐漸增大線性壓縮機(jī)的功率p，在功率p增大的過程中，線性壓縮機(jī)的共振頻率f也隨之變化，當(dāng)共振頻率f的變化趨勢發(fā)生改變時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)，記錄上死點(diǎn)狀態(tài)下直線壓縮機(jī)的初始功率p0；

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt<p0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力變小或產(chǎn)生的排斥力增大；當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt>p0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力增大或產(chǎn)生的排斥力變小。

進(jìn)一步的，所述步驟一具體為：當(dāng)線性壓縮機(jī)的共振頻率隨功率的變化率df/dp＝0時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。

進(jìn)一步的，當(dāng)線性壓縮機(jī)的共振頻率對功率二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點(diǎn)時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。

本發(fā)明提供的直線壓縮機(jī)，通過第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的磁力，可以調(diào)節(jié)動子運(yùn)動的行程，間接的控制動子處于力平衡狀態(tài)的位置，當(dāng)需要減小容積滿足小負(fù)載要求的情況下，通過磁力組件可以減小動子的后退量，從而使得活塞的返程行程縮小，保持活塞在達(dá)到tdc位置運(yùn)行，起到余隙最小的目的；反之，當(dāng)需要增大容積滿足大負(fù)載要求的情況下，通過磁力組件可以增大動子的后退量，從而使得活塞的返程行程變大，保持活塞在達(dá)到tdc位置運(yùn)行，起到余隙最小的目的，而磁力組件不需要安裝在氣缸中，第一磁力部件和第二磁力部件通過磁力作用而無需相互接觸，可以提高直線壓縮機(jī)的使用可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本發(fā)明直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本發(fā)明直線壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖三。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本實(shí)施例直線壓縮機(jī)，包括外殼1、以及設(shè)置在所述外殼1中的活塞2、氣缸3、定子4、線圈6、動子7、彈簧81和后擋板8，活塞2的頭部21能夠在氣缸3中滑動，氣缸3上設(shè)置有排氣閥片31，活塞2固定在動子7上，彈簧81通過后擋板8定位，動子7連接彈簧81，線圈6安裝在定子4上，上述內(nèi)容是常規(guī)直線壓縮機(jī)的配置結(jié)構(gòu)形式，本實(shí)施例氣缸容積可調(diào)式直線壓縮機(jī)對相關(guān)部件的具體安裝方式不做限制。為了方便可靠的調(diào)節(jié)壓縮機(jī)中氣缸3的容積，外殼1中設(shè)置有磁力組件，所述磁力組件包括第一磁力部件9和第二磁力部件91，所述第一磁力部件9相對于所述外殼1固定不動，所述第二磁力部件91可跟隨所述動子4移動，所述第一磁力部件9和所述第二磁力部件91之間產(chǎn)生的磁力用于調(diào)節(jié)所述動子4處于力平衡狀態(tài)的位置。

具體而言，本實(shí)施例直線壓縮機(jī)通過第一磁力部件9和所述第二磁力部件91之間產(chǎn)生的磁力來調(diào)節(jié)動子4朝向后擋板8后退時的極限位置，從而可以間接的調(diào)節(jié)動子4處于力平衡狀態(tài)的位置，而動子4處于力平衡狀態(tài)下的位置不同，使得該狀態(tài)下活塞2在氣缸3中的位置不同，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)氣缸3的容積。其中，第一磁力部件9可以是電磁體，而第二磁力部件91為永磁體或非磁性導(dǎo)體，通過改變第一磁力部件9的電流大小及方向，可以改變第一磁力部件9和所述第二磁力部件91之間產(chǎn)生的磁力。舉例說明：第二磁力部件91為永磁體，當(dāng)負(fù)載比較小的時候，通過改變電流方向，使第一磁力部件9與第二磁力部件91之間產(chǎn)生相斥極性的電場，從而使活塞2在運(yùn)動中的后退量減小，保持活塞2在達(dá)到tdc位置運(yùn)行，起到余隙最小的目的；當(dāng)負(fù)載比較大的時候，通過改變電流方向，使第一磁力部件9與第二磁力部件91之間產(chǎn)生相吸極性的電場，從而使活塞2在運(yùn)動中的后退量增加，保持制冷系統(tǒng)對大冷量的需求，即增加了氣缸3容積，同時也保持活塞2在達(dá)到tdc位置運(yùn)行，提高效率的目的；第二磁力部件91為非磁性導(dǎo)體，活塞2初始安裝位置為滿足小負(fù)載時，壓縮機(jī)的效率較優(yōu)的狀態(tài)，當(dāng)隨著制冷系統(tǒng)負(fù)載的增加，通過對第一磁力部件9增加電流，從而使第一磁力部件9與第二磁力部件91之間產(chǎn)生的相吸作用力增強(qiáng)，起到活塞2運(yùn)動過程中，后推力增強(qiáng)的效果，從而使后推量增大，起到既滿足高效的同時，又可以提高氣缸3容積的效果。同時，針對第二磁力部件91可以安裝在動子7上，跟隨動子7移動，而對于第一磁力部件9的安裝位置，如圖1所示，第一磁力部件9可以安裝在后擋板8上，或者，如圖2所示，第一磁力部件9可以安裝在外殼1上，或者，如圖3所示，第一磁力部件9可以安裝在定子4上。

而在實(shí)際控制過程中，對上死點(diǎn)的位置與功率或行程進(jìn)行比對，利用功率或行程的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)氣缸的容積，具體如下：

采用功率進(jìn)行對比，具體控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：直線壓縮機(jī)通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機(jī)處于上死點(diǎn)狀態(tài)下，檢測直線壓縮機(jī)的初始功率p0或活塞的初始行程x0。具體的，上死點(diǎn)的檢測為逐漸增大線性壓縮機(jī)的功率p，在功率p增大的過程中，線性壓縮機(jī)的共振頻率f也隨之變化，當(dāng)共振頻率f的變化趨勢發(fā)生改變時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)，記錄上死點(diǎn)狀態(tài)下直線壓縮機(jī)的初始功率p0，其中，當(dāng)線性壓縮機(jī)的共振頻率隨功率的變化率df/dp＝0時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)；或者，當(dāng)線性壓縮機(jī)的共振頻率對功率二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點(diǎn)時，則此狀態(tài)下的線性壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。通過分析在功率增加的過程中，共振頻率的變化來找上死點(diǎn)，不需要依賴電流或電壓的檢測，即可找到上死點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，同時，也無需在線性壓縮機(jī)中額外增加傳感器檢測活塞的位置，利用線性壓縮機(jī)在共振頻率下運(yùn)行，在功率增加的過程中，活塞的行程逐漸增大，而相對應(yīng)的共振頻率呈縮小趨勢，隨著功率的繼續(xù)增加，當(dāng)活塞達(dá)到上死點(diǎn)位置時，共振頻率將發(fā)生突變，共振頻率的值將突然增大，依次來精確的判斷線性壓縮機(jī)的上死點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，在準(zhǔn)確的找到上死點(diǎn)對應(yīng)的功率后，便可以控制線性壓縮機(jī)在上死點(diǎn)附近運(yùn)行以保證線性壓縮機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)無需增加傳感器便可以準(zhǔn)確的檢測線性壓縮機(jī)的上死點(diǎn)，以提高線性壓縮機(jī)的運(yùn)行效率和可靠性。

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt<p0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力變小或產(chǎn)生的排斥力增大；當(dāng)直線壓縮機(jī)的實(shí)時功率pt>p0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力增大或產(chǎn)生的排斥力變小。

采用行程進(jìn)行對比，具體控制方法包括：

步驟一、上死點(diǎn)檢測：直線壓縮機(jī)通電啟動后，當(dāng)直線壓縮機(jī)處于上死點(diǎn)狀態(tài)下，檢測直線壓縮機(jī)的活塞的初始行程x0。具體的，逐漸增大或縮小直線壓縮機(jī)的活塞行程x，在活塞行程x增大或縮小的過程中，直線壓縮機(jī)的共振頻率f也隨之變化，當(dāng)共振頻率f的變化趨勢發(fā)生改變時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)，記錄上死點(diǎn)狀態(tài)時，活塞的初始行程x0。其中，當(dāng)直線壓縮機(jī)的共振頻率隨活塞行程的變化率df/dx＝0時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)；或者，當(dāng)直線壓縮機(jī)的共振頻率對活塞行程二次求導(dǎo)值出現(xiàn)拐點(diǎn)時，則此狀態(tài)下的直線壓縮機(jī)達(dá)到上死點(diǎn)狀態(tài)。而活塞行程x滿足如下公式：其中，x’為活塞的運(yùn)動速度，u(t)為直線壓縮機(jī)的供電電壓，i為直線壓縮機(jī)的供電電流，r為直線壓縮機(jī)的電阻，l為直線壓縮機(jī)的電感，c為直線壓縮機(jī)的電容，為電機(jī)常數(shù)。通過分析在活塞行程改變的過程中，利用共振頻率的變化來找上死點(diǎn)，不需要依賴電流或電壓的檢測，即可找到上死點(diǎn)的準(zhǔn)確位置，同時，也無需在線性壓縮機(jī)中額外增加傳感器檢測活塞的位置，利用線性壓縮機(jī)在共振頻率下運(yùn)行，以活塞行程增大為例，在活塞行程增加的過程中，活塞的行程逐漸增大，而相對應(yīng)的共振頻率呈縮小趨勢，隨著活塞行程的繼續(xù)增加，當(dāng)活塞達(dá)到上死點(diǎn)位置時，共振頻率將發(fā)生突變，共振頻率的值將突然增大，以此來精確的判斷線性壓縮機(jī)的上死點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，在準(zhǔn)確的找到上死點(diǎn)對應(yīng)的活塞行程后，便可以控制線性壓縮機(jī)在上死點(diǎn)附近運(yùn)行以保證線性壓縮機(jī)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)無需增加傳感器便可以準(zhǔn)確的檢測線性壓縮機(jī)的上死點(diǎn)，以提高線性壓縮機(jī)的運(yùn)行效率和可靠性。

步驟二、氣缸容積調(diào)節(jié)：當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt<x0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力變小或產(chǎn)生的排斥力增大；當(dāng)活塞的實(shí)時行程xt>x0時，第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的吸力增大或產(chǎn)生的排斥力變小。

本發(fā)明提供的直線壓縮機(jī)，通過第一磁力部件和第二磁力部件之間產(chǎn)生的磁力，可以調(diào)節(jié)動子運(yùn)動的行程，間接的控制動子處于力平衡狀態(tài)的位置，當(dāng)需要減小容積滿足小負(fù)載要求的情況下，通過磁力組件可以減小動子的后退量，從而使得活塞的返程行程縮小，保持活塞在達(dá)到tdc位置運(yùn)行，起到余隙最小的目的；反之，當(dāng)需要增大容積滿足大負(fù)載要求的情況下，通過磁力組件可以增大動子的后退量，從而使得活塞的返程行程變大，保持活塞在達(dá)到tdc位置運(yùn)行，起到余隙最小的目的，而磁力組件不需要安裝在氣缸中，第一磁力部件和第二磁力部件通過磁力作用而無需相互接觸，可以提高直線壓縮機(jī)的使用可靠性。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。