ES2255013T3 - Aparato de accionamiento de motores para un motor de vibracion lineal. - Google Patents
Aparato de accionamiento de motores para un motor de vibracion lineal.Info
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Abstract
Motor de vibración lineal (100) que comprende un aparato de accionamiento del motor (101a a 101e) para accionar dicho motor de vibración lineal que presenta un elemento motor dotado de movimiento alternativo y un elemento de muelle que soporta el elemento motor, caracterizado porque dicho aparato de accionamiento de motor (101a a 101e) comprende: una unidad de vibración forzada del elemento motor (3a, 1d) para hacer que el elemento motor vibre de forma natural; una unidad de obtención del parámetro de vibración para obtener el parámetro de vibración natural que muestra la vibración natural del elemento motor basándose en el estado de vibración natural del elemento motor; una unidad de determinación de constante de muelle (6a a 6d) para determinar la constante de muelle del elemento de muelle utilizando el parámetro de vibración natural obtenido; y una unidad de cálculo de la posición del elemento motor (2a, 2e) para calcular la posición del elemento motor utilizando la constante de muelle determinada por la unidad de determinación de constante de muelle.
Description
Aparato de accionamiento de motores para un motor
de vibración lineal.
La presente invención se refiere a un aparato
para accionar motores y, más particularmente, a un aparato de
accionamiento de motores para accionar un motor de vibración lineal
que comprende un elemento motor y un elemento de muelle que soporta
el elemento motor.
Los equipos convencionales que utilizan motores
de vibración lineales comprenden generadores de vibración que
informan de las llamadas entrantes por vibración mecánica, tales
como teléfonos móviles, compresores que comprimen y hacen circular
gases o líquidos, y máquinas de afeitar eléctricas de motor
alternativo. En esta especificación, los teléfonos móviles se
refieren a teléfonos móviles tales como teléfonos móviles y
teléfonos celulares. El compresor y las máquinas de afeitar
eléctricas de motor alternativo utilizan los motores de vibración
lineales como fuentes de accionamiento.
Un motor de vibración lineal corriente presenta
una estructura de motor síncrono monofásico, es decir, dispone de un
elemento motor que comprende un imán permanente y un estator
obtenido por devanado de una bobina alrededor de un núcleo de
hierro, y el elemento motor efectúa un movimiento alternativo al
aplicar una tensión de CA a la bobina. Un motor de vibración lineal
tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1 se conoce,
por ejemplo, a partir de la patente US nº 4.353.220.
La generación de vibraciones mediante el
movimiento alternativo del elemento motor requiere una intensa
fuerza electromagnética. No obstante, la energía necesaria para
accionar el motor de vibración lineal puede suprimirse formando un
sistema de vibración de muelle que comprende el elemento motor y un
elemento de muelle que soporta el elemento motor. Es decir, en el
motor de vibración lineal en el cual el elemento motor es soportado
por un elemento de muelle, el sistema de vibración de muelle que
incluye el elemento motor vibra a su frecuencia natural (frecuencia
de resonancia), por lo cual el motor de vibración lineal puede ser
accionado con una energía relativamente baja.
No obstante, en el motor de vibración lineal,
cuando la longitud de la carrera del elemento motor supera un valor
predeterminado permisible, puede aparecer un problema tal como la
colisión entre el elemento motor y la carcasa del motor o la rotura
del elemento de muelle. Por lo tanto, la posición del elemento motor
debe ser detectada y controlada.
La solicitud de patente japonesa publicada nº
Hei.11-324911 da a conocer un aparato de
accionamiento para accionar un motor de vibración lineal, el cual
comprende un detector tal como un sensor de posición para detectar
la posición del elemento motor del motor de vibración lineal, y
reduce la salida del motor de vibración lineal cuando la longitud
de la carrera del elemento motor supera un valor predeterminado
permisible., es decir, reduce el valor de amplitud de la tensión o
intensidad de corriente aplicada al motor de vibración lineal,
evitando la rotura del motor de vibración lineal por la colisión
entre el elemento motor y la carcasa del motor o la extensión del
elemento de muelle por encima de un valor crítico.
Como detector de posición mencionado
anteriormente, se utiliza un sensor que puede detectar el grado de
desplazamiento del elemento motor (la cantidad de desplazamiento)
con respecto a su posición de referencia, tal como una posición
neutra del elemento motor, sin entrar en contacto con el mismo. Por
ejemplo, un indicador de desplazamiento que utilice un sistema de
corrientes parásitas, un indicador de desplazamiento que utilice un
transformador diferencial, o similares.
No obstante, cuando se utiliza dicho sensor, no
sólo aumenta el coste de producción del motor de vibración lineal,
sino que también se necesita un espacio para montar el sensor, lo
cual conduce a un incremento del tamaño de la carcasa del motor de
vibración lineal. Además, considerando el compresor como una
aplicación del motor de vibración lineal, durante su utilización
dicho sensor puede estar expuesto a un gas a alta temperatura y a
presión elevada. Por lo tanto, puede originarse un problema de
fiabilidad del propio sensor, en otras palabras, el sensor debe ser
fiable cuando se utiliza en una atmósfera de temperatura y presión
elevadas.
Así pues, como procedimiento para detectar la
posición del elemento motor 72, se propone un procedimiento de
medición directa de la tensión y la intensidad de corriente de
accionamiento del motor lineal suministradas al motor de vibración
lineal y de cálculo de la posición del elemento motor basándose en
los valores medidos, sin utilizar un sensor de posición situado en
el motor de vibración lineal (referencia a la Publicación de Patente
Japonesa no examinada nº Hei.8-508558).
A partir de aquí se describirá el procedimiento
de detección de la posición del elemento motor utilizado para un
motor de vibración lineal, el cual se describe en la solicitud
mencionada anteriormente. El motor de vibración lineal descrito en
la presente solicitud se aplica a un compresor lineal. Por lo tanto,
la presente solicitud describe un caso en el cual se evita que un
elemento motor que experimenta un movimiento alternativo dentro de
un cilindro para comprimir gas en el cilindro que constituye el
compresor lineal, colisione contra la culata del cilindro.
La figura 11 es un diagrama que ilustra un
circuito equivalente de un motor de vibración lineal para accionar
un elemento motor.
En la figura 11, L indica una inductancia [H]
equivalente de una bobina como componente del motor de vibración
lineal, y R indica una resistencia [\Omega] equivalente de la
bobina. V indica una tensión instantánea [V] aplicada al motor de
vibración lineal, e I indica una intensidad de corriente [A]
aplicada al motor de vibración lineal. Además, \alpha x v indica
una tensión [V] electromotriz inducida, que se genera cuando el
motor lineal es accionado, siendo \alpha una constante de impulso
[N/A] del motor de vibración lineal, y v la velocidad instantánea
[m/s] del motor de vibración lineal.
Ahora bien, la constante de impulso \alpha del
motor de vibración lineal indica una fuerza [N] que se genera cuando
una corriente unitaria [A] pasa a través del motor de vibración
lineal. Aunque la unidad de la constante de impulso \alpha se
expresa mediante [N/A], esta unidad es equivalente a [Wb/m] o
[V\cdots/m].
El circuito equivalente que muestra la figura 11
se deduce de la ley de Kirchhoff, y del circuito equivalente se
obtiene una velocidad instantánea v [m/s] del motor de vibración
lineal.
Es decir, en el estado en el cual se aplica una
tensión de accionamiento al motor de vibración lineal, la tensión
(V) aplicada al motor de vibración lineal se equilibra con la suma
de la caída de tensión (l x R) [V] debida a la resistencia
equivalente de la bobina del motor de vibración lineal, la caída de
tensión (L\cdotdl/dt) [V] debida a la inductancia equivalente de
la bobina, y la tensión electromagnética inducida (\alpha x v) [V]
generada al accionar el motor de vibración lineal, y a continuación
se deduce la fórmula (1) siguiente:
Fórmula
(1)\nu=\frac{1}{\alpha}\left(V-R\times
l - L
\frac{dl}{dt}\right)
Los coeficientes \alpha [N/A], R [\Omega] y L
[H] utilizados en la fórmula (1) son constantes únicas para el
motor, y estas constantes son valores conocidos. Por consiguiente,
la velocidad instantánea v [m/s] puede obtenerse a partir de estas
constantes y la tensión V [V] y la intensidad de corriente I [A]
aplicadas medidas, basándose en la fórmula (1).
Además, el desplazamiento del elemento motor (una
distancia desde una posición de referencia indefinida al elemento
motor) x [m] se obtiene mediante la integración en el tiempo de la
velocidad instantánea v [m/s] como muestra la siguiente fórmula (2).
En la fórmula (2), la constante Const. es el desplazamiento del
elemento motor al principio de la integración.
Fórmula (2)x =
\int vdt +
Const
Como se ha descrito anteriormente, en el
procedimiento de detección de la posición del elemento motor
propuesto en la solicitud anterior, el valor V medido de la tensión
aplicada y el valor I medido de la intensidad de corriente aplicada
asociada con el motor de vibración lineal están sujetas a proceso
aritmético incluyendo el cálculo basado en la fórmula (1) para
obtener la velocidad instantánea v del elemento motor, y además, la
velocidad instantánea v está sujeta a proceso aritmético, incluyendo
la integración basada en la fórmula (2), mediante la cual puede
obtenerse el desplazamiento x.
No obstante, el desplazamiento del elemento motor
x obtenido por el proceso aritmético basado en las fórmulas (1) y
(2) es un desplazamiento con respecto a determinada posición en el
eje del elemento motor, y es imposible obtener directamente a partir
del desplazamiento x la distancia desde la culata del cilindro con
la cual puede colisionar el elemento motor al punto muerto superior
del elemento motor.
Más específicamente, cuando el compresor al cual
se aplica el motor de vibración lineal se encuentra bajo condiciones
de carga, la posición central del elemento motor (posición del
elemento motor en el centro de amplitud) en el movimiento
alternativo del elemento motor se compensa con respecto a la
posición neutra del elemento motor (es decir, la posición del centro
de amplitud del elemento motor cuando la presión en la cámara de
compresión es igual a la contrapresión) debido a la presión de un
gas medio refrigerante, y el elemento motor experimenta un
movimiento alternativo alrededor de la posición del elemento motor
compensada del centro de amplitud. En otras palabras, el
desplazamiento del elemento motor x obtenido mediante la fórmula (2)
incluye un componente promedio.
No obstante, todos los integradores reales
analógicos o digitales no efectúan el proceso de integración ideal
para emitir una señal de respuesta perfecta con respecto a una
constante o a una entrada de CC, sino que está restringido como
respuesta a la entrada de CC. Por lo tanto, un integrador real no
puede someter el desplazamiento del elemento motor x al proceso de
integración en el cual queda reflejado su componente de promedio. La
razón por la cual la respuesta de CC del integrador real está
restringida es que debe evitarse que la salida del integrador se
sature por componentes CC inevitables de la señal de entrada.
Como resultado, el desplazamiento del elemento
motor x [m] obtenido mediante el proceso de integración basado en
la fórmula (2) utilizando el integrador real no es un desplazamiento
desde el cual no pueda obtenerse directamente una distancia real
entre el elemento motor y la carcasa, sino un desplazamiento que
indica, sencillamente, la posición del elemento motor con
referencia a determinado punto del eje del elemento motor.
Por lo tanto, el desplazamiento del elemento
motor x[m] obtenido a partir de la fórmula (2) se convierte
en un desplazamiento del elemento motor x' que indica una posición
del elemento motor con respecto a la posición del centro de
amplitud del elemento motor. Además, utilizando el desplazamiento x'
convertido del elemento motor, se lleva a cabo el proceso
aritmético para obtener un desplazamiento del elemento motor xav''
con referencia a la culata del cilindro, que indica la posición del
centro de amplitud del elemento motor.
A continuación se describirá este proceso
aritmético con mayor detalle,
La figura 12 es un diagrama que ilustra
esquemáticamente la posición del elemento motor en la carcasa del
motor de vibración lineal (en este caso el cilindro).
En esta figura, Me significa un elemento motor, y
Mc significa la pared interior (superficie interior del cilindro)
de la carcasa del motor de vibración lineal que contiene el elemento
motor.
Inicialmente se describirán brevemente tres
sistemas de coordenadas mostrados en la figura 12, es decir, un
primer sistema de coordenadas X, un segundo sistema de coordenadas
X' y un tercer sistema de coordenadas X''.
El primer sistema de coordenadas X es un sistema
de coordenadas que expresa el desplazamiento del elemento motor x y
presenta como origen (x=0) un determinado punto Paru en el eje del
elemento motor. Por consiguiente, el valor absoluto del
desplazamiento x indica la distancia desde el punto Paru a la
posición P del extremo frontal del elemento motor.
El segundo sistema de coordenadas X' es un
sistema de coordenadas que expresa el desplazamiento del elemento
motor x' y presenta como origen (x'=0) la posición del centro de
amplitud del elemento motor Pav. Por consiguiente, el valor
absoluto del desplazamiento x' indica la distancia desde la posición
del centro de amplitud Pav a la posición P del extremo frontal del
elemento motor.
El tercer sistema de coordenadas X'' es un
sistema de coordenadas que expresa el desplazamiento del elemento
motor x'' y presenta como origen (x''=0) la posición de la culata
del cilindro Psh en el eje del elemento motor. Por consiguiente, el
valor absoluto del desplazamiento x'' indica la distancia desde la
posición de la culata del cilindro Psh a la posición P del extremo
frontal del elemento motor.
A continuación se describirá una operación
aritmética para obtener el desplazamiento del elemento motor
x''.
La posición del elemento motor (posición del
elemento motor en el punto muerto superior) Ptd en la cual el
elemento motor está lo más cerca posible de la culata del cilindro
se indica mediante el desplazamiento xtd en el primer sistema de
coordenadas X, y la posición del elemento motor (posición del
elemento motor en el punto muerto inferior) Pbd en la cual el
elemento motor está lo más lejos posible de la culata del cilindro
se indica mediante el desplazamiento xbd en el primer sistema de
coordenadas X. La carrera del elemento motor Lps [m] se obtiene de
la diferencia entre el desplazamiento xtd correspondiente a la
posición del elemento motor en el punto muerto superior Ptd en el
primer sistema de coordenadas X y el desplazamiento xbd
correspondiente a la posición del elemento motor en el punto muerto
inferior Pbd en el primer sistema de coordenadas X.
Además, la posición del centro de amplitud del
elemento motor Pav en el estado en el cual el elemento motor
efectúa un movimiento alternativo es una posición que está separada
del desplazamiento xtd de la posición del elemento motor (posición
del elemento motor en punto muerto inferior) Ptd en la cual el
elemento motor se encuentra lo más cerca posible de la culata del
cilindro, en una longitud (Lps/2) igual a la mitad de la carrera
del elemento motor Lps [m], lejos de la culata del cilindro. Por
consiguiente, la posición del centro de amplitud del elemento motor
Pav se expresa mediante el desplazamiento xav (=
(xbd-xtd)/2) en el primer sistema de coordenadas
X.
Por otra parte, cuando la constante Const. de la
fórmula (2) es 0, se calcula una nueva función que indica la
posición del extremo frontal del elemento motor P mediante el
desplazamiento del elemento motor x'' [m] con la posición del
centro de amplitud del elemento motor Pav como referencia (origen).
En otras palabras, en el segundo sistema de coordenadas X'.
A continuación se describe un procedimiento para
obtener el desplazamiento del elemento motor xav'' que indica una
distancia de la posición de la culata del cilindro Psh a la posición
del centro de amplitud del elemento motor Pav en el tercer sistema
de coordenadas X'' con la posición de la culata del cilindro Psh
como origen.
En este estado en el cual el compresor lineal
aspira en un gas medio refrigerante (estad de succión), es decir,
en un estado en el cual la válvula de entrada está abierta, tanto la
presión de la cámara de presión como la presión en la parte
posterior del elemento motor son iguales a la presión de entrada del
medio refrigerante. Esto es debido a que el compresor lineal está
construido de modo que la presión diferencial pase a ser cero en el
estado en el cual la válvula de entrada está abierta. En este
estado, puede ignorarse la fuerza procedente de la presión del
medio refrigerante que actúa sobre el elemento motor. Es decir, en
este estado, las fuerzas que actúan sobre el elemento motor son
sólo la fuerza repulsiva del muelle generada al curvarse el muelle
soporte y la fuerza electromagnética generada por la aplicación de
una intensidad de corriente al motor de vibración lineal. Según la
ley de Newton del movimiento, la suma de estas fuerzas es igual al
producto de la masa total del elemento móvil que se mueve por su
aceleración.
Por consiguiente, en este estado, la siguiente
fórmula (3) representa una ecuación de movimiento referente al
elemento móvil.
Fórmula (3)m \
x \ a = \alpha \ \xi \ I -
k(x'+xav''-xini'')
En la fórmula (3), m es la masa total (kg) del
elemento móvil que efectúa un movimiento alternativo, a es la
aceleración instantánea [m/s/s] del elemento móvil, y k es la
constante del muelle [N/m] del muelle soporte que se incorpora al
motor de vibración lineal. Además, xav'' es el desplazamiento
anteriormente mencionado en el tercer sistema de coordenadas X'',
que indica la posición del centro de amplitud del elemento motor, y
el valor absoluto de este desplazamiento xav'' expresa la distancia
desde la posición de la culata del cilindro Psh a la posición del
centro de amplitud del elemento motor Pav. Además, xini'' es el
desplazamiento en el tercer sistema de coordenadas X'' que indica
la posición neutra del elemento motor Pini, y el valor absoluto de
este desplazamiento xini'' expresa la distancia [m] entre la
posición neutra del elemento motor (la posición del elemento motor
en el estado en el cual el muelle soporte no está deformado) Pinl y
la posición de la culata del cilindro Psh.
Aquí, la aceleración instantánea a [m/s/s] se
obtiene como muestra la fórmula siguiente (4), por cálculo de la
velocidad instantánea v [m/s] dada por la fórmula (1).
Fórmula
(4)\alpha \
\frac{dv}{dt}
Además, el desplazamiento x' [m] en el segundo
sistema de coordenada X', que indica la distancia desde la posición
del centro de amplitud del elemento motor Pav a la posición del
extremo frontal del elemento motor P, se obtiene ajustando a 0 la
constante Const. de la fórmula (2).
Por otra parte, la masa total m[kg] del
elemento móvil, la constante de muelle k [N/m] del muelle soporte, y
el desplazamiento xinl'' [m] del tercer sistema de coordenadas X'',
que indica la distancia desde la posición de la culata del cilindro
Psh a la posición neutra del elemento motor Pini, son valores
conocidos, y la intensidad de corriente de accionamiento I puede ser
un valor medido.
Por consiguiente, el desplazamiento xav'' del
tercer sistema de coordenadas X'', que indica la distancia desde la
posición de la culata del cilindro Psh a la posición del centro de
amplitud del elemento motor Pav, puede calcularse utilizando la
fórmula (3).
Además, el desplazamiento xtd'' [m] del tercer
sistema de coordenadas X'', que indica la posición en el punto muero
superior del elemento motor (la posición en la cual el elemento
motor se encuentra más cerca de la culata del cilindro) Ptd puede
obtenerse como un desplazamiento en una posición separada del
desplazamiento xav'' del tercer sistema de coordenadas X'' obtenido
por la fórmula (3) (la distancia desde la posición de la culata del
cilindro Psh a la posición del centro de amplitud del elemento motor
Pav), por una distancia igua a la mitad de la carrera del elemento
motor Lps[m] ya obtenida (= Lps/2), en dirección a la culata
del cilindro.
De este modo, la longitud de carrera del elemento
motor Lps[m] y el desplazamiento xtd'' del tercer sistema de
coordenadas X'', que indica la posición en punto muerto superior del
elemento motor Ptd como una distancia desde la posición de la
culata del cilindro Psh, se calculan a partir de la intensidad de
corriente I y de la tensión V aplicados al motor de vibración
lineal.
Además, como ejemplo del procedimiento para
detectar la posición del elemento motor sin utilizar el sensor de
posición, los inventores proponen un procedimiento que utiliza una
relación masa/muelle m/k, sin utilizar la constante de muelle k
(por ejemplo, en referencia a la solicitud de patente japonesa
publicada nº 2002-354864).
No obstante, en el procedimiento antes mencionado
de cálculo de la posición del elemento motor según la operación
aritmética de posición basada en los valores medidos de la
intensidad de corriente de accionamiento y de la tensión de
accionamiento del motor de vibración lineal, el resultado de la
operación aritmética puede incluir un error debido a la dispersión
entre unidades en la constante de muelle k o la relación masa/muelle
m/k que se ha utilizado en la operación aritmética, sus variaciones
con el tiempo, cambios causados por el calor y similares.
Más específicamente, cuando la constante k o la
relación masa/muelle m/k \alpha varía en un 10%, la posición
absoluta del elemento motor calculada varía en más del 10%. En tal
caso, para evitar la colisión entre el elemento motor y la culata
del cilindro basándose en la posición del elemento motor calculado
por la operación aritmética utilizando la fórmula mencionada
anteriormente, debe darse un margen del 10% o más a la holgura
entre el elemento motor y la culata del cilindro. Por consiguiente,
la carrera del elemento motor no puede extenderse por encima de una
posición en la cual el elemento motor se acerca a una posición
crítica de colisión del elemento motor (es decir, una posición en
la cual el elemento motor entra en contacto con la culata del
cilindro), calculada mediante la operación aritmética.
Además, cuando el elemento motor efectúa un
movimiento alternativo de modo que la expansión y contracción del
muelle de soporte no supera un intervalo de expansión/contracción
estimado para el muelle de soporte (intervalo estimado de
expansión/contracción), este movimiento alternativo del elemento
motor no produce grandes variaciones con el tiempo. No obstante,
cuando el elemento motor efectúa el movimiento alternativo de modo
que la expansión y contracción del muelle soporte supera el
intervalo estimado de expansión contracción, como en el caso de mal
funcionamiento del motor de vibración lineal, la constante de muelle
k o la relación masa/muelle m/k puede variar intensamente.
En tales casos, el motor de vibración lineal debe
ser sustituido junto con el aparato de accionamiento, lo cual
conduce al deterioro de la fiabilidad del motor de vibración lineal
como aparato de accionamiento.
También es posible alargar el muelle de soporte
para evitar que la expansión y contracción del muelle de soporte
supere el intervalo estimado incluso en caso de mal funcionamiento
del motor de vibración lineal. No obstante, de este modo aumentan
tanto las dimensiones externas del motor de vibración lineal como el
coste de producción del mismo.
La presente invención tiene como objetivo
proporcionar un aparato de accionamiento de motor que puede efectuar
el cálculo de la posición para obtener la posición del elemento
motor con gran exactitud basándose en la constante de muelle o
relación masa/muelle calculada a partir de la frecuencia natural del
elemento motor del motor de vibración lineal.
Otros objetivos y ventajas de la invención se
pondrán de manifiesto a partir de la descripción detallada
siguiente. La descripción detallada y las formas de realización
específicas descritas se suministran con fines meramente
ilustrativos, ya que a partir de la descripción detallada diversas
adiciones y modificaciones incluidas en el ámbito de la invención
resultarán evidentes para los expertos en la materia.
Según un primer aspecto de la presente invención,
se proporciona un motor de vibración lineal que comprende un
aparato de accionamiento de motor para accionar el motor de
vibración lineal que presenta un elemento motor dotado de
movimiento alternativo y un elemento de muelle que soporta el
elemento motor, comprendiendo el aparato de accionamiento: una
unidad de vibración forzada para que el elemento motor vibre de
forma natural; una unidad de obtención del parámetro de vibración
para obtener el parámetro de vibración natural que muestra la
vibración natural del elemento motor basándose en el estado de
vibración natural del elemento motor; una unidad de determinación
de constante de muelle para determinar la constante de muelle del
elemento de muelle utilizando el parámetro de vibración natural
obtenido; y una unidad de cálculo de la posición del elemento motor
para calcular la posición del elemento motor utilizando la
constante de muelle determinada por la unidad de determinación de
constante de muelle. Por lo tanto, el cálculo de la posición para
obtener la posición del elemento motor puede efectuarse con
precisión elevada utilizando una constante de muelle exacta.
Es decir, según el procedimiento habitual en el
cual se utiliza en el cálculo de la posición una constante de
muelle fija para obtener la posición del elemento motor durante el
funcionamiento del motor de vibración lineal, la exactitud de la
posición del elemento motor obtenida mediante el cálculo de la
posición es reducida debido a las variaciones de dicha constante de
muelle entre diferentes motores de vibración lineales, mientras que
según la presente invención, la constante de muelle se calcula para
los motores de vibración lineales respectivos, con lo cual el
cálculo de la posición puede efectuarse sin que se vea afectado por
las variaciones de la constante de muelle entre diferentes motores
de vibración lineales. En otras palabras, es posible utilizar en el
cálculo de la posición un valor exacto de la constante de muelle
correspondiente a un motor de vibración lineal determinado, con lo
cual se incrementa la exactitud del cálculo de la posición.
Además, según la presente invención, el proceso
para el cálculo de la constante de muelle se realiza después del
montaje del motor de vibración lineal. Por consiguiente, también se
obtiene el siguiente efecto en relación al caso en el cual el
cálculo de la constante de muelle se realiza en el montaje del motor
de vibración lineal.
Es decir, en el procedimiento de determinación de
la constante de muelle que se utiliza en el cálculo de la posición
del elemento motor en el montaje del motor de vibración lineal,
resulta además necesario efectuar en el momento del montaje
complicados procesos para corregir la constante del muelle, y
también debe combinarse el motor de vibración lineal para el cual
se ha determinado la constante de muelle con un aparato de
accionamiento que ha sido adaptado para la constante de muelle
determinada. En consecuencia, cuando se rompe uno de los dos, el
motor de vibración lineal o el aparato de accionamiento, deben
cambiarse ambos.
Por el contrario, al efectuarse, según la
presente invención, el proceso de cálculo de la constante de muelle
después del montaje del motor de vibración lineal, no es necesario
llevar a cabo el proceso de corrección de la constante de muelle en
el montaje. Además, al determinarse la constante de muelle en el
estado en el cual el aparato de accionamiento del motor está
combinado con el motor de vibración lineal, aunque se rompa uno de
los dos, el motor de vibración lineal o el aparato de accionamiento,
la constante de muelle puede determinarse después de cambiar el
elemento roto, es decir que sólo es necesario cambiar el elemento
roto.
Según un segundo aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del primer aspecto, la
unidad de obtención del parámetro de vibración comprende: una
unidad de detección de sincronismo para detectar el momento en el
que el motor que vibra libremente pasa por una posición relativa
prescrita con respecto a la posición de referencia de la vibración;
y una unidad de detección de la frecuencia natural para detectar la
frecuencia natural como parámetro de vibración natural del elemento
motor basándose en la salida de la unidad de detección de
sincronismo, y la unidad de determinación de constante de muelle
calcula la constante de muelle multiplicando la frecuencia natural
detectada por el doble de la relación entre la circunferencia y el
diámetro (\pi), elevando al cuadrado el resultado de la
multiplicación, y multiplicando el valor del cuadrado por la masa
del elemento motor. Por lo tanto, es posible obtener una constante
de muelle exacta correspondiente a un motor de vibración lineal
determinado basándose en la frecuencia natural del elemento motor
del motor de vibración lineal.
Según un tercer aspecto de la presente invención,
en el aparato de accionamiento del motor del primer aspecto, la
unidad de obtención del parámetro de vibración comprende: una unidad
de detección de sincronismo para detectar el momento en el que el
motor que vibra libremente pasa por una posición relativa prescrita
con respecto a la posición de referencia de la vibración; y una
unidad de detección de la frecuencia angular natural para detectar
la frecuencia angular natural como parámetro de vibración natural
del elemento motor basándose en la salida de la unidad de detección
de sincronismo, y la unidad de determinación de constante de muelle
calcula la constante de muelle elevando al cuadrado la frecuencia
angular natural detectada y multiplicando el cuadrado de la
frecuencia angular natural por la masa del elemento motor. Por lo
tanto, es posible obtener una constante de muelle exacta
correspondiente a un motor de vibración lineal determinado basándose
en la frecuencia angular natural del elemento motor del motor de
vibración lineal.
Según un cuarto aspecto de la presente invención,
en el aparato de accionamiento del motor del primer aspecto, la
unidad de obtención del parámetro de vibración comprende: una unidad
de detección de sincronismo para detectar el momento en el que el
motor que vibra libremente pasa por una posición relativa prescrita
con respecto a la posición de referencia de la vibración; y una
unidad de detección del período de frecuencia natural para detectar
el período de frecuencia natural como parámetro de vibración natural
del elemento motor basándose en la salida de la unidad de detección
de sincronismo, y la unidad de determinación de constante de muelle
calcula la constante de muelle dividiendo el período de frecuencia
natural por el doble de la relación entre la circunferencia y el
diámetro, elevando al cuadrado el resultado de la división,
multiplicando el valor del cuadrado por el valor inverso de la masa
del elemento motor y calculando el valor inverso del resultado de
la multiplicación. Por lo tanto, es posible obtener una constante de
muelle exacta correspondiente a un motor de vibración lineal
determinado basándose en el período de frecuencia natural del
elemento motor del motor de vibración lineal.
Según un quinto aspecto de la presente invención,
se dispone un aparato de accionamiento del motor para accionar un
motor de vibración lineal que presenta un elemento motor dotado de
movimiento alternativo y un elemento muelle que soporta el elemento
motor, que comprende: un accionador de motor para aplicar una
tensión de accionamiento al motor de vibración lineal; una unidad
de detección de intensidad de corriente (9d) para detectar la
corriente suministrada por el accionador de motor al motor de
vibración lineal; una unidad de detección de la tensión para
detectar la tensión aplicada por el accionador de motor al motor de
vibración lineal; una unidad de detección de la frecuencia de
resonancia para detectar la frecuencia de resonancia del motor de
vibración lineal a partir de la intensidad de corriente detectada y
de la tensión detectada, como parámetro de vibración natural del
elemento motor; una unidad de detección de la constante de muelle
para determinar la constante de muelle del elemento de muelle
multiplicando la frecuencia de resonancia detectada por la unidad de
detección de la frecuencia de resonancia por el doble de la
relación entre la circunferencia y el diámetro, elevando al cuadrado
el resultado de la multiplicación y multiplicando el valor del
cuadrado por la masa del elemento motor; y una unidad de cálculo de
la posición del elemento motor para calcular la posición del
elemento motor utilizando la constante de muelle determinada por la
unidad de determinación de la constante de muelle. Por lo tanto, el
cálculo de posición para obtener la posición del elemento motor
puede efectuarse con precisión elevada utilizando una constante de
muelle exacta.
Adicionalmente, ya que según el procedimiento
según la presente invención, el proceso de cálculo de la constante
de muelle puede realizarse después del montaje del motor de
vibración lineal, no son necesarios los procesos para corregir la
constante de muelle en el montaje, a diferencia de lo que ocurre
cuando el cálculo de la constante de muelle se realiza en el
montaje del motor de vibración lineal. Además, al determinarse la
constante de muelle en el estado en el cual el aparato de
accionamiento del motor está combinado con el motor de vibración
lineal, aunque se rompa uno de los dos, el motor de vibración lineal
o el aparato de accionamiento, la constante de muelle puede
determinarse después de cambiar el elemento roto, es decir que sólo
es necesario cambiar el elemento roto.
Según un sexto aspecto de la presente invención,
en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de los
aspectos primero a cuarto, la unidad de detección de sincronismo
detecta el momento en el que el elemento motor que vibra libremente
pasa por la posición relativa prescrita con respecto a la posición
de referencia de la vibración utilizando una tensión inducida que
se genera en una bobina del motor de vibración lineal debido a la
vibración libre del elemento motor. Por lo tanto, es posible
calcular el período natural de frecuencia o similar del elemento
motor que vibra libremente utilizando un componente tal como el
detector de tensión existente, sin utilizar un sensor de posición
especial, con lo cual puede reducirse el número de componentes,
dando como resultado una reducción del tamaño y del coste del
aparato.
\newpage
Según un séptimo aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera
de los aspectos primero a cuarto, la unidad de vibración forzada del
elemento motor aplica mecánicamente una fuerza al elemento motor
para que el elemento motor vibre libremente. Por lo tanto, la unidad
de vibración forzada del elemento motor puede realizarse mediante
un mecanismo sencillo.
Según un octavo aspecto de la presente invención,
en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de los
aspectos primero a cuarto, la unidad de vibración forzada del
elemento motor interrumpe temporalmente la corriente suministrada
al motor de vibración lineal, de modo que el elemento motor vibra
libremente. Por lo tanto, la unidad de vibración forzada del
elemento motor puede realizarse utilizando el componente existente,
tal como un accionador de motor, sin utilizar un componente
especial, con lo cual puede reducirse el número de componentes, con
el resultado de una disminución del tamaño o del coste del aparato.
Además, el procedimiento de vibración libre del elemento motor
según la presente invención, es efectivo cuando el motor de
vibración lineal está sellado y no puede aplicarse ninguna fuerza
mecánica al elemento motor comprendido en el motor de vibración.
Según un noveno aspecto de la presente invención,
en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de los
aspectos primero a cuarto, la unidad de vibración forzada del
elemento motor desconecta una carga que está conectada al motor de
vibración lineal, de modo que el elemento motor vibra libremente.
Por lo tanto, la unidad de vibración forzada del elemento motor
puede realizarse utilizando el componente existente, tal como un
accionador de motor, sin utilizar un componente especial, con lo
cual puede reducirse el número de componentes, con el resultado de
una disminución del tamaño o del coste del aparato. Además, el
procedimiento de vibración libre del elemento motor según la
presente invención, es efectivo cuando el motor de vibración lineal
está sellado y no puede aplicarse ninguna fuerza mecánica al
elemento motor comprendido en el motor de vibración.
Según un décimo aspecto de la presente invención,
el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de los aspectos
primero a quinto comprende una unidad de control para ajustar el
modo de funcionamiento a modo accionamiento para accionar el motor
de vibración lineal para actuar sobre una carga que está conectada
al motor de vibración lineal, o a modo aritmético para calcular la
constante de muelle del elemento de muelle, la unidad de control
que ajusta temporalmente el modo de funcionamiento al modo
aritmético antes del inicio de la operación de la carga, la unidad
de cálculo de la constante de muelle que calcula la constante de
muelle en modo aritmético antes del inicio de la operación de la
carga, y la unidad de cálculo de la posición del elemento motor que
calcula la posición del elemento motor en el modo accionamiento
utilizando la constante de muelle que ha sido calculada antes del
inicio de la operación de la carga. Por lo tanto, la operación
aritmética para obtener la posición del elemento motor puede
realizarse siempre utilizando la constante de muelle en el último
estado del motor de vibración lineal. Por consiguiente, aunque la
constante de muelle varíe con el tiempo, puede efectuarse un
cálculo bastante exacto de la posición.
Según un undécimo aspecto de la presente
invención, el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de
los aspectos primero a quinto comprende una unidad de control para
ajustar el modo de funcionamiento a modo accionamiento para
accionar el motor de vibración lineal para actuar sobre una carga
que está conectada al motor de vibración lineal o a modo aritmético
para calcular la constante de muelle del elemento de muelle, la
unidad de control que ajusta temporalmente el modo de funcionamiento
al modo aritmético después de finalizada la operación de la carga,
la unidad de cálculo de la constante de muelle que calcula la
constante de muelle en modo aritmético después de finalizada la
operación de la carga, y la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor que calcula la posición del elemento motor en el modo
accionamiento utilizando la constante de muelle que ha sido
calculada en el modo aritmético recientemente ajustado. Por lo
tanto, la operación aritmética para obtener la posición del
elemento motor puede realizarse siempre utilizando la constante de
muelle en el último estado del motor de vibración lineal. Por
consiguiente, aunque la constante de muelle varíe con el tiempo,
puede efectuarse un cálculo bastante exacto de la posición.
Además, ya que según la presente invención, el
cálculo de la constante de muelle se realiza inmediatamente después
del funcionamiento del motor de vibración lineal, la constante de
muelle se calcula en un estado en el cual la temperatura del motor
es aproximadamente la misma que la temperatura del momento en el
cual el motor de vibración lineal está funcionando realmente. Es
decir, aunque la constante de muelle varíe según la temperatura, es
posible obtener una constante de muelle exacta en el funcionamiento
del motor de vibración lineal calculando la constante de muelle a
la temperatura a la cual funciona realmente el motor. Por
consiguiente, el cálculo de la posición para obtener la posición
del elemento motor puede realizarse con una exactitud elevada.
Además, al efectuarse el cálculo de la constante
de muelle después de finalizado el funcionamiento, la operación de
calcular la constante no estorba el accionamiento del motor de
vibración lineal.
Según un duodécimo aspecto de la presente
invención, el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de
los aspectos primero a quinto comprende una unidad de control para
ajustar el modo de funcionamiento a modo accionamiento para
accionar el motor de vibración lineal para actuar sobre una carga
que está conectada al motor de vibración lineal o a modo aritmético
para calcular la constante de muelle del elemento de muelle, una
unidad de detección de la temperatura para detectar la temperatura
del motor de vibración lineal; y una unidad de estimación de la
constante de muelle para estimar la constante de muelle en estado
operativo de carga, en la que la unidad de control ajusta
temporalmente el modo de funcionamiento al modo aritmético por lo
menos en una de las dos situaciones, antes de iniciar la operación
de la carga o después de finalizar la operación de la carga, la
unidad de estimación de constante de muelle en modo aritmético,
calcula la relación entre la temperatura del motor de vibración
lineal y la constante de muelle basándose en la constante de muelle
calculada y la temperatura detectada por la unidad de detección de
la temperatura al calcular la constante de muelle, y en modo
accionamiento, estima la constante de muelle en estado operativo de
carga basándose en la temperatura detectada por la unidad de
detección de la temperatura utilizando la relación entre la
temperatura y la constante de muelle, y la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor calcula la posición del elemento motor
en modo accionamiento utilizando la constante de muelle estimada.
Por lo tanto, es posible utilizar siempre una constante de muelle
exacta en el cálculo de la posición del elemento motor que se
realiza durante el funcionamiento del motor de vibración lineal,
incrementando de ese modo la precisión del cálculo de posición.
Además, ya que según la presente invención la
constante de muelle del motor de vibración lineal durante el
funcionamiento se estima a partir de la temperatura en el momento en
el cual el motor de vibración lineal funciona realmente, el cálculo
de la posición del elemento motor puede efectuarse con una precisión
elevada utilizando una constante de muelle exacta incluso en un
estado en el cual la temperatura del motor de vibración lineal
varía intensamente.
Según un decimotercer aspecto de la presente
invención, se dispone un aparato de accionamiento del motor para
accionar el motor de vibración lineal que presenta un elemento motor
dotado de movimiento alternativo y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor, que comprende: una unidad de vibración
forzada para hacer que el elemento motor vibre de forma natural;
una unidad de obtención del parámetro de vibración para obtener el
parámetro de vibración natural que muestra la vibración natural del
elemento motor basándose en el estado de vibración natural del
elemento motor; una unidad de determinación de la relación
masa/muelle para determinar la relación masa/muelle que es la
relación ente la masa del elemento motor y la constante de muelle
del elemento de muelle utilizando el parámetro de vibración natural
obtenido; y una unidad de cálculo de la posición del elemento motor
para calcular la posición del elemento motor utilizando la relación
masa/muelle determinada por la unidad de determinación de relación
masa/muelle. Por lo tanto, el cálculo de posición para obtener la
posición del elemento motor puede llevarse a cabo con una precisión
elevada utilizando una relación masa/muelle exacta.
Es decir, según el procedimiento habitual en el
cual se utiliza una relación masa/muelle fija en el calculo de
posición para obtener la posición del elemento motor durante el
funcionamiento del motor de vibración lineal, la exactitud de la
posición del elemento motor que se obtiene mediante el cálculo de
posición es reducida debido a las variaciones de la relación
masa/muelle entre motores de vibración lineales diferentes, mientras
que según la presente invención, la relación masa/muelle se calcula
para los respectivos motores de vibración lineales, con lo cual el
cálculo de la posición puede efectuarse sin que se vea afectado por
las variaciones de la relación masa/muelle entre diferentes motores
de vibración lineales. En otras palabras, es posible utilizar en el
cálculo de la posición un valor exacto de la relación masa/muelle
correspondiente a un motor de vibración lineal determinado, con lo
cual se incrementa la exactitud del cálculo de la posición.
Además, según la presente invención, el proceso
para el cálculo de la relación masa/muelle se realiza después del
montaje del motor de vibración lineal. Por consiguiente, también se
obtiene el siguiente efecto en relación al caso en el cual el
cálculo de la relación masa/muelle se realiza en el montaje del
motor de vibración lineal.
Es decir, en el procedimiento de determinación de
la relación masa/muelle que se utiliza en el cálculo de la posición
del elemento motor en el montaje del motor de vibración lineal,
resulta además necesario efectuar en el momento del montaje
complicados procesos para corregir la relación masa/muelle, y
también debe combinarse el motor de vibración lineal para el cual
se ha determinado la relación masa/muelle con un aparato de
accionamiento que ha sido adaptado para la relación masa/muelle
determinada. En consecuencia, cuando se rompe uno de los dos, el
motor de vibración lineal o el aparato de accionamiento, deben
cambiarse ambos.
Por el contrario, al efectuarse, según la
presente invención, el proceso de cálculo de la relación masa/muelle
después del montaje del motor de vibración lineal, no es necesario
llevar a cabo los procesos de corrección de la relación masa/muelle
en el montaje. Además, al determinarse la relación masa/muelle en el
estado en el cual el aparato de accionamiento del motor está
combinado con el motor de vibración lineal, aunque se rompa uno de
los dos, el motor de vibración lineal o el aparato de accionamiento,
la relación masa/muelle puede determinarse después de cambiar el
elemento roto, es decir que sólo es necesario cambiar el elemento
roto.
Según un decimocuarto aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor del
decimotercero aspecto, la unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende: una unidad de detección de sincronismo para
detectar el momento en el que el motor que vibra libremente pasa por
una posición relativa prescrita con respecto a la posición de
referencia de la vibración; y una unidad de detección de la
frecuencia natural para detectar la frecuencia natural como
parámetro de vibración natural del elemento motor basándose en la
salida de la unidad de detección de sincronismo, y la unidad de
determinación de constante de muelle decide la relación masa/muelle
multiplicando la frecuencia natural detectada por el doble de la
relación entre la circunferencia y el diámetro (\pi), elevando al
cuadrado el resultado de la multiplicación, y calculando el valor
inverso del valor del cuadrado. Por lo tanto, es posible obtener una
relación exacta masa/muelle correspondiente a un motor de vibración
lineal determinado basándose en la frecuencia natural del elemento
motor del motor de vibración lineal.
Según un decimoquinto aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor del
decimotercero aspecto, la unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende: una unidad de detección de sincronismo para
detectar el momento en el que el motor que vibra libremente pasa por
una posición relativa prescrita con respecto a la posición de
referencia de la vibración; y una unidad de detección de la
frecuencia angular natural para detectar la frecuencia angular
natural como parámetro de vibración natural del elemento motor
basándose en la salida de la unidad de detección de sincronismo, y
la unidad de determinación de la relación masa/muelle calcula la
relación masa/muelle elevando al cuadrado la frecuencia angular
natural detectada y calculando el valor inverso del cuadrado de la
frecuencia angular natural. Por lo tanto, es posible obtener una
relación exacta masa/muelle correspondiente a un motor de vibración
lineal determinado basándose en la frecuencia angular natural del
elemento motor del motor de vibración lineal.
Según un decimosexto aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor del
decimotercero aspecto, la unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende: una unidad de detección de sincronismo para
detectar el momento en el que el motor que vibra libremente pasa por
una posición relativa prescrita con respecto a la posición de
referencia de la vibración; y una unidad de detección del período de
frecuencia natural (5c) para detectar el período de frecuencia
natural como parámetro de vibración natural del elemento motor
basándose en la salida de la unidad de detección de sincronismo, y
la unidad de determinación de relación masa/muelle (14h) calcula la
relación masa/muelle dividiendo el período de frecuencia natural
detectado por el doble de la relación entre la circunferencia y el
diámetro y elevando al cuadrado el resultado de la división. Por lo
tanto, es posible obtener una constante de muelle exacta
correspondiente a un motor de vibración lineal determinado
basándose en el período de frecuencia natural del elemento motor del
motor de vibración lineal.
Según un decimoséptimo aspecto de la presente
invención, se dispone un aparato de accionamiento del motor para
accionar un motor de vibración lineal que presenta un elemento motor
dotado de movimiento alternativo y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor, que comprende: un accionador de motor
para aplicar una tensión de accionamiento al motor de vibración
lineal; una unidad de detección de intensidad de corriente para
detectar la corriente suministrada por el accionador de motor al
motor de vibración lineal; una unidad de detección de la tensión
para detectar la tensión aplicada por el accionador de motor al
motor de vibración lineal; una unidad de detección de la frecuencia
de resonancia para detectar la frecuencia de resonancia del motor
de vibración lineal a partir de la intensidad de corriente detectada
y de la tensión detectada; una unidad de determinación de la
relación masa/muelle para determinar la relación masa/muelle
multiplicando la frecuencia de resonancia detectada por la unidad
de detección de la frecuencia de resonancia por el doble de la
relación entre la circunferencia y el diámetro, elevando al cuadrado
el resultado de la multiplicación y calculando el valor inverso del
valor del cuadrado; y una unidad de cálculo de la posición del
elemento motor para calcular la posición del elemento motor
utilizando la relación masa/muelle determinada por la unidad de
determinación de la relación masa/muelle. Por lo tanto, el cálculo
de posición para obtener la posición del elemento motor puede
llevarse a cabo con una precisión elevada utilizando una constante
de muelle exacta.
Además, al efectuarse, según la presente
invención, el proceso de cálculo de la relación masa/muelle después
del montaje del motor de vibración lineal, no es necesario llevar a
cabo los procesos de corrección de la relación masa/muelle en el
montaje, al contrario de lo que ocurre en los casos en los que el
cálculo de la relación masa/muelle se realiza en el montaje del
motor de vibración lineal. Además, al determinarse la relación
masa/muelle en el estado en el cual el aparato de accionamiento del
motor está combinado con el motor de vibración lineal, aunque se
rompa uno de los dos, el motor de vibración lineal o el aparato de
accionamiento, la relación masa/muelle puede determinarse después
de cambiar el elemento roto, es decir que sólo es necesario cambiar
el elemento roto.
Según un decimoctavo aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera
de los aspectos decimotercero a decimosexto, la unidad de detección
de sincronismo detecta el momento en el que el elemento motor que
vibra libremente pasa por la posición relativa prescrita con
respecto a la posición de referencia de la vibración utilizando una
tensión inducida que se genera en una bobina del motor de vibración
lineal debido a la vibración libre del elemento motor. Por lo tanto,
es posible calcular el período de frecuencia natural o similar del
elemento motor que se encuentra que vibra libremente utilizando un
componente tal como el detector de tensión existente, sin utilizar
un sensor de posición especial, con lo cual puede reducirse el
número de componentes, dando como resultado la disminución del
tamaño o del coste del aparato.
Según un decimonoveno aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera
de los aspectos decimotercero a decimosexto, la unidad de vibración
forzada del elemento motor aplica mecánicamente una fuerza al
elemento motor para que el elemento motor vibre libremente. Por lo
tanto, la unidad de vibración forzada puede realizarse mediante un
mecanismo sencillo.
Según un vigésimo aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera
de los aspectos decimotercero a decimosexto, la unidad de vibración
forzada del elemento motor interrumpe temporalmente la corriente
suministrada al motor de vibración lineal para que el elemento motor
vibre libremente. Por lo tanto, la unidad de vibración forzada
puede realizarse utilizando el componente existente, como un
accionador de motor, sin utilizar un componente especial, con lo
cual puede reducirse el número de componentes, dando como resultado
una disminución del tamaño o del coste del aparato. Además, el
procedimiento de vibración libre del elemento motor según la
invención es efectivo cuando el motor de vibración lineal está
sellado y no puede aplicarse ninguna fuerza mecánica al elemento
motor que está incluido en el motor de vibración.
Según un vigésimo primer aspecto de la presente
invención, en el aparato de accionamiento del motor de cualquiera
de los aspectos decimotercero a decimosexto, la unidad de vibración
forzada del elemento motor desconecta la carga conectada al motor
de vibración lineal para que el elemento motor vibre libremente. Por
lo tanto, la unidad de vibración forzada puede realizarse
utilizando el componente existente, como un accionador de motor,
sin utilizar un componente especial, con lo cual puede reducirse el
número de componentes, dando como resultado una disminución del
tamaño o del coste del aparato. Además, el procedimiento de
vibración libre del elemento motor según la invención es efectivo
cuando el motor de vibración lineal está sellado y no puede
aplicarse ninguna fuerza mecánica al elemento motor que está
incluido en el motor de vibración.
Según un vigésimo segundo aspecto de la presente
invención, el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de
los aspectos decimotercero a decimoséptimo comprende una unidad de
control para ajustar el modo de funcionamiento a modo accionamiento
para accionar el motor de vibración lineal para actuar sobre una
carga que está conectada al motor de vibración lineal o a modo
aritmético para calcular la relación masa/muelle, la unidad de
control que ajusta temporalmente el modo de funcionamiento al modo
aritmético antes del inicio de la operación de la carga, la unidad
de determinación de la relación masa/muelle que calcula la relación
masa/muelle en modo aritmético antes del inicio de la operación de
la carga, y la unidad de cálculo de la posición del elemento motor
que calcula la posición del elemento motor en el modo accionamiento
utilizando la relación masa/muelle que ha sido calculada antes del
inicio de la operación de la carga. Por lo tanto, la operación
aritmética para obtener la posición del elemento motor puede
realizarse siempre utilizando la relación masa/muelle en el último
estado del motor de vibración lineal. Por consiguiente, aunque la
relación masa/muelle varíe con el tiempo, puede efectuarse un
cálculo de posición bastante exacto.
Según un vigésimo tercer aspecto de la presente
invención, el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de
los aspectos decimotercero a decimoséptimo comprende una unidad de
control para ajustar el modo de funcionamiento a modo accionamiento
para accionar el motor de vibración lineal para actuar sobre una
carga que está conectada al motor de vibración lineal o a modo
aritmético para calcular la relación masa/muelle, la unidad de
control que ajusta temporalmente el modo de funcionamiento al modo
aritmético después de finalizada la operación de la carga, la unidad
de determinación de la relación masa/muelle que calcula la relación
masa/muelle en modo aritmético después de finalizada la operación
de la carga, y la unidad de cálculo de la posición del elemento
motor que calcula la posición del elemento motor en el modo
accionamiento utilizando la relación masa/muelle que ha sido
calculada en el modo aritmético
recientemente ajustado. Por lo tanto, la operación aritmética para obtener la posición del elemento motor puede realizarse siempre utilizando la relación masa/muelle en el último estado del motor de vibración lineal. Por consiguiente, aunque la relación masa/muelle varíe con el tiempo, puede efectuarse un cálculo de posición bastante exacto.
recientemente ajustado. Por lo tanto, la operación aritmética para obtener la posición del elemento motor puede realizarse siempre utilizando la relación masa/muelle en el último estado del motor de vibración lineal. Por consiguiente, aunque la relación masa/muelle varíe con el tiempo, puede efectuarse un cálculo de posición bastante exacto.
Además, ya que según la presente invención, el
cálculo de la relación masa/muelle se realiza inmediatamente
después del funcionamiento del motor de vibración lineal, la
relación masa/muelle se calcula en un estado en el cual la
temperatura del motor es aproximadamente la misma que la temperatura
del momento en el cual el motor de vibración lineal está
funcionando realmente. Es decir, aunque la relación masa/muelle
varíe según la temperatura, es posible obtener una relación
masa/muelle exacta en el funcionamiento del motor de vibración
lineal calculando la relación masa/muelle a la temperatura a la cual
funciona realmente el motor. Por consiguiente, el cálculo de la
posición para obtener la posición del elemento motor puede
realizarse con una exactitud elevada.
Además, al efectuarse el cálculo de la relación
masa/muelle después de finalizado el funcionamiento, la operación de
calcular la relación masa/muelle no estorba el accionamiento del
motor de vibración lineal.
Según un vigésimo cuarto aspecto de la presente
invención, el aparato de accionamiento del motor de cualquiera de
los aspectos decimotercero a decimoséptimo comprende una unidad de
control para ajustar el modo de funcionamiento a modo accionamiento
para accionar el motor de vibración lineal para actuar sobre una
carga que está conectada al motor de vibración lineal o a modo
aritmético para calcular la relación masa/muelle; una unidad de
detección de la temperatura para detectar la temperatura del motor
de vibración lineal; y una unidad de estimación de la relación
masa/muelle para estimar la relación masa/muelle en estado operativo
de carga, en la que la unidad de control ajusta temporalmente el
modo de funcionamiento al modo aritmético por lo menos en una de las
dos situaciones, antes de iniciar la operación de la carga o
después de finalizar la operación de la carga, la unidad de
estimación de relación masa/muelle, en modo aritmético, calcula la
relación entre la temperatura del motor de vibración lineal y la
relación masa/muelle basándose la relación masa/muelle calculada y
la temperatura detectada por la unidad de detección de la
temperatura al calcular la relación masa/muelle, y en modo
accionamiento, estima la relación masa/muelle en estado operativo
de carga basándose en la temperatura detectada por la unidad de
detección de la temperatura utilizando la relación entre la
temperatura y la relación masa/muelle calculada, y la unidad de
cálculo de la posición del elemento motor calcula la posición del
elemento motor en modo accionamiento utilizando la relación
masa/muelle estimada. Por lo tanto, es posible utilizar una relación
masa/muelle exacta en el cálculo de la posición del elemento motor
que se realiza durante el funcionamiento del motor de vibración
lineal, incrementando de este modo la precisión del cálculo de la
posición del elemento motor.
Además, ya que según la presente invención la
relación masa/muelle del motor de vibración lineal durante el
funcionamiento se estima a partir de la temperatura en el momento en
el cual el motor de vibración lineal funciona realmente, el cálculo
de la posición del elemento motor puede efectuarse con una precisión
elevada utilizando una relación masa/muelle exacta incluso en un
estado en el cual la temperatura del motor de vibración lineal
varía intensamente.
Según un vigésimo quinto aspecto de la presente
invención, se dispone un acondicionador de aire provisto de un
compresor que presenta un cilindro y un pistón, y comprime un
líquido en el cilindro mediante un movimiento alternativo del
pistón, que comprende: un motor de vibración lineal para generar un
movimiento alternativo del pistón, que presenta un elemento motor
dotado de movimiento alternativo, y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor; un aparato de accionamiento del motor
para accionar el motor de vibración lineal; y el motor de vibración
lineal es un motor de vibración lineal según cualquiera de los
aspectos primero, quinto, decimotercero y decimoséptimo. Por lo
tanto, la constante de muelle de la relación masa/muelle se calcula
en el modo en el cual el motor de vibración lineal no se encuentra
en funcionamiento, y la posición del elemento motor en el motor de
vibración lineal se calcula mediante una operación aritmética
utilizando la constante de muelle o la relación masa/muelle
calculadas en el modo de accionamiento del motor de vibración
lineal. Por consiguiente, en un acondicionador de aire que comprende
el motor de vibración lineal dentro de un recinto sellado y se
utiliza en entornos en los cuales la temperatura y la presión varían
intensamente, la posición del elemento motor del motor de vibración
lineal puede obtenerse con una precisión elevada según una operación
aritmética mediante la constante de muelle o la relación
masa/muelle, sin utilizar un sensor de posición. De este modo, la
holgura entre el elemento motor y la culata del cilindro puede
reducirse, dando como resultado la disminución del tamaño del
compresor, lo cual conduce a una disminución del tamaño del
acondicionador de aire.
Además, al estar accionado el elemento motor del
compresor de este acondicionador de aire por un motor de vibración
lineal, puede reducirse la pérdida por rozamiento en comparación con
los acondicionadores de aire en los cuales el elemento motor del
compresor es accionado por un motor de tipo rotación convencional, y
además, aumenta sellabilidad del refrigerante entre el lado de alta
presión y el de baja presión, incrementando la eficacia del
compresor. Por otra parte, al disminuir la pérdida por rozamiento,
puede reducirse de forma significativa la cantidad de aceite
lubricante que es indispensable en un motor de tipo rotativo. De
este modo mejora la reciclabilidad y se reduce la cantidad de
refrigerante que debe añadirse al compresor, al disminuir la
cantidad de refrigerante que se disuelve en el aceite, dando como
resultado una contribución a la conservación del entorno
global.
Según un vigésimo sexto aspecto de la presente
invención, se dispone un refrigerador provisto de un compresor que
presenta un cilindro y un pistón, y comprime un líquido en el
cilindro mediante un movimiento alternativo del pistón, que
comprende: un motor de vibración lineal para generar un movimiento
alternativo del pistón, que presenta un elemento motor dotado de
movimiento alternativo, y un elemento de muelle que soporta el
elemento motor; un aparato de accionamiento del motor para accionar
el motor de vibración lineal; y el motor de vibración lineal es un
motor de vibración lineal según cualquiera de los aspectos primero,
quinto, decimotercero y decimoséptimo. Por lo tanto, en un
refrigerador que comprende el motor de vibración lineal dentro de un
recinto cerrado y se utiliza en entornos en los cuales la
temperatura y la presión varían intensamente, la posición del
elemento motor del motor de vibración lineal puede obtenerse con
una precisión elevada según una operación aritmética mediante la
constante de muelle o la relación masa/muelle, sin utilizar un
sensor de posición, igual que en el caso de acondicionador de aire.
De este modo, la holgura entre el elemento motor y la culata del
cilindro puede reducirse, dando como resultado la disminución del
tamaño del compresor, lo cual conduce a una disminución del tamaño
del refrigerador.
Además, al estar accionado el elemento motor del
compresor de este refrigerador por un motor de vibración lineal,
puede reducirse la pérdida por rozamiento y puede aumentarse la
sellabilidad en comparación con los refrigeradores en los cuales el
elemento motor del compresor es accionado por un motor de tipo
rotación convencional, con lo cual mejora la eficacia del
compresor. Por otra parte, al disminuir la pérdida por rozamiento,
puede reducirse de forma significativa la cantidad de aceite
lubricante. De este modo mejora la reciclabilidad y se reduce la
cantidad de refrigerante que debe añadirse al compresor, dando como
resultado una contribución a la conservación del entorno global.
Según un aspecto vigésimo séptimo de la presente
invención, se dispone un congelador criogénico provisto de un
compresor que presenta un cilindro y un pistón, y comprime un
líquido en el cilindro mediante un movimiento alternativo del
pistón, que comprende: un motor de vibración lineal para generar un
movimiento alternativo del pistón, que presenta un elemento motor
dotado de movimiento alternativo, y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor; un aparato de accionamiento del motor
para accionar el motor de vibración lineal; y el motor de vibración
lineal es un motor de vibración lineal según cualquiera de los
aspectos primero, quinto, decimotercero y decimoséptimo. Por lo
tanto, en un congelador criogénico que comprende el motor de
vibración lineal dentro de un recinto cerrado y se utiliza en
entornos en los cuales la temperatura y la presión varían
intensamente, la posición del elemento motor del motor de vibración
lineal puede obtenerse con una precisión elevada según una
operación aritmética mediante la constante de muelle o la relación
masa/muelle, sin utilizar un sensor de posición, igual que en el
caso de acondicionador de aire. De este modo, la holgura entre el
elemento motor y la culata del cilindro puede reducirse, dando como
resultado la disminución del tamaño del compresor, lo cual conduce
a una disminución del tamaño del congelador criogénico.
Además, al estar accionado el elemento motor del
compresor de este congelador criogénico por un motor de vibración
lineal, puede reducirse la pérdida por rozamiento y puede aumentarse
la sellabilidad en comparación con los refrigeradores en los cuales
el elemento motor del compresor es accionado por un motor de tipo
rotación convencional, con lo cual mejora la eficacia del compresor.
Por otra parte, al disminuir la pérdida por rozamiento, puede
reducirse de forma significativa la cantidad de aceite lubricante.
De este modo mejora la reciclabilidad y se reduce la cantidad de
refrigerante que debe añadirse al compresor, dando como resultado
una contribución a la conservación del entorno global.
Según un aspecto vigésimo octavo de la presente
invención, se dispone una unidad de suministro de agua caliente
provista de un compresor (80a) que presenta un cilindro y un pistón,
y comprime un líquido en el cilindro mediante un movimiento
alternativo del pistón, que comprende: un motor de vibración lineal
para generar un movimiento alternativo del pistón, que presenta un
elemento motor dotado de movimiento alternativo, y un elemento de
muelle que soporta el elemento motor; un aparato de accionamiento
del motor para accionar el motor de vibración lineal; y el motor de
vibración lineal es un motor de vibración lineal según cualquiera de
los aspectos primero, quinto, decimotercero y decimoséptimo. Por lo
tanto, en una unidad de suministro de agua caliente que comprende el
motor de vibración lineal dentro de un recinto cerrado y se utiliza
en entornos en los cuales la temperatura y la presión varían
intensamente, la posición del elemento motor del motor de vibración
lineal puede obtenerse con una precisión elevada según una operación
aritmética mediante la constante de muelle o la relación
masa/muelle, sin utilizar un sensor de posición, igual que en el
caso de acondicionador de aire. De este modo, la holgura entre el
elemento motor y la culata del cilindro puede reducirse, dando como
resultado la disminución del tamaño del compresor, lo cual conduce a
una disminución del tamaño de la unidad de suministro de agua
caliente.
Además, al estar accionado el elemento motor del
compresor de esta unidad de suministro de agua caliente por un motor
de vibración lineal, puede reducirse la pérdida por rozamiento y
puede aumentarse la sellabilidad en comparación con una unidad de
suministro de agua caliente en la cual el elemento motor del
compresor es accionado por un motor de tipo rotación convencional,
con lo cual mejora la eficacia del compresor. Por otra parte, al
disminuir la pérdida por rozamiento, puede reducirse de forma
significativa la cantidad de aceite lubricante. De este modo mejora
la reciclabilidad y se reduce la cantidad de refrigerante que debe
añadirse al compresor, dando como resultado una contribución a la
conservación del entorno global.
Según un aspecto vigésimo noveno de la presente
invención, se dispone un teléfono móvil provisto de un motor de
vibración lineal para generar vibración, y de un aparato de
accionamiento del motor para accionar el motor de vibración lineal,
que comprende: el motor de vibración lineal que presenta un elemento
motor dotado de movimiento alternativo, y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor; y el motor de vibración lineal que es un
motor de vibración lineal según cualquiera de los aspectos primero,
quinto, decimotercero y decimoséptimo. Por lo tanto, es posible
transmitir vibraciones al exterior con dos grados de libertad, es
decir, el número de vibraciones y la amplitud de las vibraciones.
Por consiguiente, en comparación con el caso en el cual la vibración
se genera mediante el motor de tipo rotativo corriente, puede
proporcionarse una diversidad de modelos de vibración. A demás, el
aparato de accionamiento del motor calcula la constante de muelle o
la relación masa/muelle en el modo en el cual el motor de vibración
lineal no funciona, y calcula la posición del elemento motor
utilizando la constante de muelle calculada o la relación
masa/muelle en le modo para el accionamiento del motor de vibración
lineal, detectando la posición del elemento motor con una elevada
exactitud durante el funcionamiento del motor de vibración lineal.
En consecuencia, la holgura entre el elemento motor y si elemento
periférico puede reducirse, dando como resultado la disminución del
tamaño del motor de vibración lineal, lo cual conduce a la
disminución del tamaño del teléfono móvil.
La figura 1 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101a según una
primera forma de realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101b según una
segunda forma de realización de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101c según una
tercera forma de realización de la presente invención.
La figura 4 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101d según una
cuarta forma de realización de la presente invención.
La figura 5 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101e según una
quinta forma de realización de la presente invención.
La figura 6 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101f según una
sexta forma de realización de la presente invención.
La figura 7 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101g según una
séptima forma de realización de la presente invención.
La figura 8 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101h según una
octava forma de realización de la presente invención.
La figura 9 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101i según una
novena forma de realización de la presente invención.
La figura 10 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 101j según una
novena forma de realización de la presente invención.
La figura 11 es un diagrama que ilustra un
circuito equivalente de un motor de vibración lineal que se utiliza
en la técnica anterior.
La figura 12 es un diagrama esquemático para
explicar los sistemas de coordenadas que indican la posición del
elemento motor en el motor de vibración lineal.
La figura 13 es un diagrama esquemático para
explicar un aparato de accionamiento de un motor 211 según una
undécima forma de realización de la presente invención.
La figura 14 es un diagrama esquemático para
explicación de un acondicionador de aire 212 según una duodécima
forma de realización de la presente invención.
La figura 15 es un diagrama esquemático para
explicar un refrigerador 213 según una decimotercera forma de
realización de la presente invención.
La figura 16 es un diagrama esquemático para
explicar un congelador criogénico 214 según una decimocuarta forma
de realización de la presente invención.
La figura 17 es un diagrama esquemático para
explicar una unidad de suministro de agua caliente 215 según una
decimoquinta forma de realización de la presente invención.
La figura 18 es un diagrama esquemático para
explicar un teléfono móvil 216 según una decimosexta forma de
realización de la presente invención.
A continuación se describen formas de realización
de la presente invención.
Forma de realización
1
La figura 1 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor según una primera
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101a según
la primera forma de realización presenta dos modos de funcionamiento
para accionar un motor de vibración lineal. Uno de los modos de
funcionamiento es un modo de accionamiento de accionamiento del
motor de vibración lineal 100 con una tensión de accionamiento o
intensidad de corriente de accionamiento que corresponde a la salida
de motor requerida para actuar sobre una carga que está conectada a
un motor de vibración lineal 100. En este modo de accionamiento, el
aparato de accionamiento del motor 101a impulsa la carga y calcula
la posición del elemento motor del motor de vibración lineal
basándose en la tensión de accionamiento y en la intensidad de
corriente de accionamiento, controlando así el accionamiento del
motor de vibración lineal según la posición calculada del elemento
motor. El otro modo de funcionamiento es un modo aritmético de
realización de una operación aritmética para calcular una constante
de muelle k de un elemento de muelle que soporta el elemento motor,
con vibración libre del elemento motor del motor de vibración lineal
100.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101a según la primera forma de realización comprende un
accionador de motor 1a para accionar/controlar el motor de vibración
lineal 100 basándose en la información de la posición Dpc que
indica la posición Px del elemento motor, una unidad de cálculo de
la posición del elemento motor 2a para realizar el cálculo de
posición del cálculo de la posición Px del elemento motor basándose
en la constante de muelle k del elemento de muelle.
El aparato de accionamiento del motor 101a
comprende además una unidad de vibración forzada 3a para aplicar
temporalmente una fuerza (fuerza de vibración forzada) Ffv de modo
que el elemento motor del motor de vibración lineal 100 vibre
libremente, una unidad de detección de la posición relativa 4a para
detectar el momento en el que el motor pasa a través de la posición
relativa prescrito Pr con respecto a la posición de vibración de
referencia tal como el centro de vibración en estado de vibración
libre del elemento motor y emitir información de sincronismo Dpr
que indica el sincronismo detectado, una unidad de detección de la
frecuencia natural 5a para detectar la frecuencia natural f del
elemento motor basándose en la información de sincronismo Dpr
emitida desde la unidad de detección de la posición relativa 4a, y
una unidad de determinación de la constante de muelle 6a para
determinar la constante de muelle k del elemento de muelle a partir
de la frecuencia natural detectada f y emitir información sobre la
constante de muelle Dk que indica la constante de muelle determinada
a la unidad de detección de la posición del elemento motor 2a.
Dicho de forma estricta, la frecuencia natural mencionada
anteriormente f es la frecuencia natural del sistema de vibración de
muelle que comprende el elemento motor.
El aparato de accionamiento del motor 101a
comprende una unidad de control (no mostrada) para controlar los
componentes respectivos 1a, 2a, 3a, 4a, 5a y 6a del aparato de
accionamiento del motor 101a basándose en una señal de instrucción
conforme a una acción del usuario. Inmediatamente antes del
accionamiento del motor de vibración lineal, el modo de
funcionamiento del aparato de accionamiento del motor 101a pasa
temporalmente al modo aritmético para calcular la constante de
muelle mediante un control de la unidad de control, y a continuación
para al modo de accionamiento para impulsar la carga.
\newpage
A continuación se describirá con mayor detalle,
el motor de vibración lineal 100 y el accionador de motor 1a, la
unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2a, la unidad de
vibración forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de
la posición relativa 4a, la unidad de detección de la frecuencia
natural 5a, y la unidad de determinación de la constante de muelle
6a, que constituyen el aparato de accionamiento del motor 101a.
El motor de vibración lineal 100 comprende un
estator, un elemento motor y un elemento de muelle que soporta el
elemento motor para formar un sistema de vibración de muelle que
incluye el elemento motor. La frecuencia de accionamiento del motor
de vibración lineal es una frecuencia de resonancia del movimiento
alternativo del elemento motor, es decir, la frecuencia de
resonancia del sistema de vibración de muelle, o una frecuencia
próxima a la frecuencia de resonancia. Además, el estator está
constituido por un electroimán que se obtiene devanando una bobina
alrededor del núcleo de hierro, y el estator está constituido por un
imán permanente.
El accionador de motor 1a recibe una tensión de
suministro, y aplica una tensión de accionamiento Vdr al motor de
vibración lineal 100 para accionar el motor de vibración lineal 100.
Normalmente se aplica una tensión de CA al motor de vibración
lineal 100 como tensión de accionamiento Vdr, y se suministra una
intensidad de CA al motor de vibración lineal 100 como corriente de
accionamiento Cdr. El accionador de motor 1a puede hacer que el
elemento motor del motor de vibración lineal 100 efectúe un
movimiento alternativo a una frecuencia que es la misma que la
frecuencia de la tensión CA, aplicando la tensión de CA al motor de
vibración lineal 100 como tensión de accionamiento Vdr. Cuando se
aplica una tensión de CC al motor de vibración lineal 100, el
elemento motor recibe una fuerza electromagnética prescrita. Además,
el accionador de motor 1a decide el nivel (valor pico) de la
tensión de accionamiento (tensión de CA) Vdr basándose en la
información de posición Dpc que indica la posición Px del elemento
motor, que se obtiene mediante el cálculo de la unidad de cálculo
de la posición del elemento motor 2a.
La unidad de cálculo de la posición del elemento
motor 2a obtiene la posición Px del pistón mediante una operación
aritmética durante el funcionamiento del motor de vibración lineal
100, es decir, en un estado en el cual el motor está efectuando un
movimiento alternativo, y emite la información de posición Dpc que
indica la posición del elemento motor del accionador de motor
1a.
Como procedimiento específico, se utiliza el
procedimiento para calcular la posición del elemento motor según la
ecuación de movimiento para el motor de vibración lineal 100, como
se da a conocer en la publicación de patente japonesa no examinada
nº Hei.8-508558 descrita anteriormente como técnica
anterior. En este caso, la constante de muelle k que se utiliza en
el cálculo de la posición del elemento motor es determinada por la
unidad de determinación de la constante de muelle 6a.
La unidad de vibración forzada del elemento motor
3a aplica mecánicamente la fuerza de vibración forzada Ffv al
elemento motor desde el exterior del motor de vibración lineal. Al
aplicar al elemento motor la fuerza de vibración forzada Ffv, el
elemento motor vibra libremente. La unidad de vibración forzada del
elemento motor 3a puede implementarse con un mecanismo sencillo.
No obstante, se contempla un caso en el cual la
carcasa del motor de vibración lineal 100 (carcasa del motor) está
sellada y no puede aplicarse ninguna fuerza directamente al elemento
motor incluido en la misma desde el exterior de la carcasa del
motor. En tal caso, la unidad de vibración forzada del elemento
motor 3a aplica una fuerza electromagnética al elemento motor
utilizando una corriente eléctrica suministrada al motor de
vibración lineal 100. Como procedimiento específico de aplicación de
la fuerza electromagnética al elemento motor, se encuentra por
ejemplo, un procedimiento de interrupción instantánea de la
corriente suministrada desde el accionador de motor 1a al motor de
vibración lineal 100. Es decir, cuando la corriente suministrada
desde el accionador del motor 1a al motor de vibración lineal 100 se
interrumpe de forma instantánea, el elemento motor, que está
soportado por el elemento de muelle, pasa a vibrar libremente. La
unidad de vibración forzada del elemento motor puede realizarse
utilizando el componente existente, tal como un accionador de motor,
sin utilizar componentes especiales, dando como resultado una
reducción del número de componentes, lo cual conduce a la reducción
del tamaño o del coste del aparato.
La corriente suministrada al motor de vibración
lineal 100 puede interrumpirse de forma instantánea en estado de
accionamiento del motor de vibración lineal 100, es decir en un
estado en el cual el elemento motor está efectuando un movimiento
alternativo, aunque esta interrupción instantánea de la corriente
también puede efectuarse interrumpiendo el suministro de corriente
CC en un estado en el cual se aplica la fuerza electromagnética al
elemento motor mediante el suministro de una CC desde el accionador
del motor 1a al motor de vibración lineal 100 que está parado. En
este caso, al no funcionar el motor de vibración lineal 100, es
decir no se aplica ninguna carga al motor de vibración lineal 100,
es posible hacer que el elemento motor vibre libremente a la
amplitud deseada que está afectada por la ausencia de carga.
Además, la unidad de vibración forzada del
elemento motor 3a puede desconectar una carga que está conectada al
motor de vibración lineal para hacer que el elemento motor vibre
libremente. En este caso, la unidad de vibración forzada del
elemento motor 3a puede realizarse utilizando el componente
existente, tal como el accionador del motor, sin utilizar un
componente especial, dando como resultado la reducción del número de
componentes, lo cual conduce a la reducción del tamaño o del coste
del aparato. No es necesario decir que la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento motor vibre
libremente desconectando la carga que está conectada al motor de
vibración lineal también es efectiva en el caso en el cual el motor
de vibración lineal está sellado y, por ejemplo, no puede aplicarse
ninguna fuerza mecánica al elemento motor incluido en el mismo.
La unidad de detección de la posición relativa 4a
detecta el momento en el que el elemento motor pasa a través de una
posición Pr prescrita con respecto a la posición de referencia tal
como el centro de la vibración en el estado en el cual el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibra libremente, y emite
información de sincronismo Dpr que indica el momento detectado. Más
específicamente, puede utilizarse un sensor de posición que utiliza
un elemento Hall o similar como unidad de detección de la posición
relativa 4a. No obstante, no puede utilizarse ningún elemento como
unidad de detección de la posición relativa 4a mientras dicho
elemento emite la información de sincronismo Dpr a partir de la cual
puede obtenerse la frecuencia natural f del elemento motor. En otras
palabras, el sensor de posición que se utiliza como unidad de
detección de la posición relativa 4a puede ser uno solo, y no es
necesario un sensor que presente características de exactitud
elevada de detección de sincronismo o de respuesta elevada de
frecuencia.
Como procedimiento para la detección de que el
elemento motor que efectúa un movimiento alternativo libremente ha
pasado a través de la posición relativa, existe un procedimiento de
utilización de una tensión inducida del motor de vibración lineal
100, en lugar de utilizar el sensor de posición. Como ejemplo
específico, existe un procedimiento de medición de una tensión
inducida generada en una línea que está conectada al motor de
vibración lineal 100, es decir, una bobina que constituye el
electroimán, debido a la vibración libre del elemento motor en un
estado en el cual la salida del accionador del motor 1a está
abierta, es decir, en un estado en el cual el accionador del motor
1a y el motor de vibración lineal no están conectados.
La unidad de detección de la frecuencia natural
5a detecta la frecuencia natural f del elemento motor a partir de la
información de sincronismo Dpr emitida desde la unidad de detección
de la posición relativa 4a. Más específicamente, la unidad de
detección de la frecuencia natural 5a detecta el número de veces que
el elemento motor que vibra libremente pasa por un punto fijo (es
decir, la posición relativa) por unidad de tiempo, basándose en la
información de sincronismo Dpr de la unidad de detección de la
posición relativa 4a. Normalmente, el centro de la vibración del
elemento motor se utiliza como posición relativa Pr.
Es decir, la unidad de detección de la frecuencia
natural 5a detecta la frecuencia natural f del elemento motor
detectando el número de veces que el elemento motor pasa por el
punto fijo (la posición relativa) dentro de un período de tiempo
prescrito. Extendiendo este período de tiempo prescrito puede
incrementarse la exactitud de la detección de la frecuencia
natural.
La unidad de detección de la frecuencia natural
5a puede medir el período de tiempo a partir del momento en el cual
el elemento motor pasa por la posición relativa (un punto fijo) y el
momento en el cual el elemento motor vuelve a pasar por la posición
relativa, y calcula el período de vibración natural basándose en el
período de tiempo medido, con lo cual obtiene el valor inverso del
período como frecuencia natural. También en ese caso, midiendo el
período de tiempo que el elemento motor necesita para pasar por la
posición relativa un gran número de veces superior a dos, por
ejemplo 10 ó 20 veces, puede incrementarse la precisión de la
detección de la frecuencia natural.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6a decide la constante de muelle k a partir de la frecuencia
natural f detectada por la unidad de detección de la frecuencia
natural 5a. Más específicamente, la constante de muelle k se calcula
multiplicando la frecuencia natural f por el doble de la relación
entre la circunferencia y el diámetro (es decir \pi), elevando al
cuadrado del resultado de la multiplicación, y multiplicando además
el valor cuadrado por la masa del elemento motor.
A continuación se describe el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101a
según la primera forma de realización, al introducir la señal que
ordena el inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal en
la unidad de control (no mostrada) mediante una acción del usuario,
los componentes respectivos 1a, 2a, 3a, 4a, 5a y 6a del aparato de
accionamiento del motor 101 son controlados conforme a una señal de
control de la unidad de control para que el modo de funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor 101a pase temporalmente al
modo aritmético y a continuación vuelva al modo de
accionamiento.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la constante de muelle k del elemento muelle del motor de
vibración lineal 100.
La unidad de vibración forzada del elemento motor
3a aplica temporalmente una fuerza de vibración forzada Ffv al
elemento motor del motor de vibración lineal 100 en modo aritmético,
es decir, en el estado en el cual el motor de vibración lineal 100
no funciona, conforme a la señal de control de la unidad de control
(no mostrada) haciendo que el elemento motor vibre libremente.
La unidad de detección de la posición relativa 4a
emite la información de sincronismo Dpr que indica el momento de
paso del elemento motor cada vez que el elemento motor pasa por la
posición relativa en el estado en el cual el elemento motor del
motor de vibración lineal 100 vibra libremente.
La unidad de detección de la frecuencia natural
5a detecta la frecuencia natural f del elemento motor basándose en
la información de sincronismo Dpr de la unidad de detección de la
posición relativa 4a. Más específicamente, la unidad de detección
de la frecuencia natural 5a detecta el número de veces que el
elemento motor que vibra libremente pasa por la posición relativa
dentro de un período de tiempo prescrito, basándose en la
información de sincronismo Dpr, con lo cual obtiene la frecuencia
natural f del elemento motor, y emite la información de frecuencia
Df que indica la frecuencia natural f.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6a calcula la constante de muelle k basándose en la
información de frecuencia Df de la unidad de detección de la
frecuencia natural 5a multiplicando la frecuencia natural f
indicada por la información de frecuencia Df por el doble de la
relación entre el perímetro de la circunferencia y el diámetro
(\pi), y eleva al cuadrado el resultado de la multiplicación, y
además multiplica el valor del cuadrado por la masa del elemento
motor, y emite información de la constante de muelle Dk que indica
la constante de muelle a la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2a.
Acto seguido, el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101a pasa desde el modo
aritmético al modo de accionamiento para accionar el motor de
vibración lineal.
A continuación se describirá la operación en modo
accionamiento del motor de vibración lineal 100.
El accionador de motor 1a aplica la tensión de CA
(tensión de accionamiento) Vdr al motor de vibración lineal 100
para accionar el motor de vibración lineal 100. De este modo se
inicia el funcionamiento normal del motor de vibración lineal
100.
En este momento, la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2a realiza el cálculo de la posición
para obtener la posición del elemento motor basándose en la
corriente de accionamiento Cdr y la tensión de accionamiento Vdr
que se aplican al accionador de motor 1a, utilizando la constante de
muelle k, calculada por la unidad de determinación de la constante
de muelle 6a, y emite información de la posición del elemento motor
Dpc que indica la posición del elemento motor calculada Px al
accionador del motor 1a.
A continuación, el accionador del motor 1a
controla la amplitud (nivel de tensión) de la tensión de
accionamiento Vdr aplicada al motor de vibración lineal 100
basándose en la información de la posición Dpc, para que el
elemento motor que efectúa un movimiento alternativo no supere su
posición crítica.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101a según una primera forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de vibración forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad
de detección de la posición relativa 4a que detecta el momento en
el que el elemento motor que vibra libremente ha pasado por un
punto fijo (posición relativa), y la unidad de detección de la
frecuencia natural 5a que detecta la frecuencia natural f del
elemento motor basándose en la información de sincronismo Dpr de la
unidad de detección de la posición relativa 4a, con lo cual decide
la constante de muelle k del elemento muelle a partir de la
frecuencia natural detectada f. Por lo tanto, es posible obtener con
gran exactitud la posición del elemento motor según el cálculo de
posición que utiliza la constante de muelle k.
Por consiguiente, es posible controlar
exactamente la posición del elemento motor mientras funciona el
motor de vibración lineal. Por lo tanto, puede reducirse la holgura
entre el elemento motor y la carcasa del motor de vibración lineal,
con lo cual disminuye el tamaño o aumenta la potencia del motor de
vibración lineal.
Además, en esta primera forma de realización, la
constante de muelle k del motor de vibración lineal se calcula
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal 100. Por lo tanto, el cálculo de posición para
calcular la posición del elemento motor se realiza siempre
utilizando la constante de muelle k en el último estado del motor
de vibración lineal. Por consiguiente, aunque la constante de muelle
k varíe con el tiempo, la posición del elemento motor puede
obtenerse de forma exacta mediante el cálculo de posición.
Además, en esta forma de realización, el cálculo
de la constante de muelle se realiza después del montaje del motor
de vibración lineal al cual está conectado el aparato de
accionamiento del motor. Por lo tanto, en comparación con el caso
en el cual el cálculo de la constante de muelle se realiza durante
el montaje del motor de vibración lineal mientras que el aparato de
accionamiento del motor no está conectado, se alcanza el efecto
siguiente.
Es decir, en el caso de cálculo de la constante
de muelle que s utiliza en el cálculo de la posición del elemento
motor durante el montaje del motor de vibración lineal, el valor
calculado de la constante de muelle de los motores de vibración
lineales respectivos debe mantenerse en el aparato de accionamiento
del motor combinado con los motores de vibración lineales
respectivos.
Por ejemplo, en un motor de vibración lineal que
realiza una operación aritmética para obtener la posición del
elemento motor mediante hardware, el valor por defecto de la
constante de muelle se ajusta al valor calculado de la constante de
muelle del motor de vibración lineal que debe combinarse con el
aparato de accionamiento del motor, controlando el volumen de un
elemento activo tal como una resistencia. Además, en un aparato de
accionamiento del motor que realiza la operación aritmética para
obtener la posición del elemento motor mediante software, el valor
por defecto de la constante de muelle almacenada en un
microordenador se cambia al valor de la constante de muelle
calculada en el montaje, o la constante de muelle por defecto se
ajusta al valor calculado de la constante de muelle controlando el
volumen del elemento activo tal como una resistencia.
Por lo tanto, en el caso de cálculo de la
constante de muelle en el montaje del motor de vibración lineal, es
necesario efectuar el complicado proceso de corrección del valor por
defecto de la constante de muelle del aparato de accionamiento del
motor respectivo en el montaje. Además, cuando el aparato de
accionamiento del motor se combina con el motor de vibración
lineal, el valor por defecto de la constante de muelle del aparato
de accionamiento del motor se ajusta al valor calculado de la
constante de muelle del motor de vibración lineal con el cual de
combina el aparato de accionamiento del motor. Por lo tanto, aunque
se rompa sólo uno de los dos elementos, el motor o el aparato de
accionamiento, deben cambiarse ambos.
Por otra parte, en el caso de cálculos de la
constante de muelle después del montaje del motor de vibración
lineal, como ocurre en esta primera forma de realización, no es
necesario efectuar en el montaje el complicado proceso de
corrección del valor por defecto de la constante de muelle del
aparato de accionamiento del motor. Además, el valor de la
constante de muelle, que se mantiene en el motor de vibración
lineal, se ajusta en el estado en el cual el aparato de
accionamiento se combina con el motor de vibración lineal. Por lo
tanto, aunque se rompa uno de los dos elementos, el motor de
vibración lineal o el aparato de accionamiento, es posible ajustar
la constante de muelle del aparato de accionamiento del motor
después de cambiar el elemento roto. En otras palabras, cuando se
rompe uno de los dos elementos, el motor o el aparato de
accionamiento, sólo es necesario cambiar el elemento roto.
En esta primera forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101a calcula la constante de muelle k
del motor de vibración lineal 100 inmediatamente antes de iniciar el
funcionamiento del motor de vibración lineal 100, aunque que el
aparato de accionamiento del motor 101a puede calcular la constante
de muelle k inmediatamente después de finalizar el funcionamiento
del motor de vibración lineal 100.
En este caso, durante el funcionamiento del motor
de vibración lineal, la operación de cálculo de posición para
obtener la posición del elemento motor se realiza utilizando la
constante de muelle k que se calculó inmediatamente después del
final del funcionamiento previo del motor de vibración lineal. Por
lo tanto, también en este caso, el cálculo de posición para obtener
la posición del elemento motor puede realizarse utilizando la
constante de muelle k en el último estado del motor de vibración
lineal. Por consiguiente, aunque la constante k varíe con el
tiempo, la posición del elemento motor puede obtenerse exactamente
mediante el cálculo de posición.
Además, al efectuarse, en este caso, el cálculo
de la constante de muelle inmediatamente después del final del
funcionamiento del motor de vibración lineal, la constante de muelle
se calcula en un estado en el cual la temperatura del motor es
aproximadamente la misma que la temperatura real del momento en que
el motor de vibración lineal estaba funcionando. Es decir, aunque
la constante de muelle varía según la temperatura, puede obtenerse
una constante de muelle exacta en el funcionamiento del motor de
vibración lineal calculando la constante de muelle a la temperatura
en la cual el motor trabaja realmente. Por consiguiente, el cálculo
de posición para obtener la posición del motor puede efectuarse con
elevada exactitud.
Además, en este caso, al realizarse el cálculo de
la constante de muelle al final del funcionamiento del motor de
vibración lineal, es posible obtener la constante de muelle sin
obstaculizar el funcionamiento del motor de vibración lineal.
En esta forma de realización, la señal de
instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal es introducida en la unidad de control mediante la
acción del usuario, el modo de funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101a pasa temporalmente al modo aritmético y
posteriormente vuelve a pasar al modo de accionamiento. No
obstante, el funcionamiento en modo aritmético y el funcionamiento
en modo accionamiento pueden efectuarse independientemente conforme
a las señales de instrucción generadas respectivamente mediante la
acción del usuario.
Forma de realización
2
La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra
un aparato de accionamiento del motor 101b según una segunda forma
de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101b según
la segunda forma de realización sólo se diferencia del aparato de
accionamiento del motor 101a según la primera forma de realización
en que el aparato 101b calcula la constante de muelle k que se
utiliza para el cálculo de posición para obtener la posición del
elemento motor basándose en la frecuencia angular natural \omega
del elemento motor.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101b según la segunda forma de realización incluye una
unidad de detección de la frecuencia angular natural 5b para
detectar la frecuencia natural angular (velocidad natural angular)
\omega del elemento motor basándose en el momento en el que el
elemento motor que vibra libremente pasa por un punto fijo
(posición relativa), en lugar de la unidad de detección de la
frecuencia natural 5a en el aparato de accionamiento del motor 101a
según la primera forma de realización, y una unidad de determinación
de la constante de muelle 6b para calcular la constante de muelle k
del elemento de muelle basándose en la frecuencia angular natural
\omega, en lugar de la unidad de determinación de la constante de
muelle 6a del aparato de accionamiento del motor 101a según la
primera forma de realización.
\newpage
A continuación se describirán con mayor detalle
el accionador de motor 1a, la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2a, la unidad de vibración forzada del elemento motor
3a, la unidad de detección de la posición relativa 4b, unidad de
detección de la frecuencia angular natural 5b, y la unidad de
determinación de la constante de muelle 6b que son constituyentes
del aparato de accionamiento del motor 101b.
El accionador de motor 1a, la unidad de cálculo
de la posición del elemento motor 2a, y la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a son idénticos a los del aparato de
accionamiento del motor 101a según la primera forma de
realización.
La unidad de detección de la posición relativa 4b
detecta los momentos en los que el elemento motor pasa por dos
posiciones relativas (primera y segunda posiciones relativas) con
respecto a una posición de referencia tal como el centro de
vibración respectivamente, y emite información de sincronismo Dpr
que indica los momentos detectados.
La unidad de detección de la frecuencia angular
natural 5b detecta la frecuencia angular natural (velocidad angular
natural) \omega del elemento motor basándose en la información
detectada Dpr que es emitida desde la unidad de detección de la
posición relativa 4b, y emite información de la frecuencia angular
natural D\omega que indica la frecuencia angular natural
\omega. Como procedimiento específico para detectar la frecuencia
angular natural \omega, existe un primer procedimiento que
consiste en dividir el valor máximo Mv0 de la velocidad Mv del
elemento motor por el valor máximo Mx0 del desplazamiento Mx del
elemento motor, un segundo procedimiento que consiste en dividir el
valor máximo Ma0 de la aceleración Ma del elemento motor por el
valor máximo Mv0 de la velocidad Mv del elemento motor y un tercer
procedimiento que consiste en dividir el valor máximo Ma0 de la
aceleración Ma del elemento motor por el valor máximo Mx0 del
desplazamiento Mx del elemento motor y obtener la raíz cuadrada del
resultado de la división, y similares. En este caso, la unidad de
detección de la frecuencia angular natural 5b detecta la frecuencia
angular natural (velocidad angular natural) \omega del elemento
motor basándose en los momentos en los que el elemento motor pasa
por las dos posiciones relativas, lo cual se indica mediante la
información de sincronismo Dpr de la unidad de detección de la
posición relativa 4b, según el primer procedimiento, es decir,
utilizando el valor máximo Mv0 de la velocidad Mv del elemento motor
y el valor máximo Mx0 del desplazamiento Mx.
A continuación se describirán brevemente los tres
procedimientos.
El desplazamiento Mx, la velocidad Mv y la
aceleración Ma del elemento motor se expresan como funciones del
tiempo t mediante las fórmulas siguientes (5) a (7).
(5)Mx = Mx0
\cdot sin
(\omegat)
(6)Mv = Mv0
\cdot sin
(\omegat)
(7)Ma = Ma0
\cdot sin
(\omegat)
Además, al obtenerse la velocidad Mv por cálculo
del desplazamiento Mx, la fórmula (6) se convierte en la fórmula
siguiente (8).
(8)Mv = (Mx)' =
Mx0 \cdot \omega \cdot cos
(\omegat)
Además, al obtenerse la aceleración Ma por
cálculo de la velocidad Mv la fórmula (7) se convierte en la fórmula
siguiente (9).
(9)Ma = (Mv)' =
Mv0 \cdot \omega \cdot
cos(\omegat)
Además, al obtenerse la aceleración Ma por
cálculo del desplazamiento Mx, dos veces, la fórmula (7) se
convierte en la fórmula siguiente (10).
(10)Ma =
((Mx)')' = -Mx0 \cdot \omega \cdot \omega \cdot
sin(\omegat)
En la que (') indica el cálculo.
Por lo tanto, según la fórmula anterior (8), el
valor máximo Mv0 de la velocidad Mv es el producto del valor máximo
Mx0 del desplazamiento Mx por la frecuencia angular \omega, y por
lo tanto la frecuencia angular \omega se obtiene dividiendo el
valor máximo Mv0 de la velocidad Mv del elemento motor por el valor
máximo Mx0 del desplazamiento Mx del elemento motor (primer
procedimiento).
\newpage
Además, según la fórmula (9), el valor máximo Ma0
de la aceleración Ma es el producto del valor máximo Mv0 de la
velocidad Mv por la frecuencia angular \omega, y por lo tanto, la
frecuencia angular \omega se obtiene dividiendo el valor máximo
Ma0 de la aceleración Ma del elemento motor por el valor máximo Mv0
de la velocidad Mv del elemento motor (segundo procedimiento).
Además, según la fórmula (10), el valor máximo
Ma0 de la aceleración Ma es el producto del valor máximo Mx0 del
desplazamiento Mx por el cuadrado de la frecuencia angular \omega,
y por lo tanto la frecuencia angular \omega se obtiene dividiendo
el valor máximo Ma0 de la aceleración Ma del elemento motor por el
valor máximo Mx0 del desplazamiento Mx del elemento motor y
calculando la raíz cuadrada del resultado de la división (tercer
procedimiento).
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6b decide la constante de muelle k a partir de la frecuencia
angular \omega que es detectada por la unidad de detección de la
frecuencia angular natural 5b, y emite la información de constante
de muelle Dk que indica la constante de muelle determinada k. Más
específicamente, la operación aritmética para obtener la constante
de muelle k en la unidad de determinación de la constante de muelle
6b (= \omega^{2} \cdot m) es una operación de elevar al
cuadrado la frecuencia natural \omega indicada por la información
de frecuencia D\omega emitida por la unidad de detección de la
frecuencia angular natural 5b y multiplicar la frecuencia natural
elevada al cuadrado por la masa del elemento motor.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101b
según la segunda forma de realización, Cuando una señal de
instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal es introducida mediante una acción del usuario en
la unidad de control (no mostrada), los respectivos componentes 1a,
2a, 3a, 4b, 5b y 6b del aparato de accionamiento del motor 101b son
controlados conforme a una señal de control de la unidad de control,
de modo que el modo de funcionamiento del aparato de accionamiento
del motor 101b pasa temporalmente al modo aritmético y a
continuación pasa al modo de accionamiento, igual que en la primera
forma de realización.
Inicialmente se describirá el funcionamiento en
modo aritmético para determinar la constante de muelle k del
elemento de muelle del motor de vibración lineal 100.
En este aparato de accionamiento del motor 101b
según la segunda forma de realización, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a funciona del mismo que en el aparato
de accionamiento del motor 101a según la primera forma de
realización.
En esta segunda forma de realización, la unidad
de detección de la posición relativa 4b emite la información de
sincronismo Dpr que indica el momento en el que el elemento motor
que vibra libremente pasa por la primera posición relativa y el
momento en el que el elemento motor pasa por la segunda posición
relativa.
La unidad de detección de la frecuencia angular
natural 5b detecta la frecuencia angular natural \omega del
elemento motor basándose en la información de sincronismo Dpr
emitida desde la unidad de detección de la posición relativa 4b, y
emite la información de frecuencia angular D\omega que indica la
frecuencia angular natural \omega. La unidad de detección de la
frecuencia angular natural 5b detecta la frecuencia angular \omega
obteniendo el valor máximo Mv0 de la velocidad del elemento motor y
el valor máximo Mx0 del desplazamiento basándose en la información
de sincronismo Dpr procedente de la unidad de detección de la
posición relativa 4b, y dividiendo el valor máximo Mv0 de la
velocidad del elemento motor por el valor máximo Mx0 del
desplazamiento del elemento motor.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6b recibe la información de frecuencia angular D\omega de
la unidad de detección de la frecuencia angular natural 5b, y
calcula la constante de muelle k (= \omega^{2} \cdot m)
elevando al cuadrado la frecuencia angular natural \omega indicada
por la información de frecuencia angular natural D\omega y
multiplicando el cuadrado de la frecuencia angular por la masa m del
elemento motor, y emite la información de la constante de muelle Dk
que indica la constante de muelle k.
A continuación, el modo operación del aparato de
accionamiento del motor 101b pasa del modo aritmético al modo de
accionamiento.
En el modo de accionamiento, el aparato de
accionamiento del motor 101b según la segunda forma de realización
funciona del mismo modo que en la primera forma de realización.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101b para accionar el motor de vibración
lineal 100 según la segunda forma de realización comprende la unidad
de vibración forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad
de detección de la posición relativa 4b que detecta el momento en el
que el elemento motor que está vibrando libremente pasa por dos
puntos fijos (posiciones relativas) respectivamente, y la unidad de
detección de la frecuencia angular natural 5b que detecta la
frecuencia angular natural \omega del elemento motor basándose en
la información de sincronismo Dpr de la unidad de detección de la
posición relativa 4b, y decide la constante de muelle k del elemento
de muelle a partir de la frecuencia angular natural \omega. Por lo
tanto, la posición del elemento motor puede obtenerse con gran
exactitud mediante el cálculo de posición que utiliza la constante
de muelle k, lo cual produce la reducción del tamaño o el aumento de
la potencia del motor de vibración lineal igual que en la primera
forma de realización.
Además, en esta segunda forma de realización, la
constante de muelle k del motor de vibración lineal se calcula
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal 100, igual que en la primera forma de realización.
Por lo tanto, aunque la constante de muelle k varíe con el tiempo,
la posición del elemento motor puede obtenerse de forma exacta
mediante el cálculo de posición que utiliza la constante k.
En esta segunda forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101b calcula la constante de muelle k del
motor de vibración lineal 100 inmediatamente antes de iniciar el
funcionamiento del motor de vibración lineal 100, aunque el aparato
de accionamiento del motor 101b puede calcular la constante de
muelle k inmediatamente después de completar el funcionamiento del
motor de vibración lineal 100.
Forma de realización
3
La figura 3 es un diagrama de bloques para
explicar el aparato de accionamiento del motor según una tercera
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101c según
la tercera forma de realización sólo se diferencia del aparato de
accionamiento del motor 101a según la primera forma de realización
en que el aparato 101c calcula la constante de muelle k utilizada
en el cálculo de posición para obtener la posición del elemento
motor basándose en el período de frecuencia natural T del elemento
motor.
Es decir, el aparato de accionamiento del motor
101c según la tercera forma de realización comprende una unidad de
detección del período de frecuencia natural 5c para detectar el
período de frecuencia natural T del elemento motor basándose en el
momento en el que el elemento motor que vibra libremente pasa por un
punto fijo (posición relativa), en lugar de la unidad de detección
de la frecuencia natural 5a del aparato de accionamiento del motor
101a según la primera forma de realización, y una unidad de
determinación de la constante de muelle 6c para determinar la
constante de muelle k del elemento de muelle basándose en el período
de frecuencia natural T, en lugar de la unidad de determinación de
la constante de muelle 6a del aparato de accionamiento del motor
101a según la primera forma de realización.
A continuación se describirá con mayor detalle el
accionador de motor 1a, la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2a, la unidad de vibración forzada del elemento motor
3a, la unidad de detección de la posición relativa 4a, la unidad de
detección del período de frecuencia natural 5c y la unidad de
determinación de la constante de muelle 6c, que son constituyentes
del aparato de accionamiento del motor 101c.
El accionador de motor 1a, la unidad de cálculo
de la posición del elemento motor 2a, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a y la unidad de detección de la
posición relativa 4a son idénticos a los del aparato de
accionamiento del motor 101a según la primera forma de
realización.
La unidad de detección del período de frecuencia
natural 5c detecta el período de frecuencia natural T del elemento
motor basándose en la información de sincronismo Dpr de la unidad de
detección de la posición relativa 4a, y emite la información de
período Dt que indica el período de frecuencia natural T. Más
específicamente, la unidad de detección del período de frecuencia
natural 5c detecta el período de tiempo transcurrido desde el
momento en que el elemento motor pasa por un punto fijo al momento
en que el elemento motor vuelve pasa por dicho punto en la misma
dirección, basándose en la información de sincronismo Dpr de la
unidad de detección de la posición relativa 4a. En otras palabras,
la unidad de detección del período de frecuencia natural 5c obtiene
el período de frecuencia natural basándose en el período de tiempo
transcurrido entre el momento en que el elemento motor pasa por una
posición relativa prescrita con respecto al centro de vibración
(normalmente se selecciona el propio centro de vibración) y el
momento en que el elemento motor vuelve a pasar por la posición
relativa. Ahora bien, si para detectar el período de frecuencia
natural se utiliza el período de tiempo requerido para que el
elemento motor efectúe varias veces el movimiento alternativo y no
se utiliza el período de tiempo requerido para que el elemento
motor vaya y vuelva una vez, puede incrementarse la exactitud de la
detección. Además, en el caso de utilización del período de tiempo
necesario para que el elemento motor efectúe el movimiento
alternativo varias veces, aumentando el número de veces que efectúa
el movimiento alternativo puede aumentarse más la exactitud de la
detección.
El procedimiento anteriormente mencionado de
detección directa del período de tiempo necesario para que el
elemento motor vaya y vuelva una sola vez, no es el único
procedimiento para la obtención del período de frecuencia natural,
también existe el procedimiento consistente en la detección del
número de veces que el elemento motor pasa por un punto fijo
durante un período de tiempo prescrito, con lo cual detecta la
frecuencia natural, y el cálculo del período de frecuencia natural
a partir de la frecuencia natural detectada. En este caso, puede
aumentarse la exactitud de la detección del período de frecuencia
natural alargando el período de tiempo prescrito, es decir, el
período de tiempo para medir el número de veces que pasa el elemento
motor por el punto fijo.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6c decide la constante de muelle k a partir del período de
frecuencia natural T detectado por la unidad de detección del
período de frecuencia natural 5c, y emite información de la
constante de muelle Dk que indica la constante de muelle k. Más
específicamente, la operación para calcular la constante de muelle
k en la unidad de detección del período de frecuencia natural 6c (=
1/(T/2\pi)^{2} \cdot (1/m)) es la operación de dividir
el período de frecuencia natural T por el doble de la relación
entre el perímetro de la circunferencia y el diámetro, elevar al
cuadrado el resultado de la división, multiplicar el valor del
cuadrado por el valor inverso de la masa del elemento motor, y
calcular el valor inverso del resultado de la multiplicación.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101c
según la tercera forma de realización, cuando una señal de
instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal es introducida mediante una acción del usuario en
la unidad de control, los respectivos componentes 1a, 2a, 3a, 4a, 5c
y 6c del aparato de accionamiento del motor 101c se controlan
conforme a una señal de control de la unidad de control (no
mostrada), de modo que el modo de funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101c pasa temporalmente al modo aritmético
y a continuación pasa al modo de accionamiento, igual que en la
primera forma de realización.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la constante de muelle k del elemento de muelle del motor
de vibración lineal 100.
En el aparato de accionamiento del motor 101c
según la tercera forma de realización, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a y la unidad de detección de la
posición relativa 4a operan del mismo que en el aparato de
accionamiento del motor 101 según la primera forma de
realización.
En esta tercera forma de realización, la unidad
de detección del período de frecuencia natural 5c detecta el período
de frecuencia natural T del elemento motor basándose en la
información de sincronismo Dpr de la unidad de detección de la
posición relativa 4a, y emite información del período Dt que indica
el período de frecuencia natural T. Por ejemplo, la unidad de
detección del período de frecuencia natural 5c detecta el período
de tiempo a partir del momento en el cual el elemento motor ha
pasado por un punto fijo al momento en el cual el elemento motor
vuelve a pasar por el punto fijo en la misma dirección.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6c recibe el período de información Dt de la unidad de
detección del período de frecuencia natural 5c calcula la constante
de muelle k (= 1/(T/2\pi)^{2} \cdot (1/m)) según la
operación de dividir el período de frecuencia natural T, indicado
por la información de período Dt, por el doble de la relación entre
el perímetro de la circunferencia y el diámetro (\pi), elevar al
cuadrado el resultado de la división, multiplicar el valor del
cuadrado por el valor inverso de la masa del elemento motor, y
calcular el valor inverso del resultado de la multiplicación, y
emite información de la constante de muelle Dk que indica la
constante de muelle k.
A continuación, el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101 pasa del modo aritmético al
modo de accionamiento.
En el modo de accionamiento, el aparato de
accionamiento del motor 101c según la tercera forma de realización
funciona del mismo modo que en la primera forma de realización.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101c según la tercera forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de vibración forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad
de detección de la posición relativa 4a que detecta el momento en
que el elemento motor que está vibrando libremente pasa por un
punto fijo (posición relativa), y la unidad de detección del período
de frecuencia natural 5c que detecta el período de frecuencia
natural T del elemento motor basándose en la información de
sincronismo Dpr que indica el sincronismo detectado, decidiendo la
constante de muelle k del elemento de muelle a partir del período
de frecuencia natural T detectado. Por lo tanto puede obtenerse una
posición del elemento motor muy exacta mediante el cálculo de
posición que utiliza la constante de muelle k, con lo cual puede
efectuarse una disminución del tamaño o un aumento de la potencia
del motor de vibración lineal igual que en la primera forma de
realización.
Además, en esta tercera forma de realización, la
constante de muelle k del motor de vibración lineal 100 se calcula
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal, igual que en la primera forma de realización. Por
lo tanto, aunque la constante de muelle k varíe a lo largo del
tiempo, puede obtenerse de forma exacta la posición del elemento
motor mediante el cálculo de posición que utiliza la constante de
muelle.
En esta tercera forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101c calcula la constante de muelle k
del motor de vibración lineal 100 inmediatamente antes del inicio
del funcionamiento del motor de vibración lineal 100, aunque el
aparato de accionamiento del motor 101c puede calcular la constante
de muelle k inmediatamente después de completar el funcionamiento
del motor de vibración lineal 100.
Forma de realización
4
La figura 4 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento del motor según una cuarta
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101d según
una cuarta forma de realización presenta dos modos de funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor. Uno de los modos de
funcionamiento es el modo de accionamiento del motor de vibración
lineal 100 con una tensión de accionamiento o una intensidad de
corriente de accionamiento correspondiente a la salida de motor
requerida, accionando una carga que está conectada al motor de
vibración lineal 100. El otro modo de funcionamiento es un modo
aritmético de control de la frecuencia de accionamiento del motor
de vibración lineal 100 para detectar la frecuencia de resonancia, y
calcular la constante de muelle k de un elemento de muelle que
soporta el elemento motor basándose en la frecuencia de resonancia.
En el modo de accionamiento, el aparato de accionamiento del motor
101d acciona la carga, así como calcula la posición del motor de
vibración lineal basándose en la constante de muelle k calculada, la
intensidad de corriente de accionamiento, y la tensión de
accionamiento, y controla el accionamiento del motor de vibración
lineal según la posición calculada del elemento motor.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101d según la cuarta forma de realización comprende un
accionador de motor 1d para accionar/controlar el motor de vibración
lineal 100, basándose en la información de posición Dpc que indica
la posición Px del elemento motor, y una unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2a para efectuar el cálculo de posición
para calcular la posición Px del elemento motor basándose en la
constante de muelle k del elemento de muelle del motor de vibración
lineal 100.
El aparato de accionamiento del motor 101d
comprende además una unidad de detección de la intensidad de
corriente 9d para detectar la corriente de accionamiento Cdr
suministrada al motor de vibración lineal 100, una unidad de
detección de la tensión 10d para detectar la tensión de
accionamiento Vdr que se aplica al motor de vibración lineal 100,
una unidad de detección de la frecuencia de resonancia 11d para
controlar el accionador de motor 1d basándose en la intensidad de
corriente detectada Cdr y la tensión de accionamiento detectada Vdr
y detectar una frecuencia de resonancia de accionamiento f' del
aparato de accionamiento del motor 100 y una unidad de
determinación de la constante de muelle 6d para determinar la
constante de muelle k del elemento de muelle basándose en la
frecuencia de resonancia de accionamiento f' detectada y emitir
información de la constante de muelle Dk que indica la constante de
muelle k a la unidad de cálculo de la posición del elemento motor
2a.
En esta cuarta forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101d comprende además una unidad de
control (no mostrada) para controlar los componentes respectivos 1d,
2a, 6d, 9d, 10d y 11d del aparato de accionamiento del motor 101d
basándose en una señal de instrucción según una acción del usuario.
Inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal, el modo de funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101d pasa temporalmente al modo aritmético
para calcular la constante de muelle mediante un control de la
unidad de control, y a continuación pasa al modo de accionamiento
para impulsar la carga.
A continuación se describirán con mayor detalle
el motor de vibración lineal y el accionador de motor 1d, la unidad
de cálculo de la posición del elemento motor 2a, la unidad de
detección de la intensidad de corriente 9d, la unidad de detección
de la tensión 10d, la unidad de detección de la frecuencia de
resonancia 11d, y la unidad de determinación de la constante de
muelle 6d, que son constituyentes del aparato de accionamiento del
motor 101d.
El motor de vibración lineal 100 y la unidad de
cálculo de la posición del elemento motor 2a son iguales a los de
la primera forma de realización.
El accionador de motor 1d aplica la tensión de
accionamiento Vdr al motor de vibración lineal 100 y controla la
tensión de accionamiento Vdr En el modo de accionamiento, el
accionador de motor 1d controla la tensión de accionamiento que se
aplica al motor de vibración lineal 100 para que la tensión de
accionamiento presente un nivel correspondiente a la salida de
motor necesaria para el motor de vibración lineal 100, mientras que
en modo aritmético, el accionador de motor 1d controla la tensión de
accionamiento de modo que la frecuencia de accionamiento del motor
de vibración lineal 100 pase a frecuencia de resonancia según una
señal de control de la frecuencia de accionamiento Sfc de la unidad
de detección de la frecuencia de resonancia 11d.
Cuando se aplica una tensión de CA como tensión
de accionamiento Vdr, el motor de vibración lineal puede hacer que
el elemento motor como constituyente del motor de vibración lineal
100 efectúe un movimiento alternativo a una frecuencia que es igual
a la frecuencia de la tensión aplicada. Cuando se aplica una tensión
de CC como tensión de accionamiento, tiene lugar un impulso del
elemento motor al nivel prescrito.
La unidad de detección de la intensidad de
corriente 9d detecta la intensidad de corriente de accionamiento
Cdr suministrada por el accionador de motor 1d al motor de vibración
lineal 100, es decir, emite una señal de detección de intensidad de
corriente Cd que indica la intensidad de corriente de accionamiento
según una señal del monitor de intensidad corriente Cmnt que se
obtiene monitorizando la intensidad de corriente de accionamiento
Cdr. Como ejemplo específico del procedimiento de detección de la
intensidad de corriente se contempla un procedimiento que utiliza
un sensor de intensidad de corriente sin contactos o un
procedimiento que utiliza una resistencia
Shunt.
Shunt.
La unidad de detección de la tensión 10d
comprende un sensor de tensión 10d1 que detecta la tensión de
accionamiento Vdr aplicada por el accionador de motor 1d al motor de
vibración lineal 100, y emite una señal de detección de tensión Vd
que indica la tensión de accionamiento Vdr basándose en la salida
(salida de sensor) Vsns del sensor 10d1. En este caso, se muestra
un procedimiento de utilización del sensor de tensión como ejemplo
específico del procedimiento de detección de la tensión. No
obstante, como procedimiento de detección de la tensión de
accionamiento, se contempla un procedimiento de medición de la
tensión de accionamiento que consiste en someter directamente la
tensión de accionamiento aplicada al motor de vibración lineal a una
división de resistencia, o un procedimiento de estimación de la
tensión de accionamiento Vdr a partir de la información de tensión
que indica la tensión de accionamiento Vdr generada en el accionador
de motor 1d.
La unidad de detección de la frecuencia de
resonancia 11d detecta la frecuencia de accionamiento de resonancia
f' del motor de vibración lineal basándose en la señal de detección
de intensidad de corriente Cd de la unidad de detección de
intensidad de corriente 9d y la señal de detección de tensión Vd de
la unidad de detección de tensión 10d. Más específicamente, la
unidad de detección de frecuencia de resonancia 11d controla el
accionador de motor 1d de manera que la frecuencia de accionamiento
del motor de vibración lineal en un estado en el que se fija la
amplitud de la intensidad de corriente de accionamiento que se
suministra al motor de vibración lineal 100 es una frecuencia que
maximiza la potencia suministrada al motor de vibración lineal,
detecta la frecuencia de resonancia de accionamiento (referenciada
a partir de ahora simplemente como frecuencia de resonancia) f' del
motor de vibración lineal basándose en la frecuencia de
accionamiento que maximiza la potencia suministrada y emite una
información de frecuencia de resonancia Drf que indica la frecuencia
de resonancia detectada f'.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6d decide la constante de muelle k a partir de la frecuencia
de resonancia f' detectada por la unidad de detección de la
frecuencia de resonancia 11d, y emite información de la constante
de muelle Dk que indica la constante de muelle k. Más
específicamente, la unidad de determinación de la constante de
muelle 6d calcula la constante de muelle k (= (f' \cdot
2\pi)^{2} \cdot m) multiplicando la frecuencia de
resonancia f' por el doble de la relación entre el perímetro de la
circunferencia y el diámetro (\pi), elevando al cuadrado el
resultado de la multiplicación, y multiplicando el valor del
cuadrado por la masa m del elemento motor.
Además, es deseable que la operación de la unidad
de determinación de la constante de muelle 6d para determinar la
constante de muelle k se realice cuando el motor de vibración lineal
100 no presente carga por muelle. Para mejor especificación, cuando
la carga incluye un elemento de muelle, se calcula una combinación
de la constante de muelle del motor de vibración lineal y la
constante de muelle del elemento de muelle de la carga, y por lo
tanto no puede obtenerse la constante de muelle exacta del motor de
vibración lineal 100. Así pues, en este caso, se asume que la
operación en modo aritmético para calcular la constante de muelle se
lleva a cabo en estado de ausencia de carga.
A continuación se describe el aparato de
accionamiento del motor.
En el motor de vibración lineal 101d según la
cuarta forma de realización, cuando se introduce en la unidad de
control, mediante una acción del usuario, una señal de instrucción
que ordena el inicio del funcionamiento del motor de vibración
lineal, los componentes respectivos 1d, 2a, 6d, 9d, 10d y 11d del
aparato de accionamiento del motor 101d son controlados conforme a
una señal de control de la unidad de control (no mostrada) para que
el modo de funcionamiento del aparato de accionamiento del motor
101d pase temporalmente al modo aritmético y a continuación vuelva
a pasar al modo de accionamiento.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la constante de muelle k del elemento de muelledel motor
de vibración lineal 100.
El accionador de motor 1d suministra una tensión
de accionamiento o una intensidad de corriente de accionamiento al
motor de vibración lineal 100 conforme a una señal de control
procedente de la unidad de control (no mostrada) para accionar el
motor de vibración lineal 100. En este momento, la unidad de
detección de la tensión 10d detecta la tensión de accionamiento Vdr
basándose en una salida de sensor Vsns del sensor de tensión 10d1,
y emite una señal de detección de tensión Vd. La unidad de detección
de la intensidad de corriente 9d detecta la corriente de
accionamiento Cdr suministrada por el accionador de motor 1d al
motor de vibración lineal 100 y emite una señal de detección de
intensidad de corriente Cd.
La unidad de detección de la frecuencia de
resonancia 11d emite una señal de control de frecuencia de
accionamiento Sfc para el accionador de motor 1d conforme a la
señal de salida Vd de la unidad de detección de la tensión 10d y a
la señal de salida Cd de la unidad de detección de la intensidad de
corriente 9d. A continuación, el accionador de motor 1d controla la
frecuencia de la tensión de accionamiento Vdr aplicada al motor de
vibración lineal 100 para que la frecuencia de accionamiento del
motor de vibración lineal 100 pase a ser una frecuencia que
maximice la potencia suministrada al motor de vibración lineal 100,
y detecta la frecuencia de resonancia f' que es la frecuencia que
maximiza la potencia suministrada al motor de vibración lineal.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6d calcula la constante de muelle k basándose en la
información de frecuencia Drf que indica la frecuencia de
resonancia f' detectada por la unidad de detección de la frecuencia
de resonancia 11d según la operación de multiplicar la frecuencia de
resonancia f' por el doble de la relación entre el perímetro de la
circunferencia y el diámetro, elevar al cuadrado el resultado de la
división y multiplicar el valor del cuadrado por la masa del
elemento motor, y emite información de la constante de muelle Dk que
indica la constante de muelle calculada.
Seguidamente, el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101d pasa del modo aritmético al
modo de accionamiento.
A continuación se describirá el funcionamiento en
modo accionamiento.
El accionador de motor 1d aplica una tensión de
CA (tensión de accionamiento) Vdr al motor de vibración lineal 100
mediante un control de la unidad de control (no mostrada),
accionando así el motor de vibración lineal 100.
En este momento, la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2a realiza el cálculo de posición para
obtener la posición del elemento motor basándose en la intensidad de
corriente de accionamiento Cdr y en la tensión de accionamiento Vdr
aplicadas al motor de vibración lineal 100, utilizando la constante
de muelle k que se calcula mediante la unidad de determinación de
la constante de muelle 6d, y emite información de la posición del
elemento motor Dpc que indica la posición calculada del elemento
motor al accionador de motor 1d.
A continuación, el accionador de motor 1d
controla el nivel de la tensión de accionamiento Vdr que se aplica
al motor de vibración lineal 100 basándose en la información de
posición Dpc para que el elemento motor que efectúa un movimiento
alternativo no supere la posición crítica.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101d según la cuarta forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de detección de la intensidad de corriente 9d que detecta la
intensidad de corriente de accionamiento Cdr que se suministra al
motor de vibración lineal 100, la unidad de detección de la tensión
10d que detecta la tensión de accionamiento Vdr que se aplica al
motor de vibración lineal 100, y la unidad de detección de la
frecuencia de resonancia 11d que detecta la frecuencia de
resonancia f' del motor de vibración lineal 100 controlando el
accionador de motor 1d basándose en la intensidad de corriente de
accionamiento Cdr detectada y en la tensión de accionamiento Vdr
detectada, con lo cual decide la constante de muelle k del elemento
de muelle basándose en la frecuencia de resonancia f' detectada.
Por lo tanto, la posición del elemento motor puede obtenerse con
gran exactitud mediante el cálculo de posición que utiliza la
constante de muelle k, con lo cual puede efectuarse una disminución
del tamaño o un aumento de la potencia del motor de vibración
lineal, igual que en la primera forma de realización.
Además, en esta cuarta forma de realización, la
constante k del motor de vibración lineal 100 se calcula
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal, igual que en la primera forma de realización. Por
lo tanto, la posición del elemento motor puede obtenerse con
exactitud según el cálculo de posición, aunque la constante de
muelle k varíe con el tiempo.
En esta cuarta forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101d calcula la constante de muelle k
del motor de vibración lineal 100 inmediatamente antes del inicio
del funcionamiento del motor de vibración lineal 100, aunque el
aparato de accionamiento del motor 101d puede calcular la constante
de muelle k inmediatamente después de finalizado el funcionamiento
del motor de vibración lineal 100.
En este caso, durante el funcionamiento del motor
de vibración lineal, el cálculo de posición para obtener la
posición del elemento motor se realiza utilizando la constante de
muelle k que ha sido calculada inmediatamente después del final del
funcionamiento anterior del motor de vibración lineal. Por lo tanto,
también en este caso, el cálculo de posición para obtener la
posición del elemento motor puede realizarse siempre utilizando la
constante de muelle k en el último estado del motor de vibración
lineal. Por consiguiente, aunque la constante de muelle varíe con
el tiempo, es posible obtener la posición del elemento motor con
exactitud según el cálculo de posición.
Además, al efectuarse en este caso el cálculo de
la constante de muelle k inmediatamente después del final del
funcionamiento del motor de vibración lineal, la constante de muelle
k calculada en un estado en el cual la temperatura del motor es
aproximadamente la misma que la temperatura real del momento en el
cual el motor de vibración lineal está funcionando. Es decir,
aunque la constante de muelle k varíe según la temperatura, es
posible obtener una constante de muelle k exacta en el
funcionamiento del motor de vibración lineal calculando la
constante de muelle k a la temperatura a la cual funciona realmente
el motor. Por consiguiente, el cálculo de la posición para obtener
la posición del elemento motor puede realizarse con una exactitud
elevada.
Además, en este caso, al efectuarse el cálculo de
la constante de muelle k después de finalizado el funcionamiento,
del motor de vibración lineal, es posible obtener la constante de
muelle k sin estorbar el funcionamiento del motor de vibración
lineal.
Además, en esta cuarta forma de realización, la
unidad de detección de la frecuencia de resonancia 11d controla el
accionador de motor 1d en un estado en el cual la amplitud de la
corriente de accionamiento suministrada al motor de vibración
lineal 100 es fija, de modo que la frecuencia de accionamiento del
motor de vibración lineal pasa a ser una frecuencia que maximiza la
potencia suministrada al motor de vibración lineal, y detecta la
frecuencia de resonancia f' del motor de vibración lineal basándose
en la frecuencia de accionamiento que maximiza la potencia
suministrada. No obstante, la unidad de detección de la frecuencia
de resonancia 11d puede detectar la frecuencia de resonancia a
partir de la diferencia de fases entre la intensidad de corriente
de accionamiento y la tensión de accionamiento en un estado en el
cual el motor de vibración lineal entra en resonancia.
Para abreviar, la diferencia de fases entre la
intensidad de corriente de accionamiento y la tensión de
accionamiento no es siempre fija sino que se decide únicamente
basándose en la amplitud de la corriente de accionamiento, la
frecuencia de accionamiento, y el valor de la tensión inducida (la
amplitud o el valor efectivo de la tensión inducida).
\newpage
Por consiguiente, la unidad de detección de la
frecuencia de resonancia 11d puede controlar la frecuencia de la
tensión de accionamiento que se aplica desde el accionador de motor
1d de modo que la diferencia de fases entre la tensión de
accionamiento y la intensidad de corriente de accionamiento se
convierta en una diferencia de fases en estado de resonancia, que
se decide únicamente a partir de la amplitud de la corriente de
accionamiento, la frecuencia de accionamiento y del valor de la
tensión inducida, y decide la frecuencia de resonancia a una
frecuencia de la tensión de accionamiento cuando la diferencia de
fases entre la tensión de accionamiento y la intensidad de
corriente de accionamiento se convierte en una diferencia de fases
en estado de resonancia.
Además, en esta cuarta forma de realización, el
aparato de accionamiento del motor 101d presenta dos modos de
funcionamiento, es decir, el modo de accionamiento y el modo
aritmético, y en el modo de accionamiento acciona el motor de
vibración lineal 100 a un valor de tensión de accionamiento (o a un
valor de intensidad de corriente de accionamiento) correspondiente
a la salida requerida por el motor, mientras que en el modo
aritmético, detecta la frecuencia de resonancia del motor de
vibración lineal 100 y obtiene la constante de muelle basándose en
la frecuencia de resonancia detectada. No obstante, también es
posible que el aparato de accionamiento del motor 101d presente
solamente un modo de funcionamiento (modo de accionamiento) para
impulsar la carga del motor de vibración lineal y, en este modo de
accionamiento, detecta la frecuencia de resonancia del motor de
vibración lineal y acciona el motor de vibración lineal a la
frecuencia de resonancia detectada, así como decide la constante de
muelle k basándose en la frecuencia de resonancia detectada.
Forma de realización
5
La figura 5 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento del motor según una quinta
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101e
presenta dos modos de funcionamiento para accionar el motor de
vibración lineal. Uno de los modos de funcionamiento es el modo de
accionamiento para accionar el motor de vibración lineal 100 con
una tensión de accionamiento o una intensidad de corriente de
accionamiento correspondiente a la salida de motor, para impulsar
una carga del motor de vibración lineal. El otro modo de
funcionamiento es el modo aritmético para calcular la constante de
muelle k del elemento de muelle del motor de vibración lineal 100 y
calcular una relación entre la constante de muelle k y la
temperatura del motor T (función constante de
muelle-temperatura) Qa. En el modo de accionamiento,
el motor de vibración lineal 101e estima la constante de muelle del
motor de vibración lineal a partir de la temperatura del motor Tm
basándose en la función constante de
muelle-temperatura Qa, calcula la posición del
elemento motor utilizando la constante de muelle estimada
k(t) y controla el accionamiento del motor de vibración
lineal 100 según la posición del elemento motor calculada.
El motor de vibración lineal 100 es el mismo que
en la primera forma de realización.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101e según la quinta forma de realización comprende un
accionador de motor 1a para accionar/controlar el motor de vibración
lineal 100 basándose en la información de posición Dpc que indica
la posición Px del elemento motor, y una unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2e para efectuar el cálculo de posición
para calcular la posición Px del elemento motor basándose en la
constante de muelle k(t) estimada en el modo de accionamiento
del motor de vibración lineal 100.
En esta descripción, el accionador de motor 1a es
idéntico al de la primera forma de realización. La unidad de
cálculo de la posición del elemento motor 2e obtiene la posición Px
del elemento motor en el momento en el cual el motor de vibración
lineal 100 está efectuando un movimiento alternativo mediante una
operación de cálculo de posición, del mismo modo que la unidad de
cálculo de la posición del elemento motor 2a según la primera forma
de realización, Como operación específica de cálculo de posición, la
posición Px del elemento motor se calcula utilizando la ecuación de
movimiento del motor de vibración lineal100, como se describe en la
primera forma de realización o en la técnica anterior. En esta
unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2e según la
quinta forma de realización, en el cálculo de posición se utiliza
como constante de muelle una constante de muelle k(t)
estimada a partir de la temperatura del motor Tm.
El aparato de accionamiento del motor 101e
comprende una unidad de vibración forzada del elemento motor 3a
para aplicar temporalmente una fuerza de vibración forzada Ffv al
elemento motor del motor de vibración lineal 100 para hacer que el
elemento motor vibre libremente, una unidad de detección de la
posición relativa 4a para detectar el momento en el que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 pasa por una posición
relativa prescrita con respecto a una posición de referencia tal
como el centro de la vibración en un estado en el cual el elemento
motor vibra libremente, y emitir información de sincronismo Dpr que
indica el sincronismo detectado, y una unidad de detección de la
frecuencia natural 5a para detectar la frecuencia natural fpv del
sistema de vibración de muelle basándose en la información de
sincronismo Dpr. En esta forma de realización, la unidad de
vibración forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de
la posición relativa 4a y la unidad de detección de la frecuencia
natural 5a son idénticas a las de la primera forma de
realización.
El aparato de accionamiento del motor 101e además
comprende una unidad de determinación de la constante de muelle 6a
para determinar la constante de muelle k del elemento de muelle a
partir de la frecuencia natural detectada fpv y emitir información
de constante de muelle Dk que indica la constante de muelle
determinada, una unidad de detección de la temperatura 12e para
detectar la temperatura del motor Tm del motor de vibración lineal
100 y emitir información de temperatura Dtm que indica la
temperatura del motor Tm detectada, y una unidad de estimación de
la constante de muelle 13e que estima la constante de muelle del
elemento de muelle del aparato de accionamiento del motor de
vibración lineal que se encuentra en funcionamiento basándose en la
información de la constante de muelle Dk y en la información de
temperatura Dtm.
La unidad de detección de la temperatura 12e
comprende un sensor de temperatura que se monta sobre el motor de
vibración lineal 100 para monitorizar la temperatura del motor Tm.
La unidad de determinación de la constante de muelle 6a es idéntica
a la de la primera forma de realización. Más específicamente, la
unidad de determinación de la constante de muelle 6a decide la
constante de muelle k multiplicando la frecuencia natural fpv
detectada por la unidad de detección de la frecuencia natural 5a
por el doble de la relación entre el perímetro de la circunferencia
y el diámetro, elevando al cuadrado el resultado de la
multiplicación y multiplicando el valor del cuadrado por la masa
del elemento motor, y emite información de la constante de muelle Dk
que indica la constante de muelle k determinada. En el modo
aritmético, la unidad de estimación de la constante de muelle 13e
calcula una función constante de muelle-temperatura
Qa que muestra la relación entre la constante de muelle k y la
temperatura del motor Tm basándose en la información de la constante
de muelle Dk y la información de la temperatura Dtm y, en el modo
de accionamiento, la unidad de estimación de la constante de muelle
estima la constante de muelle del motor de vibración lineal que es
operado en estado de carga a partir de la temperatura de motor Tm
detectada utilizando la función constante de
muelle-temperatura Qa, y emite información de la
constante de muelle estimada Dk(t) que indica la constante de
muelle estimada k(t). Aquí, la unidad de estimación de la
constante de muelle 13e realiza el cálculo de la función constante
de muelle-temperatura Qa, basándose en el
coeficiente de temperatura \alphak del elemento de muelle, lo cual
indica la relación del cambio en la constante de muelle con
respecto al cambio en la temperatura. Más específicamente, la unidad
de estimación de la constante de muelle 13e guarda el coeficiente
de temperatura \alphak dependiente del elemento de muelle en su
memoria interna, y calcula la función constante de
muelle-temperatura Qa, como función lineal que
indica la correspondencia entre la constante de muelle k y la
temperatura del motor Tm a partir de la constante de muelle k del
elemento de muelle, que ha sido determinada en el modo aritmético
por la unidad de determinación de la constante de muelle 6a, la
temperatura del motor Tm que ha sido detectada en el modo aritmético
por la unidad de detección de la temperatura 12e, y el coeficiente
de temperatura \alphak del elemento de muelle, que se guarda en
la memoria interna.
Aquí, la función constante de
muelle-temperatura Qa, no está limitada a la función
lineal que indica la correspondencia entre la constante de muelle k
y la temperatura del motor Tm, pero puede ser una matriz
tridimensional que indica la correspondencia entre la constante de
muelle k y la temperatura del motor Tm.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101e según la quinta forma de realización
estima la constante de muelle k(t) del motor de vibración
lineal a partir de la temperatura del motor Tm en el modo de
accionamiento, calcula la posición del elemento motor a partir de la
constante de muelle k(t) estimada y controla el accionamiento
del motor de vibración lineal según la posición del elemento motor
calculada.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101e
según la quinta forma de realización, cuando una señal de
instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal es introducida mediante una acción del usuario en
la unidad de control, los respectivos componentes 1a, 2e, 3a, 4a,
5a, 6a, 12e y 13e del aparato de accionamiento del motor 101e son
controlados conforme a una señal de control de la unidad de control
(no mostrada), de modo que el modo de funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101e pasa temporalmente al modo aritmético y
a continuación pasa al modo de accionamiento, igual que en la
primera forma de realización.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la constante de muelle k del elemento de muelle del motor
de vibración lineal 100.
La unidad de vibración forzada del elemento motor
3a aplica temporalmente una fuerza de vibración forzada Ffv al
elemento motor del motor de vibración lineal 100 conforme a una
señal de control de la unidad de control (no mostrada) en modo
aritmético, es decir, en un estado en el cual el motor de vibración
lineal 100 no funciona, haciendo que el elemento motor vibre
libremente.
La unidad de detección de la posición relativa 4a
detecta un momento en el que el elemento motor que vibra libremente
pasa por un punto fijo (posición relativa), y emite información de
sincronismo Dpr que indica el sincronismo detectado.
La unidad de detección de la frecuencia natural
5a detecta la frecuencia natural f del sistema de vibración de
muelle basándose en la información de sincronismo Dpr de la unidad
de detección de la posición relativa 4a. Más específicamente, la
unidad de detección de la frecuencia natural 5a detecta el número de
veces que pasa el elemento motor que vibra libremente por un punto
fijo (normalmente el centro de vibración del elemento motor) durante
un período de tiempo prescrito, y emite información de frecuencia Df
que indica la frecuencia natural f.
La unidad de determinación de la constante de
muelle 6a calcula la constante de muelle k utilizando la frecuencia
natural f que es detectada por la unidad de detección de la
frecuencia natural 5a según una operación consistente en
multiplicar la frecuencia natural f por el doble de la relación
entre el perímetro de la circunferencia y el diámetro (\pi),
elevar al cuadrado el resultado de la multiplicación, y además,
multiplicar el valor del cuadrado por la masa del elemento motor, y
emite información de la constante de muelle Dk que indica la
constante de muelle a la unidad de estimación de la constante de
muelle 13e.
En este momento, la unidad de detección de la
temperatura 12e detecta la temperatura del motor Tm del motor de
vibración lineal 100 y emite la información de temperatura Dtm que
indica la temperatura del motor detectada a la unidad de estimación
de la constante de muelle 13e.
A continuación, la unidad de estimación de la
constante de muelle 13e calcula una función constante de
muelle-temperatura Qa que muestra la relación entre
la constante de muelle k y la temperatura del motor Tm basándose en
el coeficiente de temperatura \alphak del elemento de muelle que
se guarda en la memoria interna, la información de la constante de
muelle Dk, y la información de temperatura Dtm, y mantiene los datos
de la función calculada Qa en la memoria interna.
Finalmente, el modo de funcionamiento del aparato
de accionamiento del motor 101e pasa del modo aritmético al modo de
accionamiento.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor en modo de accionamiento.
Cuando el accionador de motor 1a aplica una
tensión de CC (tensión de accionamiento) Vdr al motor de vibración
lineal 100, el motor de vibración lineal 100 es accionado y se
inicia la acción sobre una carga que está conectada al motor de
vibración lineal.
En este momento, la información de temperatura
Dtm que indica la temperatura del motor Tm detectada por la unidad
de detección de la temperatura 12e se introduce en la unidad de
estimación de la constante de muelle 13e, y la unidad de estimación
de la constante de muelle 13e estima la constante de muelle en un
estado en el cual el motor de vibración lineal se encuentra en
funcionamiento a partir de la temperatura del motor Tm detectada
basándose en la función constante de
muelle-temperatura Qa, y emite información de la
constante de muelle estimada Dk(t) que indica la constante
de muelle estimada k(t) a la unidad de cálculo de la posición
del elemento motor 2e.
A continuación, la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2e efectúa la operación de cálculo de
posición para obtener la posición del elemento motor basándose dn la
intensidad de corriente de accionamiento Cdr y en la tensión de
accionamiento Vdr aplicada al accionador de motor 1a utilizando la
constante de muelle estimada k(t) indicada por la
información de la constante de muelle estimada Dk(t), y emite
información de posición Dpc que indica la posición calculada Px del
elemento motor al accionador de motor 1a.
A continuación, el accionador de motor 1a
controla el nivel de la tensión Vdr aplicado al motor de vibración
lineal 100 basándose en la información de posición Dpc para que el
elemento motor que está efectuando un movimiento alternativo no
supere la posición crítica.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101e según una quinta forma de realización
del motor de vibración lineal 100 comprende la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento motor del
motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad de
detección de la frecuencia natural 5a que detecta la frecuencia
natural f del elemento motor basándose en el estado de vibración
libre del elemento motor, la unidad de determinación de la constante
de muelle 6a que decide la constante de muelle k basándose en la
frecuencia natural f detectada, y la unidad de detección de la
temperatura 12e que detecta la temperatura del motor de vibración
lineal. En el modo aritmético, el aparato de accionamiento del motor
calcula la relación Qa entre la constante de muelle k y la
temperatura del motor Tm basándose en el coeficiente de temperatura
\alphak de la constante de muelle, la temperatura del motor Tm
detectada, y la constante de muelle k determinada, mientras que en
modo de accionamiento, el aparato de accionamiento del motor estima
la constante de muelle k(t) en estado operativo de carga a
partir de la temperatura del motor Tm que ha sido detectada en
estado operativo utilizando la función constante de
muelle-temperatura Qa. Por lo tanto, en estado
operativo del motor, el cálculo de posición para obtener la posición
del elemento motor se realiza utilizando la constante de muelle
k(t) correspondiente a la temperatura del motor Tm, con lo
cual puede obtenerse la posición del elemento motor con una
exactitud elevada en estado operativo del motor.
Por consiguiente, el control de la posición del
elemento motor durante el funcionamiento del motor puede realizarse
con gran exactitud, lo cual permite reducir en mayor medida la
holgura entre el elemento motor y la carcasa del motor de vibración
lineal, y así disminuir el tamaño del motor de vibración lineal o
aumentar su potencia.
Además, ya que en esta quinta forma de
realización la constante de muelle del motor de vibración lineal 100
se calcula inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del
motor de vibración lineal, aunque la constante de muelle del motor
de vibración lineal varíe con el tiempo es posible calcular la
posición del elemento motor con gran exactitud mediante el cálculo
de posición para obtener la posición del elemento motor.
En esta quinta forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101e efectúa el cálculo de la constante
de muelle k del motor de vibración lineal 100 y la detección de la
temperatura del motor Tm inmediatamente antes del inicio del
funcionamiento del motor de vibración lineal 100 para calcular la
función constante de muelle-temperatura Qa y,
durante el funcionamiento, estima la constante de muelle k(t)
a partir de la temperatura del motor Tm utilizando la función
constante de muelle-temperatura Qa que ha sido
calculada inmediatamente antes del inicio del funcionamiento. No
obstante, el aparato de accionamiento del motor 101e puede calcular
la función constante de muelle-temperatura Qa
efectuando el cálculo de la constante de muelle k del motor de
vibración lineal 100 y la detección de la temperatura del motor Tm
inmediatamente después del final del funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 100 y, durante el funcionamiento, estimar la
constante de muelle k(t) a partir de la temperatura del
motor Tm utilizando la función constante de
muelle-temperatura Qa calculada al final del
funcionamiento previa del
motor.
motor.
Además, el aparato de accionamiento del motor
101e puede calcular la función constante de
muelle-temperatura Qa efectuando el cálculo de la
constante de muelle k del motor de vibración lineal 100 y la
detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100 e
inmediatamente después del final de dicha operación.
En este caso, es deseable que la operación para
obtener la posición del elemento motor en el modo de accionamiento
se realice utilizando un valor medio de la constante de muelle que
se obtiene de la función constante de
muelle-temperatura Qa calculada inmediatamente
antes del inicio de la presente operación, y la constante de muelle
que se obtiene a partir de la función constante de
muelle-temperatura Qa calculada inmediatamente
después del final de la operación previa.
Además, en esta quinta forma de realización, la
unidad de estimación de la constante de muelle 13e calcula la
función constante de muelle-temperatura Qa
utilizando el coeficiente de temperatura \alphak del elemento de
muelle, el cual se guardó previamente en la memoria interna, aunque
el procedimiento para calcular la función constante de
muelle-temperatura Qa no está restringido al que
utiliza el coeficiente de temperatura \alphak del elemento de
muelle.
Por ejemplo, la unidad de estimación de la
constante de muelle 13e puede calcular la función constante de
muelle-temperatura Qa a partir de la constante de
muelle a temperaturas diferentes efectuando el cálculo de la
constante de muelle k del motor de vibración lineal 100 y la
detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100 y además
realizar el cálculo de la constante de muelle k del motor de
vibración lineal 100 y la detección de la temperatura del motor Tm
inmediatamente después del final del funcionamiento del motor de
vibración lineal, y estimar la constante de muelle a partir de la
temperatura del motor utilizando la función constante de
muelle-temperatura Qa calculada en la operación
siguiente.
Además, la unidad de estimación de la constante
de muelle 13e puede actualizar la función constante de
muelle-temperatura cada vez que la constante de
muelle se calcula a una temperatura diferente.
En esta quinta forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101e decide la constante de muelle k
basándose en la frecuencia natural f, como en la primera forma de
realización. No obstante, el aparato de accionamiento del motor
puede determinar la constante de muelle k basándose en la frecuencia
angular natural \omega como en la segunda forma de realización, o
determinar la constante de muelle k basándose en el período de
frecuencia natural T como en la tercera forma de realización.
Además, el aparato de accionamiento del motor 101e puede determinar
la constante de muelle k basándose en la frecuencia de resonancia
obtenida mediante la tensión de accionamiento detectada y la
intensidad de corriente de accionamiento detectada como en la cuarta
forma de realización.
Forma de realización
6
La figura 6 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor según una sexta
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101f según
la sexta forma de realización acciona/controla el motor de
vibración lineal 100 según la posición del elemento motor igual que
en el aparato de accionamiento del motor 101a según la primera
forma de realización, y únicamente se diferencia del aparato de
accionamiento del motor de la primera forma de realización en que
el aparato 101f realiza la operación de cálculo de posición para
obtener la posición del elemento motor utilizando la relación
masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle, que es una
relación entre la masa del elemento motor y la constante de muelle
del elemento de muelle.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101f según la sexta forma de realización comprende una
unidad de determinación de la relación masa/muelle 14f para
determinar la relación masa/muelle la relación masa/muelle rmk del
sistema de vibración de muelle basándose en la frecuencia natural f
del elemento motor, en lugar de la unidad de determinación de la
constante de muelle 6a del aparato de accionamiento del motor 101a
según la primera forma de realización y una unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2f para efectuar una operación para
obtener la posición del elemento motor basándose en la relación
masa/muelle rmk determinada, en lugar de la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2a del aparato de accionamiento del
motor 101a según la primera forma de realización.
A continuación se describirán con mayor detalle
el accionador de motor 1a, la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2f, la unidad de vibración forzada del elemento motor
3a, la unidad de detección de la posición relativa 4a, la unidad de
detección de la frecuencia natural 5a, y la unidad de determinación
de la relación masa/muelle 14f que son constituyentes del aparato
de accionamiento del motor 101f.
El accionador de motor 1a, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de la posición
relativa 4a y la unidad de detección de la frecuencia natural 5a son
idénticas a las del aparato de accionamiento del motor 101a según la
primera forma de realización.
La unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14f decide la relación mas/muelle rmk a partir de la
frecuencia natural f del elemento motor, la cual es detectada por la
unidad de detección de la frecuencia natural 5a, y emite
información de la relación masa/muelle Drmk que indica la relación
masa/muelle rmk determinada. Como operación específica para
determinar la relación masa/muelle rmk, se multiplica la frecuencia
natural f por el doble de la relación entre el perímetro de la
circunferencia y el diámetro (\pi), el resultado de la
multiplicación se eleva al cuadrado, y se obtiene el valor inverso
del valor del cuadrado.
La unidad de cálculo de la posición del elemento
motor 2f obtiene la posición Px del elemento motor del motor de
vibración lineal 100 cuando el elemento motor efectúa un movimiento
alternativo, según una operación que utiliza la ecuación de
movimiento del motor de vibración lineal 100, del mismo modo que la
unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2a. La unidad
de cálculo de la posición del elemento motor 2f según la sexta
forma de realización se diferencia de la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2a según la primera forma de
realización porque la unidad 2f utiliza la relación masa/muelle
(m/k) determinada por la unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14f en la operación de cálculo de la posición del
elemento motor.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101f
según la sexta forma de realización, al introducir una señal de
instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal en la unidad de control mediante una acción del
usuario, los componentes respectivos 1a, 2f, 3a, 4a, 5a y 14f del
aparato de accionamiento del motor 101f son controlados conforme a
una señal de control de la unidad de control (no mostrada) para que
el modo de funcionamiento del aparato de accionamiento del motor
101f pase temporalmente al modo aritmético y a continuación vuelva
al modo de accionamiento, igual que en la primera forma de
realización.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de
muelle del motor de vibración lineal 100.
En el aparato de accionamiento del motor 101f
según la sexta forma de realización, la unidad de vibración forzada
del elemento motor 3a, la unidad de detección de la posición
relativa 4a y la unidad de detección de la frecuencia natural 5a
operan del mismo modo que las del aparato de accionamiento del motor
101a de la primera forma de realización.
En esta sexta forma de realización, la unidad de
determinación de la relación masa/muelle 14f calcula la relación
masa/muelle rmk (= 1/(f \cdot 2\pi)^{2} = m/k)
basándose en la información de frecuencia Df procedente de la unidad
de detección de la frecuencia natural 5a según la operación de
multiplicar la frecuencia natural f indicada por la información de
frecuencia Df por el doble de la relación entre la circunferencia y
el diámetro (\pi), elevar al cuadrado el resultado de la
multiplicación, y calcular el valor inverso del valor del cuadrado,
y emite la información de la relación masa/muelle Dmk que indica la
relación masa/muelle rmk calculada.
A continuación, el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101f pasa del modo aritmético al
modo de accionamiento.
En el modo de accionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101f según la sexta forma de realización,
el accionador de motor 1a aplica una tensión de CA (tensión de
accionamiento) Vdr al motor de vibración lineal 100 para accionar
el motor de vibración lineal 100, igual que en la primera forma de
realización.
En este momento, la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2f efectúa una operación de cálculo de
posición para obtener la posición del elemento motor basándose en la
intensidad de corriente de accionamiento Cdr y en la tensión de
accionamiento Vdr del accionador de motor 1a, utilizando la relación
masa/muelle determinada por la unidad de determinación de la
relación masa/muelle 14f, y emite la información de posición del
elemento motor Dpc que indica la posición calculada Px del elemento
motor al accionador de motor 1a.
A continuación el accionador de motor 1a controla
el nivel de la tensión de accionamiento Vdr que se aplica al motor
de vibración lineal 100 basándose en la información de posición Dpc,
para que el elemento motor que efectúa un movimiento alternativo no
supere la posición crítica.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101f según la sexta forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de vibración forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad
de detección de la posición relativa 4a que detecta un momento en
el que el elemento motor que vibra libremente pasa por un punto
fijo (posición relativa), y la unidad de detección de la frecuencia
natural 5a que detecta la frecuencia natural f del elemento motor
basándose en la información de sincronismo Dpr de la unidad 4a, con
lo cual decide la relación masa/muelle rmk del sistema de vibración
de muelle a partir de la frecuencia natural f detectada. Por lo
tanto, es posible obtener una posición muy exacta del elemento motor
conforme al cálculo de posición que utiliza la relación masa/muelle
rmk del sistema de vibración de muelle, con lo cual puede realizarse
una disminución de l tamaño un aumento de la potencia del motor de
vibración lineal 100, igual que en la primera forma de
realización.
Además, en esta sexta forma de realización, la
relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal se calcula
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal 100, como en la primera forma de realización. Por
lo tanto, la operación de cálculo de posición para obtener la
posición Px del elemento motor se realiza siempre utilizando la
relación masa/muelle rmk en el último estado del motor de vibración
lineal. Por consiguiente, aunque la relación masa/muelle rmk varíe
con el tiempo, la posición del elemento motor puede obtenerse con
mayor exactitud mediante el cálculo de posición que utiliza la
relación masa/muelle rmk.
En esta sexta forma de realización, el aparato de
accionamiento del motor 101f calcula la relación masa/muelle rmk
del sistema de vibración de muelle del motor de vibración lineal 100
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal 100, aunque el aparato de accionamiento del motor
101f puede calcular la relación masa/muelle rmk del sistema de
vibración de muelle de motor de vibración lineal inmediatamente
después del final del funcionamiento del motor de vibración lineal
100.
En este caso, durante el funcionamiento del motor
de vibración lineal, el cálculo de posición par calcular la
posición del elemento motor se realiza utilizando la relación
masa/muelle rmk que ha sido calculada inmediatamente después del
finalizado el funcionamiento previo del motor de vibración lineal.
Por lo tanto, también en este caso, la operación de cálculo de
posición para obtener la posición del elemento motor se realiza
siempre utilizando la relación masa/muelle rmk en el último estado
del motor de vibración lineal. Por consiguiente, aunque la relación
masa/muelle del elemento de muelle del motor de vibración lineal
varíe con el tiempo, la posición del elemento motor puede obtenerse
de forma exacta según el cálculo de posición.
Además, al efectuarse en este caso el cálculo de
la relación masa/muelle inmediatamente después del final del
funcionamiento del motor de vibración lineal, la relación
masa/muelle se calcula en un estado en el cual la temperatura del
motor es aproximadamente igual a la temperatura real durante el
funcionamiento del motor. Es decir, aunque la relación masa/muelle
varíe según la temperatura, puede obtenerse una relación masa/muelle
exacta en el funcionamiento del motor de vibración lineal
calculando la relación masa/muelle a la temperatura a la cual
funciona realmente el motor. Por consiguiente, el cálculo de
posición para obtener la posición del elemento motor puede
realizarse con mayor exactitud.
Además, en este caso, al efectuarse el cálculo de
la relación masa/muelle al final del funcionamiento del motor de
vibración lineal, es posible obtener la relación masa/muelle sin
estorbar el funcionamiento del aparato de accionamiento del
motor.
Forma de realización
7
La figura 7 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor según una séptima
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101g según
la séptima forma de realización acciona/controla el motor de
vibración lineal 100 según la posición del elemento motor igual que
en el aparato de accionamiento del motor 101b de la segunda forma
de realización, y únicamente se diferencia del aparato de
accionamiento del motor de la segunda forma de realización en que
la operación de cálculo de posición para obtener la posición del
elemento motor se realiza utilizando la relación masa/muelle rmk del
sistema de vibración de muelle del motor de vibración lineal.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101g según la séptima forma de realización comprende una
unidad de determinación de la relación masa/muelle 14g para
determinar la relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de
muelle, basándose en la frecuencia angular natural (velocidad
angular) \omega del elemento motor, en lugar de la unidad de
determinación de la constante de muelle 6b del aparato de
accionamiento del motor 101b según la segunda forma de realización,
y una unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2g para
efectuar una operación para obtener la posición del elemento motor
basándose en loa relación masa/muelle rmk determinada, en lugar de
la unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2a del
aparato de accionamiento del motor 101b según la segunda forma de
realización.
A continuación se describirán con mayor detalle
el accionador de motor 1a, la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2g, la unidad de vibración forzada del elemento motor
3a, la unidad de detección de la posición relativa 4b, la unidad de
detección de la frecuencia natural 5b, y la unidad de determinación
de la relación masa/muelle 14g, que son constituyentes del aparato
de accionamiento del motor 101g.
El accionador de motor 1a, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de la
posición relativa 4b y la unidad de detección de la frecuencia
natural angular 5b son idénticas a las del aparato de accionamiento
del motor 101b según la segunda forma de realización. La unidad de
cálculo de la posición del elemento motor 2g es idéntica a la
unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2f del aparato
de accionamiento del motor 101f según la sexta forma de
realización.
La unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14g decide la relación masa/muelle rmk a partir de la
frecuencia angular natural \omega detectada por la unidad de
detección de la frecuencia natural 5b, y emite información de la
relación masa/muelle Dmk que indica la relación masa/muelle rmk
determinada. Como operación específica de la unidad de
determinación de la relación masa/muelle 14g para obtener la
relación masa/muelle rmk (= 1/\omega^{2}), la frecuencia
angular natural \omega se eleva al cuadrado y se obtiene el valor
inverso del valor del cuadrado.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101g
según la séptima forma de realización de la invención, al introducir
una señal de instrucción que ordena el inicio del funcionamiento
del motor de vibración lineal en la unidad de control, mediante una
acción del usuario, los respectivos componentes 1a, 2g, 3a, 4b, 5b y
14g del aparato de accionamiento del motor 101g son controlados
conforme a la señal de control procedente de la unidad de control
(no mostrada) para que el modo de funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101g pase temporalmente al modo aritmético
y posteriormente vuelva a pasar al modo accionamiento, igual que en
la segunda forma de realización.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal
100.
En el aparato de accionamiento del motor 101g
según la séptima forma de realización, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de la posición
relativa 4b y la unidad de detección de la frecuencia natural 5b
operan del mismo modo que las del aparato de accionamiento del motor
101b según la segunda forma de realización.
En esta séptima forma de realización, la unidad
de determinación de la relación masa/muelle 14g calcula la relación
masa/muelle rmk (= 1/\omega^{2}) basándose en la información de
frecuencia angular natural D\omega procedente de la unidad de
detección de la frecuencia natural 5b mediante la operación de
elevar al cuadrado la frecuencia angular natural \omega indicada
por la información de frecuencia D\omega y calcular el valor
inverso del valor del cuadrado, y emite la información de la
relación masa/muelle Dmk que indica la relación masa/muelle rmk
calculada.
A continuación el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101g pasa del modo aritmético al
modo accionamiento.
En el modo accionamiento, el aparato de
accionamiento del motor 101g según la séptima forma de realización
funciona igual que en la segunda forma de realización.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101g según la séptima forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de vibración forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad
de detección de la posición relativa 4b que detecta los momentos en
los que el elemento motor que vibra libremente pasa por dos puntos
fijos (posiciones relativas), respectivamente, y la unidad de
detección de la frecuencia natural 5b que detecta la frecuencia
angular natural \omega del elemento motor basándose en la
información de sincronismo Dpr procedente de la unidad de detección
de la posición relativa 4a, con lo cual decide la relación
masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle a partir de la
frecuencia angular natural \omega. Por lo tanto, es posible
obtener una posición Px muy exacta del elemento motor según el
cálculo de posición que utiliza la relación masa/muelle rmk del
sistema de vibración de muelle, lo cual permite la reducción del
tamaño o el aumento de la potencia del motor de vibración lineal,
como en la sexta forma de realización.
Además, en esta séptima forma de realización, la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle del
motor de vibración lineal se calcula inmediatamente antes del inicio
del funcionamiento del motor de vibración lineal 100, igual que en
la sexta forma de realización. Por lo tanto, aunque la relación
masa/muelle rmk varíe con el tiempo, la posición del elemento motor
puede obtenerse con gran exactitud mediante el cálculo de posición
que utiliza la relación masa/muelle rmk.
En esta séptima forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101g calcula la relación masa/muelle rmk
del sistema de vibración de muelle 100 inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100, aunque
el aparato de accionamiento del motor 101g puede calcular la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle
inmediatamente después del final del funcionamiento del motor de
vibración lineal 100.
Forma de realización
8
La figura 8 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor según una octava
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101h según
la octava forma de realización acciona/controla el motor de
vibración lineal 100 según la posición del elemento motor igual que
en el aparato de accionamiento del motor 101c según la tercera
forma de realización, y únicamente se diferencia del aparato de
accionamiento del motor de la tercera forma de realización en que
el aparato de accionamiento del motor 101h efectúa la operación de
cálculo para obtener la posición del elemento motor utilizando la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle del
motor de vibración lineal.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101h según la octava forma de realización comprende una
unidad de determinación de la relación masa/muelle 14h para
determinar la relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de
muelle, basándose en el período de frecuencia natural T del elemento
motor (sistema de vibración de muelle), en lugar de la unidad de
determinación de la constante de muelle 6c del aparato de
accionamiento del motor 101c según la tercera forma de realización,
y una unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2h para
efectuar una operación para obtener la posición del elemento motor
Px basándose en loa relación masa/muelle rmk determinada, en lugar
de la unidad de cálculo de la posición del elemento motor 2a del
aparato de accionamiento del motor 101c según la tercera forma de
realización.
A continuación se describirán con mayor detalle
el accionador de motor 1a, la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2h, la unidad de vibración forzada del elemento motor
3a, la unidad de detección de la posición relativa 4a, la unidad de
detección de la frecuencia natural 5c, y la unidad de determinación
de la relación masa/muelle 14h, que son constituyentes del aparato
de accionamiento del motor 101h.
El accionador de motor 1a, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de la
posición relativa 4a y la unidad de detección de la frecuencia
natural 5c son iguales a las del aparato de accionamiento del motor
101c según la tercera forma de realización. La unidad de cálculo de
la posición del elemento motor 2h es igual a la unidad de cálculo
de la posición del elemento motor 2f del aparato de accionamiento
del motor 101f según la sexta forma de realización.
La unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14h decide la relación masa/muelle rmk a partir del
período de frecuencia natural T del elemento motor detectado por la
unidad de detección de la frecuencia natural 5c, y emite
información de la relación masa/muelle Dmk que indica la relación
masa/muelle rmk determinada. Como operación específica de la unidad
de determinación de la relación masa/muelle 14h para obtener la
relación masa/muelle rmk (= (T/2\pi)^{2}), el período de
frecuencia natural T se divide por el doble de la relación entre la
circunferencia y el diámetro (\pi) y el valor resultante se eleva
al cuadrado.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101h
según la octava forma de realización de la invención, al introducir
una señal de instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del
motor de vibración lineal en la unidad de control, mediante una
acción del usuario, los respectivos componentes 1a, 2h, 3a, 4a, 5c y
14h del aparato de accionamiento del motor 101h son controlados
conforme a la señal de control procedente de la unidad de control
(no mostrada) para que el modo de funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101h pase temporalmente al modo aritmético
y posteriormente vuelva a pasar al modo accionamiento, igual que en
la tercera forma de realización.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal
100.
En el aparato de accionamiento del motor 101h
según la octava forma de realización, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de la posición
relativa 4a y la unidad de detección de la frecuencia natural 5c
operan del mismo modo que las del aparato de accionamiento del motor
101c según la tercera forma de realización.
En esta octava forma de realización, la unidad de
determinación de la relación masa/muelle 14h calcula la relación
masa/muelle rmk (= (T/2\pi)^{2}) basándose en la
información de período de frecuencia natural Dt procedente de la
unidad de detección de la frecuencia natural 5c efectuando la
operación aritmética de dividir el período de frecuencia natural T
indicado por la información de frecuencia Dt por el doble de la
relación entre la circunferencia y el diámetro y elevar el valor
resultante al cuadrado, y emite la información de la relación
masa/muelle Dmk que indica la relación masa/muelle rmk
calculada.
A continuación el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101h pasa del modo aritmético al
modo accionamiento.
En el modo accionamiento, el aparato de
accionamiento del motor 101h según la octava forma de realización
funciona igual que en la tercera forma de realización.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101h según la octava forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de vibración forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad
de detección de la posición relativa 4a que detecta un momento en
el que el elemento motor que vibra libremente pasa por un punto
fijo (posición relativa), y la unidad de detección de la frecuencia
natural 5c que detecta el período de frecuencia natural T del
elemento motor basándose en la información de sincronismo Dpr que
indica el sincronismo detectado, con lo cual decide la relación
masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle a partir del
período de frecuencia natural T. Por lo tanto, es posible obtener
una posición Px muy exacta del elemento motor según el cálculo de
posición que utiliza la relación masa/muelle rmk del sistema de
vibración de muelle, lo cual permite la reducción del tamaño o el
aumento de la potencia del motor de vibración lineal, como en la
sexta forma de realización.
Además, en esta octava forma de realización, la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle del
motor de vibración lineal 100 se calcula inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100, igual
que en la sexta forma de realización. Por lo tanto, aunque la
relación masa/muelle varíe con el tiempo, la posición del elemento
motor puede obtenerse con gran exactitud mediante el cálculo de
posición que utiliza la relación masa/muelle.
En esta octava forma de realización, la relación
masa/muelle, el aparato de accionamiento del motor 101h calcula la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle 100
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal 100, aunque el aparato de accionamiento del motor
101h puede calcular la relación masa/muelle rmk del sistema de
vibración de muelle inmediatamente después del final del
funcionamiento del motor de vibración lineal 100.
Forma de realización
9
La figura 9 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor según una novena
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101i según
la novena forma de realización acciona/controla el motor de
vibración lineal 100 según la posición del elemento motor igual que
en el aparato de accionamiento del motor 101d según la cuarta forma
de realización, y únicamente se diferencia del aparato de
accionamiento del motor de la cuarta forma de realización en que el
aparato 101i efectúa la operación de cálculo de posición para
obtener la posición del elemento motor utilizando la relación
masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle del motor de
vibración lineal 100.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101i según la octava forma de realización comprende una
unidad de determinación de la relación masa/muelle 14i para
determinar la relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de
muelle, basándose en el período de frecuencia de resonancia f' del
sistema de vibración de muelle, que se encuentra en estado de
resonancia, en lugar de la unidad de determinación de la constante
de muelle 6d del aparato de accionamiento del motor 101d según la
cuarta forma de realización, y una unidad de cálculo de la posición
del elemento motor 2i para efectuar una operación para obtener la
posición del elemento motor basándose en loa relación masa/muelle
rmk determinada, en lugar de la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2a del aparato de accionamiento del motor 101d según
la cuarta forma de realización.
A continuación se describirán con mayor detalle
el accionador de motor 1d, la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2i, la unidad de detección de la intensidad de
corriente 9d, la unidad de detección de la tensión 10d, la unidad de
detección de la frecuencia de resonancia 11d, y la unidad de
determinación de la relación masa/muelle 14i, que son constituyentes
del aparato de accionamiento del motor 101i.
El accionador de motor 1d, la unidad de detección
de la intensidad de corriente 9d, la unidad de detección de la
tensión 10d, y la unidad de detección de la frecuencia de resonancia
11d son idénticas a las del aparato de accionamiento del motor 101d
según la cuarta forma de realización. La unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2i es igual a la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2f del aparato de accionamiento del
motor 101f según la sexta forma de realización.
La unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14i decide la relación masa/muelle rmk a partir del
período de frecuencia de resonancia f' detectada por la unidad de
detección de la frecuencia de resonancia 11d, y emite información de
la relación masa/muelle Dmk que indica la relación masa/muelle rmk
determinada. Como operación específica de la unidad de determinación
de la relación masa/muelle 14i para obtener la relación masa/muelle
rmk (= 1/(f' \cdot 2\pi)^{2}), se realiza una operación
aritmética que consiste en multiplicar la frecuencia de resonancia
f' por el doble de la relación entre la circunferencia y el diámetro
(\pi), el resultado de la multiplicación se eleva al cuadrado y se
calcula el valor inverso del cuadrado.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101i
según la novena forma de realización, al introducir una señal de
instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal en la unidad de control, mediante una acción del
usuario, los respectivos componentes 1d, 2i, 9d, 10d, 11d y 14i del
aparato de accionamiento del motor 101i son controlados conforme a
la señal de control procedente de la unidad de control (no mostrada)
para que el modo de funcionamiento del aparato de accionamiento del
motor 101i pase temporalmente al modo aritmético y posteriormente
vuelva a pasar al modo accionamiento.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal
100.
En el aparato de accionamiento del motor 101i
según la novena forma de realización, el accionador de motor 1d, la
unidad de detección de la intensidad de corriente 9d, la unidad de
detección de la tensión 10d, y la unidad de detección de la
frecuencia de resonancia 11d operan del mismo modo que los del
aparato de accionamiento del motor 101d según la cuarta forma de
realización.
En esta novena forma de realización, la unidad de
determinación de la relación masa/muelle 14i calcula la relación
masa/muelle rmk basándose en la información de frecuencia Drf que
indica la frecuencia de resonancia f' detectada por la unidad de
detección de la frecuencia de resonancia 11d efectuando la operación
aritmética de multiplicar la frecuencia de resonancia f' por el
doble de la relación entre la circunferencia y el diámetro (\pi),
elevar el resultado de la multiplicación al cuadrado y calcular el
valor inverso del cuadrado, y emite la información de la relación
masa/muelle Dmk que indica la relación masa/muelle rmk
calculada.
A continuación el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101i pasa del modo aritmético al
modo accionamiento.
En el modo accionamiento, el aparato de
accionamiento del motor 101i según la novena forma de realización
funciona igual que en la cuarta forma de realización.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101i según la novena forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de detección de la intensidad de corriente 9d, que detecta la
intensidad de corriente de accionamiento Cdr del motor de vibración
lineal 100, la unidad de detección de la tensión 10d, que detecta
la tensión de accionamiento Vdr del motor de vibración lineal 100,
y la unidad de detección de la frecuencia de resonancia 11d que
controla el accionador de motor 1d basándose en la intensidad de
corriente de accionamiento Cdr detectada y en la tensión de
accionamiento Vdr detectada y detecta la frecuencia de resonancia
f' del motor de vibración lineal 100, con lo cual decide la relación
masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle basándose en la
frecuencia de resonancia f'. Por lo tanto, es posible obtener una
posición Px bastante exacta del elemento motor según el cálculo de
posición que utiliza la relación masa/muelle rmk, lo cual permite
la reducción del tamaño o el aumento de la potencia del motor de
vibración lineal, como en la sexta forma de realización.
Además, en esta novena forma de realización, la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle del
motor de vibración lineal 100 se calcula inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100, igual
que en la sexta forma de realización. Por lo tanto, aunque la
relación masa/muelle rmk varíe con el tiempo, la posición del
elemento motor puede obtenerse con gran exactitud mediante el
cálculo de posición.
En esta novena forma de realización, la relación
masa/muelle, el aparato de accionamiento del motor 101i calcula la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle 100
inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal, aunque el aparato de accionamiento del motor 101i
puede calcular la relación masa/muelle rmk del sistema de vibración
de muelle 100 inmediatamente después del final del funcionamiento
del motor de vibración lineal.
En este caso, durante el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor, la operación de cálculo de la
posición para obtener la posición del elemento motor se realiza
utilizando la relación masa/muelle rmk calculada inmediatamente
después del final del funcionamiento previo del motor de vibración
lineal. Por lo tanto, también en este caso el cálculo de posición
para obtener la posición del elemento motor se realiza siempre
utilizando la relación masa/muelle rmk en el último estado del motor
de vibración lineal. Por consiguiente, aunque la relación
masa/muelle rmk varíe con el tiempo, la posición del elemento motor
puede obtenerse con exactitud mediante el cálculo de posición
anteriormente mencionado.
Además, al efectuarse en este caso el cálculo de
la relación masa/muelle rmk inmediatamente después del final del
funcionamiento del motor de vibración lineal, la relación
masa/muelle rmk se calcula en un estado en el cual la temperatura
del motor es aproximadamente la misma que la temperatura real
durante el funcionamiento del motor de vibración lineal. Es decir,
aunque la relación masa/muelle rmk varíe con la temperatura, es
posible obtener una relación masa/muelle rmk exacta en el
funcionamiento del motor de vibración lineal calculando la relación
masa/muelle rmk a la temperatura a la cual el motor funciona
realmente. En consecuencia, puede obtenerse con una elevada
precisión el cálculo de la posición del elemento motor.
Además, en este caso, al efectuarse el cálculo de
la relación masa/muelle rmk después del final del funcionamiento
del motor de vibración lineal, es posible obtener la relación
masa/muelle rmk sin estorbar el funcionamiento del motor de
vibración lineal.
En esta novena forma de realización, la unidad de
detección de la frecuencia de resonancia 11d controla el accionador
de motor 1d en el estado en el cual la amplitud de la corriente de
accionamiento suministrada al motor de vibración lineal 100 se fija
para que la frecuencia de accionamiento del motor de vibración
lineal pase a ser una frecuencia que maximice la potencia
suministrada al motor de vibración lineal, y detecta la frecuencia
de resonancia f' del motor de vibración lineal basándose en la
frecuencia de accionamiento que maximiza la potencia suministrada.
No obstante, la unidad de detección de la frecuencia de resonancia
11d puede detectar la frecuencia de resonancia a partir de una
diferencia de fases ente la intensidad de corriente de
accionamiento y la tensión de accionamiento en un estado en el cual
motor de vibración lineal se encuentra en resonancia, como en la
cuarta forma de realización.
Además, en esta novena forma de realización, el
aparato de accionamiento del motor 101i presenta dos modos de
funcionamiento, es decir el modo accionamiento y el modo aritmético,
y en el modo accionamiento, el aparato acciona el motor de
vibración lineal 100 a una frecuencia de accionamiento
correspondiente a la salida de motor requerida, mientras que en
modo aritmético, acciona el motor de vibración lineal 100 a la
frecuencia de resonancia conforme a la señal de control de la
frecuencia de accionamiento Sfc de la unidad de detección de la
frecuencia de resonancia 11d. No obstante, también es posible que el
aparato de accionamiento del motor 101i presente sólo un modo de
funcionamiento (modo accionamiento) para impulsar la carga del motor
de vibración lineal y, en este modo de accionamiento, detecte la
frecuencia de resonancia del motor de vibración lineal y accione el
motor de vibración lineal a la frecuencia de resonancia detectada, y
decida la relación masa/muelle rmk basándose en la frecuencia de
resonancia detectada, tal como se describe en la cuarta forma de
realización.
Forma de realización
10
La figura 10 es un diagrama de bloques para
explicar un aparato de accionamiento de un motor según una décima
forma de realización de la presente invención.
El aparato de accionamiento del motor 101j según
la décima forma de realización acciona/controla el motor de
vibración lineal 100 según la posición del elemento motor igual que
en el aparato de accionamiento del motor 101e según la quinta forma
de realización, y sólo se diferencia del aparato de accionamiento
del motor de la quinta forma de realización en que el aparato de
accionamiento del motor 101j efectúa la operación de cálculo para
obtener la posición del elemento motor utilizando la relación
masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle.
Más específicamente, el aparato de accionamiento
del motor 101j según la décima forma de realización comprende una
unidad de determinación de la relación masa/muelle 14j para
determinar la relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de
muelle, basándose en la frecuencia natural f del sistema de
vibración de muelle, en lugar de la unidad de determinación de la
constante de muelle 6e del aparato de accionamiento del motor 101e
según la quinta forma de realización, una unidad de estimación de la
relación masa/muelle 15j para estimar la relación masa/muelle
rmk(t) del elemento motor que es móvil basándose en la
relación masa/muelle rmk determinada y la temperatura del motor Tm,
en lugar de la unidad de estimación de la constante de muelle 13e
del aparato de accionamiento del motor 101e según la quinta forma
de realización, y una unidad de cálculo de la posición del elemento
motor 2j para efectuar una operación para obtener la posición Px del
elemento motor basándose en la relación masa/muelle estimada
rmk(t), en lugar de la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2e del aparato de accionamiento del motor 101e según
la quinta forma de realización.
En otras palabras, en el modo aritmético, el
aparato de accionamiento del motor 101j calcula la relación
masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle basándose en la
frecuencia natural f del sistema de vibración de muelle y calcula
una función relación masa/muelle-temperatura Qb a
partir de la temperatura del motor Tm detectada y la relación
masa/muelle rmk, mientras que en modo accionamiento, el aparato de
accionamiento del motor 101j estima la relación masa/muelle del
motor de vibración lineal que está siendo accionado, en base a la
temperatura del motor Tm utilizando la función Qb relación
masa/muelle-temperatura, calcula la posición del
elemento motor utilizando la relación masa/muelle estimada
rmk(t) y controla el accionamiento del motor de vibración
lineal 100 según la posición calculada del elemento motor.
A continuación se describirán con mayor detalle
el accionador de motor 1a, la unidad de cálculo de la posición del
elemento motor 2j, la unidad de vibración forzada del elemento motor
3a, la unidad de detección de la posición relativa 4a, la unidad de
detección de la frecuencia natural 5a, la unidad de detección de la
temperatura 12e, la unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14j y la unidad de estimación de la relación masa/muelle
15j, que son constituyentes del aparato de accionamiento del motor
101j.
El accionador de motor 1a, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de la
posición relativa 4a, la unidad de detección de la frecuencia
natural 5a y la unidad de detección de la temperatura 12e son
iguales a las del aparato de accionamiento del motor 101e según la
quinta forma de realización.
La unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14j decide la relación masa/muelle rmk a partir de la
frecuencia natural f detectada por la unidad de detección de la
frecuencia natural 5a, y emite información de la relación
masa/muelle Dmk que indica la relación masa/muelle rmk determinada.
Como operación específica para obtener la relación masa/muelle rmk,
se realiza una operación aritmética que consiste en multiplicar la
frecuencia natural f por el doble de la relación entre la
circunferencia y el diámetro (\pi), elevar al cuadrado el
resultado de la multiplicación y calcular el valor inverso del
cuadrado.
En el modo aritmético, la unidad de estimación de
la relación masa/muelle 15j calcula la función relación
masa/muelle-temperatura Qb basándose en la relación
masa/muelle rmk determinada por la unidad de determinación de la
relación masa/muelle 14j y la temperatura del motor Tm detectada por
la unidad de detección de la temperatura 12e, mientras que en modo
accionamiento, la unidad de estimación de la relación masa/muelle
estima la relación masa/muelle en el funcionamiento del motor de
vibración lineal 100 basándose en la temperatura del motor Tm
detectada utilizando la función relación
masa/muelle-temperatura Qb calculada, y emite la
información de la relación masa/muelle estimada Dmk(t) que
indica la relación masa/muelle estimada rmk(t).
La función relación
masa/muelle-temperatura Qb puede ser una función
lineal o una matriz bidimensional que indique la correspondencia
entre la relación masa/muelle rmk y la temperatura del motor Tm.
A continuación se describirá el funcionamiento
del aparato de accionamiento del motor.
En el aparato de accionamiento del motor 101j
según la décima forma de realización, al introducir una señal de
instrucción que ordena el inicio del funcionamiento del motor de
vibración lineal en la unidad de control, mediante una acción del
usuario, los respectivos componentes 1a, 2j, 3a, 4a, 5a, 12e, 14j y
15j del aparato de accionamiento del motor 101j son controlados
conforme a la señal de control procedente de la unidad de control
(no mostrada) para que el modo de funcionamiento del aparato de
accionamiento del motor 101j pase temporalmente al modo aritmético y
posteriormente vuelva a pasar al modo accionamiento.
Inicialmente se describirá el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo aritmético para
determinar la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal
100.
En el aparato de accionamiento del motor 101j
según la décima forma de realización, la unidad de vibración
forzada del elemento motor 3a, la unidad de detección de la posición
relativa 4a y la unidad de detección de la frecuencia natural 5a
operan del mismo modo que las del aparato de accionamiento del motor
101a según la quinta forma de realización.
En esta décima forma de realización, la unidad de
determinación de la relación masa/muelle 14j calcula la relación
masa/muelle rmk utilizando la frecuencia natural f detectada por la
unidad de detección 15a de la frecuencia natural efectuando la
operación aritmética consistente en multiplicar la frecuencia
natural f por el doble de la relación entre la circunferencia y el
diámetro (\pi), elevar al cuadrado el resultado de la
multiplicación y calcular el valor inverso del cuadrado, y emite la
información de la relación masa/muelle Dmk que indica la relación
masa/muelle rmk calculada. a la unidad de estimación de la relación
masa/muelle 15j.
En este momento, la unidad de detección de la
temperatura 12e detecta la temperatura del motor de vibración
lineal 100 (temperatura del motor) Tm y emite la información de
temperatura Dtm que indica la temperatura del motor detectada a la
unidad de estimación de la relación masa/muelle 15j.
Acto seguido, la unidad de estimación de la
relación masa/muelle 15j calcula la función relación
masa/muelle-temperatura Qb que muestra la
correspondencia entre la relación masa/muelle rmk y la temperatura
del motor Tm basándose en la información de la relación masa/muelle
Drmk y en la información de temperatura Dtm, y guarda los datos de
la función relación masa/muelle-temperatura Qb
calculada en la memoria interna.
A continuación el modo de funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor 101j pasa del modo aritmético al
modo accionamiento.
Seguidamente se describe el funcionamiento del
aparato de accionamiento del motor en modo accionamiento.
El accionador de motor 1a aplica una tensión de
CA (tensión de accionamiento) Vdr al motor de vibración lineal 100
para accionar el motor de vibración lineal 100.
En este momento, la información de temperatura
Dtm que indica la temperatura del motor Tm detectada por la unidad
de detección de la temperatura 12e se introduce en la unidad de
estimación de la relación masa/muelle 15j y la unidad de estimación
de la relación masa/muelle 15j estima la relación masa/muelle en el
estado operativo del motor de vibración lineal basándose en la
temperatura del motor Tm detectada utilizando la función relación
masa/muelle-temperatura Qb, y emite la información
de la relación masa/muelle estimada Dmk(t) que indica la
relación masa/muelle rmk(t) a la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2j.
A continuación la unidad de cálculo de la
posición del elemento motor 2j efectúa la operación de cálculo de
posición para obtener la posición del elemento motor basándose en la
intensidad de corriente de accionamiento Cdr y en la tensión de
accionamiento Vdr que se aplican al accionador de motor 1a
utilizando la relación masa/muelle estimada rmk(t) indicada
por la información de la relación masa/muelle estimada Dmk(t)
procedente de la unidad de estimación de la relación masa/muelle
14j, y emite información de posición Dpc que indica la posición
calculada Px del elemento motor al accionador de motor 1a.
A continuación, el accionador de motor 1a
controla la amplitud (nivel de tensión) de la tensión de
accionamiento (Vdr) aplicada al motor de vibración lineal 100
basándose en la información de posición del elemento motor Dpc para
que el elemento motor que efectúa un movimiento alternativo no
supere la posición crítica.
Como se ha descrito anteriormente, el aparato de
accionamiento del motor 101j según la décima forma de realización
para accionar el motor de vibración lineal 100 comprende la unidad
de vibración forzada del elemento motor 3a que hace que el elemento
motor del motor de vibración lineal 100 vibre libremente, la unidad
de detección de la frecuencia natural 5a que detecta la frecuencia
natural f del elemento motor basándose en el estado de vibración
libre del elemento motor, la unidad de determinación de la relación
masa/muelle 14j que decide la relación masa/muelle rmk basándose en
la frecuencia natural detectada f, y la unidad de detección de la
temperatura 12e, que detecta la temperatura del motor de vibración
lineal. Por consiguiente, en el modo aritmético, el aparato de
accionamiento del motor calcula la relación Qb entre la relación
masa/muelle rmk y la temperatura del motor Tm basándose en el
coeficiente de temperatura \alphamk de la relación masa/muelle, la
temperatura del motor Tm detectada, y la relación masa/muelle rmk
determinada, mientras que en el modo accionamiento, el aparato de
accionamiento del motor estima la relación masa/muelle rmk(t)
en estado operativo cargado a partir de la temperatura del motor Tm
detectada en el estado operativo utilizando la función relación
masa/muelle-temperatura Qb. Por lo tanto, el estado
operativo del motor, el cálculo de posición para obtener la posición
del elemento motor se realiza utilizando la relación masa/muelle
estimada rmk(t) correspondiente a la temperatura del motor
Tm, con lo cual puede obtenerse la posición del elemento motor en
estado operativo del motor con mayor exactitud.
En consecuencia, puede efectuarse el control de
la posición del elemento motor durante el funcionamiento del motor
con mayor exactitud, pudiendo reducirse adicionalmente la holgura
entre el elemento motor y la carcasa del aparato de accionamiento
del motor, lo cual permite la reducción del tamaño o el aumento de
la potencia del motor de vibración lineal.
Además, en esta décima forma de realización, la
relación masa/muelle rmk del sistema de vibración de muelle del
motor de vibración lineal 100 se calcula inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100. Por lo
tanto, aunque la relación masa/muelle rmk varíe con el tiempo, la
posición del elemento motor puede obtenerse con gran exactitud
mediante el cálculo de posición para obtener la posición del
elemento motor.
En esta décima forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101j calcula la función relación
masa/muelle-temperatura Qb para efectuar el cálculo
de la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal 100 y
la detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100, y
durante el funcionamiento, estima la relación masa/muelle
rmk(t) a partir de la temperatura Tm, utilizando la función
relación masa/muelle-temperatura Qb calculada
inmediatamente antes del inicio de la operación. No obstante, el
aparato de accionamiento del motor 101j puede calcular la función
constante de muelle-temperatura Qa efectuando el
cálculo de la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal
100 y la detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente
después del final del funcionamiento del motor de vibración lineal
100, y durante el funcionamiento, estimar la relación masa/muelle
rmk(t) a partir de la temperatura del motor Tm utilizando la
función relación masa/muelle-temperatura Qb
calculada al final de la operación previa.
Además, el aparato de accionamiento del motor
101j puede calcular la función relación
masa/muelle-temperatura Qb efectuando el cálculo de
la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal 100 y la
detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente antes del
inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100 e
inmediatamente después del final de la operación.
En este caso, es deseable que la operación
aritmética para obtener la posición del elemento motor en el modo
accionamiento se realice utilizando un valor medio de la relación
masa/muelle que se obtiene de la función relación
masa/muelle-temperatura Qb calculada inmediatamente
antes del inicio de la presente operación, y la relación masa/muelle
que se obtiene a partir de la función relación
masa/muelle-temperatura Qb calculada inmediatamente
después del final de la operación previa.
Además, en esta décima forma de realización, la
unidad de estimación de la relación masa/muelle 15j calcula la
función relación masa/muelle-temperatura Qb
utilizando el coeficiente de temperatura \alphamk de la relación
masa/muelle, que se guarda en la memoria interna, aunque el
procedimiento de calcular la función relación
masa/muelle-temperatura Qb no está restringido al
que utiliza el coeficiente de temperatura \alphamk de la relación
masa/muelle.
Por ejemplo, la unidad de estimación de la
relación masa/muelle 15j puede calcular la función relación
masa/
muelle-temperatura Qb a partir de relaciones masa/muelle a temperaturas diferentes, efectuando el cálculo de la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal 100 y la detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100 y además realizar el cálculo de la relación masa/
muelle rmk del motor de vibración lineal 100 y la detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente después del final del funcionamiento del motor de vibración lineal, y estimar la relación masa/muelle rmk(t) a partir de la temperatura del motor utilizando la función relación masa/muelle-temperatura Qb calculada en la operación siguiente.
muelle-temperatura Qb a partir de relaciones masa/muelle a temperaturas diferentes, efectuando el cálculo de la relación masa/muelle rmk del motor de vibración lineal 100 y la detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente antes del inicio del funcionamiento del motor de vibración lineal 100 y además realizar el cálculo de la relación masa/
muelle rmk del motor de vibración lineal 100 y la detección de la temperatura del motor Tm inmediatamente después del final del funcionamiento del motor de vibración lineal, y estimar la relación masa/muelle rmk(t) a partir de la temperatura del motor utilizando la función relación masa/muelle-temperatura Qb calculada en la operación siguiente.
Además, la unidad de estimación de la relación
masa/muelle 15j puede actualizar la función relación
masa/muelle-temperatura cada vez que la relación
masa/muelle rmk se calcula a una temperatura diferente.
En esta décima forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor 101j decide la relación masa/muelle rmk
basándose en la frecuencia natural f, como en la sexta forma de
realización. No obstante, el aparato de accionamiento del motor
puede determinar la relación masa/muelle rmk basándose en la
frecuencia angular natural \omega del sistema de vibración de
muelle, como en la segunda forma de realización, o determinar la
relación masa/muelle rmk basándose en el período de frecuencia
natural T del sistema de vibración de muelle, como en la octava
forma de realización. Además, el aparato de accionamiento del motor
101j puede determinar la relación masa/muelle rmk basándose en la
frecuencia de resonancia obtenida a partir de la tensión de
accionamiento detectada y la intensidad de corriente de
accionamiento detectada, como en la novena forma de realización.
El motor de vibración lineal y el aparato de
accionamiento del motor tal como se han descrito en cualquiera de
las formas de realización primera a décima se utilizan como fuente
de energía de un compresor o similar. Por ejemplo, la presente
invención es efectiva en un dispositivo tal como un acondicionador
de aire, o un refrigerador, que comprenden un motor de vibración
dentro de un recinto sellado y se utilizan en entornos en los
cuales la temperatura y la presión pueden variar significativamente.
Según la presente invención, la posición del elemento motor del
motor de vibración lineal puede calcularse con elevada exactitud sin
utilizar un sensor de posición.
A continuación se describirán detalladamente un
compresor que utiliza el aparato de accionamiento del motor y el
aparato de accionamiento del motor según la primera forma de
realización, un acondicionador de aire, un refrigerador, un
congelador criogénico y una unidad de suministro de agua caliente
que utiliza el compresor.
Forma de realización
11
La figura 13 es un diagrama esquemático para
explicar un aparato de accionamiento de un compresor según una
undécima forma de realización de la presente invención.
Un aparato de accionamiento de un compresor 211
según la undécima forma de realización acciona el compresor 40 para
comprimir aire, gas o similar. La fuente de energía del compresor 40
es un aparato de accionamiento del motor 46, el cual es idéntico al
motor de vibración lineal 100 según la primera forma de realización.
Además, el aparato de accionamiento del compresor 211 es un aparato
de accionamiento del motor para accionar el motor de vibración
lineal 46, y presenta la misma construcción que el aparato de
accionamiento del motor 101a de la primera forma de realización. En
lo sucesivo, el compresor 40 según la undécima forma de realización
se designará compresor lineal, y dicho compresor lineal 40 se
describirá brevemente a continuación.
El compresor lineal 40 presenta una sección
cilíndrica 41a y una sección de motor 41b adyacentes entre si a lo
largo de una línea axial predeterminada. En la sección cilíndrica
41a, está colocado un pistón 42 soportado en forma deslizable a lo
largo de la dirección axial. Un vástago de pistón 42a, un extremo
del cual está fijado a la cara posterior del pistón 42 atraviesa la
sección cilíndrica 41a y la sección del motor 41b, y en el otro
extremo del vástago del pistón 42a se ha dispuesto un muelle soporte
43, el cual aplica una fuerza al vástago del pistón 42a en dirección
axial. El muelle de soporte 43 corresponde al elemento de soporte
del motor de vibración lineal 100 según la primera forma de
realización.
Además, en el vástago del pistón 42a se ha fijado
un imán 44, y un electroimán 45 que comprende una culata exterior
45a y una bobina de estator 45b incrustada en la culata exterior 45a
se encuentra fijado a una parte de la sección de motor 41b en
situación opuesta al imán 44. En este compresor lineal 40, el motor
de vibración lineal 46 está constituido por el electroimán 45 y el
imán 44 fijado al vástago del pistón 42a. Por consiguiente, en el
compresor lineal 40, el pistón 42 efectúa un movimiento alternativo
en dirección axial provocado por la fuerza electromagnética generada
entre el electroimán 45 y el imán 44, y la elasticidad del muelle
43. El pistón 42, el vástago del pistón 42a y el imán 44
corresponden al elemento motor del motor de vibración lineal 100
según la primera forma de realización.
Además, en la sección cilíndrica 41a, se forma
una cámara de compresión 48, que consiste en un espacio cerrado
rodeado por la pared interior de la parte superior del cilindro 47a,
una pared de compresión del elemento motor 42b y una pared
periférica cilíndrica 47b. En la pared interior de la parte superior
del cilindro 47a se encuentra abierto un extremo del tubo de entrada
40a para succionar un gas a baja presión Lg al interior de la cámara
de compresión 48. Además, en la pared interior de la parte superior
del cilindro 47a también se encuentra un extremo del tubo de
descarga 40b para descargar un gas a alta presión Hg de la cámara de
compresión 48. En el tubo de entrada 40a y en el tubo de descarga
40b están fijadas respectivamente una válvula de entrada 49a y una
válvula de descarga 49b para evitar el reflujo del gas.
En el compresor lineal 40 construido de este
modo, el pistón 42 efectúa un movimiento alternativo en su dirección
axial mediante la aplicación de una tensión de accionamiento desde
el aparato de accionamiento del motor 211 al motor de vibración
lineal 46, efectuándose repetidamente la succión del gas a baja
presión Lg al interior de la cámara de compresión 48, la compresión
del gas en la cámara 48 y la descarga del gas comprimido a alta
presión Hg desde la cámara de compresión 48.
En el compresor lineal 40 según la undécima forma
de realización, el aparato de accionamiento del motor 211 calcula la
constante del muelle del elemento de muelle en el modo aritmético,
en el cual el motor de vibración lineal no está operativo, y a
continuación calcula la posición del elemento motor del motor de
vibración lineal utilizando la constante de muelle calculada en le
modo accionamiento, en el cual el motor de vibración lineal se
encuentra operativo, del mismo modo que en el aparato de
accionamiento del motor 101a según la primera forma de realización.
Por lo tanto, es posible detectar la posición del pistón con una
exactitud elevada durante el funcionamiento del compresor lineal
40. Por consiguiente, puede reducirse la holgura entre el pistón y
la culata del cilindro, dando como resultado una disminución del
tamaño del compresor lineal.
En esta undécima forma de realización, el aparato
de accionamiento del motor constituyente del compresor 40 es igual
al de la primera forma de realización. No obstante, el aparato de
accionamiento del motor del compresor 40 puede ser el aparato de
accionamiento del motor según cualquiera de las formas de
realización segunda a décima.
Forma de realización
12
La figura 14 es un diagrama de bloques para
explicar un acondicionador de aire según la duodécima forma de
realización de la presente invención.
Un acondicionador de aire 212 según la duodécima
forma de realización presente una unidad de interior 55 y una unidad
de exterior 56, y efectúa las funciones de enfriamiento y
calentamiento. El acondicionador de aire 212 comprende un compresor
lineal 50a para hacer circular un refrigerante entre la unidad
interior 55 y la unidad exterior 56, y una unidad de accionamiento
del compresor 50b para accionar el compresor lineal 50a. El
compresor 50a es idéntico al compresor lineal 40 que presenta el
motor de vibración lineal 46 según la undécima forma de realización.
Además, la unidad de accionamiento del compresor 50b es una unidad
de accionamiento del motor que aplica la tensión de accionamiento
Vd al motor de vibración lineal del compresor lineal 50a y es de
construcción idéntica al aparato de accionamiento del motor 211
según la undécima forma de realización.
Más específicamente, el acondicionador de aire
212 según la duodécima forma de realización presenta un compresor
lineal 50a, una válvula de cuatro pasos 54, una válvula de mariposa
(válvula de expansión) 53, un intercambiador de calor interior 51,
un intercambiador de calor exterior 52, lo cual forma un trayecto de
circulación del refrigerante, y una unidad de accionamiento del
motor 50b para accionar el motor de vibración lineal como fuente de
energía del compresor lineal 50a.
El intercambiador de calor interior 51 constituye
la unidad interior 55, mientras que la válvula de mariposa 53, el
intercambiador de calor exterior 52, el compresor lineal 50a, la
válvula d cuatro pasos 54 y el unidad de accionamiento del motor
50b constituyen la unidad exterior 56.
El intercambiador de calor interior 51 presenta
un ventilador 51a para incrementar la eficacia del intercambio de
calor, y in sensor de temperatura 51b para medir la temperatura del
intercambiador de calor 51 o la temperatura ambiente. El
intercambiador de calor exterior 52 presenta un ventilador 52a para
incrementar la eficacia del intercambio de calor, y un sensor de
temperatura 52b para medir la temperatura del intercambiador de
calor 52 o la temperatura ambiente.
En esta duodécima forma de realización, el
compresor lineal 50a y la válvula de cuatro pasos 54 están situados
en el trayecto del refrigerante entre el intercambiador de calor
interior 51 y el intercambiador de calor exterior 52. Es decir, en
este acondicionador de aire 212, la válvula de cuatro pasos 54
conmuta entre dos estados del modo siguiente: el estado en el cual
el refrigerante fluye en la dirección de la flecha A, el
refrigerante que ha pasado por el intercambiador de calor exterior
52 es succionado al interior del compresor lineal 50a, y el
refrigerante descargado del compresor lineal 50a se suministra al
intercambiador de calor interior 51, y el estado en el cual el
refrigerante fluye en la dirección de la flecha B, el refrigerante
que ha pasado por el intercambiador de calor interior 51 es
succionado al interior del compresor lineal 50a, y el refrigerante
descargado del compresor lineal 50a se suministra al intercambiador
de calor 52.
Además, la válvula de mariposa 53 presenta ambas
funciones de reducción de la tasa de flujo del refrigerante
circulante, y la función como válvula para controlar automáticamente
la tasa de flujo del refrigerante. Es decir, en el estado en el
cual el refrigerante se encuentra circulando en el trayecto de
circulación del refrigerante, la válvula de mariposa 53 reduce la
tasa de flujo del refrigerante líquido que sale del condensador a un
evaporador para expandir el líquido refrigerante, y suministra la
cantidad adecuada de refrigerante que el evaporador necesita.
El intercambiador de calor interior 51 funciona
como un condensador durante el calentamiento, y como un evaporador
durante el enfriamiento. El intercambiador de calor exterior 52
funciona como un evaporador durante el calentamiento, y como un
condensador durante el enfriamiento. En el condensador, el gas
refrigerante a alta temperatura y alta presión que fluye a su
interior pierde calor en el ventilador del interior del condensador,
y se va licuando gradualmente, dando como resultado un refrigerante
líquido a alta presión cerca de la salida del condensador. Esto es
equivalente a decir que el refrigerante radia calor al aire para
licuarse. Además, el refrigerante líquido cuya temperatura y
presión se ha reducido por la acción de la válvula de mariposa 53
fluye al interior del evaporador. Cuando el aire interior es
empujado por el ventilador al interior del evaporador en este
estado, el refrigerante líquido capta una gran cantidad de calor
del aire y se evapora, dando como resultado un gas refrigerante a
baja temperatura y baja presión. El aire que ha perdido una gran
cantidad de calor en el evaporador es descargado como aire frío por
la puerta de salida del ventilador del acondicionador de aire.
En el acondicionador de aire 212, la unidad de
accionamiento del motor 50b controla la salida del motor de
vibración lineal del compresor lineal 50a basándose en la
condiciones operativas del acondicionador de aire, es decir, la
temperatura objetivo ajustada en el acondicionador de aire y la
temperatura real de la habitación y del exterior.
A continuación se describe el funcionamiento del
acondicionador de aire.
En el acondicionador de aire 212 según la doceava
forma de realización, cuando se suministra la tensión de
accionamiento Vd desde la unidad de accionamiento del motor 50b al
compresor lineal 50a, el refrigerante circula en el trayecto de
circulación, y se lleva a cabo el intercambio de calor en el
intercambiador de calor 51 de la unidad interior 55 y en el
intercambiador de calor 52 de la unidad exterior 56. Es decir, en el
acondicionador de aire 212, se forma un ciclo de bomba de calor
bien conocido en el trayecto del refrigerante al circular el
refrigerante en el trayecto de circulación sellado con el compresor
50a. De este modo se lleva a cabo la calefacción o refrigeración de
la habitación.
Por ejemplo, cuando el acondicionador de aire 212
genera calor, la válvula de cuatro pasos 54 ha sido ajustada por el
usuario de modo que el refrigerante fluye en la dirección de la
flecha A. En este caso, el intercambiador de calor 51 funciona como
un condensador, y descargar calor debido a la circulación del
refrigerante en el trayecto de circulación del refrigerante. Por lo
tanto, se calienta la habitación.
A la inversa, cuando el acondicionador de aire
212 genera frío, el usuario ajusta la válvula de cuatro pasos 54 de
modo que el refrigerante fluye en dirección a la flecha B. En este
caso, el intercambiador de calor interior 51 actúa como un
evaporador y absorbe calor del aire ambiente debido a la circulación
del refrigerante en el trayecto de circulación de refrigerante. Por
lo tanto, la habitación se enfría.
En el acondicionador de aire 212, la unidad de
accionamiento del motor 50b controla la salida del motor de
vibración lineal del compresor lineal 50a basándose en la
temperatura objetivo ajustada en el acondicionador de aire y la
temperatura real de la habitación y del exterior. De este modo, el
acondicionador de aire 212 genera frío y calor confortables.
Como se ha descrito anteriormente, en el
acondicionador de aire 212 según la duodécima forma de realización,
al utilizar el compresor (compresor lineal) 50a que presenta un
motor de vibración lineal como fuente de energía como compresor
para comprimir y hacer circular un refrigerante, se reduce la
pérdida por rozamiento en el compresor en comparación con un
acondicionador de aire que utilice un compresor con un motor de tipo
rotativo como fuente de energía, y además aumenta la sellabilidad
del compresor para sellar el refrigerante a alta presión y el
refrigerante a baja presión, dando como resultado un incremento de
la eficacia del compresor.
Además, en el compresor 50a que utiliza el motor
de vibración lineal según la duodécima forma de realización, al
reducirse la pérdida por rozamiento, la cantidad de utilización de
aceite lubricante indispensable en los compresores que utilizan
motor de tipo rotativo puede reducirse de forma significativa. De
este modo disminuye la cantidad de aceite usado que necesita ser
reciclado o similar, y la cantidad de refrigerante que debe añadirse
al compresor gracias a la reducción de la cantidad de refrigerante
que se disuelve en el aceite, con el resultado de contribuir a la
conservación del medio ambiente global.
Además, en el acondicionador de aire 212 según la
duodécima forma de realización, la unidad de accionamiento del
motor 50b calcula la constante de muelle k del elemento de muelle en
el modo aritmético, en el cual el motor de vibración lineal no se
encuentra operativo, y a continuación calcula la posición del
elemento motor del motor de vibración lineal utilizando la constante
de muelle k calculada en el modo accionamiento en el cual el motor
de vibración lineal se encuentra operativo, como en el aparato de
accionamiento del motor 211 según la undécima forma de realización.
Por lo tanto, es posible detectar la posición del pistón con una
exactitud elevada durante el funcionamiento del compresor lineal
50a. En consecuencia, puede reducirse la holgura entre el pistón y
la culata del cilindro, con el resultado de una disminución del
tamaño del compresor lineal, que conduce a la disminución del
tamaño del acondicionador de aire.
Forma de realización
13
La figura 15 es un diagrama de bloques para
explicar un refrigerador según una decimotercera forma de
realización de la presente invención.
El refrigerador 213 de esta decimotercera forma
de realización comprende un compresor lineal 60a, una unidad de
accionamiento del compresor 60b, un condensador 61, un evaporador 62
y una válvula de mariposa 63.
El compresor lineal 60a, el condensador 61, la
válvula de mariposa 63 y el evaporador 62 forman el trayecto de
circulación de refrigerante, y la unidad de accionamiento del
compresor 60b es una unidad de accionamiento del motor para
accionar un motor de vibración lineal como fuente de accionamiento
del compresor lineal 60a. El compresor lineal 60a y la unidad de
accionamiento del motor 60b son idénticos respectivamente al
compresor lineal 40 y al aparato de accionamiento del motor 212
según la undécima forma de realización.
Al igual que la válvula de mariposa 53 del
acondicionador de aire 212 según la doceava forma de realización,
la válvula de mariposa 63 reduce la tasa de flujo del refrigerante
líquido que sale del condensador 61 para expandirlo, y suministra la
cantidad adecuada de refrigerante al evaporador 62, en el estado en
el cual el refrigerante circula por el trayecto de circulación.
El condensador 61 condensa el gas refrigerante a
alta temperatura y alta presión que fluye por él, y descarga calor
del refrigerante al aire exterior. El gas refrigerante introducido
en el condensador 61 pierde calor hacia el aire exterior y se licua
gradualmente, dando como resultado un refrigerante líquido a alta
presión cerca de la salida del condensador.
El evaporador 62 evapora el líquido refrigerante
a baja temperatura para enfriar el interior del refrigerador. El
evaporador 62 presenta un ventilador 62a para incrementar la
eficacia del intercambio de calor, y un sensor de temperatura 62b
para detectar la temperatura en el interior del refrigerador.
En el refrigerador 213, la unidad de
accionamiento del motor 60b controla la salida del motor de
vibración lineal del compresor lineal 60a basándose en las
condiciones operativas del refrigerador, es decir, la temperatura
objetivo ajustada en el refrigerador y la temperatura interior del
refrigerador.
A continuación se describirá el
funcionamiento.
\newpage
En el refrigerador 213 según la decimotercera
forma de realización, cuando la unidad de accionamiento del motor
60b suministra una tensión de accionamiento Vd al motor de vibración
lineal del compresor lineal 60a, el compresor lineal 60a entra en
funcionamiento y el refrigerante circula por el trayecto de
circulación de refrigerante en la dirección de la flecha C, y de
este modo se produce un intercambio de calor en el condensador 61 y
en el evaporador 62. Por lo tanto, el interior del refrigerador se
enfría.
Más específicamente, el refrigerante se licua en
el condensador 61, y la válvula de mariposa 63 reduce la tasa de
flujo del refrigerante para expandirlo, dando como resultado un
refrigerante líquido a baja temperatura. Cuando el refrigerante
líquido de baja temperatura es enviado al evaporador 62, el
refrigerante líquido se evapora en el evaporador 62, enfriando el
interior del refrigerador. En este momento, el aire del refrigerador
es enviado forzadamente al evaporador 62 por el ventilador 62a,
efectuándose el intercambio de calor eficazmente en el evaporador
62.
Además, en el refrigerador 213 según la
decimotercera forma de realización, la unidad de accionamiento del
motor 60b contra la salida del motor de vibración lineal del
compresor lineal 60a en base a la temperatura objetivo ajustada en
al refrigerador 213 y la temperatura interior del refrigerador. Por
lo tanto la temperatura interior del refrigerador 213 se mantiene a
la temperatura objetivo.
Además, en el refrigerador 213 según la
decimotercera forma de realización, al utilizar el compresor 60a,
que presenta un motor de vibración lineal como fuente de energía,
como compresor para comprimir y hacer circular el refrigerante, se
reduce la pérdida por rozamiento en el compresor en comparación con
un refrigerador que utilice un compresor con un motor de tipo
rotativo como fuente de energía, y además aumenta la sellabilidad
del compresor para sellar el refrigerante en el compresor, dando
como resultado un incremento de la eficacia operativa del
compresor, como en el caso del acondicionador de aire 212 de la
duodécima forma de realización.
Además, en el refrigerador 213 según la
decimotercera forma de realización, al reducirse la pérdida por
rozamiento en el compresor, disminuye la cantidad de aceite usado
(aceite lubricante gastado) y la cantidad de refrigerante que debe
añadirse al compresor, como en el caso de acondicionador de aire 212
de la doceava forma de realización. Por lo tanto, el refrigerador
213 puede contribuir a la conservación del medio ambiente
global.
Además, en el refrigerador 213, el aparato de
accionamiento del motor 60b calcula la constante de muelle k del
elemento de muelle en el modo aritmético, en el cual el motor de
vibración lineal no se encuentra operativo, y a continuación
calcula la posición del elemento motor del motor de vibración lineal
utilizando la constante de muelle k calculada en el modo
accionamiento en el cual el motor de vibración lineal se encuentra
operativo, como en el aparato de accionamiento del motor 211 según
la undécima forma de realización. Por lo tanto, es posible detectar
la posición del pistón con una exactitud elevada durante el
funcionamiento del compresor lineal 60a. En consecuencia, puede
reducirse la holgura entre el pistón y la culata del cilindro, con
el resultado de una disminución del tamaño del compresor lineal,
que conduce a la disminución del tamaño del refrigerador.
Forma de realización
14
La figura 16 es un diagrama de bloques para
explicar un congelador criogénico según una decimocuarta forma de
realización de la presente invención.
El congelador criogénico 214 según la
decimocuarta forma de realización presenta una cámara de congelación
(no mostrada, y enfría el interior de la cámara a temperatura
criogénica (inferior a -50ºC). Entre los objetos que pueden ser
congelados por el congelador criogénico 214, se encuentran elementos
de circuitos electromagnéticos tales como resistencias, bobinas,
imanes que deben utilizarse como elementos superconductores,
elementos electrónicos tales como piezas de referencia de baja
temperatura para sensores de infrarrojos, objetos médicos tales como
sangre y vísceras, y alimentos tales como el atún.
Los elementos electrónicos se conservan en estado
criogénico para incrementar su eficacia operativa o su sensibilidad
eliminando ruidos térmicos. En el caso de los alimentos, los
alimentos perecederos se conservan en estado criogénico para
facilitar su transporte, mantener su frescura, o liofilizarlos.
Aunque la temperatura de congelación del
congelador criogénico 214 varía con las aplicaciones, es inferior a
-50ºC y, especialmente en aplicaciones para superconductores, la
temperatura varía en un amplio intervalo de 0 a 100ºK (Kelvin). Por
ejemplo, la temperatura de congelación del congelador criogénico 214
se ajusta aproximadamente de 50 a 100ºK en aplicaciones en
aplicaciones de superconducción a alta temperatura, y
aproximadamente de 0 a 50ºK en aplicaciones para superconductores
normales. Además, cuando el congelador criogénico 214 se utiliza
para mantener la frescura de los alimentos o similares, la
temperatura de congelación se ajusta a algo menos de -50ºC.
A continuación se describirá detalladamente el
congelador criogénico 214.
El congelador criogénico 214 según la
decimocuarta forma de realización comprende un compresor lineal 70a,
una unidad de accionamiento del compresor 70b, un radiador de calor
71, un acumulador de calor 72 y una válvula de mariposa 73.
\newpage
El compresor lineal 70a, el radiador de calor 71,
la válvula de mariposa 73, y el acumulador de calor 72 forman un
trayecto de circulación de refrigerante. La unidad de accionamiento
del compresor 70b es una unidad de accionamiento de motor para
accionar y controlar un motor de vibración lineal como fuente de
accionamiento del compresor lineal 70a. El compresor lineal 70a y la
unidad de accionamiento del motor 70b son idénticos respectivamente
al compresor lineal 40 y al aparato de accionamiento del motor 211
según la undécima forma de realización.
La válvula de mariposa 73 reduce el liquido
refrigerante enviado desde el radiador de calor 71 al acumulador de
calor 72 para expandir el refrigerante, del mismo modo que la
válvula de mariposa 53 de la duodécima forma de realización.
El radiador de calor 71 condensa el gas
refrigerante a alta temperatura y alta presión que fluye por su
interior, y descarga calor del refrigerante al aire exterior, del
mismo modo que el condensador 61 del refrigerador 213 de la
decimotercera forma de realización.
El acumulador de calor 72 evapora el líquido
refrigerante a baja temperatura para enfriar el interior de la
cámara de congelación, para conservar los objetos a temperatura
criogénica, como el evaporador 62 de la decimotercera forma de
realización. El acumulador de calor 72 dispone de un sensor de
temperatura 72b para detectar la temperatura de los objetos. El
acumulador de calor 72 puede comprender un ventilador 72a para
incrementar la eficacia del intercambio de calor como muestra la
figura 16.
En el congelador criogénico 214, la unidad de
accionamiento del motor 70b controla la salida del motor de
vibración lineal del compresor lineal 70a basándose en las
condiciones operativas del congelador criogénico 214, es decir, la
temperatura objetivo ajustada en el congelador criogénico 214 y la
temperatura de los objetos que deben ser congelados.
En el congelador criogénico 214 según la
decimocuarta forma de realización, cuando la unidad de accionamiento
del motor 70b suministra una tensión de AC de accionamiento Vd al
motor de vibración lineal del compresor lineal 70a, el compresor
lineal 70a entra en funcionamiento y el refrigerante circula por el
trayecto de circulación de refrigerante en la dirección de la
flecha D, y de este modo se produce un intercambio de calor en el
radiador de calor 71 y en el acumulador de calor 72, con lo cual el
interior de la cámara de congelación se enfría y los objetos de la
cámara se congelan..
Es decir, el refrigerante se licúa en el radiador
de calor 71, y la válvula de mariposa 73 reduce la tasa de flujo
del refrigerante para expandirlo, dando como resultado un
refrigerante líquido a baja temperatura. Cuando el refrigerante
líquido de baja temperatura es enviado al acumulador de calor 72, el
refrigerante líquido se evapora en el acumulador de calor 72, y la
cámara de congelación se enfría.
Además, en el congelador criogénico 214, la
unidad de accionamiento del motor 70b controla la salida del motor
de vibración lineal del compresor lineal 70b basándose en la
temperatura objetivo ajustada en el congelador criogénico 214 y la
temperatura del objeto que debe ser congelado. De ese modo, en el
congelador criogénico 214, la temperatura del objeto que debe ser
congelado se mantiene a la temperatura objetivo.
Como se ha descrito anteriormente, en el
congelador criogénico 214 según la decimocuarta forma de
realización, al utilizar el compresor lineal 70a, que presenta un
motor de vibración lineal como fuente de energía, como compresor
para comprimir y hacer circular el refrigerante, se reduce la
pérdida por rozamiento en el compresor en comparación con un
congelador criogénico que utilice un compresor con un motor de tipo
rotativo como fuente de energía, y además aumenta la sellabilidad
para sellar el refrigerante en el compresor, dando como resultado
un incremento de la eficacia operativa del compresor, como en el
caso del acondicionador de aire 212 de la duodécima forma de
realización.
Además, en el congelador criogénico 214, al
disminuir la pérdida por rozamiento en el compresor, puede reducirse
la cantidad de aceite usado (gastado) y la cantidad de refrigerante
que debe añadirse al compresor, como en el caso de acondicionador
de aire 212 de la duodécima forma de realización. Por lo tanto, el
congelador criogénico 214 puede contribuir a la conservación del
medio ambiente global.
Además, en el congelador criogénico 214, la
unidad de accionamiento del motor 70b calcula la constante de
muelle k del elemento de muelle en el modo aritmético, en el cual el
motor de vibración lineal no se encuentra operativo, y a
continuación calcula la posición del elemento motor del motor de
vibración lineal utilizando la constante de muelle k calculada en
el modo accionamiento en el cual el motor de vibración lineal se
encuentra operativo, como en el aparato de accionamiento del motor
211 según la undécima forma de realización. Por lo tanto, es
posible detectar la posición del pistón con una exactitud elevada
durante el funcionamiento del compresor lineal 70a. En
consecuencia, puede reducirse la holgura entre el pistón y la culata
del cilindro, con el resultado de una disminución del tamaño del
compresor lineal, que conduce a la disminución del tamaño del
refrigerador.
Forma de realización
15
La figura 17 es un diagrama de bloques para
explicar una unidad de suministro de agua caliente según una
decimoquinta forma de realización de la presente invención.
Una unidad de suministro de agua caliente 215
según la decimoquinta forma de realización presenta una unidad de
ciclo de refrigeración 81a para calentar el agua suministrada para
descargar agua caliente, un almacenaje de agua caliente 81b en el
cual se almacena el agua caliente descargada de la unidad de ciclo
de refrigeración 81a, y conducciones 86a, 86b, 87a, 87b que
conectan la unidad 81a y el almacenaje 81b.
La unidad de ciclo de refrigeración 81a presenta
un compresor lineal 80a, una unidad de accionamiento del compresor
80b, un intercambiador de calor aire-refrigerante
82, una válvula de mariposa 83, y un intercambiador de calor
agua-refrigerante 85.
El compresor lineal 80a, el intercambiador de
calor aire-refrigerante 82, la válvula de mariposa
83 y el intercambiador de calor agua-refrigerante
85 forman un trayecto de circulación de refrigerante.
La unidad de accionamiento del compresor 80b
acciona un motor de vibración lineal (no mostrado) como fuente de
accionamiento del compresor lineal 80a. El compresor lineal 80a es
idéntico a compresor lineal 40 que presenta el motor de vibración
lineal 46 según la undécima forma de realización. Además, la unidad
de accionamiento del compresor 80b es de construcción idéntica al
aparato de accionamiento del motor 211 de la undécima forma de
realización.
La válvula de mariposa 83 reduce la tasa de flujo
del refrigerante líquido enviado desde el intercambiador de calor
agua-refrigerante 85 al intercambiador de calor
aire-refrigerante 82 para expandir el refrigerante
líquido, del mismo modo que en la válvula de mariposa 53 del
acondicionador de aire 212 según la duodécima forma de
realización.
El intercambiador de calor
agua-refrigerante 85 es un condensador para calentar
el agua suministrada a la unidad de ciclo de refrigeración 81a, y
presenta un sensor de temperatura 85a para detectar la temperatura
del agua calentada. El intercambiador de calor
aire-refrigerante 82 es un evaporador para absorber
calor procedente de la atmósfera ambiente, y presenta un ventilador
82a para incrementar le eficacia del intercambio de calor, y un
sensor de temperatura 82b para detectar la temperatura ambiente.
En la figura 17, la referencia numérica 84
representa una conducción refrigerante para la circulación del
refrigerante a lo largo del trayecto de circulación del refrigerante
formado por el compresor lineal 80a, el intercambiador de calor
agua-refrigerante 85, la válvula de mariposa 83, y
el intercambiador de calor agua refrigerante de aire 82. Una
conducción de derivación de desescarchado 84a para suministrar el
refrigerante descargado del compresor lineal 80a al intercambiador
de calor aire-refrigerante 82, que desvía el
intercambiador de calor agua-refrigerante 85 y la
válvula de mariposa 83, está conectado al conducto de refrigerante
84, y una válvula de derivación de desescarchado 84b está dispuesta
en una parte de la conducción de derivación 84a.
El almacenaje de agua caliente 81b dispone de un
depósito de almacenaje de agua caliente 88 para almacenar agua o
agua caliente. Una conducción de suministro de agua 88c para
suministrar agua desde el exterior del depósito de almacenaje 88
está conectada con una abertura de entrada de agua 88c1 del depósito
de almacenaje 88, y una conducción de suministro de agua caliente
88d para suministrar agua caliente desde el depósito de almacenaje
88 a una bañera está conectada a una abertura de descarga 88d1 del
depósito de almacenaje 88. Además, una conducción de suministro de
agua caliente 89 para suministrar el agua caliente almacenada en el
depósito de almacenaje 88 al exterior está conectada a una abertura
de entrada/descarga de agua 88a del depósito de almacenaje 88.
El depósito de almacenaje 88 y el intercambiador
de calor agua-refrigerante 85 de la unidad de ciclo
de refrigeración 81a están conectados por conducciones 86a, 86b,
87a y 87b, y se forma un trayecto de circulación de agua entre el
depósito de almacenaje 88 y el intercambiador de calor
agua-refrigerante 85.
La conducción de suministro de agua 86b es una
conducción para suministrar agua desde el depósito de almacenaje 88
al intercambiador de calor agua-refrigerante 85, y
un extremo de esta conducción está conectado a la abertura de
descarga de agua 88b del depósito de almacenaje 88, mientras que el
otro extremo está conectado a la conducción del lado de entrada de
agua 87b del intercambiador de calor
agua-refrigerante 85 a través de una junta 87b1.
Además, en un extremo de la conducción de suministro de agua 86b
está fijada una válvula de descarga 88b1 para descargar el agua o
el agua caliente almacenada en el depósito de almacenaje 88. La
conducción de suministro de agua 86a es una conducción para
devolver el agua del intercambiador de calor
agua-refrigerante 85 al depósito de almacenaje 88,
y un extremo de esta conducción está conectado a la abertura de
entrada/descarga de agua 88a del depósito de almacenaje 88,
mientras que el otro extremo está conectado a la conducción del lado
de descarga 87a del intercambiador de calor
agua-refrigerante 85 a través de una junta 87a1.
Una bomba 87 para hacer circular el agua en el
trayecto de circulación de agua está dispuesta en una parte de la
conducción del lado de entrada de agua 87b del intercambiador de
calor agua-refrigerante 85.
Además, en la unidad de suministro de agua
caliente 215, la unidad de accionamiento del motor 80b determina la
salida de motor requerida del motor de vibración lineal del
compresor lineal 80a basándose en las condiciones operativas de la
unidad de suministro de agua caliente, es decir, la temperatura
objetivo del agua caliente ajustada en la unidad de suministro de
agua caliente, la temperatura del agua suministrada desde el
almacenaje de agua caliente 81b al intercambiador de calor
agua-refrigerante 85 del la unidad de ciclo de
refrigeración 81a, y la temperatura exterior.
A continuación se describirá el modo de
funcionamiento.
Cuando la unidad de accionamiento del motor 80b
aplica una tensión de accionamiento de CA Vd al motor de vibración
lineal (no mostrado) del compresor lineal 80a para accionar el
compresor lineal 80a el refrigerante a alta temperatura comprimido
por el compresor lineal 80a circula en la dirección de la flecha E,
es decir, pasa a través de la conducción de refrigerante 84, para
ser suministrado al intercambiador de calor
agua-refrigerante 85. Además, al accionar la bomba
87 en el trayecto de circulación de agua, se suministra agua del
depósito de almacenaje 88 al intercambiador de calor
agua-refrigerante 85.
En el intercambiador de calor
agua-refrigerante 85, se produce un intercambio de
calor entre el refrigerante y el agua suministrada desde el
depósito de almacenaje 88, con lo cual el calor se desplaza desde el
refrigerante al agua. Es decir, el agua suministrada se calienta, y
el agua caliente se suministra al depósito de almacenaje 88. En este
momento, el sensor de temperatura de condensación 85a detecta la
temperatura de agua calentada.
Además, en el intercambiador de calor
agua-refrigerante 85, el refrigerante se condensa
mediante el intercambio de calor anteriormente mencionado, y la
válvula de mariposa 83 reduce la tasa de flujo del refrigerante
líquido condensado, con lo cual el refrigerante se expande y es
enviado al intercambiador refrigerante de aire 82. En la unidad de
suministro de agua caliente 215, el intercambiador de calor
aire-refrigerante 82 sirve de evaporador. Es decir,
el intercambiador de calor aire-refrigerante 82
absorbe calor del aire exterior enviado por el ventilador 82b, para
evaporar el refrigerante líquido a baja temperatura. En este
momento, el sensor de temperatura 82b detecta la temperatura de la
atmósfera ambiente del intercambiador de calor
aire-refrigerante 82.
Además, en la unidad de ciclo de refrigeración
81a, cuando se forma escarcha en el intercambiador de calor
aire-refrigerante 82, se abre la válvula de
derivación de desescarchado 84b, y se suministra refrigerante a
alta temperatura al intercambiador de calor
aire-refrigerante 82 a través de la línea de
derivación de desescarchado 84a. De este modo, se desescarcha el
intercambiador de calor aire-refrigerante 82.
Por otra parte, el agua caliente se suministra
desde el intercambiador de calor agua-refrigerante
85 de la unidad de ciclo de refrigeración 81a al almacenaje de agua
caliente 81b a través de las conducciones 87a y 86a, y el agua
caliente suministrada se almacena en el depósito de almacenaje 88.
El agua caliente del depósito de almacenaje 88 se suministra al
exterior a través de la conducción de suministro de agua caliente 89
cuando es necesario, especialmente cuando se suministra agua
caliente a una bañera, el agua caliente del depósito de almacenaje
88 se suministra a la bañera a través de la conducción de suministro
de agua caliente 88d para la bañera.
Además, cuando la cantidad de agua caliente
almacenada en el depósito de almacenaje 88 es inferior a una
cantidad predeterminada, se suministra agua desde el exterior a
través de la conducción de suministro de agua 88c.
Además, en la unidad de suministro de agua
caliente 215, la unidad de accionamiento del motor 80b determina la
salida de moto requerida del motor de vibración lineal del compresor
lineal 80a basándose en la temperatura objetivo del agua caliente
ajustada en la unidad de suministro de agua caliente 215, la
temperatura del agua suministrada al intercambiador de calor
agua-refrigerante 85, y la temperatura exterior. De
este modo, la unidad de suministro de agua caliente 215 suministra
el agua caliente a la temperatura objetivo.
Como se ha descrito anteriormente, en la unidad
de suministro de agua caliente 215 según la decimoquinta forma de
realización, al utilizar el compresor 80a, que presenta un motor de
vibración lineal como fuente de energía, como compresor para
comprimir y hacer circular el refrigerante en la unidad de ciclo de
refrigeración 81a, se reduce la pérdida por rozamiento en el
compresor en comparación con una unidad de suministro de agua
caliente que utilice un compresor con un motor de tipo rotativo
como fuente de energía, y además aumenta la sellabilidad para
sellar el refrigerante en el compresor, dando como resultado un
incremento de la eficacia operativa del compresor, como en el caso
del acondicionador de aire 212 de la duodécima forma de
realización.
Además, en la unidad de suministro de agua
caliente 215, al reducirse la pérdida por rozamiento en el
compresor, puede reducirse la cantidad de aceite usado (aceite
lubricante gastado) y la cantidad de refrigerante que debe añadirse
al compresor, como en el caso del acondicionador de aire 212 de la
duodécima forma de realización. Por lo tanto, la unidad de
suministro de agua caliente 215 puede contribuir a la conservación
del medio ambiente global.
Además, en la unidad de suministro de agua
caliente 215, la unidad de accionamiento del motor 80b calcula la
constante de muelle k en el modo aritmético, en el cual el motor de
vibración lineal no se encuentra operativo, y a continuación calcula
la posición del elemento motor del motor de vibración lineal
utilizando la constante de muelle k calculada en el modo
accionamiento en el cual el motor de vibración lineal se encuentra
operativo, como en el aparato de accionamiento del motor 211 según
la undécima forma de realización. Por lo tanto, es posible detectar
la posición del pistón con una exactitud elevada durante el
funcionamiento del compresor lineal 80a. En consecuencia, puede
reducirse la holgura entre el pistón y la culata del cilindro, con
el resultado de una disminución del tamaño del compresor lineal,
que conduce a la disminución del tamaño de unidad de suministro de
agua caliente.
El aparato de accionamiento del motor para
accionar el motor de vibración lineal que se utiliza como fuente de
energía del acondicionador de aire, del congelador criogénico, y del
agua caliente puede ser el aparato de accionamiento del motor según
cualquiera de las formas de realización segunda a décima.
Forma de realización
16
La figura 18 es un diagrama de bloques para
explicar un teléfono móvil según una decimosexta forma de
realización de la presente invención.
El teléfono móvil 216 de esta decimosexta forma
de realización presenta aun vibrador 90a que vibra mecánicamente, y
una unidad de accionamiento 90b para accionar el vibrador 90a. El
teléfono móvil 216 informa al usuario de las llamadas entrantes o
similares mediante vibración.
El vibrador 90a se suministra con un elemento de
carga 93 colocado en una carcasa 91 y es soportado vibratoriamente
por un elemento de muelle 92, un imán 93a fijado a una parte del
elemento de carga 93, un estator 94 con una bobina 94a integrada,
estator 94 que está situado en la carcasa 91 en posición opuesta al
imán 93a fijado al elemento de carga 93. Un motor de vibración
lineal 95 está constituido por el imán 93a fijado al elemento de
carga 93, y la bobina 94a integrada en el estator 94. El elemento de
carga 93 y el imán 93a constituyen el elemento motor del motor de
vibración lineal 95. En este motor de vibración lineal 95, el
elemento de carga 93 efectúa un movimiento alternativo en la
dirección de expansión del elemento de muelle 92 gracias a la
energía electromagnética generada entre la bobina 94a y el imán
93a, y a la elasticidad del elemento de muelle 92.
La unidad de accionamiento 90b según la
decimosexta forma de realización utiliza una batería (no mostrada)
que está montada en el teléfono móvil 216 como suministro de energía
y acciona el motor de vibración lineal 95 del vibrador 90a, y es de
construcción idéntica al aparato de accionamiento del motor 101a de
la primera forma de realización.
En el teléfono móvil 216 así construido, al
recibir una llamada, se suministra energía de la unidad de
accionamiento del motor 90b al motor de vibración lineal 95 del
vibrador 90a, con lo cual el elemento de carga 93 efectúa un
movimiento alternativo en la dirección de expansión del elemento de
muelle 92, y el vibrador 90a vibra.
Es decir, cuando se aplica una tensión CA Vd a la
bobina 94a, se genera un campo magnético de CA en el estator 94, y
el campo magnético atrae el imán 93a, con lo cual el imán 93a y el
elemento de carga 93 al cual está fijado el imán 93a efectúan un
movimiento alternativo.
Como se ha descrito anteriormente, en el teléfono
móvil 216 según la decimosexta forma de realización, al ser
generada la vibración mecánica por el motor de vibración lineal 95,
la vibración mecánica puede variarse en dos grados de libertad, es
decir, el número de vibraciones y la amplitud, en comparación con el
caso en el cual la vibración se genera mediante un motor de tipo
rotativo, con lo cual el vibrador 91 que informa al usuario de las
llamadas entrantes o similares mediante la vibración puede dotarse
de una variedad de modelos de vibración.
Además, en el teléfono móvil 216 de la
decimosexta forma de realización, la unidad de accionamiento del
motor 90b calcula la constante de muelle k en el modo aritmético,
en el cual el motor de vibración lineal no se encuentra operativo,
y a continuación calcula la posición del elemento motor utilizando
la constante de muelle k calculada en el modo accionamiento en el
cual el motor de vibración lineal se encuentra operativo, como en
el aparato de accionamiento del motor 101a según la primera forma de
realización. Por lo tanto, es posible detectar la posición del
elemento motor con una exactitud elevada durante el funcionamiento
del motor de vibración lineal 95. En consecuencia, puede reducirse
la holgura entre el elemento motor y la carcasa, con el resultado
de una disminución del tamaño del motor de vibración lineal, que
conduce a la disminución del tamaño del teléfono móvil.
Además, aunque en la decimosexta forma de
realización se utilice el aparato de accionamiento del motor 101a
según la primera forma de realización como unidad de accionamiento
del motor 90b, puede utilizarse como unidad de accionamiento del
motor 90b cualquiera de los aparatos de accionamiento del motor 101b
a 101j según la segunda a la décima formas de realización.
Aunque en esta decimosexta forma de realización
se utilicen el motor de vibración lineal y el aparato de
accionamiento del mismo según la primera forma de realización como
vibrador para informar al usuario de la entrada de una llamada en
el teléfono móvil mediante vibraciones y aparato de accionamiento
del mismo, respectivamente, el motor de vibración lineal y el
aparato de accionamiento del motor según la primera forma de
realización pueden utilizarse como fuente de energía de una máquina
de afeitar eléctrica de tipo de movimiento alternativo y aparato de
accionamiento de la misma respectivamente. Además, puede utilizarse
cualquiera de los aparatos de accionamiento del motor 101b a 101j
como unidad de accionamiento de la máquina de afeitar eléctrica de
tipo movimiento alternativo.
Claims (29)
1. Motor de vibración lineal (100) que comprende
un aparato de accionamiento del motor (101a a 101e) para accionar
dicho motor de vibración lineal que presenta un elemento motor
dotado de movimiento alternativo y un elemento de muelle que soporta
el elemento motor,
caracterizado porque dicho aparato de
accionamiento de motor (101a a 101e) comprende:
una unidad de vibración forzada del elemento
motor (3a, 1d) para hacer que el elemento motor vibre de forma
natural;
una unidad de obtención del parámetro de
vibración para obtener el parámetro de vibración natural que muestra
la vibración natural del elemento motor basándose en el estado de
vibración natural del elemento motor;
una unidad de determinación de constante de
muelle (6a a 6d) para determinar la constante de muelle del elemento
de muelle utilizando el parámetro de vibración natural obtenido;
y
una unidad de cálculo de la posición del elemento
motor (2a, 2e) para calcular la posición del elemento motor
utilizando la constante de muelle determinada por la unidad de
determinación de constante de muelle.
2. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 1, en el que:
dicha unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende:
una unidad de detección de sincronismo (4a) para
detectar el momento en el que el motor que vibra libremente pasa por
una posición relativa prescrita con respecto a la posición de
referencia de la vibración; y
una unidad de detección de la frecuencia natural
(5a) para detectar la frecuencia natural como parámetro de vibración
natural del elemento motor basándose en la salida de la unidad de
detección de sincronismo, y
calculando dicha unidad de determinación de
constante de muelle (2a) la constante de muelle multiplicando la
frecuencia natural detectada por el doble de la relación entre la
circunferencia y el diámetro (\pi), elevando al cuadrado el
resultado de la multiplicación, y multiplicando el valor del
cuadrado por la masa del elemento motor.
3. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 1, en el que:
dicha unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende:
una unidad de detección de sincronismo (4b) para
detectar el momento en el que el elemento motor que vibra libremente
pasa por una posición relativa prescrita con respecto a la posición
de referencia de la vibración; y
una unidad de detección de la frecuencia angular
natural (5b) para detectar la frecuencia angular natural como
parámetro de vibración natural del elemento motor basándose en la
salida de la unidad de detección de sincronismo, y
calculando dicha unidad de determinación de
constante de muelle (6b) la constante de muelle elevando al cuadrado
la frecuencia angular natural detectada y multiplicando el cuadrado
de la frecuencia angular natural por la masa del elemento motor.
4. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 1, en el que:
dicha unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende:
una unidad de detección de sincronismo (4a) para
detectar el momento en el que el elemento motor que vibra libremente
pasa por una posición relativa prescrita con respecto a la posición
de referencia de la vibración; y
una unidad de detección del período de frecuencia
natural (5c) para detectar el período de frecuencia natural como
parámetro de vibración natural del elemento motor basándose en la
salida de la unidad de detección de sincronismo, y
calculando dicha unidad de determinación de
constante de muelle (6c) la constante de muelle dividiendo el
período de frecuencia natural por el doble de la relación entre la
circunferencia y el diámetro, elevando al cuadrado el resultado de
la división, multiplicando el valor del cuadrado por el valor
inverso de la masa del elemento motor y calculando el valor inverso
del resultado de la multiplicación.
5. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 1, en el que dicho aparato de accionamiento del motor
(101d) comprende además:
un accionador de motor (1d) para aplicar una
tensión de accionamiento al motor de vibración lineal (100);
una unidad de detección de corriente (9d) para
detectar la corriente suministrada por el accionador de motor al
motor de vibración lineal;
una unidad de detección de la tensión (10d) para
detectar la tensión aplicada por el accionador de motor al motor de
vibración lineal;
una unidad de detección de la frecuencia de
resonancia (11d) para detectar la frecuencia de resonancia del motor
de vibración lineal a partir de la intensidad de corriente detectada
y de la tensión detectada, como parámetro de vibración natural del
elemento motor;
en el que dicho accionador del motor (1d), dicha
unidad de detección de la intensidad de corriente (9d), dicha unidad
de detección de la tensión (10d) y dicha unidad de detección de la
frecuencia de resonancia (11d) constituyen dicha unidad de obtención
del parámetro de vibración;
estando dicha unidad de determinación de la
constante de muelle (6d) dispuesta para determinar la constante de
muelle del elemento de muelle multiplicando la frecuencia de
resonancia detectada por la unidad de detección de la frecuencia de
resonancia por el doble de la relación entre la circunferencia y el
diámetro, elevando al cuadrado el resultado de la multiplicación y
multiplicando el valor del cuadrado por la masa del elemento motor;
y
estando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2a) dispuesta para calcular la posición del
elemento motor utilizando la constante de muelle determinada por la
unidad de determinación de la constante de muelle.
6. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4 en el que dicha unidad de
detección de sincronismo (4a, 4b) detecta el momento en el que el
elemento motor que vibra libremente pasa por la posición relativa
prescrita con respecto a la posición de referencia de la vibración
utilizando una tensión inducida que se genera en una bobina del
motor de vibración lineal debido a la vibración libre del elemento
motor.
7. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha unidad de
vibración forzada del elemento motor (3a) aplica mecánicamente una
fuerza al elemento motor para que el elemento motor vibre
libremente.
8. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha unidad de
vibración forzada del elemento motor (3a) interrumpe, temporalmente
la corriente aplicada al motor de vibración lineal para que el
elemento motor vibre libremente.
9. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha unidad de
vibración forzada del elemento motor (3a) desconecta una carga que
está conectada al motor de vibración lineal para que el elemento
motor vibre libremente.
10. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho aparato de
accionamiento del motor (101a a 101e) comprende:
una unidad de control para ajustar el modo de
funcionamiento a modo accionamiento para accionar el motor de
vibración lineal para actuar sobre una carga que está conectada al
motor de vibración lineal, o a modo aritmético para calcular la
constante de muelle del elemento de muelle,
ajustando dicha unidad de control temporalmente
el modo de funcionamiento al modo aritmético antes del inicio de la
operación de la carga,
calculando dicha unidad de cálculo de la
constante de muelle (6a a 6d) la constante de muelle en modo
aritmético antes del inicio de la operación de la carga, y
calculando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2a, 2e) la posición del elemento motor en el
modo accionamiento utilizando la constante de muelle que ha sido
calculada antes del inicio de la operación de la carga.
11. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho aparato de
accionamiento del motor (101a a 101e) comprende:
una unidad de control para ajustar el modo de
funcionamiento a modo accionamiento para accionar el motor de
vibración lineal para actuar sobre una carga que está conectada al
motor de vibración lineal, o a modo aritmético para calcular la
constante de muelle del elemento de muelle,
ajustando dicha unidad de control temporalmente
el modo de funcionamiento al modo aritmético después de finalizada
la operación de la carga,
calculando dicha unidad de cálculo de la
constante de muelle (6a a 6d) la constante de muelle en modo
aritmético después de finalizada la operación de la carga, y
calculando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2a, 2e) la posición del elemento motor en el
modo accionamiento utilizando la constante de muelle que ha sido
calculada en el modo aritmético recientemente ajustado.
12. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho aparato de
accionamiento del motor (101e) comprende:
una unidad de control para ajustar el modo de
funcionamiento a modo accionamiento para accionar el motor de
vibración lineal para actuar sobre una carga que está conectada al
motor de vibración lineal, o a modo aritmético para calcular la
constante de muelle del elemento de muelle,
na unidad de detección de la temperatura (12e)
para detectar la temperatura del motor de vibración lineal; y
una unidad de estimación de la constante de
muelle (13e) para estimar la constante de muelle en estado operativo
de carga, en la que
ajustando dicha unidad de control temporalmente
el modo de funcionamiento al modo aritmético por lo menos en una de
las dos situaciones, antes de iniciar la operación de la carga o
después de finalizar la operación de la carga,
calculando dicha unidad de estimación de
constante de muelle (13e), en modo aritmético, la relación entre la
temperatura del motor de vibración lineal y la constante de muelle
basándose en la constante de muelle calculada y en la temperatura
detectada por la unidad de detección de la temperatura al calcular
la constante de muelle, y
estimando en modo accionamiento, la constante de
muelle en estado operativo de carga basándose en la temperatura
detectada por la unidad de detección de la temperatura utilizando la
relación entre la temperatura y la constante de muelle, y
calculando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2e) la posición del elemento motor en modo
accionamiento utilizando la constante de muelle estimada.
13. Motor de vibración lineal (100) que comprende
un aparato de accionamiento del motor (101f a 101j) para accionar
dicho motor de vibración lineal que presenta un elemento motor
dotado de movimiento alternativo y un elemento de muelle que soporta
el elemento motor,
caracterizado porque dicho aparato de
accionamiento (101f a 101j) comprende:
una unidad de vibración forzada (3a, 1d) para
hacer que el elemento motor vibre de forma natural;
una unidad de obtención del parámetro de
vibración para obtener el parámetro de vibración natural que muestra
la vibración natural del elemento motor basándose en el estado de
vibración natural del elemento motor;
una unidad de determinación de la relación
masa/muelle (14f a 14j) para determinar la relación masa/muelle que
es la relación entre la masa del elemento motor y la constante de
muelle del elemento de muelle utilizando el parámetro de vibración
natural obtenido; y
una unidad de cálculo de la posición del elemento
motor (2f a 2j) para calcular la posición del elemento motor
utilizando la relación masa/muelle determinada por la unidad de
determinación de relación masa/muelle.
14. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 13, en el que:
dicha unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende:
una unidad de detección de sincronismo (4a) para
detectar el momento en el que el motor que vibra libremente pasa por
una posición relativa prescrita con respecto a la posición de
referencia de la vibración; y
una unidad de detección de la frecuencia natural
(5a) para detectar la frecuencia natural como parámetro de vibración
natural del elemento motor basándose en la salida de la unidad de
detección de sincronismo, y
determinando dicha unidad de determinación de la
relación masa/muelle (14f) la relación masa/muelle multiplicando la
frecuencia natural detectada por el doble de la relación entre la
circunferencia y el diámetro (\pi), elevando al cuadrado el
resultado de la multiplicación, y calculando el valor inverso del
valor del cuadrado.
15. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 13, en el que:
dicha unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende:
una unidad de detección de sincronismo (4b) para
detectar el momento en el que el motor que vibra libremente pasa por
una posición relativa prescrita con respecto a la posición de
referencia de la vibración; y
una unidad de detección de la frecuencia angular
natural (5b) para detectar la frecuencia angular natural como
parámetro de vibración natural del elemento motor basándose en la
salida de la unidad de detección de sincronismo, y
calculando dicha unidad de determinación de la
relación masa/muelle (14g) la relación masa/muelle elevando al
cuadrado la frecuencia angular natural detectada y calculando el
valor inverso del cuadrado de la frecuencia angular natural.
16. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 13, en el que:
dicha unidad de obtención del parámetro de
vibración comprende:
una unidad de detección de sincronismo (4a) para
detectar el momento en el que el motor que vibra libremente pasa por
una posición relativa prescrita con respecto a la posición de
referencia de la vibración; y
una unidad de detección del período de frecuencia
natural (5c) para detectar el período de frecuencia natural como
parámetro de vibración natural del elemento motor basándose en la
salida de la unidad de detección de sincronismo, y
calculando dicha unidad de determinación de
relación masa/muelle (14h) la relación masa/muelle dividiendo el
período de frecuencia natural detectado por el doble de la relación
entre la circunferencia y el diámetro y elevando al cuadrado el
resultado de la división.
17. Motor de vibración lineal (100) según la
reivindicación 13, en el que dicho aparato de accionamiento del
motor (101j) comprende además:
un accionador de motor (1d) para aplicar una
tensión de accionamiento al motor de vibración lineal;
una unidad de detección de intensidad de
corriente (9d) para detectar la corriente suministrada por el
accionador de motor al motor de vibración lineal;
una unidad de detección de la tensión (10d) para
detectar la tensión aplicada por el accionador de motor al motor de
vibración lineal;
una unidad de detección de la frecuencia de
resonancia (11d) para detectar la frecuencia de resonancia del motor
de vibración lineal a partir de la intensidad de corriente detectada
y de la tensión detectada, como parámetro de vibración natural del
elemento motor;
en el que dicho accionador del motor (1d), dicha
unidad de detección de la intensidad de corriente (9d), dicha unidad
de detección de la tensión (10d) y dicha unidad de detección de la
frecuencia de resonancia (11d) constituyen dicha unidad de obtención
del parámetro de vibración;
estando dicha unidad de determinación de la
relación masa/muelle (14i) dispuesta para determinar la relación
masa/muelle multiplicando la frecuencia de resonancia detectada por
la unidad de detección de la frecuencia de resonancia por el doble
de la relación entre la circunferencia y el diámetro, elevando al
cuadrado el resultado de la multiplicación y calculando el valor
inverso del valor del cuadrado; y
estando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2i) dispuesta para calcular la posición del
elemento motor utilizando la relación masa/muelle determinada por la
unidad de determinación de la relación masa/muelle (14i).
18. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en el que dicha unidad
de detección de sincronismo (4a, 4b) detecta el momento en el que el
elemento motor que vibra libremente pasa por la posición relativa
prescrita con respecto a la posición de referencia de la vibración
utilizando una tensión inducida que se genera en una bobina del
motor de vibración lineal debido a la vibración libre del elemento
motor.
19. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que dicha unidad
de vibración forzada del elemento motor (3a) aplica mecánicamente
una fuerza al elemento motor para que el elemento motor vibre
libremente.
20. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que dicha unidad
de vibración forzada del elemento motor (3a) interrumpe
temporalmente la corriente aplicada al motor de vibración lineal
para que el elemento motor vibre libremente.
21. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que dicha unidad
de vibración forzada del elemento motor (3a) desconecta una carga
que está conectada al motor de vibración lineal para que el elemento
motor vibre libremente.
22. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que dicho aparato
de accionamiento del motor (101f a 101j) comprende:
una unidad de control para ajustar el modo de
funcionamiento a modo accionamiento para accionar el motor de
vibración lineal para actuar sobre una carga que está conectada al
motor de vibración lineal, o a modo aritmético para calcular la
relación masa/muelle,
ajustando dicha unidad de control temporalmente
el modo de funcionamiento al modo aritmético antes del inicio de la
operación de la carga,
calculando dicha unidad de determinación de la
relación masa/muelle (14f a 14j) la relación masa/muelle en modo
aritmético antes del inicio de la operación de la carga, y
calculando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2f, 2j) la posición del elemento motor en el
modo accionamiento utilizando la relación masa/muelle que ha sido
calculada antes del inicio de la operación de la carga.
23. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que dicho aparato
de accionamiento del motor (101f a 101j) comprende:
una unidad de control para ajustar el modo de
funcionamiento a modo accionamiento para accionar el motor de
vibración lineal para actuar sobre una carga que está conectada al
motor de vibración lineal, o a modo aritmético para calcular la
relación masa/muelle,
ajustando dicha unidad de control temporalmente
el modo de funcionamiento al modo aritmético después de finalizada
la operación de la carga,
calculando dicha unidad de determinación de la
relación masa/muelle (14f a 14j) la relación masa/muelle en modo
aritmético después de finalizada la operación de la carga, y
calculando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2f a 2j) la posición del elemento motor en el
modo accionamiento utilizando la relación masa/muelle que ha sido
calculada en el modo aritmético recientemente ajustado.
24. Motor de vibración lineal (100) según
cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, en el que dicho aparato
de accionamiento del motor (101j) comprende:
una unidad de control para ajustar el modo de
funcionamiento a modo accionamiento para accionar el motor de
vibración lineal para actuar sobre una carga que está conectada al
motor de vibración lineal o a modo aritmético para calcular la
relación masa/muelle,
una unidad de detección de la temperatura (12e)
para detectar la temperatura del motor de vibración lineal; y
una unidad de estimación de la relación
masa/muelle (15j) para estimar la relación masa/muelle en estado
operativo de carga, en la que
ajustando dicha unidad de control temporalmente
el modo de funcionamiento al modo aritmético por lo menos en una de
las dos situaciones, antes de iniciar la operación de la carga o
después de finalizar la operación de la carga,
calculando dicha unidad de estimación de relación
masa/muelle (15j), en modo aritmético, la relación entre la
temperatura del motor de vibración lineal y la relación masa/muelle
basándose la relación masa/muelle calculada y la temperatura
detectada por la unidad de detección de la temperatura al calcular
la relación masa/muelle, y
estimando en modo accionamiento, la relación
masa/muelle en estado operativo de carga basándose en la temperatura
detectada por la unidad de detección de la temperatura utilizando la
relación entre la temperatura y la relación masa/muelle calculada,
y
calculando dicha unidad de cálculo de la posición
del elemento motor (2j) la posición del elemento motor en modo
accionamiento utilizando la relación masa/muelle estimada.
25. Acondicionador de aire (212) provisto de un
compresor (50a) que comprende un cilindro y un pistón, y comprime un
líquido en el cilindro mediante un movimiento alternativo del
pistón, que comprende:
un motor de vibración lineal para generar un
movimiento alternativo del pistón, que comprende un elemento motor
dotado de movimiento alternativo, y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor;
un aparato de accionamiento del motor para
accionar el motor de vibración lineal; y
siendo dicho motor de vibración lineal un motor
de vibración lineal según cualquiera de las reivindicaciones 1, 5,
13 y 17.
26. Refrigerador (213) provisto de un compresor
(60a) que comprende un cilindro y un pistón, y comprime un líquido
en el cilindro mediante un movimiento alternativo del pistón, que
comprende:
un motor de vibración lineal para generar un
movimiento alternativo del pistón, que comprende un elemento motor
dotado de movimiento alternativo, y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor;
un aparato de accionamiento del motor para
accionar el motor de vibración lineal; y
siendo dicho motor de vibración lineal un motor
de vibración lineal según cualquiera de las reivindicaciones 1, 5,
13 y 17.
27. Congelador criogénico (214) provisto de un
compresor (70a) que comprende un cilindro y un pistón, y comprime un
líquido en el cilindro mediante un movimiento alternativo del
pistón, que comprende:
un motor de vibración lineal para generar un
movimiento alternativo del pistón, que comprende un elemento motor
dotado de movimiento alternativo, y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor;
un aparato de accionamiento del motor para
accionar el motor de vibración lineal; y
siendo dicho motor de vibración lineal un motor
de vibración lineal según cualquiera de las reivindicaciones 1, 5,
13 y 17.
28. Unidad de suministro de agua caliente (215)
provista de un compresor (80a) que comprende un cilindro y un
pistón, y comprime un líquido en el cilindro mediante un movimiento
alternativo del pistón, que comprende:
un motor de vibración lineal para generar un
movimiento alternativo del pistón, que comprende un elemento motor
dotado de movimiento alternativo, y un elemento de muelle que
soporta el elemento motor;
un aparato de accionamiento del motor para
accionar el motor de vibración lineal; y
siendo dicho motor de vibración lineal un motor
de vibración lineal según cualquiera de las reivindicaciones 1, 5,
13 y 17.
29. Teléfono móvil (216) provisto de un motor de
vibración lineal (95) para generar una vibración, y de un aparato de
accionamiento del motor (90b) para accionar el motor de vibración
lineal, que comprende:
dicho motor de vibración lineal que presenta un
elemento motor dotado de movimiento alternativo, y un elemento de
muelle que soporta el elemento motor; y
siendo dicho motor de vibración lineal un motor
de vibración lineal según cualquiera de las reivindicaciones 1, 5,
13, 17.
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