JPH09112439A - リニアコンプレッサの駆動装置 - Google Patents
リニアコンプレッサの駆動装置Info
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- JPH09112439A JPH09112439A JP7272251A JP27225195A JPH09112439A JP H09112439 A JPH09112439 A JP H09112439A JP 7272251 A JP7272251 A JP 7272251A JP 27225195 A JP27225195 A JP 27225195A JP H09112439 A JPH09112439 A JP H09112439A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷が変動してもピストンの中立位置を一定
に保持することができるリニアコンプレッサの駆動装置
を提供する。 【解決手段】 コンピュータ４の電力検出部５は、電圧
検出装置２および電流検出装置３によって検出された交
流電源１の出力電圧Ｖおよび駆動電流Ｉに基づいて駆動
電力Ｗを算出する。演算制御部６は、その出力電圧Ｖに
対してピストン３２の中立位置を一定に保持するのに必
要な目標電力Ｗｓを算出し、その目標電力Ｗｓと駆動電
力Ｗの差に応じた値だけ交流電源１の出力電圧Ｖを制御
する。
に保持することができるリニアコンプレッサの駆動装置
を提供する。 【解決手段】 コンピュータ４の電力検出部５は、電圧
検出装置２および電流検出装置３によって検出された交
流電源１の出力電圧Ｖおよび駆動電流Ｉに基づいて駆動
電力Ｗを算出する。演算制御部６は、その出力電圧Ｖに
対してピストン３２の中立位置を一定に保持するのに必
要な目標電力Ｗｓを算出し、その目標電力Ｗｓと駆動電
力Ｗの差に応じた値だけ交流電源１の出力電圧Ｖを制御
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はリニアコンプレッ
サの駆動装置に関し、特に、リニアモータによってピス
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置に関する。
サの駆動装置に関し、特に、リニアモータによってピス
トンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレ
ッサの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、冷蔵庫のような冷却装置において
膨張した冷媒ガスを圧縮する機構としてリニアコンプレ
ッサの開発が進められている。
膨張した冷媒ガスを圧縮する機構としてリニアコンプレ
ッサの開発が進められている。
【０００３】図１０は、従来のリニアコンプレッサ３０
の構成を示す断面図である。図１０において、このリニ
アコンプレッサ３０は、シリンダ３１と、シリンダ３１
内に往復動自在に嵌挿されたピストン３２と、ピストン
３２のヘッドに面して形成された圧縮室３３と、圧縮室
３３内のガス圧に応じて開閉する吸込バルブ３４および
吐出バルブ３５とを備える。
の構成を示す断面図である。図１０において、このリニ
アコンプレッサ３０は、シリンダ３１と、シリンダ３１
内に往復動自在に嵌挿されたピストン３２と、ピストン
３２のヘッドに面して形成された圧縮室３３と、圧縮室
３３内のガス圧に応じて開閉する吸込バルブ３４および
吐出バルブ３５とを備える。
【０００４】また、このリニアコンプレッサ３０は、ピ
ストン３２を往復動させるためのリニアモータ３６と、
ピストン３２を往復動自在に支持するためのピストンば
ね４１とを備える。リニアモータ３６は、円筒状の継鉄
部３７と、巻回されたコイルを有する固定子３８，３９
と、円筒状の永久磁石を有する可動体４０とを含む。継
鉄部３７は、シリンダ３１と同心に設けられ、その一端
はシリンダ３１の一端に接合される。固定子３８はシリ
ンダ３１の外周壁に設けられ、固定子３９は継鉄部３７
の内周壁に設けられる。可動体４０は、固定子３８と３
９の間に往復動自在に挿入され、その一端はピストン３
２の一端に接合される。ピストンばね４１の周辺部は継
鉄部３７の他端面に固定され、その中央部４１ａはピス
トン３２の一端に固定される。
ストン３２を往復動させるためのリニアモータ３６と、
ピストン３２を往復動自在に支持するためのピストンば
ね４１とを備える。リニアモータ３６は、円筒状の継鉄
部３７と、巻回されたコイルを有する固定子３８，３９
と、円筒状の永久磁石を有する可動体４０とを含む。継
鉄部３７は、シリンダ３１と同心に設けられ、その一端
はシリンダ３１の一端に接合される。固定子３８はシリ
ンダ３１の外周壁に設けられ、固定子３９は継鉄部３７
の内周壁に設けられる。可動体４０は、固定子３８と３
９の間に往復動自在に挿入され、その一端はピストン３
２の一端に接合される。ピストンばね４１の周辺部は継
鉄部３７の他端面に固定され、その中央部４１ａはピス
トン３２の一端に固定される。
【０００５】ピストン３２は、ピストン３２および可動
体４０の重量、圧縮室３３内のガスの圧力変動に基づく
ガスばねのばね定数、ピストンばね４１のばね定数など
から定まる共振周波数Ｆｃを有する。共振周波数Ｆｃ
は、ピストンばね４１のばね定数を調整することにより
たとえば商用電力の周波数に設定される。リニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルには、図示しない交流
電源より共振周波数Ｆｃの一定の交流電圧が印加され
る。
体４０の重量、圧縮室３３内のガスの圧力変動に基づく
ガスばねのばね定数、ピストンばね４１のばね定数など
から定まる共振周波数Ｆｃを有する。共振周波数Ｆｃ
は、ピストンばね４１のばね定数を調整することにより
たとえば商用電力の周波数に設定される。リニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルには、図示しない交流
電源より共振周波数Ｆｃの一定の交流電圧が印加され
る。
【０００６】なお、これらの部品３１〜４１は、防音・
防振のためマウントばね４２を介してケーシング４３内
に収容される。
防振のためマウントばね４２を介してケーシング４３内
に収容される。
【０００７】次に、このリニアコンプレッサ３０の動作
について説明する。前記交流電源によってリニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルに交流電圧を印加して
電流を流すと、その電流の方向に応じた方向の電磁力が
可動体４０の永久磁石に作用し、可動体４０およびピス
トン３２が往復動する。このピストン３２の往復動によ
り、膨張ガスが吸込バルブ３４を介して圧縮室３３内に
吸込まれ、圧縮室３３内で生成された圧縮ガスが吐出バ
ルブ３５を介して吐出される。
について説明する。前記交流電源によってリニアモータ
３６の固定子３８，３９のコイルに交流電圧を印加して
電流を流すと、その電流の方向に応じた方向の電磁力が
可動体４０の永久磁石に作用し、可動体４０およびピス
トン３２が往復動する。このピストン３２の往復動によ
り、膨張ガスが吸込バルブ３４を介して圧縮室３３内に
吸込まれ、圧縮室３３内で生成された圧縮ガスが吐出バ
ルブ３５を介して吐出される。
【０００８】圧縮ガスは、冷却装置の熱交換器から熱を
吸収して膨張し、熱交換器を介して被冷却物を冷却させ
る。
吸収して膨張し、熱交換器を介して被冷却物を冷却させ
る。
【０００９】このように、リニアコンプレッサ３０で
は、リニアモータ３６によってピストン３２が直接駆動
されるので、動力源の回転運動がクランク機構などによ
ってピストンの往復運動に変換される回転式のコンプレ
ッサに比べて、エネルギ損失が少なくて済み、装置の小
型化が可能となる。
は、リニアモータ３６によってピストン３２が直接駆動
されるので、動力源の回転運動がクランク機構などによ
ってピストンの往復運動に変換される回転式のコンプレ
ッサに比べて、エネルギ損失が少なくて済み、装置の小
型化が可能となる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のリニア
コンプレッサ３０には以下のような問題があった。すな
わち、冷却装置の熱負荷が定格よりも高くなって膨張ガ
スおよび圧縮ガスの圧力が上昇した場合、図１１に示す
ように、ピストン３２の中立位置（ヘッドの振幅中心）
が下降して出力が低下し、かえって冷却能力が低下して
しまう。逆に、冷却装置の熱負荷が定格よりも低くなっ
て膨張ガスおよび圧縮ガスの圧力がともに低下した場
合、ピストン３２の中立位置が上昇して出力が上昇し、
かえって冷却能力が上昇してしまう。
コンプレッサ３０には以下のような問題があった。すな
わち、冷却装置の熱負荷が定格よりも高くなって膨張ガ
スおよび圧縮ガスの圧力が上昇した場合、図１１に示す
ように、ピストン３２の中立位置（ヘッドの振幅中心）
が下降して出力が低下し、かえって冷却能力が低下して
しまう。逆に、冷却装置の熱負荷が定格よりも低くなっ
て膨張ガスおよび圧縮ガスの圧力がともに低下した場
合、ピストン３２の中立位置が上昇して出力が上昇し、
かえって冷却能力が上昇してしまう。
【００１１】この対策として、位置検出用センサをピス
トン３２の近傍に設けてピストン３２の中立位置を直接
または間接的に検出し、その検出値が一定になるように
リニアモータ３６の駆動電力を制御する方法も考えられ
るが、リニアコンプレッサの構成が複雑になる。
トン３２の近傍に設けてピストン３２の中立位置を直接
または間接的に検出し、その検出値が一定になるように
リニアモータ３６の駆動電力を制御する方法も考えられ
るが、リニアコンプレッサの構成が複雑になる。
【００１２】それゆえに、この発明の主たる目的は、負
荷が変動してもピストンの中立位置を一定に保持するこ
とが可能で、かつリニアコンプレッサの構成を複雑にす
ることがないリニアコンプレッサの駆動装置を提供する
ことである。
荷が変動してもピストンの中立位置を一定に保持するこ
とが可能で、かつリニアコンプレッサの構成を複雑にす
ることがないリニアコンプレッサの駆動装置を提供する
ことである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明に係る第１のリ
ニアコンプレッサの駆動装置は、リニアモータによって
ピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコン
プレッサの駆動装置であって、前記リニアモータに駆動
電力を供給するための出力電圧の制御が可能な交流電
源、前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出
手段、前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流
を検出するための電流検出手段、前記電圧検出手段と前
記電流検出手段の検出結果に基づいて前記交流電源から
前記リニアモータに供給される駆動電力を検出する電力
検出手段、前記電圧検出手段によって検出された出力電
圧に対して前記ピストンの中立位置を予め定められた位
置に保持するために必要な目標電力を演算する第１の演
算手段、前記電力検出手段によって検出された駆動電力
と前記第１の演算手段によって演算された目標電力との
差を演算する第２の演算手段、および前記第２の演算手
段によって演算された駆動電力と目標電力の差に応じた
値だけ前記交流電源の出力電圧を補正し、前記ピストン
の中立位置を予め定められた位置に保持する制御手段を
備えたことを特徴としている。
ニアコンプレッサの駆動装置は、リニアモータによって
ピストンを往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコン
プレッサの駆動装置であって、前記リニアモータに駆動
電力を供給するための出力電圧の制御が可能な交流電
源、前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出
手段、前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流
を検出するための電流検出手段、前記電圧検出手段と前
記電流検出手段の検出結果に基づいて前記交流電源から
前記リニアモータに供給される駆動電力を検出する電力
検出手段、前記電圧検出手段によって検出された出力電
圧に対して前記ピストンの中立位置を予め定められた位
置に保持するために必要な目標電力を演算する第１の演
算手段、前記電力検出手段によって検出された駆動電力
と前記第１の演算手段によって演算された目標電力との
差を演算する第２の演算手段、および前記第２の演算手
段によって演算された駆動電力と目標電力の差に応じた
値だけ前記交流電源の出力電圧を補正し、前記ピストン
の中立位置を予め定められた位置に保持する制御手段を
備えたことを特徴としている。
【００１４】この第１のリニアコンプレッサの駆動装置
では、交流電源の出力電圧とリニアモータの駆動電力が
検出され、出力電圧の検出値に対してピストンの中立位
置を一定に保持するのに必要な目標電力が演算され、そ
の目標電力と駆動電力の検出値との差が演算される。そ
して、その差に応じた値だけ交流電源の出力電圧が制御
されてピストンの中立位置が一定に保持される。したが
って、負荷が変動してもピストンの中立位置を一定に保
つことができる。しかも、ピストンの中立位置を検出す
るための位置検出用センサをピストンの近傍に設ける必
要がないので、リニアコンプレッサの構成が複雑になる
ことはない。
では、交流電源の出力電圧とリニアモータの駆動電力が
検出され、出力電圧の検出値に対してピストンの中立位
置を一定に保持するのに必要な目標電力が演算され、そ
の目標電力と駆動電力の検出値との差が演算される。そ
して、その差に応じた値だけ交流電源の出力電圧が制御
されてピストンの中立位置が一定に保持される。したが
って、負荷が変動してもピストンの中立位置を一定に保
つことができる。しかも、ピストンの中立位置を検出す
るための位置検出用センサをピストンの近傍に設ける必
要がないので、リニアコンプレッサの構成が複雑になる
ことはない。
【００１５】また、この発明に係る第２のリニアコンプ
レッサの駆動装置は、リニアモータによってピストンを
往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの
駆動装置であって、前記リニアモータに駆動電力を供給
するための出力電圧の制御が可能な交流電源、前記交流
電源の出力電圧を検出するための電圧検出手段、前記交
流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出するた
めの電流検出手段、前記電圧検出手段によって検出され
た出力電圧と前記電流検出手段によって検出された電流
との位相差を検出する位相検出手段、および前記位相検
出手段によって検出された位相差に応じた値だけ前記交
流電源の出力電圧を補正し、前記ピストンの中立位置を
予め定められた位置に保持する制御手段を備えたことを
特徴としている。
レッサの駆動装置は、リニアモータによってピストンを
往復運動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの
駆動装置であって、前記リニアモータに駆動電力を供給
するための出力電圧の制御が可能な交流電源、前記交流
電源の出力電圧を検出するための電圧検出手段、前記交
流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出するた
めの電流検出手段、前記電圧検出手段によって検出され
た出力電圧と前記電流検出手段によって検出された電流
との位相差を検出する位相検出手段、および前記位相検
出手段によって検出された位相差に応じた値だけ前記交
流電源の出力電圧を補正し、前記ピストンの中立位置を
予め定められた位置に保持する制御手段を備えたことを
特徴としている。
【００１６】この第２のリニアコンプレッサの駆動装置
では、交流電源の出力電圧と交流電源からリニアモータ
に流れる電流との位相差が検出され、その検出値に応じ
た値だけ交流電源の出力電圧が制御されてピストンの中
立位置が一定に保持される。したがって、第１のリニア
コンプレッサの駆動装置と同様、負荷が変動してもピス
トンの中立位置を一定に保つことができ、かつリニアコ
ンプレッサの構成が複雑になることがない。
では、交流電源の出力電圧と交流電源からリニアモータ
に流れる電流との位相差が検出され、その検出値に応じ
た値だけ交流電源の出力電圧が制御されてピストンの中
立位置が一定に保持される。したがって、第１のリニア
コンプレッサの駆動装置と同様、負荷が変動してもピス
トンの中立位置を一定に保つことができ、かつリニアコ
ンプレッサの構成が複雑になることがない。
【００１７】
［実施の形態１］図１は、この発明の実施の形態１によ
るリニアコンプレッサの駆動装置の原理を説明するため
の図である。
るリニアコンプレッサの駆動装置の原理を説明するため
の図である。
【００１８】図１を参照して、リニアコンプレッサ３０
においては、交流電源の出力電圧Ｖをある値に設定した
場合、リニアモータ３６の駆動電力（消費電力）Ｗは負
荷に応じて一義的に決まる。したがって、従来は交流電
源の出力電圧Ｖが一定に保持されていたので、負荷に応
じてリニアモータ３６の駆動電力Ｗが変動していた。本
発明では、各負荷状態においてピストン３２の中立位置
が同一位置となる電圧Ｖと電力Ｗの関係（動作線）が予
め求められ、電圧Ｖと電力Ｗの関係が常にこの動作線に
最も近い状態になるように制御される。
においては、交流電源の出力電圧Ｖをある値に設定した
場合、リニアモータ３６の駆動電力（消費電力）Ｗは負
荷に応じて一義的に決まる。したがって、従来は交流電
源の出力電圧Ｖが一定に保持されていたので、負荷に応
じてリニアモータ３６の駆動電力Ｗが変動していた。本
発明では、各負荷状態においてピストン３２の中立位置
が同一位置となる電圧Ｖと電力Ｗの関係（動作線）が予
め求められ、電圧Ｖと電力Ｗの関係が常にこの動作線に
最も近い状態になるように制御される。
【００１９】図２は、図１で説明した原理に基づくリニ
アコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック図であ
る。
アコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック図であ
る。
【００２０】図２において、このリニアコンプレッサの
駆動装置は、交流電源１、電圧検出装置２、電流検出装
置３およびコンピュータ４を備え、コンピュータ４は電
力検出部５および演算・制御部６を含む。
駆動装置は、交流電源１、電圧検出装置２、電流検出装
置３およびコンピュータ４を備え、コンピュータ４は電
力検出部５および演算・制御部６を含む。
【００２１】交流電源１は、コンピュータ４の演算・制
御部６から与えられた電圧値制御信号に応じた値の電圧
Ｖをリニアコンプレッサ３０に出力する。電圧検出装置
２は、交流電源１の出力電圧Ｖを検出し、検出値Ｖをデ
ジタル信号に変換してコンピュータ４の電力検出部５お
よび演算・制御部６に与える。電流検出装置３は、交流
電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる電流Ｉを検
出し、検出値Ｉをデジタル信号に変換してコンピュータ
４の電力検出部５に与える。
御部６から与えられた電圧値制御信号に応じた値の電圧
Ｖをリニアコンプレッサ３０に出力する。電圧検出装置
２は、交流電源１の出力電圧Ｖを検出し、検出値Ｖをデ
ジタル信号に変換してコンピュータ４の電力検出部５お
よび演算・制御部６に与える。電流検出装置３は、交流
電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる電流Ｉを検
出し、検出値Ｉをデジタル信号に変換してコンピュータ
４の電力検出部５に与える。
【００２２】コンピュータ４の電力検出部５は、電圧検
出装置２および電流検出装置３から与えられたデジタル
信号に基づいて、交流電源１からリニアコンプレッサ３
０に供給される駆動電力Ｗを検出する。コンピュータ４
の演算・制御部６には、図３に示すように、ピストン３
２の中立位置を一定に保持するために必要な電圧Ｖと電
力Ｗｓの関係が計算式またはデータテーブルとして格納
されている。演算・制御部６は、電圧検出装置２によっ
て検出された電圧Ｖと電力検出部５によって検出された
電力Ｗとの関係が、自らが記憶している電圧Ｖと電力Ｗ
ｓの関係に一致するように電圧値制御信号を出力して交
流電源１の出力電圧Ｖを制御する。
出装置２および電流検出装置３から与えられたデジタル
信号に基づいて、交流電源１からリニアコンプレッサ３
０に供給される駆動電力Ｗを検出する。コンピュータ４
の演算・制御部６には、図３に示すように、ピストン３
２の中立位置を一定に保持するために必要な電圧Ｖと電
力Ｗｓの関係が計算式またはデータテーブルとして格納
されている。演算・制御部６は、電圧検出装置２によっ
て検出された電圧Ｖと電力検出部５によって検出された
電力Ｗとの関係が、自らが記憶している電圧Ｖと電力Ｗ
ｓの関係に一致するように電圧値制御信号を出力して交
流電源１の出力電圧Ｖを制御する。
【００２３】図４は、コンピュータ４の動作を示すフロ
ーチャートである。このフローチャートに従って、この
リニアコンプレッサの駆動装置の動作について説明す
る。交流電源１からリニアコンプレッサ３０に駆動電力
Ｗが供給されてリニアコンプレッサ３０が駆動される。
交流電源１の出力電圧Ｖが電圧検出装置２によって検出
され、交流電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流Ｉが電流検出装置３によって検出される。
ーチャートである。このフローチャートに従って、この
リニアコンプレッサの駆動装置の動作について説明す
る。交流電源１からリニアコンプレッサ３０に駆動電力
Ｗが供給されてリニアコンプレッサ３０が駆動される。
交流電源１の出力電圧Ｖが電圧検出装置２によって検出
され、交流電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流Ｉが電流検出装置３によって検出される。
【００２４】コンピュータ４の電力検出部５は、ステッ
プＳ１において電圧検出装置２および電流検出装置３か
ら電圧値Ｖおよび電流値Ｉを読込み、ステップＳ２にお
いて駆動電力Ｗ＝Ｖ×Ｉを算出する。
プＳ１において電圧検出装置２および電流検出装置３か
ら電圧値Ｖおよび電流値Ｉを読込み、ステップＳ２にお
いて駆動電力Ｗ＝Ｖ×Ｉを算出する。
【００２５】コンピュータ４の演算・制御部６は、ステ
ップＳ３において電圧検出装置２から電圧値Ｖを読込
み、その電圧値Ｖに対応した目標電力Ｗｓを算出する。
次に演算・制御部６は、ステップＳ４において電力検出
部５から電力Ｗを読込み、目標電力Ｗｓに対する電力Ｗ
の誤差Ｄ＝Ｗ−Ｗｓを算出する。次いで演算・制御部６
は、ステップＳ５において誤差Ｄに応じた電圧値制御量
Ｖｆを算出し、ステップＳ６において電圧値制御量Ｖｆ
に応じた電圧値制御信号を交流電源１に出力する。
ップＳ３において電圧検出装置２から電圧値Ｖを読込
み、その電圧値Ｖに対応した目標電力Ｗｓを算出する。
次に演算・制御部６は、ステップＳ４において電力検出
部５から電力Ｗを読込み、目標電力Ｗｓに対する電力Ｗ
の誤差Ｄ＝Ｗ−Ｗｓを算出する。次いで演算・制御部６
は、ステップＳ５において誤差Ｄに応じた電圧値制御量
Ｖｆを算出し、ステップＳ６において電圧値制御量Ｖｆ
に応じた電圧値制御信号を交流電源１に出力する。
【００２６】コンピュータ４は、ステップＳ７において
制御処理が終了したか否かを判別し、制御処理が終了し
ていない場合は再びステップＳ１に戻る。
制御処理が終了したか否かを判別し、制御処理が終了し
ていない場合は再びステップＳ１に戻る。
【００２７】したがって、この実施の形態１において
は、図５に示すように、負荷が変動してもリニアコンプ
レッサ３０のピストン３２の中立位置は一定に保持され
て、高負荷時ほど大きな駆動電力Ｗが供給され、適切な
冷却特性が得られる。しかも、リニアコンプレッサ３０
には位置検出用センサなどを何ら設ける必要がないの
で、リニアコンプレッサ３０の構成が複雑になることは
ない。
は、図５に示すように、負荷が変動してもリニアコンプ
レッサ３０のピストン３２の中立位置は一定に保持され
て、高負荷時ほど大きな駆動電力Ｗが供給され、適切な
冷却特性が得られる。しかも、リニアコンプレッサ３０
には位置検出用センサなどを何ら設ける必要がないの
で、リニアコンプレッサ３０の構成が複雑になることは
ない。
【００２８】［実施の形態２］図６は、この発明の実施
の形態２によるリニアコンプレッサの駆動装置の原理を
説明するための図である。
の形態２によるリニアコンプレッサの駆動装置の原理を
説明するための図である。
【００２９】図６を参照して、リニアコンプレッサ３０
においては、負荷が変動すると交流電源の出力電圧Ｖに
対する交流電源からリニアモータ３６に流れる電流Ｉの
位相が変動する。すなわち、低負荷時には電圧Ｖに対す
る電流Ｉの位相が進み、高負荷時には電圧Ｖに対する電
流Ｉの位相が遅れる。したがって、この位相差から負荷
状態を検出し、低負荷時には交流電源の出力電圧Ｖを減
少させ、高負荷時には出力電圧Ｖを増加させることによ
り、ピストン３２の中立位置を一定に保持することがで
きる。
においては、負荷が変動すると交流電源の出力電圧Ｖに
対する交流電源からリニアモータ３６に流れる電流Ｉの
位相が変動する。すなわち、低負荷時には電圧Ｖに対す
る電流Ｉの位相が進み、高負荷時には電圧Ｖに対する電
流Ｉの位相が遅れる。したがって、この位相差から負荷
状態を検出し、低負荷時には交流電源の出力電圧Ｖを減
少させ、高負荷時には出力電圧Ｖを増加させることによ
り、ピストン３２の中立位置を一定に保持することがで
きる。
【００３０】図７は、図６で説明した原理に基づくリニ
アコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック図であ
る。
アコンプレッサの駆動装置の構成を示すブロック図であ
る。
【００３１】図７において、このリニアコンプレッサの
駆動装置は、交流電源１、電圧検出装置２、電流検出装
置３およびコンピュータ７を備え、コンピュータ７は位
相検出部８および演算・制御部９を含む。
駆動装置は、交流電源１、電圧検出装置２、電流検出装
置３およびコンピュータ７を備え、コンピュータ７は位
相検出部８および演算・制御部９を含む。
【００３２】交流電源１は、コンピュータ７の演算・制
御部９から与えられた電圧値制御信号に応じた値の電圧
Ｖをリニアコンプレッサ３０に出力する。電圧検出装置
２は、交流電源１の出力電圧Ｖを検出し、検出値Ｖをデ
ジタル信号に変換してコンピュータ７の位相検出部８に
与える。電流検出装置３は、交流電源１からリニアコン
プレッサ３０に流れる電流Ｉを検出し、検出値Ｉをデジ
タル信号に変換してコンピュータ７の位相検出部８に与
える。
御部９から与えられた電圧値制御信号に応じた値の電圧
Ｖをリニアコンプレッサ３０に出力する。電圧検出装置
２は、交流電源１の出力電圧Ｖを検出し、検出値Ｖをデ
ジタル信号に変換してコンピュータ７の位相検出部８に
与える。電流検出装置３は、交流電源１からリニアコン
プレッサ３０に流れる電流Ｉを検出し、検出値Ｉをデジ
タル信号に変換してコンピュータ７の位相検出部８に与
える。
【００３３】コンピュータ７の位相検出部８は、電圧検
出装置２および電流検出装置３から与えられたデジタル
信号に基づいて、交流電源１の出力電圧Ｖに対する電流
Ｉの位相差Ｄｐを算出する。コンピュータ７の演算・制
御部９には、図８に示すように、ピストン３２の中立位
置を一定に保持するために必要な位相差Ｄｐと電圧値制
御量の関係が計算式またはデータテーブルとして格納さ
れている。演算・制御部９は、位相検出部８で検出され
た位相差Ｄｐに応じた電圧値制御量Ｖｆを算出し、算出
結果に基づいた電圧値制御信号を交流電源１に与えれ
る。
出装置２および電流検出装置３から与えられたデジタル
信号に基づいて、交流電源１の出力電圧Ｖに対する電流
Ｉの位相差Ｄｐを算出する。コンピュータ７の演算・制
御部９には、図８に示すように、ピストン３２の中立位
置を一定に保持するために必要な位相差Ｄｐと電圧値制
御量の関係が計算式またはデータテーブルとして格納さ
れている。演算・制御部９は、位相検出部８で検出され
た位相差Ｄｐに応じた電圧値制御量Ｖｆを算出し、算出
結果に基づいた電圧値制御信号を交流電源１に与えれ
る。
【００３４】図９は、コンピュータ７の動作を示すフロ
ーチャートである。このフローチャートに従って、この
リニアコンプレッサの駆動装置の動作について説明す
る。交流電源１からリニアコンプレッサ３０に駆動電力
Ｗが供給されてリニアコンプレッサ３０が駆動される。
交流電源１の出力電圧Ｖが電圧検出装置２によって検出
され、交流電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流Ｉが電流検出装置３によって検出される。
ーチャートである。このフローチャートに従って、この
リニアコンプレッサの駆動装置の動作について説明す
る。交流電源１からリニアコンプレッサ３０に駆動電力
Ｗが供給されてリニアコンプレッサ３０が駆動される。
交流電源１の出力電圧Ｖが電圧検出装置２によって検出
され、交流電源１からリニアコンプレッサ３０に流れる
電流Ｉが電流検出装置３によって検出される。
【００３５】コンピュータ７の位相検出部８は、ステッ
プＳ１１において電圧検出装置２および電流検出装置３
から電圧値Ｖおよび電流値Ｉを読込む。次に、位相検出
部８は、ステップＳ１２において電圧Ｖおよび電流Ｉの
波形の立上がりタイミングなどを算出し、その算出結果
に基づきステップＳ１３において電圧Ｖに対する電流Ｉ
の位相差Ｄｐを算出する。演算・制御部９は、ステップ
Ｓ１４において位相差Ｄｐに応じた電圧値制御量Ｖｆを
算出し、ステップＳ１５において電圧値制御量Ｖｆに応
じた電圧値制御信号を交流電源１に出力する。
プＳ１１において電圧検出装置２および電流検出装置３
から電圧値Ｖおよび電流値Ｉを読込む。次に、位相検出
部８は、ステップＳ１２において電圧Ｖおよび電流Ｉの
波形の立上がりタイミングなどを算出し、その算出結果
に基づきステップＳ１３において電圧Ｖに対する電流Ｉ
の位相差Ｄｐを算出する。演算・制御部９は、ステップ
Ｓ１４において位相差Ｄｐに応じた電圧値制御量Ｖｆを
算出し、ステップＳ１５において電圧値制御量Ｖｆに応
じた電圧値制御信号を交流電源１に出力する。
【００３６】コンピュータ４は、ステップＳ１６におい
て制御処理が終了したか否かを判別し、制御処理が終了
していない場合は再びステップＳ１１に戻る。
て制御処理が終了したか否かを判別し、制御処理が終了
していない場合は再びステップＳ１１に戻る。
【００３７】この実施の形態２においても、実施の形態
１と同じ効果が得られる。
１と同じ効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、この発明の第１のリニア
コンプレッサの駆動装置では、交流電源の出力電圧とリ
ニアモータの駆動電力が検出され、出力電圧の検出値に
対してピストンの中立位置を一定に保持するのに必要な
目標電力が演算され、その目標電力に駆動電力の検出値
が一致するように交流電源の出力電圧が制御される。し
たがって、負荷が変動してもピストンの中立位置が一定
に保持され、高負荷時ほど大きな駆動電力が供給され、
低負荷時ほど小さな駆動電力が供給される。しかも、ピ
ストンの中立位置を検出するための位置検出用センサを
ピストンの近傍に設ける必要がないので、リニアコンプ
レッサの構成が複雑になることはない。
コンプレッサの駆動装置では、交流電源の出力電圧とリ
ニアモータの駆動電力が検出され、出力電圧の検出値に
対してピストンの中立位置を一定に保持するのに必要な
目標電力が演算され、その目標電力に駆動電力の検出値
が一致するように交流電源の出力電圧が制御される。し
たがって、負荷が変動してもピストンの中立位置が一定
に保持され、高負荷時ほど大きな駆動電力が供給され、
低負荷時ほど小さな駆動電力が供給される。しかも、ピ
ストンの中立位置を検出するための位置検出用センサを
ピストンの近傍に設ける必要がないので、リニアコンプ
レッサの構成が複雑になることはない。
【００３９】また、この発明の第２のリニアコンプレッ
サの駆動装置では、交流電源の出力電圧と交流電源から
リニアモータに流れる電流との位相差が検出され、その
検出値に応じた値だけ交流電源の出力電圧が制御されて
ピストンの中立位置が一定に保持される。したがって、
第１のリニアコンプレッサの駆動装置と同様、負荷が変
動してもピストンの中立位置が一定に保持され、負荷に
応じた駆動電力が供給される。しかも、リニアコンプレ
ッサの構成が複雑になることがない。
サの駆動装置では、交流電源の出力電圧と交流電源から
リニアモータに流れる電流との位相差が検出され、その
検出値に応じた値だけ交流電源の出力電圧が制御されて
ピストンの中立位置が一定に保持される。したがって、
第１のリニアコンプレッサの駆動装置と同様、負荷が変
動してもピストンの中立位置が一定に保持され、負荷に
応じた駆動電力が供給される。しかも、リニアコンプレ
ッサの構成が複雑になることがない。
【図１】この発明の実施の形態１によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の原理を説明するための図である。
ッサの駆動装置の原理を説明するための図である。
【図２】図１で説明した原理に基づくリニアコンプレッ
サの駆動装置の構成を示すブロック図である。
サの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ピストンの中立位置を一定に保つために必要な
出力電圧Ｖと目標電力Ｗｓの関係を示す図である。
出力電圧Ｖと目標電力Ｗｓの関係を示す図である。
【図４】図２に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
コンピュータの動作を示すフローチャートである。
コンピュータの動作を示すフローチャートである。
【図５】図２に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
効果を説明するための図である。
効果を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるリニアコンプレ
ッサの駆動装置の原理を説明するための図である。
ッサの駆動装置の原理を説明するための図である。
【図７】図６で説明した原理に基づくリニアコンプレッ
サの駆動装置の構成を示すブロック図である。
サの駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図８】ピストンの中立位置を一定に保つために必要な
位相差と電圧値制御量の関係を示す図である。
位相差と電圧値制御量の関係を示す図である。
【図９】図７に示したリニアコンプレッサの駆動装置の
コンピュータの動作を示すフローチャートである。
コンピュータの動作を示すフローチャートである。
【図１０】従来のリニアコンプレッサの構成を示す断面
図である。
図である。
【図１１】図１０に示したリニアコンプレッサの問題点
を説明するための図である。
を説明するための図である。
１ 交流電源 ２ 電圧検出装置 ３ 電流検出装置 ４，７ コンピュータ ５ 電力検出部 ６，９ 演算・制御部 ８ 位相検出部 ３０ リニアコンプレッサ ３２ ピストン ３６ リニアモータ ４１ ピストンばね
Claims (2)
- 【請求項１】 リニアモータによってピストンを往復運
動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの駆動装
置であって、 前記リニアモータに駆動電力を供給するための出力電圧
の制御が可能な交流電源、 前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、 前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出
するための電流検出手段、 前記電圧検出手段と前記電流検出手段の検出結果に基づ
いて前記交流電源から前記リニアモータに供給される駆
動電力を検出する電力検出手段、 前記電圧検出手段によって検出された出力電圧に対して
前記ピストンの中立位置を予め定められた位置に保持す
るために必要な目標電力を演算する第１の演算手段、 前記電力検出手段によって検出された駆動電力と前記第
１の演算手段によって演算された目標電力との差を演算
する第２の演算手段、および前記第２の演算手段によっ
て演算された駆動電力と目標電力の差に応じた値だけ前
記交流電源の出力電圧を補正し、前記ピストンの中立位
置を予め定められた位置に保持する制御手段を備える、
リニアコンプレッサの駆動装置。 - 【請求項２】 リニアモータによってピストンを往復運
動させ圧縮ガスを生成するリニアコンプレッサの駆動装
置であって、 前記リニアモータに駆動電力を供給するための出力電圧
の制御が可能な交流電源、 前記交流電源の出力電圧を検出するための電圧検出手
段、 前記交流電源から前記リニアモータに流れる電流を検出
するための電流検出手段、 前記電圧検出手段によって検出された出力電圧と前記電
流検出手段によって検出された電流との位相差を検出す
る位相検出手段、および前記位相検出手段によって検出
された位相差に応じた値だけ前記交流電源の出力電圧を
補正し、前記ピストンの中立位置を予め定められた位置
に保持する制御手段を備える、リニアコンプレッサの駆
動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27225195A JP3869481B2 (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | リニアコンプレッサの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27225195A JP3869481B2 (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | リニアコンプレッサの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09112439A true JPH09112439A (ja) | 1997-05-02 |
| JP3869481B2 JP3869481B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=17511247
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27225195A Expired - Fee Related JP3869481B2 (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | リニアコンプレッサの駆動装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3869481B2 (ja) |
Cited By (15)
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|---|---|---|---|---|
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| JP2002235673A (ja) * | 2000-11-29 | 2002-08-23 | Lg Electronics Inc | 圧縮機の運転制御装置及びその制御方法 |
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-
1995
- 1995-10-20 JP JP27225195A patent/JP3869481B2/ja not_active Expired - Fee Related
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