專利名稱：用于控制壓縮機(jī)的裝置和方法以及具有該裝置的冰箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開文本涉及一種壓縮機(jī)控制裝置以及包括該壓縮機(jī)控制裝置的冰箱以用于準(zhǔn)確控制設(shè)置在冰箱中的兩個(gè)壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
一般來說，冰箱是這樣一種設(shè)備:其用于儲(chǔ)藏物品(例如，食品、飲料等)以在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)保持物品新鮮，并且基于待儲(chǔ)藏的物品的種類，將物品存儲(chǔ)在冷凍或冷藏狀態(tài)下。這種冰箱是通過驅(qū)動(dòng)設(shè)置在其中的壓縮機(jī)來運(yùn)行的。供應(yīng)至冰箱的內(nèi)部的冷氣是通過與制冷劑進(jìn)·行的熱交換產(chǎn)生的，且其在重復(fù)執(zhí)行壓縮-冷凝-膨脹-蒸發(fā)循環(huán)時(shí)不斷地被供應(yīng)至冰箱的內(nèi)部，并且所供應(yīng)的制冷劑通過對(duì)流均勻地傳送至冰箱的內(nèi)部，從而允許冰箱內(nèi)的食品在期望的溫度下儲(chǔ)藏。該循環(huán)可基于冰箱內(nèi)的冷凍循環(huán)的配置而變化。一般來說，冷凍設(shè)備(例如，冰箱、空調(diào)等)可包括用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓縮流體的壓縮能的壓縮機(jī)。壓縮機(jī)可分為往復(fù)式壓縮機(jī)、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和渦卷壓縮機(jī)。往復(fù)式壓縮機(jī)在活塞和氣缸之間形成壓縮空間以吸入或排出工作氣體，從而在以線性往復(fù)方式運(yùn)動(dòng)的同時(shí)壓縮制冷劑。旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)在偏心旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(roller)和氣缸之間形成壓縮機(jī)空間以吸入或排出工作氣體，從而在轉(zhuǎn)子沿著氣缸的內(nèi)壁進(jìn)行偏心旋轉(zhuǎn)時(shí)壓縮制冷劑。渦卷壓縮機(jī)在繞動(dòng)渦卷和固定渦卷之間形成壓縮空間以吸入或排出工作氣體，從而在繞動(dòng)渦卷沿著固定渦卷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)壓縮制冷劑。往復(fù)式壓縮機(jī)允許內(nèi)部活塞在氣缸內(nèi)進(jìn)行線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而吸入、壓縮和排出制冷劑氣體。根據(jù)活塞如何被驅(qū)動(dòng)，往復(fù)式壓縮機(jī)大致分為往復(fù)型和線型。往復(fù)型往復(fù)式壓縮機(jī)是這樣一種方案:其中曲軸(crank shaft)聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)電機(jī)且活塞聯(lián)接至曲軸，從而將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。相反地，線型往復(fù)式壓縮機(jī)是這樣一種方案:其中活塞連接至電機(jī)的線性運(yùn)動(dòng)的動(dòng)子(mover),從而將電機(jī)的線性運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。往復(fù)式壓縮機(jī)可包括:電力單元，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力；以及壓縮單元，用于從電力單元接收驅(qū)動(dòng)力以壓縮流體。電機(jī)通常用于電力單元，而線性電機(jī)用在線型的情況下。對(duì)于線性電機(jī)，電機(jī)本身直接產(chǎn)生線性驅(qū)動(dòng)力，因此不需要機(jī)械轉(zhuǎn)換設(shè)備，且其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。此外，線性電機(jī)可減少由于能量轉(zhuǎn)換造成的損耗，并且沒有造成摩擦和磨損的連接部，從而大大降低噪聲。此外，當(dāng)線型往復(fù)式壓縮機(jī)(以下稱為“線性壓縮機(jī)”)用于冰箱或空調(diào)時(shí)，可以改變施加到線性壓縮機(jī)的沖程(stroke)電壓以改變壓縮率，從而提供線性壓縮機(jī)能夠用于可變的制冷量(freezing capacity)控制的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)兩個(gè)壓縮機(jī)被應(yīng)用到兩級(jí)(two-stage)冰箱時(shí)，這兩個(gè)壓縮機(jī)可能對(duì)彼此吸入壓力和排出壓力有影響，還可能對(duì)壓縮機(jī)的可靠性有影響。特別地，在線性壓縮機(jī)的情況下，其位置可被控制，從而增加了控制上止點(diǎn)(top dead center)的難度。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本公開文本的實(shí)施例的設(shè)置有兩個(gè)壓縮機(jī)的冰箱中，一個(gè)目的在于提供一種壓縮機(jī)控制裝置和方法以及包括該壓縮機(jī)控制裝置的冰箱，所述壓縮機(jī)控制方法用于減少兩個(gè)壓縮機(jī)相互之間的吸入壓力和排出壓力的影響。在根據(jù)本公開文本的實(shí)施例的設(shè)置有兩個(gè)壓縮機(jī)的冰箱中，另一個(gè)目的在于提供一種壓縮機(jī)控制裝置和方法以及包括該壓縮機(jī)控制裝置的冰箱，所述壓縮機(jī)控制方法用于調(diào)整兩個(gè)壓縮機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間以減少兩個(gè)壓縮機(jī)相互之間的吸入壓力和排出壓力的影響，從而允許壓縮機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩級(jí)中壓縮制冷劑的壓縮機(jī)控制裝置可包括:控制單元，配置為分別基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷生成第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并將所生成的第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)分別傳送給所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)以控制所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的運(yùn)行，其中，當(dāng)在所述第·一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行的模式下時(shí)，所述控制單元先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，并在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段之后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩級(jí)中壓縮制冷劑的壓縮機(jī)控制裝置可包括:控制單元，配置為基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷生成第一和第二控制信號(hào)，以使所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)運(yùn)行，其中所述控制單元先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)并檢測(cè)所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)，然后在檢測(cè)到所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。在根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩級(jí)中壓縮制冷劑的裝置中的壓縮機(jī)控制方法可包括:接收壓縮機(jī)運(yùn)行模式；以及啟動(dòng)步驟，根據(jù)所述壓縮機(jī)運(yùn)行模式，啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)；其中當(dāng)接收到所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行模式時(shí)，所述啟動(dòng)步驟先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，然后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。在根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩級(jí)中壓縮制冷劑的裝置中的壓縮機(jī)控制方法可包括:接收壓縮機(jī)運(yùn)行模式；以及根據(jù)所述壓縮機(jī)運(yùn)行模式啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)，其中當(dāng)接收到所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行模式時(shí)，所述啟動(dòng)步驟先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，并在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段之后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的冰箱可包括:第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，彼此連接以在兩級(jí)中壓縮制冷劑；冷凝器，連接至基于所述制冷劑的流動(dòng)方向位于下游側(cè)的所述第二壓縮機(jī)的排出側(cè)；第一蒸發(fā)器，從所述冷凝器的分出，并連接至基于所述制冷劑的流動(dòng)方向位于上游的所述第一壓縮機(jī)的吸入側(cè)；第二蒸發(fā)器，與所述第一蒸發(fā)器一起從所述冷凝器分出，并連接在所述第一壓縮機(jī)的排出側(cè)和所述第二壓縮機(jī)的吸入側(cè)之間；制冷劑切換閥，設(shè)置在從所述冷凝器的出口側(cè)分出所述第一蒸發(fā)器和所述第二蒸發(fā)器的位置處，以控制所述制冷劑的流動(dòng)方向；以及控制單元，配置為當(dāng)所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行時(shí)，先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，并在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段之后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。對(duì)于另一個(gè)示例，所述控制單元可先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)并檢測(cè)所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)，然后在檢測(cè)到所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
在根據(jù)本公開文本的實(shí)施例的有兩個(gè)壓縮機(jī)的冰箱中，可以控制所述兩個(gè)壓縮機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間，從而降低壓縮機(jī)相互之間的吸入壓力和排出壓力的影響。根據(jù)本公開文本的實(shí)施例，可以減少壓縮機(jī)相互之間的吸入壓力和排出壓力的影響以使壓縮機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行，從而確保壓縮機(jī)的可靠性并增加電力消耗，以及提高壓縮機(jī)和冰箱的穩(wěn)定性。


附圖包含在本發(fā)明中以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解并構(gòu)成說明書的一部分，其示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中:圖1是示出根據(jù)一實(shí)施例的具有兩個(gè)壓縮機(jī)的冰箱的透視圖；圖2是示意性示出圖1中的冷凍循環(huán)的分布圖；圖3和圖4是示意性示出根據(jù)本公開文本的實(shí)施例的使用逆變器的壓縮機(jī)控制裝置的不意圖；圖5是示意性示出使用·交流開關(guān)的壓縮機(jī)控制裝置的示意圖；圖6是示出根據(jù)本公開文本的實(shí)施例的氣彈簧常數(shù)和沖程的變化的曲線圖；圖7和圖8是示出根據(jù)本公開文本的實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置的流程圖；圖9是示出根據(jù)本公開文本的實(shí)施例的具有壓縮機(jī)控制裝置的往復(fù)式壓縮機(jī)的剖面圖；以及圖10是用于說明現(xiàn)有技術(shù)中的問題的示意圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1和圖2，根據(jù)一實(shí)施例的冰箱包括:第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12，它們彼此連接以在兩個(gè)級(jí)中壓縮制冷劑；冷凝器20，連接至基于制冷劑的流動(dòng)方向位于下游側(cè)的第二壓縮機(jī)的排放側(cè)；第一蒸發(fā)器31，從冷凝器分出，且連接至基于制冷劑的流動(dòng)方向位于上游側(cè)的第一壓縮機(jī)的吸入側(cè)；第二蒸發(fā)器32，與第一蒸發(fā)器一起從冷凝器分出，且連接在第一壓縮機(jī)的排放側(cè)和第二壓縮機(jī)的吸入側(cè)之間；制冷劑切換閥40，設(shè)置在從冷凝器的出口側(cè)分出第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器的位置，以控制制冷劑的流動(dòng)方向；以及控制單元，配置為啟動(dòng)和操作第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)。參見圖1，冰箱700內(nèi)設(shè)置有主板710，該主板710用于控制冰箱的整體運(yùn)行，且連接至第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12。壓縮機(jī)控制裝置可以設(shè)置在主板710中。冰箱700通過驅(qū)動(dòng)第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)來運(yùn)行。供應(yīng)至冰箱的內(nèi)部的冷氣是通過與制冷劑進(jìn)行的熱交換操作產(chǎn)生的，并且在重復(fù)執(zhí)行壓縮-冷凝-膨脹-蒸發(fā)循環(huán)的同時(shí)不斷地被供應(yīng)至冰箱的內(nèi)部。所供應(yīng)的制冷劑通過對(duì)流均勻地傳送至冰箱的內(nèi)部，從而允許冰箱內(nèi)的食品在期望的溫度下儲(chǔ)藏。機(jī)室設(shè)置在冰箱本體的下側(cè)，而用于產(chǎn)生冷氣的冷凍循環(huán)裝置的第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12以及冷凝器20設(shè)置在機(jī)室中。兩個(gè)壓縮機(jī)11和12彼此串聯(lián)連接。換言之，第一壓縮機(jī)11的排放口連接至冷凝器20的吸入口，使得在第一壓縮機(jī)11內(nèi)的一級(jí)中被壓縮的制冷劑在第二壓縮機(jī)12內(nèi)的二級(jí)中被壓縮。第二壓縮機(jī)12的排放口連接至冷凝器20的入口。第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12可以被設(shè)計(jì)為具有相同的容量，但在通常的冰箱的情況下，頻繁地執(zhí)行冷凍室的運(yùn)行，因此，其可以設(shè)計(jì)為，使得執(zhí)行冷藏室運(yùn)行的第二壓縮機(jī)12的容量比第一壓縮機(jī)11的容量大兩倍。第一蒸發(fā)器31和第二蒸發(fā)器32從冷凝器20的出口分出第一分支管和第二分支管，且彼此并聯(lián)連接。用于控制制冷劑的流動(dòng)方向的制冷劑切換閥40設(shè)置在分出第一分支管和第二分支管的分支點(diǎn)處，以及用于使制冷劑膨脹的第一膨脹裝置51和第二膨脹裝置52設(shè)置在每個(gè)分支管的中心處，即，兩個(gè)蒸發(fā)器31和32的入口端。制冷劑切換閥40可形成有三通閥。例如，制冷劑切換閥40可形成有這樣的結(jié)構(gòu):其中冷凝器的出口和蒸發(fā)器中的任一個(gè)選擇性地連通，或者兩個(gè)蒸發(fā)器同時(shí)連通。參見圖3到圖5，根據(jù)一實(shí)施例的用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩個(gè)級(jí)中壓縮制冷劑的壓縮機(jī)控制裝置可包括:控制單元70，配置為基于第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷生成第一和第二控制信號(hào)，以使第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)運(yùn)行。這里，當(dāng)?shù)谝粔嚎s機(jī)和第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行時(shí)，控制單元70先啟動(dòng)第二壓縮機(jī)，并在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段之后啟動(dòng)第一壓縮機(jī)。這里，預(yù)定的時(shí)間段例如可以基于在壓縮機(jī)啟動(dòng)之后執(zhí)行正常操作所需的時(shí)間來確定，并且可以預(yù)先確定為例如30秒。預(yù)定的時(shí)間段還可以在上止點(diǎn)檢測(cè)時(shí)間之后確定。這里，第一壓縮機(jī)·11和第二壓縮機(jī)12中的至少一個(gè)可以是往復(fù)式壓縮機(jī)，特別地，可以是線性壓縮機(jī)。第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12可以為具有無刷直流電機(jī)的往復(fù)式壓縮機(jī)。此外，兩個(gè)壓縮機(jī)可配置為具有不同的容量。第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)可以分別通過具有兩個(gè)交流開關(guān)的壓縮機(jī)控制裝置以同時(shí)的方式運(yùn)行或以單獨(dú)的方式運(yùn)行。這可以僅被定義為壓縮機(jī)運(yùn)行模式。該壓縮機(jī)運(yùn)行模式是通過第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷或者所需的制冷量確定的運(yùn)行模式。壓縮機(jī)運(yùn)行模式是用于通過將其分為預(yù)定值來控制每個(gè)壓縮機(jī)的沖程、頻率等的運(yùn)行模式。這里，壓縮機(jī)運(yùn)行模式可以僅分為第一壓縮機(jī)的單獨(dú)運(yùn)行模式、第二壓縮機(jī)的單獨(dú)運(yùn)行模式、以及第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的同時(shí)運(yùn)行模式。參見圖9,第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)可包括:殼體100,與吸氣管(SP)和排氣管(DP)連通；支架單元200，通過殼體100的內(nèi)部彈性地支撐；電機(jī)300，通過支架單元200支撐以允許動(dòng)子330進(jìn)行線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)；壓縮單元400，其中活塞420聯(lián)接至電機(jī)300的動(dòng)子330，并通過支架單元200支撐；多個(gè)共振單元500，用于在運(yùn)動(dòng)方向上彈性地支撐電機(jī)300的動(dòng)子330和壓縮單元400的活塞420，以減少共振運(yùn)動(dòng)。支架單元200可包括:第一支架210，壓縮單元400通過該第一支架210被支撐且該第一支架210支撐電機(jī)300的前側(cè)；第二支架220，聯(lián)接到第一支架210以支撐電機(jī)300的后側(cè)；以及第三支架230，聯(lián)接到第二支架220以支撐多個(gè)共振彈簧530。第一支架210、第二支架220和第三支架230可以全部由非磁性體(例如鋁)制成，以降低磁芯損耗。此外，第一支架210形成有具有環(huán)板形狀的支架部211和具有柱狀的其中插入有氣缸410的氣缸部212，該氣缸部212形成在支架部211的中心處的后表面上，即，在電機(jī)方向上縱向成為整體。優(yōu)選地，支架部211形成為使得支架部211的外徑至少不小于電機(jī)300的外定子310的內(nèi)徑，以支撐外定子310和內(nèi)定子320這兩者。此外，第一支架210被固定使得內(nèi)定子320被插入到氣缸部212的外周表面。在這種情況下，優(yōu)選地，第一支架210由非磁性體(例如鋁)制成，以降低磁芯損耗。此外，可以使用插入壓鑄方法將氣缸部212 —體化地形成在氣缸410上。然而，氣缸部212可以螺絲組裝以使得氣缸410被加壓，或者可以在氣缸部212的內(nèi)周表面上形成螺紋。此外，優(yōu)選地，在氣缸410的穩(wěn)定性方面,可以在氣缸部212的前側(cè)內(nèi)周表面和后側(cè)內(nèi)周表面之間形成階梯面或傾斜面，從而允許氣缸410聯(lián)接至氣缸部212的內(nèi)周表面以在活塞方向上被支撐。電機(jī)300可包括:外定子310，支撐在第一支架210和第二支架220之間且線圈311纏繞在外定子310的周圍；內(nèi)定子320，以預(yù)定的間隔聯(lián)接至外定子310的內(nèi)側(cè)并且被插入到氣缸部212內(nèi)；以及動(dòng)子330，其中設(shè)置對(duì)應(yīng)于外定子310的線圈311的磁體331，從而沿磁通方向在外定子310和內(nèi)定子320之間進(jìn)行線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)。外定子310和內(nèi)定子320通過層疊多個(gè)柱狀的薄定子片，或者疊層多個(gè)塊狀的薄定子片并以放射形狀疊層定子塊而形成。壓縮單元400可包括:氣缸410，作為一個(gè)整體形成在第一支架210上；活塞420，聯(lián)接至電機(jī)300的動(dòng)子330，以在氣缸410的壓縮空間(P)內(nèi)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)；吸入閥430，安裝在活塞420的前端，以在打開或關(guān)閉活塞420的吸入通道421時(shí)控制制冷劑氣體的吸入；排放閥440，安裝在氣缸410的排放側(cè)，以在打開或關(guān)閉氣缸410的壓縮空間(P)時(shí)控制壓縮氣體的吸入；閥彈簧450，彈性地支撐排放閥440 ；以及排放蓋460，固定至位于氣缸410的排放側(cè)的第一支架210，以容納排放閥440和閥彈簧450。氣缸410形成為·筒狀，且插入并聯(lián)接至第一支架210的氣缸部212。考慮到與活塞420 (該活塞420的內(nèi)周表面由鑄鋼制成)形成支承面時(shí)活塞420的磨損，氣缸410可以由硬度比鑄鋼高、或者硬度至少比第一框體210高、更準(zhǔn)確而言比氣缸部212高的材料制成。優(yōu)選地，活塞420可以由與氣缸410相同的材料制成，或者由硬度與氣缸410類似的材料制成，以減少與氣缸410的磨損。此外，吸入通道421以貫穿的方式形成在活塞420內(nèi)，使得制冷劑被吸入到氣缸410的壓縮室(P)中。共振單元500可包括:彈簧支撐件510，聯(lián)接至位于動(dòng)子330和活塞420之間的連接部；第一共振彈簧520，支撐在彈簧支撐件510的前側(cè)；以及第二共振彈簧530，支撐在彈簧支撐件510的后側(cè)。在附圖中，未描述的附圖標(biāo)記422表不活塞連接部,而未描述的附圖標(biāo)記600表不
供油器。當(dāng)電力被供應(yīng)至電機(jī)300且在外定子310和內(nèi)定子320之間形成磁通時(shí)，放置在外定子310和內(nèi)定子320之間的間隙處的動(dòng)子330在沿著磁通的方向運(yùn)動(dòng)的同時(shí)通過共振單元500連續(xù)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，當(dāng)活塞420在氣缸410內(nèi)進(jìn)行反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，填充在殼體100的內(nèi)部空間的制冷劑穿過活塞420和吸入閥430的吸入通道421，并被吸入到氣缸410的壓縮空間(P)。當(dāng)活塞420在氣缸410內(nèi)進(jìn)行向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，吸入到壓縮空間(P)中的制冷劑氣體被壓縮，以在排放閥440打開的同時(shí)重復(fù)一系列排放過程。往復(fù)式壓縮機(jī)可以廣泛地用于冷凍設(shè)備，例如冰箱或空調(diào)。當(dāng)?shù)谝粔嚎s機(jī)和第二壓縮機(jī)被應(yīng)用到如圖1所示的冰箱時(shí)，其可以被設(shè)計(jì)為使得每個(gè)壓縮機(jī)分別控制冷藏室和冷凍室。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩個(gè)級(jí)中壓縮制冷劑的壓縮機(jī)控制裝置可包括:控制單元70，配置為基于第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷生成第一和第二控制信號(hào)，以運(yùn)行第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，且控制單元70先啟動(dòng)第二壓縮機(jī)12并檢測(cè)第二壓縮機(jī)12的上止點(diǎn)，然后啟動(dòng)第一壓縮機(jī)。參見圖3到圖5，根據(jù)前述實(shí)施例的壓縮機(jī)控制裝置還可包括:第一負(fù)荷檢測(cè)單元61和第二負(fù)荷檢測(cè)單元62，配置為檢測(cè)第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的負(fù)荷。這里，控制單元70基于負(fù)荷生成控制逆變器或交流(AC)開關(guān)的控制信號(hào)。換言之，控制單元70基于第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12的負(fù)荷生成第一和第二控制信號(hào)以使第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以單獨(dú)或同時(shí)方式運(yùn)行?？刂茊卧?0使用第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12的第一沖程和第二沖程以及用于第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的沖程指令值來生成第一和第二控制信號(hào)。這里，壓縮機(jī)的負(fù)荷可包括:電機(jī)電流、電機(jī)電壓、沖程、它們的相位差、頻率等。例如，當(dāng)壓縮機(jī)設(shè)置在冰箱中時(shí)，可以使用冰箱的負(fù)荷來檢測(cè)壓縮機(jī)的負(fù)荷。壓縮機(jī)控制裝置還可包括:第一電流檢測(cè)單元611和第二電流檢測(cè)單元621，配置為分別檢測(cè)施加到設(shè)置在第一·壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)中的第一電機(jī)和第二電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流。此外，壓縮機(jī)控制裝置還可包括:第一電壓檢測(cè)單元612和第二電壓檢測(cè)單元622，配置為檢測(cè)施加到第一和第二電機(jī)的第一和第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓。第一電流檢測(cè)單元611和第二電流檢測(cè)單元621基于壓縮機(jī)的負(fù)荷或冷凍室的負(fù)荷來檢測(cè)施加到壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。電流檢測(cè)單元檢測(cè)施加到壓縮機(jī)電機(jī)的電機(jī)電流。第一電壓檢測(cè)單元612和第二電壓檢測(cè)單元622檢測(cè)施加到壓縮機(jī)的電機(jī)電壓。電壓檢測(cè)單元基于壓縮機(jī)的負(fù)荷來檢測(cè)施加到壓縮機(jī)電機(jī)的兩端之間的電機(jī)電壓。壓縮機(jī)控制裝置還可包括:第一沖程計(jì)算單元613和第二沖程計(jì)算單元623，配置為使用第一和第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流以及第一和第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓來分別計(jì)算第一和第二壓縮機(jī)的第一和第二沖程。電機(jī)電壓、電機(jī)電流和沖程之間的關(guān)系如下。第一沖程計(jì)算單元613和第二沖程計(jì)算單元623可基于通過第一電壓檢測(cè)單元612和第二電壓檢測(cè)單元622檢測(cè)到的電機(jī)電壓，以及通過第一電流檢測(cè)單元611和第二電流檢測(cè)單元621檢測(cè)到的電機(jī)電流，使用以下公式來計(jì)算沖程。[公式I]
IfdiX =— I i￥m~ R1- L-^di這里，X是沖程，a是電機(jī)常數(shù)，Vm是電機(jī)電壓，R是電阻，L是電感，以及i是電機(jī)電流?？刂茊卧?0接收第一沖程指令值(xrefl),并將通過第一沖程計(jì)算單元613計(jì)算的第一沖程估計(jì)值(Xl)和第一沖程指令值進(jìn)行比較。控制單元對(duì)第一沖程估計(jì)值和第一沖程指令值進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果生成用于控制逆變器中的開關(guān)元件或交流(AC)開關(guān)的控制信號(hào)。此外，控制單元接收第二沖程指令值(xref2)，并對(duì)通過第二沖程計(jì)算單元623計(jì)算的第二沖程估計(jì)值(x2)和第二沖程指令值進(jìn)行比較?？刂茊卧獙?duì)第二沖程估計(jì)值和第二沖程指令值進(jìn)行比較，并基于比較結(jié)果生成第一和第二控制信號(hào)。壓縮機(jī)控制裝置通常執(zhí)行無傳感器控制，且將省略其詳細(xì)說明。第一負(fù)荷檢測(cè)單元61和第二負(fù)荷檢測(cè)單元62可使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓、或者第一和第二沖程來檢測(cè)分別位于第一壓縮機(jī)11和第二壓縮機(jī)12上的負(fù)荷?？刂茊卧?0基于通過第一負(fù)荷檢測(cè)單元和第二負(fù)荷檢測(cè)單元檢測(cè)到的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)上的負(fù)荷，使第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)獨(dú)立運(yùn)行?？梢允褂秒姍C(jī)電流和沖程估計(jì)值之間的相位差，以及電機(jī)電壓和沖程估計(jì)值之間的相位差來檢測(cè)壓縮機(jī)負(fù)荷的大小。此外，可以使用氣彈簧常數(shù)(Kg)來檢測(cè)壓縮機(jī)負(fù)荷的大小。此外，可以使用氣體阻尼常數(shù)(Cg)來檢測(cè)壓縮機(jī)負(fù)荷的大小?？刂茊卧?0基于第二壓縮機(jī)的氣彈簧常數(shù)的拐點(diǎn)(inflection point)，或者電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和沖程之間的相位差的拐點(diǎn)來檢測(cè)上止點(diǎn)。該上止點(diǎn)實(shí)體上表示在活塞的壓縮循環(huán)完成的沖程，以及是在頂隙容積(TCV)或上止點(diǎn)(TDC)變?yōu)榱愕奈恢??？刂茊卧?0可包括:氣彈簧常數(shù)計(jì)算單元(未示出)，配置為計(jì)算第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)的氣彈簧常數(shù)；以及上止點(diǎn)檢測(cè)單元(未示出)，配置為使用氣彈簧常數(shù)的拐點(diǎn)來檢測(cè)上止點(diǎn)。對(duì)于另一個(gè)示例，控制單元70還可包括:相位差檢測(cè)單元(未示出)，配置為檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和沖程之間的相位差；以及上止點(diǎn)檢測(cè)單元(未示出)，配置為使用相位差的拐點(diǎn)來檢測(cè)上止點(diǎn)。即使在活塞通過壓縮機(jī)電機(jī)進(jìn)行線性往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，位于壓縮機(jī)內(nèi)的活塞設(shè)置有多種彈簧以在運(yùn)動(dòng)方向上被彈性地支撐。特別地，設(shè)置線圈彈簧(該線圈彈簧是一種機(jī)械彈簧)以在活塞的運(yùn)動(dòng)方向上彈性地支撐密封容器和氣缸。此外，吸入到壓縮空間中的制冷劑還作為氣彈簧來運(yùn)行。此時(shí)，線圈彈簧具有預(yù)定的機(jī)械彈簧常數(shù)(Km)，而氣彈簧具有基于負(fù)荷變化的氣彈簧常數(shù)(Kg)。考慮到機(jī)械彈簧常數(shù)(Km)和氣彈簧常數(shù)(Kg)來確定線性壓縮機(jī)的固有頻率(fn)。固有頻率(fn)以及機(jī)械彈簧常數(shù)和氣彈簧常數(shù)(Km、Kg)之間的關(guān)系如下。[公式2]
權(quán)利要求
1.一種用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩級(jí)中壓縮制冷劑的壓縮機(jī)控制裝置，包括: 控制單元，配置為分別基于所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷生成第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并將所生成的第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)分別傳送給所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)以控制所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的運(yùn)行， 其中，當(dāng)在所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行的模式下時(shí)，所述控制單元先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，并在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段之后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制單元先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)并檢測(cè)所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)，然后在檢測(cè)到所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，還包括: 第一負(fù)荷檢測(cè)單元和第二負(fù)荷檢測(cè)單元，配置為分別檢測(cè)所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的負(fù)荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置， 其中該第一負(fù)荷檢測(cè)單元包括: 第一電流檢測(cè)單元，配置為檢測(cè)施加到設(shè)置在所述第一壓縮機(jī)中的第一電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流； 第一電壓檢測(cè)單元，配置為檢測(cè)施加到所述第一電機(jī)的第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓；以及第一沖程計(jì)算單元，配置為使用所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流以及所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓來計(jì)算所述第一壓縮機(jī)的第一沖程， 其中該第二負(fù)荷檢測(cè)單元包括: 第二電流檢測(cè)單元，配置為檢測(cè)施加到設(shè)置在所述第二壓縮機(jī)中的第二電機(jī)的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流； 第二電壓檢測(cè)單元，配置為檢測(cè)施加到所述第二電機(jī)的第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓；以及第二沖程計(jì)算單元，配置為使用所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流以及所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓來計(jì)算所述第二壓縮機(jī)的第二沖程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述控制單元包括: 氣彈簧常數(shù)計(jì)算單元，配置為分別計(jì)算所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的第一氣彈簧常數(shù)和第二氣彈簧常數(shù)；以及 上止點(diǎn)檢測(cè)單元，配置為使用所述第二氣彈簧常數(shù)的拐點(diǎn)來檢測(cè)所述上止點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中所述壓縮機(jī)控制裝置控制所述第二壓縮機(jī)的第二沖程在第二氣彈簧常數(shù)的拐點(diǎn)處恒定，從而執(zhí)行全沖程控制，并運(yùn)行所述第一壓縮機(jī)的第一沖程在第一氣彈簧常數(shù)的拐點(diǎn)處恒定。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述控制單元包括: 相位差檢測(cè)單元，配置為檢測(cè)所述第二電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和所述第二沖程之間的相位差；以及 上止點(diǎn)檢測(cè)單元，配置為使用所述相位差的拐點(diǎn)來檢測(cè)所述上止點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括:整流器，配置為將商業(yè)交流電力整流為直流電力； 平滑單元，配置為平滑和存儲(chǔ)整流后的直流電力； 第一逆變器，配置為基于所述第一控制信號(hào)來執(zhí)行開關(guān)以將平滑后的直流電力轉(zhuǎn)換為用于所述第一壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電力，以便將所述驅(qū)動(dòng)電力施加到所述第一壓縮機(jī)；以及 第二逆變器，配置為基于所述第二控制信號(hào)來執(zhí)行開關(guān)以將平滑后的直流電力轉(zhuǎn)換為用于所述第二壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)電力，以便將所述驅(qū)動(dòng)電力施加到所述第二壓縮機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，還包括: 第一交流開關(guān)和第二交流開關(guān)，配置為分別基于所述第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)來執(zhí)行開關(guān)以驅(qū)動(dòng)所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)為具有無刷直流電機(jī)的往復(fù)式壓縮機(jī)。
12.—種在用于控制彼此連接的第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)以在兩級(jí)中壓縮制冷劑的裝置中的壓縮機(jī)控制方法，所述方法包括: 接收壓縮機(jī)運(yùn)行模式；以及 啟動(dòng)步驟，根據(jù)所述壓縮機(jī)運(yùn)行模式，啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)； 其中當(dāng)接收到所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行模式時(shí)，所述啟動(dòng)步驟先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，然后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)接收到所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行模式時(shí)，所述啟動(dòng)步驟先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，并在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段之后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中當(dāng)接收到所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行的壓縮機(jī)運(yùn)行模式時(shí)，所述啟動(dòng)步驟先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)并檢測(cè)所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)，然后在檢測(cè)到所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中檢測(cè)所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)的步驟包括: 檢測(cè)施加到設(shè)置在所述第二壓縮機(jī)中的電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓； 計(jì)算所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)的氣彈簧常數(shù)；以及 使用所述氣彈簧常數(shù)的拐點(diǎn)來檢測(cè)所述上止點(diǎn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中檢測(cè)所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)的步驟包括: 檢測(cè)施加到設(shè)置在所述第二壓縮機(jī)中的電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓； 使用所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓來計(jì)算沖程； 檢測(cè)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流和所述沖程之間的相位差；以及 使用所述相位差的拐點(diǎn)來檢測(cè)所述上止點(diǎn)。
17.—種冰箱,包括: 第一壓縮機(jī)和第二壓縮機(jī)，彼此連接以在兩級(jí)中壓縮制冷劑； 冷凝器，連接至基于所述制冷劑的流動(dòng)方向位于下游側(cè)的所述第二壓縮機(jī)的排出側(cè)；第一蒸發(fā)器，從所述冷凝器的分出，并連接至基于所述制冷劑的流動(dòng)方向位于上游的所述第一壓縮機(jī)的吸入側(cè)； 第二蒸發(fā)器，與所述第一蒸發(fā)器一起從所述冷凝器分出，并連接在所述第一壓縮機(jī)的排出側(cè)和所述第二壓縮機(jī)的吸入側(cè)之間；制冷劑切換閥，設(shè)置在從所述冷凝器的出口側(cè)分出所述第一蒸發(fā)器和所述第二蒸發(fā)器的位置處，以控制所述制冷劑的流動(dòng)方向；以及 控制單元，配置為當(dāng)所述第一壓縮機(jī)和所述第二壓縮機(jī)一起運(yùn)行時(shí)，先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)，并在已經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間段之后啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的冰箱，其中所述控制單元先啟動(dòng)所述第二壓縮機(jī)并檢測(cè)所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)，然后在檢測(cè)到所述第二壓縮機(jī)的上止點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)所述第一壓縮機(jī)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的冰箱，其中所述控制單元基于所述第二壓縮機(jī)的氣彈簧常數(shù)的拐點(diǎn)或者電機(jī)驅(qū)動(dòng) 電流和沖程之間的相位差的拐點(diǎn)來檢測(cè)所述上止點(diǎn)。
全文摘要
此處公開一種壓縮機(jī)控制裝置和方法以及包括該壓縮機(jī)控制裝置的冰箱。在根據(jù)本發(fā)明公開文本的實(shí)施例的具有兩個(gè)壓縮機(jī)的冰箱中，可以以一時(shí)間差來啟動(dòng)兩個(gè)壓縮機(jī)，從而降低壓縮機(jī)相互之間的吸入壓力和排出壓力的影響。根據(jù)本發(fā)明公開文本的實(shí)施例，可降低壓縮機(jī)相互之間的吸入壓力和排出壓力的影響以使壓縮機(jī)穩(wěn)定地運(yùn)行，從而確保壓縮機(jī)的可靠性并改善電力消耗。
文檔編號(hào)F04B49/06GK103225602SQ20131003672
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月30日
發(fā)明者劉載有, 羅泰雄 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社