(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機に印加される電流及びストロークに基づいて機械的共振周波数を演算する機械的共振周波数演算部と、
該演算された機械的共振周波数の所定範囲以内に運転周波数指令値を決定する運転周波数指令値決定部と、
該決定された運転周波数指令値と現在運転周波数との差異値に対応して運転周波数を可変制御する制御器と、を含み、
前記機械的共振周波数の演算は、
一周期間のストロークが最大である時の電流、一周期間のストロークが最小である時の電流、一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算した電流、一周期間の電流が最大である時のストローク、一周期間の電流が最小である時のストローク、または一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを減算したストロークを検出し、所定の周波数対電流特性または所定の周波数対ストローク特性を用いて、前記検出された電流またはストロークが０となる周波数を機械的共振周波数と判断して行われることを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項２】
前記運転周波数指令値決定部は、
前記演算された機械的共振周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲以内の値である場合、周波数可変なしに前記現在運転周波数を運転周波数指令値として決定することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項３】
前記運転周波数指令値決定部は、
前記演算された機械的共振周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲の上限よりも大きい場合、前記現在運転周波数を所定レベルだけ増加させて、該増加された運転周波数を運転周波数指令値として決定することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項４】
前記運転周波数指令値決定部は、
前記演算された機械的共振周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲の下限より小さい場合、前記現在運転周波数を所定レベルだけ減少させて、該減少された運転周波数を運転周波数指令値として決定することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項５】
前記機械的共振周波数の所定範囲は、
前記検出された電流またはストロークのいずれか一つの値に比例して設定されることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項６】
前記運転周波数指令値と現在運転周波数とを比較してそれに対する運転周波数の差異値を前記制御器に出力する第１比較器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項７】
圧縮機に印加される電流を検出する電流検出部と、
前記圧縮機から発生するストロークを検出するストローク検出部と、
該ストローク検出部から出力されたストロークとストローク指令値とを比較してそれに対する差異値を前記制御器に出力する第２比較器と、をさらに含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項８】
前記制御器は、
第１比較器から出力される運転周波数の差異値によって圧縮機の運転周波数を可変し、且つ、前記第２比較器から出力される前記ストロークの差異値によって圧縮機に印加される電圧を可変することで、ストロークを制御することを特徴とする請求項７に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項９】
圧縮機に印加される電流を検出する電流検出部と、
前記圧縮機から発生するストロークを検出して出力値を前記機械的共振周波数演算部に入力するストローク検出部と、
前記圧縮機の上死点を検出する上死点検出部と、
前記上死点検出部から検出された上死点と上死点指令値とを比較してそれに対する上死点差異値を出力して前記制御器にフィードバックする第２比較器と、をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１０】
前記上死点は、前記圧縮機のシリンダー内部のピストン運動の上限点またはシリンダーの体積が最小になる位置であることを特徴とする請求項９に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１１】
前記制御器は、
前記第１比較器から出力される運転周波数の差異値によって圧縮機の運転周波数を可変し、また、前記第２比較器から出力される上死点差異値によって圧縮機に電圧を印加することを特徴とする請求項９に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１２】
前記圧縮機は、リニア方式を適用した往復動式圧縮機であることを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１３】
前記機械的共振周波数演算部は、
前記機械的共振周波数の所定範囲が負荷可変時に一周期間のストロークが最大である時の電流値または負荷可変時に一周期間のストロークが最小である時の電流値に比例して設定されるように演算することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１４】
前記機械的共振周波数演算部は、
前記機械的共振周波数の所定範囲が負荷可変時に一周期間のストロークが最大である時の電流値からストロークが最小である時の電流値を減算した電流値に比例して設定されるように演算することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１５】
前記機械的共振周波数演算部は、
前記機械的共振周波数の所定範囲が負荷可変時に一周期間の電流が最大である時のストロークまたは負荷可変時に一周期間の電流が最小である時のストローク値に比例して設定されるように演算することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１６】
前記機械的共振周波数演算部は、
前記機械的共振周波数の所定範囲が負荷可変時に一周期間の電流が最大である時のストロークから電流が最小である時のストロークを減算したストローク値に比例して設定されるように演算することを特徴とする請求項１に記載の往復動式圧縮機の運転制御装置。
【請求項１７】
圧縮機に印加される電流及びストロークを検出する段階と、
それら検出された電流及びストロークに基づいて機械的共振周波数を演算する段階と、
該演算された機械的共振周波数の所定範囲以内になるように現在運転周波数を加減して運転周波数指令値を決定した後、該運転周波数指令値によって圧縮機を駆動する段階と、を含む往復動式圧縮機の運転制御方法において、
前記機械的共振周波数の演算は、
一周期間のストロークが最大である時の電流、一周期間のストロークが最小である時の電流、一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算した電流、一周期間の電流が最大である時のストローク、一周期間の電流が最小である時のストローク、または一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを減算したストロークを検出し、所定の周波数対電流特性または所定の周波数対ストローク特性を用いて、前記検出された電流またはストロークが０となる周波数を機械的共振周波数と判断して行うことを特徴とする往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１８】
ストローク指令値と前記圧縮機から検出されたストロークとを比較し、これに対して圧縮機に印加される電圧を可変することでストロークフィードバック制御を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項１９】
上死点指令値と前記圧縮機から検出された現在上死点とを比較し、これに対して圧縮機に印加される電圧を可変することでピストンの上死点フィードバック制御を行う段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２０】
前記機械的共振周波数の所定範囲は、
前記検出された電流またはストロークのいずれか一つの値に比例して設定されることを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２１】
前記運転周波数指令値によって圧縮機を駆動する段階は、
前記演算された機械的共振周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲以内の値である場合、周波数可変なしに前記現在運転周波数を運転周波数指令値に決定する段階と、
前記演算された機械的共振周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲の上限より大きい場合、前記現在運転周波数を所定レベルだけ増加させて、該増加された運転周波数を運転周波数指令値に決定する段階と、
前記演算された機械的共振周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲の下限より小さい場合、前記現在運転周波数を所定レベルだけ減少させて、該減少された運転周波数を運転周波数指令値に決定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２２】
前記機械的共振周波数の所定範囲は、
一周期間のストロークが最大である時の電流値、一周期間のストロークが最小である時の電流値、及び一周期間のストロークが最大である時の電流からストロークが最小である時の電流を減算した電流値のうち、いずれか一つの値に比例して設定されることを特徴とする請求項２１に記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【請求項２３】
前記機械的共振周波数の所定範囲は、
一周期間の電流が最大である時のストローク値、一周期間の電流が最小である時のストローク値、及び一周期間の電流が最大である時のストロークから電流が最小である時のストロークを減算したストローク値のうち、いずれか一つの値に比例して設定されることを特徴とする請求項２１に記載の往復動式圧縮機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法に係るもので、特に、負荷可変による圧縮機の運転周波数を機械的共振周波数に一致させることで、圧縮機の運転効率を向上し得る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、多様な形態の圧縮機が使用されているが、特に、ピストンがシリンダーの内部で直線的に往復運動をしながら冷媒ガスを吸入圧縮して吐出する往復動式圧縮機(Reciprocating Compressor)が広く用いられている。
【０００３】
このような往復動式圧縮機は、ピストンを駆動する方式によって、レシプロ(Recipro)方式とリニア(Linear)方式に区分される。
【０００４】
前記レシプロ方式は、モータの回転運動を直線運動に変えて圧縮する方式で、回転運動を直線運動に変換するためのスクリュー、チェーン、ギアシステム、タイミングベルトなどの機械的変換装置が所要されるが、該機械的変換装置は、エネルギー変換損失が大きくて、圧縮機の構造が複雑であるため、最近は、モータ自体が直線運動をするリニア方式の往復動式圧縮機が使用されている。
【０００５】
即ち、該リニア方式を適用した往復動式圧縮機は、モータ自体が直線形の駆動力を直接発生するため、機械的変換装置が必要なく、構造が比較的簡単であって、エネルギーの変換による損失が減少すると共に、摩擦及び摩耗が発生する連結部位がないため、騷音を大いに減らし得るという特徴がある。
【０００６】
このようなリニア方式の往復動式圧縮機を冷蔵庫またはエアコンに適用する場合は、前記圧縮機に印加されるストローク電圧を可変させることで圧縮比(compression ratio)を可変することができるため、可変冷力(Freezing Capacity)制御にも使用し得るという長所がある。
【０００７】
図１２は、従来の往復動式圧縮機の運転制御装置に対する構成を示したブロック図で、図示されたように、従来の往復動式圧縮機の運転制御装置は、ピストンの往復運動によってストローク(stroke)(ここでは、ピストンの上死点と下死点との間の距離を言う)を可変させて冷力(refrigerating capacity)を調節する往復動式圧縮機３と、該往復動式圧縮機３の電圧を検出する電圧検出部５と、前記往復動式圧縮機３に印加される電流を検出する電流検出部６と、該検出された電流、電圧及びモータパラメーターによってストロークを推定するストローク計算部４と、前記ストローク推定値及びストローク指令値を比較してそれによる差異値を出力する比較器１と、前記差異値に基づいてモータに印加される電圧を可変することでストロークを制御する制御器２と、から構成される。
【０００８】
以下、このように構成された従来の往復動式圧縮機の動作を説明する。
【０００９】
前記往復動式圧縮機３は、使用者から所定のストローク指令値を受信してストローク電圧を出力すると、シリンダー内部のピストンの上下運動のストロークが可変されてシリンダー内部の冷却ガスが吐出バルブを通じて凝縮機に送られることで、冷力が調節される。この時、電圧検出部５及び電流検出部６は、往復動式圧縮機３で発生する電圧及び電流を検出してストローク計算部４に出力する。該ストローク計算部４は、前記電圧、電流及びモータパラメーターを後述の数式に適用してピストンの速度(式１)及びストローク推定値(式２)を演算した後、該演算されたストローク推定値を比較器１に出力する。
【００１０】
【数１】
0004745649.tif 000002
【００１１】
式中、αは、ストロークを計算するためのモータ常数で、電気的力を機械的力に転換するための常数を示し、Ｒは、銅損または鉄損のような抵抗による損失値を示し、Ｌは、インダクタンスを示し、ＶMは、モータ両端間の電圧を示したものである。
【００１２】
その以後、前記比較器１は、前記ストローク推定値と前記ストローク指令値とを比較してその差異信号を制御器２に印加し、該制御器２は、往復動式圧縮機３のモータに印加される電圧を可変してストロークを制御する。
【００１３】
また、図１３は、従来の往復動式圧縮機のストローク推定値による運転制御方法に対する動作を示したフローチャートで、図示されたように、従来の往復動式圧縮機の運転制御方法は、往復動式圧縮機３から電圧及び電流を検出することでストローク計算部４における現在ストローク推定値の演算を遂行する(Ｓｔ１)。
【００１４】
その以後、前記制御器２は、現在ストローク推定値がストローク指令値より小さい場合、モータに印加される電圧を増加させる(Ｓｔ２、Ｓｔ３)。これと同時に、現在ストローク推定値がストローク指令値以上である場合は、モータに印加される電圧を減少させる(Ｓｔ２、Ｓｔ４)。
【００１５】
しかしながら、このような従来の往復動式圧縮機は、圧縮機の負荷可変(外気温度及び凝縮機の温度変化など)に従って機械的共振周波数の変化が発生するにもかかわらず、常に一定の運転周波数にストロークを制御して圧縮機を駆動させるため、運転効率が低下するという不都合な点があった。 
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の目的は、負荷可変により機械的共振周波数を演算し、これに基づいて圧縮機の運転周波数を機械的共振周波数に一致させて周波数可変制御を行うことにより、圧縮機の運転効率を向上し得る往復動式圧縮機の運転制御装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような目的を達成するために、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置においては、圧縮機に印加される電流及びストロークに基づいて機械的共振周波数を演算する機械的共振周波数演算部と、該演算された機械的共振周波数の所定範囲以内で運転周波数指令値を決定する運転周波数指令値決定部と、該決定された運転周波数指令値と現在運転周波数との差異値によって運転周波数を可変制御する制御器と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１８】
また、このような目的を達成するために、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法は、圧縮機に印加される電流及びストロークを検出する段階と、それら検出された電流及びストロークに基づいて機械的共振周波数を演算する段階と、該演算された機械的共振周波数の所定範囲以内になるように現在運転周波数を加減して運転周波数指令値を決定した後、該運転周波数指令値によって圧縮機を駆動する段階と、を遂行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、負荷可変による圧縮機の運転周波数を機械的共振周波数に一致させるために、一周期間のストロークが最大である時の電流、一周期間のストロークが最小である時の電流、一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算した電流、一周期間の電流が最大である時のストローク、一周期間の電流が最小である時のストローク、及び一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを減算したストローク値を検出し、それらに基づいて運転周波数指令値を決定することにより、より正確なストロークフィードバック制御またはＴＤＣフィードバック制御を遂行して圧縮機の運転効率を向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置に対する構成を示したブロック図で、図示されたように、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置は、圧縮機３０に印加される電流を検出する電流検出部８０と、前記圧縮機３０のストロークを検出するストローク検出部６０と、前記電流検出部８０から出力される電流及び前記ストローク検出部６０から出力されるストロークに基づいて機械的共振周波数を演算する機械的共振周波数演算部７０と、該演算された機械的共振周波数の所定範囲(０±δ)以内で運転周波数指令値を決定する運転周波数指令値決定部４０と、該運転周波数指令値と現在運転周波数とを比較してそれによる差異値を出力する第１比較器１０と、前記ストローク検出部６０から出力されるストロークとストローク指令値とを比較してそれによる差異値を出力する第２比較器５０と、前記第１比較器１０から出力される運転周波数の差異値によって圧縮機の運転周波数を可変し、前記第２比較器５０から出力されるストロークの差異値によって圧縮機に印加される電圧を可変することでストロークを制御する制御器２０と、から構成される。
【００２１】
ここで、前記圧縮機３０は、往復動式圧縮機であり、望ましくは、リニア方式を適用した往復動式圧縮機である。
【００２２】
また、前記機械的共振周波数は、以下の実施形態によって多様な方法を通じて求めることができる。
【００２３】
例えば、前記機械的共振周波数の判断は、一周期間のストロークが最大である時の電流、一周期間のストロークが最小である時の電流、一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算した電流、一周期間の電流が最大である時のストローク、一周期間の電流が最小である時のストローク、及び一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを減算したストロークを検出し、このように検出された電流またはストロークが０になる周波数を機械的共振周波数として判断する。
【００２４】
また、前記機械的共振周波数の所定範囲値(０±δ)は、一周期間のストロークが最大である時の電流、一周期間のストロークが最小である時の電流、一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算した電流、一周期間の電流が最大である時のストローク、一周期間の電流が最小である時のストローク、及び一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを減算したストローク値に比例して選定される。
【００２５】
例えば、機械的共振周波数の所定範囲δ＝０．１＊一周期間の電流最大値、または、δ＝０．１＊一周期間のストローク最大値である。
【００２６】
以下、図２乃至図４に基づいて、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の構成による動作を説明する。
【００２７】
図２は、図１に対する、機械的共振周波数及び圧縮機効率の関係を示したグラフで、図示されたように、本発明は、圧縮機の運転周波数を機械的共振周波数に近接して運転する時、圧縮機が最大の運転効率を有する。
【００２８】
また、図３は、図１に対する、機械的共振周波数の所定範囲内で運転周波数指令値を決定する関係を示したグラフで、図示されたように、負荷可変時、圧縮機の効率を増大させるために、機械的共振周波数の所定範囲(０±δ)内で運転周波数指令値を決定する。
【００２９】
図４は、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法の動作を示したフローチャートで、図示されてように、まず、電流検出部８０が圧縮機３０に印加される電流を検出し(Ｓｔ１１)、ストローク検出部６０が圧縮機３０のストロークを検出する(Ｓｔ１２)。次いで、前記電流検出部８０から出力された電流及び前記ストローク検出部６０から出力されるストロークに基づいて機械的共振周波数演算部７０が機械的共振周波数を演算する(Ｓｔ１３)。次いで、運転周波数指令値決定部４０は、前記機械的共振周波数演算部７０から出力される機械的共振周波数に近接して圧縮機３０が動作するように運転周波数指令値を決定して出力する(Ｓｔ１４〜 Ｓｔ１６)。
【００３０】
例えば、前記運転周波数指令値の決定は、現在運転周波数が機械的共振周波数の所定範囲(０±δ)以内の値である場合、周波数可変なしで現在運転周波数を運転周波数指令値として決定し(Ｓｔ１４、Ｓｔ１５)、現在運転周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲(０+δ)より大きい場合は、現在運転周波数を所定レベルだけ増加させてその増加された運転周波数を運転周波数指令値として決定し、現在運転周波数が前記機械的共振周波数の所定範囲(０-δ)より小さいと、現在運転周波数を所定レベルだけ減少させてその減少された運転周波数を運転周波数指令値に決定する(Ｓｔ１４、Ｓｔ１６)。
【００３１】
以後、前記第１比較器１０が前記運転周波数指令値と現在運転周波数とを比較してそれに対応する運転周波数の差異値を出力し、前記第２比較器５０がストローク指令値と前記ストローク検出部６０から出力されるストロークとを比較してストロークの差異値を出力する。
【００３２】
最後に、前記制御器２０は、前記第１比較器１０から出力される運転周波数の差異値に対応して圧縮機に印加される運転周波数を可変させると同時に、前記第２比較器５０の出力値に対応して圧縮機に印加される電圧を可変してストロークを制御することで圧縮機を駆動する。
【００３３】
また、図５ないし図８は、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法における運転周波数指令値を決定するための多様な実施形態を示したフローチャートである。
【００３４】
図５は、一周期間のストロークが最大である時の電流を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートで、図示されたように、まず、圧縮機の電流及びストロークを検出し(Ｓｔ２１、Ｓｔ２２)、それら検出された電流及びストロークに基づいて一周期間のストロークが最大である時の電流を演算する(Ｓｔ２３)。以後、前記検出された電流が０である周波数を機械的共振周波数として判断し、該機械的共振周波数に近接して圧縮機が動作するように運転周波数を増加または減少させることで運転周波数指令値を決定する(Ｓｔ２４〜Ｓｔ ２７)。
【００３５】
図６は、一周期間のストロークが最小である時の電流を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートで、図示されたように、圧縮機の電流及びストロークを検出し(Ｓｔ３１、Ｓｔ３２)、それら検出された電流及びストロークに基づいて一周期間のストロークが最小である時の電流を演算する(Ｓｔ３３)。以後、前記検出された電流が０である周波数を機械的共振周波数として判断し、該機械的共振周波数に近接して圧縮機が動作するように運転周波数を増加または減少させることで運転周波数指令値を決定する(Ｓｔ３４〜Ｓｔ ３７)。
【００３６】
図７は、一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算した電流値を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートで、図示されたように、圧縮機の電流及びストロークを検出し(Ｓｔ４１、Ｓｔ４２)、それら検出された電流及びストロークに基づいて一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算して電流値を求める(Ｓｔ４３)。以後、前記検出された電流が０である周波数を機械的共振周波数として判断し、前記機械的共振周波数に近接して圧縮機が動作するように運転周波数を増加または減少させることで運転周波数指令値を決定する(Ｓｔ４４〜Ｓｔ４７)。
【００３７】
図８は、一周期間の電流が最大である時のストロークを利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートで、図示されたように、圧縮機の電流及びストロークを検出し(Ｓｔ５１、Ｓｔ５２)、それら検出された電流及びストロークに基づいて一周期間の電流が最大である時のストロークを演算する(Ｓｔ５３)。以後、前記検出されたストロークが０である周波数を機械的共振周波数として判断し、前記機械的共振周波数に近接して圧縮機が動作するように運転周波数を増加または減少させることで運転周波数指令値を決定する(Ｓｔ５４〜Ｓｔ５７)。
【００３８】
図９は、一周期間の電流が最小である時のストロークを利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートで、図示されたように、圧縮機の電流及びストロークを検出し(Ｓｔ６１、Ｓｔ６２)、それら検出された電流及びストロークに基づいて一周期間の電流が最小である時のストロークを演算する(Ｓｔ６３)。以後、前記検出されたストロークが０である周波数を機械的共振周波数として判断し、前記機械的共振周波数に近接して圧縮機が動作するように運転周波数を増加または減少させることで運転周波数指令値を決定する(Ｓｔ６４〜Ｓｔ６７)。
【００３９】
図１０は、一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを演算した値を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートで、図示されたように、圧縮機の電流及びストロークを検出し(Ｓｔ７１、Ｓｔ７２)、それら検出された電流及びストロークに基づいて一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを演算する(Ｓｔ７３)。以後、前記検出されたストロークが０である周波数を機械的共振周波数として判断し、前記機械的共振周波数に近接して圧縮機が動作するように運転周波数を増加または減少させることで運転周波数指令値を決定する(Ｓｔ７４〜Ｓｔ７７)。
【００４０】
図１１は、本発明に係るＴＤＣ検出部を備えた往復動式圧縮機の運転制御装置に対する構成の他の実施形態を示したブロック図で、図示されたように、本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の他の実施形態においては、圧縮機３０に印加される電流を検出する電流検出部８０と、前記圧縮機３０のストロークを検出するストローク検出部６０と、シリンダー内部のピストン運動の上限点またはシリンダー体積が最小になる位置を検出するＴＤＣ(Top dead center)（上死点）検出部１００と、前記電流検出部８０から出力される電流及び前記ストローク検出部６０から出力されるストロークに基づいて機械的共振周波数を演算する機械的共振周波数演算部７０と、該演算された機械的共振周波数の所定範囲(０±δ)以内で運転周波数指令値を決定する運転周波数指令値決定部４０と、該運転周波数指令値と現在運転周波数とを比較してそれに対する差異値を出力する第１比較器１０と、前記ＴＤＣ検出部１００から出力されるＴＤＣとＴＤＣ指令値とを比較してそれに対する差異値を出力する第２比較器９０と、前記第１比較器１０から出力される運転周波数の差異値によって圧縮機の運転周波数を可変し、前記第２比較器９０から出力されるＴＤＣ差異値によって圧縮機に印加される電圧を可変することでストロークを制御する制御器２０と、から構成される。
【００４１】
以下、このように構成された本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置の他の実施形態に対する動作を説明する。
【００４２】
まず、電流検出部８０は、圧縮機に印加される電流を検出し、ストローク検出部６０は、圧縮機３０のストロークを検出する。機械的共振周波数演算部７０は、前記電流検出部８０から出力される電流及び前記ストローク検出部６０から出力されるストロークに基づいて機械的共振周波数を演算する。
【００４３】
その以後、運転周波数指令値決定部４０は、前記機械的共振周波数演算部７０から出力される機械的共振周波数に近接して圧縮機が動作するように運転周波数指令値を決定して出力する。結局、運転周波数指令値決定部４０は、運転周波数を前記機械的共振周波数の所定範囲(０±δ)と比較し、その比較結果に基づいて前記運転周波数を加減することで運転周波数指令値を決定して出力する。
【００４４】
次いで、前記第１比較器１０は、前記運転周波数指令値と現在運転周波数とを比較してそれに対応する運転周波数の差異値を出力し、前記第２比較器９０は、ＴＤＣ指令値と前記ＴＤＣ検出部１００から出力されるＴＤＣとを比較してそれに対するＴＤＣの差異値を出力する。よって、前記制御器２０は、前記第１比較器１０から出力される運転周波数の差異値に対応して圧縮機に印加される運転周波数を可変させると同時に、前記第２比較器５０の出力値に対応して圧縮機に印加される電圧を可変することでＴＤＣを制御する。従って、本発明は、負荷の可変によって正確なＴＤＣのフィードバック制御を行うことができるため、圧縮機の運転効率を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御装置に対する構成を示したブロック図である。
【図２】図１の機械的共振周波数と圧縮機効率との関係を示したグラフである。
【図３】図１の機械的共振周波数の大きさに対応する運転周波数の大きさを示したグラフである。
【図４】本発明に係る往復動式圧縮機の運転制御方法に対する動作を示したフローチャートである。
【図５】一周期間のストロークが最大である時の電流を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートである。
【図６】一周期間のストロークが最小である時の電流を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートである。
【図７】一周期間のストロークが最大である時の電流から一周期間のストロークが最小である時の電流を減算して演算された電流値を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートである。
【図８】一周期間の電流が最大である時のストロークを利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートである。
【図９】一周期間の電流が最小である時のストロークを利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートである。
【図１０】一周期間の電流が最大である時のストロークから一周期間の電流が最小である時のストロークを減算した値を利用して運転周波数指令値を決定する往復動式圧縮機の運転制御方法を示したフローチャートである。
【図１１】本発明に係るＴＤＣ検出部を備えた往復動式圧縮機の運転制御装置の他の実施形態を示した構成図である。
【図１２】従来の往復動式圧縮機の運転制御装置に対する構成を示したブロック図である。
【図１３】従来の往復動式圧縮機のストローク推定値による運転制御方法に対する動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１、１０、５０、９０    比較器
２、２０    制御器
３、３０    往復動式圧縮機
４    ストローク計算部
５    電圧検出部
６、８０    電流検出部
４０    運転周波数指令値決定部
６０    ストローク検出部
７０    機械的共振周波数演算部
１００    ＴＤＣ検出部
【図１】
0004745649.tif 000003
【図２】
0004745649.tif 000004
【図３】
0004745649.tif 000005
【図４】
0004745649.tif 000006
【図５】
0004745649.tif 000007
【図６】
0004745649.tif 000008
【図７】
0004745649.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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