(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストン（５）とリニアモータ（２）とを備え、前記ピストン（５）は、ストロークに沿って移動し、前記モータ（２）によって駆動され、平均電圧（Ｖｍ）が、前記モータ（２）に印加され、前記ピストン（５）の運動を制御する、リニア圧縮機を電子回路（４０）によって制御するための方法であって、
前記ピストン（５）のストロークに位置した基準点（Ｒ）を超えている前記ピストン（５）の残留滞在時間（ｔｏ）を測定する段階であって、前記基準点（Ｒ）は、最大点（Ｍ）よりも前記ピストン（５）のストロークの末端から遠い点に位置している段階と、
前記残留滞在時間（ｔｏ）を望ましい予測時間（ｔｏｄ）と比較する段階であって、前記望ましい予測時間（ｔｏｄ）は、前記ピストン（５）が最大点（Ｍ）に達する最大ストローク時間（ｔｏｍ）より短いか等しい時間であり、前記最大ストローク時間（ｔｏｍ）は、前記ピストン（５）が前記ストロークの前記末端に達する時に、前記ピストン（５）による前記基準点（Ｒ）の第１の通過と第２の通過との間に経過した持続時間よりも長い段階と、
前記滞在時間（ｔｏ）が前記望ましい予測時間（ｔｏｄ）よりも長い場合、前記平均電圧（Ｖｍ）を減少させ、前記滞在時間（ｔｏ）が前記望ましい予測時間（ｔｏｄ）よりも短い場合、前記平均電圧（Ｖｍ）を増加させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ピストン（５）による前記基準点（Ｒ）の前記第１の通過は、前記ピストン（５）が前記ピストンストロークの末端に向かって運動する時に生じ、前記ピストン（５）による前記第２の通過は、前記ピストン（５）が反対方向に運動し、前記第１の通過の瞬間に続いて生じた運動において生じることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記残留滞在時間（ｔｏ）を測定するために前記基準点（Ｒ）における前記ピストン（５）の位置を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ピストン（５）とリニアモータ（２）とを備え、前記ピストン（５）は、ストロークに沿って移動し、前記モータ（２）によって駆動され、平均電圧（Ｖｍ）が、前記モータ（２）に印加され、前記ピストン（５）の運動を制御する、リニア圧縮機を電子回路（４０）によって制御するための方法であって、
全ピストンサイクル運動の所要サイクル時間（ｔｃ（ｎ））を測定する段階と、
前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））を、前記ピストン（５）の運動の先行のサイクルの平均所要時間であると定義される予測設計時間（ｔｃ（設計された））と比較する段階であって、前記予測設計時間（ｔｃ（設計された））は、前記ピストン（５）のストロークに位置した基準点（Ｒ）での前記ピストン（５）の予測される通過時間であり、前記ストロークの末端における前記ピストン（５）の衝突を防止する最小値を有し、前記基準点（Ｒ）は、最大点（Ｍ）よりも前記ピストン（５）のストロークの末端から遠い点に位置している段階と、
前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））が前記予測設計時間（ｔｃ（設計された））よりも短い場合、前記電圧（Ｖｍ）を減少させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記ピストン（５）が前記基準点（Ｒ）を超えている時に前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））が前記予測設計時間（ｔｃ（設計された））よりも短い場合、前記平均電圧（Ｖｍ）を減少させることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記平均電圧（Ｖｍ）は、電圧（Ｖ）に加えられる値（ｄＶ）によって増加または減少させられ、前記値（ｄＶ）は前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））と前記予測設計時間（ｔｃ（設計された））との間の差に比例していることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））を測定するために前記基準点Ｒにおける前記ピストン（５）の位置を検出することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
リニア圧縮機（１）のピストン（５）の位置を監視するシステムであって、前記ピストン（５）はストロークに沿って運動し、およびモータ（２）によって駆動され、前記モータ（２）は電圧（Ｖｍ）によって駆動されるシステムにおいて、前記ピストン（５）のストロークに位置した基準点（Ｒ）の通過によって前記ピストン（５）の運動を監視する電子回路（４０）を含み、前記基準点（Ｒ）は、最大点（Ｍ）よりピストン（５）の末端から遠い点に位置しており、前記電子回路（４０）は、基準点（Ｒ）を超えたピストン（５）の残留する滞在時間（ｔｏ）を計測し望ましい予測時間（ｔｏｄ）と滞在時間（ｔｏ）とを比較しており、前記望ましい予測時間（ｔｏｄ）は、前記ピストン（５）が最大点（Ｍ）に達する最大ストローク時間（ｔｏｍ）より短いか又は等しい時間であり、前記最大ストローク時間（ｔｏｍ）は、前記ピストン（５）が前記ストロークの前記末端に達する時に、前記ピストン（５）による前記基準点（Ｒ）の第１の通過と第２の通過との間に経過した持続時間よりも長く、前記電子回路（４０）は、滞在時間（ｔｏ）が望ましい予測時間（ｔｏｄ）より長い場合は電圧（Ｖｍ）を減少し、滞在時間（ｔｏ）が望ましい予測時間（ｔｏｄ）よりも短い場合は電圧（Ｖｍ）を増加することを特徴とするシステム。
【請求項９】
前記電子回路（４０）は、前記ピストン（５）の全サイクル運動の間のサイクル時間（ｔｃ（ｎ））を測定し、前記ピストン（５）の運動の先行のサイクルの平均所要時間であると定義される予測設計時間（ｔｃ（設計された））と前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））とを比較し、前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））が前記予測設計時間（ｔｃ（設計された））よりも短い場合に前記電圧（Ｖｍ）を減少させ、前記予測設計時間（ｔｃ（設計された））は、前記基準点（Ｒ）での前記ピストン（５）の予測される通過時間であり、前記ストロークの末端における前記ピストン（５）の衝突を防止する最小値を有することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電子回路（４０）はマイクロコントローラ（４１）とインバータ（５０）とを含み、前記マイクロコントローラ（４１）は前記滞在時間（ｔｏ）と前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））の測定のための計算をし、かつ、前記インバータ（５０）は前記電圧（Ｖｍ）の変化のための計算をすることを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
ピストン（５）と、
弁板（８、９）と、
リニアモータ（２）と、
を含むリニア圧縮機であって、
前記ピストン（５）は、ストロークに沿って運動しおよび前記モータ（２）によって駆動されているリニア圧縮機において、
前記ピストン（５）のストロークに位置した基準点（Ｒ）を超えたピストン（５）の残留する滞在時間（ｔｏ）を計測し、望ましい予測時間（ｔｏｄ）と滞在時間（ｔｏ）を比較し、前記滞在時間（ｔｏ）が前記望ましい予測時間（ｔｏｄ）よりも長い場合に前記電圧（Ｖｍ）を減少させ、前記滞在時間（ｔｏ）が前記望ましい予測時間（ｔｏｄ）よりも短い場合に前記電圧（Ｖｍ）を増加させる電子回路（４０）を含み、
前記望ましい予測時間（ｔｏｄ）は、ピストン（５）が最大点（Ｍ）に達する最大ストローク時間（ｔｏｍ）より短いか又は等しい時間であり、前記基準点（Ｒ）は、前記最大点（Ｍ）よりピストン（５）の末端から遠い点に位置していることを特徴とするリニア圧縮機。
【請求項１２】
前記電子回路（４０）は、前記ピストン（５）の全サイクルの運動継続のサイクル時間（ｔｃ（ｎ））を測定し、前記ピストン（５）の運動の先行のサイクルの平均所要時間であると定義される予測設計時間（ｔｃ（設計された））に対して前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））を比較し、前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））が前記設計時間（ｔｃ（設計された））よりも短い場合に前記電圧（Ｖｍ）を減少させ、前記予測設計時間（ｔｃ（設計された））は、前記基準点（Ｒ）での前記ピストン（５）の予測される通過時間であり、前記ストロークの末端における前記ピストン（５）の衝突を防止する最小値を有することを特徴とする請求項１１に記載のリニア圧縮機。
【請求項１３】
前記電子回路（４０）は第１のコントローラ（４１）とインバータ（５０）とを含み、前記マイクロコントローラ（４１）は前記滞在時間（ｔｏ）と前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））の測定のための計算をし、前記インバータ（５０）は前記電圧（Ｖｍ）の変化のための計算をすることを特徴とする請求項１１または１２に記載のリニア圧縮機。
【請求項１４】
前記滞在時間（ｔｏ）と前記サイクル時間（ｔｃ（ｎ））とは複数回の最新測定の平均値であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のリニア圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は圧縮機を制御する方法に関し、さらに特に、圧縮機内に設けられている弁システムに対してピストンが衝突することを防止する方法と、圧縮機のピストンの位置を監視するシステムと、ピストン位置監視システムを備えた圧縮機とに関する。
【０００２】
リニアタイプの圧縮機が従来技術から公知であり、ピストンが揺動運動を行う機構から構成されており、多くの場合にはシリンダとピストンを相互連結する弾性手段が存在し、この弾性手段はこの揺動運動に対して共振特性を与え、リニア運動モータによってエネルギーが供給される。
〔従来の技術の説明〕
公知の解決策（Ａ−ＵＳ  ５，７０４，７７１−Ｓａｗａｆｕｊｉ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）では、ピストンのストロークが、固定磁石／可動コイルタイプのリニアモータに供給される電圧のレベルに基本的に比例している。この解決策では、その機構は、供給電圧および負荷の変動を原因とするピストンの揺動運動中にそのピストンが到達する末端位置の変化が、圧縮機の冷却効率と冷却能力という特性に大きく干渉することがないように、ストロークの大きさとピストンの直径との間の関係が大きくなるように構成されている。
【０００３】
この解決策では、その機構は、ピストンがその揺動運動において想定されている最大ストロークを超える場合、例えばモータに印加される電圧が過剰である時に、ピストンが吐出し弁に接触して、ピストンの幾分かの前進を可能にし、それによって弁頭板に衝突することを防止するように作られている、吐出し弁を備えている。
【０００４】
別の公知の解決策では、さらに、ピストンのストロークは、「可動磁石／固定コイル」タイプであるリニアモータに印加される電圧に対して基本的に比例している（Ｂ−ＵＳ  ４，６０２，１７４−Ｓｕｎｐｏｗｅｒ，Ｉｎｃ）。
【０００５】
この解決策では、その機構の設計はピストンストロークに関する機械的な制限器を有せず、弁板に対するピストンの過剰な衝撃に耐えられるサイズにはなっていない。効率がより最適化されている設計を求めているので、ピストンのストロークと直径との間の関係は大きくなく、このために、圧縮機の性能がピストンストロークにおける変動の影響をより受けやすくなる。例えば、気体の放出プロセスが、ストロークの非常に小さい部分、すなわち、全体の約５％で生じる。
【０００６】
このタイプの圧縮機で生じる別の効果が、揺動運動の中間点の変位であり、吐出し弁からピストンを遠ざける効果を有する。これは、ピストンの両側の間において圧力差が存在する時の、ピストンとばねとによって形成される共振機構系の弾性変形に起因している。この揺動運動の中間点の変位は、吐出しと吸込みとの間の圧力差に比例している。
【０００７】
上述の理由から、この解決策ではピストンストロークの制御装置を使用することが必要であり、このピストンストローク制御装置は、モータに供給される電流とモータの端子内に誘起される電圧の情報とから基本的に推定されるピストン位置の情報によってフィードバックされる、リニアモータに印加される電圧の制御装置である（Ｃ−ＵＳ  ５，３４２，１７６、ＵＳ  ５，４９６，１５３、ＵＳ  ５，４５０，５２１、ＵＳ  ５，５９２，０７３）。
【０００８】
この電圧制御装置に対するフィードバックを実現するために使用される別の手順が、弁板に対するピストンの衝突が衝撃検出マイクロホンまたは加速度計によって検出されるかどうかを観察することであり（解決策Ｄ）、このことがモータに印加される電圧の低下と、したがって、ピストンストロークの減少とのための命令を生じさせる。
〔従来技術の欠点〕
解決策（Ａ）では、ピストンストロークは制御されず、その設計が、機構に対してダメージを与えることなしに電圧および負荷の変動を許容することが可能であるが、このことが製品の効率に制限を与える。この解決策でも、吐出し弁に対して生じる可能性があるピストンの衝撃が、その製品の信頼性を損なうことがない場合でさえ、騒音の増加を必然的に伴う。
【０００９】
解決策（Ｃ）では、ピストンストロークは、モータの端子における電流および電圧から計算されたピストンの推定位置を基準とすることによって制御されるが、この推定位置は、モータの構造的なばらつきと温度および負荷のばらつきとのために誤差を生じ、したがってより高精度の制御を妨げ、このことが、極端な条件における冷却能力の効率と運転とを制限する。
【００１０】
この解決策の別の欠点が、揺動運動の中間点の変位の計算が不正確になるということであり、これは、基本的に、吸込み圧力と吐出し圧力との間の平均差と、共振系のばねの弾性定数とを原因とする。
【００１１】
解決策（Ｄ）では、最大ピストンストロークが、モータに印加される電圧を衝突を引き起こすレベルより低いレベルに維持することによって制御されるが、これは、衝突を検出することによって、および、得られた情報に基づいて印加電圧をわずかに減少させることによって実現される。
【００１２】
この解決策の欠点は、弁板に対するピストンの近接を知らせるためには衝突自体が必要であるということであり、これは、この衝突が騒音と機械的損傷の原因となり、このことが製品の使用寿命を減少させるからである。
【００１３】
別の欠点が、この形態の制御の比較的緩慢な反応により、公共ネットワークでは一般的である給電電圧における急激な振動の期間中における衝突と冷却能力の低下とを防止することが不可能である。
【００１４】
ピストンストロークのより正確な制御におけるこれらの制限が、このタイプの圧縮機に関する性能の大きな制限を意味する。理想的な状況は、衝突の発生なしにピストンが弁板に対して可能な限り接近することを可能にすることだろう。従来技術から公知の制御は、ピストン位置の推定の精度に欠けているので、この接近を可能にせず、しかも、より長い安全距離を保持することが必要であり、このことは、吐出圧力が高い時には圧縮機がガスを圧送しないことになり、かつ、デッドボリューム（ｄｅａｄ  ｖｏｌｕｍｅ）のために最大可能効率を減少させる。
〔発明の目的と簡単な説明〕
本発明の目的は、
リニア圧縮機のピストンのストロークを制御して、極端な負荷状態であっても、ピストンが弁システムに対し衝突することなしに、ピストンがその機械的ストロークの可能な限り末端にまで進めるようにすることと、
リニア圧縮機のピストンのストロークを制御して、エネルギー供給ネットワークからの極端な外乱の存在下においてさえ、極端な負荷状態であってもピストンが弁システムに衝突することなしに、ピストンがその機械的ストロークの可能な限り末端にまで進めるようにすることと、
ピストン揺動の中間点の変位に関する情報を必要とせずに、リニア圧縮機のピストンのストロークに対して制御を与えることと、
リニア圧縮機の揺動ストロークの振幅を制御して、圧縮機によって生じさせられる冷却能力に対する制御を可能にすること
である。
【００１５】
これらの目的は、圧縮機、特に、ピストンとリニアモータとを含み、ピストンがストロークに沿って運動し、かつモータによって駆動され、平均電圧がモータに印加されるリニア圧縮機を制御するための、および、ピストンの運動を制御するための方法によって実現され、この方法は、ピストンの第１の運動時間を測定する段階と、その第１の運動時間を予測された運動時間と比較する段階と、第１の運動時間が予測された運動時間と異なる場合に電圧を変化させる段階とを含み、予測された運動時間は、ピストンの運動が最大点に達するような時間である。
【００１６】
ピストンストロークの末端に位置した弁板にピストンが衝突することを防止するために圧縮機のピストンの位置を監視するシステムも想定されている。この目的は、ストロークに沿って運動しかつ電圧によって駆動されるモータによって駆動される特に、リニア圧縮機のピストンの位置を監視するシステムによって実現され、このシステムは、基準点の通過からピストンの運動を監視する電子回路を含み、前記の基準点は最大点よりも前記ピストンのストロークの末端から遠い点に位置しており、前記電子回路は基準点を超えたピストンの残留する滞在時間を計測し望ましい予測時間と滞在時間とを比較しており、前記望ましい予測時間はピストンが最大点に達する最大ストローク時間より短いか又は等しい時間であり、前記電子回路は滞在時間が望ましい予測時間より長い場合は電圧を減少し、滞在時間が望ましい予測時間よりも短い場合は電圧を増加する。
【００１７】
さらに、本発明の目的は、極端な負荷条件においてでも、ピストンが弁システムに衝突することがないように、ピストンがその機械的ストロークの末端まで進むことを防止する監視システムを有する圧縮機を提供することである。この目的は、圧縮機、特に、ピストンと弁板とリニアモータとを含み、かつピストンがストロークに沿って運動し、リニアモータによって駆動されるリニア圧縮機によって実現され、この圧縮機は、基準点を超えたピストンの残留する滞在時間を計測し望ましい予測時間と滞在時間とを比較しており、前記望ましい予測時間はピストンが最大点に達する最大ストローク時間より短いか又は等しい時間であり、前記の基準点は最大点よりも前記ピストンのストロークの末端から遠い点に位置している、電子回路を含む。
【００１８】
次に、本発明を、図面に示す実施形態を参照しながら、さらに詳細に説明する。
〔発明の詳細な説明〕
図１はリニアタイプの圧縮機１を示し、この圧縮機１は、ブロック６内に収容されているピストン５を備えており、そのピストンのストロークと運動はリニアモータ２によって形を定められかつ駆動される。ピストン５は、ばね４の作用によって共振タイプの揺動運動を行い、その運動の制御は電子回路４０によって行われ、この電子回路４０はインバータ５０とマイクロコントローラ４１とを含み、このインバータ５０はそのピストンストロークの振幅を変化させることが可能である。ピストンストロークの末端の付近には弁板８、９が存在し、前記ピストン５の運動に変化を引き起こす障害の発生時には、ピストン５がこれらの弁板に対して衝突する。
【００１９】
振幅の制御と変化はフィードバック３１によって行われ、このフィードバック３１は、図３に示すように、ピストン５のストローク沿ったブロック６内に物理的に定義されている基準点「Ｒ」において測定される。明確に述べると、本発明の目的は、ピストン５の最大可能ストローク「Ｍ」（又は最大点「Ｍ」）の末端に近い基準点「Ｒ」を超えたピストン５の滞在時間「ｔｏ」（又は運動時間）の情報と、全サイクルの所要時間「ｔｃ」（又はサイクル時間）と、図２に曲線「Ｐｍ」によって示されているピストン５の最大可能ストローク「Ｍ」に対応する時間「ｔｏｍ」（又は最大ストローク時間「ｔｏｍ」）の情報とを使用し、モータに印加される平均電圧「Ｖｍ」が、時間「ｔｏ」が望ましい予測時間「ｔｏｄ」よりも短い場合に増加され、長い場合には減少され、圧縮機１が使用されるシステムの決められた冷却能力を供給するための所望の変位「Ｐ」を維持する。
【００２０】
ピストン５の滞在時間「ｔｏ」は、滞在時間「ｔｏ（ｎ）」、「ｔｏ（ｎ−１）」、．．．のすぐ前の測定値の平均であり、かつ、望ましい予測時間「ｔｏｄ」（又は予測された運動時間）が、最大点「Ｍ」よりも短い、所望のストローク「Ｐ」のための基準点「Ｒ」を超えているピストン５の残留時間に対応する。この所望のストローク「Ｐ」は、システムによる冷却の要求によって決定される。
【００２１】
平均電圧「Ｖｍ」の制御に加えて、ピストンによる基準点「Ｒ」通過の時間サイクル時間「ｔｃ」（又は、運動時間）と、先行のサイクル「ｔｃ（ｎ）」、「ｔｃ（ｎ−’）」、．．．、の平均所要時間であると定義されている、基準点「Ｒ」のこの通過に対し期待された瞬間「ｔｃ（設計された）」（または、予測された設計時間）との間の時間差が、進行中のサイクルの途上において、特に、ピストン５が基準点「Ｒ」を通過する間と、最大振幅点「Ｐ」を通過する予測された瞬間との間に、所望の電圧「Ｖ２」とは異なっているモータに印加される電圧「Ｖ１」に対する補正「ｄＶ」を加えることを可能にし、こうしてそのサイクル中の経路を補正しようとし、所望の値「Ｐ３」に非常に近いストローク「Ｐ２」を維持し、および、弁板８、９に対してピストン５が衝突することを防止するが、この衝突は、ピストン５の経路が、図２における外乱「Ｄ」の開始から曲線「Ｐ１」、「Ｐ４」に示されているように続いた場合に生じるだろう。
【００２２】
最大点「Ｍ」は弁板８、９に非常に近く、典型的には数１０マイクロメートルの距離にある。
【００２３】
基準点「Ｒ」は弁板８、９の近くに位置しており、典型的には１〜２ミリメートルの距離にある。
【００２４】
一例として、５０Ｈｚの共振周波数と約１６ｍｍのピストン５のストロークとを有する圧縮機１と、弁板８、９から約２ｍｍの位置における基準点「Ｒ」の配置とを想定すると、必要とされる冷却能力に応じて、ゼロから約３，９ミリ秒の最大ストローク時間「ｔｏｍ」に変化する滞在時間「ｔｏ」がある。予測設計時間「ｔｃ（設計された）」は２０ミリ秒（１／５０Ｈｚ）であるだろうし、サイクル時間「ｔｃ（ｎ）」は典型的には「ｔｃ（設計された）」に対して５％変化する。この５％という範囲は、給電ネットワーク３５における外乱の結果である。
【００２５】
これらの時間の測定は、典型的には、マイクロコントローラ４１内に物理的に存在する「タイマ」でありうるテンポライザ（ｔｅｍｐｏｒｉｚｅｒ）によって行われる。滞在時間「ｔｏ」の測定においては、例えば、基準点「Ｒ」に備えられたセンサ１０からの論理レベルが０から１へ変化して、ピストン５が基準点「Ｒ」を超えた領域内にあることを表示する時に、滞在時間「ｔｏ」の測定が開始され、この測定は、センサ１０が、論理レベルが１から０に変化することによって特徴付けられた、基準点「Ｒ」のこちら側の位置にピストン５が戻ったことを知らせる時に終了する。同様に、第２のテンポライザが、現在のサイクル中にピストンが基準点「Ｒ」を超えて進んだ瞬間と、これに続くサイクル中にピストン５がこの点を再び通過する瞬間との間に経過した時間を測定し、その結果としてサイクル時間「ｔｃ（ｎ）」が得られるだろう。
【００２６】
所望の予測時間「ｔｏｄ」は、必要とされる冷却能力にしたがって決定されるべきであり、ピストン５がその最大ストロークにある時の最大ストローク時間「ｔｏｍ」に相当する、望ましい予測時間「ｔｏｄ」に関する最大許容可能値が存在する。望ましい予測時間「ｔｏｄ」が長ければ長いほど、冷却能力が大きく、したがって、冷却能力と望ましい予測時間「ｔｏｄ」値との間の対応テーブルが各々の圧縮機モデルに関して定義されるべきである。さらに、望ましい予測時間「ｔｏｄ」は、最大ストローク時間「ｔｏｍ」の部分「ｋ」として表現されてもよく、例えばｔｏｄ＝ｋ．ｔｏｍである。望ましい予測時間「ｔｏｄ」は必要に応じて変化し、ゼロから「ｔｏｍ」に等しい値までの範囲をとり、したがって、部分「ｋ」は０から１まで変化する。
【００２７】
本発明の方法と、ピストン５を監視するシステムは、各サイクルにおいて、従来よりもはるかに高い精度でピストン５の揺動振幅を推定することを可能にし、緩慢な変化である冷却能力の変動を電子制御の反応が制御することを可能にし、「Ｐ」に等しい所望の値にピストン５の揺動ストロークの平均振幅を維持し、および、給電電圧３５の変動によって引き起こされる動作状態の急激な変動を相殺するために電子制御の急激な反応を可能にし、および、これらの補正は、物理基準点「Ｒ」をピストン５が通過した後に、ピストン５の経路の最終部分におけるピストン５のストロークの振幅を補正するように、各揺動サイクルにおいて加えられるべきである。
【００２８】
電圧の急激な上昇の場合には、ストロークの補正が、電圧「Ｖ」の値を増減させることによって、したがって、サイクル時間「ｔｃ（ｎ）」と予想設計時間「ｔｃ（設計された）」との間の差に比例した値「ｄＶ」でモータに加えられる電圧「Ｖｍ」の値を増減させることによって行われる。
【００２９】
圧縮機１の要求が変化する時には、または、給電ネットワークにおける緩慢な変化が生じる時には、基準点「Ｒ」を超えたピストン５の残留滞在時間「ｔｏ」が望ましい予測時間「ｔｏｄ」と異なる場合に、モータに印加される平均電圧「Ｖｍ」が変化させられ、滞在時間「ｔｏ」が望ましい予測時間「ｔｏｄ」よりも短い場合には平均電圧「Ｖｍ」を増加させ、および、滞在時間「ｔｏ」が望ましい予測時間「ｔｏｄ」よりも長い場合には平均電圧「Ｖｍ」を減少させる。
【００３０】
図５と図６から理解できるように、インバータ５０を含む電子回路４０は、値「Ｖｍ」によってモータ２を制御し、圧縮機１内に備えられているセンサ１０からフィードバック３１を受け取り、こうしてピストン５の運動を制御する。
【００３１】
「Ｖｍ」の値を増減するための好ましい方法が、ＰＷＭタイプの変調を使用することであり、これは、この変調の作用サイクルを変化させるために、キーＱ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を制御することによって、可変の（および制御可能な）電圧値をリニアモータ２の端子に印加する。典型的には、約５ｋＨｚの周波数が、モータ２に対する電圧のＰＷＭ変調のために使用される。このタイプの回路の具体例が図５に示されている。
【００３２】
値「ｄＶ」の制御を行うためにＰＷＭサイクルを変化し、これは、わずかな変調サイクルの間に例えば、数ミリ秒間の変化の間に、８０％の「運転サイクル」から５０％に急激に変化することが可能であり、その結果として、給電ネットワークから来る急激な外乱後のピストンストロークの補正を確実なものにする。
【００３３】
インバータ５０の制御がセンサ１０によって行われ、センサ１０は、滞在時間「ｔｏ（ｎ）」とサイクル時間「ｔｃ（ｎ）」とを測定するテンポライザをトリガーすることに作動する。最新サイクルの平均値の計算と、測定された最大ストローク時間「ｔｏｍ」と記憶されている予測設計時間「ｔｃ（設計された）」と比較する計算とが、マイクロコントローラ４１によって行われるだろう。これらの計算の結果が、必要とされている冷却能力を得るためのモータ２に対する電圧「Ｖｍ」印加サイクルの値である。さらに、これらの計算の結果は、ＰＷＭ電圧印加サイクルの急激かつ一時的変化であり、例えば電気ネットワーク３５の近接点に接続されているモータの停止による過渡現象としての急激な電圧変化を補償するために、電圧「ｄＶ」を一時的に補正する。
【００３４】
方法と、システムと、したがって圧縮機１は、利点として、モータ２に印加される電圧および電流に基づく推定の必要なしに、かつ、温度、モータ２の構造、および、ピストン５の面の間の圧力の平均的差異を原因とするピストン５の揺動の中間点の変位といった２次的な変動に起因する誤差なしに、各サイクルにおける迅速な反応と補正とを実現する。さらに、それは、必要とされる冷却能力とは無関係に、ピストン５のストロークに対する制御を効果的に維持する制御を実現することを可能にし、および、商業的電気エネルギーネットワーク３５における電圧の自然変動によって引き起こされる急激な外乱の存在下でさえ、弁板８、９に対するピストン５の機械的衝突を防止することが可能である。
【００３５】
図４に一例として示されているように、ピストン５の同じ振幅を得るために、電圧Ｖ２よりも低い電圧Ｖ１が、負荷Ｃ２がＣ１よりも大きい時にそれぞれ必要である。
【００３６】
物理的基準点「Ｒ」のそばをピストン５が通過することを検出することが、圧縮機１の内側に備えられている、接触タイプ、光学タイプ、誘導タイプ、または、これらと同等のタイプの物理センサ１０によって行われることが可能である。この検出は、さらに、モータ２の端子に存在する電圧に対して加えられる磁気的な外乱を加えることによって行われてもよく、この外乱は、例えば、モータの磁気回路の構造的詳細部分によって生じさせられてもよい。
【００３７】
好ましい実施形態を上述したが、本発明の範囲内が他の採用可能な変型を含み、および、採用可能な等価物を含む特許請求項の内容だけによって限定されるということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の方法が適用されるリニア圧縮機の略図である。
【図２】  図１に示す圧縮機のピストンの挙動と、モータを制御するモータに印加される電圧の挙動を示す図である。
【図３】  本発明の方法を示すブロック図である。
【図４】  ピストンの運動とリニアモータに印加される電圧との間の相関を示すグラフである。
【図５】  モータを制御するインバータの略図である。
【図６】  センサがマイクロコンピュータによってどのようにインバータを作動させるかを示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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