自动改变直线压缩机气缸容积的控制方法与流程
本发明涉及压缩机，尤其涉及一种自动改变直线压缩机气缸容积的控制方法。
背景技术：
目前，制冷设备中使用的压缩机有旋转式和直线式两种，现有技术中的直线压缩机通常包括外壳、定子、线圈、动子、活塞、气缸、后挡板和弹簧等部件组成；其中，动子上设置有磁体，磁体插在定子形成的磁场空间中，定子中置有线圈，活塞的一端连接在动子上，活塞的头部可滑动的设置在气缸的内腔中，外壳上还设置有吸气筒。中国专利号2009100769408公开了一种线性压缩机变容量调节的定余隙装置，采用执行机构调节排气塞的位置来改变气缸的容积。但是，由于执行机构采用直线电机、气缸或油缸等器件，安装在气缸的前端，导致气缸部分的结构复杂并且组装难度较大；并且，长时间使用后，执行机构受活塞冲击容易损坏，导致可靠性较低。如何设计一种可靠性高的直线压缩机是本发明所要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种自动改变直线压缩机气缸容积的控制方法，实现提高直线压缩机的可靠性。
本发明提供的技术方案是，一种自动改变直线压缩机气缸容积的控制方法，所述直线压缩机包括外壳，以及设置在所述外壳中的定子、活塞、气缸、动子、弹簧和后挡板，所述直线压缩机还包括磁力组件，所述磁力组件包括第一磁力部件和第二磁力部件，所述第一磁力部件相对于所述外壳固定不动，所述第二磁力部件可跟随所述动子移动，所述第一磁力部件和所述第二磁力部件之间产生的磁力用于调节所述动子处于力平衡状态的位置；所述控制方法包括：
步骤一、上死点检测：逐渐增大或缩小直线压缩机的活塞行程x，在活塞行程x增大或缩小的过程中，直线压缩机的共振频率f也随之变化，当共振频率f的变化趋势发生改变时，则此状态下的直线压缩机达到上死点状态，记录上死点状态时，活塞的初始行程x0；
步骤二、气缸容积调节：当活塞的实时行程xt<x0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力变小或产生的排斥力增大；当活塞的实时行程xt>x0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力增大或产生的排斥力变小。
进一步的，所述步骤一具体为：当直线压缩机的共振频率随活塞行程的变化率df/dx＝0时，则此状态下的直线压缩机达到上死点状态。
进一步的，所述步骤一具体为：当直线压缩机的共振频率对活塞行程二次求导值出现拐点时，则此状态下的直线压缩机达到上死点状态。
进一步的，活塞行程x满足如下公式：
本发明提供一种自动改变直线压缩机气缸容积的控制方法，所述直线压缩机包括外壳，以及设置在所述外壳中的定子、活塞、气缸、动子、弹簧和后挡板，所述直线压缩机还包括磁力组件，所述磁力组件包括第一磁力部件和第二磁力部件，所述第一磁力部件相对于所述外壳固定不动，所述第二磁力部件可跟随所述动子移动，所述第一磁力部件和所述第二磁力部件之间产生的磁力用于调节所述动子处于力平衡状态的位置；所述控制方法包括：
步骤一、上死点检测：逐渐增大线性压缩机的功率p，在功率p增大的过程中，线性压缩机的共振频率f也随之变化，当共振频率f的变化趋势发生改变时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态，记录上死点状态下直线压缩机的初始功率p0；
步骤二、气缸容积调节：当直线压缩机的实时功率pt<p0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力变小或产生的排斥力增大；当直线压缩机的实时功率pt>p0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力增大或产生的排斥力变小。
进一步的，所述步骤一具体为：当线性压缩机的共振频率随功率的变化率df/dp＝0时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态。
进一步的，当线性压缩机的共振频率对功率二次求导值出现拐点时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态。
本发明提供的直线压缩机，通过第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的磁力，可以调节动子运动的行程，间接的控制动子处于力平衡状态的位置，当需要减小容积满足小负载要求的情况下，通过磁力组件可以减小动子的后退量，从而使得活塞的返程行程缩小，保持活塞在达到tdc位置运行，起到余隙最小的目的；反之，当需要增大容积满足大负载要求的情况下，通过磁力组件可以增大动子的后退量，从而使得活塞的返程行程变大，保持活塞在达到tdc位置运行，起到余隙最小的目的，而磁力组件不需要安装在气缸中，第一磁力部件和第二磁力部件通过磁力作用而无需相互接触，可以提高直线压缩机的使用可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明直线压缩机的结构示意图一；
图2为本发明直线压缩机的结构示意图二；
图3为本发明直线压缩机的结构示意图三。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例直线压缩机，包括外壳1、以及设置在所述外壳1中的活塞2、气缸3、定子4、线圈6、动子7、弹簧81和后挡板8，活塞2的头部21能够在气缸3中滑动，气缸3上设置有排气阀片31，活塞2固定在动子7上，弹簧81通过后挡板8定位，动子7连接弹簧81，线圈6安装在定子4上，上述内容是常规直线压缩机的配置结构形式，本实施例气缸容积可调式直线压缩机对相关部件的具体安装方式不做限制。为了方便可靠的调节压缩机中气缸3的容积，外壳1中设置有磁力组件，所述磁力组件包括第一磁力部件9和第二磁力部件91，所述第一磁力部件9相对于所述外壳1固定不动，所述第二磁力部件91可跟随所述动子4移动，所述第一磁力部件9和所述第二磁力部件91之间产生的磁力用于调节所述动子4处于力平衡状态的位置。
具体而言，本实施例直线压缩机通过第一磁力部件9和所述第二磁力部件91之间产生的磁力来调节动子4朝向后挡板8后退时的极限位置，从而可以间接的调节动子4处于力平衡状态的位置，而动子4处于力平衡状态下的位置不同，使得该状态下活塞2在气缸3中的位置不同，从而实现调节气缸3的容积。其中，第一磁力部件9可以是电磁体，而第二磁力部件91为永磁体或非磁性导体，通过改变第一磁力部件9的电流大小及方向，可以改变第一磁力部件9和所述第二磁力部件91之间产生的磁力。举例说明：第二磁力部件91为永磁体，当负载比较小的时候，通过改变电流方向，使第一磁力部件9与第二磁力部件91之间产生相斥极性的电场，从而使活塞2在运动中的后退量减小，保持活塞2在达到tdc位置运行，起到余隙最小的目的；当负载比较大的时候，通过改变电流方向，使第一磁力部件9与第二磁力部件91之间产生相吸极性的电场，从而使活塞2在运动中的后退量增加，保持制冷系统对大冷量的需求，即增加了气缸3容积，同时也保持活塞2在达到tdc位置运行，提高效率的目的；第二磁力部件91为非磁性导体，活塞2初始安装位置为满足小负载时，压缩机的效率较优的状态，当随着制冷系统负载的增加，通过对第一磁力部件9增加电流，从而使第一磁力部件9与第二磁力部件91之间产生的相吸作用力增强，起到活塞2运动过程中，后推力增强的效果，从而使后推量增大，起到既满足高效的同时，又可以提高气缸3容积的效果。同时，针对第二磁力部件91可以安装在动子7上，跟随动子7移动，而对于第一磁力部件9的安装位置，如图1所示，第一磁力部件9可以安装在后挡板8上，或者，如图2所示，第一磁力部件9可以安装在外壳1上，或者，如图3所示，第一磁力部件9可以安装在定子4上。
而在实际控制过程中，对上死点的位置与功率或行程进行比对，利用功率或行程的参数进行调节气缸的容积，具体如下：
采用功率进行对比，具体控制方法包括：
步骤一、上死点检测：直线压缩机通电启动后，当直线压缩机处于上死点状态下，检测直线压缩机的初始功率p0或活塞的初始行程x0。具体的，上死点的检测为逐渐增大线性压缩机的功率p，在功率p增大的过程中，线性压缩机的共振频率f也随之变化，当共振频率f的变化趋势发生改变时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态，记录上死点状态下直线压缩机的初始功率p0，其中，当线性压缩机的共振频率随功率的变化率df/dp＝0时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态；或者，当线性压缩机的共振频率对功率二次求导值出现拐点时，则此状态下的线性压缩机达到上死点状态。通过分析在功率增加的过程中，共振频率的变化来找上死点，不需要依赖电流或电压的检测，即可找到上死点的准确位置，同时，也无需在线性压缩机中额外增加传感器检测活塞的位置，利用线性压缩机在共振频率下运行，在功率增加的过程中，活塞的行程逐渐增大，而相对应的共振频率呈缩小趋势，随着功率的继续增加，当活塞达到上死点位置时，共振频率将发生突变，共振频率的值将突然增大，依次来精确的判断线性压缩机的上死点运行状态，在准确的找到上死点对应的功率后，便可以控制线性压缩机在上死点附近运行以保证线性压缩机的高效运转，实现无需增加传感器便可以准确的检测线性压缩机的上死点，以提高线性压缩机的运行效率和可靠性。
步骤二、气缸容积调节：当直线压缩机的实时功率pt<p0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力变小或产生的排斥力增大；当直线压缩机的实时功率pt>p0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力增大或产生的排斥力变小。
采用行程进行对比，具体控制方法包括：
步骤一、上死点检测：直线压缩机通电启动后，当直线压缩机处于上死点状态下，检测直线压缩机的活塞的初始行程x0。具体的，逐渐增大或缩小直线压缩机的活塞行程x，在活塞行程x增大或缩小的过程中，直线压缩机的共振频率f也随之变化，当共振频率f的变化趋势发生改变时，则此状态下的直线压缩机达到上死点状态，记录上死点状态时，活塞的初始行程x0。其中，当直线压缩机的共振频率随活塞行程的变化率df/dx＝0时，则此状态下的直线压缩机达到上死点状态；或者，当直线压缩机的共振频率对活塞行程二次求导值出现拐点时，则此状态下的直线压缩机达到上死点状态。而活塞行程x满足如下公式：
步骤二、气缸容积调节：当活塞的实时行程xt<x0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力变小或产生的排斥力增大；当活塞的实时行程xt>x0时，第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的吸力增大或产生的排斥力变小。
本发明提供的直线压缩机，通过第一磁力部件和第二磁力部件之间产生的磁力，可以调节动子运动的行程，间接的控制动子处于力平衡状态的位置，当需要减小容积满足小负载要求的情况下，通过磁力组件可以减小动子的后退量，从而使得活塞的返程行程缩小，保持活塞在达到tdc位置运行，起到余隙最小的目的；反之，当需要增大容积满足大负载要求的情况下，通过磁力组件可以增大动子的后退量，从而使得活塞的返程行程变大，保持活塞在达到tdc位置运行，起到余隙最小的目的，而磁力组件不需要安装在气缸中，第一磁力部件和第二磁力部件通过磁力作用而无需相互接触，可以提高直线压缩机的使用可靠性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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