Ovládací systém pre rezonančný lineárny kompresor, spôsob ovládania rezonančného lineárneho kompresora a rezonančný lineárny kompresor

Číslo patentu: E 19513

Dátum: 15.03.2012

Autori: Lilie Dietmar Erich Bernhard, Dainez Paulo Sergio

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Ovládací systém pre rezonančný lineámy kompresor, spôsob ovládania rezonančného lineámeho kompresora a rezonančný lineámy kompresor0001 Tento vynález sa vzťahuje na ovládací systém rezonančného lineámeho kompresora,ktorý sa používa na chladiace systémy, pričom je vyrobený najmä na prevádzku pri elektromechanickej rezonancii uvedeného kompresora, aby systém dokázal zvýšiť maximálny výkon dodávaný lineámym ovládačom za podmienok preťaženia uvedeného chladiaceho systému.0002 Okrem toho sa tento vynález vzťahuje na spôsob ovládania rezonančného lineámeho kompresora, ktorého prevádzkové kroky umožňujú ovládanie zariadenia pri frekvencii elektromechanickej rezonancie a jeho ovládanie za podmienok preťaženia.0003 Napokon sa tento vynález vzťahuje na rezonančný lineámy kompresor s ovládacím systémom podľa návrhu V aktuálne uvedenom predmete.Popis doterajšieho stavu techniky0004 Známe kompresory s altemačnými piestmí generujú tlak na stlačenie plynu vo valci,pričom využívajú axiálny pohyb piestu, aby sa plyn na strane s nízkym tlakom, ktorá sa nazýva aj tlak nasávania alebo tlak odparovania, dostal do valca cez nasávací ventil.0005 Plyn sa potom vo valci stlačí pomocou pohybu piestu a po stlačení vyjde von z valca cez vypúšťací ventil do vysokotlakového ventilu, čo sa nazýva aj vypúšťací tlak alebo kondenzácia.0006 V prípade rezonančných lineámych kompresorov sa piest ovláda lineámym ovládačom, ktorý tvorí držiak amagnety, ktoré môže ovládať jedna alebo viac cievok. Takýto lineámy kompresor ďalej obsahuje jednu alebo viac pružín, ktore spájajú pohyblivý diel (piest, držiak a magnety) s pevným dielom, pričom tento pevný diel tvorí valec, stator,cievka, hlava a konštrukcia. Pohyblivé diely a pružiny zatvoria rezonančnú sústavu kompresora.0007 Uvedená rezonančná sústava, ovládaná lineámym motorom, má funkciu rozvoja lineámeho alternačného pohybu, ktorý spôsobuje pohyb piestu vo valci pre stláčanie plynu v nasávacom ventile, kým sa nevypustí cez vypúšťací ventil na strane vysokého tlaku.0008 Prevádzkový rozsah lineámeho kompresora sa reguluje vyvážením napätia generovaného motorom s energiou spotrebovanou kompresným mechanizmom, okrem strát generovaných vtomto procese. Aby sme dosiahli maximálnu termodynamickú účinnosť amaximálnu kapacitu chladenia, pre maximálny posun piestu je potrebne čo najviac sa priblížiť ku koncu záberu, čím sa zníži mŕtvy objem plynu v procese kompresie.0009 Aby sa tento proces zrealizoval, je potrebné veľmi presne poznať záber piestu, aby sa zabránilo riziku nárazu piestu na konci záberu do hlavy zariadenia. Tento náraz by mohol generovať stratu efektivity prístroja alebo dokonca zlomenie kompresora a generovať akustický hluk.0010 Čím je teda väčšia chyba pri odhadovaní/meraní polohy piestu, tým vyšší je požadovaný koeficient bezpečnosti medzi maximálnym posunom a koncom záberu, aby sa kompresor ovládal bezpečne, čo povedie k strate výkonu produktu.0011 Na druhej strane, ak je potrebné znížiť kapacitu chladenia kompresora V dôsledku nižšej potreby systému chladenia, je možné znížiť maximálny prevádzkový záber piestu, čím sa zníži napájanie kompresora aje teda možne ovládať kapacitu chladenia kompresora, čím sa získa premenlivá kapacita.0012 Dodatočnou a celkom významnou vlastnosťou prevádzky rezonančných lineárnych kompresorov je ich frekvencia ovládania.0013 Vo všeobecnosti sú rezonančné kompresory navrhnuté tak, aby fungovali na rezonančnej frekvencii takzvaného hmotnostného/pružinového systému, čo je stav, kedy je efektivita maximálna akde je uvažovaná hmotnosť daná súčtom hmotnosti pohyblivého dielu (piest, podpera a magnety) aekvivalentnej pružiny (KT) aje odvodená od súčtu rezonančnej pružiny systému (KML) a plynovej pružiny generovanej kompresnou silou plynu(Kg), ktorá sa správa podobne ako nelineáma premenlivá pružina a ktorá závisí od tlakov odparovania akondenzácie chladiaceho systému ako aj od plynu použitého v uvedenom systéme.0014 Niektoré riešenia doterajšieho stavu techniky sa pokúšajú riešiť problém ovládacej frekvencie rezonančných kompresorov pre niektoré prevádzkové podmienky a budú stanovené ďalej v tomto dokumente.0015 Dokument W 0 00 O 79671 Al používa detekciu proti-elektromotorickej sily (CEMF) motora na nastavenie rezonančnej frekvencie, táto metóda má však tú nevýhodu, že potrebuje minimálny čas bez prúdu na detekciu kríženia nulového bodu CEMF, čím sa naruší maximálny dodávaný výkon a efektivita distorziou tvaru vlny prúdu.0016 Patent US 5,897,296 zasa uvádza kontrolu so snímačom polohy a kontrolu frekvencie pre minimalizáciu prúdu. Toto riešenie je podobné riešeniam, ktoré sú už dostupne v predchádzajúcom stave techniky a má tú nevýhodu, že je potrebné pravidelne narušovať systém za účelom úpravy ovládacej frekvencie, čo môže značne narušiť výkon koncového produktu.0017 Patent US 6,832,898 popisuje ovládanie prevádzkovej frekvencie maximálnym výkonom pre konštantný prúd. Táto metóda používa rovnaký princíp ako predchádzajúci patent a má rovnakú nevýhodu neustáleho narušovania systému.0018 Všetky vyššie uvedené riešenia, navyše aj tie, ktoré sú uvedené v dokumentoch US 5,980,211, KR 0237562 a KR 0 l 76909, majú za hlavný cieľ ovládať kompresor pri rezonančnej frekvencii mechanického systému, bez ohľadu na spôsob nastavenia frekvencie a v tomto stave je vzťah medzi posunom a prúdom maximálny (alebo rýchlosťou a prúdom). 0019 Hoci je efektivita pri mechanickej rezonančnej frekvencii maximálna, prívodné napätie nie je v optimálnom bode, teda vzťah medzi posunom a prívodným napätím nie je pri tejto frekvencii maximálny. V závislosti od dizajnu ovládača a stavu zaťaženia chladiaceho systému a kompresora môže byť teda systém obmedzený maximálnym napätím, ktoré dokáže systém ovládania dodávať, pričom sa obmedzí maximálne napájanie systému alebo sa vyskytne potreba veľmi dlhého času reakcie pre zníženie vnútomej teploty chladiaceho systému, čo môže ovplyvniť zachovávanie potravín v systéme.0020 Riešenie tohto problému s preťažením je nadmerná veľkosť lineámeho ovládača,ktorý zvyšuje náklady a znižuje efektivitu systému v normálnom stave.0021 Na základe vyššie uvedeného tento vynález obsahuje systém a spôsob na ovládanie piestu rezonančného lineámeho kompresora, ktorý je určený na dodávanie maximálnehonapätia do zariadenia za podmienok preťaženia chladiaceho systému, zníženia nákladov a zvýšenia efektivity kompresora v normálnom stave prevádzky.0022 Dokument US 2003/175125 je najbližšie z prameňov doterajšieho stavu techniky a obsahuje prvky predvýznakovej časti patentového nároku l.0023 Prvým cieľom tohto vynálezu je navrhnúť ovládací systém pre rezonančný lineámy kompresor, ktorý by mohol byť schopný ovládať kompresor na jeho frekvencii elektromagnetickej rezonancie, aby sa do zariadenia poskytlo maximálne napätie za podmienok preťaženia chladiaceho systému.0024 Druhým cieľom tohto vynálezu je poskytnúť ovládací systém pre rezonančný lineámy kompresor, aby sa pomocou neho výrazne prispelo k lepšiemu zachovaniu potravín uložených v chladničke, zvýšením maximálnej energie dodávanej do kompresora zariadenia. 0025 Tretím cieľom tohto vynálezu je znížiť náklady na výrobu rezonančného lineámeho kompresora optimalizáciou veľkosti lineámeho ovládača.0026 Ďalším cieľom tohto vynálezu je optimalizácia efektivity ovládača v nominálnej prevádzke, na základe zlepšenia dosahovaného vo veľkosti.0027 Posledným cieľom tohto vynálezu je poskytnúť podstatne jednoduchšie riešenie s ohľadom na predchádzajúce techniky najeho výrobu na priemyselne použitie.0028 Ciele tohto vynálezu sú dosiahnuté poskytnutím ovládacieho systému pre rezonančný lineámy kompresor, pričom rezonančný lineámy kompresor je neoddeliteľnou súčasťou chladiaceho okruhu, rezonančný lineámy kompresor obsahuje najmenej jeden valec,najmenej jednu hlavu, najmenej jeden elektrický motor a najmenej jednu pružinu, pričom valec operatívne obsahuje piest, ovládací systém obsahuje najmenej jedno elektronické ovládanie elektrického motora, elektronické ovládanie obsahuje najmenej jeden ovládací okruh anajmenej jeden aktivačný okruh, ktoré sú navzájom prepojené, elektronicke ovládanie je elektricky spojené selektrickým motorom lineámeho kompresora, ovládací systém je konfigurovaný na detekciu najmenej jednej podmienky preťaženia lineámeho kompresora, cez najmenej jednu nameranú alebo odhadovanú elektrickú magnitúdu elektronickým ovládaním a nastavením z režimu ovládania preťaženia ovládacej frekvencie elektrického motora na frekvenciu elektromechanickej rezonancie medzi mechanickou rezonancíou a elektromechaníckou rezonancíou.0029 Ciele tohto vynálezu sa ďalej dosahujú poskytnutím metódy ovládania rezonančného lineámeho kompresora, pričom rezonančný lineámy kompresor obsahuje najmenej jeden elektrický motor, ktorý sa ovláda frekvenčným meničom, pričom spôsob ovládania obsahuje nasledujúce krokya) meranie alebo odhad pri každom prevádzkovom cykle rezonančného lineámeho kompresora, ovládanie alebo prevádzkovú frekvenciu, maximálny posun piestu rezonančného lineámeho kompresora a/alebo fázový posun záberu piestu a/alebo fázovú rýchlosť piestu a/alebo fázového prúdub) porovnanie maximálneho posunu piestu s maximálnym referenčným posunom a výpočet chyby posunuc) výpočet hodnoty prevádzkového privodného napätia elektrického motora z hodnoty privodného prevádzkového napätia predchádzajúceho cyklu a chybu posunu dosiahnutú V predchádzajúcom kroku(och)d) porovnanie hodnoty prevádzkového privodného napätia elektrického motora V predchádzajúcom kroku s maximálnou hodnotou privodného napätiae) ak je hodnota prevádzkového privodného napätia vypočítaná V kroku c nižšia ako alebo sa rovná maximálnej hodnote privodného napätia, potom sa deaktivuje režim ovládania preťaženia elektrického ovládania a zníži sa ovládacia frekvencia na hodnotu mechanickej rezonancie a nasleduje návrat na krok a), t) ak je hodnota prevádzkového privodného napätia vypočítaná V kroku c vyššia ako maximálna hodnota privodného napätia, potom sa aktivuje režim ovládania preťaženia a zvýši sa ovládacia frekvencia na frekvenciu elektromechanickej rezonancie.Stručný popis obrázkov na výkresoch0030 Tento vynález sa teraz podrobnejšie popíše sodkazom na pripojené výkresy, V ktorých- obrázok 1 predstavuje schematický pohľad na rezonančný lineámy kompresor- obrázok 2 ilustruje schematický pohľad na mechanický model rezonančného lineámeho kompresora použitého v tomto vynáleze- obrázok 3 ilustruje schematický pohľad na elektrický model rezonančného lineámeho kompresora použitého V tomto vynáleze- obrázok 4 zobrazuje graf polohy pólov elektrického, mechanického a kompletného systému podľa tohto Vynálezu- obrázok 5 ilustruje Bodeov diagram pre posun mechanického systému- obrázok 6 zobrazuje Bodeov diagram pre rýchlosť mechanického systému- obrázok 7 ilustruje Bodeov diagram prúdu kompletného elektromechanického systému podľa tohto Vynálezu- obrázok 8 ilustruje Bodeov diagram posunu kompletného elektromechanického systému,podľa tohto Vynálezu- obrázok 9 ilustruje Bodeov diagram rýchlosti kompletného elektromechanického systému podľa tohto Vynálezu- obrázok 10 predstavuje zjednodušený blokový diagram ovládania pomocou snímača- obrázok ll ilustruje blokový diagram ovládania a meniča pomocou snímača- obrázok 12 zobrazuje zjednodušený blokový diagram ovládania bez snímača- obrázok 13 zobrazuje blokový diagram ovládania a meniča bez snímača- obrázok 14 zobrazuje prvú blokovú schému, ktorá dokáže detegovať režim preťaženia V návrhu normálneho ovládania- obrázok 15 zobrazuje druhú blokovú schému, ktorá je určená na detekciu režimu preťaženia v druhom návrhu normálneho ovládania- obrázok 16 zobrazuje blokovú schému ovládania preťaženia pri maximálnom posune

MPK / Značky

MPK: F04B 35/04

Značky: kompresor, systém, lineárny, ovládania, kompresora, spôsob, lineárneho, rezonančný, rezonančného, ovládací

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/31-e19513-ovladaci-system-pre-rezonancny-linearny-kompresor-sposob-ovladania-rezonancneho-linearneho-kompresora-a-rezonancny-linearny-kompresor.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Ovládací systém pre rezonančný lineárny kompresor, spôsob ovládania rezonančného lineárneho kompresora a rezonančný lineárny kompresor</a>

Podobne patenty