具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书 附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明 还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例 的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少 一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在 一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施 例互相排斥的实施例。

实施例1

参照图1，为本发明的第一个实施例，该实施例提供了一种直线压缩机活 塞偏移补偿方法，其能减小活塞偏移。

一种直线压缩机活塞偏移补偿方法，其包括，

输入行程信号X，根据行程信号生成驱动指令，驱动指令包括驱动频率信 号f和驱动电压信号V₁，驱动频率信号以正弦波形式输出，保证系统以谐振方 式运行；

根据接收到的驱动指令，驱动直线压缩机400、压力传感器411及电压传 感器409工作，实现活塞410的往复运动；

根据电压传感器409检测到的稳定的感应电压信号求解，得到活塞410偏 移信号；

将接收到的活塞410偏移信号传输到控制器，进行活塞410偏移调控；

根据活塞410偏移信号进行功率补偿，调节驱动频率。

进一步的，得到活塞410偏移信号的具体步骤为，

建立主线圈402与移动磁铁403之间的磁链和移动磁铁403的轴向位置x 之间的数学模型，

而线性电机具有对称的磁链特性，公式(1)可进一步表示为，

通过磁链变化在感应线圈401中产生的电动势为，

对x＞0和x＜0定义域的两个周期内的电动势V_emf进行积分得到

其中，0到t₁为x＜0的区间，t₁到t₂为x＞0的区间；

对两个周期内的磁链进行简单计算便可得到磁链差，从而得到活塞410偏 移信号

其中，为0到t₁周期内的磁链，为t₁到t₂周期内的磁链。

进一步的，活塞410偏移调控的具体步骤为，

若活塞410偏移信号则系统继续保持运行，不进行电磁阀406的调 控工作；

若活塞410偏移信号则系统通过PID控制器调整施加到电磁阀406 上脉冲信号的占空比，直至

进一步的，进行功率补偿的步骤具体为，

对于直径为D和径向间隙为c的间隙环，其体积流量为

其中，P为气体压力，μ为气体粘度，x'为间隙处距活塞410上止点的距 离；

则，质量流量可以表示为

其中，R_g为气体常数，T₀为气体温度；

质量流量在间隙环的长度为恒定值，P与x满足恒定关系，则公式(8)根据 密封长度L可进一步表示为

其中，P1和P2分别为活塞410两端的气压；

由泄露导致的功率损耗为

公式(10)可进一步表示为

代入质量流量，并对对数项进行扩展，公式(11)可进一步表示为

由于间隙密封两侧的压差很小，功率损耗可近似表示为

则，补偿功率损耗调节的驱动频率f₁可表示为

通过驱动频率f₁调节驱动频率信号f，以补偿因活塞410偏移导致的功率 损耗。

本实施例中，直线压缩机400为移动磁铁403式直线压缩机400，直线压 缩机400包括压缩机壳体405，压缩机壳体405内设有铁芯404和气缸412，铁 芯404上绕有主线圈402和感应线圈401，铁芯404之间连接有可移动的移动 磁铁403，气缸412内连接有能移动的活塞410，活塞410上连接有活塞杆413， 活塞杆413向外伸出的一端与移动磁铁403连接，活塞410两端的气缸412上 均连接有压力传感器411，压力传感器411的感应端在气缸412的内腔内，由 两个压力传感器411检测活塞410两端的气压，气缸412上连接有第一管道408， 第一管道408的一端与活塞410朝向移动磁铁403一端所对应的气缸412内腔 连通，气缸412的进气口处连接有第二管道407，电磁阀406连接在第一管道 408和第二管道407之间。

本发明通过磁链差计算活塞410偏移，不需要确定活塞410位置与磁链之 间的精确关系，根据计算出来的活塞410偏移信号控制电磁阀406的占空比， 同时计算出驱动频率以调节驱动频率信号，补偿因活塞410偏移导致的功率损 耗。

实施例2

参照图1～图3，为本发明的第二个实施例，本与实施例1的不同之处在 于，本实施例提供了一种直线压缩机活塞偏移补偿系统，其包括，

采集模块，采集模块包括连接在感应线圈401上的电压传感器409，活塞 410的两侧的气缸412内分别设有压力传感器411，电压传感器409用于检测感 应线圈401的感应电压信号，压力传感器411采集活塞410两端的压力；

偏移检测模块，偏移检测模块包括偏移检测器200和偏移显示器100，用 于接收感应电压V₃，并根据接收到的感应电压信号进行处理，输出活塞410 偏移调控信号，即两个周期内的磁链差并将活塞410偏移信号输入到偏移 显示器100，以便实时检测活塞410偏移，偏移显示器100具有实时显示活塞 410偏移信号的用户界面；

偏移补偿模块，偏移补偿模块包括控制器和电磁阀406，电磁阀406的一 端通过管道接通到压缩机主体，电磁阀406的另一端通过管道接通到气缸412 的进气口，控制器用于接收活塞410偏移调控信号并根据活塞410偏移调控信 号控制电磁阀406的动作，通过偏移显示器100可知具体的偏移补偿结果，采 用本发明补偿活塞410偏移后的实时波形参考图4，图中波形线为感应电压的 实时波形，上方直线为通过计算得到的实时磁链差值，下方直线为活塞410平 衡位置线，从图中可以看出，偏移补偿模块作用明显，磁链差值逐渐降低，持 续补偿直至数值为零，表明活塞410达到平衡位置；

驱动模块，驱动模块包括信号发生器500和功率放大器300，信号发生器 500用于生成符合工况需求的活塞410驱动指令，功率放大器300对驱动电压 信号V₁进行放大，放大后的工作电压为V₂；

执行模块，执行模块接收驱动模块输出的驱动频率信号和放大后的工作电 压信号，驱动直线压缩机400进行往复运动，并输出感应电压信号V₃，直线压 缩机400接收工作电压V₂，使得主线圈402两端存在电势差，从而产生工作电 流I₁，形成轴向推动力，驱动移动磁铁403轴向运动，移动磁铁403的轴向运 动改变通过铁芯404的磁通量，在主线圈402中产生感应电压，而相邻铁芯404 的极性相反，且主线圈402两端的工作电压为交流电压，主线圈402中的工作 电流I₁为交流电流，从而产生正反交替的轴向力，实现活塞410的往复运动， 由于主线圈402中的工作电流不断进行正反变化，因此在感应线圈401中产生 感应电压V₃，随后电压传感器409纪录感应线圈401中的感应电压V₃，并将信 号发送给偏移检测模块。

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限制，尽管参 照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可 以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。