CN103441709A - 压缩机的启动控制系统及具有其的制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种压缩机的启动控制系统，包括：压缩机，其主绕组接线端与电源的零线相连；第一开关，分别与电源火线和压缩机的公共端相连；压缩机辅助启动装置，包括第二开关，压缩机辅助启动装置分别与零线和压缩机的副绕组接线端相连；控制器，分别与第一开关和压缩机辅助启动装置相连，用于在启动压缩机时，控制第一开关闭合并控制压缩机辅助启动装置的第二开关闭合以使压缩机辅助启动装置辅助压缩机启动，并在压缩机启动结束后，控制压缩机辅助启动装置的第二开关断开以降低能耗。本发明的压缩机启动控制系统，在压缩机启动后断开第二开关，可以降低能耗，另外，该控制系统包含的电子元器件较少，具有结构简单、成本低和可靠性高的优点。

Description

压缩机的启动控制系统及具有其的制冷设备

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，特别涉及一种压缩机的启动控制系统及具有其的制冷设备。

背景技术

众所周知，冰箱压缩机的PTC（Positive Temperature Coefficient，正温度系数的热敏电阻）仅仅在压缩机启动过程中起作用，其在压缩机启动后是一个较大的耗能元件，会增大冰箱的耗电量。

现有的冰箱压缩机的控制一般采用PTC串接在压缩机的副绕组中，在常温下该PTC的电阻值为规定的较低阻值，当压缩机启动时，PTC因为有电流流过而产生热量，在很短的时间内温度迅速升高，其电阻值也迅速变大，使压缩机的副绕组电流降低到很小，这个很小的电流可维持PTC始终处于高温状态。由此可见，在压缩机启动时，主绕组与副绕组同时工作，副绕组辅助压缩机启动，压缩机启动后，PTC由于温度升高而变成高阻值电阻，且串联在副绕组回路中。但是如果PTC一直连接在电路中，在压缩机运行期间会消耗2～3W的电能，造成电能的浪费。

为了解决上述问题，目前，压缩机厂家普遍采用低功耗启动器。现有的低功耗启动器，如专利号为200510009504的发明专利，包括PTC、可控硅和变压器线圈等电子零部件，通过可控硅和PTC的共同作用，减少能耗的产生，但是仍然有少量的能耗产生，而且由于电子零部件增多，其可靠性也大大下降，同时由于PTC变为高阻值时间很短，压缩机的副绕组产生的反向电动势可能损坏可控硅，使得低功耗启动器的低功耗功能失效。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种压缩机的启动控制系统，该控制系统在压缩机启动结束后断开第二开关，可以完全消除能耗，且该控制系统包含的电子元器件较少，具有结构简单、成本低和可靠性高的优点。

本发明的另一个目的在于提供一种制冷设备。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种压缩机的启动控制系统，包括：压缩机，所述压缩机的主绕组接线端与电源的零线相连；第一开关，所述第一开关分别与电源的火线和所述压缩机的公共端相连；压缩机辅助启动装置，所述压缩机辅助启动装置包括第二开关，所述压缩机辅助启动装置分别与所述电源的零线和所述压缩机的副绕组接线端相连；以及控制器，所述控制器分别与所述第一开关和所述压缩机辅助启动装置相连，用于在启动所述压缩机时，控制所述第一开关闭合并控制所述压缩机辅助启动装置的第二开关闭合以使所述压缩机辅助启动装置辅助所述压缩机启动，并在所述压缩机启动结束后，控制所述压缩机辅助启动装置的第二开关断开以降低能耗。

根据本发明实施例的压缩机启动控制系统，在压缩机启动时，闭合第一开关，并闭合第二开关以辅助压缩机启动，在压缩机启动结束后，断开第二开关，从而可完全消除能耗，同时，该控制系统的电路中增加了多组电容和电阻，以对第一开关和第二开关进行保护，从而可避免低功耗功能失效现象的发生，另外，该控制系统包含的电子元器件较少，具有结构简单、成本低和可靠性高的优点。

另外，根据本发明上述实施例的压缩机的启动控制系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述压缩机辅助启动装置由第二开关构成，所述第二开关分别与所述电源的零线和所述压缩机的副绕组接线端相连。

在一些示例中，所述压缩机辅助启动装置还包括与所述第二开关串联的辅助启动器。

在一些示例中，所述辅助启动器的一端与所述压缩机的副绕组接线端相连，所述第二开关的一端与所述零线相连且另一端与辅助启动器的另一端相连。

在一些示例中，所述第二开关的一端与所述压缩机的副绕组接线端相连，所述辅助启动器的一端与所述零线相连且另一端与所述第二开关的另一端相连。

在一些示例中，所述辅助启动器为PTC热敏电阻或者功率电阻。

在一些示例中，所述第一开关和所述第二开关均为继电器或者可控硅开关。

在一些示例中，还包括：过载保护器，所述过载保护器设置在所述压缩机和所述第一开关之间。

在一些示例中，还包括：过载保护器，所述过载保护器设置在所述电源火线和所述第一开关之间。

在一些示例中，所述电源的火线与零线可以交换位置。

在一些示例中，还包括：电流检测装置，所述电流检测装置用于检测所述压缩机的意外停机和启动失败的发生，所述控制器在所述电流检测装置检测到所述压缩机意外停机和启动失败发生时，控制所述第一开关断开。

在一些示例中，所述第二开关可以在所述第一开关闭合之前闭合。

本发明第二方面的实施例还提供了一种制冷设备，包括：本发明上述实施例提出的所述压缩机的启动控制系统。

根据本发明实施例的制冷设备，在压缩机启动时，闭合第一开关和第二开关以辅助压缩机启动，在压缩机启动结束后，断开第二开关，从而可完全消除能耗，同时，该制冷设备的控制系统电路中增加了多组电容和电阻，以对第一开关和第二开关进行保护，从而可避免低功耗功能失效现象的发生，另外，该制冷设备内部包含的电子元器件较少，具有结构简单、成本低和可靠性高的优点。

另外，根据本发明上述实施例的制冷设备还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述制冷设备为采用压缩机制冷的制冷设备。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的压缩机的启动控制系统的电路示意图；

图2为根据本发明另一个实施例的压缩机的启动控制系统的电路示意图；

图3为根据本发明又一个实施例的压缩机的启动控制系统的电路示意图；和

图4为根据本发明再一个实施例的压缩机的启动控制系统的电路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

以下结合附图描述根据本发明实施例的压缩机的启动控制系统及具有其的制冷设备。

图1为根据本发明一个实施例的压缩机的启动控制系统的电路示意图。如图1所示，根据本发明一个实施例的压缩机的启动控制系统100，包括：压缩机110、第一开关120、压缩机辅助启动装置130和控制器140。

具体而言，如图1所示，压缩机110的主绕组接线端与电源的零线（即图1中的N线端）相连。

第一开关120分别与电源的火线（即图1中的L线端）和压缩机110的公共端相连。

压缩机辅助启动装置130包括第二开关131，且压缩机辅助启动装置130分别与电源的零线和压缩机110的副绕组接线端相连。在本发明的一个实施例中，第一开关120和第二开关131均为但不限于继电器或者可控硅开关。作为一个具体的示例，图1所示的第一开关120和第二开关131均为继电器，当然，也可以用可控硅开关或者其他可实现相同效果的元器件替代继电器，此处不作赘述。

进一步地，结合图1所示，压缩机辅助启动装置130还包括辅助启动器132，该辅助启动器132与第二开关131串联。具体而言，辅助启动器132的一端与压缩机110的副绕组接线端相连，第二开关131的一端与零线相连且另一端与辅助启动器132的另一端相连。在本发明的一个实施例中，辅助启动器132为但不限于PTC热敏电阻或者功率电阻。作为一个具体的实施例，图1所示的辅助启动器132为PTC热敏电阻，当然，也可用功率电阻或者其他可实现相同效果的元器件替代PTC热敏电阻，此处不作赘述。

另外，在本发明的另一个实施例中，该压缩机的启动控制系统100的电路也可采用如图2所示的连接方式。即第二开关131的一端压缩机110的副绕组接线端相连，辅助启动器132的一端与零线相连且另一端与第二开关131的另一端相连。需要说明的是，图2中的电路连接方式与图1中的电路连接方式均可实现相同的效果。

在本发明的又一个实施例中，压缩机辅助启动装置130由第二开关131构成，且第二开关131分别与电源的零线和压缩机110的副绕组接线端相连。具体而言，在与压缩机110进行相应的匹配设计之后，可取消图1和图2中的辅助启动器132，以实现与图1和图2所示电路相同的效果。换言之，即在与压缩机110进行匹配设计之后，压缩机辅助启动装置130仅包括第一开关131。

控制器140分别与第一开关120和压缩机辅助启动装置130相连，用于在启动压缩机110时，控制第一开关120闭合并控制压缩机辅助启动装置130的第二开关131闭合以使压缩机辅助启动装置130辅助压缩机110启动，并在压缩机110启动结束后，控制压缩机辅助启动装置130的第二开关131断开以消除能耗。其中，控制器140例如为但不限于单片机，通过预先设定好程序控制第一开关110和第二开关131的闭合与断开。在本发明的一个实施例中，第二开关131也可以在第一开关120闭合之前闭合。换言之，即在启动压缩机110时，控制器140可先控制第二开关131闭合，在第二开关131闭合后，控制器140控制第一开关120闭合，同样可实现压缩机辅助启动装置130辅助压缩机110启动。

再次结合图1和图2，该控制系统100还包括：过载保护器150和电流检测装置160。

具体而言，过载保护器150设置在压缩机110和第一开关120之间。另外如图3所示，作为另一个示例，过载保护器150也可以设置在第一开关120和电源火线之间，用于在控制系统100的压缩机110意外停机和启动失败时断开，以防止由于电路中电流异常而导致元器件的损坏。

电流检测装置160用于检测压缩机100的意外停机和启动失败的发生，且在电流检测装置160检测到压缩机100意外停机和启动失败时，过载保护器150断开，同时，控制器140控制控制第一开关120断开，延时重新启动。

另外，在本发明的再一个实施例中，电源的火线与零线的可以交换位置。即可将图1、图2和图3中与第一开关120相连的火线L替换为零线N，将图1、图2和图3中与第二开关131相连的零线N及与压缩机主绕组接线端相连的零线N均替换为火线L。作为一个具体的示例，将图1中的火线与零线位置交换，例如图4所示。需要说明的是，图4所示的电路与图1、图2和图3所示的电路可实现相同的效果。

综上，结合图1图2、图2、图3和图4所示，该压缩机的启动控制系统100的工作原理如下：当压缩机开启时，控制器140控制第一开关120和压缩机辅助启动装置130的第二开关131闭合，此时，压缩机110的主绕组和副绕组中均有电流通过，因此，主绕组和副绕组同时工作，压缩机启动成功，当压缩机启动结束后，控制器140控制第二开关131断开，此时，压缩机辅助启动装置130的辅助启动器132停止工作，其功耗变为0，从而可降低能耗。其中，在上述过程中，在压缩机启动时，控制器140也可控制第二开关131首先闭合，在第二开关131闭合后，控制器140控制第一开关120闭合，以辅助压缩机110启动，待压缩机110启动结束后，控制器140控制第二开关131断开，同样可实现降低能耗的目的。

另外，当压缩机110启动及运行过程中，如果电流检测装置160检测到压缩机110有意外停机和启动失败的发生，则过载保护器150断开，同时，控制器140控制第一开关120断开，延时启动压缩机110，以确保电路中各元器件的安全。

在图1至图4中，电阻R1、电容C1组成一个RC吸收回路，电阻R2、电容C2组成一个RC吸收回路，且分别与第一开关120和第二开关131并联，从而可保护第一开关120和第二开关131正常工作，使其可靠性增加，可避免由于压缩机110的副绕组产生的反向电动势损坏第一开关120和第二开关131，而导致辅助启动器132的低功耗功能失效。

根据本发明实施例的压缩机启动控制系统，在压缩机启动时，闭合第一开关和第二开关以辅助压缩机启动，在压缩机启动结束后，断开第二开关，从而可完全消除能耗，同时，该控制系统的电路中增加了多组电容和电阻，以对第一开关和第二开关进行保护，从而可避免低功耗功能失效现象的发生，另外，该控制系统包含的电子元器件较少，具有结构简单、成本低和可靠性高的优点。

本发明还提供了一种制冷设备。该制冷设备包括本发明上述实施例提出的压缩机的启动控制系统100。且在本发明的一个实施例中，该制冷设备为采用压缩机制冷的制冷设备。更为具体的，该制冷设备例如为但不限于冰箱、冰柜和/或酒柜。

根据本发明实施例的制冷设备，在压缩机启动时，闭合第一开关和第二开关以辅助压缩机启动，在压缩机启动结束后，断开第二开关，从而可降低能耗，同时，该制冷设备的控制系统电路中增加了多组电容和电阻，以对第一开关和第二开关进行保护，从而可避免低功耗功能失效现象的发生，另外，该制冷设备内部包含的电子元器件较少，具有结构简单、成本低和可靠性高的优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (14)

1.一种压缩机的启动控制系统，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机的主绕组接线端与电源的零线相连；

第一开关，所述第一开关分别与电源的火线和所述压缩机的公共端相连；

压缩机辅助启动装置，所述压缩机辅助启动装置包括第二开关，所述压缩机辅助启动装置分别与所述电源的零线和所述压缩机的副绕组接线端相连；以及

控制器，所述控制器分别与所述第一开关和所述压缩机辅助启动装置相连，用于在启动所述压缩机时，控制所述第一开关闭合并控制所述压缩机辅助启动装置的第二开关闭合以使所述压缩机辅助启动装置辅助所述压缩机启动，并在所述压缩机启动结束后，控制所述压缩机辅助启动装置的第二开关断开以降低能耗。

2.根据权利要求1所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述压缩机辅助启动装置由所述第二开关构成，所述第二开关分别与所述电源的零线和所述压缩机的副绕组接线端相连。

3.根据权利要求1所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述压缩机辅助启动装置还包括与所述第二开关串联的辅助启动器。

4.根据权利要求3所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述辅助启动器的一端与所述压缩机的副绕组接线端相连，所述第二开关的一端与所述零线相连且另一端与辅助启动器的另一端相连。

5.根据权利要求3所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述第二开关的一端与所述压缩机的副绕组接线端相连，所述辅助启动器的一端与所述零线相连且另一端与所述第二开关的另一端相连。

6.根据权利要求3-5任一项所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述辅助启动器为PTC热敏电阻或者功率电阻。

7.根据权利要求1-5任一项所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关均为继电器或者可控硅开关。

8.根据权利要求1-5任一项所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，还包括：

过载保护器，所述过载保护器设置在所述压缩机和所述第一开关之间。

9.根据权利要求1-5任一项所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，还包括：

过载保护器，所述过载保护器设置在所述电源火线和所述第一开关之间。

10.根据权利要求1-5任一项所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述电源的火线与零线可以交换位置。

11.根据权利要求1-5任一项所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，还包括：

电流检测装置，所述电流检测装置用于检测所述压缩机的意外停机和启动失败的发生，所述控制器在所述电流检测装置检测到所述压缩机意外停机和启动失败发生时，控制所述第一开关断开。

12.根据权利要求1所述的压缩机的启动控制系统，其特征在于，所述第二开关可以在所述第一开关闭合之前闭合。

13.一种制冷设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-12任一项所述的压缩机的启动控制系统。

14.根据权利要求13所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备为采用压缩机制冷的制冷设备。

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