CN108267649B - 压缩机相序检测方法和装置及其启动控制方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压缩机的相序检测方法，所述压缩机由电机驱动，所述相序检测方法包括如下步骤：在所述压缩机的启动期间，对所述电机的电流和所述压缩机的转速实时采样；并且将所述转速与所述电流的比值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果确定所述压缩机的相序。本发明还涉及涡旋压缩机的相序检测装置、及其启动控制方法和设备；和包括所述相序检测装置的压缩机，压缩机的相序检测方法和装置，以及压缩机的启动控制设备。通过监测启动期间变速压缩机的压缩机速度与电流的比率而确定压缩机的相序，可以及时检测到接线和相序错误。

Description

压缩机相序检测方法和装置及其启动控制方法和设备

技术领域

本发明涉及空调、制冷或热泵技术领域，具体地涉及用于变速压缩机的涡旋压缩机相序检测方法和装置、及其启动控制方法和设备。

背景技术

压缩机是制冷空调或热泵系统中的主要元器件之一。压缩机包括涡旋压缩机、转子压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机和往复式压缩机等等。其中，很多压缩机都要求按照设计的转动方向旋转。如果朝设计旋转方向相反的方向旋转，不仅不能产生相关的压缩效果，而且往往会导致噪音。并且，长期反转运行还会损坏压缩机。因此，应该尽量避免压缩机的反向旋转。

有鉴于此，需要一种相序检测方法，其能以简单易行且低成本方式，在尽量少地修改或不修改压缩机布置的硬件结构的前提下即可实现相序检测功能。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

相应地，本发明提供一种压缩机相序检测方法和装置、及其启动控制方法和设备，通过检测压缩机的相序来判断变速压缩机的接线顺序正确与否。

特定的用于变速压缩机的相序/接线判断的相序检测方法，通过监测启动期间变速压缩机速度与电流的比率而得到旋转方向，达到了可以在变速压缩机启动时实时地以纯软件方式检测旋转方向从而确定相序和接线是否存在着错误的效果。因而，以最简单经济的改进方式实现了尽量少地修改或不修改变速压缩机布置的适用性。

为实现上述目的，根据本发明的实施例的第一方面，提供了一种压缩机的相序检测方法，所述压缩机由电机驱动，所述相序检测方法包括如下步骤：在所述压缩机的启动期间，对所述电机的电流和所述压缩机的转速实时采样；并且将所述转速与所述电流的比值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果确定所述压缩机的相序。

优选地，所述实时采样是以相等时间间隔连续进行的。

优选地，所述阈值被选择为如下之一：第一阈值，所述第一阈值是在所述压缩机在反相运转情况下的转速与反相电流的比值；第二阈值，所述第二阈值是在所述压缩机在正相运转情况下的转速与正相电流的比值；以及第三阈值，所述第三阈值是介于所述第一阈值与所述第二阈值之间的值。

优选地，所述第一阈值由以下步骤确定：在所述压缩机的预设转速下测量所述压缩机在两种相反相序接线下启动时的可达的最大电流作为最大反相电流，并将所述预设转速与所述最大反相电流之比设定为所述第一阈值。

优选地，所述第一阈值由以下步骤确定：采样所述压缩机在多种反相运转的情况下的转速与电流，获得多个转速电流比值，并将所述多个转速电流比值的平均值作为所述第一阈值。

优选地，所述实时采样在一个窗口时间内执行，和/或所述根据比较结果确定所述压缩机的相序在所述窗口时间内执行。

优选地，根据所述比较结果确定所述压缩机的相序包括：在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述第一阈值，则确定相序为反相；或者，在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述第三阈值，则确定相序为反相；或者，在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值在所述第一阈值和所述第二阈值之间，或者超过所述第一阈值，则确定相序为正相。

优选地，根据所述比较结果确定相序还包括：在整个所述窗口时间内，若所述比值始终低于所述第一阈值，则确定相序为反相；或者在整个所述窗口时间内，若所述比值始终低于所述第三阈值，则确定相序为反相。

优选地，在所述压缩机启动之后，确定电流曲线斜坡上升的起始时间。

优选地，确定电流曲线斜坡上升的起始时间包括：利用相邻三次电流采样，计算相邻两次电流差之间的差值首次大于零的第一时刻，并确定所述第一时刻为电流曲线斜坡上升的起始时间。

优选地，在确定电流曲线斜坡上升的起始时间之后，确定电流达到峰值的时刻。

优选地，确定电流达到峰值的时刻包括，确定在相邻电流采样中，计算出电流增量从正变为负时的第二时刻，并确定所述第二时刻为所述电流达到峰值的时刻。

优选地，在确定电流达到峰值的时刻之后，确定用于相序检测的窗口时间的起始点和初始终止点,

优选地，所述预先确定检测参考的步骤中未能出现最大反相电流的测试被确定为参考的正相测试，并且将所述参考的正相测试中测出的电流峰值时刻与实测电流峰值时刻比较，取二者中的较小值作为窗口时间的起始点，且窗口时间的终止点确定为起始点加上预定经验值

优选地，所述相序检测方法还包括：确定所述阈值；

确定所述阈值包括以下步骤之一：

确定第一阈值，所述第一阈值是所述压缩机在预设转速且反相运转的情况下，从启动到稳定运转期间、且在预设的窗口时间内，转速与电流的比值；

确定第二阈值，所述第二阈值是所述压缩机在预设转速且正相运转的情况下，从启动到稳定运转期间、且在预设的所述窗口时间内，转速与电流的比值，和

其中，所述根据比较结果确定所述压缩机的相序包括在测量的转速与电流的比值介于第一阈值和第二阈值之间的情况下，则确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

优选地，确定所述阈值还包括：

确定第三阈值，所述第三阈值是介于第一阈值与第二阈值之间的值，其中在压缩机在预设转速下在预设窗口内运行时转速与电流的比值始终介于第一阈值与第三阈值之间的情况下，则确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

优选地，确定所述阈值还包括以下步骤：

在所述压缩机分别以两种相反相序接线在预设转速下运转的情况下，连续测量从启动到稳定运转期间的转速和电流，并计算每一采样时刻转速与电流的比值；

将在预设的所述窗口时间内在两种相反相序接线的情况下各自转速与电流的比值的最大值中的较小者确定为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值，和

其中，将在具备所述第一阈值的相序接线情况下运转的压缩机确定为处于正常的正相运转状态。

优选地，所述第一阈值由以下步骤确定：

采样所述压缩机在反相运转的情况下多次启动的转速与电流，获得多个从启动到稳定运转期间的转速与电流比值曲线，并将窗口时间内所述多个转速与电流的比值的平均值作为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值。

优选地，所述实时采样在一个窗口时间内执行，和/或所述根据比较结果确定所述压缩机的相序在所述窗口时间内执行。

优选地，根据比较结果确定所述压缩机的相序的步骤包括：

在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述阈值，则确定相序为反相；

在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值超过所述阈值，则确定相序为正相。

优选地，在所述压缩机启动之后，确定电流曲线斜坡上升的起始时间为窗口时间的起始时间。

优选地，确定电流曲线斜坡上升的起始时间的步骤包括：利用相邻三次电流采样，计算相邻两次电流差之间的差值首次大于零的第一时刻，并确定所述第一时刻为电流曲线斜坡上升的起始时间。

优选地，所述相序检测方法还包括：确定经优化窗口时间，所述经优化窗口时间是所述起始时间加上预定的经验值。

优选地，所述时间间隔不超过0.1秒。

优选地，所述时间间隔小于0.01秒。

另外优选地，根据本发明的实施例的另一方面，还提供了一种变速压缩机的相序检测装置，其中所述压缩机由电机驱动，包括：采样单元，用于对所述压缩机的转速和所述电机的电流进行实时采样；和相序确定单元，用于将所述转速与所述电流的比值与预设的阈值进行比较，并且根据比较结果确定所述压缩机的相序。

优选地，所述阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值之一；所述相序检测装置还包括：第一阈值确定单元，用于将所述压缩机在反相运转情况下的转速与反相电流的比值确定为所述第一阈值；和/或第二阈值确认单元，用于将所述压缩机在正相运转情况下的转速与正相电流的比值确定为所述第二阈值；和/或，第三阈值确认单元，用于将介于所述第一阈值与所述第二阈值之间的值确定为所述第三阈值。

优选地，所述第一阈值确认单元包括：最大反相电流确认单元，用于在所述压缩机的预设转速下测量所述变速压缩机在两种相反相序接线下启动时的可达的最大电流作为最大反相电流；并且所述第一阈值确定单元进一步用于将所述预设转速与所述最大反相电流之比设定为所述第一阈值。

优选地，所述第一阈值确认单元用于采样所述压缩机在多种反相运转的情况下的转速与电流，获得多个转速电流比值，并将所述多个转速电流比值的平均值作为所述第一阈值。

优选地，所述相序检测装置还包括相序检测区起点计算单元，所述相序检测区起点计算单元确定电流曲线斜坡上升的起始时间作为用于相序检测的起始时间点。

优选地，所述相序检测装置还包括窗口时间计算单元，用于确定所述反相确定单元进行反相确定的时间区间。

优选地，所述窗口时间计算单元还包括峰值电流计算单元，所述峰值电流计算单元计算电流达到峰值的时刻。

优选地，所述相序检测装置还包括直线判断单元，用于确定采样的转速电流比值的曲线是否趋于近似平直线段。

优选地，所述相序检测装置还包括距离判断单元，用于确定采样的转速电流比值的曲线相对于参考转速电流比曲线的间距是否趋于常量。

优选地，所述相序检测装置还包括：

第一阈值确定单元，用于将所述压缩机在预设转速且反相运转的情况下，从启动至稳定运行期间且在预设的窗口时间内的转速与电流的比值确定为第一阈值；

第二阈值确定单元，用于将所述压缩机在预设转速且正相运转的情况下，从启动至稳定运行期间且在预设的窗口时间内的转速与电流的比值确定为第二阈值；和

常态运转确认单元，用于确定在测量的转速与电流的比值介于第一阈值和第二阈值之间的情况下运转的所述压缩机处于正常的正相运转状态。

优选地，所述第一阈值确定单元包括：

转速电流比确定单元，用于在所述压缩机分别以两种相反相序接线在预设转速下运转的情况下，连续测量从启动到稳定运转期间的转速和电流，并计算每一采样时刻转速与电流的比值；并且

第一阈值确定单元进一步用于将在预设的所述窗口时间内在两种相反相序接线的情况下各自转速与电流的比值的最大值中的较小者确定为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值；并且

所述第一阈值确定单元还被用于将在具备所述第一阈值的相序接线情况下运转的压缩机确定为处于正常的正相运转状态。

优选地，所述第一阈值确定单元用于采样所述压缩机在反相运转的情况下多次启动的转速与电流，获得多个从启动到稳定运转期间的转速与电流比值曲线，并将窗口时间内所述多个转速与电流的比值的平均值作为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值。

优选地，所述相序检测装置还包括窗口时间起点计算单元，所述窗口时间起点计算单元确定电流曲线斜坡上升的起始时间作为用于相序检测的起始时间点。

优选地，所述相序检测装置还包括窗口时间计算单元，用于确定所述相序确定单元进行相序确定的时间区间。

优选地，所述压缩机为变速涡轮压缩机，并且所述相序检测装置包括变频器。

另外优选地，根据本发明的实施例的又一方面，还提供了一种用于对压缩机进行启动控制的方法，包括：根据前述的相序检测方法用于确定所述压缩机的相序；确定所述压缩机的相序为反相时，停止所述压缩机；或者，停止所述压缩机并且对所述压缩机进行检测，并在检测排除反相之后启动所述压缩机。

另外优选地，根据本发明的实施例的再一方面，还提供了一种用于压缩机的启动控制设备，包括：根据前述的相序检测装置，以及如下的至少一种：停机保护单元，用于当相序检测装置确定所述压缩机的相序为反相时停止所述压缩；故障清除单元，用所述压缩机停机之后的故障清除；和重新启动开关，用于所述故障清除去之后启动所述压缩机。

另外优选地，根据本发明的实施例的又再一方面，还提供了一种变速压缩机，其包括根据前述的变速压缩机的相序检测装置。

另外优选地，根据本发明的实施例的还再一方面，还提供了一种变速压缩机，其包括前述的启动控制设备。

另外优选地，根据本发明的实施例的还再一方面，还提供了一种压缩机的相序检测方法，所述压缩机由电机驱动，其特征在于，包括如下步骤：

在所述压缩机的启动期间，对所述电机的电流实时采样；并且

将所述电流预先设定的电流阈值进行比较，并根据比较结果确定所述压缩机的相序。

优选地，所述电流阈值为：在所述压缩机的预设转速下测量所述压缩机在两种相反相序接线下从启动时的可达的最大电流；其中，所述对所述电机的电流实时采样包括：在所述预设定的转速之下对电流采样。

另外优选地，根据本发明的实施例的还再一方面，还提供了一种压缩机的相序检测装置，包括：

存储器，被配置用于存储可执行指令；

处理器，被配置用于执行存储器中所存储的可执行指令，以执行前述的相序检测方法。

另外优选地，根据本发明的实施例的还再一方面，还提供了一种用于对压缩机进行启动控制的设备，包括：

存储器，被配置用于存储可执行指令；

处理器，被配置用于执行存储器中所存储的可执行指令，以执行前述的用于对压缩机进行启动控制的方法。

本发明的有益技术效果在于：首先，该设计允许实现相序检测，能够纠正由于变速压缩机的电机接线错误导致的相序反相从而在例如启动时变速压缩机持续反转的错误。继而，该设计通过监测启动期间压缩机速度 (rps)与电机电流(A)的比率来检测电机旋转方向，可以及时检测到接线和相序错误，其可以与电气开关电路结合使用，以便当检测到反相时停止所述变速压缩机，从而改善了容错性/冗余度，确保了变速压缩机良好的运转状况；进而，当应用这种相序检测方法时，无需对变速压缩机/电机组件的硬件进行任何更改和增加，而是仅利用采集的若干运行参数进行软件计算，无需更改或增加原有的变速压缩机及其电机组件的装配工艺；最后，并且改进了原有检测方法的成本较高、或对应用场合要求有特定要求的缺点。

在下面的说明书中可能涉及个别特征以及涉及特征的组合。应了解前文的一般描述和下文的详细描述是只是示例性的和解释性的、且并非是对本文所公开的实施例所基于的广泛创造性构思的限制。

附图说明

现在参照随附的示意性附图，仅以举例的方式，描述本发明的实施例，其中，在附图中相应的附图标记表示相应的部件。附图的简要描述如下：

图1是典型变速压缩机例如涡旋压缩机的的转速R的示意性曲线图；

图2是示出如图1例示的变速涡旋压缩机启动过程中的驱动电机电流的理论上的示意性变化曲线图；

图3是1560rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的驱动电机电流随时间变化的曲线图，其中示出在正相状态下的预先测试参考电流曲线和反相状态下的实测电流曲线，并且示出进行参数采样和运算判断的完整的相序检测区即窗口时间；

图4是1560rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的压缩机转速与驱动电机电流之间比值即P比值随时间变化的曲线图，其中示出在正相状态下的预先测试P曲线和反相状态下的实测P曲线，并且示出宽度△t_w足以用于相序检测的窗口时间9；

图5是3000rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的压缩机转速与驱动电机电流之间比值即P比值随时间变化的曲线图，其中示出在正相状态下的预先测试P曲线和反相状态下的实测P曲线，并且示出宽度△t_w表示用于相序检测的窗口时间9；

图6是1200rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的压缩机转速与驱动电机电流之间比值即P比值随时间变化的曲线图，其中示出在正相状态下的预先测试P曲线和反相状态下的实测P曲线，并且示出宽度△t_w表示用于相序检测的窗口时间9；

图7是本发明实施例的相序检测方法的示意性的完整流程图；

图8是本发明实施例的相序检测装置的方框图。

具体实施方式

为使本公开的上述目的、特征和优点能够更加显而易见，下面将结合附图，对依据附图而图示或进一步扩展的本公开的示例性优选实施例的技术内容作详细说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。

压缩机的相序检测对于压缩机的性能尤其重要，特别是在变速压缩机，尤其是变速涡旋压缩机中尤其明显。而涡旋压缩机因其效率高、体积小、质量轻、运行平稳而被广泛运用在制冷、以及空调和热泵等领域中。基于此，本发明将重点以变速涡旋压缩机为例说明相序检测的技术方案。

现有的涡旋压缩机，由于结构设计的特定，其运动轨迹可以朝设计旋转方向做旋转运动，可称之为是正向旋转，但也可以朝设计旋转方向相反的运动方向旋转，可称之为反向旋转。在现有的涡旋压缩机产品设计中，由于诸如涡旋压缩机的独特的涡旋结构及其基于涡旋盘旋开线的工作原理、以及往往在其排气侧安装排气阀的布置，都决定了用于驱动涡旋压缩机的电机的旋转需要是单向，并且需要在正常的压缩过程只能朝一个方向运动。

在现有的产品设计之中，出现变速压缩机的反转是不可避免的。导致出现变速压缩机反转情况的原因主要分两种。第一种情况，在正常运行下的停机或者断电等情况下，由于变速压缩机吸排气侧存在高低压差，此时会推动内部的轴转子组件，产生反向的旋转，但这种反向的旋转跟吸排气侧的压差存在有关，压差一旦平衡掉后，反转也会随即停止。这种反转通常不会持续很长时间且往往可通过设置相应止挡装置而克服。第二种情况是由电机所产生的驱动力导致的。这种反转持续时间长，如果没有有效的控制措施，将有可能会导致比较大的噪音，甚至导致变速压缩机的损坏，特别是诸如由三相电机电源线接反等都有可能导致变速压缩机的电机出现持续性的反转，此时的反转主要是由电机驱动，由于反转时变速压缩机空载运行而不再压缩气体，因此工作电流小，变速压缩机的电机保护器往往不容易出现保护，此时这种电机导致的反转会持续到变速压缩机内部温度超过保护器限定才能停止。

现有的控制变速压缩机反转技术主要是针对第一种情况由于停机等原因导致的吸排气侧压差不平衡所驱动的反转，主要的解决途径包括有：在变速压缩机的排气侧安装排气阀，用来切断高压测的气体持续性的向低压侧流动，或者是采用增大反转时对油池的扰动，从而快速地消耗掉反转时存在的高低压差能量，或者采用这两种办法结合到一起来减少反转所持续的时间。对于第二种情况，由于电机反转时产生的驱动力较大且与变速压缩机是否存在吸排气压差无关，于是上述的方法不能解决由变速压缩机电机的接线错误所驱动的反转现象。

变速压缩机特别是变速涡旋压缩机通常作为是制冷、空调等系统的核心部件；对于变速涡旋压缩机，电机旋转是单向的并且由于特殊的涡旋结构而必须以正确方向运行，如果变速压缩机一旦由于接线接反的相序错误导致反转，则变速压缩机/电机将持续反向旋转，往往导致由于随后在变速涡旋压缩机中的涡旋将在一段非常短的时间(取决于变速压缩机机械设计)内损坏从而造成变速涡旋压缩机报废。因此，正确的接线即相序在确保变速压缩机/电机运行于正确方向方面非常重要，以确保变速压缩机/电机运行于正确方向。故在变速压缩机检验和开机时，如何防患于未然，在变速压缩机启动时发现有变速压缩机接线和相序接反，是迫切需要解决的技术问题。而解决接线错误引起的变速压缩机相序反相导致的变速压缩机反转乃至损坏问题，关键在于实时发现并及时停机处理。

为了确保在变速压缩机启动时及时检测到相序错误继而确定接线错误，例如有可能选择性地采用三种主要解决方案：专用的相检测电路，经由对电机相电压进行采样随后比较相差以得到旋转方向；或者，利用转轴与被测结构的转轴成传动连接而安装的旋转编码器；或经过观察排出和吸收的压力之比而得到旋转方向。但是，考虑到变速压缩机例如变速涡旋压缩机的具体应用场景，这些方案仍存在各自缺陷。具体地，例如，相检测电路需要采样电压通常为正弦波，但驱动输出(压缩机输入)电压为脉宽调制(PWM)波，因此其需要额外的转换电路以将PWM波转换为正弦波，成本高且实现方式复杂。而旋转编码器必需与压缩机电机同轴地安装，这对于具备曲轴且具有静涡旋盘与动涡旋盘之间的偏心配置的变速涡旋压缩机而言不可行，从而无法有效工作。另外，当试图经由压力比得到旋转方向时，额外的两个压力传感器是必需的，从而导致在系统中需要引入额外的测量元件导致结构装配和布置复杂化且引入较高成本。从而以上三种常见的压缩机反转和相序/接线错误检测方法均存在局限性。

针对以上所提出的无法有效检测变速压缩机的相序接线是否正确、或检测方案存在固有缺陷，对于变速压缩机的接线顺序错误例如相序反相的实时检测方面仍旧存在着进一步改进的需求。具体地，针对于此，需要提供一种改进的用于对变速压缩机的接线即相序进行判断的改进方法，以判断变速压缩机启动时是否存在着由于接线错误导致的反相。

根据本发明的方法，该变速压缩机系统在变速压缩机的启动过程中是需要先进行相序检测的。在本文的上下文中，术语‘启动’应被理解为是指第一次开始运行该变速压缩机系统的情形，或者在该变速压缩机系统的运行已被停止一段时间之后重新接线开始运行的情形。在这类情形中，变速压缩机的相序是待定的。因此不知道变速压缩机启动后是否处于正常相序，否则若由于不当接线造成反相引起启动时变速压缩机一直持续反转，容易造成变速压缩机运行故障，无法执行流体压缩过程，乃至于损坏变速压缩机部件。且在本文的上下文中，术语“检测”、“监测”应理解为是指在某一时间段连续测量相关物理量、或以较高取样频率对相关物理量进行连续取样，而不是仅针对某点、或某一些点的单点或较少的离散点处的参数测量。

以下将基于变速涡旋压缩机为例对本发明进行说明。首先对关于本发明的示例性压缩机启动时的典型工况阐述如下。

图1是典型变速压缩机例如涡旋压缩机的转速R的示意性曲线图。图2 是示出如图1例示的变速涡旋压缩机启动过程中的驱动电机电流的理论上的示意性变化曲线图。

在图1和图2中示例性地图示了变速涡旋压缩机在启动阶段的压缩机转速和驱动电机电流的变化曲线图，其中斜坡上升和下降段的直线仅仅旨在表示某时段内物理量具备的是升高或降低的变化趋势、以及这种变化在该时段内随时间进行的急剧程度，且这种急剧程度主要体现为该时段内所述物理量在时段两端的时间点处的取值、而非限于所述物理量在该时段内的图示具体变化过程，即图1和图2并没有旨在将每个图示直线段限定于单一斜率的纯线性关系。

如图1所示，图1是变速涡旋压缩机的示意性转速R的曲线图，其中曲线1即变速涡旋压缩机启动情况下在启动阶段上升的压缩机速度曲线。在启动时，驱动器使得压缩机速度在从启动电流开始斜坡上升处的起始时间点t₀至时间点t_c之间的启动斜坡时间△t_r中以斜坡形式上升至启动阶段的最大转速，即限定为启动速度的指定速度R_c，并且在从时间点t_c至时间点t_h之间的时段以此指定速度R_c保持运行，这个保持以转速R_c运行的时段被限定为启动保持时间△t_h。由于变速涡轮压缩机在驱动电机带动下启动时，由于启动之初存在着干扰电流和运行阻力，则压缩机转速开始斜坡上升的起始时间点t₀滞后于时间零点。

即以上时间参数存在以下关系：

△t_r＝t_c-t₀ (1)

△t_h＝t_h-t_c (2)

其中t₀>0。并且，当启动保持时间结束后，压缩机转速不再保持为恒定转速R_c，而是将根据来自主控制器的参考速度而改变。

继而，如图2所示，图2示出了如图1例示的涡旋压缩机启动过程中的压缩机电流I的理论上的示意性变化曲线图。图2中，曲线2是正常旋转情况下的压缩机电流I_N，而曲线3示出由于例如接线错误导致的反相的情况下压缩机反转时的压缩机电流I_R。

在正常启动的情况下，即如图2中的正相启动的电流I_N变化曲线2所示，驱动器诸如驱动电机输出高电流以便在初始的启动斜坡期间快速地启动所述变速涡旋压缩机，并且在以斜坡方式增加变速涡旋压缩机转速期间电流也相应地增加，直至压缩机转速达到启动阶段的指定最大转速R_c时为止，此时也达到正常相最大启动电流I_max；并且随后在启动保持时间△t_h期间逐渐减少所述电流，且在启动保持时间△t_h期间的电流随着速度和负载而改变。对比而言，如图2中的反相启动的电流I_R变化曲线3所示，即若驱动电机处于(例如由于不恰当接线导致的)相序反相状态而导致变速涡旋压缩机反转，则在初始启动斜坡期间应存在着大致与速度成比例的转矩，反相的启动电流I_R急剧增加并时刻t_rc达到最大值I_Rc，作为反相的恒定启动电流，并且随后电流变得恒定，而不论速度和负载如何。

结合图1和图2的视图，可以进行推断如下。从启动电流开始斜坡上升处的起始时间点t₀开始，至时间点t_c之前的反相电流达到峰值I_Rc的时间点t_rc处，即在时段t₀至t_rc中，无论相序是正相还是反相，由于转速与转矩之间通常存在着线性关系，而转矩通常与驱动电流的平方存在比例关系，且在启动之初电流视为线性斜坡上升，则在启动阶段的最初始上升阶段t₀至t_rc，转速与电流二者之间的比率R/I，即R/I_N或R/I_R也可视为线性斜坡上升的物理量。同理，可推断得知，在启动阶段的末端，即启动保持时间△t_h的末端，转速R已经达到并保持恒定转速R_c，且此时反相相序时的压缩机驱动电流I_R也变得恒定，而不论速度和负载如何，则R_c/I_R也可视为在此时近似为常量。类似地，此时，正常相相序时，压缩机驱动电流I_N由于随着压缩机速度和负载而改变，R_c已保持恒定，从而在负载基本维持不变的启动阶段，R_c/I_N也可视为在此时近似为或趋于常量。综上，可以得知，通过在涡旋压缩机启动阶段，无论正相或是反相运行，转速与电流二者之间的比率 R/I必然存在先上升达到峰值此后趋向于常量的变化过程。

并且，当涡旋压缩机由于相序反相进行反转时，由于内圈月牙形空间会不断以螺旋线方式向外移动，从而由所述动涡旋盘和静涡旋盘的接合所形成的气体压缩室的容积只会渐增而非渐缩，从而无法实现对于月牙形空间中可压缩流体的压缩过程，其不存在如正转时由于缩减气体压缩室空间而进行压缩过程中、可压缩流体反作用于压缩机的涡旋盘的那样的阻力，导致反相电流I_R曲线的包络涵盖了正常相序电流I_N的曲线包络。相应地，正常相最大启动电流I_max小于反相的恒定启动电流I_Rc。由此，可推断得知，当讨论转速与电流二者之间的比率R/I时，R_N/I_N曲线的包络高于R_R/I_R曲线的包络，且在启动阶段的末端之中，由于I_max<I_Rc，而R已经达到启动阶段最大值的恒定转速R_c，从而在趋近于启动保持时间△t_h的末端的过程中，转速与电流二者之间的比率R/I必然存在先上升达到峰值此后趋向于常量、且当反相时候的取值R_R/I_R与正常相序时的取值R_N/I_N之差△(R/I)＝R_N/I_N- R_R/I_R也相应地趋向于变为大于零的常量的变化过程。

构件本发明的思路主要在于，在通过比较两个运行状态(其中一个相应于“正常的”、即无接线错误和/或相序故障的变速涡旋式压缩机状态) 进行测量数据的分析，由此建立一个足以充分实现进行相序判断功能的窗口时间、且该窗口时间的宽度可根据实时测试计算结果调节以在尽可能短的时间段内完成相序检测；具体地，在该窗口时间内连续地将实测的比较参数与预定阈值参数进行实时对比并监测该对比结果进行相序判断，且所述比较参数例如在本发明具体实施例中可为压缩机转速与驱动电机电流的比率。当前工作点的状态与作为参考的曲线和阈值的关系使得：在压缩机启动时遭遇(例如由于错误接线导致的反相而执行)反转以致压缩机部件损坏的状态之前，就能进行非常灵敏的相序故障检出诊断。

根据本发明的一个总体技术构思，不借助于专用的检测装置硬件即可实现压缩机例如变速涡旋压缩机的相序检测。本发明的实施例提供一种压缩机的相序检测方法，所述压缩机由电机驱动，包括如下步骤：在所述压缩机的启动期间，对所述电机的电流和所述压缩机的转速实时采样；并且将所述转速与所述电流的比值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果确定所述压缩机的相序。

基本实施例

在本发明的示例性实施例中，例如，实时地对示例性的变速涡旋压缩机转速和驱动电机的电流进行连续监测并采样，连续实时采样的时间间隔相等。

作为示例性实施例，以下将结合实际变速涡旋压缩机的示例来介绍本发明的用于变速涡旋压缩机中的相序检测方法。例如，以标称的启动转速为1560rpm即26rps的可购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机型号VZH088及其相应的配套变频器CDS303二者的组合为例。

图3是1560rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的驱动电机电流随时间变化的曲线图，其中示出在正相状态下的预先测试参考电流曲线和反相状态下的实测电流曲线，并且示出进行参数采样和运算判断的完整的窗口时间。并且图4是1560rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的压缩机转速与驱动电机电流之间比值即P比值随时间变化的曲线图，其中示出在正相状态下的预先测试P曲线和反相状态下的实测P曲线，并且示出宽度△t_w足以用于相序检测的窗口时间9。

在本发明的示例性实施例中，典型地例如利用预先设定的阈值来进行正反相序检测。

在本发明的示例性实施例中，关于预先设定的阈值，例如能被选择为如下之一：第一阈值，所述第一阈值是在所述压缩机在反相运转情况下的转速与反相电流的比值；第二阈值，所述第二阈值是在所述压缩机在正相运转情况下的转速与正相电流的比值；以及第三阈值，所述第三阈值是介于所述第一阈值与所述第二阈值之间的值。

在本发明的一个示例性实施例中，相序检测方法还包括阈值确定步骤，所述阈值确定步骤包括：确定第一阈值，所述第一阈值是所述压缩机在预设转速且反相运转的情况下，从启动到稳定运转期间、且在预设的窗口时间内，转速与电流的比值；确定第二阈值，所述第二阈值是所述压缩机在预设转速且正相运转的情况下，从启动到稳定运转期间、且在预设的窗口时间内，转速与电流的比值；其中，所述根据比较结果确定所述压缩机的相序包括在测量的转速与电流的比值介于第一阈值和第二阈值之间的情况下，则确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

在本发明的一个可选的示例性实施例中，相序检测方法还包括阈值确定步骤，所述阈值确定步骤还包括：确定第三阈值，所述第三阈值是介于所述第一阈值与所述第二阈值之间的值。其中，在测量的转速与电流的比值介于第一阈值和第三阈值之间的情况下，则也能够确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

作为具体示例，例如以刚出厂且已知接线相序的压缩机作为标定样品，在预设转速和足够长的时间窗口的情况下，分别执行正反相序接线情况下的转速与电流测量，得出第一阈值和第一阈值，作为参照。然后，在实践中，针对未确定相序接线的压缩机，在预设转速和预定的时间窗口的情况下进行实际的转速与电流测量，如果实际的转速与电流之间比值始终在介于第一阈值与第二阈值的区间内，则确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

类似地，实践中，针对未确定相序接线的压缩机，在预设转速和预定的时间窗口的情况下进行实际的转速与电流测量，如果实际的转速与电流之间比值始终在介于第一阈值与第三阈值的区间内，则确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

作为优选的实施例，下面具体说明本发明的示例性的用于涡旋压缩机的相序检测方法的一次完整检测过程，具体的流程图可参看图7。

第一，是确定检测参考的步骤S1，具体地，在本发明的示例性的实施例中，在实际检测待测相序的压缩机之前，例如对已知相序的同型参考压缩机分别在正相运转情况和反相运转情况下的转速和电流进行实时采样和计算。此步骤可以在变速压缩机及其配套电机的出厂前进行，或替代地可以由用户在装运到工作现场之前的设备维护保养和设备检修阶段进行。在此步骤中，在确保正确接线及相序的情况下，选取一个参考转速R_Hz作为下文中用于对比确定相序正反的阈值的一个计算依据。其中，R_Hz的取值通常远小于变速涡轮压缩机的额定转速，例如，若压缩机额定转速为 6000rpm，则例如选取R_Hz的值为1000至3000rpm，优选地为1200至1800rpm，且更优选地为可换算为整数个rps单位的压缩机转速，例如20rps至26rps。这个转速便于变速压缩机在启动阶段稳定运行之后可以较为快速地关停。

并且，在确保正确接线即正常相序的情况下，在预设参考转速R_Hz的情况下，实时地对变速涡旋压缩机转速和驱动电机电流进行连续监测并采样，采样的时间间隔优选地为相等的，又优选地不超过0.1秒，更优选地所述时间间隔为小于0.01秒的相等时间间隔。

根据采样的变速涡旋压缩机转速R(例如以rps计)与电流I(例如以A 计)而绘制随时间变化的正相下的电流I，以及比率R/I随时间变化的曲线作为参考曲线，如在所例示的特定变速涡旋压缩机与变频器组合下以正相相序实现的图3中的参考电流I_ref曲线4，和图4中的参考比率R_ref/I_ref曲线7。所述参考曲线可以反映由一个或两个传感器装置测量的变量的预期特性。例如，从以正相相序实现的参考电流I_ref曲线4可以测出正相情况下电流达到峰值I_p'的时间t_p'。

补充地，随后在接线实现反相的情况下，同样以较小的预设参考转速 R_Hz进行反相电流测试，可得到在启动稳定之后与速度和负载无关的反相的大致恒定的启动电流I_Rc作为下文中用于对比确定相序正反的阈值的另一计算依据。由于这个预设参考转速R_Hz较小，便于变速涡旋压缩机在启动阶段稳定运行之后可以较为快速地关停，从而在一旦反相电流达到最大值并且稳定之后的较短时间内，可将其确定为反相的大致恒定的启动电流 I_Rc。并且随即立刻地关停驱动电机并可借助于对变速涡旋压缩机进行有效制动的方式来尽快停止变速涡旋压缩机的反向运行，从而也有效地防止了反转情况下对于变速涡旋压缩机零部件诸如涡盘的损坏。

具体地，由于反相电流I_R曲线的包络涵盖了正常相序电流I_N的曲线包络，因而在确定检测参考的步骤S1中，无需事先得知哪次启动为正相哪次为反相，仅需要测试两次不同相序接线启动情况下的最大电流，即可作为最大反相启动电流I_Rc，而根据与测得最大反相启动电流I_Rc时的相序相反的接线情况下测得的转速R和电流I，可作出二者之间比值的参考曲线。

例如，在本实施例的特定组合的变速涡旋压缩机系统中，通过测试可以确定作为阈值计算依据的两个参数的近似取值，其中

R_Hz＝1560rpm＝26rps，且经确定检测参考的步骤S1中的反相测试而得到的 I_Rc≈13A。

第二，是正反相序确定步骤S2，其中，根据计算出的变速涡旋压缩机实际转速R(单位换算为rps)与实际电流I(单位A)二者之间的比率R/I 来判断是否由于相序反相导致变速涡旋压缩机反转。其中按照转速和电流及其比率各自在不同时间段的大致变化趋势，本步骤S2又可细分为若干子步骤，具体如下：

首先，是相序检测区起点确定步骤S20。在此步骤中，确定电流曲线斜坡上升的起始时间t₀。相序检测区6如图3所示，由图3中的矩形的阴影区标示，作为进行参数采样和运算判断以确定是否反相的完整的工作时间段。图3示出所例示的变速涡旋压缩机与变频器组合的随时间变化的启动电流测试结果，其中下侧曲线为正常相启动电流，且上侧曲线为反相启动电流。在相序检测区(阴影区)中，经由对电流和速度的实时采样监测和记录/存储，获得如图3所示启动阶段电流变化曲线，其中横轴为时间T(单位例如为秒s)，纵轴为压缩机电机电流I(单位为安培A)。这个相序检测区的起始端点的确定在于，首先，理论上讲，压缩机本身无故障的情况下，起始之初认为没有对电流的干扰，且根据实践，无论接线导致正相还是反相，比值R/I在起始之初可视为没有差异；由此，可以认为无论接线导致正反相，电流开始斜坡上升的起始时间点t₀是一致的。相应地，该时段的起始点始于电流传感器检测到压缩机的驱动电机电流开始急剧增加的时间点附近，优选地将从启动电流开始斜坡上升处的起始时间点t₀设定为相序检测区起始时间。所示电流传感器优选地例如为采样电阻。类似地，在检测到相序检测区起点之后，即可例如利用电压感测方法对压缩机转速R进行实时监测和记录/存储。

优选地，例如，此开始斜坡上升的起始时间点t₀，即确定有用数据采样开始的时刻，例如优选地通过电流上升斜率进行判定，从零时刻以规则的时间间隔dt进行电流采样，并且实时地比较最近三次电流采样值I_n、I_n-1、 I_n-2，n表示第n次采样。具体地，计算邻近采样的两次电流增量△I_n＝I_n-I_n-1以及△I_n-1＝I_n-1-I_n-2，继而比较电流增加率，即比较相同采样间隔下的每间隔电流增量△I_n-△I_n-1的值的正负符号。当差值(△I_n-△I_n-1)第一次成为大于零的值时，可视为t₀。从而可以避免启动之初存在着干扰电流和运行阻力的影响。如图3示意性所示，当实际运行时候，相序检测区的起始时刻t₀约为例如T＝3s时。

继而，是电流峰值I_p时刻t_p确定步骤S21。如图3所示，利用电流传感器对电流进行实时监控和高频度采样，并且确定电流I的峰值时刻t_p。优选地，例如，以规则的时间间隔dt进行采样，并且实时地比较最近两次电流采样值例如比较I_n、I_n-1，从而当电流增量△I_n＝I_n-I_n-1从正变为负时，则取倒数第一个时刻的电流采样值I_n-1为近似的电流峰值I_p。本领域技术人员可知，采样的时间间隔越小dt则I_n-1越近似于实际电流峰值I_p。且采样电流峰值时刻t_n-1即优选地为t_p＝(n-1)*dt。t_p可以利用符号函数sign(x)表示如下：

t_p＝(n-1)*dt*{[sign(I_n-I_n-1)]*[sign(I_n-I_n-1)-1]/2} (3)

以上相序检测区的起始时刻t₀开始至采样电流峰值时刻进行的电流检测并非直接是直接的相序判定过程，而是为了辅助确定一个进行运算而直接判定相序的时间段。

进而，是窗口时间起始点t_w1和相序检测区上限t_max确定步骤S22。在相序检测区6内，可以直接获得直接正反相判定结果的过程占据了特定宽度△t_w的窗口时间，所述窗口时间是在相序检测区内可能根据检测结果随时终止的一个时段，具备窗口时间起始点t_w1和窗口时间终止点t_w2，如图4中所示，由图4中的矩形阴影区标示；该窗口时间是利用变速涡旋压缩机转速和电机电流这两个参数的实时测量和计算即可直接得到变速涡旋压缩机相序正反检测结果的一个时段，其起始点t_w1通常大于相序检测区下限t₀, 而其终止点t_w2可能等于或小于相序检测区上限t_max。

例如在图3所示的电流曲线达到采样峰值I_n-1之后，将电流峰值时刻t_n-1与之前在确定检测参考步骤S1中参考情况(正相测试)下预先测出的电流达到峰值I_p'的时间t_p'进行比较，取二者之间的较小值为窗口时间的起始点 t_w1，从而使得：

t_w1＝min{t_p',t_p} (4)

实时监测到电流峰值I_p时刻t_p之后，根据变速涡旋压缩机运行经验而设定一个作为直接利用电流I、转速R二者实时监测值进行相序检测最长可能耗时的容许时间间隔dt_p，从而相序检测区上限t_max可表达为：

t_max＝t_w1+dt_p (5)

容许时间间隔dt_p例如可取为20s，且优选地介于8～20s之间，更优选地例如为8s，如图3所示。从而相序检测区介于前面已确定的t₀与相序检测区上限t_max之间，即该时间区间中所采集的全部电流I、以及其中一段时间之后的转速R可用于进行正反相判定，而此容许时间间隔dt_p通常涵盖电流峰值检测之后进行直接正反相判定的过程所占据的窗口时间。为方便起见，一般近似地将窗口时间的宽度△t_w确定为从窗口起始时间t_w1开始至相序检测区上限t_max的时间区间[t_p,t_max]的长度。

即△t_w＝t_max-t_w1 (6)

接下来，是正反相序确定步骤S23，其实质为是实时采样、比率计算和比较的过程。即，在如图3所例示确定了近似的反向检测窗口时间之后，如下文参考附图4所示加以阐述的，在所确定的相序检测近似窗口时间内，实时地对变速涡旋压缩机转速和驱动电机电流进行连续监测并采样，根据采样的变速涡旋压缩机转速R(例如以rps计)与电流I(例如以A计)而绘制随时间变化的R/I曲线图。图4是如图3所例示的特定变速涡旋压缩机与变频器组合的启动电流测试结果。此步骤S23的主要思路在于，在相序检测区内的一段窗口时间中，通过实时计算的待判断正反相序的变速涡旋压缩机转速(rps)与电流(A)二者的比率R/I与参考阈值进行比较，来实现对于是否由于相序反相导致变速涡旋压缩机反转的判断。

此判断是例如基于在于本申请前文得到的原理，即在变速涡旋压缩机启动阶段，无论正反相运行，在趋近于启动保持时间△t_h末端的过程中，转速与电流二者之间的比率R/I必然存在先上升达到峰值此后趋向于常量的趋势；且此末端附近，反相时的R/I_R与正常相序时R/I_N值之差△(R/I)趋向于变为大于零的常量的变化过程。即换言之，在R/I曲线图的表现形式下，在启动阶段末端时段中，正相R/I曲线与反相R/I曲线二者不但具有各自逐渐趋向于变为平直线段的趋势；而且这两条R/I曲线之间的间距具有近似于变为一个常量的趋势，即这两条曲线趋向于平行或具有相近似的斜率。

在本发明的另外的示例性实施例中，作为替代或补充，所述第一阈值还例如能够由以下步骤确定，例如通过采样所述压缩机在多种反相运转的情况下的转速与电流，获得多个转速电流比值，并将所述多个转速电流比值的平均值作为所述第一阈值。

并且，在本发明的又一示例性实施例中，所述第一阈值还能够由以下步骤确定，即，通过采样所述压缩机在反相运转的情况下多次启动的转速与电流，获得多个从启动到稳定运转期间的转速与电流的比值曲线，并将窗口时间内所述多个转速与电流的比值的平均值作为所述第一阈值。通过多次重复进行所测第一阈值的平均化作为所述阈值，获得了可靠的阈值。

因此，上述对于相序的判断可概括为：借助于预先确定一个P/I比率阈值，则该阈值在比率P/I随着时间T变化的曲线图中表示为一条平行于横轴即时间轴的阈值直线，该阈值直线必然高于反相运行时的P/I随时间变化的曲线上的任何R/I。则在一段可充分比较的时间段内比较实测R/I曲线与该阈值(即比较实测R/I曲线相对于该阈值直线的位置)，若整个可充分比较时段内实测R/I均低于该阈值(即实测R/I曲线始终位于该阈值直线下方)，则可以判定实际运行处于反相状态；若优选地在该时段内任何时刻存在实际R/I对该阈值的向上突破、或又优选地在该时段内任何连续的一段较短的时间段Δt之中存在有实际R/I对该阈值的向上突破并且保持高于该阈值 (即实测R/I曲线从某时间点开始就超过该阈值直线并且自此之后始终高于该阈值曲线)，则可以即刻停止比较过程并判定实际运行处于正相状态，且在Δt范围内的小的波动是允许的；并且，通过监测实测R/I曲线与例如图4中的参考比率R_ref/I_ref曲线(即正相时的R/I曲线)二者的差值来确定用于比较停止的临界条件即前述可充分比较时段。

此正负相序确定步骤S23需要在窗口时间内，不仅对实时电流I，而且也对实时压缩机转速R进行采样，优选地以与之前电流采样相同的时间间隔dt进行。

从窗口起始时间t_w1开始，计算实时监测的R和I之比率R/I。为方便起见，在下文中将此比率R/I设为随时间而变化的多次采样参数P(t_n)＝R_n/I_n。并且同时进行以下两个分步骤，即，实时比率对比阈值步骤S231，和比率曲线间距比较步骤S232。前者是核心比较步骤，后者是为了更加准确地确定出足以判定正反相序的窗口时间而进行的辅助步骤。

实时比率对比阈值步骤S231中，在相序检测区中，从窗口起始时间t_w1开始至相序检测区上限t_max的时间区间[t_p,t_max]即近似的窗口时间△t_w中，连续比较根据采样值计算的序列比值P(t_n)与比值阈值R_Hz/I_Rc之差。其中P(t_n) 之值如下确定：

P(t_n)＝R_n/I_n (7)

例如，以预设参考转速R_Hz与反相的恒定启动电流I_Rc之比作为比较阈值即P_ref＝R_Hz/I_Rc，在本实施例中R_Hz＝1560rpm＝26rps，且经确定检测参考的步骤S1中的反相测试而得到的I_Rc≈13A。则如图4所示，相应地阈值设为P_ref≈26/13＝2(rps/A)。此时间区间[t_p,t_max]即近似的窗口时间△t_w中，若若在此步骤S231中的任何采样时间点上检测到存在如下数学比较关系，则可确认变速涡旋压缩机系统处于正相运转状态，比较可以立即停止，窗口时间也相应截止。此时的实际窗口时间为[t_p,t_n]。

P(t_n)＝R_n/I_n>P_ref＝R_Hz/I_Rc (8)

相反地，若直至完成了此时间区间[t_p,t_max]即近似的窗口时间△t_w仍检测到每个采样时间点上均存在如下数学比较关系，则可确认变速涡旋压缩机系统处于反相运转状态。

P(t_n)＝R_n/I_n<P_ref＝R_Hz/I_Rc (9)

在同时进行的比率曲线间距比较步骤S232中，在相序检测区中，从采样电流峰值时间t_p开始至相序检测区上限t_max的时间区间[t_p,t_max]中，即近似的窗口时间△t_w中，将实测R/I曲线即P(t)曲线与参考P(t)曲线即R_ref/I_ref曲线即预先测试的正相运行R/I_N曲线进行同时刻对比。例如，在相序检测区中，在时间区间[t_p,t_max]即近似的窗口时间△t_w中，当P(t_n)-R_ref(t_n)/I_ref(t_n)的差值趋近于常量时即差值的变化量趋于零时，认为达到窗口时间终止点t_w2，则提前终止比较过程，若至此时仍存在以上公式(9)的比较关系即实测R/I值一直保持低于阈值P_ref，则判定窗口时间截止，变速涡旋压缩机处于反相运转状态。此时的实际窗口时间为[t_p,t_n]。

作为示例，比率曲线间距比较步骤S232的具体步骤可优选地如下实施。

第一，近似平直线段判定步骤S232(1)，其旨在判定实测P曲线是否可以及何时在近似窗口时间内趋于变为近似平直线，实质上旨在确定最早从何时开始P值趋于稳定从而趋近于启动保持时间△t_h中电流也区域恒定的区域。优选地，具体可例如按照以下示例来实施。

在相序检测区6中的近似窗口时间内，实时地对比最近三次比率P(t_n) 的采样值P(t_n)、P(t_n-1)、P(t_n-2)，计算邻近采样的两次比率P值增量△P_n＝P(t_n) -P(t_n-1)以及△P_n-1＝P(t_n-1)-P(t_n-2)，继而比较所述比率P的增加率即比较相同采样间隔下的每间隔的P值增量△P_n-△P_n-1的值的正负符号。当增量差值(△P_n-△P_n-1)的绝对值|△P_n-△P_n-1|趋向于零，即P曲线趋近于平直时，进入步骤S232。优选地，可以设置成使得当P曲线的斜率绝对值|△P_n-△P_n-1|/dt满足小于某一预定绝对值的斜率时候，可转入下一个运行步骤 S232(2)以确定。否则继续进行该步骤S231直至近似窗口时间[t_p,t_max]完成。如图4的实测反相运行P曲线所示，预定的所述斜率绝对值例如可优选地选择为0.1，更优选地为0.03。

第二，近似恒定曲线间距判定步骤S232(2)，其通过与作为参考的预先测试的正相P取向相比，旨在进一步精确确定是否已进入启动保持时间△t_h的末端，即P值区域恒定的最后阶段从而无需继续完成原来的近似窗口时间[t_p,t_max]。具体地，该步骤优选地例如按照以下示例来实施。

继续在相序检测区6中的近似窗口时间内，实时地基于最近两次的采样值计算两条曲线即实测P曲线与参考P曲线之间的间距dP(t_n)、dP(t_n-1)。其中，例如在t_n时刻即第n次采样时刻的P曲线之间间距dP(t_n)可例示为如下：

dP(t_n)＝P_ref(t_n)-P(t_n)＝R_ref(t_n)/I_ref(t_n)-R_n/I_n (10)

并计算邻近两次P差值的增量△dP(t_n)和△dP(t_n-1)如下：

△dP(t_n)＝[P_ref(t_n)-P(t_n)]–[P_ref(t_n-1)-P(t_n-1)] (11)

以上的△dP(t_n)为时刻t_n即第n次采样时，在P参考曲线与实测P曲线之间的差值；为简便起见可称为P差值。邻近采样的两次电流增量△I_n＝I_n-I_n-1以及△I_n-1＝I_n-1-I_n-2，

继而比较P差值的增加量即比较相同采样间隔下的每间隔P差值增量△dP(t_n)的绝对值。当绝对值|△dP(t_n)|足够小时，可视为实测P曲线已趋于为近似平行于预先测出的参考正相P曲线的直线段。

此判定条件即为如下式表示：

|△dP(t_n)|<ε,(ε>0且limε—>0)

ε为足够小的正数，例如优选地为0.5，更优选地例如为0.1。

从而此时则可认为达到窗口时间终止点t_w2，则提前终止比较过程，若至此时仍存在以上公式(9)的比较关系即实测R/I值仍一直保持低于阈值 P_ref，则判定窗口时间截止，变速涡旋压缩机处于反相运转状态。此时的实际窗口时间为[t_p,t_n]。

综上所述，本发明的实施例体现了，本发明的针对变速涡旋式压缩机的相序检测，关键在于确立三个参数，即，一个预先确定的压缩机启动阶段待稳定运行于的转速；一个足以充分实现相序检测功能的窗口时间，以及一个在该窗口时间内是否检出相序反相的阈值参数。

在本发明的示例性实施例中，相序检测方法例如基于前述的第一阈值进行。例如，在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述第一阈值，则确定相序为反相；在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值超过所述第一阈值，则确定相序为正相。

在本发明的示例性实施例中，作为替代或补充，除了第一阈值，相序检测方法还例如可以基于前述的第二阈值或第三阈值进行。具体而言，在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述第三阈值，则确定相序为反相；或者，在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值在所述第一阈值和所述第二阈值之间，则确定相序为正相。

下面结合具体实施例，例如参看图4至图6，进一步说明本发明的变速涡旋压缩机的相序检测方法的实际相序检测功效。

优选地，分别已执行对例如可购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机 VZH035、VZH065和VZH088的启动测试以验证本发明思路的可行和普适性，并找出对不同压缩机反相检查的最优化参数设置。

具体地，经实测，在针对不同型号的变频涡旋压缩机选取不同的比各压缩机额定转速更低的指定启动速度，可以有效地检出反相相序。

进一步地，参考图4至图6，分别示出采用以上各型压缩机在各自优选的指定启动转速工况下运行测试的P比值(即转速电流比R/I)随时间变化的测试图；其中各自图中的曲线7为作为参考的该型压缩机在确定正相运行状况下预先测得的曲线，曲线8为该型压缩机实际进行的反相情况下检测曲线。

例如，如之前图3和4所示的实施例的机型选型的实测，选取可购自 Danfoss公司的变频涡旋压缩机型号VZH088及其相应的配套变频器

CDS303二者的组合为例，其优选的指定启动转速为1560rpm，运行于15kw 功率，阈值相应为2，实测窗口时间为7s，足以成功检出反相状况。

又作为示例，如图5所示，采用可购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机型号VZH035及其相应的配套变频器CDS803二者的组合为例，其优选的指定启动转速为3000rpm，运行于7.5kw功率，阈值相应为11，实测窗口时间为8s，足以成功检出反相状况。

作为再一个示例，如图6所示，选取可购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机型号VZH065及其相应的配套变频器CDS303二者的组合为例，其优选的指定启动转速为1200rpm，运行于15kw功率，阈值相应为6，实测窗口时间为5s，足以成功检出反相状况。

根据以上图5至6中的图形显示的结果，在窗口时间期间，正常相P曲线与反相P曲线之间的间距，即正反相各自的R/I比值之间的差值趋于为恒定的非零量值，且其是与合适阈值对比较为明显地易区分的。由此所述相序检测方法可行。

总而言之，一种变速压缩机例如变速涡旋压缩机的启动时的反向检测方法，例如清楚地呈现于图7的完整流程图中，其包括如下步骤：

S1为确定检测参考的步骤，其中，分别地在预设的压缩机转速R_Hz下, 测量存储正相启动条件下的电机电流I和压缩机转速R随时间变化，电流峰值时间tp'，并建立参考I曲线、比例P＝P/I曲线；并且测量反相启动条件下的最大电流I_Rc。最后可确定P比值阈值为P_ref＝R_Hz/I_Rc。

S2为正反相序确定步骤，其具体按照如下步骤执行：

S20为相序检测区起点确定步骤，在此步骤中，确定电流曲线斜坡上升的起始时间t₀。具体地，利用相邻三次电流采样，计算△I_n＝I_n-I_n-1及△ I_n-1＝I_n-1-I_n-2并进而判断是否存在(△I_n-△I_n-1)>0，直至达到满足此不等式的第n次电流采样时刻，即可确定为相序检测区起点。

S21为电流峰值I_p时刻t_p确定步骤S21，在此步骤中，计算量值

t_p＝(n-1)*dt*{[sign(I_n-I_n-1)]*[sign(I_n-I_n-1)-1]/2}，并判断该量值t_p是否不等于零。当达到不为零的量值t_p时刻可确定为电流峰值时刻。

S22窗口时间起始点t_w1和相序检测区上限t_max即近似窗口时间终止点的确定步骤，分别计算为：t_w1＝min{t_p',t_p}以及t_max＝t_w1+dt_p。

接下来，是S23正反相序确定步骤，具体包括两个步骤如下：

首先，进行S231实时比率对比阈值步骤，其中，实时判断即时采样值是否存在数学关系R_n/I_n<P_ref，直至时间窗口末端，若直至该窗口时间末端仍旧维持R_n/I_n<P_ref的情况则判定为反相运行。若存在R_n/I_n≥P_ref，则窗口时间截止且判定为正相。

继而进行S232比率曲线间距比较步骤，其中又包含两个细分步骤：

近似平直线段判定步骤S232(1)，其中判断P增量差值的绝对值|△Pn- △Pn-1|是否趋向于零；以及随后

近似恒定曲线间距判定步骤S232(2)，其中实时计算是否存在如下数学关系|△dP(t_n)|<ε,(ε为足够小的正数)而确定是否参考P曲线与实测P曲线之间间隙已趋向于常量，则如果该条件满足则时间窗口可截止且在若仍旧维持R_n/I_n<P_ref的情况下判定为反相运行。

类似地，在其它实施例中，可以基于上述优选实施例实现多个修改和变型。

基于以上具体例示的相序检测方法，本发明的实施例还优选地提供一种变速压缩机的相序检测装置，其用于在变速压缩机的启动过程中实现相序检测。如图8所示，所述反向检测装置包括：

采样单元101，其用于以预定的时间间隔dt对压缩机驱动电机电流和压缩机转速进行采样，所述时间间隔dt可以是规则的或不规则的；

相序检测区起点计算单元102，其用于确定窗口时间起点即利用相邻三次电流采样，计算△I_n＝I_n-I_n-1及△I_n-1＝I_n-1-I_n-2并进而判断是否存在(△ I_n-△I_n-1)>0，直至达到满足此不等式的第n次电流采样时刻；

峰值电流计算单元103，其计算电流峰值时刻t_p＝(n-1)*dt*{[sign(I_n-

I_n-1)]*[sign(I_n-I_n-1)-1]/2}；

窗口时间计算单元104，其用于计算窗口时间起始点、相序检测区上限t_max即近似的窗口时间终止点，分别为：t_w1＝min{t_p',t_p}，t_w2＝t_max＝t_w1+ dt_p；

相序确定单元105，对比转速电流比值R_n/I_n与其阈值P_ref＝R_Hz/I_Rc，具体地，经由判断实测R_n/I_n曲线是否始终低于与不随时间变化的该阈值P_ref对应的阈值直线(而不存在实测R_n/I_n曲线任何向上超越并保持高于阈值直线的情形)来确定正反相序；

直线判断单元106，通过判断P增量差值的绝对值|△Pn-△Pn-1|是否趋向于零，确定实测P曲线是否趋于变为近似平直线段；

距离判断单元107，即通过实时计算实测P曲线相对于预先测试的正相参考P曲线之间差值增量是否存在着关系|△dP(t_n)|<ε,(ε为足够小的正数)，即执行确定实测P曲线相对于参考P曲线的间距是否趋于常量的判定步骤。

更具体地，在本方面的示例性实施例中，所述阈值还包括第一、第二和第三阈值之一，它们分别借助于第一阈值确定单元、第二阈值确定单元和第三阈值确定单元而确定。例如，所述相序检测装置还包括：第一阈值确定单元，用于将所述压缩机在反相运转情况下的转速与反相电流的比值确定为所述第一阈值；和/或第二阈值确认单元，用于将所述压缩机在正相运转情况下的转速与正相电流的比值确定为所述第二阈值；和/或，第三阈值确认单元，用于将介于所述第一阈值与所述第二阈值之间的值确定为所述第三阈值。

作为示例性实施例，所述第一阈值确认单元例如包括：最大反相电流确认单元，用于在所述压缩机的预设转速下测量所述变速压缩机在两种相反相序接线下启动时的可达的最大电流作为最大反相电流；并且所述第一阈值确定单元进一步用于将所述预设转速与所述最大反相电流之比设定为所述第一阈值。

作为替代性的示例性实施例，所述第一阈值确认单元用于采样所述压缩机在多种反相运转的情况下的转速与电流，获得多个转速电流比值，并将所述多个转速电流比值的平均值作为所述第一阈值。

另外一系列示例性实施例

具体而言，基于在于本申请前文描述的原理，即例如在变速涡旋压缩机以预定转速R启动阶段，无论正反相运行，在趋近于启动保持时间△t_h末端的过程中，转速与电流二者之间的比率R/I必然存在先上升达到峰值此后趋向于常量的趋势；由此，反相时的R/I_R与正常相序时R/I_N值之差△(R/I) 趋向于变为大于零的常量。在随着时间的R/I比值曲线图的表现形式下，在启动阶段末端时段中，正相R/I曲线(下文称为R_N/I_N曲线)与反相R/I曲线(下文称为R_R/I_R曲线)二者不但具有各自逐渐趋向于变为平直线段的趋势；而且这两条R/I曲线之间的间距具有近似于变为一个常量的趋势，即这两条曲线趋向于平行或具有相近似的斜率。

因而，根据本发明的示例性实施例，则后续实测的转速与电流比值(随时间变化)的曲线介于以预设转速进行两种不同相序接线下的测试所分别获得的正相R_N/I_N曲线与反相R_R/I_R曲线之间。并且所述两条参考比值曲线随时间分别趋于两个常量。并且由于正常相最大启动电流I_max小于反相的恒定启动电流I_Rc，当讨论转速与电流二者之间的比率R/I时，R_N/I_N曲线的包络高于R_R/I_R曲线的包络。

例如，作为示例性实施例，根据计算出的变速涡旋压缩机实际转速R (单位换算为rps)与实际电流I(单位A)二者之间的比率R/I来得到判断是否由于相序反相导致变速涡旋压缩机反转的阈值。具体地，如图4所示，正相R_N/I_N曲线大致趋向于比值3(第二阈值)，且反相R_R/I_R曲线大致趋向于比值2(第一阈值)，使得阈值能够在2至3的比值范围内变化。因此，通过将所述转速与所述电流的比值与预先设定的阈值进行比较，可以根据比较结果确定所述压缩机的相序。

具体地，由于反相的恒定启动电流是反相R_R/I_R曲线的最大反相电流值 I_Rc，则在以预设转速在反相启动并达到稳定运行时，反相R_R/I_R曲线的最大值为所述预设转速与最大反相电流值I_Rc的比值，即反相R_R/I_R曲线所趋向的常量为前面限定的第一阈值。

由于正常相最大启动电流I_max小于反相的恒定启动电流I_Rc，因而无需事先得知哪次启动为正相哪次为反相，仅需要测试以预定转速R在两次不同相序接线启动情况下的较大的最大电流，即可作为最大反相启动电流 I_Rc，并且由此将预定转速R与最大反相启动电流I_Rc时的比值，即实质上的第一阈值本身，设定为阈值。

如图4所示，在本实施例的特定组合的变速涡旋压缩机系统中，通过测试可以确定作为阈值计算依据的两个参数的近似取值，其中

R_Hz＝1560rpm＝26rps，且经确定检测参考的步骤S1中的反相测试而得到的 I_Rc≈13A，则作为第一阈值的预定转速转速R_Hz与最大反相启动电流I_Rc之间的比值26/13＝2被设定为阈值。

并且在本发明的又一示例性实施例中，所述第一阈值还能够由以下步骤确定，即，通过采样所述压缩机在反相运转的情况下多次启动的转速与电流，获得多个从启动到稳定运转期间的转速与电流的比值曲线，并将窗口时间内所述多个转速与电流的比值的平均值作为所述第一阈值。通过多次重复进行所测第一阈值的平均化作为所述阈值，获得了可靠的阈值。

在本发明的示例性实施例中，例如，所述阈值确定步骤是通过如下方式进行的：对已知相序的参考压缩机分别在正相运转情况和反相运转情况下，直接地对于每种情况下的转速和电流实时采样和计算。

具体地，在本发明的示例性的实施例中，在实际检测待测相序的压缩机之前，例如对已知相序的同型参考压缩机分别在正相运转情况和反相运转情况下的转速和电流进行实时采样和计算。例如，首先能够选择性地进行确定作为检测参考的阈值的步骤S1，此步骤例如在变速压缩机及其配套电机的出厂前进行，或替代地可以由用户在装运到工作现场之前的设备维护保养和设备检修阶段进行。在此步骤中，在确保正确接线及相序的情况下，选取一个参考转速R_Hz作为下文中用于对比确定相序正反的阈值的一个计算依据。其中，R_Hz的取值通常远小于变速涡轮压缩机的额定转速，例如，若压缩机额定转速为6000rpm，则例如选取R_Hz的值为1000至

3000rpm，优选地为1200至1800rpm，且更优选地为可换算为整数个rps单位的压缩机转速，例如20rps至26rps。这个转速便于变速压缩机在启动阶段稳定运行之后可以较为快速地关停。

并且，在确保正确接线即已知正常相序的情况下，在预设参考转速R_Hz的情况下，实时地对变速涡旋压缩机转速和驱动电机电流进行连续监测并采样。根据采样的变速涡旋压缩机转速R(例如以rps计)与电流I(例如以 A计)而绘制随时间变化的正相下的电流I，以及比率R/I随时间变化的曲线作为参考曲线。例如，返回参看图3和图4，如在所例示的特定变速涡旋压缩机与变频器组合下以正相相序实现的图3中的参考电流I_ref曲线4，和图4 中的参考比率R_ref/I_ref曲线7。所述参考曲线可以反映由一个或两个传感器装置测量的变量的预期特性。例如，从以正相相序实现的参考电流I_ref曲线4 可以测出正相情况下电流达到峰值I_p'的时间t_p'。

补充地，随后在接线实现反相的情况下，同样以较小的预设参考转速 R_Hz进行反相电流测试，可得到在启动稳定之后与速度和负载无关的反相的大致恒定的启动电流I_Rc作为下文中用于对比确定相序正反的阈值的另一计算依据。由于这个预设参考转速R_Hz较小，便于变速涡旋压缩机在启动阶段稳定运行之后可以较为快速地关停，从而在一旦反相电流达到最大值并且稳定之后的较短时间内，可将其确定为反相的大致恒定的启动电流 I_Rc。并且随即立刻地关停驱动电机并可借助于对变速涡旋压缩机进行有效制动的方式来尽快停止变速涡旋压缩机的反相运行，从而也有效地防止了反转情况下对于变速涡旋压缩机零部件诸如涡盘的损坏。

在本发明的示例性实施例中，如图3所示，所述实时采样在一个窗口时间内执行，和/或所述根据比较结果确定所述压缩机的相序在所述窗口时间内执行。窗口时间由图3中的矩形的阴影区6所示，作为进行采样和运算判断以确定是否反相的完整的工作时间段。

在本发明的图示实施例中，图3所示，根据比较结果确定所述压缩机的相序的步骤包括：在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述阈值，则确定相序为反相；和在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值超过所述阈值，则确定相序为正相。

具体而言，在本发明的示例性实施例中，在窗口时间内，预先确定P/I 比率阈值，所述阈值介于正相R_N/I_N曲线与反相R_R/I_R曲线各自趋向的两个常量之间的常量值，且能够表示为一条平行于时间轴的阈值直线，该阈值直线高于反相运行时的R_R/I_R曲线。在一窗口时间内比较实测R/I曲线与该阈值(即比较实测R/I曲线相对于该阈值直线的位置)，若整个实测R/I均低于该阈值(即实测R/I曲线始终位于该阈值直线下方)，则可以判定实际运行处于反相状态；若在该窗口时间内任何时刻存在实际R/I对该阈值的向上突破、或在该窗口时间内任何连续的一段较短的时间段Δt之中存在有实际 R/I对该阈值的向上突破并且保持高于该阈值(即实测R/I曲线从某时间点开始就超过该阈值直线并且自此之后始终高于该阈值曲线)，则可以即刻停止比较过程并判定实际运行处于正相状态，且在Δt范围内的小的波动是允许的。

在本发明的进一步的实施例中，例如，在所述窗口时间内两点或更多点处，若所述转速与所述电流的比值超过所述阈值，则确定相序为正相，由此能够避免采样错误等导致的误判。

在利用阈值判断实时采样的转速电流比值来确定相序的过程中，按照转速和电流及其比率各自在不同时间段的大致变化趋势，又可包括若干子步骤，具体如下：首先，执行窗口时间起始时间确定步骤。在本发明的示例性实施例中，如图3所示，在所述压缩机启动之后，确定电流曲线斜坡上升的起始时间为窗口时间的起始时间。

具体地，在此步骤中，确定电流曲线斜坡上升的起始时间t₀。图3示出所例示的变速涡旋压缩机与变频器组合的随时间变化的启动电流测试结果，其中下侧的曲线4为正常相启动电流，且上侧的曲线5为反相启动电流。在窗口时间(阴影区)中，经由对电流和速度的实时采样监测和记录/存储，获得如图3所示的启动阶段电流变化曲线，其中横轴为时间T(单位例如为秒s)，纵轴为压缩机电机电流I(单位为安培A)。

对于窗口时间的起始时间，理论上讲，压缩机本身无故障的情况下，启动之初认为没有对电流的干扰，且根据实践，无论接线导致正相还是反相，比值R/I在起始之初可视为没有差异；由此，可以认为无论接线导致正反相，电流开始斜坡上升的起始时间点t₀是一致的。相应地，该窗口时间的起始时间始于电流传感器检测到压缩机的驱动电机电流开始急剧增加的时间点附近，由此将从启动电流开始斜坡上升处的起始时间点t₀设定为窗口时间的起始时间。电流传感器例如为采样电阻。类似地，在检测到窗口时间的起始时间之后，即可例如利用电压感测方法对压缩机转速R进行实时监测和记录/存储。

在本发明的示例性实施例中，确定电流曲线斜坡上升的起始时间的步骤包括：利用相邻三次电流采样，计算相邻两次电流差之间的差值首次大于零的第一时刻，并确定所述第一时刻为电流曲线斜坡上升的起始时间。

具体地，将开始斜坡上升的起始时间点t₀确定为数据采样开始的时刻。例如，通过电流上升斜率进行判定，从零时刻以规则的时间间隔dt进行电流采样，并且实时地比较最近三次电流采样值I_n、I_n-1、I_n-2，n表示第n次采样。具体地，计算邻近采样的两次电流增量△I_n＝I_n-I_n-1以及△I_n-1＝I_n-1-I_n-2，继而比较电流增加率，即比较相同采样间隔下的每间隔电流增量△I_n-△ I_n-1的值的正负符号。当差值(△I_n-△I_n-1)第一次成为大于零的值时，可视为 t₀。从而可以避免启动之初存在着干扰电流和运行阻力的影响。如图3示意性所示，当实际运行时，窗口时间的起始时间t₀约为T＝3s时。

如图3所示，在本发明的示例性实施例中，在确定电流曲线斜坡上升的起始时间之后，确定电流达到峰值I_p的时刻t_p。例如，利用电流传感器对电流进行实时监控和高频度采样，并且确定电流I到达的峰值I_p的时刻t_p。

在本发明的示例性实施例中，所述确定电流达到峰值的时刻的步骤包括：确定在相邻电流采样中，计算出电流增量从正变为负时的第二时刻，并确定所述第二时刻为所述电流达到峰值的时刻。例如，以规则的时间间隔dt进行采样，并且实时地比较最近两次电流采样值例如比较I_n、I_n-1，从而当电流增量△I_n＝I_n-I_n-1从正变为负时，则取倒数第一个时刻的电流采样值I_n-1为近似的电流峰值I_p。本领域技术人员可知，采样的时间间隔越小dt 则I_n-1越近似于实际电流峰值I_p。且采样电流到达峰值的时刻

t_p＝t_n-1＝(n-1)*dt。t_p可以利用符号函数sign(x)表示如下：

t_p＝(n-1)*dt*{[sign(I_n-I_n-1)]*[sign(I_n-I_n-1)-1]/2} (3)

作为示例，在本发明的图示实施例中，例如如图3、图4所示，所述相序检测方法还包括，在确定电流达到峰值的时刻之后，确定经优化窗口时间。例如，所述经优化窗口时间是所述起始时间加上预定的经验值。

在另一种实施例中，在本发明的图示实施例中，如图3、图4所示，确定经优化窗口时间的步骤包括：在所述压缩机的预设转速下分别测量所述压缩机在两种相反相序接线下启动时的可达的最大电流，并且将两次测量中最大电流值较小的测试确定为参考的正相测试，并且将所述参考的正相测试中测出的电流峰值时刻与实测电流峰值时刻比较，取二者中的较小值作为经优化窗口时间的起始时间，且经优化窗口时间的终止点确定为起始时间加上预定的经验值。

在本发明的一种实施例中，在如图3所示的窗口时间6的基础上，获得经优化窗口时间。如图4中所示，所述经优化窗口时间具备窗口时间起始时间t_w1和窗口时间终止点t_w2，其时间宽度为△t_w，由图4中的矩形阴影区标示；该经优化窗口时间是利用变速涡旋压缩机转速和电机电流这两个参数的实时测量和计算即可直接得到变速涡旋压缩机相序正反检测结果的一个时段。

例如在图3所示的电流曲线达到采样峰值I_n-1之后，将电流峰值时刻t_n-1与之前预先测出的电流达到峰值I_p'的时间t_p'进行比较，取二者之间的较小值为经优化窗口时间的起始时间t_w1，从而使得：

t_w1＝min{t_p',t_p} (4)

实时监测到电流峰值I_p时刻t_p之后，根据变速涡旋压缩机运行经验而设定一个作为利用电流I、转速R二者实时监测值进行相序检测最长耗时的容许时间间隔dt_p，从而将经优化窗口时间上限t_max可表达为：

t_max＝t_w1+dt_p (5)

容许时间间隔dt_p例如可取为20s，且优选地介于8～20s之间，更优选地例如为8s，如图3所示。从而经优化窗口时间介于前面已确定的起始时间t_w1与经优化窗口时间上限t_max之间，即该时间区间中所采集的全部电流I、以及其中一段时间之后的转速R可用于进行正反相判定，而此容许时间间隔 dt_p通常涵盖电流峰值检测之后进行正反相判定的过程所占据的时间。因此，将容许时间间隔dt_p确定经优化窗口时间△t_w，

即△t_w＝t_max-t_w1 (6)

接下来，执行确定正反相序的步骤，其实质为是实时采样、比率计算和比较的过程。即，在如图3所例示确定了近似的相序检测窗口时间之后，如图4所示，在所确定的经优化窗口时间内，实时地对变速涡旋压缩机转速和驱动电机电流进行连续监测并采样，根据采样的变速涡旋压缩机转速 R(例如以rps计)与电流I(例如以A计)而绘制随时间变化的R/I曲线图。在经优化窗口时间中，通过实时计算的待判断正反相序的变速涡旋压缩机转速(rps)与电流(A)二者的比率R/I与参考阈值进行比较，判断是否由于相序反相导致变速涡旋压缩机反转。

在经优化窗口时间内，不仅对实时电流I，而且也对实时压缩机转速R 进行采样，例如，以与之前电流采样相同的时间间隔dt进行。例如，实时地对变速涡旋压缩机转速和驱动电机电流进行连续监测并采样，采样的时间间隔相等，例如以不超过0.1秒，更典型地所述时间间隔为小于0.01秒的相等时间间隔。

从经优化窗口时间的起始时间t_w1开始，计算实时监测的R和I之比率 R/I。为方便起见，在下文中将此比率R/I设为随时间而变化的多次采样参数P(t_n)＝R_n/I_n。并且同时进行以下两个分步骤，即，实时比率对比阈值步骤，和比率曲线间距比较步骤。后者是为了更加准确地确定出足以判定正反相序的窗口时间而进行的。

实时比率对比阈值步骤中，在经优化窗口时间中，连续比较根据采样值计算的序列比值P(t_n)与比值阈值R_Hz/I_Rc之差。其中P(t_n)之值如下确定：

P(t_n)＝R_n/I_n(7)

例如，以预设参考转速R_Hz与反相的恒定启动电流I_Rc之比作为比较阈值即P_ref＝R_Hz/I_Rc，在本实施例中R_Hz＝1560rpm＝26rps，且经确定检测参考的步骤中的反相测试而得到的I_Rc≈13A。则如图4所示，相应地阈值设为P_ref≈26/13＝2(rps/A)。在经优化窗口时间△t_w中，若任何采样时间点上检测到存在如下数学比较关系，则可确认变速涡旋压缩机系统处于正相运转状态，比较可以立即停止，经优化窗口时间也相应截止。此时的实际窗口时间为[t_p,t_n]。

P(t_n)＝R_n/I_n>P_ref＝R_Hz/I_Rc(8)

相反地，若直至完成了此时间区间[t_p,t_max]即经优化窗口时间△t_w检测到每个采样时间点上均存在如下数学比较关系，则可确认变速涡旋压缩机系统处于反相运转状态。

P(t_n)＝R_n/I_n<P_ref＝R_Hz/I_Rc(9)

在同时进行的比率曲线间距比较步骤中，在经优化窗口时间△t_w中，将实测R/I曲线即P(t)曲线与预先测试的正相运行R/I_N曲线进行对比。例如，在经优化窗口时间△t_w中，当P(t_n)-R_ref(t_n)/I_ref(t_n)的差值趋近于常量时，例如差值的变化量趋于零时，认为达到窗口时间终止点t_w2，则提前终止比较过程，若实测R/I值一直保持低于阈值P_ref，则经优化窗口时间截止，确定变速涡旋压缩机处于反相运转状态。

以如下方式实现比率曲线间距比较步骤。

执行近似平直线段判定步骤，即判定实测P曲线是否可以及何时在经优化窗口时间内趋于变为近似平直线，以确定最早从何时开始P值趋于稳定，从而确定启动保持时间△t_h期间的电流也趋于恒定。

在一种实施例中，在经优化窗口时间内，实时地对比最近三次比率P(t_n) 的采样值P(t_n)、P(t_n-1)、P(t_n-2)，计算邻近采样的两次比率P值的增量△P_n＝P(t_n) -P(t_n-1)以及△P_n-1＝P(t_n-1)-P(t_n-2)，继而比较所述比率P的增加率，即比较相同采样间隔下的每间隔的P值的增量△P_n-△P_n-1的值的正负符号。当增量差值(△P_n-△P_n-1)的绝对值|△P_n-△P_n-1|趋向于零，即P曲线趋近于平直时，执行确定近似恒定曲线间距的步骤。可以设置成使得当P曲线的斜率绝对值|△P_n-△P_n-1|/dt小于某一预定绝对值的斜率时，执行确定近似恒定曲线间距的步骤。否则继续进行上述步骤直至经优化窗口时间[t_p,t_max]终止。如图4所示，预定的所述斜率绝对值例如可选择为0.1，优选地为0.03。

在执行确定近似恒定曲线间距的步骤中，通过与作为参考的预先测试得到的正相P曲线相比，确定是否已进入启动保持时间△t_h(参见图1和2)的末端，从而无需继续完成经优化窗口时间[t_p,t_max]。具体地，以下述方式执行确定近似恒定曲线间距的步骤。

继续在经优化窗口时间内，实时地基于最近两次的采样值计算两条曲线即实测P曲线与参考P曲线之间的间距dP(t_n)、dP(t_n-1)。其中，在t_n时刻，即第n次采样时刻的P曲线之间间距dP(t_n)可表示如下：

dP(t_n)＝P_ref(t_n)-P(t_n)＝R_ref(t_n)/I_ref(t_n)-R_n/I_n (10)

之后，计算邻近两次P曲线差值的增量△dP(t_n)和△dP(t_n-1)：

△dP(t_n)＝[P_ref(t_n)-P(t_n)]–[P_ref(t_n-1)-P(t_n-1)] (11)

邻近采样的两次电流增量△I_n＝I_n-I_n-1以及△I_n-1＝I_n-1-I_n-2。

继而比较P曲线差值的增加量，即比较△dP(t_n)的绝对值。当绝对值| △dP(t_n)|足够小时，可视为实测P曲线已趋于为近似平行于预先测出的参考正相P曲线的直线段。

此判定条件可表示如下：

|△dP(t_n)|<ε,(ε>0且limε—>0)

ε为足够小的正数，例如优选地为0.5，更优选地例如为0.1。

此时可认为经优化窗口时间终止，则提前终止比较过程；若至此时存在以上公式(9)的比较关系，即实测R/I值一直保持低于阈值P_ref，则判定窗口时间终止，确定变速涡旋压缩机处于反相运转状态。在执行本发明实施例的针对变速涡旋式压缩机的相序检测方法的过程中，确定了三个参数，即，预先确定的压缩机启动阶段待稳定运行的转速‘窗口时间、以及在该窗口时间内是否检出相序反相的阈值参数。

在本发明的上述实施例中，所述压缩机是变速涡旋压缩机，例如包括可购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机VZH035、VZH065和VZH088。

经实测，在针对不同型号的变频涡旋压缩机选取不同的比各压缩机额定转速更低的指定启动速度，可以有效地检出反相相序。

图4至图6分别示出采用以上各型压缩机在各自指定启动转速工况下运行测试的P比值(即转速电流比R/I)随时间变化的测试图；图中的曲线7 为压缩机在正相运行状况下预先测得的曲线，曲线8为压缩机反相运行情况下测得的曲线。

例如，图3和4为利用购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机型号VZH088 及其相应的配套变频器CDS303所获得的曲线，其中，压缩机的指定启动转速为1560rpm，运行功率为15kw，阈值为2，经优化窗口时间为7s。

图5是3000rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的压缩机转速与驱动电机电流之间的比值(即P比值)随时间变化的曲线图，其中示出了经优化窗口时间的宽度△t_w。

进一步地，图5所示的曲线为利用购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机型号VZH035及其相应的配套变频器CDS803获得的，其中，压缩机的指定启动转速为3000rpm，运行功率为7.5kw，阈值为11，经优化窗口时间为8s。

图6是1200rpm转速时的变速涡旋压缩机启动过程中的压缩机转速与驱动电机电流之间的比值(即P比值)随时间变化的曲线图，其中示出了经优化窗口时间的宽度△t_w。

进一步地，如图6所示的曲线为利用购自Danfoss公司的变频涡旋压缩机型号VZH065及其相应的配套变频器CDS303获得的，其中，压缩机的指定启动转速为1200rpm，运行功率为15kw，阈值为6，经优化窗口时间为5s。

根据以上图4至6中的图形显示的结果，在经优化窗口时间期间，正相 P曲线与反相P曲线之间的间距，即正反相各自的R/I比值之间的差值趋于为恒定的非零量值，且其与合适阈值的区别较为明显。

图7是本发明实施例的相序检测方法的示意性流程图。

如图7所示，在本发明的示例性实施例中，一种变速压缩机例如变速涡旋压缩机的启动时的相序检测方法包括如下步骤：

可选的确定检测参考的步骤S1，其中，分别地在预设的压缩机转速R_Hz下,测量存储正相启动条件下的电机电流I和压缩机转速R随时间变化，电流峰值时间tp'，并建立参考I曲线、比例P＝P/I曲线；并且测量反相启动条件下的最大电流I_Rc。最后可确定P比值阈值为P_ref＝R_Hz/I_Rc。

正反相序确定步骤S2，其具体包括：

窗口时间起点确定步骤S20，在此步骤S20中，确定电流曲线斜坡上升的起始时间t₀。具体地，利用相邻三次电流采样，计算△I_n＝I_n-I_n-1及△I_n-1＝ I_n-1-I_n-2并进而判断是否存在(△I_n-△I_n-1)>0，将满足此不等式的第n次电流采样时刻可确定为相序检测的窗口时间的起始时间。

电流峰值I_p时刻t_p确定步骤S21，在此步骤中，计算量值

t_p＝(n-1)*dt*{[sign(I_n-I_n-1)]*[sign(I_n-I_n-1)-1]/2}，并判断该量值t_p是否不等于零。将首次量值t_p不为零的时刻确定为电流峰值时刻。

确定经优化窗口时间起始时间t_w1和经优化窗口时间的终止点的步骤 S22，即计算t_w1＝min{t_p',t_p}以及t_max＝t_w1+dt_p。

接下来，执行确定正反相序的步骤S23，具体包括：

执行实时比率与阈值比较的步骤S231；实时判断即时采样值是否存在数学关系R_n/I_n<P_ref，若存在R_n/I_n≥P_ref，则经优化窗口时间终止，且判定为正相运行；若该经优化窗口时间的终止点始终维持R_n/I_n<P_ref，则判定为反相运行。

进行比率曲线间距比较的步骤S232，包含：

近似平直线段判定步骤S232(1)，其中判断P增量差值的绝对值|△Pn- △Pn-1|是否趋向于零；以及

近似恒定曲线间距判定步骤S232(2)，其中实时计算是否存在如下数学关系|△dP(t_n)|<ε,(ε为足够小的正数)而确定是否参考P曲线与实测P曲线之间的间隙已趋向于常量，则如果该条件满足则经优化窗口时间截止且在若始终维持R_n/I_n<P_ref，则判定为反相运行。

在本发明的另外示例性实施例中，所述阈值还例如可由以下步骤确定：在所述压缩机分别以两种相反相序接线在预设转速下运转的情况下，连续测量从启动到稳定运转期间的转速和电流，并计算每一采样时刻转速与电流的比值；将在预设的所述窗口时间内在两种相反相序接线的情况下各自转速与电流的比值的最大值中的较小者确定为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值。

作为示例，这种情况旨在用于在没有利用刚出厂且已知接线相序的压缩机作为标定样品得出第一阈值和第一阈值作为参照的情况下，直接利用实际的压缩机在待确定的两种不同的相序接线下分别进行转速与电流之间的比值的测量，如果一种相序接线状态(下文称为第一相序接线)下的转速电流比的最大值小于另一种相序接线状态(下文称为第二相序接线) 下的转速电流比的最大值，则认为第一相序接线情况具备第一阈值，且即该第一相序接线状态即反相运转状态。从而可以确定另一不同的第二相序接线状态是正常的正相运转状态。

根据本发明的另一方面的实施例，提供一种变速压缩机的相序检测装置，其中所述压缩机由电机驱动，包括采样单元和相序确定单元，所述采样单元用于对所述压缩机的转速和所述电机的电流进行实时采样，且所述相序确定单元用于将所述转速与所述电流的比值与预设的阈值进行比较，并且根据比较结果确定所述压缩机的相序。

具体而言，如本发明的示例性实施例所述的相序检测装置用于在变速压缩机的启动过程中实现相序检测。图8是本发明实施例的相序检测装置的方框图。

如图8所示，所述相序检测装置包括：采样单元101，其用于以预定的时间间隔dt对压缩机驱动电机电流和压缩机转速进行实时采样，所述时间间隔dt可以是规则的或不规则的；相序确定单元105，对比转速电流比值 R_n/I_n与预设的阈值P_ref，，并且根据比较结果确定所述压缩机的相序。具体地，通过判断实测R_n/I_n曲线是否始终低于与不随时间变化的该阈值P_ref对应的阈值直线(而不存在实测R_n/I_n曲线任何向上超越并保持高于阈值直线的情形)来确定正反相序。

在本发明的示例性实施例中，所述相序检测装置还包括：第一阈值确定单元，用于将所述压缩机在预设转速且反相运转的情况下，从启动至稳定运行时期间且在预设的窗口时间内的转速与电流的比值确定为所述第一阈值；第二阈值确定单元，用于将所述压缩机在预设转速且正相运转的情况下，从启动至稳定运行期间且在预设的窗口时间内的转速与电流的比值确定为所述第二阈值；和，常态运转确认单元，用于确定在测量的转速与电流的比值介于第一阈值和第二阈值之间的情况下运转的所述压缩机处于正常的正相运转状态。

在本发明的一种示例性实施例中，所述第一阈值确定单元包括：转速电流比确定单元，用于在所述压缩机分别以两种相反相序接线在预设转速下运转的情况下，连续测量从启动到稳定运转期间的转速和电流，并计算每一采样时刻转速与电流的比值；并且所述第一阈值确定单元进一步用于将在预设的所述窗口时间内在两种相反相序接线的情况下各自转速与电流的比值的最大值中的较小者设定为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值。

在本发明的另一种示例性实施例中，所述第一阈值确定单元还用于采样所述压缩机在反相运转的情况下多次启动的转速与电流，获得多个从启动到稳定运转期间的转速与电流比值曲线，并将窗口时间内所述多个转速与电流的比值的平均值作为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值。

作为示例，在本发明的示例性实施例中，所述相序检测装置还包括窗口时间起点计算单元102，所述窗口时间起点计算单元确定电流曲线斜坡上升的起始时间作为用于相序检测的起始时间点。

具体地，如图8所示，窗口时间起点计算单元102用于确定窗口时间起点即利用相邻三次电流采样，计算△I_n＝I_n-I_n-1及△I_n-1＝I_n-1-I_n-2并进而判断是否存在(△I_n-△I_n-1)>0，直至达到满足此不等式的第n次电流采样时刻。

在本发明的示例性实施例中，所述相序检测装置还包括窗口时间计算单元104，用于确定所述相序确定单元进行相序确定的时间区间。具体地，如图8所示，窗口时间计算单元104用于计算经优化窗口时间的起始时间 t_w1、经优化窗口时间的终止点t_max，其中t_w1＝min{t_p',t_p}，t_w2＝t_max＝t_w1+dt_p。

在本发明的示例性实施例中，所述窗口时间计算单元还包括峰值电流计算单元103，所述峰值电流计算单元计算电流达到峰值的时刻。具体地，如图8所示，峰值电流计算单元103计算电流峰值时刻t_p＝(n-1)*dt*{[sign(I_n- I_n-1)]*[sign(I_n-I_n-1)-1]/2}。

在本发明的示例性实施例中，所述相序检测装置还包括直线判断单元 106，用于确定采样的转速电流比值的曲线是否趋于近似平直线段。具体地，如图8所示，直线判断单元106通过判断P增量差值的绝对值|△Pn-△ Pn-1|是否趋向于零，确定实测P曲线是否趋于变为近似平直线段。

在本发明的示例性实施例中，所述相序检测装置还包括距离判断单元 107，用于确定采样的转速电流比值的曲线相对于参考转速电流比曲线的间距是否趋于常量。具体地，如图8所示，距离判断单元107通过实时计算实测P曲线相对于预先测试的正相参考P曲线之间差值增量是否存在着关系|△dP(t_n)|<ε,(ε为足够小的正数)，即执行确定实测P曲线相对于参考P 曲线的间距是否趋于常量的判定步骤。

扩展实施例

在一种示例性实施例中，所述压缩机为变速涡旋压缩机。并且所述相序检测装置例如包括变频器。

上述各个单元可以实现为硬件电路模块单元，并且组合形成实体设备以用于压缩机反相的相序检测。

在本发明的又一方面的示例性实施例中，提供一种用于对变速压缩机进行启动控制的方法，其包括根据前述的变速压缩机的相序检测方法用于确定所述压缩机的相序。当确定所述压缩机的相序为反相时，停止所述压缩机；或者，停止所述压缩机并且对所述压缩机进行检测，并在检测排除反相之后启动所述压缩机。

在本发明的再一方面的示例性实施例中，提供一种用于对变速压缩机在启动时进行控制的启动控制设备，其包括根据前述的相序检测装置以及如下的至少一种：停机保护单元，用于当相序检测装置确定所述压缩机的相序为反相时停止所述压缩；故障清除单元，用所述压缩机停机之后的故障清除；和重新启动开关，用于所述故障清除去之后启动所述压缩机。

如图8所示，其包括如前所述的各个功能单元101至107，其中虚线表示可选择性采用的功能单元，例如在预先给定窗口时间的情况下无需单元 102至104。并且其在距离判断单元107之后还可接入到诸如停机保护和/或故障清除单元、以及工作启动控制开关用于在确保正转之后接受开机信号启动压缩机进入工作状态。

另外，本发明的再进一步方面的实施例还提供一种包括根据前述的任一实施例的相序检测装置的压缩机。

在本发明的又再一方面的示例性实施例中，还提供一种压缩机的相序检测方法，所述压缩机由电机驱动，包括如下步骤：在压缩机的启动期间，对电机的电流实时采样；并且将所述电流预先设定的电流阈值进行比较，并根据比较结果确定所述压缩机的相序。

在一种实施例中，电流阈值可以为：在压缩机的预设转速下，测量出所述压缩机在两种相反相序接线下从启动到稳定运转期间各自的转速与电流的比值最大值中的较小者；其中，所述对所述电机的电流实时采样包括：在所述预设定的转速之下对电流采样。

根据本发明实施例的用于变速压缩机的相序检测方法，通过监测启动期间变速压缩机速度与电流的比率而得到旋转方向，可以在变速压缩机启动时实时地检测旋转方向从而确定相序和接线是否存在着错误。因而，以最简单经济的改进方式实现了尽量少地修改或不修改变速压缩机布置的适用性。

所述单元例如可以实现为硬件电路模块单元，并且组合形成实体设备以用于压缩机相序检测。

替代地或补充地，本发明的实施例还提供一种电子设备，包括处理器，例如，微处理器(μP)、数字信号处理器(DSP)等。处理器可以是用于执行本文描述的方法步骤的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。所述电子设备还可以包括用于从其他实体接收信号的输入单元、以及用于向其他实体提供信号的输出单元。输入单元和输出单元可以被布置为单一实体或者是分离的实体。此外，电子设备还包括具有非易失性或易失性存储器形式的至少一个可读存储介质，例如是电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、和/或硬盘驱动器。所述可读存储介质包括计算机程序，该计算机程序包括代码/计算机可读指令，其在由所述电子设备中的处理器执行时使得所述电子设备可以执行例如上面结合上述实施例所描述的流程及其任何变形。

计算机程序可被配置为包括(但不限于)呈计算机程序代码形式或软件模块形式的例如前述的采样单元101、相序检测区起点计算单元102、峰值电流计算单元103、窗口时间计算单元104、相序确定单元105、直线判断单元106、距离判断单元107。并且，所述呈计算机程序代码形式或软件模块形式的各个单元分别被配置成用以执行不同的判断或运行步骤，如之前的图8中所示的任意流程中的一个或多个判断和或执行步骤。

换言之，作为示例性实施例，这些单元可以例如优选地为存储于计算机存储器中的可执行的软件模块，例如优选地为诸如可购自NI公司的软件 Labview中的可调用的实时采样、计算、判断的功能单元模块，或者为诸如可以集成到控制电路的存储器内部的可调用的固件，或者为诸如可以存储到外部存储器诸如硬盘存储器、光盘或闪存存储器内的可以被工控计算机调用的软件模组。所述计算机程序在被处理器从存储器中调用执行时，实质上可以用于实施上述实施例中所描述的流程中的各个动作，从而使得运行的呈计算机程序代码形式或软件模块形式的各个单元模拟前述的用于压缩机相序检测的实体设备中的硬件电路模块。换言之，当在处理器中执行呈计算机程序代码形式或软件模块形式的不同单元时，它们可以对应于实体设备中的上述不同硬件电路模块单元。

本发明的实施例可通过一种简易、有效、低成本方法实现了对于变速压缩机的启动时的相序检测和控制，而不需要对现有压缩机系统进行任何硬件修改或任何专用检测设备，仅需通过接入传感器进行数据采集，并在外部计算数据进行判断即可完成。从而通过升级软件就可将相序检测功能添加到现有驱动器，具备良好的普适性和成本效益。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理和具体实现，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上的说明书及其实施例提供对本发明所披露的一种变速压缩机的相序检测方法的完整描述，本文中对本发明的优选实施方式进行阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想，而并非旨在对本发明的范围进行限定；同时，虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不脱离本发明设计精神和范围的前提下可对本发明技术方案做出的各种具体实施方式及应用范围方面的修改、等同替换、和改进，均应落入本发明后文中的权利要求书及其等同物所限定的保护范围内。且本发明的各实施例中记载的技术特征可以相互组合形成新技术方案，该组成的新技术方案也落入到本发明的权利要求的范围内。

Claims (49)

1.一种压缩机的相序检测方法，所述压缩机由电机驱动，其特征在于，包括如下步骤：

在所述压缩机的启动期间，对所述电机的电流和所述压缩机的转速实时采样；并且

将所述转速与所述电流的比值与预先设定的阈值进行比较，并根据比较结果确定所述压缩机的相序。

2.根据权利要求1所述的相序检测方法，其特征在于，所述实时采样是以相等时间间隔连续进行的。

3.根据权利要求1所述的相序检测方法，其特征在于，所述阈值被选择为如下之一：

第一阈值，所述第一阈值是在所述压缩机在反相运转情况下的转速与反相电流的比值；

第二阈值，所述第二阈值是在所述压缩机在正相运转情况下的转速与正相电流的比值；以及

第三阈值，所述第三阈值是介于所述第一阈值与所述第二阈值之间的值。

4.根据权利要求3所述的相序检测方法，其特征在于，所述第一阈值由以下步骤确定：

在所述压缩机的预设转速下测量所述压缩机在两种相反相序接线下启动时的可达的最大电流作为最大反相电流，并将所述预设转速与所述最大反相电流之比设定为所述第一阈值。

5.根据权利要求3所述的相序检测方法，其特征在于，所述第一阈值由以下步骤确定：

采样所述压缩机在多种反相运转的情况下的转速与电流，获得多个转速电流比值，并将所述多个转速电流比值的平均值作为所述第一阈值。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的相序检测方法，其特征在于，

所述实时采样在一个窗口时间内执行，和/或所述根据比较结果确定所述压缩机的相序在所述窗口时间内执行。

7.根据权利要求6所述的相序检测方法，其特征在于，

根据所述比较结果确定所述压缩机的相序包括：

在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述第一阈值，则确定相序为反相；或者，

在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述第三阈值，则确定相序为反相；或者，

在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值在所述第一阈值和所述第二阈值之间，或者超过所述第一阈值，则确定相序为正相。

8.根据权利要求6所述的相序检测方法，其特征在于，

根据所述比较结果确定相序还包括：

在整个所述窗口时间内，若所述比值始终低于所述第一阈值，则确定相序为反相；或者

在整个所述窗口时间内，若所述比值始终低于所述第三阈值，则确定相序为反相。

9.根据权利要求6所述的相序检测方法，其特征在于，在所述压缩机启动之后，确定电流曲线斜坡上升的起始时间为相序检测区的起始时间。

10.根据权利要求9所述的相序检测方法，其特征在于，确定电流曲线斜坡上升的起始时间包括：利用相邻三次电流采样，计算相邻两次电流差之间的差值首次大于零的第一时刻，并确定所述第一时刻为电流曲线斜坡上升的起始时间。

11.根据权利要求9所述的相序检测方法，其特征在于，在确定电流曲线斜坡上升的起始时间之后，确定电流达到峰值的时刻。

12.根据权利要求11所述的相序检测方法，其特征在于，所述确定电流达到峰值的时刻包括：确定在相邻电流采样中，计算出电流增量从正变为负时的第二时刻，并确定所述第二时刻为所述电流达到峰值的时刻。

13.根据权利要求11所述的相序检测方法，其特征在于，还包括：

在确定电流达到峰值的时刻之后，确定用于相序检测的窗口时间的起始点和初始终止点。

14.根据权利要求13所述的相序检测方法，其特征在于，所述确定用于相序检测的窗口时间的起始点和初始终止点包括：在所述压缩机的预设转速下分别测量所述压缩机在两种相反相序接线下启动时的可达的最大电流，并且将两次测量中最大电流值较小的测试确定为参考的正相测试，并且将所述参考的正相测试中测出的电流峰值时刻与实测电流峰值时刻比较，取二者中的较小值作为窗口时间的起始点，且窗口时间的终止点确定为起始点加上预定经验值。

15.根据权利要求1所述的相序检测方法，其特征在于，

所述相序检测方法还包括：确定所述阈值；

确定所述阈值包括以下步骤之一：

确定第一阈值，所述第一阈值是所述压缩机在预设转速且反相运转的情况下，从启动到稳定运转期间、且在预设的窗口时间内，转速与电流的比值；

确定第二阈值，所述第二阈值是所述压缩机在预设转速且正相运转的情况下，从启动到稳定运转期间、且在预设的所述窗口时间内，转速与电流的比值；

其中，所述根据比较结果确定所述压缩机的相序包括：在测量的转速与电流的比值介于第一阈值和第二阈值之间的情况下，则确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

16.根据权利要求15所述的相序检测方法，其特征在于，确定所述阈值还包括：

确定第三阈值，所述第三阈值是介于第一阈值与第二阈值之间的值，其中在压缩机在预设转速下在预设窗口内运行时转速与电流的比值始终介于第一阈值与第三阈值之间的情况下，则确定所述压缩机处于正常的正相运转状态。

17.根据权利要求15所述的相序检测方法，其特征在于，确定所述阈值还包括以下步骤：

在所述压缩机分别以两种相反相序接线在预设转速下运转的情况下，连续测量从启动到稳定运转期间的转速和电流，并计算每一采样时刻转速与电流的比值；

将在预设的所述窗口时间内在两种相反相序接线的情况下各自转速与电流的比值的最大值中的较小者确定为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值，和

其中，将在具备所述第一阈值的相序接线情况下运转的压缩机确定为处于正常的正相运转状态。

18.根据权利要求15所述的相序检测方法，其特征在于，所述第一阈值由以下步骤确定：

采样所述压缩机在反相运转的情况下多次启动的转速与电流，获得多个从启动到稳定运转期间的转速与电流比值曲线，并将窗口时间内所述多次启动的转速与电流的比值的平均值作为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值。

19.根据权利要求2或15所述的相序检测方法，其特征在于，

所述实时采样在一个窗口时间内执行，和/或所述根据比较结果确定所述压缩机的相序在所述窗口时间内执行。

20.根据权利要求15所述的相序检测方法，其特征在于，

根据比较结果确定所述压缩机的相序的步骤包括：

在所述窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述阈值，则确定相序为反相；

在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值超过所述阈值，则确定相序为正相。

21.根据权利要求19所述的相序检测方法，其特征在于，在所述压缩机启动之后，确定电流曲线斜坡上升的起始时间为窗口时间的起始时间。

22.根据权利要求20所述的相序检测方法，其特征在于，在所述压缩机启动之后，确定电流曲线斜坡上升的起始时间为窗口时间的起始时间。

23.根据权利要求21所述的相序检测方法，其特征在于，确定电流曲线斜坡上升的起始时间的步骤包括：利用相邻三次电流采样，计算相邻两次电流差之间的差值首次大于零的第一时刻，并确定所述第一时刻为电流曲线斜坡上升的起始时间。

24.根据权利要求21所述的相序检测方法，还包括：确定经优化窗口时间，所述经优化窗口时间是所述起始时间加上预定的经验值。

25.根据权利要求22所述的相序检测方法，其特征在于，确定电流曲线斜坡上升的起始时间的步骤包括：利用相邻三次电流采样，计算相邻两次电流差之间的差值首次大于零的第一时刻，并确定所述第一时刻为电流曲线斜坡上升的起始时间。

26.根据权利要求22所述的相序检测方法，还包括：确定经优化窗口时间，所述经优化窗口时间是所述起始时间加上预定的经验值。

27.根据权利要求2所述的相序检测方法，其特征在于，所述时间间隔不超过0.1秒或所述时间间隔小于0.01秒。

28.根据权利要求1所述的相序检测方法，其特征在于，所述压缩机是变速涡旋压缩机。

29.根据权利要求2所述的相序检测方法，其特征在于，

根据比较结果确定所述压缩机的相序的步骤包括：

在一个预设的窗口时间内每一点处，若所述转速与所述电流的比值小于所述阈值，则确定相序为反相；

在所述窗口时间内任一点处，若所述转速与所述电流的比值超过所述阈值，则确定相序为正相。

30.一种压缩机的相序检测装置，其中所述压缩机由电机驱动，其特征在于，包括：

采样单元，用于对所述压缩机的转速和所述电机的电流进行实时采样；和

相序确定单元，用于将所述转速与所述电流的比值与预设的阈值进行比较，并且根据比较结果确定所述压缩机的相序。

31.根据权利要求30所述的相序检测装置，其特征在于，所述阈值包括第一阈值、第二阈值和第三阈值之一；所述相序检测装置还包括：

第一阈值确定单元，用于将所述压缩机在反相运转情况下的转速与反相电流的比值确定为所述第一阈值；和/或

第二阈值确认单元，用于将所述压缩机在正相运转情况下的转速与正相电流的比值确定为所述第二阈值；和/或，

第三阈值确认单元，用于将介于所述第一阈值与所述第二阈值之间的值确定为所述第三阈值。

32.根据权利要求31所述的相序检测装置，其特征在于，所述第一阈值确认单元包括：

最大反相电流确认单元，用于在所述压缩机的预设转速下测量所述压缩机在两种相反相序接线下启动时的可达的最大电流作为最大反相电流；并且

所述第一阈值确定单元进一步用于将所述预设转速与所述最大反相电流之比设定为所述第一阈值。

33.根据权利要求31所述的相序检测装置，其特征在于，所述第一阈值确认单元用于采样所述压缩机在多种反相运转的情况下的转速与电流，获得多个转速电流比值，并将所述多个转速电流比值的平均值作为所述第一阈值。

34.根据权利要求33所述的相序检测装置，其特征在于，其还包括相序检测区起点计算单元，所述相序检测区起点计算单元确定电流曲线斜坡上升的起始时间作为用于相序检测的起始时间点。

35.根据权利要求34所述的相序检测装置，其特征在于，还包括窗口时间计算单元，用于确定所述反相确定单元进行反相确定的时间区间。

36.根据权利要求35所述的相序检测装置，其特征在于，所述窗口时间计算单元还包括峰值电流计算单元，所述峰值电流计算单元计算电流达到峰值的时刻。

37.根据权利要求36所述的相序检测装置，其特征在于，其还包括直线判断单元，用于确定采样的转速电流比值的曲线是否趋于平直线段。

38.根据权利要求37所述的相序检测装置，其特征在于，其还包括距离判断单元，用于确定采样的转速电流比值的曲线相对于参考转速电流比曲线的间距是否趋于常量。

39.根据权利要求30所述的相序检测装置，其特征在于，所述相序检测装置还包括：

第一阈值确定单元，用于将所述压缩机在预设转速且反相运转的情况下，从启动至稳定运行期间且在预设的窗口时间内的转速与电流的比值确定为第一阈值；

第二阈值确定单元，用于将所述压缩机在预设转速且正相运转的情况下，从启动至稳定运行期间且在预设的窗口时间内的转速与电流的比值确定为第二阈值；和

常态运转确认单元，用于确定在测量的转速与电流的比值介于第一阈值和第二阈值之间的情况下运转的所述压缩机处于正常的正相运转状态。

40.根据权利要求39所述的相序检测装置，其特征在于，所述第一阈值确定单元包括：

转速电流比确定单元，用于在所述压缩机分别以两种相反相序接线在预设转速下运转的情况下，连续测量从启动到稳定运转期间的转速和电流，并计算每一采样时刻转速与电流的比值；并且

第一阈值确定单元进一步用于将在预设的所述窗口时间内在两种相反相序接线的情况下各自转速与电流的比值的最大值中的较小者确定为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值；并且

所述第一阈值确定单元还被用于将在具备所述第一阈值的相序接线情况下运转的压缩机确定为处于正常的正相运转状态。

41.根据权利要求39所述的相序检测装置，其特征在于，所述第一阈值确定单元用于采样所述压缩机在反相运转的情况下多次启动的转速与电流，获得多个从启动到稳定运转期间的转速与电流比值曲线，并将窗口时间内所述多次启动的转速与电流的比值的平均值作为所述第一阈值，其中所述第一阈值为所述阈值。

42.根据权利要求41所述的相序检测装置，其特征在于，其还包括窗口时间起点计算单元，所述窗口时间起点计算单元确定电流曲线斜坡上升的起始时间作为用于相序检测的起始时间点。

43.根据权利要求42所述的相序检测装置，其特征在于，还包括窗口时间计算单元，用于确定所述相序确定单元进行相序确定的时间区间。

44.根据权利要求30至43中任一项所述的相序检测装置，其特征在于，所述压缩机为变速涡旋压缩机，并且

所述相序检测装置包括变频器。

45.一种用于对压缩机进行启动控制的方法，其特征在于，包括：

根据前述权利要求1至29中任一项所述的相序检测方法用于确定所述压缩机的相序；

确定所述压缩机的相序为反相时，停止所述压缩机；或者，

停止所述压缩机并且对所述压缩机进行检测，并在检测排除反相之后启动所述压缩机。

46.一种用于压缩机的启动控制设备，其特征在于，包括：

根据前述权利要求30至44中任一项所述的相序检测装置，以及

如下的至少一种：停机保护单元，用于当相序检测装置确定所述压缩机的相序为反相时停止所述压缩；故障清除单元，用于所述压缩机停机之后的故障清除；和重新启动开关，用于所述故障清除之后启动所述压缩机。

47.一种压缩机，其包括根据前述权利要求30至44中任一项所述的压缩机的相序检测装置，其中所述压缩机是变速压缩机。

48.一种压缩机的相序检测装置，包括：

存储器，被配置用于存储可执行指令；

处理器，被配置用于执行存储器中所存储的可执行指令，以执行根据权利要求1至29中任一项所述的相序检测方法。

49.一种用于对压缩机进行启动控制的设备，包括：

存储器，被配置用于存储可执行指令；

处理器，被配置用于执行存储器中所存储的可执行指令，以执行根据权利要求45所述的用于对压缩机进行启动控制的方法。

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