CN110332119A - 一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统及方法，包括螺杆压缩机机组系统和控制系统，螺杆压缩机机组系统包括变频器，变频器安装在电动机上，电动机与螺杆制冷压缩机相连，螺杆制冷压缩机进气口连接有吸气管路，所述的吸气管路上设置有节流阀，所述的控制系统包括压力传感器，压力传感器设置在节流阀与螺杆压缩机之间的吸气管路上，压力传感器、节流阀、变频器通过电信号与控制器相连。本发明在螺杆压缩机开始运转时，同时调节节流阀的开度与变频器频率，使得启动过程中的问题得到解决。

Description

一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统及方法
技术领域
本发明涉及螺杆压缩机技术领域，特别涉及一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统及方法。
背景技术
螺杆制冷压缩机由于紧凑高效、可靠性高、适应性强等优点，如今已成为中、高流量制冷系统的优势选择，市场份额逐年增加。
螺杆压缩机的工作循环可分为吸气、压缩、排气三个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环，在无调节机构的情况下，内压缩比恒定。螺杆式制冷压缩机停机状态下，由于所处的制冷系统中所有部件都通过管路联通，且无动力源，整个系统包括螺杆式制冷压缩机中制冷剂均匀分布且压力一致，高于压缩机标准工况下的吸气压力。因此，螺杆式制冷压缩机启动过程中，由于吸气压力高于标准工况下的吸气压力，且螺杆压缩机的内压缩比恒定，可能会造成压缩机负荷过大进而导致电机堵转或过流停机的问题。使得压缩机的效率降低、功耗增加，造成一定程度的磨损，影响压缩机的寿命。
滑阀调节和变频调节是当前螺杆压缩机最常用的能量调节方式。滑阀式能量调节，即在高压侧两转子之间装设一个可以轴向移动的滑阀，移动滑阀改变转子的有效工作长度，达到调节能量的作用。滑阀的位置可通过电动或液压调节。由于滑阀的上表面充当了螺杆压缩机气缸的一部分，滑阀上又有排气孔口，其下部还要起轴向移动的导向作用，因此对加工精度的要求非常高。滑阀位置的不稳定会导致输气量不稳定。滑阀结构使螺杆压缩机机组结构复杂化，且滑阀结构为易损件，影响压缩机机组的可靠性。变频调节通过变频器控制压缩机转速，可以实现无级变速调节，省去了滑阀和柱塞等卸载部件，精简了机组结构，达到了省功的效果，由于滑阀和柱塞等属于易损件，省去后增强了系统的可靠性。
在压缩机吸气管路上加装吸气节流阀，利用对吸气的节流，在节流作用下可降低气体的吸入压力和密度，节流进气可使进气压力连续地变化。通过控制节流阀的开度，可以解决螺杆式制冷压缩机启动过程中，由于吸气压力高于标准工况下的吸气压力，且螺杆压缩机的内压缩比恒定，造成的压缩机负荷过大导致电机堵转或过流停机的问题，而且节流功耗小，经济性高。
由于停机时制冷剂在整个制冷系统中均匀分布且压力高于标准工况下的吸气压力，压缩机吸气压力较高，在螺杆压缩机固定的内压缩比之下，压缩机负荷过大导致电机堵转或过流停机的问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统及方法，在螺杆压缩机开始运转时，同时调节节流阀的开度与变频器频率，使得启动过程中的问题得到解决。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统，包括螺杆压缩机机组系统和控制系统，螺杆压缩机机组系统主要包括变频器3，变频器3安装在电动机2上，电动机2与螺杆制冷压缩机1相连，螺杆制冷压缩机1进气口连接有吸气管路，所述的吸气管路上设置有节流阀4，所述的控制系统包括压力传感器5，压力传感器5设置在节流阀4与螺杆制冷压缩机1之间的吸气管路上，压力传感器5、节流阀4、变频器3通过电信号与控制器6相连。
所述的控制器6接收输入信号后，通过电信号控制节流阀4开度与变频器3频率。
一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制的方法，包括以下步骤；
(1)在控制器6内设定标准工况下的吸气压力与额定转速，电流、电压、压缩机转矩上限；(2)螺杆制冷压缩机1启动时，控制器6控制变频器3使得压缩机转速为额定转速的五分之一；(3)根据一系列输入信号，控制器6控制电流、电压、压缩机转矩都低于上限的条件下，通过电信号控制节流阀4的开度与变频器3频率，使得螺杆制冷压缩机1吸气压力降至标准工况下的吸气压力，压缩机转速逐渐升至额定转速。
所述的变频器3初始频率调节螺杆制冷压缩机1转速为额定转速的五分之一，并不限制于五分之一，小于额定转速均可。
所述的螺杆制冷压缩机1可以是全封闭式螺杆制冷压缩机、半封闭式螺杆制冷压缩机或开启式螺杆制冷压缩机。
本发明的有益效果：
本发明公开了一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统及方法，在螺杆压缩机开始运转时，同时调节节流阀的开度与变频器频率，使得由于停机时制冷剂在整个制冷系统中均匀分布且压力高于标准工况下的吸气压力，压缩机吸气压力较高，在螺杆压缩机固定的内压缩比之下，压缩机负荷过大导致电机堵转或过流停机的问题得到解决。提高了工作效率，增强了系统工作的可靠性。精简了机组结构，达到了省功的效果，经济性高。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的控制逻辑图。
图3为本发明的控制流程图。
图1中：1-螺杆制冷压缩机；2-电动机；3-变频器；4-节流阀；5-压力传感器；6-控制器；箭头所处管路为制冷剂流动管路，箭头所指方向为制冷剂流动方向，无箭头的连接线为各个装置之间的连接线路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统，包括螺杆压缩机机组系统和控制系统，螺杆压缩机机组系统主要包括螺杆制冷压缩机1、节流阀4、变频器3、电动机2，控制系统包括压力传感器5与控制器6。螺杆压缩机机组系统中，变频器3装于电动机2上，电动机2与螺杆制冷压缩机1相连，节流阀4装于螺杆制冷压缩机1的吸气管路上。控制系统中，压力传感器5装于节流阀4与螺杆制冷压缩机1之间的吸气管路上，控制器6与压力传感器5、节流阀4、变频器3通过电信号连接。
螺杆制冷压缩机1的工作循环可分为吸气、压缩、排气三个过程。随着转子旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环，在无调节机构的情况下，内压缩比恒定。螺杆式制冷压缩机1停机状态下，由于所处的制冷系统中所有部件都通过管路联通，且无动力源，整个系统包括螺杆式制冷压缩机1中制冷剂均匀分布且压力一致，高于压缩机标准工况下的吸气压力。因此，螺杆式制冷压缩机1启动过程中，由于吸气压力高于标准工况下的吸气压力，且螺杆制冷压缩机1的内压缩比恒定，可能会造成压缩机负荷过大进而导致电机堵转或过流停机的问题。
本发明中，压力传感器5装于节流阀4与螺杆制冷压缩机1之间，装在吸气管路上任何可以测得螺杆压缩机吸气压力的位置，用于测量螺杆压缩机的吸气压力，并将吸气压力数据反馈给控制器。
本发明中，控制器6的输入信号包括节流阀4的开度、吸气压力、变频器频率、电流大小、电压大小。
本发明中，控制器6接收输入信号后，通过电信号控制节流阀开度与变频器频率。
本发明中，系统的电流与电压必须在指定范围内，压缩机转矩不能过大。电流与电压超过上限会导致系统故障，可能烧坏整个线路，压缩机转矩过大会造成电机堵转或停机。
如图3所示，本发明中，包括以下步骤：(1)在控制器6内设定标准工况下的吸气压力与额定转速，电流、电压、压缩机转矩上限；(2)螺杆制冷压缩机1启动时，控制器6控制变频器使得压缩机转速为额定转速的五分之一；(3)根据一系列输入信号，控制器控制电流、电压、压缩机转矩都低于上限的条件下，通过电信号控制节流阀4的开度与变频器频率，使得螺杆制冷压缩机1吸气压力降至标准工况下的吸气压力，压缩机转速逐渐升至额定转速。
本发明中，变频器3初始频率调节压缩机转速为额定转速的五分之一，并不限制于五分之一，小于额定转速均可，具体情况下需要具体进行调节。
本发明中，螺杆制冷压缩机1可以是全封闭式螺杆制冷压缩机、半封闭式螺杆制冷压缩机或开启式螺杆制冷压缩机。

Claims (5)

1.一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统，其特征在于，包括螺杆压缩机机组系统和控制系统，螺杆压缩机机组系统包括变频器(3)，变频器(3)安装在电动机(2)上，电动机(2)与螺杆制冷压缩机(1)相连，螺杆制冷压缩机(1)进气口连接有吸气管路，所述的吸气管路上设置有节流阀(4)，所述的控制系统包括压力传感器(5)，压力传感器(5)设置在节流阀(4)与螺杆制冷压缩机(1)之间的吸气管路上，压力传感器(5)、节流阀(4)、变频器(3)通过电信号与控制器(6)相连。
2.根据权利要求1所述的一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制系统，其特征在于，所述的控制器(6)接收输入信号后，通过电信号控制节流阀(4)开度与变频器(3)频率。
3.一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制的方法，其特征在于，包括以下步骤；
(1)在控制器(6)内设定标准工况下的吸气压力与额定转速，电流、电压、压缩机转矩上限；
(2)螺杆制冷压缩机(1)启动时，控制器(6)控制变频器(3)使得压缩机转速为额定转速的五分之一；
(3)根据一系列输入信号，控制器(6)控制电流、电压、压缩机转矩都低于上限的条件下，通过电信号控制节流阀(4)的开度与变频器(3)频率，使得螺杆制冷压缩机(1)吸气压力降至标准工况下的吸气压力，压缩机转速逐渐升至额定转速。
4.根据权利要求3所述的一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制的方法，其特征在于，所述的变频器(3)初始频率调节螺杆制冷压缩机(1)转速为额定转速的五分之一，并不限制于五分之一，小于额定转速均可。
5.根据权利要求3所述的一种螺杆式制冷压缩机启动过程自动控制的方法，其特征在于，所述的螺杆制冷压缩机(1)可以是全封闭式螺杆制冷压缩机、半封闭式螺杆制冷压缩机或开启式螺杆制冷压缩机。
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