CN110391642B - 用于压缩机缺相保护的方法和装置以及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于压缩机缺相保护的方法和装置以及压缩机，属于电器技术领域。所述方法包括：确定所述压缩机所处的扇区；通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流；根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流；以及将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机；其中，所述第一采样电流和所述第二采样电流分别为所述扇区内两种不同工作状态下的流经所述压缩机的总电流。本发明的上述技术方案，能够及时检测到压缩机的缺相故障，并且强制使压缩机停止运行，以减少压缩机的非正常运行时间，从而达到保护压缩机的目的。

Description

用于压缩机缺相保护的方法和装置以及压缩机

技术领域

本发明涉及电器技术领域，具体地涉及用于压缩机缺相保护的方法和装置以及压缩机。

背景技术

现有的电器设备中常常会用到各种压缩机，例如在变频空调和变频冰箱中会通过压缩机来压缩气体。在现有的压缩机中，当压缩机发生缺相故障时(例如变频冰箱的压缩机与变频控制器连接线断开或者端子脱落时)，压缩机仍会以非正常状态运行一段时间，直到触发电流保护后压缩机才会停机。在压缩机的上述非正常状态运行过程中，会产生过度的振动并发生噪音，压缩机和冰箱管路的连接部位也会发生损伤，从而导致压缩机的使用寿命缩短。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例的目的是提供一种用于压缩机缺相保护的方法和装置以及压缩机。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种用于压缩机缺相保护的方法，所述方法包括：确定所述压缩机所处的扇区；通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流；根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流；以及将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机；其中，所述第一采样电流和所述第二采样电流分别为所述扇区内两种不同工作状态下的流经所述压缩机的总电流。

可选地，所述通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流包括：在所述扇区的第一工作状态保持预设时间后，采集所述第一采样电流，在所述扇区的第二工作状态保持预设时间后，采集所述第二采样电流；其中，在每个扇区内，所述压缩机在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间切换。

可选地，所述根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流包括：基于所述扇区中一个载波周期内的所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流。

可选地，所述将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机包括：在每次计算得到所述压缩机的三相电流后，将所述三相电流分别与缺相电流进行比较；以及如果在连续的预定次数中确定所述三相电流中的其中一相电流小于所述缺相电流时，则触发所述压缩机停机。

另一方面，本发明实施例还提供一种用于压缩机缺相保护的装置，所述装置包括：确定模块，用于确定所述压缩机所处的扇区；采样模块，用于通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流；计算模块，用于根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流；以及处理模块，用于将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机；其中，所述第一采样电流和所述第二采样电流分别为所述扇区内两种不同工作状态下的流经所述压缩机的总电流。

可选地，所述采样模块通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流包括：在所述扇区的第一工作状态保持预设时间后，采集所述第一采样电流，在所述扇区的第二工作状态保持预设时间后，采集所述第二采样电流；其中，在每个扇区内，所述压缩机在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间切换。

可选地，所述计算模块根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流包括：基于所述扇区中一个载波周期内的所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流。

可选地，所述处理模块将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机包括：在每次计算得到所述压缩机的三相电流后，将所述三相电流分别与缺相电流进行比较；以及如果在连续的预定次数中确定所述三相电流中的其中一相电流小于所述缺相电流时，则触发所述压缩机停机。

另一方面，本发明实施例还提供一种压缩机，所述压缩机包括上述的用于压缩机缺相保护的装置，该装置用于对所述压缩机进行缺相保护。

本发明的上述技术方案，能够及时检测到压缩机的缺相故障，并且强制使压缩机停止运行，以减少压缩机的非正常运行时间，从而达到保护压缩机的目的。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一种实施方式提供的用于压缩机缺相保护的方法的流程图；

图2是本发明实施方式提供的通过单电阻对流经压缩机的总电流进行采样的电路图；

图3为本发明一种可选实施方式提供的压缩机运行过程的流程图；以及

图4是本发明一种实施方式提供的用于压缩机缺相保护的装置的框图。

附图标记说明

10 确定模块 20 采样模块

30 计算模块 40 处理模块

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明一种实施方式提供的用于压缩机缺相保护的方法的流程图。如图1所示，本发明实施方式提供一种用于压缩机缺相保护的方法，所述方法包括：

步骤S101，确定压缩机所处的扇区。

步骤S102，通过单电阻采样电路采集该扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流。

步骤S103，根据第一采样电流和第二采样电流计算压缩机的三相电流。

步骤S104，将压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发压缩机停机。其中，如果三相电流中至少一相电流小于预设的缺相电流，则判定压缩机缺相，进而触发压缩机停机。

其中，第一采样电流和第二采样电流分别为扇区内两种不同工作状态下的流经压缩机的总电流。

本发明的上述技术方案，能够及时检测到压缩机的缺相故障，并且强制使压缩机停止运行，以减少压缩机的非正常运行时间，从而达到保护压缩机的目的。

图2是本发明实施方式提供的通过单电阻对流经压缩机的总电流进行采样的电路图。如图2所示，Q1～Q6为用于控制压缩机功率开关管(例如IGBT)，Q1、Q2、Q3分别为压缩机U、V、W三相的上桥，Q4、Q5、Q6分别为U、V、W三相的下桥。在本发明可选实施方式中，将上桥功率开关管的开通状态定义为“1”，关断状态定义为“0”，从而根据上桥的功率开关管可以将压缩机组合为八种工作状态。其中，由于同一相上桥和下桥开关管不能同时导通，否则会因短路导致开关管损坏，因此000和111为无效的工作状态，不能形成流经压缩机的电机绕组的通路。因此存在六种有效的工作状态：100、110、010、011、001、101。在压缩机工作中，其电机以100→110→010→011→001→101→100……六种工作状态循环工作。在一预设时间段内，电机会以两种相邻工作状态进行工作，称之为一个扇区。例如在一个扇区内压缩机可以包括100、110两种工作状态，并且在该扇区内压缩机会在100工作状态和110工作状态之间不断切换，下一扇区则可以包括110和010两种工作状态，并可以在110工作状态和010工作状态之间切换，依次类推。由此，基于六种不同的工作状态可以得到六个扇区。在每个扇区内，可以通过PWM载波信号控制6个开关管的关断和开通，其中每个扇区内可以包括多个PWM载波周期，从而在每个扇区内能够使电机在两种工作状态之间的不断切换。电阻Rs为采样电阻，如图2，通过该电阻Rs能够检测到压缩机电机U、V、W三相流经电阻Rs的总电流，即该电阻Rs构成了本发明实施方式中的单电阻采样电路，其相对于传统的三电阻采样电路，成本明显降低。

在本发明一种可选实施方式中，压缩机的电机在每个扇区内以两种工作状态交替工作，设该两种工作状态分别为工作状态A和工作状态B，并设在每次切换工作状态后经过时间T后工作状态保持稳定。当对各个扇区内流经电阻Rs的总电流进行采样时，则可以分别在切换到工作状态A后经过时间T进行第一次采样，以得到该扇区的第一采样电流，切换状态B后经过时间T进行第二次采样，以得到该扇区的第二采样电流。需要说明的是，由于每个扇区内可以包括多个PWM载波周期，在每个PWM载波周期内可以进行工作状态A和工作状态B之间的转换，因此在每个PWM载波周期内即可检测出第一采样电流和第二采样电流(即一组采样电流)。

表1示出了利用单电阻采样电路时各个扇区(表中为Sector)的电流计算方法，其中Sector0-5扇区分别表示六个扇区(100→110、110→010、010→011、011→001、001→101、101→100)，电流A、B、C分别表示压缩机的三相电流，电流1为第一采样电流、电流2为第二采样电流。在压缩机刚启动时，会有一个校准(Alignment)定位的过程，发生在sector0扇区，在该过程中只需检测一次电流，用电流1进行计算。如表1所示，在得到任一扇区内的第一采样电流和第二采样电流后，可以计算得到该扇区的两相电流，并且由于三相电流的矢量和为零，因此另一相电流也可以通过理论计算得到。因此，可以基于任一扇区的第一采样电流和第二采样电流计算压缩机的三相电流。

表1

压缩机在实际工作中，考虑到通过三相电流的矢量和为零的方法来计算得到的另一相电流值可能会与其实际的电流值有一点偏差。所以，在任一扇区实际仅可以得到压缩机两相的准确电流值。但是，在运行到下一个扇区后，另一相的电流值便可以准确得到。因此，在经过两个扇区即可以准确检测三相中任一相电流大小，从而在经过两个扇区后，即可以准确判断是否存在缺相故障。

图3为本发明一种可选实施方式提供的压缩机运行过程的流程图。如图3所示，在本发明一种可选实施方式中，压缩机运行过程包括以下步骤：

步骤S201，启动压缩机，随后执行步骤S202。

步骤S202，使得压缩机正常运转，随后执行步骤S203。

步骤S203，在压缩机运行过程中,通过发PWM信号的算法实时判定压缩机所在的扇区，随后执行步骤S204；其中，通过PWM信号的算法进行扇区判定属于现有技术，因此于此不做赘述。

步骤S204，根据对应扇区中检测到的不同工作状态下的采样电流计算压缩机的三相电流，随后执行步骤S205。

步骤S205，将计算得到的压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较，以判断所述三相电流中的任意一项电流是否小于预设的缺相电流，如果三相电流中存在至少一项电流小于预设的缺相电路，则判定压缩机缺相并执行步骤S206，否则返回步骤S202。

步骤S206，压缩机停机，随后执行步骤S207。

步骤S207，判断压缩机停机是否达到预设的保护停机时间(例如，5分钟)，如果达到预设的保护停机时间，则返回至步骤S201，否则继续保持停机状态。

在本发明可选实施方式中，所述将压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发压缩机停机包括：在每次计算得到压缩机的三相电流后，将所述三相电流分别与缺相电流进行比较；以及如果在连续的预定次数(例如，3次)中确定三相电流中的其中一相电流小于所述缺相电流时，判断发生缺相故障，并触发压缩机停机。本领域技术人员可以理解的是，由于每个扇区中包括多个PWM载波周期，而每个PWM载波周期内均可检测到一组采样电流(即第一采样电流和第二采样电流)，因此每个扇区内可以多次计算压缩机的三相电流。因此，在上述步骤S205中，当对压缩机是否缺相进行判定时，可以例如通过连续3次的比较结果来确定。即在将计算得到的三相电流与缺相电流进行比较时，如果其中某一相电流连续3次小于缺相电流，则判断压缩机缺相，随后再触发压缩机停机，以保护压缩机。

总体而言，在本发明上述实施方式中，能够在各扇区内，运算得到三相功率开关管的动作时间，并按照动作时间经过一定稳定时间后开始对电流值进行采样。每个扇区包括多个PWM载波周期，通过每个PWM载波周期均可检测出一组采样电流(即第一采样电流和第二采样电流)，并且在例如连续三个PWM载波周期检测到一相电流的电流值小于缺相电流后，触发发生缺相保护，压缩机立即停机。运行过程中发生压缩机保护停机后，可以在预设的保护停机时间(例如5分钟)后再次尝试启动。

本领域技术人员可以理解的是，本发明上述方法中各步骤可以通过硬件、软件或者硬件和软件两者的结合来实现。

图4是本发明一种实施方式提供的用于压缩机缺相保护的装置的框图。如图4所示，在本发明实施方式提供一种用于压缩机缺相保护的装置，所述装置可以包括确定模块10、采样模块20、计算模块30和处理模块40。其中，确定模块10用于确定压缩机所处的扇区。采样模块20用于通过单电阻采样电路采集扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流，也就是说采样模块20能够检测到单电阻采样电路中流经电阻的电流，并采集所需的电流值作为第一采样电流和第二采样电流。计算模块30用于根据第一采样电流和第二采样电流计算压缩机的三相电流。处理模块40用于将压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发压缩机停机。

其中，第一采样电流和第二采样电流分别为扇区内两种不同工作状态下的流经压缩机的总电流。

在本发明一种可选实施方式中，采样模块20可以在扇区的第一工作状态保持预设时间后，采集第一采样电流，在扇区的第二工作状态保持预设时间后，采集第二采样电流。其中，在每个扇区内，压缩机在第一工作状态和第二工作状态之间切换。

在本发明一种可选实施方式中，计算模块30可以基于扇区中的一个载波周期内的第一采样电流和第二采样电流计算压缩机的三相电流。

在本发明一种可选实施方式中，处理模块40在计算模块30每次计算得到压缩机的三相电流后，将该三相电流分别与缺相电流进行比较，并且如果在连续的预定次数中确定三相电流中的其中一相电流小于缺相电流时，则触发压缩机停机。

需说明的是，本发明实施方式的用于压缩机缺相保护的装置与上述关于用于压缩机缺相保护的方法的实施方式的实施细节相同或者相近，在此不再赘述。

本发明实施方式还提供一种压缩机，该压缩机包括上述的用于压缩机缺相保护的装置，该装置用于对所述压缩机进行缺相保护。

通过本发明上述技术方案，能够及时准确的检测到压缩机的缺相故障，并且通过强制使压缩机停止运行，以减少压缩机的非正常运行时间，从而防止压缩机电机退磁和过度振动，保护压缩机和电器设备(例如变频冰箱)的管路连接部分，并避免发生噪音，以实现延长压缩机的寿命。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (7)

1.一种用于压缩机缺相保护的方法，其特征在于，所述方法包括：

确定所述压缩机所处的扇区；

通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流；

根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流；以及

将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机；

其中，所述第一采样电流和所述第二采样电流分别为所述扇区内两种不同工作状态下的流经所述压缩机的总电流；

所述通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流包括：

在所述扇区的第一工作状态保持预设时间后，采集所述第一采样电流，在所述扇区的第二工作状态保持预设时间后，采集所述第二采样电流；

其中，在每个扇区内，所述压缩机在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流包括：基于所述扇区中一个载波周期内的所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机包括：

在每次计算得到所述压缩机的三相电流后，将所述三相电流分别与缺相电流进行比较；以及

如果在连续的预定次数中确定所述三相电流中的其中一相电流小于所述缺相电流时，则触发所述压缩机停机。

4.一种用于压缩机缺相保护的装置，其特征在于，所述装置包括：

确定模块，用于确定所述压缩机所处的扇区；

采样模块，用于通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流；

计算模块，用于根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流；以及

处理模块，用于将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机；

其中，所述第一采样电流和所述第二采样电流分别为所述扇区内两种不同工作状态下的流经所述压缩机的总电流；

所述采样模块通过单电阻采样电路采集所述扇区内压缩机的两种不同工作状态下对应的第一采样电流和第二采样电流包括：

在所述扇区的第一工作状态保持预设时间后，采集所述第一采样电流，在所述扇区的第二工作状态保持预设时间后，采集所述第二采样电流；

其中，在每个扇区内，所述压缩机在所述第一工作状态和所述第二工作状态之间切换。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述计算模块根据所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流包括：基于所述扇区中一个载波周期内的所述第一采样电流和所述第二采样电流计算所述压缩机的三相电流。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理模块将所述压缩机的三相电流与预设的缺相电流进行比较以确定是否触发所述压缩机停机包括：

在每次计算得到所述压缩机的三相电流后，将所述三相电流分别与缺相电流进行比较；以及

如果在连续的预定次数中确定所述三相电流中的其中一相电流小于所述缺相电流时，则触发所述压缩机停机。

7.一种压缩机，所述压缩机包括如权利要求4-6任意一项所述的装置，该装置用于对所述压缩机进行缺相保护。

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