CN111140462B - 压缩机预热结构、控制方法及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压缩机预热结构、控制方法及空调器，压缩机预热结构包括：内置于压缩机中的电机，电机设有并联的主绕组支路和辅助绕组支路，辅助绕组支路连接有切换其通断状态的控制装置；在电机启动之前，控制装置断开所述辅助绕组支路，以使主绕组支路通电发热。本发明在不需要启动压缩机的情况下，通过主绕组支路预热润滑油，极大的缩短了润滑油的预热时间，同时对压缩机的内部结构有保护作用。

Description

压缩机预热结构、控制方法及空调器

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，尤其涉及压缩机预热结构、控制方法及空调器。

背景技术

在极寒的地区，压缩机在启动前，压缩机内的润滑油温度极低，从而导致润滑油粘稠度高、润滑效果差，严重影响压缩机的安全运行以及使用寿命。现有空调产品已出现了带预热功能的压缩机，比较常见的是在压缩机的外部设置电加热装置，这种外置电加热的方式加热效率低，首次使用时要预热8小时，预热时间长、使用体验差。

专利CN106091164A还公开了一种压缩机预热结构、预热系统、预热方法和空调，但这种预热方式在压缩机预热的过程中需要先启动压缩机，对压缩机的内部结构依旧会存在一定的损害。

因此，如何设计能够有效提高预热效率的压缩机预热结构、控制方法及空调器是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中预热时间长的缺陷，本发明提出在不需要启动电机的情况下润滑油可被迅速预热的压缩机预热结构、控制方法及空调器。

本发明采用的技术方案是，设计压缩机预热结构，包括：内置于压缩机中的电机，电机设有并联的主绕组支路和辅助绕组支路，辅助绕组支路连接有切换其通断状态的控制装置；在电机启动之前，控制装置断开所述辅助绕组支路，以使主绕组支路通电发热。

在一实施例中，控制装置包括：启动电容、启动继电器和启动开关，启动电容、启动继电器与启动开关串联接在辅助绕组支路中。

在另一实施例中，控制装置包括：启动继电器和并联设置的至少两条电容支路，启动继电器和两条电容支路串联接在辅助绕组支路中；每个电容支路均设有串联的启动电容和启动开关，各电容支路的启动电容的容量不同。

优选的，启动继电器采用PTC启动继电器。

优选的，主绕组支路设有电阻和调节开关，电阻与主绕组支路的主绕组串联，调节开关并联接在电阻的两端。

本发明还提出了压缩机预热控制方法，压缩机内置有电机，电机设有并联的主绕组支路和辅助绕组支路；预热控制方法包括：电机启动之前，监测压缩机中的润滑油温度和压缩机的内部气温，将润滑油温度与预设油温对比、将内部气温与预设温度对比；当润滑油温度小于预设油温且内部气温小于预设温度时，断开辅助绕组支路，主绕组支路通电发热。

优选的，预热控制方法还包括：主绕组支路通电发热之后，当润滑油温度大于或等于预设油温且内部气温小于预设温度时，接通辅助绕组支路，电机被启动。

优选的，压缩机的外部设置有电加热装置，预设控制方法还包括：主绕组支路通电发热之后，当润滑油温度小于预设油温且内部气温大于或等于预设温度时，开启电加热装置。

优选的，预热控制方法还包括：开启电加热装置之后，判断润滑油温度是否大于或等于预设油温，若是则关闭电加热装置、接通辅助绕组支路，电机被启动。

本发明还提出了空调器，包括：压缩机，压缩机具有上述压缩机预热结构。

与现有技术相比，本发明通过对压缩机内部电机的电路设计，压缩机在不需要启动的情况下，润滑油可被迅速预热，极大的缩短了润滑油的预热时间，同时对压缩机的内部结构有保护作用。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明中第一个实施例的预热结构连接示意图；

图2是本发明中第二个实施例的预热结构连接示意图；

图3是本发明中优选实施例的预热控制方法流程示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明提出的压缩机预热结构尤其适用于定频交流压缩机，包括：内置于压缩机中的电机，电机设有并联的主绕组支路和辅助绕组支路，主绕组支路中设有主绕组1，辅助绕组支路中设有辅助绕组2，辅助绕组支路连接有切换其通断状态的控制装置。在电机启动之前，控制装置断开辅助绕组支路，以使主绕组支路通电发热，利用主绕组1发热对润滑油进行预热，此处的通电是指接通交流电，即接通电机的供电电源，以便于后续接通辅助绕组支路时直接启动电机。

如图1所示，在第一个实施例中，控制装置包括：启动电容5、启动继电器4和启动开关7，启动电容5、启动继电器4与启动开关7串联接在辅助绕组支路中。当压缩机进行预热时，启动开关7断开，主绕组支路通电，此时电流全部通过主绕阻1，电机内无法形成两相电流，电机不启动。主绕阻1通电后迅速产生热量，主绕组1相当于一个电加热器对润滑油预热。当润滑油被加热到设定温度时，启动开关7闭合，辅助绕组支路接通，一股电流通过启动继电器4、启动电容5与辅助绕阻2，另一股电流通过主绕阻1，此时电机内形成两相电流，电机开始启动。电机启动后，启动继电器4自动断开，辅助绕阻2不再进行工作。

如图2所示，在第二个实施例中，控制装置包括：启动继电器4和并联设置的至少两条电容支路，启动继电器4和两条电容支路串联接在辅助绕组支路中，每个电容支路均设有串联的启动电容和启动开关，各电容支路的启动电容的容量不同。由于定频交流压缩机是靠启动电容来驱动的，启动电容作为储能单位，当启动电容的储能不足无法启动电机时，此时辅助绕组支路断开、主绕组通电发热。如果要启动电机运转，切换小容量的启动电容即可。以控制装置中设有两条电容支路为例，一条电容支路设有第一启动电容51和第一启动开关71，另一条电容支路设有第二启动电容52和第二启动开关72，第一启动电容51的容量大于第二启动电容52的容量，当压缩机内润滑油需要预热时，第一启动开关71闭合、第二启动开关72断开，此时第一启动电容71储能不足，辅助绕阻支路断开，辅助绕组2不工作，所有电流通过主绕阻1产生热量对润滑油预热。当润滑油温度加热到指定温度时，第一启动开关71断开、第二启动开关72闭合，此时第二启动电容72很快储能通电，辅助绕阻支路接通，辅助绕组2工作，电机被启动，润滑油预热结束。

较优的，启动继电器4采用PTC启动继电器，PTC启动继电器与启动电容并联后再与辅助绕组2串联，在电机刚接通电源瞬间，PTC启动继电器的阻值很小，在电路中呈通路状态，辅助绕组2中通过的电流很大，使电机产生很大的启动转矩。与此同时，由于PTC启动继电器的阻值急剧增大，断开辅助绕组支路，使压缩机进入正常运转状态。

进一步的，主绕组支路设有电阻6和调节开关8，电阻6与主绕组支路的主绕组1串联，调节开关8并联接在电阻6的两端，电阻6也可以采用线圈代替。在电机的启动过程中，调节开关8可根据实际情况进行调节，当调节开关8断开时，主绕组1与电阻6串联，此时启动电流小，启动转矩大，可用于300w以下的小型制冷装置；当调节开关8闭合时，电阻6被短路，启动电流大，启动转矩小，可用于带毛细管的小功率制冷机。

再进一步的，主绕组支路和辅助绕组支路上电流流出的一端连接有电机保护器3，以有效保护电机。

本发明还提出了上述压缩机预热结构的预热控制方法。

在一实施例中，预设控制方法包括：

电机启动之前，监测压缩机中的润滑油温度T_油和压缩机的内部气温T_气，将润滑油温度T_油与预设油温T_设定油温对比、将内部气温T_气与预设温度T_{安全设定值}对比；

当T_油<T_设定油温且T_气<T_{安全设定值}时，断开辅助绕组支路，主绕组支路通电发热；

主绕组支路通电发热之后，当T_油≥T_设定油温且T_气<T_{安全设定值}时，接通辅助绕组支路，电机被启动，润滑油预热结束。

如图3所示，在优选实施例中，压缩机的外部还设置有电加热装置，预设控制方法还包括：

电机启动之前，监测压缩机中的润滑油温度T_油和压缩机的内部气温T_气，将润滑油温度T_油与预设油温T_设定油温对比、将内部气温T_气与预设温度T_{安全设定值}对比；

当T_油<T_设定油温且T_气<T_{安全设定值}时，断开辅助绕组支路，主绕组支路通电发热；

主绕组支路通电发热之后，正常情况下，当T_油≥T_设定油温且T_气<T_{安全设定值}时，接通辅助绕组支路，电机被启动，润滑油预热结束；

若润滑油被冻结或其他异常情况导致加热过程中加热不均匀，即当润滑油还未被加热到设定值T_设定油温而压缩机的内部气温T_气已经到达安全设定温度值 T_{安全设定值}时，即当T_油<T_设定油温且T_气≥T_{安全设定值}时，开启电加热装置，利用电加热装置和主绕组支路集中给润滑油加热。开启电加热装置之后，判断是否T_油≥T_设定油温，若是则关闭电加热装置、接通辅助绕组支路，电机被启动，润滑油预热结束。

需要说明的是，T_设定油温即润滑油的最佳温度，润滑油的正常温度为-10℃〜100℃，最佳温度由润滑剂的种类自行设定，T_{安全设定值}即压缩机自身保护的温度与安全余量的差值，压缩机自身保护温度为100〜120℃，安全余量的差值为10〜20℃。

以上文第一个实施例为例，此处的断开辅助绕组支路是指断开启动开关7，接通辅助绕组支路是指闭合启动开关7。需要说明的是，为了提高预热结构的可靠性，电机被启动后，断开启动开关7，下一次电机启动之前的预热保持启动开关7的断开状态即可。

以上文第二个实施例为例，此处的断开辅助绕组支路是指闭合第一启动开关71、断开第二启动开关72，接通辅助绕组支路是指断开第一启动开关71、闭合第二启动开关72。需要说明的是，为了提高预热结构的可靠性，电机被启动后，闭合第一启动开关71、断开第二启动开关72，下一次电机启动之前的预热保持第一启动开关71的闭合状态、第二启动开关72的断开状态即可。

本发明还提出了空调器，包括：压缩机，压缩机具有上述压缩机预热结构。当然，空气能热水器等也可以采用本发明提出的压缩机预热结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种压缩机预热控制方法，其特征在于，所述压缩机内置有电机，所述电机设有并联的主绕组支路和辅助绕组支路；

所述预热控制方法包括：

电机启动之前，监测压缩机中的润滑油温度和压缩机的内部气温，将所述润滑油温度与预设油温对比、将所述内部气温与预设温度对比；

当所述润滑油温度小于预设油温且所述内部气温小于预设温度T_{安全设定值}时，断开所述辅助绕组支路，所述主绕组支路通电发热；

所述压缩机的外部设置有电加热装置，所述主绕组支路通电发热之后，当所述润滑油温度小于预设油温且所述内部气温大于或等于预设温度T_{安全设定值}时，开启所述电加热装置，T_{安全设定值}为压缩机自身保护的温度与安全余量的差值。

2.如权利要求1所述的压缩机预热控制方法，其特征在于，所述预热控制方法还包括：所述主绕组支路通电发热之后，当所述润滑油温度大于或等于预设油温且所述内部气温小于预设温度时，接通所述辅助绕组支路，所述电机被启动。

3.如权利要求1所述的压缩机预热控制方法，其特征在于，所述预热控制方法还包括：开启所述电加热装置之后，判断所述润滑油温度是否大于或等于预设油温，若是则关闭所述电加热装置、接通所述辅助绕组支路，所述电机被启动。

4.一种采用权利要求1至3任一项所述压缩机预设控制方法的压缩机预热结构，包括：内置于压缩机中的电机，所述电机设有并联的主绕组支路和辅助绕组支路，其特征在于，所述辅助绕组支路连接有切换其通断状态的控制装置；在所述电机启动之前，所述控制装置断开所述辅助绕组支路，以使所述主绕组支路通电发热。

5.如权利要求4所述的压缩机预热结构，其特征在于，所述控制装置包括：启动电容、启动继电器和启动开关，所述启动电容、启动继电器与启动开关串联接在所述辅助绕组支路中。

6.如权利要求4所述的压缩机预热结构，其特征在于，所述控制装置包括：启动继电器和并联设置的至少两条电容支路，所述启动继电器和所述两条电容支路串联接在所述辅助绕组支路中；每个所述电容支路均设有串联的启动电容和启动开关，各电容支路的启动电容的容量不同。

7.如权利要求5或6所述的压缩机预热结构，其特征在于，所述启动继电器采用PTC启动继电器。

8.如权利要求4所述的压缩机预热结构，其特征在于，所述主绕组支路设有电阻和调节开关，所述电阻与所述主绕组支路的主绕组串联，所述调节开关并联接在所述电阻的两端。

9.一种空调器，包括：压缩机，其特征在于，所述压缩机具有如权利要求4至8任一项所述的压缩机预热结构。

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