CN114893901B - 一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明主要涉及压缩机控制领域。为了解决压缩机因为异常启动和在运行过程中相电流急速增大所导致的压缩机退磁，性能降低的问题，本发明提供一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法，其核心思想为：在压缩机启动前，通过温度传感器和压力传感器判断环境温度和系统的压力，防止压缩机因异常启动失步；在压缩机运行过程中，实时检测压缩机相电流的相位差和相电流峰值大小，并通过控制压缩机频率将相位差和电流峰值控制在合适的范围内，防止压缩机因相电流急剧增大造成压缩机的失步、退磁。本发明所述的一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法主要用于提高内部包含变频压缩机的电气设备的使用性能。
Description
技术领域
本发明主要涉及压缩机的控制领域，特别是涉及一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法。
背景技术
压缩机作为变频空调的核心部件，其可靠性直接关系到空调能否正常工作。对于全封闭压缩机，由于无法拆开检修，压缩机一旦损坏就只能更换新压缩机，用户体验差、使用成本高。因此，如何提高压缩机运行的可靠性成为空调产品开发过程中的主要研究方向之一。造成压缩机损坏的主要原因有：1、异常启动导致压缩机失步；2、压力异常或控制电路异常导致压缩机失步，压缩机失步后，导致相电流急速增大，电流一旦超过压缩机的退磁电流，将会造成压缩机退磁，进而不可逆地降低压缩机性能。目前，对压缩机失步采用的控制方式是检测相电流超过保护电流后关闭压缩机，但是瞬间的大电流已经对压缩机造成不可逆的损伤。
发明内容
本发明所要解决的问题：
本发明主要解决压缩机因为异常启动和在运行过程中相电流急速增大所导致的压缩机退磁，压缩机性能降低的问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案：
一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、判断压缩机是否符合启动的条件：通过温度传感器检测环境温度，判断压缩机是否需要预热；通过压力传感器检测系统压力，判断压缩机系统压力是否正常；
步骤2、压缩机达到启动条件后，启动压缩机；
步骤3、在压缩机运行过程中，实时检测相电流的相位和幅值，通过调节压缩机的转速来控制压缩机的相位差，通过调节压缩机的运转频率来控制压缩机的电流。
进一步的，所述步骤1具体如下：
通过温度传感器检测环境温度，当环境温度低于压缩机正常启动的温度时，通过对压缩机进行循环通电预热电机线圈，预热程序完成后，进入压缩机启动程序；通过压力传感器判断系统压力是否平衡，若压力不平衡，延时启动压缩机，直至检测到系统压力平衡，才允许压缩机启动。
进一步的，所述步骤3包括以下步骤：
步骤31：在压缩机运转过程中实时对压缩机的相电流电位差进行检测：若相位差为φ1，则降低压缩机转速，直到相位差达到正常范围，若相位差为φ2，则关闭压缩机并把故障显示到用户界面；
步骤32：在压缩机运转过程中实时对压缩机相电流峰值进行检测，将相电流峰值控制在I_MAX以下。
进一步的，所述步骤31中的φ1为120°的上下10％的范围。
进一步的，实现所述步骤32的过程为：
Ⅰ、在压缩机相电流峰值增加过程中，如果压缩机的电流峰值达到预设的需要降低升频速率的电流值I1，则降低压缩机的升频速率；
Ⅱ、在压缩机相电流峰值增加的过程中，如果达到预设的压缩机限频电流值I2，则控制压缩机频率不再升高；
Ⅲ、在压缩机相电流峰值增加的过程中，如果达到压缩机预设的降频电流值I3，则降低压缩机运转频率，直到相电流峰值小于I3；
其中I1<I2<I3<I_MAX<I_dem，I_MAX为预设的压缩机允许的最大相电流峰值，I_dem为压缩机的退磁电流。
进一步的，如果压缩机的电流峰值达到预设的需要降低升频速率的电流值I1，则将压缩机的升频速率降低到压缩机正常运行时升频速率的10％以下。
本发明的有益效果是：
通过在压缩机启动前、运行过程中对异常状态进行识别并采取控制措施，能够有效地防止压缩机的失步，减少压缩机停机次数，预防相电流急速增大造成压缩机损伤乃至退磁。
具体实施方式
本发明提供的一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法，在压缩机启动前，通过检测外部环境的温度和系统压力判断压缩机是否达到启动条件，避免压缩机启动异常导致压缩机的失步和退磁，在压缩机的运行过程中，实时检测压缩机的相位差和相电流，将压缩机的相位差和相电流的值控制在正常范围，避免压缩机因为相电流急速增大造成压缩机的失步和退磁。
空调压缩机设计的工作环境温度一般为4℃，当周围环境温度在摄氏零度以下，压缩机在制热状态中，经常出现主机开机困难或即使勉强开机也要经过一段较长的恶劣工作状态，会严重影响压缩机的使用寿命。在压缩机启动前用温度传感器检测环境温度，当环境温度低于压缩机预设的工作环境温度时，通过对压缩机电机线圈循环通电进行预热，能有效地避免压缩机因低温启动失步，当预热程序完成，压缩机进入启动程序。同时，采用压力传感器检测系统的压力，如果压力异常，延时启动压缩机。
压缩机达到启动条件后，启动压缩机。
在压缩机运行过程中，利用软件实时检测相电流和电流相位，并对压缩机的相电流相位差和电流幅值进行控制。具体控制过程如下：
在压缩机运行过程中，当相位差为φ1，降低压缩机转速，减小相位差，直到达到正常相位差范围，若相位差超过φ1，直接关闭压缩机并把故障显示到用户界面。压缩机正常运行的相位差是为120°，当相位差大于或小于120°时，说明压缩机在运行的过程中有异常发生，对异常的程度进行区分，如果相位差在φ1(120°的上下10％)以内，可以通过减小压缩机的负载来降低压缩机的转速，如果相位差在φ1以外，属于压缩机相位差偏差异常严重，压缩机继续工作就有可能导致压缩机失步等更严重的问题，此时需要将压缩关停，并将压缩机的故障发送到显示屏上进行显示。
目前对于压缩机因为电流过大造成压缩机退磁，性能降低的控制，通常是预先设一个保护电流，当压缩机的运行电流达到预设的保护电流值后关闭压缩机，但从检测到压缩机电流达到保护电流到压缩机响应关闭的过程中，压缩机的性能已经因为瞬时的过大电流造成了损伤。本发明所提供的一种提高变频压缩机运行可靠性的方法在压缩机运行过程中实时检测压缩机的相电流峰值，将压缩机的相电流峰值始终控制预设的最大相电流峰值I_MAX之下，其中I_MAX小于压缩机的退磁电流I_dem，预设一个小于退磁电流I_dem的最大电流值I_MAX，能充分避免压缩机在运行过程中达到退磁电流，保证压缩机在达到退磁电流之前有足够的电流裕度来对压缩机的运行状态进行调整。在压缩机运行的过程中如果相电流峰值达到预设的需要降低压缩机升频速率的电流I1时，将压缩机的升频速率降低到压缩机正常运行时升频速率的10％以下，通过降低压缩机的频率增加速率降低压缩机相电流峰值增加的速率，防止压缩机过调；在压缩机运行的过程中如果压缩机的相电流峰值达到预设的压缩机限频电流值I2，控制压缩机的频率不再升高，如果电流峰值能始终保持在I2，是最理想的控制状态，压缩机的性能达到最优，可靠性也得到了保证，但是在压缩机的实际运行过程中，压缩机的电流还会受到系统压力的影响，同一频率下系统压力越大，电流值越大，在系统压力增大的情况下，压缩机的电流也会增大，如果压缩机因为系统压力增大使相电流峰值增加到预设的需要降频电流值I3，可以通过降低压缩机的频率减小相电流的峰值，将压缩机的相电流峰值降低到小于I3的合理范围来提高压缩机运行的可靠性。对压缩机的相电流峰值进行分阶段的控制，既保证了压缩机不会在达到保护电流时，因为响应时间不充足来不及关停导致瞬时的大电流对压缩机的性能造成损伤，还可以通过将压缩机的电流值始终控制在合理范围来降功耗。
其中I1<I2<I3<I_MAX<I_dem。
Claims (4)
1.一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、判断压缩机是否符合启动的条件：通过温度传感器检测环境温度，判断压缩机是否需要预热；通过压力传感器检测系统压力，判断压缩机系统压力是否正常；
步骤2、压缩机达到启动条件后，启动压缩机；
步骤3、在压缩机运行过程中，实时检测相电流的相位差和幅值，通过调节压缩机的转速来控制压缩机的相位差，通过调节压缩机的频率来控制压缩机的电流；
步骤31：在压缩机运行过程中实时对压缩机的相电流电位差进行检测：若相位差为φ1，则降低压缩机转速，直到相位差达到正常范围，若相位差超过φ1，则关闭压缩机并把故障显示到用户界面；其中φ1为120°的上下10%的范围；
步骤32：在压缩机运转过程中实时对压缩机相电流峰值进行检测，将相电流峰值控制在I_MAX以下，I_MAX为预设的压缩机允许的最大相电流峰值。
2.根据权利要求1所述的一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法，其特征在于，所述步骤1具体如下：
通过温度传感器检测环境温度，当环境温度低于压缩机正常启动的温度时，通过对压缩机进行循环通电预热电机线圈，预热程序完成后，进入压缩机启动程序；通过压力传感器判断系统压力是否平衡，若压力不平衡，延时启动压缩机，直至检测到系统压力平衡，才允许启动压缩机。
3.根据权利要求1所述的一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法，其特征在于，
实现步骤32的过程为：
Ⅰ、在压缩机相电流峰值增加过程中，如果压缩机的电流峰值达到预先设置的需要降低升频速率的电流值I1，则降低压缩机的升频速率；
Ⅱ、在压缩机相电流峰值增加的过程中，如果达到预设的压缩机限频电流值I2，则控制压缩机频率不再升高；
Ⅲ、在压缩机相电流峰值增加的过程中，如果达到预设的压缩机降频电流值I3，则降低压缩机运转频率，直到相电流峰值小于I3；
其中 I1<I2<I3<I_MAX<I_ dem，I_dem为压缩机的退磁电流。
4.根据权利要求3所述的一种提高变频压缩机运行可靠性的控制方法，其特征在于，如果压缩机的电流峰值达到预先设置的需要降低升频速率的电流值I1，则将压缩机的升频速率降低到压缩机正常运行时的升频速率的10%以下。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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