CN1205738C - 应用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统及其控制方法,其中,一中央控制器与一输入操控装置相连接,一电源连接该中央控制器及驱动控制装置,所述中央控制器还分别连接一环境检测装置和所述驱动控制装置,该驱动控制装置与一压缩泵驱动装置相连接,该压缩泵驱动装置连接一压缩泵。本发明驱动系统的控制方法可采用低速支援运转方法、低速定温运转方法或传统的单段高转速驱动系统的方法。为藉特定多段驱动式的系统架构取代双频的无段驱动架构,以明显降低成本提升电磁相容性(EMC),而获得与双频式驱动系统相若功能。
Description
技术领域
本发明涉及到一种用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统及其控制方法,为藉特定多段驱动式的系统架构取代双频的无段驱动架构,以明显降低成本提升电磁相容性(EMC),而获得与双频式驱动系统相若功能。
背景技术
近年来电冰箱、冷气机等家电产品,盛行以双频式驱动马达作变以获得下列效益:
1、电冰箱:藉变频电源操控马达作变速运转,进而驱动压缩机作变速运转,藉较高速运转以缩短降温时间;藉较低速运转用以维持定温状态及减少噪音节省电能。
2、冷气机:藉双频电源操控马达作变速运转,并藉较高频率驱动马达,以带动压缩泵作高转速运转,以缩短降温时间;藉可变低频驱动马达,使压缩机作变速低速运转,使温度脉冲变化较小,且可降低噪音及节省电能。
上述效益功能皆为正面,唯因变频式驱动马达及控制装置成本高昂,及变频驱动控制器的电磁相容(EMC)问题,致使电路复杂化,尤其价格高昂导致购买障碍增加使所追求省电、舒适、低噪音的正面效益未能推广普及。
传统电力驱动的空调或冷藏装置,其压缩机的驱动运转与标的温度关系如图4所示,由于仅以单一速度的压缩泵,作急冷运转或停止的间歇运转模式,以构成温度调节功能,因此作设定温度运作时为藉由单一转速的马达作间歇运转,马达运转耗电大、压缩机的噪音高以及温度调节周期中,温差上下变化大适舒性差;而目前市售较新型变频式驱动系统作定温运转时,以较低转速随温差作变速运转,故温度稳定压缩泵噪音低,同时节省马达电能为其优点,其运转模式如图5所示,但变频式驱动方式因系统复杂、价格昂贵及电磁相容(EMC)问题而未能迅速普及。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统及其控制方法,以降低成本提升电磁相容性(EMC),而获得与变频式驱动系统相若功能。
本发明的目的是这样实现的:一种用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统,具有可接受操控作高功率高转速运转或低功率低转速运转的多段运转功能与相关特定结构,包含有:
一中央控制器与一输入操控装置相连接,一电源连接该中央控制器及驱动控制装置,所述中央控制器还分别连接一环境检测装置和所述驱动控制装置,该驱动控制装置与一压缩泵驱动装置相连接,该压缩泵驱动装置连接一压缩泵;其中:
电源(PS100):含单相或多相交流电源或直流电源,以供电至压缩泵驱动装置的原动力马达、马达驱动控制电路、送风扇驱动马达及相关操控电路、中央控制器、输入电路、显示电路及其他周边装置所需的电能;
压缩泵(CP100):由压缩泵驱动装置所驱动以对冷媒体压缩功能的运转;
压缩泵驱动装置(PD100)含:
(1)由可藉切换绕组极数,或切换绕线接线改变阻抗,或切换与马达串联阻抗的单相或多相马达及切换Y-Δ接线的三相马达等在不变电源电压及频率下可作两段或两段以上额定转速运转的交流马达直接驱动或经固定速比减速机构所驱动;或
(2)由可藉切换绕组接线改变磁场强度或改变磁场或电枢阻抗而在不变直流电源电压下可作两段或两段以上转速运转的直流马达直接驱动或经固定速比减速机构所驱动;或
(3)由有段或无段可变速机构结合于交流或直流马达输出轴供驱动压缩泵,并设有可由电能直接或间接操控的离合器,以切换有段或无段变速机构的速比进而相对改变压缩泵的运转速度;
(4)不同额转速及不同马力的两个或两个以上交流或直流马达交替作不同转速不同功率运转所构成;
驱动控制装置(CD100):由机电装置或固态电子元件所构成以接受中央控制器的操控进而相对操控压缩泵驱动装置的输出转速。
中央控制器(CCU100):由机电装置或固态电子元件所构成的模拟或数字控制电路,以接受人工操控输入装置或人工遥控装置或来自有线或无线的系统性操控或设定的信号,以及温度与湿度等检测装置的检测信号以相对经操控驱动控制装置(CD100),进而操控压缩泵驱动装置;
输入操控装置(IP100):由机电装置或固态电子元件所构成含:
(1)人工输入操控装置(MI100);
(2)有线或无线遥控输入操控装置(RI100);
(3)有线或无线系统输入操控装置(SI100);
(4)内藏式设定自动操控装置(II100);
输入操控装置可依需求而选用上述(1)-(4)其中一种或一种以上的输入操控装置所构成供作温度设定或其他功能的操控;
环境检测装置(TS100):由机电装置或固态电子元件所构成的温度检测装置,以供检测标的温度并输往中央控制装置(CU100)作相对操控。
如上所述的应用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统,其中:当应用于冷气机时其增加接口装置含:
接口驱动电路(ID100):由机电装置或固态电子元件所构成供接受中央控制器(CCU100)的操控信号,以操控冷气机运转时间及操控送风机(F100)作启动或停止或变速的运转及风向的操控及驱动显示装置(DP100)或其他接口装置。
一种实现上述的用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统的控制方法,为低速支援运转方法:当标的环境温度高于设定值的上限启动点时压缩泵驱动装置作高功率高速驱动压缩泵,当标的环境温度下降至设定值下限点时则转为低功率低速驱动压缩泵,若标的温度继续下降即停止泵动;若在低功率低速驱动压缩泵的状态下,标的温度呈缓慢上升至设定值上限启动点则压缩泵转作高功率高速泵动以降低标的环境的温度,至设定值下限停止点再转为低功率低速驱动压缩泵,如此循环运作,此模式适用于温度中度流失的标的运转需求。
一种实用上述用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统的控制方法,为低速定温运转方法:当标的环境温度高于设定值的上限启动点时压缩泵驱动装置作高功率高速驱动压缩泵,当标的环境温度下降至设定值下限停止点时则转为低功率低速驱动压缩泵,若标的温度继续下降即停止泵动;在停止驱动压缩泵的状态下标的温度若缓慢上升至设定值上限启动点则压缩泵转作高功率高速泵动以降低标的环境的温度,至设定值的下限停止点,如此循环运作,使标的温度呈依设定温度值上下限缓降降升变化,此模式适用于温度中度流失缓和的标的环境。
本发明的特点和优点是:此项用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统,为寻求一种市场容易接受的价位与良好性能间作整合而设计,使压缩泵可作多段转速的运转及依所拟设定标的温度作特定互动运转,而获得低噪音节省电能的进步性并成本较变频式大幅降低且电磁相容性(EMC)较佳而增进其实用性。
本发明具有可接受操控作高功率高转速运转或低功率低转速运转的多段运转功能与相关特定结构,并能在设定温度运转时,提供下列三种设定温度运转模式供应用选择:
A、低速支援运转模式:若低功率低转速驱动压缩泵的BTU值小于标的定温所需补充BTU值,则系统将先以高功率高转速运转而在降温到达设定检测温度时,操控马达作低转速低功率运转作支援性温度调节驱动运转,则由于在作定温保持时以低功率低速驱动,而减少作高速大功率运转的密度而有效拉长温度变化周期,并节省电能减少噪音;
B、低速定温运转模式:若系统作低功率低转速驱动压缩泵的BTU值大于标的设定温度所需补充BTU值,则在到达设定温度后,藉低功率低转速运转功能,形成沿设定温度平均线作调节性温度变化周期的运转以节省电能减少噪音;
C、传统单段高转速驱动系统运转模式运作。
附图说明
图1应用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统构成方块图;
图2应用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统低速定温运转模式图;
图3应用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统低速支援运转模式图;
图4为传统电力驱动的空调或冷藏装置其压缩机的驱动运转与标的温度关系;
图5为市售新型变频式驱动系统定温运转模式图。
具体实施方式
下面配合附图详细说明本发明的特征及优点:
如图1所示为此项用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统的构成方块图,系统的构成含:
电源PS100:含单相或多相交流电源或直流电源,以供电至压缩泵驱动装置的原动力马达、马达驱动控制电路、送风扇驱动马达及相关操控电路、中央控制器、输入电路、显示电路及其他周边装置所需的电能;
压缩泵CP100:由压缩泵驱动装置所驱动以对冷媒压缩功能的运转;
压缩泵驱动装置PD100含:
(1)由可藉切换绕组极数,或切换绕线接线改变阻抗,或切换与马达串联阻抗的单相或多相马达及切换Y-Δ接线的三相马达等在不变电源电压及频率下可作两段或两段以上额定转速运转的交流马达直接驱动或经固定速比减速机构所驱动;或
(2)由可藉切换绕组接线改变磁场强度或改变磁场或电枢阻抗而在不变直流电源电压下可作两段或两段以上转速运转的直流马达直接驱动或经固定速比减速机构所驱动;或
(3)由有段或无段可变速机构结合于交流或直流马达输出轴供驱动压缩泵,并设有可由电能直接或间接操控的离合器,以切换有段或无段变速机构的速比进而相对改变压缩泵的运转速度;
(4)不同额转速及不同马力的两个或两个以上交流或直流马达交替作不同转速不同功率运转所构成;
驱动控制装置CD100:由机电装置或固态电子元件所构成以接受中央控制器的操控进而相对操控压缩泵驱动装置的输出转速。
中央控制器CCU100:由机电装置或固态电子元件所构成的模拟或数字控制电路,以接受人工操控输入装置或人工遥控装置或来自有线或无线的系统性操控或设定的信号,以及温度与湿度等检测装置的检测信号以相对经操控驱动控制装置CD100,进而操控压缩泵驱动装置;
输入操控装置IP100:由机电装置或固态电子元件所构成含:
(1)人工输入操控装置MI100;
(2)有线或无线遥控输入操控装置RI100;
(3)有线或无线系统输入操控装置SI100;
(4)内藏式设定自动操控装置II100;
输入操控装置可依需求而选用上述(1)-(4)其中一种或一种以上的输入操控装置所构成供作温度设定或其他功能的操控;
环境检测装置TS100:由机电装置或固态电子元件所构成的温度检测装置,以供检测标的温度并输往中央控制装置CU100作相对操控;
上述图1所示系统运转模式如下:
(1)低速支援运转模式,即低速支援运转方法:当标的环境温度高于设定值(Preset Level)的上限启动点(On Point)时(即高于此温度即需驱动压缩泵)压缩泵驱动装置作高功率高速驱动压缩泵,当标的环境温度下降至设定值(Preset Level)下限点(Off Point)时(即到达此温度或低于此温度传统单速压缩泵即停止泵动)则转为低功率低速驱动压缩泵,若标的温度继续下降即停止泵动;若在低功率低速驱动压缩泵的状态下,标的温度呈缓慢上升至设定值上限启动点(On Point)则压缩泵转作高功率高速泵动以降低标的环境的温度,至设定值下限停止点(Off Point)再转为低功率低速驱动压缩泵,如此循环运作,此模式适用于温度中度流失的标的运转需求者;图2所示为本发明的低速支援运转模式运作示意图;
(2)低速定温运转模式,即低速定温运转方法:当标的环境温度高于设定值(Preset Level)的上限启动点(On Point)时(即高于此温度即需驱动压缩泵)压缩泵驱动装置作高功率高速驱动压缩泵,当标的环境温度下降至设定值(Preset Level)下限停止点(Off Point)时(即到达此温度或低于此温度传统单速压缩泵即停止泵动)则转为低功率低速驱动压缩泵,若标的温度继续下降即停止泵动;在停止驱动压缩泵的状态下标的温度若缓慢上升至设定值上限启动点(On Point)则压缩泵转作高功率高速泵动以降低标的环境的温度,至设定值(Preset Level)的下限停止点(Off Point),如此循环运作,使标的温度呈依设定温度值上下限缓降降升变化,此模式适用于温度中度流失缓和的标的环境;图3所示为本发明的低速定温运转模式;
(3)若标的环境温度流失较大则依传统单段高转速驱动系统的模式运转:
此项应用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统应用于冰箱或冷气机时,其压缩泵的省电低噪音驱动模式如前述,唯应用于冷气时则增加接口装置如下:
接口驱动电路ID100:由机电装置或固态电子元件所构成供接受中央控制器CCU100的操控信号,以操控冷气机运转时间及操控送风机F100作启动或停止或变速的运转及风向的操控及驱动显示装置DP100或其他接口装置。
综上所述,本发明应用于空调冷气的多段驱动式压缩泵驱动系统,揭示一种以特定可操控多段驱动的压缩泵驱动装置以使压缩泵可作多段转速的运转及依所拟设定标的温度作特定互动运转,而获得低噪音节省电能的进步性并成本较变频式大幅降低且电磁相容性(EMC)较佳而增进其实用性,功能确切。
Claims (4)
1、一种用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统,具有可接受操控作高功率高转速运转或低功率低转速运转的多段运转功能与相关特定结构,其特征在于包含有:
一中央控制器与一输入操控装置相连接,一电源连接该中央控制器及驱动控制装置,所述中央控制器还分别连接一环境检测装置和所述驱动控制装置,该驱动控制装置与一压缩泵驱动装置相连接,该压缩泵驱动装置连接一压缩泵;其中:
电源(PS100):含单相或多相交流电源或直流电源,以供电至压缩泵驱动装置的原动力马达、马达驱动控制电路、送风扇驱动马达及相关操控电路、中央控制器、输入电路、显示电路及其他周边装置所需的电能;
压缩泵(CP100):由压缩泵驱动装置所驱动以对冷媒体压缩功能的运转;
压缩泵驱动装置(PD100)含:
(1)由可藉切换绕组极数,或切换绕线接线改变阻抗,或切换与马达串联阻抗的单相或多相马达及切换Y-Δ接线的三相马达等在不变电源电压及频率下可作两段或两段以上额定转速运转的交流马达直接驱动或经固定速比减速机构所驱动;或
(2)由可藉切换绕组接线改变磁场强度或改变磁场或电枢阻抗而在不变直流电源电压下可作两段或两段以上转速运转的直流马达直接驱动或经固定速比减速机构所驱动;或
(3)由有段或无段可变速机构结合于交流或直流马达输出轴供驱动压缩泵,并设有可由电能直接或间接操控的离合器,以切换有段或无段变速机构的速比进而相对改变压缩泵的运转速度;
(4)不同额转速及不同马力的两个或两个以上交流或直流马达交替作不同转速不同功率运转所构成;
驱动控制装置(CD100):由机电装置或固态电子元件所构成以接受中央控制器的操控进而相对操控压缩泵驱动装置的输出转速。
中央控制器(CCU100):由机电装置或固态电子元件所构成的模拟或数字控制电路,以接受人工操控输入装置或人工遥控装置或来自有线或无线的系统性操控或设定的信号,以及温度与湿度等检测装置的检测信号以相对经操控驱动控制装置(CD100),进而操控压缩泵驱动装置;
输入操控装置(IP100):由机电装置或固态电子元件所构成含:
(1)人工输入操控装置(MI100);
(2)有线或无线遥控输入操控装置(RI100);
(3)有线或无线系统输入操控装置(SI100);
(4)内藏式设定自动操控装置(II100);
输入操控装置可依需求而选用上述(1)-(4)其中一种或一种以上的输入操控装置所构成供作温度设定或其他功能的操控;
环境检测装置(TS100):由机电装置或固态电子元件所构成的温度检测装置,以供检测标的温度并输往中央控制装置(CU100)作相对操控。
2、如权利要求1所述的用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统,其特征在于:当应用于冷气机时其增加接口装置含:
接口驱动电路(ID100):由机电装置或固态电子元件所构成供接受中央控制器(CCU100)的操控信号,以操控冷气机运转时间及操控送风机(F100)作启动或停止或变速的运转及风向的操控及驱动显示装置(DP100)或其他接口装置。
3、一种实现如权利要求1所述的用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统的控制方法:为低速支援运转方法:当标的环境温度高于设定值的上限启动点时压缩泵驱动装置作高功率高速驱动压缩泵,当标的环境温度下降至设定值下限点时则转为低功率低速驱动压缩泵,若标的温度继续下降即停止泵动;若在低功率低速驱动压缩泵的状态下,标的温度呈缓慢上升至设定值上限启动点则压缩泵转作高功率高速泵动以降低标的环境的温度,至设定值下限停止点再转为低功率低速驱动压缩泵,如此循环运作,此模式适用于温度中度流失的标的运转需求。
4、一种实现如权利要求1所述的用于空调冷藏的多段驱动式压缩泵驱动系统的控制方法:为低速定温运转方法:当标的环境温度高于设定值的上限启动点时压缩泵驱动装置作高功率高速驱动压缩泵,当标的环境温度下降至设定值下限停止点时则转为低功率低速驱动压缩泵,若标的温度继续下降即停止泵动;在停止驱动压缩泵的状态下标的温度若缓慢上升至设定值上限启动点则压缩泵转作高功率高速泵动以降低标的环境的温度,至设定值的下限停止点,如此循环运作,使标的温度呈依设定温度值上下限缓降降升变化,此模式适用于温度中度流失缓和的标的环境。
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