CN1245283A - 电冰箱 - Google Patents

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Abstract

如果在电冰箱中采用逆变器控制,压缩机电动机的转速往往是按照预置的最低转速工作的。此时所出现的问题是,当DC电压被升高时,电路的效率会由于功率元件的切换损耗而下降。另外,即使是在最低转速下升高DC电压,必须将包括电压波动在内的DC电压的最低电压控制在163V以上。因此也会出现压缩机电动机效率下降的问题。当电冰箱舱室内的温度被进一步冷却到接近预置温度,并且压缩机电动机的导通比下降到预定值以下时,或者是当压缩机电动机的转速指令变成了预置转速,而且实际转速也等于预置转速时,就关断转换器控制电路的控制。

Description

电冰箱
本发明涉及到一种逆变器电冰箱，它包括一个对交流电流整流后输出所需DC电压的电源电路和一个用来驱动电动机的电动机控制电路。
在PCTJP 97/13318(资料一)中公开的现有的用来控制压缩机速度的控制装置包括一个将AC转换成DC的整流电路，一个电源电路，用来抑制电源电流的高次谐波并且控制DC电压，以及一个压缩机电动机的驱动电路。
资料一中公开的是一种电动机控制电路，它包括一个用来将AC电源转换成DC的整流器电路和平滑电路，一个具有斩波器电路的转换器电路，它利用开关操作的能量存储效应和一个电抗器(电感)来控制DC电压，电动机驱动装置包括一个逆变器电路和连接到转换器电路的DC侧的一个电动机，一个逆变器控制电路通过控制逆变器电路的开关操作来控制电动机的转速，一个速度检测电路通过检测电动机转子的位置计算出电动机的速度，一个速度控制电路采用速度的计算值和速度指令值通过逆变器控制电路来控制电动机的速度，以及一个获取速度控制电路输出信号的DC电压控制电路，并且根据这一输出信号通过转换器控制电路来控制DC电压。
逆变器控制电路通过驱动逆变器电路的一个开关元件来驱动电动机，根据来自速度检测电路的位置信号和来自速度控制电路的导通比信号给定电动机的旋转磁场。速度检测电路检测电动机的感应电压，计算出转子的位置，并且输出一个脉冲式位置检测信号。速度检测电路还根据计算的位置信号计算出速度，并且将速度检测值输出到速度控制电路。然后，速度控制电路计算出逆变器PWM脉冲的导通比信号，以便将来自外部的速度指令与速度检测值之间的速度偏差减少到零。电动机的速度是由上述的逆变器电路，电动机，速度检测电路，逆变器控制电路以及速度控制电路来控制的。
转换器控制电路按照来自DC电压控制电路的信号驱动斩波器电路的开关元件。DC电压控制电路检测DC电压和速度控制电路的输出信号也就是导通比信号，并且控制DC电压，在导通比信号达到一个预定值，例如是在某一导通比范围的上限时将DC电压提高到一个预定的宽度，或是在导通比信号达到下限值时使DC电压下降到一个预定的宽度。转换器的DC电压控制电路是由转换器电路，转换器控制电路和用来控制DC电压的DC电压控制电路构成的。
尽管第一资料中所述的电动机控制装置并不是用于电冰箱的，在JP-A-7-260309(资料二)和JP-A-7-218097(资料三)中还公开了一种用来驱动电冰箱压缩机的电动机控制装置，在其中采用了所谓的PAM控制技术来控制DC电压。
尽管资料二和三中已经描述了使用PAM逆变器作为电冰箱压缩机驱动电动机的控制器具有节能的作用，但是并没有涉及即具有满足电冰箱所需的功能又能用于节能的具体结构。资料一的结构没有考虑到用于电冰箱，因而没有涉及到节能的问题。
用来驱动电动机的电源电压(提供给家用插头的AC电压)按照电力设备守则的规定以及考虑到家用环境下的电压降可以有±7.5％参考值范围内的变化。采用倍压电路的普通电动机控制器在DC级的最大值和最小值之间具有从260V到303V的43V电压差，因此，当DC级的电压很低时，电动机有时候不能起动。
本发明的目的之一是提供一种即能够实现节能又具有电冰箱所需功能的电冰箱。
本发明的第二个目的是提供一种即能减少高次谐波又可以实现节能的电冰箱。
本发明的第三个目的是提供一种电冰箱，即使是在电源电压波动时仍可以起动它的压缩机。
用来实现上述目的的电冰箱包括一个用来驱动压缩机的电动机；用来转动和控制电动机的逆变器；以及一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC，并且具有第一操作模式，在小于第一转速的速度范围内操作电动机，以及第二操作模式，按照高于第一转速的第二速度操作电动机。
用来实现第二个目的的电冰箱包括一个用来将AC转换成DC的整流电路；一个用于DC升压的升压斩波器；设在整流电路和升压斩波器之间的一个电抗器；设在升压斩波器后面并且将DC转换成AC用来转动电动机的一个逆变器；在逆变器的控制下转动并且用来驱动压缩机的一个电动机；用来控制升压斩波器的升压斩波器控制装置，将输入到逆变器的DC变成多种形式的DC；以及在多种DC电压的每一级上按照脉宽调制方式来控制逆变器的逆变器控制装置。这种电冰箱中的电抗器在小电流范围内具有很大的电感，而在大电流范围内具有很小的电感。
用来实现上述第三个目的的电冰箱包括用来驱动压缩机的电动机；用来转动和控制电动机的逆变器；以及用来输入AC并且向逆变器提供可变电压的DC的一个转换器，并且进一步包括用来增大提供给逆变器的DC电压的装置，在起动电动机时使DC电压超过从AC转换成DC的值。
根据以下结合附图的说明可以清楚地看出本发明的具体特征和其他目要点，用途及其优点，在附图中用相同的符号代表相同的部分。
图1是按照本发明一个实施例的电冰箱的一个方框图；
图2是一个转换器PAM电压指令发生器的内部结构示意图；
在图3中表示了提供给电动机的电压和导通比的关系曲线；
图4是一个图表，用来表示转换器PAM电压指令发生器的时间常数变化特征；
在图5中表示了转换器电路中的电抗器的特性曲线；
图6中表示的是在DC电压切换和转换器控制被关断时的电动机效率曲线；
图7所表示的是在脉宽调制中改变脉冲宽度时的电流曲线；
图8的曲线表示了控制电路在转换器控制被关断和导通时的效率；
图9表示DC电压在电动机起动过程中的过渡过程；
图10是一个纵向截面示意图，用来解释按照本发明一个实施例的冷冻-冷藏电冰箱的结构；
图11是一个流程图，用来解释本实施例的冷冻-冷藏电冰箱的制冰控制流程；
图12是一个电路图，用来表示在全波整流和倍压整流之间进行切换的电路结构；以及
图13是一个曲线图，表示在从全波整流切换到倍压整流过程中的DC电压特性。
电冰箱需要具有能够快速冷冻食物以便冷冻和储藏的快速冷冻能力，用来在短时间内制冰的快速制冰能力，以及用来保持长期低耗电量的节能能力，这是因为普通家庭中使用的电冰箱都是永远插在电源上的。尽管可以通过提高压缩机的转速来增加制冷剂在制冷循环中的循环量来实现快速冷冻和快速制冰能力，但是，为了节能就需要低速驱动压缩机。在同时要求高速和低速驱动压缩机的情况下会遇到以下的问题。
现有的无刷电动机是将一个永磁体嵌入转子，用逆变器在定子中产生的旋转磁场使转子转动，通常是用这种电动机来操作电冰箱的压缩机(主要是活塞式压缩机)。这种无刷电动机的转速可以以下以下的公式表示：
             N’＝(V-IR)/kφ其中的(N)代表电动机的转速，(V)是电动机的供电电压，(I)是电动机的电流，(R)是电动机内部的电阻，(k)是一个系数，(φ)是磁通密度。
从上述的公式中可见，供电电压V的电压越高，以及电动机的内部电阻R越小，转速就越高。使用倍压电路可以获得逆变器的144V DC电压输入的二倍也就是288V(在连接负载时大约是250V)，电动机的内部电阻R是随着电动机的规格被设定在高速或是低速而变化的。例如，如果将规格设定在高速，可以将电动机定子的匝数设定在例如120匝，这样就降低了内部电阻R的值。然而，当电动机的规格被设定在高速侧时会出现一个问题，那就是电动机的效率在低速范围内明显下降。
同时，如果将定予线圈的匝数设定在140匝，从而将电动机的规格调整到低速范围(为了提高低速范围的效率)，就会出现不能获得快速冷冻和快速制冰操作所需要的转速的问题，这是因为电动机的供电电压V被保持不变，而电动机的内部电阻R却增大了。
按照本发明的实施例，电动机的高速转动是通过将电动机的规格调整到低速范围并且在高速范围内增大逆变器输入电压来实现的。尽管可以通过在用于将AC转换成DC的转换器后面提供一个升压斩波器(或是一个PWM控制转换器)来增大逆变器输入电压，也就是DC级的电压，但是，如果象资料一中所述的那样在电动机的整个工作范围内操作升压斩波器，就会出现电动机的效率在电动机的供电电压比较低的低速范围内下降的问题。也就是说，如果将这种逆变器控制方式用于电冰箱，压缩机电机的驱动转速总是处在预定的最低转速。在转换器电路内部的升压斩波器电路强迫输入电流流动以使电压升高的情况下，由于功率元件的切换操作以及电抗器的能量存储效应，功率元件的切换损耗就会造成电路效率下降的问题。
另外，即使是在最低转速下，在对功率元件执行切换操作以便升高转换器电路中的升压斩波器电路的DC电压时，DC电压中包括电压波动在内的最低电压必须被控制在163V以上。因此而出现的问题是压缩机电机是针对DC电压较高的条件来设计的，也就是说没有达到最佳的设计指标，效率就下降了。
这是因为DC电压值大约是144V，而在不使用倍压电路的全波整流情况下用最低的导通比升压而获得的最低DC电压大约是163V，PWM波形的脉冲宽度变窄了，在逆变器ON周期中流动的电流值增大(在此周期期间，当某一相的开关元件处在ON时，电流达到最大值)，并且与循环模式(在此周期期间的电流流入该相的续流二极管)下的最低电流不同，这样就进一步降低了转速。这一差动电流与脉动的磁通密度成正比，差动电流越大，铁心损耗就越高。
为了解决这一问题，按照本发明的实施例，在低速范围内通过关断升压斩波器而进一步降低DC电压。通过降低DC级的电压可以展宽逆变器的PWM脉冲宽度。通过展宽脉冲宽度可以减少脉动的磁通密度从而降低电动机的铁心损耗，这是因为在逆变器开关元件的一个周期内的最大电流值与最小电流值之间的差被减少了。
如上所述，为了在电动机的低速范围内减少电动机的铁心损耗，采用了通过关断升压斩波器的方式来降低电压，但是由此带来的问题是由于升压斩波器的关断会增加输入电流中包含的高次谐波。在升压斩波器的工作范围内通过将功率因数控制在大约等于1就可以获得正弦波的电流波形并且减少高次谐波，这是因为电流指令是根据输入AC电压来产生的，在升压斩波器不工作的范围内，电流波形是由转换器和逆变器之间的DC级中的LC滤波器的电抗器的电感值L所决定的，当L值很小时，流过的电流具有很大的尖峰值并且宽度很小，而当L值很大时电流波形就会变成正弦波。因此，尽管通过增大电抗器的电感可以解决高次谐波的问题，但是会带来为了减少高次谐波而使电抗器尺寸增大的问题，往往无法将其装入电冰箱的后板和内板之间的电气元件盒内。
为了解决这一问题，按照本发明的实施例中采用了一种可变电感的电抗器，它的电感在小电流范围内增大。在电抗器的结构中，用围绕着一个铁心或是非晶体材料的线圈绕组形成一个环形磁路，在磁路中的一部分具有气隙。尽管在JP-P-64-3039中已经提出了一种处在逆变器的DC侧并且具有铁心的电抗器并且具有减少高次谐波的效果，流过电抗器的电流越大，在仅仅具有这种铁心的电抗器中的电感就越小。这样所造成的问题就是在升压斩波器被关断的整个范围内无法获得所需的电感值，并且高次谐波在该范围的低速侧会有所增加。
按照本发明的实施例，在电动机的整个工作范围内通过电抗器的结构可以尽量减少高次谐波造成的波动，电抗器的一部分有一个气隙，让铁心和其他部件形成一个环，即使是在起动电流增大的情况下仍然可以维持恒定的电感值L。另外，如下文中所述，尽管本实施例在升压斩波器被关断的情况下是按照一个速度(最低速度)工作的，仍然存在很大的设计自由度，不需要按照每一种机器型号来改变电抗器，因为即使是每一种型号的电冰箱的最低堵塞不同，这种电抗器的电感值仍有一个基本上不变的部分。
以下要参照附图来解释本发明的一个实施例。图1是用来解释电冰箱控制器的一个方框图，电动机控制器的整体结构中包括采用整流电路和升压斩波器电路的转换器电路，逆变器电路，以及压缩机电动机。
AC电源1是一个插座，电冰箱通过电冰箱的插头接收电能。接收到的AC被连接到转换器电路2将其转换成DC。转换器电路2通过构成一个整流电路的二极管21，22，23和24，一个电抗器25，一个二极管26，以及由晶体管功率器件的开关元件27构成的一个升压斩波器电路输出DC电压和电流。转换器电路2内部的升压斩波器电路被连接到转换器电路2内部的整流电路的输出侧，利用上述的功率元件的开关操作和电抗器的能量存储效应迫使输入电流流动，从而升高电压。升压的DC电压被提供给平滑电容器变成稳定的DC电压输出。以下简要地说明这种公知的升压方式。当二极管21侧为正并且开关元件27是ON时，电流的流动方向是AC电源1，二极管21，电抗器25，开关元件27，二极管24到AC电源1，并且在电抗器25中积累电磁能量。当开关元件27在此时被关断时，电流从电抗器25通过二极管26流经平滑电容器25，阻止反向电流和电磁能量向电容器5的转移，这样就升高了电容器5上的电压，从而使DC级电压升压。转换器电路2内部的电阻28是用来检测电流的。
用于DC到AC转换并且用来产生使电动机转动的旋转磁场的逆变器3被连接到电容器5上。逆变器3连接到用来驱动压缩机的电动机4上。尽管在附图中没有详细地表示出被电动机4驱动的压缩机7，它通常是一种和电动机4一起装在一个密封容器中的活塞式压缩机，当然也可以是旋转式压缩机。
逆变器3是一个三相逆变器，本实施例中的开关元件采用了IGBT(绝缘栅双极晶体管)31a到32c。续流二极管33a到34c分别被并联连接到这些开关元件上。电动机4的速度是通过根据电动机4的旋转位置检测器的输出从电容器5上导通120度的DC来控制的，以期获得预定的转速，并且受到每一相导通周期中的导通比的控制(脉冲宽度控制)。
电阻6是一个用来检测电流的电阻。检测到的电流值被传送到过电流保护器111，当检测电流值超过一个门限值时，保护器111的输出信号将构成驱动器110的逆变器3的所有开关元件关断。驱动器110接着关断开关元件。因此，在逆变器的控制中没有电流辅助环路。
比较器100将来自温度设定装置130的冷冻室预定温度信号与来自冷冻冷冻室温度检测器138的实际冷冻室温度相比较，并且向速度指令计算器101输出其温度差。它输出的速度指令在达到最大速度指令之前是与这一温度差成正比的，当温度差过大时，速度指令变成常数。同时，电动机4的感应电压被数额到位置检测器102，根据这一感应电压计算出磁体的位置，并且由速度计算器103根据此位置信号来输出电动机4的旋转速度。比较器104将这一检测速度与上述的速度指令(关于这方面的速度指令限制器136和选择电路137要在下文中说明)相比较。速度的差被输入到一个逆变器PWM占空度指令装置105，在速度差的基础上执行比例-积分运算，并且确定脉冲串的脉冲宽度，以便将速度差减少到零。位置检测器102的输出信号同时被输入到转换输出装置108，它输出一个作为每个开关元件(在图中仅仅表示了一个开关元件)的每一相的开关元件导通120度的转换定时（每一相偏移120度的一个脉冲串)。构成每一相下臂的开关元件32a，32b和32c在这一转换定时周期期间导通，而构成上臂的开关元件31a，31b和31c的ON/OFF是由一个AND电路109对代表转换定时的脉冲串和代表前面的PWM信号的脉冲串进行AND运算后通过一个驱动器110来控制的。
接着要说明转换器2的DC级电压的控制。在本实施例中，DC级的电压是分成高电压(280V)，中等电压(170V)和低电压(120V)三级来控制的。高电压和中等电压是通过控制升压斩波器27的ON/OFF而获得的。在低压段关断升压斩波器27可以使逆变器3的输出脉冲宽度加宽，这样就能起到节能的作用。
用速度计算器103计算的电动机4实际转速和速度指令发生器101计算出的速度指令被输入到一个转换器PAM电压指令发生器106和一个转换器操作判断电路107。转换器PAM电压指令发生器106根据输入的实际速度和速度指令而产生高电压或是中等电压指令。将这一电压指令值与DC电压检测电路50在电容器5两端检测到的DC电压相比较，输出一个具有电流峰值的指令，使电容器5两端的电压变成选定的高电压或是中等电压。一旦根据输入的实际速度和速度指令判断出必须降低DC级电压，转换器操作判断装置107就输出一个斩波器关断信号(PAM关断信号)，用这个信号关断升压斩波器(在下文中有时也将开关元件27称为升压斩波器27)。
乘法器201将来自转换器PAM电压指令发生器106的电流峰值指令和电压检测器29检测到的经过二极管21，22，23和24全波整流之后的电压(脉动电流)相乘，输出一个瞬时电流指令。用一个比较器202将此瞬时电流指令与电流检测电阻28检测到的实际瞬时电流相比较，并且将其偏差输入到一个比较器204和振荡器203所产生的一个锯齿波(斩波)相比较，从中获得脉宽调制信号。这一信号被输入到一个驱动电路205放大之后产生升压斩波器27的门信号。通过控制使输入电压的相位与电流基本上相同，功率因数接近1，这样就消除了瞬时电流指令和瞬时电流之间的差别。通过使电流形成正弦波还可以抑制高次谐波。值得注意的是，在需要低电压时，转换器操作判断装置107输出的斩波器关断信号被输入到驱动电路205，通过阻断门信号而中止升压斩波器27的开关操作。
被虚线A围住的每个元件被封装在一个集成电路中。转换器PAM电压指令发生器106的输出在输出斩波器关断信号期间是中等电压指令，并且将基于瞬时电流偏差的斩波信号输出到驱动电路。信号是在集成电路中形成的，因此，即使是解除斩波器关断信号，DC级电压仍会逐渐上升(未示出)。
目前已经出现了许多种将控制放在集成电路中的转换器控制电路，并且可以通过控制模拟电压来控制DC电压。
值得注意的是，尽管在上述实施例中的DC级电压指令是通过速度指令值和实际速度值来判断的，也可以通过逆变器脉宽调制信号的导通比进行判断。
以下要参照图2详细地说明转换器PAM电压指令发生器106。根据速度指令值和实际速度值执行一个用来选择高电压或是中等电压的程序，并且用模拟电压输出一个指令，在转换器控制电路侧产生选定的电压。也就是说，用来改变DC级电压的指令是根据由电阻R2和R3的局部电位值所确定的电压输出或是由电阻R3和R4的并联电阻值所确定的电压输出而改变的，电阻R3和R4是并联连接的，并且输出电阻R2上的局部电位值。
然而，由于在切换点上出现在DC电压中的巨大变化及其阶梯状的电压变化会给逆变器的PWM占空度带来不利影响，本实施例中采用了即使是在执行上述程序的过程中改变了电压指令时仍通过模拟电路逐渐改变的方式。以下要加以说明。
通过执行上述程序而输出的电压指令是逐渐变化的。按照由电阻R1和电容C为信号变化阶段给定的时间常数使电压逐渐增大。将这一电压与振荡电路中形成的斩波波形相比较。将振荡电路输出波形的峰值设定在DC电压指令值的电压以下。由于比较器的输出是在时间常数电路的输出很大时输出的，输出脉冲串的脉冲宽度是随着时间常数电路的输出电压而逐渐展宽的。然后，当电容C被完全充电时，比较器输出ON。当比较器的输出是ON时，晶体管T导通，在转换器控制电路一侧输出由并联电阻R3和R4的值和电阻R2的局部电位产生的电压(以下称为第一局部电位)(当晶体管处在OFF时电阻R2和R3的局部电位(以下称为第二局部电位))。第一局部电位和第二局部电位的电压交替地输出。第一局部电位的电压周期随着时间常数电路的电压上升而延长，最终输出第一局部电位的电压。这样就会在转换器控制电路一侧输出一个具有不同占空度的矩形波，其宽度对应着时间常数。尽管在图中没有表示，在转换器控制电路一侧设有一个积分电路，用来将矩形波转换成模拟电压。将这一输出当作DC电压指令，将它的值与实际的DC电压相比较，从中获得电流的峰值指令。这些控制可以抑制电动机7转速的脉动，因为可以在切换DC电压时抑制电压的变化。图4表示在改变电阻R1和电容C的时间常数时转速的脉动。从图中可以看出，当时间常数大时，转速的脉动比较小。
值得注意的是，尽管在本实施例中采用了斩波的波形和电阻R1和电容C构成的时间常数，仍然可以输出具有与时间常数相对应的占空比宽度的矩形波，将其作为程序(软件)的DC电压指令。
当DC级的电压发生变化时，也就是从中等电压变成了高电压，从逆变器3输出的脉冲串的峰值变成高，并且转速随着电动机7端电压的升高而急剧增大。
在通过速度指令值和转换器PAM电压指令发生器106内部的实际速度用软件确定DC级的电压从而抑制上述现象的同时，DC级的指令是逐步变化的，因而采用了一个模拟电路来减弱这种变化。
当指令逐步变化时，电动机控制侧的速度反馈电路将上升的速度降低到指令速度，从而使相应的脉冲变窄。然而，速度反馈电路不能很快地响应电动机速度的快速增加，并且不能增大电动机的速度。这样就减弱了逐步的变化，允许速度反馈电路对其作出响应，实际的转速肯定会变得比指令值高。尽管这不是一个重要问题，但是在转速变化时会产生异常的噪声。
因此，按照本发明的实施例，DC级的电压指令从转换器PAM电压指令发生器106被传送到逆变器PWM占空度指令发生器105。当DC级的电压由于接收到变化的指令而在上升的方向上变化时，PWM占空度在不会变成0％的范围内变窄，而当电压在下降的方向上变化时，占空度在不会变成100％的范围内增大。
然后对速度进行控制，即使是在DC级电压逐渐变化的情况下仍使其跟随速度指令。也就是说，由于速度反馈电路针对预先根据DC电压指令的增大/减少所执行的DC级电压变化方向而必须执行的占空度的增大/减少，这样就减少了速度反馈电路的负担。
以下要说明压缩机(电动机)的起动控制。输送到家庭和其他场合的正常供电电压根据供电规程允许有一定的波动范围。考虑到线路内部的电压降，用双电压表示的波动宽度是281±7.5％(260V到303V)。因此，当电压很低时有可能会出现由于电动机转矩不够而难以起动的情况，因为压缩机的起动转矩也是很大的。因此，在本实施例中首先是控制高电压或是中等电压的DC电压指令，从而获得波动很小的DC电压，在压缩机停止阶段或是发出起动指令时实际起动电动机。这样就能提供281±3％的稳定DC电压，从而可靠地起动电动机。
也就是说，转换器PAM电压指令发生器106提取速度计算器103输出的实际速度和选择电路137输出的速度指令，当实际速度为0并且发出速度指令时就判定压缩机需要起动，并且使DC电压指令变成高电压指令。接着，逆变器执行开关操作，在这一电压下起动电动机，如图9所示。然后，当冷冻室温度接近温度的预定值时，转换器PAM电压指令发生器106就通过中等电压发出低电压指令，用低电压驱动电动机。此时，由于升压斩波器停止切换，DC电压会由于上述的电源波动而发生波动。然而，即使是电源电压有波动，仍可以控制电动机使其跟随速度指令，因为电动机的感应电压是上升的，速度反馈控制已经在起作用，并且可以获得用来保持速度的PWM脉冲宽度。值得注意的是，当PAM趋向降低电压时，同时用逆变器控制速度，通过加大脉冲宽度获得速度指令，选择最低的速度，当AC电源电压的波动宽度中电压最低时让导通比达到100％。
以下要说明快速冷冻操作，快速制冰操作和节能操作。家用电冰箱的家用制冷性能可以在冷冻过程中抑制冰的蜂窝结构内部的晶体生长，以便抑制在解冻期间由于蜂窝的破坏流出水滴(包含调味剂和营养物质的汁液)，通过尽量缩短渡过最大冰晶产生区(-1℃到-5℃)(食物中的大多数水分在此期间结冰)的时间而实现高质量的冷冻。为了达到这一目的，在电冰箱的门上设置一个快速冷冻按钮(快速制冰按钮)134，在按下按钮134时开始快速冷冻(快速制冰)操作。除了装在电冰箱门上的按钮之外，快速冷冻按钮134还可以是一个可以通过遥控器闭合的继电器接点或者是电子开关。
按下快速冷冻按钮134就起动了一个急冷电路133内部的定时器，最多执行两小时的快速冷冻操作，直到手动释放快速冷冻按钮134，或者是定时器到时。急冷电路133向选择电路137发出一个速度指令，将电动机的转速设定在(固定的)4200转/分钟。选择电路137选择急冷电路133的速度指令，并且将其输出到比较器104。如果电动机的速度指令是固定的，温度偏差可能变得很大，并且温度的恢复会变得不稳定，因此将温度指令设定在比正常值低-7℃的值。也就是用一个加法器135在温度设定装置130的输出上增加-7℃来设定温度指令。从比较器100输出这一温度与实际温度的偏差。急冷电路133根据这一温度偏差设定速度指令，从电动机4200转/分钟的固定值改变到0转/分钟，防止当冷冻器温度在快速冷冻操作期间变成比预置冷冻器温度(正常是-18℃)低7℃时除了冷冻室之外的电冰箱和蔬菜室被过度制冷。当冷冻器温度上升并且超过了比正常温度低(滞后)7℃的预定温度时，急冷电路133就发出电动机的速度指令，再次起动快速制冷操作。这种动作一直重复到定时器关断时为止。
上述的快速制冷(制冰)操作可以将通过冰晶产生区的最大时间缩短到30分钟以下，并且完成高质量的冷冻。
电冰箱的节能问题作为防止全球变暖的一项措施已经日益受到社会的重视。为了响应这种需求，按照本发明的实施例，在电冰箱的门上设有一个用来实现节能模式的节能按钮132。
按下节能按钮132就可以起动节能操作电路131。为了将预定温度(温度指令)提高1℃，节能操作电路131输出一个信号，在温度设定装置130的输出上增加1℃。用一个加法器135将其相加，并且在节能操作期间将加法器135的输出设定为温度指令。节能操作电路131还输出一个信号到速度指令限制器136，因此，即使是在速度指令发生器101输出的速度指令超过3000转/分钟的情况下，输出到后级的速度指令也不会超过300转/分钟。这样就通过提高预定温度而减少了温度偏差。因此，选择主电路的DC级电压的低电压的可能性就更大，并且加宽逆变器PWM波形的脉冲宽度，电动机的铁心损耗被降低，功率消耗按照上述方式下降。进而，由于可以控制DC级的电压，可以将最低工作转速设定在1600转/分钟到2000转/分钟之间。因此，即使是温度偏差很小，电动机的转速不会不必要地增大，这样就能降低功率消耗。另外，即使是温度偏差很大，最高速度仍被限制在300转/分钟，这样就不会使转速过高，并且能够在按下节能按钮132时降低功率消耗。
节能操作电路131获取冷冻器温度检测器138的输出，并且在检测到冷冻室温度超过-10℃时解除节能操作。因为这意味着负载很大，即使是按照3000转/分钟的电动机转速连续工作，冷冻器内部温度仍在上升，节能操作电路131解除节能操作，恢复到正常操作，并且将冷冻室温度冷却到适当的温度，保持储存在冷冻室内的食物的温度。
值得注意的是，由于快速冷冻操作与节能操作是不能兼容的，当用于一种操作的一个按钮被按下时，即使是按下另一个按钮，也不会执行另一种操作。
接着要按照用来解释图3的控制操作的一个图表来说明用来切换DC电压和用来导通/关断转换器的工作方式。在图3中，水平轴代表压缩机电动机的转速，垂直轴代表提供给电动机的电压和导通比。图中表示的是负载恒定的情况。
在电冰箱舱室没有冷却的状态下，即使是压缩机正在工作，由于温度差很大，速度指令和实际速度都是很大的。如果根据速度指令和实际速度用一个指令将DC电压设定到高电压，输出到时间常数电路的这一信号就是0V。电阻R2和R3的局部电位被提供给转换器控制电路一侧，并且将DC电压设定在例如280V的高电压。当DC电压是280V时，电动机4被控制在高速度。转速的变化宽度被控制在2700转到4200转的范围之内，同时，在逆变器控制电路一侧根据来自上述速度偏差的导通比信号来产生驱动信号，用来驱动逆变器3的开关元件，例如是晶体管，从而控制电动机4的速度。与转速变化宽度相对应的导通比例如可以被控制在45％到95％的范围之内。
当电冰箱舱室被冷却并且其温度接近预定温度时，压缩机电动机4的转速就下降。当电动机4的转速指令低于2700转/分钟并且实际转速降到了2700转/分钟以下(如果指令值是由逆变器3的开关元件的导通比确定的，该导通比就是4.5％以下)时，对时间常数电路的输出就被设定在HIGH，用并联连接的电阻R3和R4来改变局部电位值，并且将DC电压设定到170V(点B)的中间电压。此时的导通比会变成95％。
在切换前、后产生的DC电压和导通比必须是一致的，当DC电压降低时需要将导通比设定在不超过100％的值。转速的变化宽度被控制在1600到2700转的范围内，而转速为1600转时的导通比是55％。
当电冰箱舱室被进一步冷却并且其温度接近预定温度时，可以将电动机4的转速设定到最低转速1600转。当逆变器3的开关元件的导通比下降到55％以下时，或者是电动机4的转速指令处在最低转速的1600转并且实际转速也是1600转时，就关断转换器控制电路一侧的控制，设定到低电压(点A)。这种控制是由上述的转换器操作判断装置107完成的。当DC电压被降低时，必须将导通比设定在不超过100％的值。值得注意的是，当压缩机电动机4的转速不是最低转速时，转换器控制电路一侧的控制也可以关断。
导通比和转速的值只是被用来解释的值。通过重复上述动作也可以随着压缩机电动机4转速的下降通过降低DC电压来控制电动机的速度。
以下要说明与上述情况相反的一种情况，那就是压缩机电动机4加速时的情况。如果电动机4正处在最低转速，当舱室内温度随着电冰箱门被打开或是在舱室内放入热的食物而上升时，与上述的情况相反，电动机4的转速指令就会超过这一最低转速，而实际转速也会超过最低转速(如果采用逆变器3的开关元件的导通比来切换DC电压指令，导通比在55％以上)。在这种情况下，转换器控制电路侧的控制被导通(点A)，将DC电压设定在170V的中等电压。
如果将提供给时间常数电路的DC电压指令设定到0V，从而改变R2和R3的局部电位值，并且将DC电压设定到280V的高电压，还可以进一步增加电动机4的转速。
在电动机4加速和减速的过程中有必要使转速滞后，以便在切换DC电压时抑制转速的不稳定。
另外，尽管DC电压的切换在本实施例中被分成三级，包括控制转换器的导通和关断，如果在DC电压切换电路9中设置多个预定的电压，切换的数目还可以增加。
图5表示转换器电路2的电抗器特性。当电冰箱的舱室被冷却到其温度接近预定温度时，电动机4的转速被设定在最低转速，并且关断转换器控制电路侧(升压斩波器27)的控制。然而，在此时不能满足用来约束电冰箱的值。在电压受到控制的情况下，电抗器25的值可以是1mH左右，从而在电动机4的整个转速控制范围内通过升压斩波器27来改善功率因数，电动机的标准对电冰箱中的高次谐波的限制是D级。然而，如果关断升压斩波器27，电抗器25的值必须达到10mH以上才能满足高次谐波的要求。因此按照上述方式将电抗器设计成在升压斩波器27被关断的低输入(低电流)情况下具有10mH以上的特性，而在升压斩波器27导通的高输入(高电流)情况下具有大约1mH的特性。这样，即使是在升压斩波器27关断时仍可以满足高次谐波的规定。
图6表示在切换DC电压或是在最低转速下关断升压斩波器27的情况下电动机的效率。当电动机4的转速被切换到2700转时，DC电压从280V下降到170V，这样就能将电动机的效率改善1％到2％。由于DC电压下降，逆变器3的导通比就会增大，由斩波器造成的铁心损耗和电动机的损耗就会下降。另外，当转换器控制被关断时，DC电压从170V下降到120V，从而将电动机的效率改善大约2％。图7可以用来解释其原因。图7a表示当DC级电压处在高时逆变器3的开关元件的PWM波形。当开关元件导通时，电动机电流流过电容器5。当开关元件关断时，电流经过续流二极管循环和衰减。假设峰-峰值是ΔIM。按照相同的方式，图7b表示当DC级电压下降时的波形，与图7a中提供给电动机4的同一个电压具有相同的导通比。由于此时的DC级电压很低，并且电流上升速度即使是在开关元件导通时仍然很小，ΔIM比图7a的情况要小。这一ΔIM代表电动机的脉动磁通密度，并且意味着其值越小，电动机的铁心损耗就越小。因此，导通比越大，电动机的效率就越高。
图8的曲线表示了当转换器控制被关断和导通时的控制电路效率。当输入(电流)被降低时，通过关断转换器控制就可以改善控制电路的效率，因为构成升压斩波器的开关元件的开关损耗没有了。因此，象压缩机电动机4的情况一样，当最低转速下的输入很小时可以通过关断转换器的控制来改善系统的效率。尽管在上述实施例的说明中采用了各种各样的数值，但是这些数值仅仅是为了举例，只要是符合控制的原理，还可以采用其他的数值。
另外，上述实施例是用便于理解的控制框图来表示的，比较器100，速度指令发生器101，位置检测器102，速度计算器103，比较器104，逆变器PWM占空度指令发生器105，用来计算转换器PAM电压指令发生器106的电压指令的电路，转换器操作判断装置107，转换输出装置108AND电路109，驱动器，过电流保护电路111，节能操作电路131，急冷电路133，加法器135，速度指令限制器136以及选择电路137都可以用软件来实现。还可以加上一个逆变器将它们集成在一个LSI中。
上述实施例具有以下的效果。通过以压缩机电动机的最高利用率(在最低转速的时间点上)为中心的设计可以使系统实现节能，因为电动机的效率很高。当电冰箱的负载很高时，压缩机电动机可以高速工作，因为上述的DC电压控制电路可以提高DC电压。另外，由于当压缩机电动机的转速被切换到2700转时DC电压会从280V降到170V，可以使电动机的效率改善1％到2％。当转换器控制被关断时，DC电压从170V降到120V。这样可以使电动机的效率提高大约2％，从而实现进一步的节能。进而，通过调节转换器控制也可以改善控制电路的效率，因为这样可以消除功率元件的切换损耗。
接着要参照图10说明电冰箱的概况。在图10中，标号(301)代表一个自动制冰机，(302)是一个冰盒托盘，(303)是一个制冰托盘温度检测传感器，(304)是一个供水装置，(305)是一个供水罐，(306)是一个储冰盒，(307)是一个用来检测储冰盒(306)中的冰的数量的冰检测杆，(308)是一个蒸发器，(309)是设在蒸发器周围的一个除霜加热器，用来除去附着在蒸发器上的霜，(310)是一个舱内冷却空气循环风扇，用来循环冷却舱室内的空气，(311)是用来驱动舱内冷却空气循环风扇的舱内冷却空气循环风扇电动机，(312)是图1所示的控制器，(134)是一个快速制冰(快速制冷)开关，用来起动和控制(设在控制器312内的)快速制冰功能，比正常工作时更快地制冰，(4)是一个动力压缩机，其中包含作为旋转驱动装置的电动机，(315)是电冰箱舱室，(316)是一个独立的制冰舱室或是制冰的角落，而(317)是冷冻舱室。
尽管为了便于解释将上述的快速制冰开关134设在了图10的电冰箱舱室315内部，本发明并非仅限于这种情况，还可以将其固定在电冰箱的门上或是主体的外表面上。另外还要注意，在图中没有表示节能开关。
在具有上述结构的电冰箱中，快速制冰功能会改变动力压缩机4和舱内冷却循环风扇电动机311的转速。这样就能暂时增大制冷循环的制冷能力和提供给自动制冰机301的气流量，加快冷冻舱室内的制冰时间。
按照本发明的实施例，可以通过逆变器电路中的PWM(脉宽调制)控制和转换器电路的PAM(脉冲振幅调制)控制的组合来控制动力压缩机4运行转速的变化。作为具体的方法是这样来控制压缩机的转速的，在电冰箱经常采用的低速范围内用PAM控制将DC电压设定在例如140V的低电压，并且通过逆变器电路的PWM控制来稳定压缩机的特定转速。
在快速制冰操作期间通过脉冲电压振幅控制将DC电压设定到例如280V的高电压，然后通过逆变器电路的PWM控制来稳定压缩机的特定转速。
按照另一种方法，也可以在常用的低速范围内执行上述的PWM控制，例如象资料一中提出的用PWM和PAM控制来控制电动机，并且仅仅通过脉冲电压振幅控制将DC电压升高到例如250V的DC电压，在快速制冰操作期间使压缩机达到特定的转速。在这种情况下，不需要执行逆变器的PWM控制，因为压缩机的特定转速是通过脉冲电压振幅控制(逆变器输出120°导通的脉冲)而达到稳定的。
图11是快速制冰操作中的控制流程图。在图中首先在步骤1中执行正常的制冰操作。然后在步骤2中判断是否按下了快速制冰开关134。如果判断出快速制冰开关134导通(在此处是Y)，程序就进到步骤3，通过增大压缩机的转速，使其超过由上述脉冲电压振幅控制(PAM控制)利用按照提供给动力压缩机4的高、低DC电压来控制压缩机运行转速的正常工作速度，由此来起动快速制冰操作。如果在步骤2中判断出快速制冰开关没有导通(N)，程序就重新回到步骤1。
接着要在步骤4中监视冰盒托盘温度检测传感器303是否达到了低于预定温度(该温度被设定在提供给冰盒托盘302的水完全结冰的温度)的温度。如果判断出传感器检测到的温度低于该预定温度(Y)，程序就进到步骤5，自动制冰机310先执行分离冰的操作，然后执行供水操作。接着要在步骤6中判断快速制冰操作模式是否已经被解除。如果判断出快速制冰操作已经被解除(Y)，程序就再次回到步骤1。如果在步骤6中判断出快速制冰操作尚未被解除(N)，流程就返回步骤4。在步骤4中重复执行判断操作，直至判断出冰盒托盘温度检测传感器303检测到的温度低于预定温度时为止。
如上所述，控制器312具有控制动力压缩机4的运行转速的功能(脉冲电压振幅控制)，逐步切换提供给压缩机的DC电压，通过导通硫酸制冰开关134让电冰箱的动力压缩机4的运行转速比正常运行期间的转速更快。
因此，在需要大量的冰时，如果储冰盒306中已经没有冰了，通过提高动力压缩机4的转速可以提高冷却容量(快速制冰操作)，并且可以将每次制冰的时间缩短到以往(大约0.5到1小时)的一半。由于动力压缩机4在制冰开关134导通时按照预定的高速度工作，一次制冰的时间不会受到电冰箱正常负载(外部空气温度，门的开/关频率，舱室内的装载量)的影响。因此，制冰能力不会下降，不需要大量的时间，即使是需要多次制冰操作，每次制冰的时间波动也很小。快速制冰开关134的其他功能和上文中参照图1所述的情况相同。
即使是与上述PWM控制的情况相比，也不需要将旋转和驱动高速转动的压缩机的电动机符合这种高速范围，可以维持低速范围内的高效率，并且可以通过逐步切换提高给动力压缩机4的DC电压而实现节能，也就是采用脉冲电压振幅(PAM)控制来控制运行速度。
图12表示从全波整流切换到倍压整流的电路结构，这是切换DC电压的另一种方法。逆变器3的电源电路包括整流二极管D1，D2，D3和D4，平滑电容器C1和C2和一个开关SW1。用微型计算机等等构成的一个控制电路11来控制SW1。在开关SW1处在OFF时构成全波整流电路，而当开关处在ON时构成倍压整流和切换电路。通过全波整流电路和倍压整流和切换电路对市电电源整流和平滑之后获得的DC电压被提供给逆变器电路3的开关元件，用来驱动电动机4。
图13表示从全波整流切换到倍压整流过程中的DC电压特性。图示的DC电压特性反映出开关SW1相当于一个继电器。因此，DC电压从全波整流电路切换到倍压整流和切换电路所需的上升时间大约是50ms。在这50ms期间，控制电路11控制提供给压缩机电动机4的电压的导通比使其达到预定的转速。如果开关SW1是一个半导体器件，通过用控制电路11来控制开关从全波整流电路切换到倍压整流和切换电路的ON/OFF定时就可以改变DC电压的上升速度。
图13中所示的DC电压波动是由平滑电容器C1和C2的容量所决定的。因此，通过增大平滑电容器C1和C2的容量就可以减少波动。
如上所述，本发明能够明显地缩短制冰时间，并且能够减少电冰箱的功率消耗，因为通过节能模式提高了电动机的效率。
以上说明的仅仅是最佳实施例，本领域的技术人员在权利要求书所限定的本发明的范围之内还可以实现各种变更。

Claims (21)

1.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预定温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；以及
一种操作模式，将上述预定温度提高，使上述电动机的转速降低到其工作范围内的一个预定值以下。
2.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；
一种操作模式，将上述预置温度提高，使上述电动机的转速降低到其工作范围内的一个预定值以下；以及
用来操作这种操作模式的一个开关。
3.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；
一种操作模式，将上述预置温度提高，使上述电动机的转速降低到其工作范围内的一个预定值以下；以及
一个装置，当上述冷冻室的温度达到了高于上述预置温度的预定温度时结束上述操作模式。
4.一种电冰箱，包括一个用来驱动压缩机的电动机，电动机的转速是由逆变器输出的电力来控制的，并且根据上述电冰箱的预置温度与冷冻室温度之间的偏差改变上述电动机的转速；
上述电冰箱进一步包括一种操作模式，将上述预置温度提高，使上述电动机的转速降低到其工作范围内的一个预定值以下。
5.一种电冰箱，包括一个用来驱动压缩机的电动机，电动机的转速是由逆变器输出的电力来控制的，并且根据上述电冰箱的预置温度与冷冻室温度之间的偏差改变上述电动机的转速；
上述电冰箱进一步包括：
一种操作模式，将上述预置温度提高，使上述电动机的转速降低到其工作范围内的一个预定值以下；以及
用来操作这种操作模式的一个开关。
6.一种电冰箱，包括一个用来驱动压缩机的电动机，电动机的转速是由逆变器输出的电力来控制的，并且根据上述电冰箱的预置温度与冷冻室温度之间的偏差改变上述电动机的转速；
上述电冰箱进一步包括：
一种操作模式，将上述预置温度提高，使上述电动机的转速降低到其工作范围内的一个预定值以下；以及
一个装置，当上述冷冻室的温度达到了高于上述预置温度的预定温度时结束上述操作模式。
7.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；以及
一种操作模式，降低上述预置温度。将上述电动机的转速设定到一个操作范围内的预定值。
8.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；以及
一种操作模式，降低上述预置温度，将上述电动机的转速设定到一个操作范围内的预定值；以及
用来操作这种操作模式的一个开关。
9.一种电冰箱，包括；
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；以及
一种操作模式，降低上述预置温度。将上述电动机的转速设定到一个操作范围内的预定值；
用来操作这种操作模式的一个开关；以及
定时装置，在经过了与上述开关的ON相联系的预定时间之后结束这种操作模式。
10.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；以及
一种操作模式，降低上述预置温度，将上述电动机的转速设定到一个操作范围内的预定值；以及
一个装置，当上述冷冻室温度达到了上述降低的预置温度时停止上述电动机的转动。
11.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；
第一操作模式，提高上述预置温度，使上述电动机的转速降低到一个操作范围内的一个预定值以下；以及
第二操作模式，降低上述预置温度，将上述电动机的转速设定到一个操作范围内的预定值。
12.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；
第一操作模式，提高上述预置温度，使上述电动机的转速降低到一个操作范围内的一个预定值以下；
用来操作第一操作模式的开关；
第二操作模式，降低上述预置温度，将上述电动机的转速设定到一个操作范围内的预定值；以及
用来操作第二操作模式的开关。
13.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来为电动机提供旋转磁场的逆变器；以及
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
上述电冰箱进一步包括：
用来控制上述电动机转速的装置，根据上述电冰箱的预置温度和冷冻室温度之间的偏差来控制构成上述逆变器或是转换器的开关元件的斩波操作；
第一操作模式，提高上述预置温度，使上述电动机的转速降低到一个操作范围内的一个预定值以下；
一个装置，当上述冷冻室温度比上述预置温度高出一个预定值时结束上述操作模式。
第二操作模式，降低上述预置温度，将上述电动机的转速设定到一个操作范围内的预定值；以及
一个装置，当上述冷冻室温度在上述第二操作模式期间达到了上述降低的预置温度时停止上述电动机的转动。
14.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来转动和控制上述电动机的逆变器；
一个转换器，用来输入AC，向逆变器提供可变电压的DC；
用来控制上述转换器的转换器控制装置，输出多个DC电压；以及
在上述多个电压上分别按照脉宽调制方式控制上述逆变器的逆变器控制装置；
上述多个电压当中的最低电压是使上述转换器的升压功能关断的电压。
15.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来转动和控制上述电动机的逆变器；
一个转换器，它具有用来将AC转换成DC的整流电路，以及一个用来升高DC电压的升压电路，并且向上述逆变器提供DC；
用来控制上述升压电路的升压电路控制装置，让上述转换器能够输出多个DC电压；以及
在上述多个电压上分别按照脉宽调制方式控制上述逆变器的逆变器控制装置；
上述多个电压当中的最低电压是上述转换器的整流电路输出的电压。
16.一种电冰箱，包括：
整流电路，用于将AC转换成DC；
用于提升上述DC的升压斩波器；
设在上述整流电路和上述升压斩波器之间的一个电抗器；
设在上述升压斩波器后面的一个逆变器，并且将DC转换成用来转动电动机的AC；
由上述逆变器转动和控制的电动机，用来驱动一个压缩机；
用来控制上述升压斩波器的升压斩波器控制装置，将上述逆变器的DC输入变成多种DC；以及
在上述多种DC电压上分别按照脉宽调制方式控制上述逆变器的逆变器控制装置；
上述电冰箱中的上述电抗器在小电流范围内具有很大的电感，而在大电流范围具有很小的电感。
17.按照权利要求16的电冰箱，其特征是上述电抗器是在具有局部气隙的环形铁心周围用线圈绕制而成的。
18.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来转动和控制上述电动机的逆变器；
具有将AC转换成DC的整流电路的一个转换器和一个用来提升DC电压并且向上述逆变器提供DC的升压电路；
用来控制上述升压电路的升压电路控制装置，让转换器能够输出多个DC电压：以及
在上述多种电压上分别按照脉宽调制方式控制上述逆变器的逆变器控制装置；
上述电冰箱进一步包括：
第一操作模式，用来在低于第一转速的速度范围内操作上述电动机；
第二操作模式，用来按照转速高于上述转速的第二速度驱动上述电动机；
其中的上述多个DC电压是高、中、低三级电压；
上述升压斩波器控制装置对应着上述电动机的转速来选择高、中、低三级电压；以及
在选择上述第二操作模式时选择上述高电压。
19.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来转动和控制上述电动机的逆变器；
具有将AC转换成DC的整流电路的一个转换器和一个用来提升DC电压并且向上述逆变器提供DC的升压电路；
用来控制上述升压电路的升压电路控制装置，让上述转换器能够输出多个DC电压；以及
在上述多种电压上分别按照脉宽调制方式控制上述逆变器的逆变器控制装置；以及
根据上述电动机的转速指令和实际的转数来选择上述多个DC电压。
20.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来转动和控制上述电动机的逆变器；
用来输入AC并且向上述逆变器提供可变电压的DC的一个转换器；
上述电冰箱进一步包括：
用来设定提供给上述逆变器的DC电压的装置，让DC电压值高于从AC转换到DC的值。
21.一种电冰箱，包括：
用来驱动压缩机的电动机；
用来转动和控制上述电动机的逆变器；
用来输入AC并且向上述逆变器提供可变电压的DC的一个转换器；
上述电冰箱进一步包括：
一种操作模式，在起动上述电动机时用低于上述DC电压的电压来驱动上述电动机。
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