CN1314023A - 两级功率输出电机和有关的hvac系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种以显著降低的电元件成本在全载和部分载荷获得最佳效率的驱动感应电机的电控制系统,该系统在整个载荷范围内具有最大的可靠性,并且以最简单的方式达到两级电机功率输出,所述电路具有适合于连接到最大电机工作频率的线路电源,及连接到约为最大工作频率一半的频率的第二电源的感应电机,其中,提供电开关,有选择地将每一电源连接到所述电机,并且第二电源是降低频率的波形发生器,产生降低频率的波形。

Description

两级功率输出电机 和有关的HVAC系统及方法
本发明是1998年1月28日申请的美国专利申请No.09/014,752的题目为“两级功率输出电机(Two Step Power Output Motor)”的部分继续。
本发明涉及一种极简单的速度控制系统，其用于所有类型和相接线的电机，尤其是用于在空调系统中结合空气流通装置(例如通风机和扇)使用的通风机或扇感应电机，或是在这种系统中驱动制冷压缩机的电机。在本发明中，电机可容易地在一个全载的第一速度和一个减小载荷的第二速度之间切换。
本发明进一步涉及将这种电机应用到各种加热和空调(“HVAC”)领域并对其进行控制，特别是通风机或压缩机可以以两级或多级工作。两级压缩机的例子在美国专利4,396,359、5,129,792和5,201,640中披露，这些专利在此引为参考。
关于压缩机、真空泵和其它泵或机器，尤其是那些在单缸或多缸制冷、空调或加热泵系统或类似系统中使用的往复式活塞压缩机，包括如U.S.4,838,769中的scotch yoke压缩机这种机器，经常希望按照冷却载荷的需要改变压缩机的输出，即压缩机的容量。这种调节能够允许获得大的工作效率，同时降低噪音，改善可靠性和舒适度。其潜在益处包括下列的一种或几种，即减小的噪音、更好的除湿、加热泵模式中温热的空气或类似情况。
当将两级或多级压缩机应用于空调或加热泵系统中时，该系统通常包括室内吹风机或扇。当这种可调节压缩机采用这种吹风机或扇电机时，就需要电机速度控制系统，所述控制系统将电机输入功率成比例减小到获得希望的减小容量模式的最佳空气流动立方英尺每分钟(“CFM”)。例如，在两级压缩机中的压缩机容量可被减小大约50％。如果当压缩机容量减小50％时蒸发器吹风机电机被保持在高的CFM空气输出，则在压缩机全载容量50％的情况下，大大低的空气流动级别，就已达到供吹风机使用的蒸发器绕组容量。由于蒸发器的一个作用是将液体转化为气体，由此吸热，一旦达到蒸发器的容量，则吸收的热变得敏感，多余的热由制冷剂本身吸收。这就减小了制冷剂的分子密度，系统的整体效率被打折扣。
在空调模式中蒸发器的另一个作用是从用于调节空间状况的空气中去除湿度。为了去除湿度，蒸发器的表面温度必须小于通过蒸发器表面的空气的露点。如果当压缩机容量降低时蒸发器吹风机电机的输出没有减小，则蒸发器的表面温度会超过空气露点，由此几乎没有提供湿度的去除。除了降低消费者的舒适度外，没有从空气中去除湿度还会降低整个蒸发器容量，这是由于湿度的去除在蒸发器表面提供了一个状态的变化，这被称之为“敏感(sensible)”热去除。具有约7的Sensible/Total比率是理想的。小于该值的S/T比率将引起蒸发器容量的减小，以及消费者的不舒适。这样，当压缩机容量降低时蒸发器吹风机电机的输出量应当降低。优选地，输入到吹风机电机的功率应当以吹风机电机输出所需减小的立方减小，以配合降低的压缩机容量。
可是，对吹风机或扇的电机速度的降低并不是没有困难。许多负面电现象与传统的电机减速器有关，这种减速器采用如绕组抽头和固态电压降低，即斩波来根据冷却载荷所需的变化改变感应电机速度。一个不希望出现的现象是电机效率的降低，即功率输出/输入比值的降低，当电机达不到“所设计的最佳载荷点”时出现这种情况。这种现象传统上由电机技术领域公知的速度/扭矩/效率曲线表示。
在市场上可以买到提供电机全范围最佳效率的装置。这种装置整个包括可变速度电机控制器或逆变器装置，如在1996Warner Electric,SECOElectronics Installation&Operation Manual for SECOAC Drive,SL3000Series AC Motor Drives的第9页图解表示和第63页详细描述的那样，该手册所披露的全部内容在这里作为参考。
进一步的细节和逆变器电路理论总体上的描述在Richard Fowler,Westem Washington University,McGraw-Hill Book Company,Gregg Division.ISBN-0-07-021704-1的题目为ELECTRICITY Principles and Application的书中的第440-451页中给出，该出版物作为整体在此作为参考。
可是，这种逆变器是昂贵并且复杂的，因为它们必须给出宽带操作。这种逆变器通常是为最大频率/速度(例如最大电机速度和最大频率HZ)而设计尺寸的。这种尺寸需要大而笨重的电载荷承载元件、更复杂的微处理器、大DC电流和类似参数。而且，这种复杂性不利地影响它们的可靠性，特别是由于长期使用在一个宽范围内改变电机速度。
本发明的目的是提供一种不复杂、可靠工作的电机速度控制系统，并且可以大为降低的费用生产。本发明一个进一步的目的是提供一种控制，其提供两级速度的电机控制。本发明其它的目的是将这种控制应用于HVAC系统和提供更高效率或舒适性或二者的方法。一个优选的目的是将这种控制应用到包括两级压缩机的HVAC系统的吹风机电机或扇中。
在下面的说明书中将部分列出本发明的其它优点和目的，部分从这种描述中是显而易见的，或者通过实施本发明而得出。借助特别是附加权利要求书中指出的所述元件和其结合可以实现本发明的目的，获得本发明的优点。
按照本发明的目的和意图，如这里所述，本发明的一个实施例被限定为一种以显著降低的电元件成本在全载和部分载荷获得最佳效率的驱动感应电机的电控制系统，该系统在整个载荷范围内具有最大的可靠性，并且以大大简化的方式达到两级电机功率输出。该系统包括感应电机，以最大电机工作频率工作的第一电源，最好是从通常的公共电网得到的线路电源，以低于所述最大工作频率的频率工作的第二电源，有选择地将所述每一电源连接到所述电机的开关。第二电源最好由一减少频率波形发生器产生。所述第一电源最好具有约60HZ的频率，第二电源最好具有约30HZ的频率。在所述优选实施例中，所述电机和电源均是单相的。
按照本发明的目的和意图，如这里所述，本发明进一步包括以两个预定速度驱动感应电机的电路控制系统，该系统基本上包括：以线路电源形式将所述电机直接连接到第一电源的开关装置，与线路电源连接的频率波形发生器，用于产生单一的第二电源，所述第二电源具有不同于线路电源频率的第二预定频率。所述开关装置最好具有这样的能力，即按照预定标准有选择地将所述线路电源连接到感应电动机，由此以第一预定速度运行电机，或将所述第二电源连接到感应电机，由此以第二预定速度运行电机。元件的这种简单结合以高效率和便宜的方式提供了电机的两种速度控制。所述感应电机最好驱动一个HVAC系统的通风机或压缩机，所述开关装置最好包括两级温度调节装置或由该装置驱动。
本发明进一步包括一种对一空间进行空调的操作方法，所述系统包括带有电机的压缩机、膨胀阀、冷凝器、具有电机的通风机和蒸发器。该方法包括下列步骤：检测被调节空间的条件，当检测到的条件指示系统应当以最大载荷工作时以第一预定和固定速度操作压缩机，当检测到的条件指示系统应当以较小载荷工作时以小于第一速度的第二预定和固定速度操作压缩机，以及当压缩机以第一预定速度工作时通过线路电流驱动通风机电机，当压缩机以第二预定速度工作时通过以低于线路电流频率的频率由第二固定电源驱动通风机电机。
在这种方法中，压缩机最好是两级压缩机，通风机是室内吹风机，所述第二电源由连接到线路电源的波形发生器产生，两级温度调节装置检测空间的条件。所述压缩机可以是具有可变曲轴行程和电机的两级往复式压缩机，在第一级所述电机以运行绕组工作，在第二级所述电机以启动绕组工作。这些绕组最好设计为与压缩机的两级载荷匹配，同时获得最大的电机效率和最小的能源成本。
应当清楚，前述的总体说明和下面的详细描述仅仅是示范性和解释性的，并不是如权利要求那样起限定作用。
这里包括的附图构成说明书的一部分，与说明书一起解释本发明的实施例，用于解释本发明的原理。
图1是本发明电机控制电路的电路图；
图2本发明单相逆变器的一个实施例电路图；
图3是包括本发明电机控制电路的HVAC系统的框图；
图4是双级可逆压缩机的压缩机电机控制电路图，其可以被本发明的HVAC系统采用，图中的压缩机电机以启动绕组运行；
图5是图4中压缩机电机的控制电路图，表示压缩机电机以运行绕组运行。
现在详细参考本发明的优选实施例，这些实施例用附图表示出。可能的话，在所有图中采用相同的标记号表示相同或相似的件。
如下面详细地解释的那样，本发明涉及在全载和部分载荷下获得最佳电机效率并以简单的方式实现双级电机功率输出的控制系统和方法。在这些优选实施例中，这种控制被应用于加热系统、通风排气系统和空调(HVAC)系统。在使用中，控制系统可提供通风机电机、压缩机和其它HVAC元件的二级操作，以解泱HVAC系统变化载荷的需要。在一个优选实施例中，在匹配阶段调节压缩机和通风机的操作，以改善HVAC系统的效率，同时保持调节空间内的舒适程度。
按照本发明，为感应电机提供一控制系统，在全载和部分载荷情况下以降低的电元件成本实现最佳效率，并以简单方式实现两级功率输出。控制系统包括以最大工作频率工作的第一电源，以小于上述最大工作频率工作的第二电源和有选择地将所述每一电源连接到上述感应电机的开关。当电机连接到第一电源时，电机以最高速度和最大功率输出工作。当电机连接到第二电源时，电机以较低的速度和较小的功率输出工作。
图1表示本发明的一个控制实施例。如图所示，电机16由电源线22连接到第一电源23并由电源线24连接到第二电源12。开关14可选择地将电机16连接到第一或第二电源。最好，所述电机是单相的感应电机。
在所描述的实施例中，开关14包括一组高触点18和一组低触点20。该开关包括一个电磁接触器，其用于有选择地操作所述高触点或所述低触点。根据GEA-11540B 4/87 15M 1800第23页的通用电气产品“DefinitePurpose Controls”产品信息目录，容易购买到这种电磁接触器，该出版物整体在此引作为参考。可是，对于本领域技术人员来说，显而易见可以采用许多切换开关装置来转换连接到电机的两个不同电源。
为了在全输出量下操作电机，开关14接合高触点18，高触点18将电机连接到第一电源23。在一个优选实施例中，第一电源是常规电压和频率的线路功率。优选地，第一电源是单相电源，其频率在约50-60赫兹范围内，电压在约110-277伏特范围内。这样，在全输出量下，电机由线路电流的较高频率驱动。
为了在部分输出量下工作，开关14接合低触点20，低触点将电机16连接到第二电源12，该电源的频率比所述第一电源的频率低，电压降低或不降低。优选地，第二电源是单相电源，其频率在约22-50赫兹范围内，更优选地，第二电源的频率在约32-37赫兹范围内。
最好，第二电源12是一个低频率波形发生器，尽管对本领域的技术人员来说可以采用具有这种功能的其他的等同装置。该低频率波形发生器可以是一个适合于产生1φ模拟正弦波的Wamer3φSL3000电子装置。其它的发生器包括例如一种常规电-机械发生器。用于本发明的发生器最好由线路电源产生直流电压，然后调节该直流电压以产生一个模拟的具有所需频率和电压的单相电源。
在图2所示的一个优选实施例中，第二电源12是单相逆变器，其通过电源线24与线路电源23相互连接。应当注意，有许多装置能够由可得到的60HZ供应线路产生30HZ。下面的描述举例说明这样一种装置。根据本发明所披露的内容和原理，其它的变更和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。
如图2所示，逆变器12包括整流器70、滤波器72和波形控制器74以及电源开关76。整流器70将从AC电源23输入的电源整流成几乎等于AC输入峰值的脉冲DC电源。这一脉冲DC电源输入到滤波器72，该滤波器可以是一个相对较大的电容器，该滤波器过滤输入的脉冲DC电源，并产生高电压DC组成部分和低电压DC组成部分。
低电压DC组成部分被输入到波形控制器74。波形控制器74产生控制信号，在特定时间将电源开关76接通或关闭，以产生30HZ的电源。这一功能可以通过数字信号处理器(DSP)或微处理器来实现，该微处理器已被编程从而提供所需的开关控制波形。
形成控制信号的一个方法是采用脉宽调制(PWM)。这种方法采用相对高频率的“载波波形”产生输入到电源开关76的控制信号。这种控制信号是所需输出正弦波振幅与频率的“时间代表”。当应用到电机时最终的电源开关输出是所需波形的一个虚拟复制。形成控制信号的另一种方法是采用方波发生器。这种方法采用低成本的处理器产生一个复制所需输出电源频率的方波控制信号。其它的形成所述控制信号的方法对于本领域技术人员来说是显而易见的。
电源开关76接收所述控制信号作为输入。根据该控制信号，电源开关76在特定时间接通或关闭以产生具有所需频率的电源输出，最好是约30HZ。当开关14接合低触点20时，低频率输出功率驱动电机。
以这种方式，本发明的感应电机电控制系统在全载和部分载荷情况下，以降低的电元件成本实现最佳的效率，并且以简单的方式实现两级电机功率输出。这样，本发明包括一种通过在最大工作频率下提供第一电源，在比所述最大工作频率低的频率下提供第二电源，并且为有选择地将所述一个或另一个电源连接到电机提供开关来提供两级感应电机的方法。
按照本发明，本发明的控制系统可被应用到调节空间的多种HVAC系统。在一个优选实施例中，本发明的控制系统用于调节与HVAC系统元件有关的单相电机的输出。如室内通风机、冷凝器扇、压缩机电机这样的电机将在线路功率下以最高容量工作(高速运转)，并在低容量下将被切换到由低频波形发生器产生的功率(低速运转)。所述降低频率波形发生器，其最好是单相逆变器，将用于为实际应用规定的电机载荷点提供最佳的电压/频率比率。
图3表示用于调节空间的HVAC示范实施例。所描述的实施例是一个空调系统，尽管对于本领域(包括热泵)技术人员来说这里所披露的系统和方法可用于任何HVAC系统。所述HVAC系统包括由电机驱动的压缩机42、膨胀阀、蒸发器，由电机36驱动的通风机32、冷凝器和户外扇44。优选地，所述的压缩机电机和室内通风电机均是能够在第一级和第二级工作的两级装置，所述第二级提供比第一级较低的输出功率，并需要较小的功率。
如本领域技术人员已知的那样，在HVAC系统中的压缩机用于压缩制冷剂。该压缩机可以是对本领域技术人员显而易见的任何类型的压缩机，包括但不仅限于涡卷压缩机或类似的旋转式压缩机、螺杆式压缩机或往复式压缩机。压缩机的输出功率由HVAC系统控制，该系统连接到压缩机的驱动电机。
如果旋转或螺旋压缩机用于所述HVAC系统，则压缩机的输出可利用本发明的电机速度控制进行分级。在这种应用中，当所述控制系统开关与高触点接触时，压缩机电机由线路电流驱动，这样就以全载工作。当开关与低触点接触时，压缩机由第二电源驱动，所述电源由所述降低的频率波形发生器产生，这样压缩机就以减小的容量工作。以这种方式，当环境指示压缩机仅需要以部分载荷运行时，输入到压缩机的功率可被减小。可选择两级电源的相对频率和功率以最有效地匹配HVAC系统的载荷条件。
还如本领域技术人员已知的那样，在HVAC系统中典型的蒸发器包括一组冷却制冷剂通过的绕组。室内空气通过通风机经过所述绕组。室内空气在冷却绕组上的接触降低了室内空气的温度。在一个采用本发明的HVAC系统中，通风机最好是由单相感应电机36带动的通风机32。所述通风机电机例如那些从Lau industries得到的电机，并具有60HZ、1/2HP和1080rpm额定载荷。在所述优选实施例中，通风机电机连接到本发明的控制系统，其反过来由所述HVAC系统操作。如上所述，控制系统开关可被用于将通风机电机连接到线路电源以全部容量驱动所述通风机电机，或者控制系统开关可被用于将通风机电机连接到单相逆变器以部分容量驱动所述通风机电机。通过由单相逆变器驱动所述通风机电机，可减小功率输入。例如，一个设计用于在全载下在0.5IWG产生约1000CFM的约400瓦输入的通风机电机在降低载荷的情况下以约100瓦的输入功率工作，在37HZ,0.08IWG条件下产生约600CFM。
优选地，所述控制系统一起调节压缩机电机和通风机电机，以便它们以匹配级工作。压缩机电机和通风机电机的输出量最好匹配，以提供匹配载荷在最小能源成本的条件下的最佳结合。当空间环境这样指示时，通过以部分容量操作压缩机电机和通风机电机，HVAC系统的整体效率可得到改善。优选地，所述控制系统还调节室外冷凝器扇的操作，分级工作以匹配压缩机和通风机电机。
本发明的HVAC系统可以通过多种温度调节器来控制。在如图3所示的一个优选实施例中，两级温度调节装置34被置于被调节的空间内，以检测空间环境。几个这样的温度调节装置也是可以的，所述温度调节装置例如是一种从WHITE-ROGERS DIVISION of Emersion Electric Co.可获得的装置，并且在INSTRUCTION小册子，第4页的No.37-3421部分详细描述，该出版物作为整体在此引作为参考。
温度调节装置34被连接到每一个都包括开关14的控制装置38、40。这样控制装置38、40根据温度调节装置34检测到的空间环境条件决定相应开关的位置和HVAC系统的工作容量。如果被检测的环境指示系统应当以全载工作，则开关移动与高触点接触。类似地，如果被检测的环境指示系统应当以部分载荷工作，则开关移动与低触点接触。
当应用到所示范的HVAC系统时，本发明的方法包括检测被调节的空间的环境条件，当被检测的条件指示系统应当以最大载荷工作时，以第一个预定的固定速度操作所述压缩机，当被检测的环境指示系统应当以较小载荷工作时，则以低于所述固定速度的第二预定的固定速度操作压缩机，并且当压缩机以第一预定速度工作时由线路电流驱动通风机电机，当压缩机以第二预定速度工作时，以低于线路电流频率的频率由固定功率的第二电源驱动通风机电机。
在所述最优选实施例中，压缩机42是两级可逆压缩机，其以所述第一预定速度沿向前方向旋转，并且以第二预定速度沿相反方向旋转。这种压缩机总体上在美国专利4,479,419、4,236,874、4,494,447和4,245,966中描述，它们在此作为参考。关于这些专利，曲柄销轴颈是复杂的，并且包括一个内偏心轴颈和一个或多个外偏心轴颈，内轴颈是曲柄销轴的外表面，所述一个或多个外偏心轴颈在这些专利中被称之为“偏心凸轮或环形物”，并且可转动地安装或叠加在所述内轴颈上。连接杆轴承可旋转地安装在最外面轴颈的外表面。这些压缩机优选的实施例更全面地在未审批的1998年8月14申请的“Adjustable Crankpin Throw Structure Having Improved ThrowStabilizing Means”专利申请No.08/911,481和目前申请的申请号为NO.----的“Two Stage Reciprocating Compressors and Associated HVAC System andMethods”专利申请中描述。
在如图4和图5描述的实施例中，压缩机48包括具有启动绕组54和运行绕组52的电机。电机保护器50可被连接在绕组52和54之间，电源为压缩机电机提供保护。运行电容器62、电机高位开关60和电机低位开关58也在控制电路中相互连接。
当电机沿第一方向转动时，其以运行绕组52工作，当电机沿相反方向转动时，其以启动绕组54工作。选择这些绕组使得当电机沿向前的方向运行工作时电机以与压缩机的最大载荷有关的第一载荷工作，当电机以相反方向运行工作时，电机以压缩机降低的载荷工作。
电源线22通过连接到电机保护器50的公共接头(C)。如图4所示，在电机高位开关60闭合时，当离开电机保护器后，电流将如箭头56所示分路穿过启动绕组54和主，即运行绕组52。在这一级，电机将使用运行绕组52作为主绕组，并且将运行电容器62与启动绕组54串联，获得两个活塞作用的标准电机旋转。在所述优选实施例中的触点是单极开关，其便宜且容易买到。
如图5所示，断开电机高位开关60，接通电机低位开关58以相反方向运行压缩机电机。然后电机将使用启动绕组54作为主绕组。所述开关位置将运行电容器62与运行绕组52串联。以这种模式布置的运行电容器62便于电机机械转动变化，并且同时降低电机力量以配合最终降低的或消除的活塞冲程，这样在减小载荷下获得最大的电机效率。
在相反电机方向，将转换电机控制开关的一个延迟引入所述系统，以允许能利用系统均衡或一个硬启动工具使得电机克服载荷反转。在反转电机旋转方向之前需要至少一个小的延迟(持续几秒钟到一分钟或两分钟)。
电机绕组最好被设计为符合所用的压缩机电机的功率和速度的要求，由此当全载和低载荷工作时，提供压缩机(或其它装置)功率和效率的最佳匹配。优选地，当电机以向前的方向旋转时，给定压缩机电机被设计为与压缩机的全载容量匹配，当电机以相反方向旋转时，给定压缩机电机被设计为与压缩机的部分载荷容量匹配。优选地，所述电机在向前和相反方向转动时电机以相同的速度运行。
在包括这种优选的两级可逆带鼓风装置的压缩机HVAC系统中，当压缩机以全载工作时该HVAC控制系统将通风机电机连接到线路功率，当压缩机以部分载荷工作时该HVAC控制系统将通风机电机连接到单相逆变器。这类似地使得压缩机电机在第一级以运行绕组工作，在第二级以启动绕组工作。可采用两级温度调节装置控制所述压缩机和通风机电机。
当需要低载荷工作时，所述最终的HVAC系统(无论是单个空调系统或加热泵系统)在大部分时间内以低的电元件成本和低的电能消耗提供了安静的压缩机操作以及安静的室内通风机工作。
对本领域技术人员来说，从这里所披露的说明书和附图得出本发明其它的实施例是显而易见的。并且描述的说明书和例子在此仅打算作为实施例，其实际保护范围由下面的权利要求书限定。

Claims (26)

1．一种在全载和部分载荷条件下以降低的电元件成本获得最佳电机效率和以简单方式实现两级电机功率输出的方法，所述方法包括：
提供一个感应电机；
提供一个以最大工作频率工作的第一电源；
提供一个以比所述最大工作频率小的频率工作的第二电源；以及
提供一个开关，其有选择地将所述每一电源连接到所述电机；
其特征在于，所述第一电源是商品化的线路电源，所述第二电源通过一个降低频率的波形发生器提供。
2．一种如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一电源具有在约50HZ到约60HZ范围内的频率和在约110V到约277V范围内的电压，所述第二电源具有在约20HZ到约50HZ范围内的频率。
3．一种如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一电源具有在约110V到约240V范围内的电压，所述第二电源具有在约32HZ到约37HZ范围内的频率。
4．一种如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一和第二电源是单相电源。
5．一种在全载和部分载荷条件下以降低的电元件成本获得最佳效率和以简单方式实现两级电机功率输出的感应电机电控制系统，所述系统包括：
以最大工作频率工作的第一电源；
以低于所述最大工作频率的频率工作的第二电源；
有选择地将所述每一电源连接到所述电机的开关，
其特征在于，所述第一电源是线路电源，所述第二电源包括一个降低频率的波形发生器。
6．一种如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一电源具有在约50HZ到约60HZ范围内的频率和在约110V到约277V范围内的电压，所述第二电源具有在约20HZ到约50HZ范围内的频率。
7．一种如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一电源具有在约110V到约240V范围内的电压，所述第二电源具有在约32HZ到约37HZ范围内的频率。
8．一种如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一和第二电源是单相电源。
9．一种如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述降低频率的波形发生器产生一个模拟正弦波。
10．一种如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述降低频率的波形发生器是单相逆变器。
11．一种以两种预定速度驱动感应电机的电控制系统，所述系统实质上包括：
将所述电机直接连接到以线路电源形式的第一电源的开关装置；
与线路电源连接的频率波形发生器，以产生一个第二电源，所述第二电源具有一个不同于线路电源频率的第二预定频率；以及
所述开关装置具有选择连接的能力，即按照预定标准有选择地将所述线路电源连接到感应电机，由此以第一预定速度运行电机，或将所述第二电源连接到感应电机，由此以第二预定速度运行电机。
12．一种如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述频率波形发生器提供一个第二电源，其具有小于线路频率的频率。
13．一种如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述频率波形发生器产生单相模拟正弦波。
14．一种如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述线路电源包括单相电源，其具有在约50HZ到约60HZ范围内的频率和在约110V到约277V范围内的电压，所述频率波形发生器产生频率在约20HZ到约50HZ范围内的单相电源。
15．一种如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述电机是驱动加热或空调系统的部件的电机，并且所述开关装置包括两级温度调节装置。
16．一种如权利要求15所述的系统，其特征在于，所述开关装置包括电磁开关。
17．一种对一空间进行空调的工作方法，所述系统包括带有电机的压缩机、膨胀阀、冷凝器、具有电机的通风机和蒸发器，该方法包括下列步骤：
检测被调节空间的条件；
当检测到的条件指示系统应当以最大载荷工作时以第一预定和固定速度操作压缩机；
当检测到的条件指示系统应当以较小载荷工作时以小于第一速度的第二预定和固定速度操作压缩机；以及
当压缩机以第一预定速度工作时通过线路电流驱动通风机电机，当压缩机以第二预定速度工作时通过以低于线路电流频率的频率由第二固定电源驱动通风机电机。
18．一种如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第二电源由降低频率的波形发生器产生。
19．一种如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述通风机电机是单相感应电机，所述线路电压和第二电源电压均是单相的。
20．一种如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述线路电压的频率在约50HZ到约60HZ范围内，所述第二电源的频率在约20HZ到约50HZ范围内。
21．一种如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述通风机是将空气吹过蒸发器绕组的通风机。
22．一种如权利要求21所述的方法，其特征在于，检测空间条件的步骤通过两级温度调节装置实现。
23．一种如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述压缩机是两级可逆压缩机，在第一预定载荷所述压缩机以向前方向旋转，在第二预定载荷所述压缩机以相反方向旋转。
24．一种如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述压缩机电机具有运行和启动绕组，当其以向前方向旋转时以运行绕组运行，当其以相反方向旋转时以启动绕组运行。
25．一种如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述通风机电机的速度和压缩机的容量相互成比例减小。
26．一种如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述线路电流具有约60HZ的频率，所述第二固定电源具有约30HZ的频率。
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