CN201113564Y - 变频压缩机能量再生控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变频压缩机能量再生控制装置，包括：电源、压缩机及逆变单元，在逆变单元上设置储能系统，储能系统的控制器对压缩机的电动机进行实时监控：当控制器监测到与电动机连接的直流母线上电压高于输入的交流电压对应直流电压时，电动机处于发电状态，对储能系统进行充电；当控制器监测到电动机处于运行状态时，储能系统放电，将电能反馈回与电动机连接的直流母线。正是这样不停的充电放电周而复始，不仅使电动机制动时的能量储存起来再次利用，而且也提高了变频制冷系统的功率因数，从而起到节能降耗的目的。

Description

变频压缩机能量再生控制装置

技术领域

本实用新型涉及变频压缩机制动能量回收再利用的节能系统。

背景技术

目前，国内变频压缩机制冷系统的制动单元一般都采取能耗制动方式，当变频器的输出频率接近为零，电动机的转速降低到一定数值，此时电动机处于能耗制动状态，电动机旋转的动能转换成电能热损耗于电动机的发电回路中，为防止电动机减速过程中所形成的再生电流过大，造成变频器和电动机的损坏，需串入适当的制动单元或制动电阻，这样能量毫无利用的转换为热能损失掉是一种能量的浪费，另一方面由于压缩机制冷系统安装空间狭小，安装难度大，通风条件差，热量很难及时散发出去，导致压缩机制冷系统工作温度升高，效率降低。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中电动机处于能耗制动状态时，其旋转的动能转换成热能损耗于电动机的发电回路中造成能量浪费的缺陷，提供一种变频压缩机能量再生控制装置，该装置能够将旋转的动能转换成电能存储下来，并在需要时释放电能。

本实用新型针对上述缺陷采用的技术解决方案是：

变频压缩机能量再生控制装置，包括：电源、压缩机及逆变单元，在逆变单元上设置储能系统，储能系统包括控制器、充电回路及放电回路，控制器对压缩机的电动机进行实时监控：

(1)充电回路由第一开关模块和储能单元构成，第一开关模块与储能单元串联后与逆变单元连接，当控制器监测到与电动机连接的直流母线上电压高于输入的交流电压对应直流电压时，控制器通过对第一开关模块的脉冲导通实现对储能单元的充电过程；

(2)放电回路由第二开关模块和上述储能单元构成，第二开关模块与储能单元并联，当控制器监测到电动机处于运行状态时，控制器通过对第二开关模块的脉冲导通，使得储能单元中电抗器上形成一个瞬时左正右负的电压，再加上储能单元中电解电容上的电压就能实现从电解电容到直流母线的能量反馈。

上述储能单元的电抗器与电解电容串联连接。

上述储能系统还包括保护单元，保护单元由第三开关模块及电阻串联构成，保护单元再与电解电容并联，充电过程中，当电解电容上的电压增加到某一极限值，此时电动机仍处于发电状态，电能不断送回直流母线，直流母线的电压继续提高，控制器控制第三开关模块的导通，通过保护单元消耗多余的能量。

上述第一开关模块、第二开关模块及第三开关模块中的开关器件采用功率晶体管、金属氧化物-半导体场效应晶体管、绝缘栅双极性晶体管或门极关断晶闸管。

本实用新型的有益效果：此变频压缩机能量再生控制装置，在压缩机停止工作时，其电动机减速过程中发出的电能通过充电回路存储在储能单元中；保护单元在储能单元充电电压达到某一极限值时发挥作用，将电压过高的那部分能量又通过能耗制动消耗掉，既起到能耗制动的作用，又达到保护开关模块和储能单元的目的；在电动机处于电动运行状态时储能单元储存的能量又通过放电回路释放出来供电动机做功。正是这样不停的充电放电周而复始，不仅使电动机制动时的能量储存起来再次利用，而且也提高了变频制冷系统的功率因数，从而起到节能降耗的目的。

附图说明

图1为变频压缩机能量再生控制装置组成简图；

图2为变频压缩机能量再生控制装置控制单元电路原理图。

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明：

具体实施方式

结合图1、图2，变频压缩机能量再生控制装置，包括：电源、整流单元1、缓冲单元2、滤波单元3、逆变单元4及压缩机，在逆变单元4上设置储能系统，储能系统包括控制器、充电回路、放电回路及保护单元7。

整流单元1采用普通的不可控整流桥进行整流，滤波单元3采用通用电解电容E1、E2，缓冲单元2采用可控硅，逆变单元4由功率模块组成，储能系统的充电、放电过程以及保护单元7的工作由控制器进行控制。

充电回路由第一开关模块5和储能单元6构成，第一开关模块5与储能单元6串联后与逆变单元4连接。放电回路由第二开关模块8和储能单元6构成，第二开关模块8与储能单元6并联，储能单元6由电抗器L与电解电容E3串联连接。保护单元7由第三开关模块9及电阻R2串联构成，保护单元7再与电解电容E3并联。

上述第一开关模块5、第二开关模块8、第三开关模块9均由晶体管与续流二极管并联构成，晶体管采用功率晶体管、金属氧化物-半导体场效应晶体管、绝缘栅双极性晶体管或门极关断晶闸管。

当电动机工作于发电状态，控制器对电动机直流母线的电压进行实时监控，当控制器监测到与电动机连接的直流母线上电压高于输入的交流电压对应直流电压时，控制器控制第一开关模块5脉冲导通并关断第二开关模块8实现对储能单元6的充电过程，此时的电抗器L与电解电容E3分压，从而确保电解电容E3工作在安全电压内。充电过程中，当电解电容E3上的电压增加到某一极限值，此时电动机仍处于发电状态，电能不断送回直流母线，直流母线的电压继续提高，此时保护单元7发挥作用，控制器控制第三开关模块9的导通，将电压过高的那部分能量通过电阻R2发热消耗掉，既起到能耗制动的作用，又达到保护开关模块和储能单元6的目的。

当电动机工作于电动运行状态时，控制器监测发现储能系统不再充电，则对第二开关模块8进行脉冲导通，使得在电抗器L上形成一个瞬时左正右负的电压，再加上储能单元中电解电容E3上的电压就能实现从电解电容E3到直流母线的能量反馈。控制器通过对电解电容E3上的电压和直流回路的电压监测，控制第二开关模块8的开关频率及占空比，从而控制反馈电流，确保直流回路电压不出现过高的情况。

上述变频压缩机能量再生控制装置，适用于变频冰箱、冷柜、展示柜、空调等电器系统。

Claims (4)

1、变频压缩机能量再生控制装置，包括：电源、压缩机及逆变单元，其特征在于：在逆变单元上设置储能系统，储能系统包括控制器、充电回路及放电回路，控制器对压缩机的电动机进行实时监控：

(1)充电回路由第一开关模块和储能单元构成，第一开关模块与储能单元串联后与逆变单元连接，当控制器监测到与电动机连接的直流母线上电压高于输入的交流电压对应直流电压时，控制器通过对第一开关模块的脉冲导通实现对储能单元的充电过程；

(2)放电回路由第二开关模块和上述储能单元构成，第二开关模块与储能单元并联，当控制器监测到电动机处于运行状态时，控制器通过对第二开关模块的脉冲导通，使得储能单元中电抗器上形成一个瞬时左正右负的电压，再加上储能单元中电解电容上的电压就能实现从电解电容到直流母线的能量反馈。

2、根据权利要求1所述的变频压缩机能量再生控制装置，其特征在于：所述储能单元的电抗器与电解电容串联连接。

3、根据权利要求1或2所述的变频压缩机能量再生控制装置，其特征在于：所述储能系统还包括保护单元，保护单元由第三开关模块及电阻串联构成，保护单元再与电解电容并联，充电过程中，当电解电容上的电压增加到某一极限值，此时电动机仍处于发电状态，电能不断送回直流母线，直流母线的电压继续提高，控制器控制第三开关模块的导通，通过保护单元消耗多余的能量。

4、根据权利要求3所述的变频压缩机能量再生控制装置，其特征在于：所述第一开关模块、第二开关模块及第三开关模块中的开关器件采用功率晶体管、金属氧化物-半导体场效应晶体管、绝缘栅双极性晶体管或门极关断晶闸管。

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