CN205370894U - 变频半封闭制冷压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变频半封闭制冷压缩机，其包括主控制器、变频控制器及永磁同步变频电机。该主控制器、该变频控制器及该永磁同步变频电机依次电性连接。该主控制器实时侦测该变频半封闭制冷压缩机的运行工况及获取该变频半封闭制冷压缩机的运行数据发送，该变频控制器接收来自该主控制器的运行数据，根据接收的运行数据调整频率及控制该永磁同步变频电机改变输出功率和转速。本实用新型提供的变频半封闭制冷压缩机，以增加永磁同步变频电机和变频控制器，从而使得变频半封闭制冷压缩机一直处于高效率状态工作和达到节能的目的。

Description

变频半封闭制冷压缩机

技术领域

本实用新型涉及压缩机，具体而言，涉及变频半封闭制冷压缩机。

背景技术

现有制冷压缩机的控制，均采用异步电机和外部增设自动控制箱，仅为达到控制压缩机安全运行和保护为目的。

由于制冷压缩机运行工况的变化，制冷压缩机在起始工作时，内置异步电机工作负荷较大，异步电机会以额定功率输出，但当制冷压缩机处于正常工作工况时，制冷压缩机内置异步电机的负荷很小，往往是异步电机额定功率的50％左右，但异步电机一直以额定功率输出，即异步电机是定频的，频率无法改变。因此，制冷压缩机在启动时的负载比较大，在正常工作时负载小很多，一直在用一个大电机去带动一个小的负载，异步电机一直是处于大马拉小车的状态，从而使得异步电机运行效率很低，制冷压缩机效能也很低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供变频半封闭制冷压缩机，以增加永磁同步变频电机和变频控制器，从而使得变频半封闭制冷压缩机一直处于高效率状态工作和达到节能的目的。

一种变频半封闭制冷压缩机，其包括主控制器、变频控制器及永磁同步变频电机，该主控制器、该变频控制器及该永磁同步变频电机依次电性连接，该主控制器实时侦测该变频半封闭制冷压缩机的运行工况及获取该变频半封闭制冷压缩机的运行数据发送，该变频控制器接收来自该主控制器的运行数据，根据接收的运行数据调整频率及控制该永磁同步变频电机改变输出功率和转速。

进一步，该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机的工作电流。

进一步，该运行工况为该永磁同步变频电机的工作温度，该变频半封闭制冷压缩机还包括温度感应器，该温度感应器与该主控制器电性连接，该温度感应器实时侦测永磁同步变频电机的工作温度及传输该侦测的温度数据给该主控制器。

进一步，该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机的工作压力，该变频半封闭制冷压缩机还包括压力感应器，该压力感应器与该主控制器电性连接，该压力感应器实时侦测该变频半封闭制冷压缩机的工作压力及传输该侦测的压力数据给该主控制器。

进一步，该变频控制器和该永磁同步变频电机分体设计。

进一步，该永磁同步变频电机内置于该变频半封闭制冷压缩机中，该变频半封闭制冷压缩机还包括电机盖，该电机盖盖住该永磁同步变频电机，该变频控制器外接在该永磁同步变频电机的电机盖上。

进一步，该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机的工况负荷。

进一步，该主控制器侦测到该变频半封闭制冷压缩机运行工况负荷很大时发送信号给该变频控制器，该变频控制器降低工作频率及控制该永磁同步变频电机以低转速开始运转。

进一步，该主控制器侦测到该变频半封闭制冷压缩机运行工况负荷在逐渐降低时发送信号给该变频控制器，该变频控制器调整工作频率及逐渐提高该永磁同步变频电机的运转转速到最大转速。

进一步，该主控制器侦测到该变频半封闭制冷压缩机运行工况达到预设工况时发送信号给该变频控制器，该变频控制器调整工作频率及逐渐降低该永磁同步变频电机的运转转速到一预定转速。

本实用新型的变频半封闭制冷压缩机引入永磁同步变频电机，取代现有的异步电机，及增加了变频控制器，变频控制器实时根据变频半封闭制冷压缩机的运行状态改变来控制改变频率及相应的改变永磁同步变频电机的输出功率及转速，解决了现有压缩机在正常工作工况时，内置电机长期处于大马拉小车的低效率工作状态，且本实用新型的变频半封闭制冷压缩机无论是在满载、减载或空载情况下，均能保证变频半封闭制冷压缩机内置的永磁同步变频电机始终处于节能高效状态下运行。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种变频半封闭制冷压缩机的结构示意；

图2示出了图1所示的变频半封闭制冷压缩机的模块电性连接示意图。

主要元件符号说明：

1变频半封闭制冷压缩机

2过滤装置

3定子

4转子

50变频控制器

6永磁铁

7油池

8主轴

9电机腔

10吸气端

11永磁同步变频电机

12电机盖

13吸气阀

20主控制器

30温度感应器

40压力感应器

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种变频半封闭制冷压缩机1的结构示意图。

目前半封闭制冷压缩机有两种，分别为螺杆式半封闭制冷压缩机和活塞式半封闭制冷压缩机。螺杆式半封闭制冷压缩机和活塞式半封闭制冷压缩机在气体压缩方式上相同，都属于容积型压缩机，也就是说它们都是靠容积的变化而使气体压缩的。不同点是这两种压缩机实现工作容积变化的方式不同。

本实用新型的变频半封闭制冷压缩机1为螺杆式半封闭制冷压缩机或活塞式半封闭制冷压缩机，图1为活塞式半封闭制冷压缩机。在本实用新型中，螺杆式半封闭制冷压缩机与活塞式半封闭制冷压缩机工作原理相同，故，在此不再对螺杆式半封闭制冷压缩机进行描述。

变频半封闭制冷压缩机1应用于制冷系统中，为制冷系统的一大机件。制冷系统包括制冷剂和含变频半封闭制冷压缩机1的四大机件，在此对制冷系统的结构不做描述。

变频半封闭制冷压缩机1从硬件结构上包括过滤装置2、永磁同步变频电机11、变频控制器50、永磁铁6、油池7、主轴8、电机腔9、吸气端10、电机盖12和吸气阀13。变频半封闭制冷压缩机1还包括其他部件，如活塞、压缩机机体等，在此不一一赘述。

永磁同步变频电机11位于电机腔9内，即电机腔9收容永磁同步变频电机11，通过电机盖12把永磁同步变频电机11封闭在电机腔9中。永磁同步变频电机11包括定子3和转子4。永磁同步变频电机11还包括其他部件，在此不做描述。

电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。永磁同步变频电机11的同步是指其电流频率和转子4的转速是同步的。永磁同步变频电机11的体积相对较小、起动力矩大等特点。

变频控制器50与永磁同步变频电机11电性连接，变频控制器50控制永磁同步变频电机11工作。具体为：变频控制器50通过改变永磁同步变频电机11工作电源频率来控制永磁同步变频电机11的转动。

变频控制器50和永磁同步变频电机11为一体设计或分体设计。在本实用新型的实施例中，变频控制器50和永磁同步变频电机11为分体设计，即变频控制器50外接在永磁同步变频电机11的电机盖12上。通过变频控制器50和永磁同步变频电机11的分体设计，方便用户安装、调试、维修变频控制器50。

永磁铁6位于变频半封闭制冷压缩机1的油池7内。在本实用新型的实施例中，永磁铁6吸附在油池7的底部。油池7中存储有变频半封闭制冷压缩机1工作所需的润滑油。永磁铁6用来吸附润滑油中的铁磁性物质。

通过设置在油池7内的永磁铁6对铁磁性物质进行吸附，可以防止这些铁磁性物质进一步移动而进入内置电机腔9，起到保护永磁同步变频电机11的作用。永磁铁6通过自身磁力吸附在油池7底部。永磁铁6为方形。

制冷系统在工作过程中会产生金属粉末和铁磁性物质。过滤装置2位于变频半封闭制冷压缩机1的吸气端10。在本实用新型的实施例中，过滤装置2设置在吸气端10的吸气通道上。过滤装置2用来过滤吸附从制冷系统回到变频半封闭制冷压缩机1的制冷剂、金属粉末与润滑油中的铁磁性物质，和过滤掉空气中大颗粒的杂质，起到保护变频半封闭制冷压缩机1内部结构的作用。过滤装置2为带有磁性的网状过滤件。过滤装置2安装在变频半封闭制冷压缩机1机体吸气端10的吸气通道内，通过吸气阀13法兰固定。

变频半封闭制冷压缩机1机体轴孔中装配有一根主轴8，永磁同步变频电机11的定子3装配在机体的电机腔9中，永磁同步变频电机11的转子4内孔装配在主轴8上通过平键传动，螺栓紧固。永磁同步变频电机11的转子4与永磁同步变频电机11的定子3端面平齐，永磁同步变频电机11的转子4外径与永磁同步变频电机11的定子3内径留有气隙，永磁同步变频电机11的转子4与永磁同步变频电机11的定子3通过电机盖12密封。变频控制器50安装在电机盖12外端面上。

图2示出了图1所示的变频半封闭制冷压缩机的模块电性连接示意图。

变频半封闭制冷压缩机1从电路结构上包括主控制器20、温度感应器30、压力感应器40、变频控制器50及永磁同步变频电机11。温度感应器30、压力感应器40分别与主控制器20电性连接。主控制器20、变频控制器50及永磁同步变频电机11依次电性连接。

变频半封闭制冷压缩机1的运行工况包括多种运行参数，如变频半封闭制冷压缩机1工作的负荷、电流、压力和温度等。主控制器20用于监测变频半封闭制冷压缩机1的工况负荷和工作电流。压力感应器40用于监测变频半封闭制冷压缩机1的工作压力，如变频半封闭制冷压缩机1的蒸发压力、冷凝压力。温度感应器30用于侦测变频半封闭制冷压缩机1的工作温度，如永磁同步变频电机11的温度。压力感应器40及温度感应器30均与变频半封闭制冷压缩机1中的控制器实现电连接，把各自监测的压力、温度数据传输给主控制器20。主控制器20传输各监测数据给变频控制器50，变频控制器50与永磁同步变频电机11电性连接，变频控制器50根据各监测的运行数据来改变频率及控制永磁同步变频电机11改变转速。

具体为，当该运行工况为该永磁同步变频电机11的工作温度时，该温度感应器30实时侦测永磁同步变频电机11的工作温度及传输该侦测的温度数据给该主控制器20。

该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机1的工作压力时，该压力感应器40实时侦测该变频半封闭制冷压缩机1的工作压力及传输该侦测的压力数据给该主控制器20。

该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机1的工况负荷。

该主控制器20侦测到该变频半封闭制冷压缩机1运行工况负荷很大时发送信号给该变频控制器50，该变频控制器50降低工作频率及控制该永磁同步变频电机11以低转速开始运转。

该主控制器20侦测到该变频半封闭制冷压缩机1运行工况负荷在逐渐降低时发送信号给该变频控制器50，该变频控制器50调整工作频率及逐渐提高该永磁同步变频电机11的运转转速到最大转速。

该主控制器20侦测到该变频半封闭制冷压缩机1运行工况达到预设工况时发送信号给该变频控制器50，该变频控制器50调整工作频率及逐渐降低该永磁同步变频电机11的运转转速到一预定转速。

在变频半封闭制冷压缩机1起始工作时，由于变频半封闭制冷压缩机1工况负荷较大，导致变频半封闭制冷压缩机1中的永磁同步变频电机11负荷增大，主控制器20传输较大工况负荷的运行数据给变频控制器50，变频控制器50根据该较大运行工况负荷控制不让变频半封闭制冷压缩机1中的永磁同步变频电机11直接进入高转速工作，即变频控制器50控制永磁同步变频电机11以低转速开始工作，如控制输出低功率及低转速。

主控制器20实时监控变频半封闭制冷压缩机1的运行状态，及把监测的运行数据发送给变频控制器50，变频控制器50根据变频半封闭制冷压缩机1的运行状态改变来控制改变频率及相应的改变永磁同步变频电机11的输出功率及转速。随着变频半封闭制冷压缩机1运行工况的负荷逐渐降低，变频控制器50通过逐步提高频率来控制逐步提高永磁同步变频电机11的输出功率及转速，如变频控制器50逐步提高频率来控制永磁同步变频电机11按照一预设比例逐渐提高转速，实现了永磁同步变频电机11一直处于高效节能状态运行、智能控制与保护。

如下表所示，假设永磁同步变频电机11的额定功率为0.5PN。在变频半封闭制冷压缩机1起始工作时，即T0时，变频半封闭制冷压缩机1工况负荷为满负荷，变频控制器50控制永磁同步变频电机11的输出功率为0.1PN。此时，变频半封闭制冷压缩机1的能力输出为0.1个单位，变频半封闭制冷压缩机1还没正常启动。

变频控制器50接收主控制器20实时传输的变频半封闭制冷压缩机1的运行状态，随着时间的推移，当时间为T1时，变频半封闭制冷压缩机1运行工况的负荷逐渐降低，变频控制器50控制永磁同步变频电机11的输出功率提高到0.15PN，即提高永磁同步变频电机11的转速。

时间	工况负荷	电机输出功率	能力输出
				T0	100％	0.1PN	0.1
T1	90％	0.15PN	0.1350
				T2	80％	0.18PN	0.144
T3	70％	0.23PN	0.161
				T4	60％	0.31PN	0.186
T5	50％	0.42PN	0.21

依此类推，当变频半封闭制冷压缩机1运行时间到达T5时，变频半封闭制冷压缩机1运行工况的负荷降低到正常工作时所需的负荷，即正常工作的预设工况，变频控制器50控制永磁同步变频电机11的输出功率提高到0.42PN，从而使用额定功率为0.5PN的永磁同步变频电机11就能确保变频半封闭制冷压缩机1处于稳定的工作状态。

本实用新型避免为了变频半封闭制冷压缩机1起始负荷较大，而导致内置电机功率必须配大的情况，如现有的压缩机预正常工作，则必须配置额定功率为1PN的电机。因此，本实用新型的变频半封闭制冷压缩机1在正常工况工作时，永磁同步变频电机11在变频控制器50的控制下一直处于基本满载和高效能状态下运行，从而达到节能的目的。

变频半封闭制冷压缩机1工况未达到预设工况时，随着变频半封闭制冷压缩机1的运行负荷逐渐降低，变频控制器50控制逐渐提高永磁同步变频电机11的输出频率，使得永磁同步变频电机11保持100％功率输出，永磁同步变频电机11以额定功率输出，即变频控制器50控制逐渐提高永磁同步变频电机11的运转转速到最大转速。

变频半封闭制冷压缩机1工况达到预设工况时，变频控制器50控制逐渐降低永磁同步变频电机11的输出频率，使得永磁同步变频电机11调整至保持预设工况稳定的功率输出，即变频控制器50控制逐渐降低永磁同步变频电机11的运转转速到一预定转速。

变频半封闭制冷压缩机1的加载或者减载是根据变频半封闭制冷压缩机1能力需求大小而增加或者变小。加载和减载是会频繁发生的两个动作。当变频半封闭制冷压缩机1的能力需求没有那么大，不需要输出这么大能力的时候，变频控制器50会根据变频半封闭制冷压缩机1能力需求来计算，根据计算结果来调整永磁同步变频电机11的能力输出，也就是要降低永磁同步变频电机11的功率输出，成为减载。当变频半封闭制冷压缩机1的能力需求较大，需要输出这么大能力的时候，变频控制器50会根据变频半封闭制冷压缩机1能力需求来计算，根据计算结果来调整永磁同步变频电机11的能力输出，也就是要提高永磁同步变频电机11的功率输出，谓之加载。

本实用新型提供的变频半封闭制冷压缩机1，由于内置永磁同步变频电机11，利用变频控制器50的变频控制技术，根据变频半封闭制冷压缩机1的运行工况所需，即变频半封闭制冷压缩机1运行所需的实际功率需求，和变频半封闭制冷压缩机1额定电流的情况，控制永磁同步变频电机11的转速，以满足永磁同步变频电机11一直处于高效率状态工作。

由于永磁同步变频电机11的磁场是由永磁体产生的，从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗(铜耗)；永磁同步变频电机11的外特性效率曲线相比现有的异步电机在轻载时效率值要高很多，这是永磁同步变频电机在节能方面，相比异步电机最大的一个优势。

由于永磁同步变频电机11功率因数高，这样相比现有的异步电机其电机电流更小，相应地电机的定子铜耗更小，效率也更高。

本实用新型的变频半封闭制冷压缩机引入永磁同步变频电机，取代现有的异步电机，及增加了变频控制器，变频控制器实时根据变频半封闭制冷压缩机的运行状态改变来控制改变频率及相应的改变永磁同步变频电机的输出功率及转速，解决了现有压缩机在正常工作工况时，内置电机长期处于大马拉小车的低效率工作状态，且本实用新型的变频半封闭制冷压缩机无论是在满载、减载或空载情况下，均能保证变频半封闭制冷压缩机内置的永磁同步变频电机始终处于节能高效状态下运行。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

附图中的框图显示了根据本实用新型的多个实施例的系统和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图中的每个方框、以及框图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该变频半封闭制冷压缩机包括主控制器、变频控制器及永磁同步变频电机，该主控制器、该变频控制器及该永磁同步变频电机依次电性连接，该主控制器实时侦测该变频半封闭制冷压缩机的运行工况及获取该变频半封闭制冷压缩机的运行数据发送，该变频控制器接收来自该主控制器的运行数据，根据接收的运行数据调整频率及控制该永磁同步变频电机改变输出功率和转速。

2.根据权利要求1所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机的工作电流。

3.根据权利要求1所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该运行工况为该永磁同步变频电机的工作温度，该变频半封闭制冷压缩机还包括温度感应器，该温度感应器与该主控制器电性连接，该温度感应器实时侦测永磁同步变频电机的工作温度及传输该侦测的温度数据给该主控制器。

4.根据权利要求1所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机的工作压力，该变频半封闭制冷压缩机还包括压力感应器，该压力感应器与该主控制器电性连接，该压力感应器实时侦测该变频半封闭制冷压缩机的工作压力及传输该侦测的压力数据给该主控制器。

5.根据权利要求1所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该变频控制器和该永磁同步变频电机分体设计。

6.根据权利要求5所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该永磁同步变频电机内置于该变频半封闭制冷压缩机中，该变频半封闭制冷压缩机还包括电机盖，该电机盖盖住该永磁同步变频电机，该变频控制器外接在该永磁同步变频电机的电机盖上。

7.根据权利要求1所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该运行工况为该变频半封闭制冷压缩机的工况负荷。

8.根据权利要求7所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该主控制器侦测到该变频半封闭制冷压缩机运行工况负荷很大时发送信号给该变频控制器，该变频控制器降低工作频率及控制该永磁同步变频电机以低转速开始运转。

9.根据权利要求7所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该主控制器侦测到该变频半封闭制冷压缩机运行工况负荷在逐渐降低时发送信号给该变频控制器，该变频控制器调整工作频率及逐渐提高该永磁同步变频电机的运转转速到最大转速。

10.根据权利要求1所述的变频半封闭制冷压缩机，其特征在于，该主控制器侦测到该变频半封闭制冷压缩机运行工况达到预设工况时发送信号给该变频控制器，该变频控制器调整工作频率及逐渐降低该永磁同步变频电机的运转转速到一预定转速。