TW509775B - Multiple step driving type compressor pump driving system for use in air-conditioning and refrigeration - Google Patents

Description

509775 發明說明（1) 冷藏之多段驅動式壓缩 多段驅動式之系統架構 降低成本提昇電磁相容 統相若功能。 產品，盛行以變頻式驅 控馬達作變迷運轉，進 速運轉以縮翅降溫時間 及減少噪音節省電能。 馬達作變速運轉，並藉 作高轉速運轉，以縮短 使壓縮機作變速低速運 低噪音及節省電能。 變頻式驅動馬達及控制 之電磁相容（EMC)問題 ，導致購買障礙增加， 面效益未能推廣並 :種應用於空調：：之 以降低成本提昇電磁相 系統相若功能者。 構特徵及其他之作用、 本發明係有關一種應用於空調 泵驅動系統之創新設計，為藉特定 取代變頻之無段驅動架構，以明顯 性（EMC )，而獲得與變頻式驅動系 近年來電冰箱、冷氣機等家電 動馬達作變以獲得下列效益： 1 、電冰箱：藉著變頻電源操 而驅動壓縮機作變速運轉，藉較高 ，藉較低速運轉用以維持定溫狀·態 2、冷氣機：藉變頻電源操控 較南頻率驅動馬達，以帶動壓縮泵 降溫時間；藉可變低頻驅動馬達， 轉’使溫度脈動變化較少，且可降 上述效证功能皆為正面，唯因 裝置成本高昂，及變頻驅動控制器 ’致使電路複雜化，尤其價格高昂 使所追求省電、舒適、低噪音之正 本發明之主要目的，乃在提供 多段驅動式壓縮泵驅動系統設計， 谷枉（E M C )，而獲得與變頻式驅動 兹依附圖實施例將本發明之結 目的詳細說明如下： 傳統電力驅動之空調或冷藏裝置，其壓縮機之驅 轉與k的溫度關係如參考圖1所示，由於僅以單一、運 干 逆度之

509775 五、發明說明（2) 塵縮栗，作急冷運轉或停止之間竭運轉模式，以構成溫度 調節功能，因此作設定溫度運作時為藉由單一轉速之馬達 作間竭運轉，馬達運轉耗電大、壓縮機之嗓音高以及溫度 調節周期中，溫差上下變化大適舒性差；而目前市售較新 裂變頻式驅動糸統作疋溫運轉時，以較低轉速隨溫差作變 速運轉’故溫度穩定壓縮泵噪音低，同時節省馬達電能為 其優點，其運轉模式參考圖2所示，但變頻式驅動方式因 系統複雜、價格昂貴、及電磁相容（EMC)問題而未能迅速

普及；此項應用於空調冷藏之多段驅動式壓縮泵驅動系統 ，為尋求一種市場容易接受之價位與良好性能間作整合而 設e十之’具有可接受操控作高功率高轉速運轉或低功率低

轉速運轉之多段運轉功能與相關特定結構，並能在設定 度運轉時，提供下列三種設定溫度運轉模式供應用選擇 A·低速支援運轉模式：若低功率低轉速驅動壓縮泵 βτυ值小於標的定溫所f補充㈣值，㈣統將先以高功 高轉速運轉而在降溫到達設定檢測溫度時，操控馬達作 轉速低功率運轉作支援性溫度調節㈣運轉，則由於在 定溫保持時以低功率低速驅動， > 勒而减少作高速大功率運 之後度而有效拉長溫度變化用地 • i支化周期，並節省電能減少噪音 9

B ·低速定溫運轉槿式：#么 縮泵的ΒΤϋ值大於桿的抓#、w #'統作低功率低轉速驅動 設定溫产德，/又 度所需補充值，則在到 ，又疋/皿度後，糟低功率低轉速 / 你q 平均線作調節性溫度變化^轉功能，形成沿設定溫

不炎笔源電壓及頻率下，< 作兩段或兩段以上3員定轉 速運轉之交流馬達直接驅動或經固定速比減速機構所 驅動；或 (2 )·藉由可藉切換繞組接線改變磁場強度或改變磁場 或電樞阻抗而在不變直流電源電壓下，可作兩段或兩段以 上轉速運轉之直流馬達直^驅動或經固定速比滅速機構所 驅動；或 (3 )·藉由有段或無段可變速機構結合於交流或直流馬 達輸出軸供驅動壓縮泵，並設有町由電能直接或間接操控 之離合器，以切換有段或無&變速機構之速比進而相對改 變壓縮泵之運轉速度者；

E:\精華\181141.ptd 509775 五、發明說明（4) (4).藉 或直流馬達 一 一驅動控 所構成 驅動置 一一中央控 構成之 置或人 設定之 以相對 驅動裝 一一輸入操 構成含 (1 )·人 (2) ·有 (3) ·有 (4 ) ·内 輸入操 或一種以上 能之操控者 --環境檢 所構成 央控制 上述第 不同額轉速及不同 交替作不同轉速不 制裝置CD100 :為 以接受中央控制器 之輸出轉速者； 制器CCU100 :為由 類比或數位控制電 工遙控裝置或來自 信號，以及溫度與 經操控驅動控制裝 置者； 控置IP100 :為由 所 馬力之兩彳+ 叼彳固或兩個以上交流 同功率運轉所構成者； 由t電裝置或固態電子元件 之刼控進而相對操控壓縮泵 機電裝置或固態電子元件所 路，以接受人工操控輸入裝 有線或無線之系統性操控或 渔度等檢測裝置之檢測信號 1CD100 ，進而操控壓縮泵 機電裝置或固態電子元件 工輸入操控裝置Ml 1〇〇 ; 線或無線遙控輸入操控裂置; 線或無線糸統輸入操控裝置S I 1 〇 〇 ; 藏式設定自動操控裝置111〇〇 ; 控裝置可依需求而選用上述（丨）〜（4)其中一種 之輸入操控裝置所構成供作溫度設定或其他功 測裝置TS1 〇〇 :由為機電裝置或固態電子元件 之溫度檢測裝置，以供檢測標的溫度並輸往中 裝置CCU100作相對操控者； 一圖所示系統運轉模式如下： 509775 五、發明說明（5) (1 ).低速支援運轉模式：當標的環境溫度高於設定值 (Preset Level)之上限啟動點（〇n p〇int)時（即高於此 溫度即需㈣壓縮泵）I缩泵驅動《置作高㈣高速驅動 壓縮泵，當標的環境溫度丁降至設定值（preset uvei)下 限點二Off Poin"肖（即到達此溫度或低於此溫度傳統 早速壓細栗即停止系動）則轉為低功率低速驅動壓縮果， 若標的溫^繼續下降即停止泵動；若在低功率低速驅動壓 縮栗之狀悲下，標的溫度呈緩慢上升至設定值上限啟動點 i〇n Point)則壓縮泵轉作高功.率高速系動以降低標的標 扰之溫度，至設定值下限停止點（〇n p〇int )再轉為低 f率低速驅動壓縮泵，如此循環運作，此模式適用於溫度 中度流失之標的運轉需求者；第二圖所 支援運轉模式運作示意圖。 $ π ^ (2).低速定溫運轉模式：當標的環境溫度高於設定值 Preset Level)之上限啟動點（〇n p〇int)時（即高於此溫 ^即需驅動壓縮泵）壓縮泵驅動裝置作高功率高速驅動壓 縮泵，當標的環境溫度下降至設定值（preset Uvei)下限 =止點（Off Point)時（即到達此溫度或低於此溫度傳統 单速壓縮泵即止系動）則轉為低功率低速驅動壓縮栗， ^標的溫度繼續下降即停止泵動，在停止驅動壓縮泵之狀 L下^的脈度若緩慢上升至設定值上限啟動點（丨η七） =，縮泵再作低功率低速泵動以降低標的標境之溫度，至 叹定值（Preset Level)之下限停止點（〇f f p〇int)，如此 循環運作，使標的溫度1依設定溫度值上下限緩降缓昇變

Ε·Λ 精華\181Ul.ptd

第8頁 509775 五、發明說明（6) 化，此模式 所示為本發 (3)·若 動系統之模 此項應 用於冰箱或 前述，唯應 一一介面驅 所構成 冷氣機 速之運 介面裝 綜合上 泵驅動系統 動裝置以使 溫度作特定 因成本較變 其實用性， 圖示簡 參考圖 參考圖 第一圖 三圖 適用於溫度流失較緩和之標的環境者； 明之低速定溫運轉模式。 標的環境溫度流失較大則依傳統單段高轉 式運轉； 用於空調冷藏之多段驅動式壓縮泵驅動糸· 冷氣機時，其壓縮泵之省電低噪音驅動模式如 用於冷氣機時則增加介面裝置如下： 動電路ID100 :為由機電裝置或固態電子 供接受中央控制器CCU 1 0 〇之操控信號，以操^ 運轉時間及操控送風機!^丨〇 〇作啟動或停土或％ 轉及風向之操控及驅動顯示裝置Dpl〇0或其他 置者； 述，本發明應用於空調冷藏之多段驅動式壓縮 :，示一種以特定可操控多段驅動之壓縮泵驅 壓縮果可作多段轉速之運轉及依所擬設定標的 互動運轉’而獲得低噪音節省電能之進步性並 頻式大巾田降低且電磁相容性（E )較佳而增進 功此確切，爰提申請，請依法核審為祈。 單說明： 1 ·傳統電力驅動之空調或冷藏裝置其壓縮機 .之驅動運轉與標的溫度關係。 :口奴新型變頻式驅動系統定溫運轉模 圖。 、 •應用於空調冷藏之多段驅動式壓縮泵驅動系 第 速驅 應

509775 五、發明說明（7) 統構成方塊圖。 苐二圖··應用於空調冷藏之多段驅動式壓縮泵驅動系 統低速定溫運轉模式圖。 第三圖：應用於空調冷藏之多段驅動式壓縮泵驅動系 統低速支援運轉模式圖。 主要圖號說明·· 中央控制器CCU100 ; 驅動控制裝置CD100 ; 壓縮泵CP1 00 ; 顯式裝置DPI 〇〇 ; 送風機F100 ; 介面驅動電路ID100 ; 内藏式設定自動操控裝置ΙΠ0 0; 輪入操控裝置IP100 ; 人工輸入操控裝置MI100 ; 壓縮泵驅動裝置PD100 ; 電源PS100 ; 有線或無線遙控輸入操控裝置R 11 〇 〇 ; 有線或無線系統輸入操控裝置S I 1 〇 〇 ; 環境檢測裝置TS1 00 ;

Claims (1)

1. 六 、申請專利範圍 種應用於空調洽葙 為具有可接受把 多段驅動式壓縮系驅動系統’ 速運輕夕之二=控作高功率高轉速運轉或低功率低轉 含： W力把與相關特定結構，系統之構成 〜、電源PS100 ··含罝士二☆ ’以供電至壓縮：或多相交流電源或直流電源 動控制電路=動裝置之原動馬達、馬達驅 中央控制器、輸動ί達及相關操控電路、 置所需之電能；電路、顯示電路及其他周邊裝 ，=ICP1GG :為由壓縮 〜〜冷媒作壓縮功能之運轉者；切展置所驅動以對 、壓縮泵驅動裝置PDl〇〇 極數，或切拖錶4 C )·错由可错切換繞組 蛊 — 、％且接線改變阻抗，或切施盘民、圭 -相馬達等在不、△接線之 兩段以上額定轉速作兩段或 固定速比減速機構所_動；或、、接·驅動或經 磁場或)電：：：：：：ί:ΐ線改變磁場强度或改變 兩段以上轉=流電源電壓下可作兩段或 減速機構所驅動；或"“’、達直接驅動或缝固定速比 流馬(:)輪Ϊ = = ;變速機構結合於交流或直 間接操控ΪΓ:: 並設有可由電能直接或 .之離一 u切換有段或無段變

   ΕΛ 精華\181141.ptd 第11頁 509775 制裝置CD1 00 構成以接受中 泵驅動置之輸 制器 CCU100 : 成之類比或數 裝置或人工遙 操控或設定之 之檢測信號以 進而操控壓縮 控置IP100 ： 成含： 工輸入操控裝 線或無線遙控 線或無線系統 藏式設定自動 控裝置可依需 以上之輸入操 之操控者； 測裝置TS100 構成之溫度檢 改變壓縮泵之運轉速度 不同額轉速及不同馬力 馬達交替作不同轉速不 :為由機 央控制器 出轉速者 為由機電 位控制電 控裝置或 信號，以 相對經操 泵驅動裝 為由機電 置MI 1 00 ； 輸入操控 輸入操控 操控裝置 求而選用 控裝置所 :由為機 測裝置， 六、申請專利範圍 比進而相對 ⑷·藉 交流或直流 者； 一 一驅動控 元件所 控壓縮 一一中央控 件所構 控輸入 系統性 測裝置 100 ， 一一輸入操 件所構 (1 )·人 (2) ·有 (3) ·有 ⑷·内 输入操 一種或一種 或其他功能 --環境檢 元件所 者； 之兩個或1%個以上 同功率運轉所構成 電裝置或固態電子 之操控進而相對操 裝置或固態電子元 路，以接受人工操 來自有線或無線之 及溫度與溼度等檢 控驅動控制裝置CD 置者； 裝置或固態電子元 裝置RI100 ; 裝置SI100 ; II100 ； 上述（1)〜（4)其中 構成供作溫度設定 電裝置或固態電子 以供檢測標的溫度

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   六、申請專利範圍 並輪往中央控制裝置^旧00作相對操控者。 如申請專利範圍第一項所述之應用於空調冷藏之多段 驅動式壓縮泵驅動系統，含具有下列之一項或一二= 上運轉模式者；運轉模式包括： 、1 (1 )·低速支援運轉模式：當標的環境溫度高於設 定值（Preset Level)之上限啟動點（〇n p〇int) ^ (即咼於此溫度即需驅動壓縮泵）壓縮泵驅動裝置作 高功率高速驅動壓縮泵，當標的環境溫度下降至設定 值（Preset Level)下限點（〇if p〇int)時（即到達此 溫度或低於此溫度傳統單速壓縮泵即停止泵動）則轉 為低功率低速驅動壓縮泵，若標的溫度繼續下降即停 止泵動；若在低功率低速驅動壓縮泵之狀態下，標的 溫度呈緩慢上升至設定值上限啟動點（〇n p〇int )則 壓細果轉作南功率南速果動以降低標的標境之溫戶， 至設定值下限停止點（Off Point )再轉為低功率低 速驅動壓縮泵，如此循環運作，此模式適用於溫度中 度流失之標的運轉需求者； & (2 )·低速定溫運轉模式：當標的環境溫度高於設 定值（Preset Level)之上限啟動點（〇n P〇int)時 (即高於此溫度即需驅動壓縮泵）壓縮泵驅動裝置作❹ 高功率高速驅動壓縮泵，當標的環境溫度下降至設定 值（Preset Level)下限停止點（0ff P〇int)時（即到 達此溫度或低於此溫度傳統單速壓縮泵即停止泵動） 則轉為低功率低速驅動壓縮泵，若標的溫度繼續下降

   509775 六、申請專利範圍 即停止泵動，在停止驅動壓縮泵之狀態下標的溫度若 緩慢上升至設定值上限啟動點（0 η P 〇 i n t )則壓縮泵 再作低功率低速泵動以降低標的標境之溫度，至設定 值（Preset Level )之下限停止點（Of f p〇int)，如此 循環運作，使標的溫度呈依設定溫度值上下限緩降缓 升變化’此模式適用於溫度流失較緩和之標的環境者 (3 )·右彳示的ί衣境溫度流失較大則依傳統單段高轉 速驅動系統之模式運轉。 3、如申請專利範圍第一項所述之應用於空調冷藏之多段 驅動式壓縮泵驅動系統當應用於冷氣機時其增加介面 裝置含： 介面驅動電路ID100 :為由機電裝置或固態電子 元件所構成供接受中央控制器C C U1 0 〇之操控信號 ’以操控冷氣機運轉時間及操控送風機F丨0 〇作啟 動或停止或變速之運轉及風向之操控及驅動顯示 裝置DPI 〇〇或其他介面裝置者。