變頻驅(qū)動(dòng)器的控制與操作的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)大體上涉及變頻驅(qū)動(dòng)器的控制與操作，并且更具體地說(shuō)，但不唯一涉及與加熱、冷卻、空調(diào)和/或制冷(“HVACR”)系統(tǒng)有關(guān)的變頻驅(qū)動(dòng)器的控制與操作。在這種系統(tǒng)中，不合需要的、不受命令的或不受控制的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)，例如螺桿式壓縮機(jī)或螺旋壓縮機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)會(huì)引起相當(dāng)大的問(wèn)題。減輕這種情況發(fā)生的潛在可能性由于目前方案具有各種限制和缺點(diǎn)而不失為備受關(guān)注的領(lǐng)域。不合需要的、不受控制的或不受命令的壓縮機(jī)操作可能對(duì)系統(tǒng)構(gòu)件造成突然故障或增加磨損和破損形式的危害。這些問(wèn)題在包括由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的HVACR應(yīng)用中可能受到特別關(guān)注，電動(dòng)機(jī)則被變頻驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。當(dāng)前對(duì)于這里公開的獨(dú)特且新穎的裝置、方法和系統(tǒng)存在極大的需求。
【背景技術(shù)】
[0002]—個(gè)實(shí)施例是一種包括制冷劑回路、電動(dòng)機(jī)、功率供給和控制器的系統(tǒng)，制冷劑回路包括配置成壓縮制冷劑的壓縮機(jī)、配置成從壓縮機(jī)接收制冷劑的冷凝器以及配置成從冷凝器接收制冷劑的膨脹器；電動(dòng)機(jī)配置成驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)；功率供給配置成驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；并且控制器配置成控制功率供給以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)并分析至少一個(gè)系統(tǒng)狀況；其中控制器配置成基于至少一個(gè)系統(tǒng)狀況而識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的狀況，并基于狀況的識(shí)別而控制功率供給，以阻止壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，控制器配置成控制功率供給以阻止壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)包括控制器配置成控制功率供給，以提供短路狀況，從而有效地為電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電流提供電阻。在某些形式中，短路狀況包括功率供給的兩個(gè)或更多個(gè)開關(guān)裝置被閉合以提供短路。在某些形式中，短路狀況包括提供閉合回路，其包括電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)或更多個(gè)繞組和功率供給的一個(gè)軌道。
[0003]在某些形式中，控制器配置成控制功率供給以阻止壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)包括控制器配置成控制功率供給，以便為電動(dòng)機(jī)提供DC電流，從而有效地推動(dòng)電動(dòng)機(jī)至預(yù)定的對(duì)準(zhǔn)位置，并阻止電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，控制器配置成基于所述至少一個(gè)系統(tǒng)狀況而識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的狀況包括識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的跨壓縮機(jī)的壓力差。在某些形式中，控制器配置成基于所述至少一個(gè)系統(tǒng)狀況而識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的狀況包括識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的壓縮機(jī)空轉(zhuǎn)狀況和壓力狀況。在某些形式中，控制器配置成基于所述至少一個(gè)系統(tǒng)狀況而識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的狀況包括首先識(shí)別壓縮機(jī)是否被命令操作，并且其次識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的壓力狀況。
[0004]在某些形式中，功率供給包括逆變器。在某些形式中，功率供給包括變頻驅(qū)動(dòng)器。在某些形式中，與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的狀況包括電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的狀況包括利用傳感器檢測(cè)到壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的狀況包括在電動(dòng)機(jī)端子上檢測(cè)到指示旋轉(zhuǎn)的反電動(dòng)勢(shì)。
[0005]—個(gè)實(shí)施例是一種方法，其包括提供HVACR系統(tǒng)，HVACR系統(tǒng)包括配置成驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電氣驅(qū)動(dòng)器、配置成被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，以及配置成控制驅(qū)動(dòng)器輸出并分析系統(tǒng)狀況的控制器；識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況；控制驅(qū)動(dòng)器，以便以電的方式阻止電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，從而有效地阻止壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，控制驅(qū)動(dòng)器以便以電的方式阻止電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作包括控制驅(qū)動(dòng)器，以便為電動(dòng)機(jī)提供電流，從而有效地迫使電動(dòng)機(jī)朝著預(yù)定的位置移動(dòng)。在某些形式中，選擇電流的大小，以便提供力，該力足以阻止可歸因于與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況而產(chǎn)生的力。在某些形式中，控制驅(qū)動(dòng)器，以便以電的方式阻止電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作包括控制驅(qū)動(dòng)器，以便提供閉合回路，其包括電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)或更多個(gè)繞組，并包括電阻，電阻基于電動(dòng)機(jī)中由于旋轉(zhuǎn)所感應(yīng)的電流的耗散而有效地阻止電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，閉合回路還包括驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)或更多個(gè)開關(guān)以及驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)或多個(gè)軌道。
[0006]在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括識(shí)別壓縮機(jī)的上游和下游中的至少一個(gè)的壓力狀況。在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括識(shí)別跨壓縮機(jī)的壓力差。在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括識(shí)別壓縮機(jī)是否處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括識(shí)別壓縮機(jī)是否處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且識(shí)別與壓縮機(jī)相關(guān)聯(lián)的壓力狀況。在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括首先確定驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)或壓縮機(jī)是否處于非操作狀態(tài)，其次確定與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的壓力狀況。在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括利用傳感器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括檢測(cè)壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)。在某些形式中，識(shí)別與不合需要的或不受命令的壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀況的動(dòng)作包括在電動(dòng)機(jī)端子上檢測(cè)指示旋轉(zhuǎn)的反電動(dòng)勢(shì)或反電動(dòng)勢(shì)所感應(yīng)的電流。
[0007]—個(gè)實(shí)施例是用于起動(dòng)冷凍劑環(huán)路中的壓縮機(jī)的方法，其包括以第一模式操作壓縮機(jī)，其包括防止用于壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)的電流水平超過(guò)預(yù)定的電流限制達(dá)不超過(guò)預(yù)定周期時(shí)間的時(shí)間周期，并且確定電動(dòng)機(jī)是否在預(yù)定的時(shí)間周期到期時(shí)或之前超過(guò)預(yù)定的速度閾值。某些形式還包括響應(yīng)于確定電動(dòng)機(jī)在預(yù)定的時(shí)間周期到期時(shí)或之前已經(jīng)超過(guò)了預(yù)定的速度閾值而以第二模式操作壓縮機(jī)。在某些形式中，第二模式下的壓縮機(jī)的操作包括相對(duì)于第一模式下的壓縮機(jī)的操作而言提高了電動(dòng)機(jī)速度。某些形式還包括響應(yīng)于確定電動(dòng)機(jī)在預(yù)定的時(shí)間周期到期時(shí)或之前未能超過(guò)預(yù)定的速度閾值而停止壓縮機(jī)的操作。在某些形式中，壓縮機(jī)是螺桿式壓縮機(jī)。在某些形式中，響應(yīng)于確定電動(dòng)機(jī)的扭矩超過(guò)預(yù)定值而以第一模式執(zhí)行壓縮機(jī)的操作。某些形式還包括測(cè)量電動(dòng)機(jī)電流和利用測(cè)量的電動(dòng)機(jī)電流來(lái)確定電動(dòng)機(jī)扭矩。在某些形式中，當(dāng)起動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)自動(dòng)地在第一模式下執(zhí)行壓縮機(jī)的操作。在某些形式中，選擇預(yù)定的電流限制和預(yù)定的時(shí)間周期，從而在不損傷壓縮機(jī)的狀況下提供液體清除功能。在某些形式中，防止用于壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)的電流水平超過(guò)預(yù)定的電流限制包括限制供給電動(dòng)機(jī)的電壓。
[0008]—個(gè)實(shí)施例是一種包括制冷劑壓縮機(jī)的系統(tǒng)，制冷劑壓縮機(jī)包括電動(dòng)機(jī)和配置成以起動(dòng)模式操作壓縮機(jī)的控制器，其中電動(dòng)機(jī)的電流被防止超過(guò)預(yù)定的電流限制達(dá)不超過(guò)預(yù)定時(shí)間周期的時(shí)間周期，并且響應(yīng)于確定電動(dòng)機(jī)在預(yù)定的時(shí)間周期到期時(shí)或之前超過(guò)預(yù)定的速度閾值而以運(yùn)行模式操作壓縮機(jī)。在某些形式中，控制器還配置成包括響應(yīng)于確定電動(dòng)機(jī)在預(yù)定的時(shí)間周期到期時(shí)或之前未能達(dá)到預(yù)定的速度閾值而停止壓縮機(jī)的操作。在某些形式中，運(yùn)行模式下的壓縮機(jī)的操作包括相對(duì)于起動(dòng)模式下的壓縮機(jī)的操作而言提高了電動(dòng)機(jī)速度。在某些形式中，控制器進(jìn)一步配置成響應(yīng)于確定電動(dòng)機(jī)扭矩超過(guò)了預(yù)定值而以起動(dòng)模式操作壓縮機(jī)。某些形式還包括傳感器，其配置成測(cè)量電動(dòng)機(jī)電流并為控制器提供相對(duì)應(yīng)的指示，其中控制器進(jìn)一步配置成使用所測(cè)量的電動(dòng)機(jī)電流來(lái)確定電動(dòng)機(jī)扭矩。在某些形式中，控制器進(jìn)一步配置成當(dāng)激勵(lì)壓縮機(jī)時(shí)自動(dòng)地以起動(dòng)模式操作壓縮機(jī)。在某些形式中，預(yù)定的電流限制對(duì)應(yīng)于使壓縮機(jī)以電動(dòng)機(jī)的速度或在預(yù)定的速度閾值以下的速度操作時(shí)的最大額定電流，從而避免壓縮機(jī)的損傷。某些形式還包括制冷環(huán)路、冷凝器、蒸發(fā)裝置和變頻驅(qū)動(dòng)器。
[0009]—個(gè)實(shí)施例是一種用于操作制冷劑壓縮機(jī)的方法，其包括遵循速度軌跡，速度軌跡配置成如果壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流在預(yù)定的時(shí)間周期到期之前超過(guò)預(yù)定的電流限制的話，那么在起動(dòng)壓縮機(jī)和停止壓縮機(jī)操作之后，保持壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度不超過(guò)預(yù)定的速度限制達(dá)預(yù)定的時(shí)間周期。在某些形式中，選擇預(yù)定的速度限制和預(yù)定的時(shí)間周期，從而在不損傷壓縮機(jī)的狀況下提供液體清除功能。在某些形式中，速度軌跡進(jìn)一步配置成在預(yù)定的時(shí)間周期到期之后增加壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)速度至預(yù)定的速度限制之上。在某些形式中，速度軌跡包括落在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)的第一段，第一段包括在起動(dòng)壓縮機(jī)之后增加至預(yù)定速度限制的增速周期以及保持預(yù)定的速度閾值直至預(yù)定的時(shí)間周期到期的停留周期。在某些形式中，壓縮機(jī)是螺桿式壓縮機(jī)。在某些形式中，在起動(dòng)壓縮機(jī)之后自動(dòng)地跟隨速度軌跡。在某些形式中，響應(yīng)于確定電動(dòng)機(jī)扭矩超過(guò)預(yù)定值而跟隨速度軌跡。
[0010]一個(gè)實(shí)施例是一種包括制冷劑壓縮機(jī)的系統(tǒng)，其包括電動(dòng)機(jī)和配置成以起動(dòng)模式操作壓縮機(jī)的控制器，起動(dòng)模式配置成如果電動(dòng)機(jī)的電流在預(yù)定的時(shí)間周期到期之前超過(guò)預(yù)定的電流限制的話，那么起動(dòng)壓縮機(jī)和停止壓縮機(jī)操作之后防止電動(dòng)機(jī)速度超過(guò)預(yù)定的速度限制達(dá)預(yù)定的時(shí)間周期。在某些形式中，選擇預(yù)定的速度限制和預(yù)定的時(shí)間周期，從而在不損傷壓縮機(jī)的狀況下提供液體清除功能。在某些形式中，控制器進(jìn)一步配置成在預(yù)定的時(shí)間周期到期之后以包括相對(duì)于起動(dòng)模式更高的電動(dòng)機(jī)速度的運(yùn)行方式操作壓縮機(jī)。在某些形式中，控制器進(jìn)一步配置成在激勵(lì)壓縮機(jī)之后自動(dòng)地以起動(dòng)模式操作壓縮機(jī)。在某些形式中，預(yù)定的電流限制對(duì)應(yīng)于使壓縮機(jī)以電動(dòng)機(jī)的速度或在預(yù)定的速度限制以下的速度操作時(shí)的最大額定電流，從而避免壓縮機(jī)的損傷。
[0011]—個(gè)實(shí)施例是一種方法，其包括從驅(qū)動(dòng)器供給電流以起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)與HVACR系統(tǒng)的壓縮機(jī)機(jī)械地聯(lián)接并配置成驅(qū)動(dòng)HVACR系統(tǒng)的壓縮機(jī)，所述壓縮機(jī)配置成以一個(gè)方向操作；確定指示在供給期間在所選擇的時(shí)間周期內(nèi)由所述電動(dòng)機(jī)吸取的電流的信息；比較所述信息與閾值；并且如果所述信息超過(guò)閾值就中斷電動(dòng)機(jī)的操作。在某些形式中，所述中斷動(dòng)作包括終止所述電流供給。在某些形式中，所述確定動(dòng)作包括在控制器輸入處接收來(lái)自傳感器的輸入。在某些形式中，所述確定動(dòng)作包括將接收自傳感器的輸入從模擬轉(zhuǎn)換成數(shù)字。在某些形式中，這種確定發(fā)生在供給電流的動(dòng)作開始之后預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)。在某些形式中，選擇預(yù)定的時(shí)間周期，使其發(fā)生在預(yù)期有電流上沖的初始時(shí)間周期之后。某些形式還包括在起動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)之后如果所述信息不超過(guò)閾值時(shí)就繼續(xù)將電流供給所述電動(dòng)機(jī)的所述動(dòng)作。
[0012]—個(gè)實(shí)施例是一種系統(tǒng)，其包括驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接在螺桿式壓縮機(jī)或螺旋壓縮機(jī)上的電動(dòng)機(jī)；驅(qū)動(dòng)地聯(lián)接在所述電動(dòng)機(jī)上的功率供給；以及控制器，其配置成控制功率供給，以便可選擇地將電流供給電動(dòng)機(jī)，相對(duì)于閾值評(píng)估電動(dòng)機(jī)從功率供給吸取的電流的特征，并基于該特征大于閾值的評(píng)估而控制功率供