用于压缩机的预加热装置和预加热方法制造方法及图纸

本申请提供一种用于压缩机的预加热装置，其包括逆变电路和控制单元。逆变电路包括第一、第二和第三开关装置。控制单元的PWM控制模块输出第一、第二和第三PWM输出模块控制信号。控制单元的PWM输出模块包括第一、第二和第三计数器，并将第一、第二和第三PWM输出模块控制信号分别与第一、第二和第三计数器的具有三角波的第一、第二和第三计数值比较，以分别生成第一、第二和第三PWM控制信号，其分别控制第一、第二和第三开关装置的连通与断开，以分别控制电源提供至压缩机的电机的对应的三相定子绕组的电力。第一、第二和第三PWM输出模块控制信号中的至少两个为恒定的数值。预加热装置对电机产生三相高频交流电和两相直流电，以提高预加热效果且降低噪音。高预加热效果且降低噪音。高预加热效果且降低噪音。

【技术实现步骤摘要】
用于压缩机的预加热装置和预加热方法


[0001]本申请涉及压缩机，特别地涉及压缩机的预加热。

技术介绍

[0002]在环境温度较低的情况下，变频空调的压缩机内的润滑油会发生凝结，从而导致润滑油粘度变大。这使得压缩机启动时启动转矩变大，机械磨损增加，容易造成压缩机启动失败。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，通常采用给润滑油加热的方式来降低润滑油粘度。专利技术人观察到，一种加热方式是在压缩机外壳上安装电加热带，通过电加热带加热压缩机外壳，然后将压缩机外壳上的热量传递到压缩机内，以对润滑油加热。该加热方式会使得整机成本上升，并且加热效率低、加热效果差，加热时间较长。
[0004]专利技术人还观察到，另一种加热方式是通过变频驱动器给压缩机永磁电机定子供电。该加热的一种实施方式是给电机的定子绕组通直流电，使得电流流过定子绕组的电阻产生铜损而发热，热量再传递给压缩机内润滑油。铜损是电流通过电机定子绕组时在定子绕组的电阻上所消耗的功率。由于仅定子绕组产生热量，加热功率有限，因此无法应对定子绕组阻值较小的大功率机组压缩机。该加热的另一种实施方式是给电机的定子绕组通交流电，在电机上产生铁芯损耗和涡流损耗来实现加热。铁芯损耗是定子绕组中的交变电流产生的交变磁场在定子铁芯上产生的损耗。涡流损耗是定子交变磁场在转子铁芯和永磁体中产生的涡流造成的损耗。交流电通过正弦波PWM调制的方式输出，这使得交流电的频率不能太高，需要数倍低于PWM的频率，从而导致加热效果并不理想，并且存在一定的电机噪音问题。
[0005]为了解决最接近的现有技术中的上述问题，本申请提供了一种用于压缩机的预加热装置，其通过控制单元输出控制信号以控制开关装置的连通与断开，从而使电源对压缩机的电机产生三相高频交流电和两相直流电的叠加，以提高对压缩机的预加热效果，并且降低或抑制噪音。
[0006]根据本申请的第一个方面，本申请提供了一种用于压缩机的预加热装置，压缩机包括具有三相定子绕组U、V和W的电机。该预加热装置包括逆变电路和控制单元。逆变电路与电源相连并包括第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置。第一、第二和第三开关装置分别与三相定子绕组U、V和W相连，并配置为连通与断开以分别控制电源提供至对应的三相定子绕组U、V和W的电力。控制单元配置为控制逆变电路的第一、第二和第三开关装置的连通与断开。控制单元包括PWM控制模块和PWM输出模块。PWM控制模块配置为输出第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W。PWM输出模块包括分别具有第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W的第一、第二和第三计数器。PWM输出模块配置为将从PWM控制模块接收的第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W分别与对应的
第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W比较，以分别生成第一、第二和第三PWM控制信号PWM_U、PWM_V、PWM_W，以分别控制第一、第二和第三开关装置的连通与断开。第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W的波形是三角波。第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的至少两个为恒定的数值。
[0007]根据本申请的第一个方面，第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的两个分别为恒定的第一数值和第二数值，第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的其余一个在其对应的计数值的三角波的上升阶段为第一数值和第二数值中的一个，在所述对应的计数值的三角波的下降阶段为第一数值和第二数值中的另一个。
[0008]根据本申请的第一个方面，轮流地选择所述第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的两个分别为恒定的第一数值和第二数值。该轮流地选择使得加热时U、V、W三相两两轮换地通入直流电，从而实现了均匀加热，并延长了开关装置的寿命。
[0009]根据本申请的第一个方面，第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W的三角波的周期和幅值相同且具有120
°
的相位差。因此，该方案有助于使得对电机产生对称的三相交流电，产生旋转磁场，从而提高压缩机的加热效果。
[0010]根据本申请的第一个方面，预加热装置还包括电力采集电路。电力采集电路与逆变电路相连，并配置为采集电源提供至三相定子绕组U、V和W的电压U
dc
和/或电流I
dc
。PWM控制模块基于采集的电压U
dc
和/或电流I
dc
来更新其输出的第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W，以使得PWM输出模块相应地更新其输出的第一、第二和第三PWM控制信号PWM_U、PWM_V、PWM_W。本申请通过电力采集电路将电源提供至三相定子绕组U、V和W的电压和/或电流反馈至控制单元，使得控制单元能够调节电源提供至三相定子绕组U、V和W的电力，从而改进预加热效果。
[0011]根据本申请的第一个方面，PWM控制模块包括采样模块、电流重构模块、功率计算模块、调节模块和比较模块。采样模块配置为对采集的电压U
dc
和/或电流I
dc
进行采样以输出采样的电压U
s
和/或采样的电流I
s
。电流重构模块配置为基于采样的电流I
s
重构流过三相定子绕组U、V和W的直流电流I
u
、I
v
、I
w
。功率计算模块配置为根据采样的电压U
s
和重构的直流电流I
u
、I
v
、I
w
来获取三相定子绕组U、V和W的功率P
u
、P
v
、P
w
。调节模块配置为基于所接收的三相定子绕组U、V和W的电力和预定的电力来分别获取第一、第二和第三调节值δU、δV、δW。三相定子绕组U、V和W的电力包括采样的电压U
s
、重构的直流电流I
u
、I
v
、I
w
和获取的功率P
u
、P
v
、P
w
。比较模块配置为将从调节模块接收的第一、第二和第三调节值δU、δV、δW与比较预定值进行比较来分别输出第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W。PWM控制模块选择性地包括电流重构模块和功率计算模块。
[0012]根据本申请的第一个方面，电流重构模块包括重构计数器。电流重构模块配置为在重构计数器的预定计数值处将采样的电流I
s
获取为流过三相定子绕组U、V和W之一的直流电流。当电流重构模块获取的直流电流与检测装置所获取的对应的直流电流相同时，将重构计数器的当前计数值确定为预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于压缩机的预加热装置(100)，所述压缩机包括具有三相定子绕组U、V和W的电机(103)，其特征在于，所述预加热装置(100)包括：逆变电路(102)，其与电源(101)相连并包括第一开关装置、第二开关装置和第三开关装置(1021，1022，1023)，所述第一、第二和第三开关装置(1021，1022，1023)分别与三相定子绕组U、V和W相连，并配置为连通与断开以分别控制所述电源(101)提供至对应的三相定子绕组U、V和W的电力；以及控制单元(106)，其配置为控制所述逆变电路(102)的第一、第二和第三开关装置(1021，1022，1023)的连通与断开，所述控制单元(106)包括：PWM控制模块(104)，其配置为输出第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W；以及PWM输出模块(105)，其包括分别具有第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W的第一、第二和第三计数器(1051，1052，1053)，所述PWM输出模块(105)配置为将从所述PWM控制模块(104)接收的第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W分别与对应的第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W比较，以分别生成第一、第二和第三PWM控制信号PWM_U、PWM_V、PWM_W，其分别控制所述第一、第二和第三开关装置(1021，1022，1023)的连通与断开，其中，所述第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W的波形是三角波；以及所述第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的至少两个为恒定的数值。2.根据权利要求1所述的用于压缩机的预加热装置(100)，其特征在于，所述第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的两个分别为恒定的第一数值和第二数值，所述第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的其余一个在其对应的计数值的三角波的上升阶段为第一数值和第二数值中的一个，在所述对应的计数值的三角波的下降阶段为第一数值和第二数值中的另一个。3.根据权利要求2所述的用于压缩机的预加热装置(100)，其特征在于，轮流地选择所述第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W中的两个分别为恒定的第一数值和第二数值。4.根据权利要求1所述的用于压缩机的预加热装置(100)，其特征在于，所述第一、第二和第三计数值Cnt_U、Cnt_V、Cnt_W的三角波的周期和幅值相同且具有120
°
的相位差。5.根据权利要求1所述的用于压缩机的预加热装置(100)，其特征在于，所述预加热装置(100)还包括：电力采集电路(107；301，302)，其与所述逆变电路(102)相连，并配置为采集所述电源(101)提供至三相定子绕组U、V和W的电压U
dc
和/或电流I
dc
，其中，所述PWM控制模块(104)基于所述采集的电压U
dc
和/或电流I
dc
来更新其输出的第一、第二和第三PWM输出模块控制信号Cmp_U、Cmp_V、Cmp_W，以使得所述PWM输出模块(105)相应地更新其输出的第一、第二和第三PWM控制信号PWM_U、PWM_V、PWM_W...

【专利技术属性】
技术研发人员：王律明，金小军，孔留网，张志红，单国成，
申请(专利权)人：江森自控泰科知识产权控股有限责任合伙公司，
类型：发明
国别省市：