螺杆式压缩机的驱动控制的制作方法
【专利说明】螺杆式压缩机的驱动控制
[0001]本申请是申请人为特灵国际有限公司、国际申请日为2010年8月18日、申请号为201080037055.X(国际申请号为PCT/US2010/045838)、题为“螺杆式压缩机的驱动控制”的PCT发明专利申请的分案申请。
【背景技术】
[0002]制冷系统中的压缩机将制冷剂的压力从蒸发器压力升高到冷凝器压力。蒸发器压力有时称为吸入压力，而冷凝器压力有时称为排出压力。在排出压力下，制冷剂能够冷却所要求的介质。在这些制冷系统中使用包括旋转螺杆式压缩机在内的多种类型压缩机。
[0003]螺杆式压缩机包括朝向螺杆式压缩机的工作腔室开口的吸入端口和排出端口。工作腔室包括一对啮合的螺杆式转子，该对啮合的螺杆式转子在螺杆式转子与工作腔室的内壁之间限定压缩袋。通过吸入端口接收制冷剂并将制冷剂输送至压缩袋。转子的转动从吸入端口闭合压缩袋并随着转子将制冷剂朝向排出端口移动而减小压缩袋的容积。由于压缩袋容积的减小，转子将制冷剂以大于吸入压力的排出压力输送至排出端口。
【发明内容】
[0004]揭示了制冷系统、压缩机系统和控制这种系统的螺杆式压缩机的方法的实施例。控制制冷系统的螺杆式压缩机的运行的方法的实施例可包括接收关于制冷系统的螺杆式压缩机的运行的状态信号。该方法还包括基于所接收的状态信号确定螺杆式压缩机的运行点，并基于该运行点为螺杆式压缩机选择转矩曲线。该方法还可包括根据所选择的转矩曲线驱动螺杆式压缩机。还提出了适于实施所揭示的控制螺杆式压缩机的运行的各实施例的制冷系统、压缩机系统的各实施例。
[0005]本领域的技术人员在结合附图阅读以下详细说明书后会理解上述各实施例的优点和优越特征及其其它重要方面。
【附图说明】
[0006]在此借助于实例且不受附图限制地描述各实施例。为了简单且清楚地进行说明，附图中所示构件不一定是按比例绘制的。例如，为了清楚，某些构件的尺寸可能相对于其它构件进行了放大。此外，在认为适当的情况下，在各附图中用重复的附图标记来标示相应或类似的构件。
[0007]图1示出包括压缩机系统的制冷系统的实施例。
[0008]图2示出图1的压缩机系统的其它细节。
[0009]图3示出图1的压缩机系统执行的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010]以下说明书描述制冷系统、压缩机系统和控制这些系统的压缩机的技术。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便于提供对所述系统和技术的透彻理解。但是，本领域的技术人员会容易地理解到，可没有这些具体细节来实践所描述系统和技术的各实施例。在其它情况下，未详细示出和描述所述系统和技术的各具体方面，从而使所描述的系统和技术更清楚。
[0011]说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等，表示所述实施例可包括具体特征、结构或特性，但每个实施例不一定包括该具体特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指同一实施例。当结合一实施例描述特定特征、结构和特性时，其它实施例可包含或以其它方式实施这些特征、结构和特性，无论是否进行明确描述。
[0012]可在硬件、固件、软件或其组合中实施所述系统和技术的某些方面。所述系统的某些方面也可实施为存储在机器可读介质上的指令，这些指令可由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可包括能以机器(例如计算装置)可读形式存储信息的任何存储装置。例如，机器可读介质可包括只读存储器(R0M)、随机访问存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存装置和其它介质。
[0013]现参照图1，示出制冷系统100的一实施例。制冷系统100可使诸如液态制冷剂的流体110循环以冷却诸如房间、住宅或建筑之类的空间。循环流体110可从所要冷却的空间吸收和去除热量并可随后将热量排放到它处。如图所不，制冷系统100可包括压缩机系统120、冷凝器130、膨胀阀140和蒸发器150，冷凝器130联接至冷凝器系统120，膨胀阀140联接至冷凝器130，蒸发器150联接在压缩机系统120与膨胀阀140之间。
[0014]压缩机系统120可包括吸入端口 122和排出端口 124。压缩机系统120的吸入端口122可接收处于称为饱和蒸汽的热力学状态的流体110。随着压缩机系统120将流体110从吸入端口 122传送至排出端口 124，压缩机系统120可压缩流体110。具体来说，吸入端口 122可接收处于吸入压力和吸入温度下的流体110。压缩机系统120可压缩流体110并可在高于吸入压力的排出压力下经由排出端口 124排出压缩流体110。对流体110进行压缩还会致使流体110在高于吸入温度的排出温度下被排出。从排出端口 124排出的流体110可以处于称为过热蒸汽的热力学状态。因而，从压缩机系统120排出的流体110会处于流体110会易于用冷却空气或冷却流体进行冷凝的温度和压力下。
[0015]冷凝器130可联接至压缩机系统120的排出端口124以接收流体110。当流体110穿过冷凝器130时，冷凝器130会冷却流体110，并可将流体110从过热蒸汽转变成饱和液体。为此，冷凝器130可包括盘管或管道，流体110穿过这些盘管或管道，冷却空气或冷却液体越过这些盘管或管道流动。由于穿越冷凝器130的盘管的冷却空气或冷却液体，流体110可将热量从制冷系统100排放或以其它方式传递到空气或液体，空气或液体又将热量带走。
[0016]膨胀阀140可从冷凝器130接收处于称为饱和液体的热力学状态的流体110。膨胀阀140可迅速降低流体110的压力。迅速的压力降低可造成流体110的至少一部分的绝热闪蒸，这可降低流体110的温度。具体来说，绝热闪蒸可产生流体110的气液混合物，该流体110的气液混合物的温度低于所要冷却的空间的温度。
[0017]蒸发器150可从膨胀阀140接收冷流体110，并可将冷流体110引导穿过蒸发器150的盘管或管道。暖空气或液体可从所要冷却的空间越过蒸发器150的盘管或管道循环。穿越蒸发器150的盘管或管道的暖空气或液体可使冷流体110的液体部分蒸发。同时，穿越盘管或管道的暖空气或液体可被流体110冷却，因此降低所要冷却空间的温度。蒸发器150可将流体110作为饱和蒸汽输送至压缩机系统120的吸入端口 122。因此，蒸发器150可完成制冷循环并可将流体110返回至压缩机系统120，以再次循环通过压缩机系统120、冷凝器130和膨胀阀140。因此，在制冷系统100中，蒸发器150可从所要冷却的空间吸收和去除热量，且冷凝器130可随后将所吸收的热量排放到空气或液体，空气或液体将热量从所要冷却的空间带走。
[0018]现参照图2，示出关于压缩机系统120的一实施例的其它细节。具体来说，所示压缩机系统120可包括控制器210、存储器220、电动机系统230以及螺杆式压缩机240。压缩机系统120还可包括一个或多个电传感器250、转矩传感器255、吸入压力和/或温度传感器260以及排出压力和/或温度传感器270。传感器250、255、260、270用指示螺杆式压缩机240的运行的量值提供状态信号290。
[0019]控制器210可包括协作以控制螺杆式压缩机240的运行的处理器、微控制器、模拟电路、数字电路、固件和/或软件。存储器220可包括非易失存储装置以永久方式存储用于螺杆式压缩机240的转矩曲线222阵列，非易失存储装置诸如闪存装置、只读存储器(ROM)装置、电可擦除/可编程ROM装置和/或电池供电的随机访问存储器(RAM)装置。存储器220还可包括控制器210可执行以控制螺杆式压缩机240的运行的指令。
[0020]如下文更详细解释的那样，控制器210可从压缩机系统120的一个或多个传感器250、255、260、270接收状态信号290，状态信号290提供关于螺杆式压缩机240的运行的信息。基于状态信号290，控制器210可确定螺杆式压缩机240的运行模式和/或运行点，并可基于所确定的运行模式和/或运行点产生一个或多个命令信号212来调节螺杆式压缩机240的运行。具体来说，一实施例中的控制器210可基于从状态信号290确定的运行模式和/或运行点从转矩曲线222的阵列选择转矩曲线222或者可以以其它方式确定用于螺杆式压缩机240的转矩曲线222。控制器210然后可根据从螺杆式压缩机240获得的转矩曲线222产生命令信号212，该命令信号212要求电动机系统230将转矩238输送到螺杆式压缩机240。
[0021 ]电动机系统230可响应于从控制器210接收的命令信号212驱动螺杆式压缩机240。具体来说，电动机系统230可包括变频驱动器232和电动机234。电动