用于冰箱的调速压缩机与冰箱的制作方法

本发明涉及制冷设备，特别是涉及用于冰箱的调速压缩机与冰箱。

背景技术：

现有技术中冰箱制冷系统采用的压缩机大多为定频压缩机，也即压缩机的转速固定，输出的冷量也是固定的。这显然不能满足制冷需求。为了提升制冷效率，现有技术中部分高端冰箱，压缩机也采用变频压缩机。变频压缩机通常具备多个转速，针对不同的环境温度和制冷请求，可以将变频压缩机的转速分为不同的档位。

变频压缩机利用变频控制板对压缩机的供电频率进行调整，来实现对压缩机转速的调整，可以满足不同制冷工况下对制冷剂的需求。变频控制板成本较高，控制逻辑较为复杂，造成冰箱整体成本的上升。

技术实现要素：

本发明的一个目的是要提供一种降低成本的用于冰箱的调速压缩机与冰箱。

本发明一个进一步的目的是要降低调速压缩机的生产工艺复杂性。

本发明一个更进一步的目的是要优化压缩机的控制策略，按照负载切换转速，避免压缩机频繁启动。

特别地，本发明提供了一种用于冰箱的调速压缩机，其包括：外壳，限定出安装腔；调速电机，设置于安装腔内，并包括定子和转子，定子上缠绕有绕组，绕组包括主绕组和副绕组，主绕组和副绕组之间连接有运行电容；泵体，设置于安装腔内，并由转子带动进行制冷剂压缩；一主抽头和多个档位抽头，分别从所述绕组的不同位置引出；接线接口，设置于外壳上，接线接口具有多个接线柱，每个接线柱连接主抽头或一档位抽头；以及控制装置，安装于接线接口上，并用于根据冰箱的工况选择对应的档位抽头，并将电源连接至与选择出的档位抽头相连的接线柱上。

可选地，主抽头从主绕组和运行电容的连接点引出；并且多个档位抽头从副绕组的不同匝绕处引出。

可选地，绕组还包括：第三绕组，从主绕组线圈与副绕组的连接点引出，并且主抽头从主绕组和运行电容的连接点引出，多个档位抽头从第三绕组的不同匝绕处引出。

可选地，上述用于冰箱的调速压缩机还包括：热保护器，连接在主抽头上，以防止调速电机过流。

可选地，接线接口还包括：两组接线板，以外壳的纵向中心剖切面对称设置，每组接线板上布置有多个接线柱。

可选地，控制装置设置于两组接线板的外侧，并且具有在多个档位抽头的接线柱之间切换的选择开关。

可选地，上述用于冰箱的调速压缩机还包括：曲轴传动机构，包括与转子连接的曲轴，与曲轴以及泵体的活塞分别连接的连杆，曲轴传动机构将转子的转动转换为活塞的往复压缩运动。

本发明还提供了一种冰箱，该冰箱包括：制冷系统，具有上述介绍的任一种调速压缩机。

可选地，上述冰箱还包括：环温测量装置，配置成检测冰箱的运行环境的环境温度；并且调速压缩机的控制装置还配置成：在制冷系统启动时根据环境温度选择档位抽头，以使得调速电机随环境温度的阶跃升高而提高启动转速。

可选地，控制装置在调速电机启动并稳定运行设定时间后还配置成：获取冰箱的间室内部温度，根据间室内部温度与间室设定温度的温差重新选择档位抽头，以使得调速电机随温差等级阶跃升高而提高转速；或者获取调速压缩机的运行功率，根据运行功率与当前使用的档位抽头对应的设定功率的功率差重新选择档位抽头，以使得调速电机随功率差阶跃升高而降低转速；或者获取调速压缩机的运行电流，根据运行电流与当前使用的档位抽头对应的设定电流的电流差重新选择档位抽头，以使得调速电机随电流差阶跃升高而降低转速。

本发明的用于冰箱的调速压缩机与冰箱，利用抽头调速手段，在电机的主绕组或副绕组引出一个或多个档位抽头，形成多个转速档位，实现压缩机的转速调节，从而改变压缩机不同制冷量的输出，满足冰箱压缩机在不同负载下运转的需求，相比于采用变频方式进行调速，大大降低了成本。

进一步地，本发明的用于冰箱的调速压缩机与冰箱，采用选择开关和调速电容实现调速，结构简单，降低了生产工艺的复杂程度。

进一步地，本发明的用于冰箱的调速压缩机与冰箱，为抽头调速电机设计了相应的冰箱制冷控制方案，根据冰箱制冷工况灵活地调整压缩机转速等级。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机中外壳的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机中调速电机的绕组的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机中调速电机的绕组的示意图；以及

图5是根据本发明一个实施例的冰箱的示意框图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机100的示意图，图2是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机100中外壳110的示意图。该调速压缩机100包括：外壳110、调速电机200、泵体120、接线接口112、控制装置。

外壳110可选用全封闭式机壳，限定出安装调速电机200以及泵体120的安装腔111。调速电机200为单相交流异步电机，作为压缩机100的动力源。泵体120由调速电机200的转子210带动进行制冷剂压缩。接线接口112设置在外壳110上，用于将调速电机200的线缆引出。控制装置130安装在接线接口112上，用于将电源连接至与冰箱工况对应的接线接口112的接线柱114。

由于采用可调速的单相交流异步电机作为泵体120的驱动电机，可以使得压缩机100的制冷剂供应量符合冰箱制冷工况的要求，使得制冷量满足冰箱的需求，进一步避免了压缩机100的频繁启动，噪音小、耗电量减小。

调速电机200与泵体120通过曲轴传动结构传动。该曲轴传动机构140包括与调速电机200转子210连接的曲轴141，与曲轴141以及泵体120的活塞121分别连接的连杆142，曲轴传动机构140将转子210的转动转换为活塞121的往复压缩运动。在一种可选的结构中，调速电机200布置在安装腔111的中下部，泵体120布置于调速电机200的上方，转子210的转轴向上延伸与曲轴141连接，连杆142横向布置，一端套接在曲轴141上，另一端连接泵体120的活塞121。安装腔111内的布置构造易于电机引线以及制冷剂管路的引出。

调速电机200被启动后，转子210及安装在转子210上的曲轴141发生旋转，设置在曲轴141上的连杆142发生线性运动，驱动活塞121在泵体120的气缸内往复运动，压缩制冷剂。

接线接口112可以分为两组接线板113。两组接线板113以外壳110的纵向中心剖切面对称设置，每组接线板113上布置有多个接线柱114。在另一种实施例中两组接线板113也可以布置在外壳110的两侧。两组接线板113中的第一组布置主抽头和高速档位抽头的接线柱114，第二组布置其他调速档位抽头的接线柱114。如果仅使用第一组接线板，调速电机200可以用作定速电机，第一组接线板和第二组接线板的接线柱114被选择使用时，可以对电机的转速进行逐级调整。

控制装置130设置于两组接线板113的外侧，并且具有在多个档位抽头的接线柱114之间切换的选择开关131。由于这类选择开关131本身构造是本领域技术人员所习知的，因此在此不做赘述。

在另一些实施例中，本实施例的接线接口112也可以仅具有一组接线板，利用一组接线板设置全部的接线柱，但此种接线板的结构在切换定速模式时，接线不如两组接线板的结构灵活。

图3是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机100中调速电机200的绕组的示意图。

调速电机200的定子220上缠绕有绕组，绕组包括主绕组230和副绕组240，主绕组230和副绕组240之间连接有运行电容221。

一主抽头b和多个档位抽头(按照调速电机200的转速从高到低，依次排列为高速抽头h、中速抽头m、低速抽头l、超低速抽头sl)，分别从绕组的不同位置引出，其中，主抽头b可以从主绕组230与运行电容221的连接点处引出，也即从主绕组230的端点引出。主绕组230可以用于接入电源一端，档位抽头中的一个接入电源的另一端。从而在接入不同档位抽头时，接入电源两端的绕组匝数不同。

主抽头b以及每个档位抽头连接至一个接线接口112的接线柱114上。主抽头从主绕组230和运行电容221的连接点引出；并且多个档位抽头从副绕组240的不同匝绕处引出。c为副绕组240和运行电容221的连接点。在图2中，高速抽头h、主抽头b、抽头c位于左侧的接线接口112上，而中速抽头m、低速抽头l、超低速抽头sl位于右侧的接线接口112上。如果调速电机200无需调速时，可以仅使用左侧的接线接口112，将电源连接在抽头h和主抽头b上即可。在使用一组接线板的情况下，上述高速抽头h、主抽头b、抽头c、中速抽头m、低速抽头l、超低速抽头sl对应接线柱均布置于上述一组接线板上。

图4是根据本发明一个实施例的用于冰箱的调速压缩机100中调速电机200的绕组的示意图。该调速电机200的绕组仅仅更改了多个档位抽头的引出方式，也即绕组还包括第三绕组250从主绕组230线圈与副绕组240的连接点引出的第三绕组250。多个档位抽头从第三绕组250的不同匝绕处引出，相类似地，按照调速电机200的转速从高到低，档位抽头依次排列为高速抽头h、中速抽头m、低速抽头l、超低速抽头sl。

在上述两种绕组的结构中，均可以在主抽头上设置热保护器231，连接在主抽头上。防止调速电机200出现过流现象。

本实施例还提供了一种冰箱300。图5是根据本发明一个实施例的冰箱300的示意框图。该冰箱300的制冷系统使用上述任一实施例的调速压缩机100。

上述冰箱300还包括：环温测量装置410、间室温度测量装置421、间室温度测量装置422、功率测量装置423、电流测量装置424，在一些实施例中，间室温度测量装置421、间室温度测量装置422、功率测量装置423、电流测量装置424可以选择其一使用。环温测量装置410配置成检测冰箱300的运行环境的环境温度。间室温度测量装置422用于测量冰箱300的间室内部温度；功率测量装置423用于测量调速压缩机100的运行功率；电流测量装置424用于测量调速压缩机100的运行电流。

制冷系统400由压缩机100、冷凝器、节流装置和蒸发器等构成的制冷循环。蒸发器配置成直接或间接地向储物间室内提供冷量。例如蒸发器可设置于冰箱300内胆的后壁面外侧或内侧，以制冷方式进行制冷。又例如箱体内还具有蒸发器室，蒸发器室通过风路系统与储物间室连通，且蒸发器室内设置蒸发器，出口处设置有风机，以向储物间室进行循环制冷。由于制冷系统400本身工作原理是本领域技术人员习知且易于实现的，为了不掩盖和模糊本申请的发明点，在此不做赘述。

在制冷系统400启动时，调速压缩机100的控制装置130可以配置成：根据环境温度选择档位抽头，以使得调速电机200随环境温度的阶跃升高而提高启动转速。例如在环温测量装置410检测到环境温度为ta时，在ta小于第一环温阈值时，选用超低速抽头sl，调速压缩机100以超低速运行；在ta大于等于第一环温阈值且小于第二环温阈值时，选用低速抽头l，调速压缩机100以低速运行；在ta大于等于第二环温阈值且小于第三环温阈值时，选用中速抽头m，调速压缩机100以中速运行；在ta大于等于第三环温阈值时，选用高速抽头h，调速压缩机100以高速运行。上述第一环温阈值、第二环温阈值、第三环温阈值分别为依次增大的环境温度设定参数，例如可以分别设置为0℃、20℃、35℃。本领域技术人员在了解上述根据环温阈值设定压缩机100转速的方案后，可以根据抽头的数量，气候数据，以及压缩机100各转速下的制冷能力，配置环温阈值。从而使得对应不同工况环境调整压缩机100转速，压缩机100的耗电量减少。

在调速电机200启动并稳定运行设定时间后，调速压缩机100的控制装置130可以配置成：获取冰箱300的间室内部温度，根据间室内部温度与间室设定温度的温差重新选择档位抽头，以使得调速电机200随温差等级阶跃升高而提高转速；或者获取调速压缩机100的运行功率，根据运行功率与当前使用的档位抽头对应的设定功率的功率差重新选择档位抽头，以使得调速电机200随功率差阶跃升高而降低转速；或者获取调速压缩机100的运行电流，根据运行电流与当前使用的档位抽头对应的设定电流的电流差重新选择档位抽头，以使得调速电机200随电流差阶跃升高而降低转速。

在一种可选实施例中，调速电机200启动后，间室温度测量装置422测量冰箱300的间室内部温度tr，并与间室设定温度t进行比较，如果tr-t小于0，则完成制冷，关闭压缩机100；在tr-t大于等于0且小于第一制冷温度阈值时，选用超低速抽头sl，调速压缩机100以超低速运行；在tr-t大于等于第一制冷温度阈值且小于第二制冷温度阈值时，选用低速抽头l，调速压缩机100以低速运行；在tr-t大于等于第二制冷温度阈值且小于第三制冷温度阈值时，选用中速抽头m，调速压缩机100以中速运行；在tr-t大于等于第三制冷温度阈值时，选用高速抽头h，调速压缩机100以高速运行。上述第一制冷温度阈值、第二制冷温度阈值、第三制冷温度阈值分别为依次增大的制冷温度设定参数，例如可以分别设置为5℃、10℃、25℃。并且压缩机100在运转过程中，控制装置130持续检测冰箱间室内温度tr，当tr-t的数值在上述区间变化时，压缩机100自动切换档位运行。本领域技术人员在了解上述根据制冷温度阈值调整压缩机100转速的方案后，可以根据抽头的数量以及压缩机100各转速下的制冷能力，配置制冷温度阈值。从而使得对应不同工况环境调整压缩机100转速，压缩机的耗电量减少，实现了根据间室内部温度与间室设定温度的温差重新选择档位抽头，以使得调速电机200随温差等级阶跃升高而提高转速。

另一种利用间室内部温度进行压缩机100调整的手段为：检测间室瞬时温度trc，与设定温度t比较，trc-t≤0时压缩机100停止，trc-t≥60％*(tr-t)时保持当前档位运行，40％*(tr-t)≤trc-t＜60％*(tr-t)时档位降低1档运行，20％*(tr-t)≤trc-t＜40％*(tr-t)时档位降低2档运行，0＜20％*(tr-t)时档位降低3档运行。其中0、60％、20％、40％均为可以进行替换的温度比例系数，本领域技术人员在了解上述根据制冷温度阈值调整压缩机100转速的方案后，可以根据抽头的数量以及压缩机100各转速下的制冷能力，配置温度比例系数。

在一种可选实施例中，调速电机200启动后，功率测量装置423测量调速压缩机100的运行功率pc，并与目前档位下压缩机100的设定功率p进行比较；如果(p-pc)/p；小于第一功率差阈值时，选用超低速抽头sl，调速压缩机100以超低速运行；在pc-p大于等于第一功率差阈值且小于第二功率差阈值时，选用低速抽头l，调速压缩机100以低速运行；在(p-pc)/p大于等于第二功率差阈值且小于第三功率差阈值时，选用中速抽头m，调速压缩机100以中速运行；在(p-pc)/p大于等于第三功率差阈值时，选用高速抽头h，调速压缩机100以高速运行。上述第一功率差阈值、第二功率差阈值、第三功率差阈值分别为依次增大的功率差阈值设定参数，例如可以分别设置为0、30％、60％。并且压缩机100在运转过程中，控制装置130持续检测冰箱间室内温度tr，当(p-pc)/p的数值在上述区间变化时，压缩机100自动切换档位运行。本领域技术人员在了解上述根据功率差阈值调整压缩机100转速的方案后，可以根据抽头的数量，压缩机100的特性、以及压缩机100各转速下的制冷能力，配置功率差阈值。从而使得对应不同工况环境调整压缩机100转速，压缩机100的耗电量减少，实现了根据运行功率与当前使用的档位抽头对应的设定功率的功率差重新选择档位抽头，以使得调速电机200随功率差阶跃升高而降低转速。

在一种可选实施例中，调速电机200启动后，电流测量装置424用于测量调速压缩机100的运行电流ic，并与目前档位下压缩机100的设定电流i进行比较；如果(i-ic)/i；小于第一电流差阈值时，选用超低速抽头sl，调速压缩机100以超低速运行；在ic-i大于等于第一电流差阈值且小于第二电流差阈值时，选用低速抽头l，调速压缩机100以低速运行；在(i-ic)/i大于等于第二电流差阈值且小于第三电流差阈值时，选用中速抽头m，调速压缩机100以中速运行；在(i-ic)/i大于等于第三电流差阈值时，选用高速抽头h，调速压缩机100以高速运行。上述第一电流差阈值、第二电流差阈值、第三电流差阈值分别为依次增大的电流差阈值设定参数，例如可以分别设置为0、30％、60％。并且压缩机100在运转过程中，控制装置130持续检测冰箱间室内温度tr，当(i-ic)/i的数值在上述区间变化时，压缩机100自动切换档位运行。本领域技术人员在了解上述根据电流差阈值调整压缩机100转速的方案后，可以根据抽头的数量，压缩机100的特性、以及压缩机100各转速下的制冷能力，配置电流差阈值。从而使得对应不同工况环境调整压缩机100转速，压缩机100的耗电量减少。实现了根据运行电流与当前使用的档位抽头对应的设定电流的电流差重新选择档位抽头，以使得调速电机200随电流差阶跃升高而降低转速

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。