用于起动压缩机的电子方法

专利名称：用于起动压缩机的电子方法
技术领域：
本发明一般涉及用于起动电容式起动电容式运行电动机的方法和
装置，且更具体而言涉及起动用于驱动压缩机的可逆CSCR电动机。
背景技术：
电动机一般用于驱动在暖通空调(HVAC)系统中^f吏用的压缩机的 轴。电动机可以是交流(AC)的电容式起动电容式运行(CSCR)电 动机。CSCR电动机可以方便地运行在单相AC电源上，i者如在标准 230 V AC商用或住宅电源系统线之间。CSCR AC电动机具有两个线 圈，"运行"线圏和"起动"线圈。通过导致两个线圏中AC电流之间的相 位差在电动机的转子中形成运动。通过引入与线圏之一串联的电容器 导致该相位差。
通过瞬时引入较大电容以提供高的机械起动扭矩来起动CSCR电 动机。 一旦转子速度起动到所需的速度，该起动电容一般通过继电器 切换出电路，在电路中保留较小值的运^f亍电容器以确立该起动和运行 线圏之间的正确的相位关系以用于连续的操作。典型地，跨越线圏之 一(通常是起动线围)的电压通过使用电压继电器监控以判定何时断 开起动电容器继电器。如果在电动机获得维持轴旋转速度之前起动电 容器继电器被过早地断开，当起动电容器继电器断开时电动机将停转。 如果起动电容器继电器被过迟地断开，线圏电流和电压可能变得太高， 潜在地导致高的温度、损坏机械压力和绝缘击穿。电压继电器的精确 度仅约20VAC，这限制了精确地对起动电容器接触器的断开定时的能 力。所需要的是一种更准确地使电动机起动继电器的断开与所需的机 械转子条件相匹配的系统。该机械转子条件还受线电压、环境温度、 电动机温度和压缩机条件(诸如压缩机最近如何运行)等影响。因此， 还需要一种系统，用以改变电动机起动电容器继电器的操作以补偿诸 如线电压、环境温度、电动机温度或压缩机操作条件之类的因素。
CSCR电动机的另 一期望特征是它们能够操作为可逆电动机，其中 轴能够,皮供电以顺时针或逆时针旋转。通过设置运行线團中的电流的
相位领先或落后起动线圏中的电流的相位能够强制旋转方向。这能够 通过放置与一个或另一线圈串联的电容器且跨越供电电压直接连接剩 余线團(典型地三相电源的两条线)实现。这种切换能够通过使用两 组接触完成，通常以接触器的形式完成， 一个用于正向旋转且一个用 于反向电动才几轴旋转。
对于驱动现代压缩机的压缩机轴，两个方向的旋转方向是尤其希 望的。这种压缩机能够利用如下压缩机轴技术，即其中当轴在不同方 向旋转时，压缩机产生两种不同的压缩比。操作的原理是当在一个方 向旋转时，机械机构比在反方向旋转时操作更少的活塞。典型地，正 向旋转操作两个活塞，而逆向旋转导致一个活塞操作。问题在于，由 于不同的机械载荷，对于两个方向，用于断开起动继电器的优选条件 不同。因此，还需要一种用以改变电容器起动继电器的操作作为所需 旋转方向的函数的系统。
CSCR电动机操作中的另一问题在于电动机起动电容器继电器的 可靠性。即使电动机起动电容器继电器对于正确的机械转轴条件在正 确的时间操作，但断开电动机起始电容器继电器导致的电弧可能降低 继电器的寿命，或者甚至导致可能损坏电容器或电动机的接触故障， 到那时，不能从另外成功电动机起动之后的电路中移除起动电容器。 因此，还需要一种断开电动机起动电容器继电器的系统以导致对继电 器的电接触的最小电压力。

发明内容
电动机起动装置包括电动机起动继电器，用于切换电动机起动电 容器到跨越运行电容器的电动机电路。该电动机起动电容器增加流经 电动才几线圈的交流(AC)电流以起动该电动机。该电动机起动装置还 包括系统控制以控制电动机起动继电器和至少一个接触器以向该电动 机起动装置施加功率。该系统控制包括电子电压测量电路以测量电动 机线圏的线圏电压。该系统控制还包括微处理器以运行算法，该算法 使得，当测量的线團电压超过线團电压阈值时，该系统控制将该起动 电容器切换出该电动机电路。
起动电动机的方法包括以下步骤提供需要起动的电动机，该电 动机具有电动机起动线圈；提供电动机起动装置，该电动机起动装置包括系统控制、电动机起动电容器和电动机起动电容器继电器以切换
电动机起动电容器到电动机电路和线圏电压电子测量电路；提供接触 器以供应电功率以起动和运行该电动机；向该系统控制发送电动机起 动的信号；确定电动机线圈电压阈值；在需要时闭合该电动机起动电 容器继电器；闭合接触器以供应功率到该电动机起动装置和该电动机 电路；测量线圏电压；比较测量的线圏电压与阈值电压；且当测量的 线圏电压超过指示电动机已经起动的电压阈值时，断开该起动电容器 继电器。


为了进一步理解本发明的这些和目标，结合附图，参考本发明的 下述详述，附图中
图1示出了根据本发明的电动机起动装置的一个实施例； 图2示出了示例性电动机起动序列的步骤的简化的框图； 图3示出了用于电动机起动装置的操作的示例性时线； 图4A是能够在系统控制上运行的示例性算法片段之一；以及 图4B是能够在系统控制上运行的示例性算法片段之二。
具体实施例方式
图1中示出了根据本发明的电动机起动装置的一个实施例。用于 起动电气电容式起动电容式运行(CSCR)电动机101的本发明的方法 和装置涉及起动电容器继电器112的操作。该起动电容器继电器112 的作用是啮合起动电容器110。我们在此描述相应电动机起动装置的方 法和实施例，该相应电动机起动装置能够更优选地操作起动电容器继 电器112以用于两种更有效的CSCR电动机起动，并能够减小CSCR 电动机101、电动机起动电容器110、起动电容器继电器112和其他相 关电学、电子和机械部件的故障可能性。
基于如下测量和因素，本发明的各个实施例通过更精确地控制起 动电容器继电器112的操作解决了低效CSCR电动机起动的问题，所 述测量和因素包括(独立地或以其任意组合的形式)CSCR电动机线 團电压(电势)的精确测量；所需电动机方向的考虑；包括从接触器 闭合开始消逝的CSCR电动机起动序列过程中的定时控制；测量的线
电压，测量的室外温度。返回图1，我们首先介绍能用于实施本发明方
法的各个实施例的示例性CSCR电动机控制装置的部件。CSCR电动 机101旋转压缩机104 (未详细示出)的机械轴(未示出)。CSCR电 动机IOI包括起动线圈103和运行线團102。热栓105( thermal shutoff) 感测电动机101温度且在过热条件下断开到两个电动机线圏的电路。 CSCR电动才凡101能够净皮线电压117供应以典型地多相位电源的两条线 (诸如三相电源的两相)之间的电势。
运行和起动线围中的电流之间的相位差导致CSCR电动机101转 子轴运动。该相位差由运行电容器111维持，因为被接触器108或接触 器109的闭合所选择，该电容器111总是与运行或起动线圏串联。CSCR 电动机IOI的转子轴(未示出)旋转的方向通过闭合接触器108 (HI) 或接触器109 (LO)确立。系统控制116监控跨越运行线围的电压VR 113和跨越电动机101的起动线圏的电压Vs 114。如稍后进一步描述的， 通过监控这些电势中的一个或另 一个或二者与时间的关系，如果不管 怎样，系统控制116能够有利地为最佳电动机110起动事件确定起动电 容器110需要处于电路中多长时间。注意压缩机104机械地开始于由 CSCR电动才几101转子运动的发动导致的压缩机活塞运动。还注意，对 于任意给定起动方向，依赖于接触器108或接触器109是否被供电，"起 动线圏"放置与一个线圈或另一线圏串联的运行和起动电容器。例如， 当闭合接触器108时，线电压被直接供给到标记为"运行"的线圈102， 且通过运行电容器111供给到图1中标记为"起动"的线圏103。然而， 对于反向电动机转子方向，如果闭合接触器109,线电压被直接供给到 线圏103且通过电容器111被相位偏移地供给到线围102。
因为与每个电动机起动相关的电学、机电和磁力，最佳电动机起 动事件是重要的。通过使得电动机起动电容器太长时间地保留在电路 中导致的较不理想的起动能够导致对起动电容器、电动机和压缩机的 损害。对于这些部件的灾难性的故障可能源于诸如长期不良电动机起 动计时(使得起动电容器保留在电路中太长或不够长时间)之类的积 累的损坏。单个极差的定时起动也可能导致灾难性损坏。
某些现有技术CSCR电动机起动系统依赖于用于接合电动机起动 电容器的固定延迟时间("定时起动")。其他现有技术CSCR电动机起 动系统利用机电电压继电器，通常跨越起动线圏或运行线圏放置的电
压继电器。当线圏电压到达电压继电器上设置的预定电势时，继电器 从起动线圏电路中移除起动电容器。
尽管比纯定时起动略好，基于电压继电器的起动系统远不是最佳 的。为了形成近最佳起动，需要比使用电压继电器更精确地确定跨越 电动机线圈的电压。在电动机起动应用中使用的典型的电压继电器一
般具有10%量级的精确度，且阔值设置还是根据线围温度的电压继电
器线圏电阻的函数。线圈温度中的变化导致的线圏电阻中的变化能够
导致额外的10%的电势误差，该误差导致总的20%的容差。能够有利 导致更佳电动机起动的电动机线圏电压的精确度之外的其他因素是电 动才几线电压、压缩才几环境温度。
返回图1,根据本发明的一个实施例，CSCR电动机起动可以通过 使用包括电压比较器或模拟-数字转换器(ADC)的具有温度补偿的 电子电压测量技术改善， 一般由系统控制器116和电动机线圏电压113 和114表达。和使用机电电压继电器的现有技术电动机起动系统中10% 至20%的可得精确度相比，这些线圈电压测量能够精确到大约1 %或更 好。很好地适于在电动机起动系统控制116中做出精确电压测量的示 例性电子电路的附加细节在共同未决的美国专利申请序列号
No.—/—，_中进一步描述，该申请名为"Integrated Measurement of
AC Voltages using the Control Microprocessor of an HVAC System",于 2006年—月—日提交，此处引用其全部内容作为参考。
使用上述电动机线圈电压测量的示例性电动机起动序列由图2的 框图示出，且过程如下(a)电动机起动电容器继电器112可以被系 统控制116起动，导致接触115闭合，由此将电动机起动电容器110插 入到电动机电路，(b)在简短的延迟之后，系统控制116能够供电接 触器108或109以向CSCR压缩机电动机发送功率，起动一个方向或 另一方向(顺时针或逆时针轴旋转)中的压缩机，以及(c)当压缩机 轴到达如预定电动机线圈电压测量指示的预定速度时，系统控制116 可以解除对导致接触115断开的电动机起动电容器继电器112的供电， 由此从电动机电路中移除电动机起动电容器。系统控制116在解除对 导致接触115断开的起动继电器112供电之前添加延迟，因而确保流经 接触115的电流在断开时极低。当起动失败时，系统控制解除对接触 器108或109的供电，在断开起动继电器接触115之前移除系统功率一
小段时间。使用这种序列，电动机起动电容器继电器112的接触115 有利地决不暴露于高的起动电流，因为直到接触器108或109闭合为 止，功率没有被施加到电动机电路，当成功的起动时，起动电容器IIO 功率在电容器电流极低时被移除，且当压缩机起动失败时，接触器108 或109在解除起动继电器112的供电之前移除系统功率。因而，接触 115不倾向于麻点状腐蚀(pitting)或焊接失败。而且注意在本实施例 中，示例性电动机起动电容器继电器112是具有"常开，，接触的继电器， 且需要向电动机起动电容器继电器112的线圈供电以闭合接触。因而， 在电动机起动电容器继电器112线圈的不太可能的故障中，接触115 断开且电动机起动电容器IIO从电动机电路中移除。
根据本发明的另一实施例，当确定操作的电动机起动电容器继电 器112从电路移除电动机起动电容器112的电动机线團电压时，可以考 虑所需的CSCR转子方向。通过转子方向确定阈值电压的决定是重要 的，因为某些压缩机，例如Bristol压缩机公司制造的twin single( "TS") 压缩机，具有两种操作模式。使用专利凸轮机构，TS压缩机在压缩机 轴在一个方向旋转时操作一个活塞，且当轴在相对旋转方向中旋转时 操作两个活塞。因而，该压缩才凡是两级压缩机，其中顺时针压缩机转 子方向导致第一压缩机容量级，且逆时针压缩机转子方向导致第二压 缩机容量级。当电动机101的转子机械耦合到TS类型的压缩机104的 轴时，对于一个活塞的操作和两个汽缸的操作，旋转压缩机，尤其是 旋转压缩机轴越过上止点("TDC")所需的机械扭矩不同。换句话说， 对于顺时针或逆时针压缩机转子操作，存在两种不同的机械栽荷条件。 因此在TS配置中，对于更佳的CSCR电动机起动，由于旋转方向的不 同载荷，需要使用两种不同的起动电压阈值。解决方法是，对于在任 一旋转方向中起动可逆电动机压缩机，使用分离的起动电压阈值。该 起动电压阈值被存储在微处理器存储器中以在起动时被读取和使用。
按照图1的示例性CSCR电动机起动装置，系统控制116能够通 过激励接触器108或接触器109命令特定的转子方向(即，顺时针或 逆时针)。运行在系统控制116上的微处理器上的算法命令方向和/或对 命令的转子方向进行访问，且能够基于命令的转子方向选择断开电动 机电容器起动继电器112的接触115的合适的电压阈值。注意仅需要一 个电动机电容器起动继电器112，而不管起动接触器108或109的命令
的方向如何。对命令的电动机转子方向敏感的示例性电动机起动序列 与上述相同，只不过在步骤(C)中，所述电压阚值指示的预定电动机 转子速度阈值对于命令的顺时针旋转和命令的逆时针旋转不同。
CSCR电动机起动装置10的又一实施例能够利用定时延迟来进一 步保护CSCR电动机IOO、电动机电容器起动继电器112、电动机起动 电容器IIO和其他电动机起动装置IO部件。如果继电器以存储在起动 电容器110中的足够高剩余电压闭合接触115,那么可能发生对电动机 电容器起动继电器112的损害。在这种情况下，高电流能够立即被驱 动经过继电器接触115，焊接它们闭合。而且，在大量电流流经接触115 时断开接触115，能够通过从一个接触向另一接触传递接触材料而损害 接触，同样可能焊接接触。如果接触器在供电继电器之前闭合(正常 操作)或在解除继电器供电之后断开(起动模式失败)，也可能存在高 的起动电路电压。然而，如图3中的示例性时间线图所示(且比较图1 中所示的电动机起动装置的示例性时间线)，电动机电容器起动继电器 112接触115能够在接触器108或109被供电之前闭合至少一秒。在正 常操作下，继电器接触115将不供给电压到起动电路，且当发生起动 失败时，继电器接触115将不向起动电路施加击穿电压，因而避免了 接触115由于高起动电流而损坏。注意在图3的示例性时间线中，"nPC" 表示在系统控制116上运行控制算法的微处理器。压缩机表示被电动 机101驱动的压缩机104，且依赖于电动机轴方向(希望是顺时针或逆 时针)，接触器要么是接触器108,要么是接触器109。
泄漏电阻器(未示出)是极鲁棒设计的功率电阻器。相对高的电 阻值的泄漏电阻器一般可以连接在电动机起动电容器110的端子上。 泄漏电阻器的功能是在电动机电容器起动继电器112接触115断开之后 消耗存储在电动机起动电容器110中的任何剩余能量，从电动机电路 中移除电容器。泄漏电阻器的故障可能导致不完整的"泄漏，，或电容器 电压的放电，导致继电器接触在下一起动时焊接。下一起动上的焊接 的接触还将倾向于导致电动机起动电容器110故障，因为电动机起动 电容器IIO将被保持在电路中几秒，直到压缩机电动机过载断路为止。
如果在电动机起动装置10中存在故障，例如，如果电动机起动电 容器110上的泄漏电阻器断开失败，在电动机电容器起动继电器112 接触115断开之后，可能没有足够的时间用于存储的电容器电压在下
一起动之前内在地衰减到安全级别。问题在于后续起动尝试将可能导
致如上所述的接触115焊接在一起。为了避免这种可能性，时间延迟 被结合，它将不允许连续的起动尝试，直到电动机起动电容器110在 失败或成功起动之后已经充分地泄漏为止。即使没有泄漏电阻器，电 动机起动电容器110能够通过其本身内在地放电，虽然这比泄漏电阻 器帮助需要更长的时间周期。因此，为在泄漏电阻器故障事件下允许 通过内在放电的放电，在成功起动之后的最小系统运行时间可以被设 置为3分钟的最小值，在起动尝试之间的最小时间可以被设置为5分 钟。
相关的问题在于，如果保持在电路中太长时间，起动电容器将会 失效。在具有啮合的起动齿轮的电动机产生的电压和电流水平，可允 许的电容器占空因数约为l秒的导通时间和59秒的关闭时间。关闭时 间需要防止源于高电容器电流的损坏且允许在ON周期期间产生的任 意内部热消散。该问题的解决方法是在接触器108或109被供电以施 加电路电压之后，仅供电电动机电容器起动继电器112以持续1秒或 更少的时间。如果压缩机这个时候没有被起动，考虑"没有起动"，且 接触器108或109可以被解除供电以移除电路电压。起动继电器随后 能够解除供电1秒，以在此情况下允许起动电容器电压通过压缩机线 圏泄漏到安全水平且最小化继电器接触击穿的电流。线圈提供小的电 阻以由此泄漏电流，因而，以比通过泄漏电阻器泄漏更快的速度泄漏。 而且，在电动才几起动电容器110和运行电容器111之间不存在大电流， 因为它们在泄漏期间总是处于相同的电压电平。如果压缩机起动失败， 系统控制116能够被预编程地等待5分钟以再次尝试。如果存在3个连 续的"没有起动"，在下一压缩机起动尝试之前，可以存在又一30分钟 的延迟。这两个延迟能够通过维持其额定占空因数内的操作帮助保护 电动机起动电容器IIO。因而，该算法能够限制电压施加到起动电容器 的时间从而不超过起动电容器占空因数极限。
示例
图4A和4B示出了在如上所述使用电压阈值和时间延迟的优选实 施例中能够运行在系统控制上的微处理器上的算法的流程图(一个流 程图跨越了两幅图)。步骤序列开始于"起动"。可用于监控连续起动尝 试次数的计数器被初始化为"o"。电动机电容器起动继电器被供电且然
后在1秒之后，电动机起动接触器向电动机起动电路施加电功率。系 统控制通过进行电压测量监控电动机线圈。电压测量与线圏电压阈值 进行比较。如到达所述阈值电压所指示的，如果电压测量指示电动机 高达阈值转子速度，起动继电器被解除供电且压缩机在"良好"起动之 后正常运行。另一方面，如果电压测量低于阈值电压，算法循环，获 得连续电压测量并将每次测量与阈值电压进行比较，直到到达阈值或 计时器到达1秒且"超时"为止，导致起动计数器递增1且计时器复位。 然后，接触器被解除供电，发生1秒的时间延迟，且然后电动机起动 继电器被解除供电。然后检查计数器以查看已经发生了多少次起动尝
试。如果发生小于3次的起动尝试，5分钟的延迟之后，开始另一起动 尝试。如果连续发生了 3次不成功的起动尝试，在试图下一起动尝试 之前，引入30分钟的延迟。注意，如果压缩机在30分钟延迟之后在 第四次尝试时成功起动，计时器和计数器都复位为0。通过使用这种相 对长时间的延迟，瞬间故障条件能够被自动容忍而没有另外导致机电 故障保护设备以可能需要修理技术员的介入以重新起动故障系统和家
用或办公室舒适系统的相应长停机时间的方式出错。
在又一实施例中，不是仅依赖于一个起动电压阈值，或者两个起 动电压阈值(每个起动电压阈值用于每个转子方向)，而是可以基于一 个或多个测量计算电压阈值。例如，在起动期间，随着线电压增加或 减小，压缩机产生的起动线圏电压能够被示为增加或减小。系统控制 能够连续地或周期地测量用于供电电动机起动装置的线电压，且然后 一个或多个起动电压阈值能够被调节以补偿高或低的线电压。实际上， 对于某些高的线电压条件，对于给定的电动机和压缩机，可能不需要 电动机起动电容器。该信息能够被运行在系统控制上的程序使用。
在又一实施例中，系统控制可以具有室外温度的测量输入。室外 温度和压缩机"关闭"时间的组合可能是用于确定最佳电压阈值的重要 因素。例如，在长的关闭时间之后，制冷电路补偿吸气以释放压力差， 因而将起动扭矩需求减小到不需要起动电容器辅助的点。限制电动机 起动电容器实际使用的次数能够改善电动机起动电容器和起动电容器 继电器的寿命。而且，较低扭矩水平的起动改善了压缩机的寿命，因 为这些起动能够以对线圏、转子、迭片结构、轴承和摆度功能块(throw
block)产生低压力的条件完成。
在本发明的又一实施例中，接触器能够仅在电动机起动电容器啮 合且电容器电压和/或线电压测量接近零伏特时操作。因而还能够通过
仅在AC正弦曲线的最小电势点操作起动电容器继电器而进一步改善 压缩机电动机起动。最小电势在这里被定义为考虑情况下峰值AC电压 的10%或更小的电压。
应当注意，系统控制116能够运行如上所述的一个或多个算法以 实施本发明的各个实施例的创造性方法。典型地，这种算法以微处理 器上的软件或硬件运行。当在此使用时，术语微处理器(或微计算机) 包括微控制器，该微控制器一般包含存储器、微控制器封装中输入/输 出(1/0)功能；或者是附有系统控制116上分离的存储器和分离的I/O 的微处理器。运行这种算法的其他合适的处理器包括但不限于，微处 理器、微控制器或复杂逻辑元件，所述复杂逻辑元件诸如是现场可编 程门阵列(FPGA)、其他类型的门阵列、或能够执行处理器类似功能 以运行执行在此所述功能的程序的其他类型的可编程逻辑。
术语电子测量电路表示包括电压比较器和所有合适类型的模拟数 字转换器(ADC)的电子电路，且还包括被包含在微控制器中的电子 测量电路。术语电子测量电路不包括现有技术机电电压继电器。
电动机电容器起动继电器112已经被描述为具有接触115的机电继 电器。应当注意到，具有合适接触额定的电子或电切换设备可以代替 继电器使用。例如，其他类型的接触器或螺线管操作的接触也能够代 替常规继电器使用。
尽管已经参考如附图所述的优选模式具体示出和描述了本发明， 本领域技术人员应当理解可以在细节上做出各种改变而不偏离权利要 求限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种电动机起动装置，包括电动机起动继电器，用于将电动机起动电容器切换到跨越运行电容器的电动机电路中，该电动机起动电容器增加流经电动机线圈的交流(AC)电流以起动该电动机；以及系统控制，用以控制所述电动机起动继电器和至少一个接触器以向所述电动机起动装置施加功率，其中所述系统控制包括电子电压测量电路以测量所述电动机线圈的线圈电压，该系统控制还包括微处理器以运行算法，该算法使得当测量的线圈电压超过线圈电压阈值时，所述系统控制将所述起动电容器切换出所述电动机电路。
2. 根据权利要求1所述的电动机起动装置，还包括至少两个线圏 电压阈值，其中第一线圈电压阈值用于命令的顺时针电动机转子旋转， 且第二线闺电压阁值用于逆时针电动机转子方向。
3. 根据权利要求2所述的电动机起动装置，其中所述电动机起动 装置用于起动电容式起动电容式运行(CSCR)电动机以旋转两级压缩 机上的压缩机转子，且其中顺时针压缩机转子方向导致第一压缩机容 量级且逆时针压缩机转子方向导致第二压缩机容量级。
4. 根据权利要求l所述的电动机起动装置，其中所述系统控制还 测量线电压，该线电压用于向电动机起动装置和电动机电路供电，且 所述系统控制至少部分地基于测量的线电压计算所述线圏电压阈值。
5. 根据权利要求l所述的电动机起动装置，其中所述系统控制还 测量室外温度，且所述系统控制至少部分地基于测量的室外温度计算 所述线圏电压阈值。
6. 根据权利要求1所述的电动机起动装置，其中运行在所述系统 控制上的算法命令接触器闭合以向电动机电路施加功率而并不将电动 机起动电容器切换到电动机电路中，其中所述算法确定对于特定的电 动机起动事件，不需要所述电动机起动电容器。
7. 根据权利要求6所述的电动机起动装置，其中不切换进所述电 动机起动电容器的决定基于从包括线电压、转子方向、压缩机关闭时 间以及室外温度的测量组选择的测量。
8. 根据权利要求l所述的电动机起动装置，其中所述算法包括计 数器，用以计算从最后一次成功的电动机起动事件开始的连续起动尝 试的次数，所述算法在不成功的起动尝试之间添加时间延迟。
9. 根据权利要求8所述的电动机起动装置，其中对于前3个不成 功的起动尝试，所述时间延迟至少为5分钟，且在第三个不成功的起 动尝试之后，所述时间延迟至少为30分钟。
10. 根据权利要求1所述的电动机起动装置，其中运行在所述系 统控制上的所述算法在供电所述电动机起动继电器和闭合所述接触器 以向所述电动才凡电路施加功率之间添加时间延迟，或者运4亍在所述系 统控制上的所述算法添加时间延迟以限制施加到所述起动电容器上的 时间电压不超过起动电容器占空因数限制。
11. 根据权利要求l所述的电动机起动装置，其中所述算法使得， 当测量的线圈电压超过线圈电压阈值且所述线电压的AC正弦曲线上 的电压处于最小电压的10%以内时，所述系统控制将所述起动电容器 切换出所述电动机电路。
12. —种起动电动机的方法，包括以下步骤提供需要起动的电动机，该电动机具有包括电动机起动线圈的电 动机电路；提供电动机起动装置，该电动机起动装置包括系统控制、电动机 起动电容器和电动机起动电容器继电器，该电动机起动电容器继电器 用于切换该电动机起动电容器到所述电动机电路和线圈电压电子测量 电路；提供接触器以供应电功率，从而起动和运行所述电动机；向所述系统控制发送电动机起动的信号；确定电动机线圏电压阈值；当需要时闭合所述电动机起动电容器继电器；闭合接触器以供应功率到所述电动机起动装置和电动机电路；测量线圏电压；比较测量的线圈电压与电压阈值；以及当测量的线團电压超过指示电动机已经起动的电压阈值时，断开 所述起动电容器继电器。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述确定电动机线圈电压
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述提供需要起动的电动 机的步骤包括提供需要起动的电容式起动电容式运行(CSCR)电动机 的步骤，以旋转两级压缩机上的压缩机转子，且其中顺时针压缩机转 子方向导致第一压缩机容量级且逆时针压缩机转子方向导致第二压缩 机容量级，所述电动机具有电动机起动线圈。
15. 根据权利要求12所述的方法，其中所述确定电动机线團电压 阈值的步骤包括确定电动机线围电压阈值的步骤，其中所述系统控制 还测量电功率的线电压，且所述线團电压阈值至少部分基于测量的线 电压确定。
16. 根据权利要求12所述的方法，其中所述确定电动机线圏电压 阈值的步骤包括确定电动机线圏电压阈值的步骤，其中所述系统控制 还测量室外温度，且所述线圏电压阈值至少部分地基于测量的室外温 度确定。
17. 根据权利要求12所述的方法，其中所述当需要时闭合所述电 动机起动电容器继电器的步骤包括当需要时闭合电动机起动电容器继 电器的步骤，其中基于从包括线电压、转子方向、压缩机关闭时间以 及室外温度的测量组中选择的测量确定所述需要。
18. 根据权利要求12所述的方法，还包括计算从最后一次成功的 电动机起动事件开始的连续起动尝试的次数以及在不成功的起动尝试 之间添加时间延迟的步骤。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述添加时间延迟的步骤 包括在不成功的起动尝试之间添加时间延迟的步骤，其中对于前3个 不成功的起动尝试，所述时间延迟至少为5分钟，且在第三个不成功 的起动尝试之后，所述时间延迟至少为30分钟。
20. 根据权利要求12所述的方法，还包括当需要时闭合所述电动 机起动电容器继电器的步骤和闭合接触器以向电动机起动装置和电动 机电路供电的步骤之间添加延迟的步骤，或者在断开所述起动电容器 继电器的步骤之前，从接触器的断开开始添加延迟以从所述电动机没 有到达所述电压阈值的所述电动机起动装置和所述电动机电路移除功 率。全文摘要
一种电动机起动装置(10)，包括电动机起动继电器(112)，用于将电动机起动电容器(110)切换到跨越运行电容器(111)的电动机电路中。系统控制(116)包括电子电压测量电路以测量电动机线圈(102，103)的线圈电压(113，114)。该系统控制(116)还包括微处理器以运行算法，该算法使得，当测量的线圈电压(113，114)超过线圈电压阈值时，该系统控制将该起动电容器(110)切换出该电动机电路。一种起动电动机的方法，包括以下步骤确定电动机线圈电压(113，114)阈值；当需要时闭合该电动机起动电容器继电器(112)；闭合接触器(108，109)以向该电动机起动装置和电动机电路供给功率；测量线圈电压(113，114)；比较测量的线圈电压(113，114)与所述电压阈值；以及当测量的线圈电压(113，114)超过指示该电动机已经起动的电压阈值时，断开该起动电容器继电器(112)。
文档编号H02H5/04GK101361244SQ200680051381
公开日2009年2月4日 申请日期2006年1月20日 优先权日2006年1月20日
发明者E·L·小米尔斯, L·A·特纳, R·K·沙 申请人:开利公司