压缩机，用于保护压缩机的方法和设备的制作方法
【专利摘要】提供有一种压缩机，并且该压缩机包括单相电动机及保护器装置。电动机驱动压缩机构并且具有转子和定子。定子包括铝绕组。保护器装置附接到定子并且被配置成在电源的到电动机的输入电压小于设置在压缩机的最小运行电压与压缩机的过热电压之间的电平处的阈值电压值时，将电动机与电源断开。过热电压与电动机的过热温度对应。阈值电压值设置在最小运行电压与过热电压之间的电平处。保护器装置包括裕度电平以使得阈值电压减去裕度电平大于过热电压并且阈值电压加上裕度电平小于最小运行电压。
【专利说明】压缩机，用于保护压缩机的方法和设备
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年3月15日提交的美国临时申请No. 61/791，330的权益。该申 请的全部公开内容通过引用结合在本文中。
【技术领域】
[0003] 本公开内容涉及压缩机电动机，并且更具体地涉及用于保护具有铝绕组电动机的 压缩机的系统和方法。
【背景技术】
[0004] 本部分提供了涉及本公开内容的背景信息，其不一定是现有技术。
[0005] 制冷和空调系统一般包括压缩机、冷凝器、膨胀阀或其等同装置以及蒸发器。这些 部件顺序耦合以限定连续的流动通道。制冷剂流经系统并且在液相与汽相或气相之间交 替。在制冷系统中所使用的多种压缩机类型包括但是不限于涡旋式压缩机、往复式压缩机、 螺杆式压缩机及旋转式压缩机，例如叶片式压缩机。
[0006] 在涡旋式压缩机中，电动机经由固定到电动机转子的合适的驱动轴来驱动涡轮构 件中的一个。传统上，压缩机制造商在电动机中使用铜绕组。最近，涡旋式压缩机的制造商 已经转到具有铜绕组与一些铝绕组的组合的电动机。然而，铝绕组具有高于铜的电阻率。因 此，使用铝绕组代替过多的铜绕组将会引起电动机的效率的下降。
【发明内容】
[0007] 本部分提供了公开内容的一般概述，并且本部分不是要全面地公开公开内容的全 部范围或全部特征。
[0008] 提供有一种压缩机，该压缩机包括单相电动机及保护器装置。电动机驱动压缩机 构并且具有转子和定子。定子包括铝绕组。保护器装置附接到定子并且被配置成在电源的 到电动机的输入电压小于设置在压缩机的最小运行电压与压缩机的过热电压之间的电平 处的阈值电压值时，将电动机与电源断开。过热电压与电动机的过热温度对应。阈值电压 值设置在最小运行电压与过热电压之间的电平处。保护器装置包括裕度电平以使得阈值电 压减去裕度电平大于过热电压并且阈值电压加上裕度电平小于最小运行电压。
[0009] 应用的另外的领域将会根据本文提供的描述变得明显。本概述中的描述及具体示 例只是意图用于说明而并不意图限制本公开内容的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 将根据详细描述及附图更充分理解本公开内容，其中：
[0011] 图1是根据本公开内容的压缩机；
[0012] 图2是根据本公开内容的定子组件；
[0013] 图3是示出了电压和温度的曲线图；
[0014] 图4是根据本公开内容的方法的流程图；
[0015] 图5是根据本公开内容的方法的流程图；以及 [0016] 图6是根据本公开内容的压缩机。
[0017] 贯穿附图的若干视图，对应的标号表示对应的部分。
【具体实施方式】
[0018] 现在将参考附图更详细地描述示例实施方式。
[0019] 参考图1，涡旋式压缩机10包括圆柱形壳体12和单相电动机40,单相电动机40 被配置成使用驱动轴30来驱动轨道涡旋构件52。电动机40例如可以是单相感应电动机。 或者，电动机可以是同步电动机。此外，电动机40可以是多相电动机，例如三相电动机。
[0020] 电动机40包括定子组件42、缠绕定子组件42的绕组44以及耦合到驱动轴30的 转子43。具体地，通过使导线关于定子组件42内的齿成圈来形成绕组44。
[0021] 如本文中所描述，用于绕组44的导线包括铝。此外，如本文中所使用的那样，铝应 当被理解为还包括用作为导线以形成电动机绕组44的合适的铝合金。
[0022] 参考图2,定子组件42包括包含堆叠的叠层92的定子芯90。
[0023] 又例如，在共同转让的以下美国专利申请中描述了具有带有铝绕组的单相 感应电动机的涡旋式压缩机：2012年11月30日提交的名为"Scroll Compressor Having a Single Phase Induction Motor with Aluminum Windings" 的美国专利申 请No.61/731，618,以及2013年3月15日提交的具有相同的名称及要求美国专利申请 No. 61/731,618的优先权的美国专利申请No. 13/835,087。上述申请的全部公开内容通过 引用结合于此。
[0024] 再次参考图1，输入电压经由电力线102传送到压缩机10和电动机40。
[0025] 控制模块100可以附接到压缩机10的压缩机壳体12。电力线102可以延伸通过 保护模块100以将输入电压传送到压缩机壳体12内部的电动机40。
[0026] 控制模块100可以包括监视经由电力线102传送到压缩机10和电动机40的输入 电压的电压传感器110。如下面所描述，电压传感器110可以用于测试目的以确定电动机 40的某电压特性及参数。
[0027] 此外，如图1所示，压缩机10可以包括监视电动机绕组44的温度的温度传感器 120。如下面所描述，温度传感器120可以用于测试目的以确定电动机40的某温度特性及 参数。
[0028] 测试之后，并且如下面进一步所描述，可以在没有电压传感器110和温度传感器 120的情况下操作压缩机10。例如，图6中示出了没有电压传感器110和温度传感器120 的压缩机10。如下面所描述，图6中示出的压缩机包括电动机保护器装置200,这也在图2 中示出。
[0029] 随着输入到电动机的输入电压减小，电动机的温度趋于升高。图3中示出了这种 关系。如所示出的那样，针对较高的电压，电动机温度相对较低，并且针对较低的电压，电动 机温度相对较高。
[0030] 此外，如与使用铜绕组的相似的电动机相比，在所有其他操作条件大体上相同的 情况下，针对给定的电压下降，使用铝绕组的电动机通常将会比使用铜绕组的类似的电动 机在温度上具有较高的相应增加。
[0031] 针对在给定安装环境中传送的输入电力的电压变化，电动机通常被配置具有指定 的最小或低电压("LV")，被称为"必须运行电压"或"最小运行电压"。例如，针对给定的制 造的电动机的规格为了满足规格可能要求电动机必须能够在指定的LV下工作。参考图3， 示出了 LV。此外，LV值可以是电动机40的额定电压的预定百分比，例如90%。例如，针对 额定电压为200V的电动机，相应的LV值可以是180V。换言之，在大多数情况下，LV可以以 10%低于电动机额定电压。然而，可以使用其他预定的百分比。
[0032] 例如，下面的表格包括针对三个不同的示例压缩机电动机的额定电压以及"必须 运行"或LV电压，包括在适用的情况下针对60Hz和50Hz两个版本的值 ：
[0033]
【权利要求】
1. 一种压缩机，包括： 驱动压缩机构的单相电动机，所述电动机具有转子和定子，所述定子包括铝绕组；以及 保护器装置，所述保护器装置附接到所述定子，所述保护器装置被配置成在电源的到 所述电动机的输入电压小于阈值电压值时将所述电动机与所述电源断开，所述阈值电压值 设置在所述压缩机的最小运行电压与所述压缩机的过热电压之间的电平处，所述过热电压 与所述电动机的过热温度对应； 其中，所述阈值电压值设置在所述最小运行电压与所述过热电压之间的电平处，并且 其中所述保护器装置包括裕度电平以使得所述阈值电压减去所述裕度电平大于所述过热 电压，并且使得所述阈值电压加上所述裕度电平小于所述最小运行电压。
2. 根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述阈值电压值设置在所述最小运行电压与 所述阈值电压之间的中点处。
3. 根据权利要求2所述的压缩机，其中，所述裕度电平设置在为所述最小运行电压与 所述过热电压之间的差的25%的值处。
4. 根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述裕度电平设置在为所述最小运行电压与 所述过热电压之间的差的25%的值处。
5. 根据权利要求1所述的压缩机，其中，所述压缩机是涡旋式压缩机。
6. -种方法，包括： 使用具有转子和定子的单相电动机驱动压缩机构，所述定子包括铝绕组；以及 在电源的到所述电动机的输入电压小于阈值电压值时使用保护器装置将所述电动机 与所述电源断开，所述阈值电压值设置在所述压缩机的最小运行电压与所述压缩机的过热 电压之间的电平处，所述过热电压与所述电动机的过热温度对应； 其中，所述阈值电压值设置在所述最小运行电压与所述过热电压之间的电平处，并且 其中所述保护器装置包括裕度电平以使得所述阈值电压减去所述裕度电平大于所述过热 电压，并且使得所述阈值电压加上所述裕度电平小于所述最小运行电压。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述阈值电压值设置在所述最小运行电压与所 述阈值电压之间的中点处。
8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述裕度电平设置在为所述最小运行电压与所 述过热电压之间的差的25%的值处。
9. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述裕度电平设置在为所述最小运行电压与所 述过热电压之间的差的25%的值处。
10. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述压缩机是涡旋式压缩机。
11. 一种设备，包括： 保护器装置，所述保护器装置被配置用于附接到驱动压缩机的压缩机构的单相电动机 的定子，所述电动机具有转子和包括铝绕组的所述定子，所述保护器装置还被配置成在电 源的到所述电动机的输入电压小于阈值电压值时将所述电动机与所述电源断开，所述阈值 电压值设置在所述压缩机的最小运行电压与所述压缩机的过热电压之间的电平处，所述过 热电压与所述电动机的过热温度对应； 其中，所述阈值电压值设置在所述最小运行电压与所述过热电压之间的电平处，并且 其中，所述保护器装置包括裕度电平以使得所述阈值电压减去所述裕度电平大于所述过热 电压，并且使得所述阈值电压加上所述裕度电平小于所述最小运行电压。
12. 根据权利要求11所述的设备，其中，所述阈值电压值设置在所述最小运行电压与 所述阈值电压之间的中点处。
13. 根据权利要求12所述的设备，其中，所述裕度电平设置在为所述最小运行电压与 所述过热电压之间的差的25%的值处。
14. 根据权利要求11所述的设备，其中，所述裕度电平设置在为所述最小运行电压与 所述过热电压之间的差的25%的值处。
15. 根据权利要求11所述的设备，其中，所述压缩机是涡旋式压缩机。
【文档编号】H02K11/00GK104052199SQ201410096448
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】杰斐逊·B·约翰逊, 杰弗里·约翰·霍英, 安东尼·P·莫茨 申请人:艾默生环境优化技术有限公司