制冷器具定频压缩机控制系统及方法与流程

本发明涉及压缩机领域，具体涉及一种制冷器具定频压缩机控制系统及方法。

背景技术：

定频压缩机(下称压缩机)运行必须要采用启动器，同时为了保护压缩机，需采用过热过载保护器以保护压缩机电流过大，壳温过高的情况，确保保护压缩机不会烧毁。目前普遍采用的ptc启动器、电流式启动器、电压式启动器来启动压缩机，压缩机启动后把电机的启动绕组脱离出来，压缩机进入正常运行模式。

传统压缩机启动控制系统，有ptc启动系统、电流式(重锤)启动系统。

如图2所示，即为ptc启动器接线原理图，ptc启动器与电机起动绕组串联接入电路，在电源接通的一瞬间，由于ptc芯片元件刚刚通过电流，产生的热量很少，温度较低，电阻很小，处于导通状态，因此起动绕组与运行绕组同时接入电路，定子中产生旋转磁场，电机起动旋转。经过0.5-3s后，电流的热效应使ptc元件温度迅速升高。当温度超过100℃后，ptc元件呈高阻状态，使起动绕组似处于开路状态。这时，流过ptc元件的电流恰好起到维持高阻温度，压缩机电机完成起动过程，长时间通电会有2.5w左右的功率消耗。在压缩机停机后，ptc元件断电，开始冷却，当温度降至70℃以下时，恢复低电阻状态，从而为下一次起动作好准备。ptc启动器在电机停转后，不能马上冷却，再次起动的间隔，一般需要3～5分钟。

如图3所示：电流式(重锤)启动器接线原理图，启动器的磁力线圈和压缩机电机主相绕组线圈串联，在起动瞬间，压缩机电机主相绕组线圈产生的起动电流能让起动器磁力线圈产生一定的磁场，这个磁场又能轻易地吸住内部的衔铁，让启动器闭合(导通)，导通后，给启动绕组提供了起动电流，如果绕组本身和负载无异常，这时压缩机很轻易就能起动起来，起动起来后电流很快降到额定电流，这时启动器因为电流的减小，磁场变弱，内部衔铁在重力作用下，很快断开，电流式重锤)启动器这就完成一次起动。

目前现有技术在压缩机启动运行过程中，不能根据不同压缩机在实际启动运行过程中的各种参数对启动过程进行智能化控制且存在一定程度的启动器以及保护器参数和压缩机不配的情况，加上启动器和保护器的离散性，会造成压缩机一直启动失败的死循环的技术问题；并且压缩机能效普通，一旦压缩机出现售后维修问题，往往会花费大量的时间、精力和费用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种制冷器具定频压缩机控制系统及方法，能够根据压缩机实际运行过程中相关参数对应的控制条件及时序对压缩机的的起动运行过程进行智能化控制，极大地提高了压缩机的能效，同时提高了压缩机起动成功的效率，避免了在启动器以及保护器参数和压缩机不配的情况下出现压缩机一直起动失败的情况。

本发明采取如下技术方案实现上述目的，制冷器具定频压缩机控制系统，包括温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、电子开关以及控制模块，所述温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块以及电子开关分别与控制模块连接，所述控制模块用于根据温度采集模块、电流采集模块以及电压采集模块采集压缩机起动运行过程中的温度信息、电流信息以及电压信息对电子开关进行控制，以控制压缩机的起动或停止。

进一步的是，所述电子开关包括电子启动开关以及电子保护开关。

本发明制冷器具定频压缩机控制方法，应用于上述制冷器具定频压缩机控制系统，包括：

实时采集压缩机电路中的电压信息、电流信息、压缩机壳温度以及制冷器具冷冻温度；根据采集的电压信息、电流信息、压缩机壳温以及制冷器具冷冻温度对电子开关进行控制，以控制压缩机的起动或停止。

进一步的是，本发明制冷器具定频压缩机控制方法的具体实施步骤包括：

步骤(1)、控制模块上电复位，电子启动开关以及电子保护开关导通，压缩机起动；

步骤(2)、实时采集并判断压缩机电路中电流i的大小，若i≤imax*p，0.65≤p≤0.85，imax为压缩机起动过程中的最大电流，则断开电子启动开关；若电流i不下降并且电流i持续上升时间超过阈值时间，则断开电子启动开关与电子保护开关；

步骤(3)、压缩机正常运行过程中，若i≥ih，ih为电路中的保护电流，并且持续设置时间t1，则断开电子保护开关，并上报过流保护。

进一步的是，制冷器具定频压缩机控制方法还包括：

步骤(4)、实时采集并判断压缩机电路中电压u的大小，若电源电压为220v，130v≤u≤264v，压缩机正常工作，否则不允许压缩机起动，并上报过欠压故障；若电源电压为110v，78v≤u≤140v，则压缩机正常工作，否则不允许压缩机起动，并上报过欠压故障。

进一步的是，制冷器具定频压缩机控制方法还包括：

步骤(5)、实时采集并判断压缩机壳温tc的高低，若tc≥tset，90℃＜tset≤120℃，并维持设置时间t2,则断开电子保护开关，并上报壳温过高保护；若tc＜70℃，且停机时间超过设置时间t3，则再次起动压缩机。

进一步的是，制冷器具定频压缩机控制方法还包括：

步骤(6)、实时采集并判断制冷器具冷冻温度tg的高低，若tg＜tgs-δt，δt为控制精度，0℃≤δt≤3℃，tgs为设置的冷冻目标温度，则控制压缩机停机；若tg＞tgs+δt，则控制压缩机起动；若tgs-δt℃≤tg≤tgs+δt℃，压缩机维持原状态不变。

进一步的是，在步骤(2)中，断开电子启动开关与电子保护开关后，等待间隔时间后再次起动压缩机。

进一步的是，在步骤(3)中，所述保护电流ih的获取方法包括：压缩机正常运行过程中，在设置时间内对电流i进行持续采集，然后计算出设置时间内电流i的平均值ip，则保护电流ih＝n*ip，1.1≤n≤1.6。

进一步的是，在步骤(3)中，断开电子保护开关，并上报过流保护后，等待间隔时间后再次起动压缩机。

本发明在压缩机起动运行过程中实时采集压缩机电路中的电流与电压大小，压缩机壳温度以及制冷器具冷冻温度，并且根据采集的参数各自对应相应的控制条件及时序，实现了根据压缩机实际运行过程中相关参数对应的控制条件及时序对压缩机的的起动运行过程进行智能化控制，极大地提高了了压缩机能效，同时提高了压缩机起动成功的效率，采用电子开关代替了传统的ptc启动器以及电流式重锤)起动器，避免了在启动器以及保护器参数和压缩机不配的情况下出现压缩机一直起动失败的情况。

附图说明

图1是本发明制冷器具定频压缩机控制系统结构框图。

图2是现有技术中ptc启动器接线示意图。

图3是现有技术中电流式(重锤)启动器接线示意图。

图4是本发明电子式起动控制器接线示意图。

附图中，ks为电子启动开关，kr为电子保护开关。

具体实施方式

本发明制冷器具定频压缩机控制系统，其结构框图如图1，包括温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块、电子开关以及控制模块，所述温度采集模块、电流采集模块、电压采集模块以及电子开关分别与控制模块连接，所述控制模块用于根据温度采集模块、电流采集模块以及电压采集模块采集压缩机起动运行过程中的温度信息、电流信息以及电压信息对电子开关进行控制，以控制压缩机的起动或停止。

其中电子开关接线如图4，把ptc起动器或电流式(重锤)起动器采用电子启动开关ks(如继电器、双向可控硅等)模拟压缩机的起动过程，当压缩机起动后立即切断起动绕组，达到起动的目的。过热过载保护器采用电子保护开关kr(如继电器、双向可控硅等)模拟热保护器保护断开与复位，实现保护压缩机的目的，更进一步地，ks和/或kr为继电器或双向可控硅的任一一种或两种并用。

本发明制冷器具定频压缩机控制方法，应用于上述制冷器具定频压缩机控制系统，包括：

实时采集压缩机电路中的电压信息、电流信息、压缩机壳温度以及制冷器具冷冻温度；根据采集的电压信息、电流信息、压缩机壳温以及制冷器具冷冻温度对电子开关进行控制，以控制压缩机的起动或停止。

本发明制冷器具定频压缩机控制方法的具体实施步骤包括：

步骤(1)、控制模块上电复位，电子启动开关以及电子保护开关导通，压缩机起动；

步骤(2)、实时采集并判断压缩机电路中电流i的大小，若i≤imax*p，0.65≤p≤0.85，imax为压缩机起动过程中的最大电流，则断开电子启动开关；若电流i不下降并且电流i持续上升时间超过阈值时间，则断开电子启动开关与电子保护开关；

步骤(3)、压缩机正常运行过程中，若i≥ih，ih为电路中的保护电流，并且持续设置时间t1，则断开电子保护开关，并上报过流保护。

为了实现对压缩机的过欠压保护，本发明制冷器具定频压缩机控制方法还包括：

步骤(4)、实时采集并判断压缩机电路中电压u的大小，若电源电压为220v，130v≤u≤264v，压缩机正常工作，否则不允许压缩机起动，并上报过欠压故障；若电源电压为110v，78v≤u≤140v，则压缩机正常工作，否则不允许压缩机起动，并上报过欠压故障。

为了实现对压缩机壳温的保护，本发明制冷器具定频压缩机控制方法还包括：

步骤(5)、实时采集并判断压缩机壳温tc的高低，若tc≥tset，90℃＜tset≤120℃，tset优选取105℃，并维持设置时间t2,则断开电子保护开关，并上报壳温过高保护；若tc＜70℃，且停机时间超过设置时间t3，则再次起动压缩机。

为了实现对制冷器具温度的控制，本发明制冷器具定频压缩机控制方法还包括：

步骤(6)、实时采集并判断制冷器具冷冻温度tg的高低，若tg＜tgs-δt，δt为控制精度，0℃≤δt≤3℃，δt有限取2℃，tgs为设置的冷冻目标温度，则控制压缩机停机；若tg＞tgs+δt，则控制压缩机起动；若tgs-δt℃≤tg≤tgs+δt℃，压缩机维持原状态不变。

在步骤(2)中，阈值时间可以设置为5秒。

在步骤(2)中，断开电子启动开关ks与电子保护开关kr后，等待间隔时间后再次起动压缩机，间隔时间可以采用5分钟间隔，也可以根据具体情况进行设置。

在步骤(3)中，所述保护电流ih的获取方法包括：压缩机正常运行过程中，在设置时间内对电流i进行持续采集，然后计算出设置时间内电流i的平均值ip，则保护电流ih＝n*ip，1.1≤n≤1.6，n优先取1.3。

在步骤(3)中，断开电子保护开关kr，并上报过流保护后，等待间隔时间后再次起动压缩机，间隔时间可以采用5分钟间隔，也可以根据具体情况进行设置。

步骤(3)中，t1可以设置为1分钟，也可以根据实际需要进行设置。

步骤(5)中，可以设置t2为10分钟，也可以根据实际需要进行设置，t3可以设置为5分钟，也可以根据实际需要进行设置。

综上所述，本发明能够根据压缩机实际运行过程中相关参数对应的控制条件及时序对压缩机的的起动运行过程进行智能化控制，极大地提高了压缩机的能效，同时提高了压缩机起动成功的效率，采用电子开关代替了传统的ptc启动器以及电流式重锤)启动器，避免了在启动器以及保护器参数和压缩机不配的情况下出现压缩机一直起动失败的情况。