用来控制压缩机的电动马达的操作的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用来控制压缩机的电动马达的操作的系统和一种用来控制压缩机的电动马达的操作的方法，本发明更具体地涉及一种用于(优选地往复的)压缩机的适应性系统和方法，如例如用于双蒸发系统的压缩机中发生的，该压缩机受到至少两个不同水平的工作压力。
[0002]通常，本发明意图在压缩机工作压力的改变期间减小电动马达速度。
【背景技术】
[0003]如本领域技术人员已知的，压缩机尤其是往复压缩机包括通过可控制地改变压缩室的容积能够改变工作流体压力的设备，该压缩室的容积通常由圆柱形的室限定，该圆柱形的室接收工作流体和可移动的活塞。因此，压缩机室容积根据其内部中的可移动活塞位移交替地改变(减小和增加)。进入和工作流体移除通过吸入阀和排出阀被有序地管理，该吸入阀和排出阀具有交替地变换的状态。
[0004]在常规往复压缩机中，可移动活塞的交替运动来自旋转运动中的旋转驱动力，并且特别地，来自设置有旋转轴的电动马达。在常规实施例中，电动马达轴的所述旋转运动通过与直线杆协作的偏心轴被转化为交替运动，该直线杆连接到交替活塞。这意味着马达轴的旋转运动被转化为被强加到交替活塞的交替(来回)运动。
[0005]通常，可以看出，电动马达的电参数和机械参数沿压缩循环经历不同的干涉和振荡。
[0006]例如，已知电动马达的电流倾向于随着压缩气缸压力增加而增加。当活塞在压缩气缸的内部中的排出阀的打开之前在高的压力下达到其最大正位移，产生最高的压缩压力时，在压力增加期间的电动马达的电流之间的这个比率因为电动马达实现的额外作用力(消耗更多电流)而出现。
[0007]也已知电动马达速度倾向于随着压缩气缸压力增加而减小。在压力增加期间的电动马达速度之间的这个比率也源于当交替活塞在高的压力下在压缩气缸内达到其最大正位移，产生最高的压缩压力时由电动马达实现的更高作用力(其中对维持其标称速度的更高阻碍出现)。
[0008]在这种情况中，本领域技术人员也知道，往复压缩机可以用于其中工作流体达到不同的压力水平的系统。这种系统类型的例子涉及包括独立蒸发器的制冷系统，该独立蒸发器在不同的温度范围下操作，并且因此在不同的压力范围下操作。
[0009]这个制冷系统类型的实施例在国际专利申请PCT/BR2011/000120中被公开，该国际专利申请教导一种双蒸发制冷系统，其中每一个蒸发器直接连接到往复压缩机吸入入口。因此，所述往复压缩机包括具有单个压缩室的双吸入往复压缩机。特别地，在这种情况中，从两种工作流体选择一种通过位于压缩机自身中的阀被执行。
[0010]也值得提及，现有技术提供双蒸发制冷系统，其中多个不同蒸发器(具有不同的工作压力)连接到外部选择阀，该外部选择阀具有连接到仅有的往复压缩机吸入入口的单个出口。这种布置的例子在美国专利N0.5531078中被公开。
[0011]在两个例子中，一个相同的压缩室在不同时间受到不同的压力水平。因此，压缩机构及其驱动力(电动马达)受到两个不同的作用力水平。
[0012]如前面提及的，通过在压缩循环(具有单个工作流体)期间仅仅改变该压力，已经足以削弱电动马达速度。在双蒸发压缩机(如在国际专利申请PCT/BR2011/000120中或在美国专利N0.5531078中描述的)的情况中，电动马达的速度减小效果仍然更严重。
[0013]这源于以下事实:电动马达倾向于在整个较高压力工作流体循环期间呈现显著的速度减小。清楚的是，这个速度降低削弱往复压缩机性能，因为这代表对于较高压力蒸发器的制冷容量的减小，并且因此，总的来说存在制冷系统的性能的降低。
[0014]然而，出现的情况是，用于往复压缩机电动马达的操作控制的传统的系统和方法是整体地反应性的，即，它们仅在初步检测到显著的速度降低之后预测控制作用的增加(通常，电压供给到电动马达以便矫正速度减小)。
[0015]通常，这意味着设计具有非常快的响应的速度控制器，这通常导致整个系统的大量消耗。可选地，这也可能意味着设计具有非常慢的响应的速度控制器，这通常不令人满意地消除往复压缩机的电动马达速度的变化。
[0016]鉴于上述缺点并且由于需要消除上述缺点，开发出本发明。
【发明内容】
[0017]通过这种方式，本发明的目标的一个是提供一种用于压缩机电动马达的操作的控制系统和方法，该控制系统和方法能够可预测地增加电动马达电压，即，在其速度降低的最初时刻之前。
[0018]本发明的另一目标是提供用于压缩机电动马达的操作的所述控制系统和方法，所述控制系统和方法可以将双蒸发制冷系统中的当压缩机压缩机构遭受两个可能的不同工作压力之间的变化时电动马达速度的变化消除或至少减小到可接受的值。
[0019]所有这些目标通过用于压缩机电动马达的操作的控制系统和用于压缩机电动马达的操作的控制方法被完全实现，其中这两者是本发明的目标。
[0020]总体来讲，用于压缩机电动马达的操作的控制系统包括:由外部速度控制环路形成的至少电动马达控制子系统该外部速度控制环路包括至少一个速度控制器、至少一个内部控制环路和用来测量电动马达的电参数的至少一个模块;和至少一个预测性速度控制环路，该至少一个预测性速度控制环路包括至少一个速度控制器，至少一个处理核心件和至少信号延迟电路，其中所述预测性环路的输出信号被添加到外部控制速度环路的输出信号。
[0021]根据本发明，所述速度控制器允许产生压缩机电动马达的速度矫正信号。
[0022]关于处理核心件，该处理核心件负责根据压缩机电动马达操作循环的前面确定的采样率的虚拟分区，并且它负责测量每一个前面限定的虚拟区的压缩机电动马达的平均速度。
[0023]反过来，信号延迟电路负责预测性环路的输出信号被添加到外部速度控制环路的输出信号。
[0024]可选地，并且仍然根据本发明，所述预测性环路还包括第二处理核心件，所述第二处理核心件用来测量在前面由处理核心件限定的每一个虚拟区的压缩机电动马达的速度峰值。
[0025]用于压缩机电动马达的操作的控制方法(其中所述压缩机能够在双蒸发制冷系统中起作用，该双蒸发制冷系统具有在循环中被交替地选择的至少两个不同的工作压力水平)包括:根据前面已知的采样率将第一制冷循环离散成多个虚拟区的至少一个步骤;用来确定第一制冷循环的每一个虚拟区中的速度矫正系数的至少一个步骤;根据第一制冷循环的离散中使用的采样率将后续制冷循环离散成多个虚拟区的至少一个步骤;和用来将第一制冷循环的每一个速度矫正系数应用在后续制冷循环的等同虚拟区中的至少一个步骤。
[0026]优选地，该虚拟区的每一个包括压缩机压缩循环内的电动马达的机械转动，或者另外包括压缩机压缩循环的每一个的任何约数。
[0027]更加优选的是，所有步骤在压缩机操作期间沿多个制冷循环被重复，并且可选地，第一制冷循环的每一个速度矫正系数在后续制冷循环的等同的虚拟区中的应用仅发生在较高压力水平期间。
【附图说明】
[0028]下面将基于以下图详细说明本发明，其中:
[0029]图1示出曲线图，该曲线图涉及当使用传统速度控制器类