压缩机保护模块及保护方法与流程

1.本发明涉及压缩机领域，特别是涡旋压缩机。具体而言，在第一方面，本发明涉及压缩机保护模块。在第二方面，本发明涉及压缩机保护方法。


背景技术：

2.图1显示了涡旋压缩机的示意性分解图，其包括静涡旋盘和动涡旋盘，动静涡旋盘之间限定压缩腔。通过压缩机电机的驱动轴带动动涡旋盘沿螺旋曲线旋转，使制冷剂在压缩腔内逐渐压缩。
3.正常情况下，制冷剂经压缩机入口进入压缩腔，压缩后从压缩机出口输出。而在异常情况下，例如当制冷剂泄漏时，制冷剂输入压力和流量将出现下降，或当冷凝器温度传感器故障时，制冷剂输入也可能会不足，这都会导致润滑不足(因制冷剂通常混有润滑剂)，继而造成涡旋盘因摩擦而变热。如果此时压缩机仍继续运转，涡旋盘将会磨损甚至破碎。
4.为了保护压缩机以免涡旋盘磨损或破碎，目前采用的方法是设置流量计来测量制冷剂输入流量或增加一个温度传感器来测量温度，例如测量涡旋盘的温度。若出现诸如制冷剂泄漏之类的异常情况，压缩机的控制系统将发出警报并使压缩机停止运转。
5.由于压缩机的操作环境，传感器易于出现故障，导致无法检测制冷剂输入的问题。因此，通过设置流量计或增加温度传感器仍不能保证避免涡旋盘过热磨损或破碎的风险。


技术实现要素：

6.为此，本发明提供一种改进的压缩机保护方法及相应的保护模块，避免涡旋盘因制冷剂输入问题而过热磨损甚至破碎。
7.在第一方面，本发明提供压缩机保护模块，其包括：测量装置，其用于测量压缩机电机的运行参数；比较装置，其将测得的运行参数与预定阈值进行比较；控制装置，其被配置用以：当测得的运行参数大于或等于预定阈值时，控制压缩机继续运转，而当测得的运行参数小于预定阈值时，使压缩机停止运转。
8.本发明基于以下构思：压缩机腔的内压力取决于电机驱动轴转速和制冷剂输入压力，如果制冷剂输入压力过低或根本没有输入，那么压缩机腔的内压力将会非常得低。另一方面，电机运行参数(如电机扭矩)取决于压缩机腔的内压力，电机电流和输出功率也可以通过电机扭矩反映出来。如果制冷剂输入压力不足，则电机扭矩、电流和输出功率都会低于正常值。此外，电机驱动轴转速通常存在脉动，其大小取决于电机扭矩。如果电机扭矩低于正常值，则转速脉动将会减小。
9.因此，通过检测电机运行参数，如电机输出功率、扭矩、电流、一个周期中的最大转速(脉动)偏差等，能够判断制冷剂输入是否有问题。如果测得的结果小于正常情况下的数值，则可以确定制冷剂输入不足，反之则可以确定是正常的。相比于其它数据(如温度和流量)，电机运行参数是更容易获得的，例如利用电机中已有的电流传感器。
10.根据实施例，选择以下当中的一种或多种作为压缩机电机的运行参数：电机电流、
电机扭矩、电机输出功率和电机一个周期中的最大转速偏差。
11.根据实施例，保护模块还包括设定装置，其用于设定运行参数的预定阈值。预定阈值可以是压缩机正常运转(即制冷剂无泄漏且冷凝器温度传感器正常)情况下的压缩机电机运行参数的最小值，其可以通过计算得出或通过测试时测量得到。或者，预定阈值可以是电机的最大转速偏差阈值，即压缩机最低正常运行情况下在一个周期中测量得到的最大转速偏差。
12.优选的，保护模块还可包括警报装置，其用于在测得的运行参数小于预定阈值时发出警报。
13.在第二方面，本发明提供压缩机保护方法，其包括以下步骤：测量压缩机电机的运行参数；将测得的运行参数与预定阈值进行比较；以及当测得的运行参数大于或等于预定阈值时，控制压缩机继续运转，而当测得的运行参数小于预定阈值时，使压缩机停止运转。
14.根据实施例，选择以下当中的一种或多种作为压缩机电机的运行参数：电机电流、电机扭矩、电机输出功率和电机一个周期中的最大转速偏差。
15.根据实施例，在比较步骤之前，保护方法还包括以下步骤：设定运行参数的预定阈值。同样，预定阈值可以是压缩机电机正常运行时运行参数的最小值，或是电机的最大转速偏差阈值，即压缩机最低正常运行情况下在一个周期中测量得到的最大转速偏差。
16.优选的，在控制步骤中，当测得的运行参数小于预定阈值时，还发出警报。
17.根据本发明的压缩机保护模块和保护方法无需增加传感器，容易实现，避免额外成本，同时仍能够保证检测制冷剂输入问题，保护涡旋盘不会磨损或破碎。
附图说明
18.通过下面参照附图对本发明实施例进行的详细描述，本发明的特征及其优点将是显而易见的。在附图中：
19.图1是涡旋压缩机的示意性分解图；
20.图2是本发明实施例的压缩机保护模块的示意框图；
21.图3是本发明实施例的压缩机保护方法的流程图；
22.图4是本发明另一实施例的压缩机保护方法的流程图。
具体实施方式
23.图2显示本发明实施例的压缩机保护模块1的框图，其包括测量装置10；比较装置20；控制装置30；设定装置40；和警报装置50。
24.测量装置10用于测量压缩机电机的运行参数，如电机扭矩、电流、输出功率和/或一个周期中的最大转速偏差。比较装置20将测得的运行参数与预定阈值进行比较。控制装置30被配置用以：当测得的运行参数大于或等于预定阈值时，控制压缩机继续运转，而当测得的运行参数小于预定阈值时，使压缩机停止运转。设定装置40用于设定运行参数的预定阈值，例如压缩机正常运转(即制冷剂无泄漏且冷凝器温度传感器正常)情况下的压缩机电机运行参数的最小值，其可以通过计算得出或通过测试时测量得到。或者，预定阈值可以是电机一个周期中的最大转速偏差阈值，即压缩机最低正常运行情况下测量得到的最大转速偏差。警报装置50用于在测得的运行参数小于预定阈值时发出警报。
25.图3显示本发明实施例的压缩机保护方法，包括以下步骤：测量压缩机电机的电流、扭矩和/或输出功率110；根据计算得出或测量得到的压缩机正常运转情况下的压缩机电机的电流、扭矩和/或输出功率的最小值，设定电机电流、扭矩和/或输出功率的预定阈值120；将测得的电流、扭矩和/或输出功率与预定阈值进行比较130。当测得的数值大于或等于预定阈值时，方法行进到步骤140，控制压缩机继续运转，而当测得的数值小于预定阈值时，方法行进到步骤150，使压缩机停止运转并发出警报。步骤110和120的顺序也可以反过来，即先设定预定阈值，然后进行测量。
26.图4显示另一实施例的压缩机保护方法，包括以下步骤：测量压缩机电机一个周期中的最大转速偏差210；根据压缩机最低正常运行情况下在一个周期中测量得到的最大转速偏差，设定转速偏差的预定阈值220；将测得的转速偏差与预定阈值进行比较230。当测得的数值大于或等于预定阈值时，方法行进到步骤240，控制压缩机继续运转，而当测得的数值小于预定阈值时，方法行进到步骤250，使压缩机停止运转并发出警报。同样，步骤210和220的顺序也可以反过来。
27.在一些情形中，在本发明中公开的特征可以与其它特征无关地使用。另一方面，当有必要时，可以组合在本发明中公开的特征以提供各种组合。
28.本发明中使用的措辞和表述都是说明性的而非限制性的，因此使用这些措辞和表述并不意图将图示和描述的特性的任何等同物排除在本发明的范围之外。在权利要求书的范围内可能存在各种修改、变型和替代例。权利要求书意图涵盖所有此类等同物。