专利名称：一种压缩机的防退磁保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频压缩机领域，特别涉及一种压缩机的防退磁保护装置。
背景技术：
近年来，随着变频控制技术的快速发展和高效节能概念的推广，变频空调得到迅速的推广应用。变频空调通过改变压缩机供电频率，调节压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。目前市面上高能效的变频空调均使用直流变频压缩机，其内部以永磁同步电机为动力核心。永磁同步电动机具有体积小、效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。直流变频压缩机所使用的永磁体材料主要有两种:铁氧体永磁材料和钕铁硼永磁材料(含稀土元素)。永磁体在压缩机内部正常工作时是不会出现退磁现象的，但当压缩机意外出现失步或堵转并由此产生瞬间强大电流时，会导致永磁体出现退磁。其中，铁氧体价格便宜，但单位体积中储存的磁能较低，这类材料易磁化也易退磁，并且退磁电流曲线随着温度上升而上升，低温时退磁电流最小，容易在压缩机低温启动瞬间退磁。钕铁硼磁性材料为稀土永磁材料发展的最新结果，钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点使其在直流变频压缩机上获得了广泛应用，其退磁电流曲线随着温度上升而下降，低温时退磁电流最大，能适应变频压缩机低温启动时电流大的特点。虽然钕铁硼和铁氧体磁材的退磁电流都是随着温度的改变而改变，大多空调厂家为了使压缩机可以安全可靠的运行，将保护电流设置在最低的退磁电流值之下，并留有相当的裕量，进而导致压缩机的负载能力受到限制，尤其在低温启动、高频运行、力矩补偿等特殊状态下更为明显。因此开发一种新的退磁保护电路显得尤为重要。
实用新型内容本实用新型的目的旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本实用新型目的在于提出一种压缩机的防退磁保护装置，该装置克服了现有压缩机防退磁电流保护的不足，通过监测压缩机的运行状态及温度，实时调整电流保护阈值，具有可靠性高、成本低和压缩机负载利用率高的优点。为达到上述目的，本实用新型提出一种压缩机的防退磁保护装置，包括:采样模块，所述采样模块根据压缩机的电流信号生成采样电压；参考电压提供模块，所述参考电压提供模块提供参考电压；比较器模块，所述比较器模块具有第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和第二输入端分别与所述采样模块和参考电压提供模块相连，所述比较器模块根据所述采样电压和参考电压生成比较信号；控制模块，所述控制模块与所述比较器模块相连，所述控制模块根据所述比较信号对所述压缩机进行控制。根据本实用新型提出的压缩机的防退磁保护装置，通过监测压缩机的运行状态及温度，实时调整电流保护阈值即参考电压的值，再根据采样电压和参考电压生成的比较信号对压缩机进行控制，从而实现对压缩机的保护和有效利用。因此，该装置具有可靠性高、成本低和压缩机负载利用率高的优点。其中，所述控制模块与所述参考电压提供模块相连，所述控制模块调整所述参考电压提供模块所提供的参考电压。具体地，所述采样模块包括:第一电阻，所述第一电阻的一端与控制所述压缩机的变频器的直流母线相连，所述第一电阻的另一端接地；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述比较器模块的第一输入端相连。并且，所述的压缩机的防退磁保护装置还包括:滤波电容，所述滤波电容的一端接地，所述滤波电容的另一端与所述比较器模块的第一输入端相连。具体地，所述参考电压提供模块包括:数字可调电阻，所述数字可调电阻的一端接地，所述数字可调电阻的另一端与所述比较器模块的第二输入端相连，所述数字可调电阻的控制端与所述控制模块相连，所述数字可调电阻根据所述控制模块的控制信号对所述数字可调电阻的阻值进行调整；以及第三电阻，所述第三电阻的一端与所述比较器模块的第二输入端相连，所述第三电阻的另一端与电源相连。在本实用新型中，所述数字可调电阻和所述控制模块通过串行外围设备接口 S PI总线相连。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从
以下结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1为根据本实用新型一个实施例的压缩机的防退磁保护装置的方框示意图；和图2为根据本实用新型一个实施例的压缩机的防退磁保护装置的电路图。附图标记:采样模块110、参考电压提供模块120、比较器模块130和控制模块140，第一输入端131和第二输入端132，第一电阻Rl和第二电阻R2，压缩机M，滤波电容C 1、数字可调电阻Rd和第三电阻R3，电源VCC，驱动模块150。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。下面参照附图对本实用新型实施例提出的压缩机的防退磁保护装置进行描述。如图1所示，本实用新型一个实施例提出的压缩机的防退磁保护装置包括采样模块110、参考电压提供模块120、比较器模块130和控制模块140。其中，采样模块110根据压缩机的电流信号生成采样电压。参考电压提供模块120提供参考电压。比较器模块130具有第一输入端131和第二输入端132,第一输入端131和第二输入端132分别与采样模块110和参考电压提供模块120相连，比较器模块130根据米样电压和参考电压生成比较信号。控制模块140与比较器模块130相连,控制模块140根据比较信号对压缩机进行控制，其中，控制模块140可以为MClXMicro ControllerUnit,微控制器)，即言，比较器模块130的输出端与MCU的IO脚相连，将比较信号发送给MCU。在本实用新型的实施例中，如图1所示，控制模块140与参考电压提供模块120相连，控制模块140调整参考电压提供模块120所提供的参考电压。具体地，如图2所示，控制模块140通过串行外围设备接口 SPI总线发送控制信号给数字可调电阻Rd，数字可调电阻Rd根据控制模块140的控制信号对数字可调电阻Rd的阻值进行调整，进而实现调整参考电压提供模块120所提供的参考电压。具体地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，采样模块110包括第一电阻Rl和第二电阻R2。其中，第一电阻Rl的一端与控制压缩机M的变频器的直流母线相连，第一电阻Rl的另一端接地。第二电阻R2的一端与第一电阻Rl的一端相连,第二电阻R2的另一端与比较器模块130的第一输入端131相连。在本实施例中，如图2所示，该压缩机的防退磁保护装置还包括滤波电容Cl。其中，滤波电容Cl的一端接地,滤波电容Cl的另一端与比较器模块130的第一输入端131相连。滤波电容Cl和电阻R2组成低通滤波电路，对采样电压进行滤波。进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，参考电压提供模块120包括数字可调电阻Rd和第三电阻R3。其中，数字可调电阻Rd的一端接地，数字可调电阻Rd的另一端与比较器模块130的第二输入端132相连，数字可调电阻Rd的控制端与控制模块140相连，数字可调电阻Rd根据控制模块140的控制信号对数字可调电阻Rd的阻值进行调整。其中，数字可调电阻Rd和控制模块140可以通过SPKSerial PeripheralInterface,串行外围设备接口)总线相连。第三电阻R3的一端与比较器模块130的第二输入端132相连，第三电阻R3的另一端与电源VCC相连，其中电源VCC的电压可以为3.3V。在本实用新型的实施例中，如图2所示，上述压缩机的防退磁保护装置的原理为:参考电压提供模块120的第三电阻R3和数字可调电阻Rd串联，第三电阻R3与电源VCC连接，数字可调电阻Rd与地连接，数字可调电阻Rd的控制端与控制模块140相连，数字可调电阻Rd根据控制模块140的控制信号对数字可调电阻Rd的阻值进行调整。其中，数字可调电阻Rd和控制模块140通过串行外围设备接口 SPI总线相连。具体地，通过调整数字可调电阻Rd的电阻值，可以改变比较器模块130第二输入端132 (即同相端)的参考电压即基准电压Uref。其中，基准电压Uref由压缩机M的最小退磁电流1c推算,Uref =1cXRl，其中，Rl为大功率电阻。采样模块110的第一电阻Rl的一端与控制压缩机的变频器的直流母线相连，第一电阻Rl的另一端接地，压缩机M电流流经Rl会产生电压降Ui，Ui经过第二电阻R2、滤波电容Cl组成的低通滤波电路滤波后输入到比较器模块130的第一输入端131即(反相端)。当比较器模块130两端电压Ui < Uref，表示压缩机M电流正常；若Ui > Uref，表示压缩机M电流超出上限，比较器模块130输出故障信号，控制模块140根据故障信号控制驱动模块150关断。具体地，为了降低成本和简化电路，可以直接利用空调变频器直流母线上的大功率电阻(即第一电阻Rl)采集得到压缩机M电流信号。当压缩机三相绕组出现过电流时，直流母线也会出现相应的波动，功率电阻两端的电压Us=IXRl (I为母线电流)，当Us的电压高于Uref的电压时，比较器模块130输出故障信号至控制模块140。此时，控制模块140根据比较器模块130输出的故障信号关断驱动模块150，压缩机M停止工作，从而实现防退磁保护。也就是说，控制模块140通过检测压缩机M状态，实时地输出控制信号来对数字可调电阻Rd的阻值进行调整以实现调节参考电压提供模块120所提供的参考电压，并当直流变频压缩机M出现过电流时，比较器模块130输出故障信号至控制模块140，控制模块140关断驱动模块150，切断压缩机M的电流回路，实现防退磁保护。需要说明的是，直流变频压缩机的退磁电流阈值并不是固定的，磁性材料的退磁
电流阈值会随着温度的变化而变化。为了更高效使用压缩机的负载能力和实现更有效的退
磁保护，本实用新型的实施例中，利用数字可调电阻Rd实现电流保护阈值的动态改变。例
如铁氧体磁性材料，当压缩机在启动时，温度较低，应将退磁保护限流降低；当压缩机运行
一段时间后，可根据温度的上升提高电流保护阈值以增加压缩机的负载能力，若为稀土材
料，则其特性刚好相反。设Imax为压缩机在对应条件下的安全电流最大值，则最大安全电流
下产生的最高电压Umax=R1Imax ;数字可调电阻Rd的端电压作为比较器模块130的基准电压:
权利要求1.一种压缩机的防退磁保护装置，其特征在于，包括: 采样模块，所述采样模块根据压缩机的电流信号生成采样电压； 参考电压提供模块，所述参考电压提供模块提供参考电压； 比较器模块，所述比较器模块具有第一输入端和第二输入端，所述第一输入端和第二输入端分别与所述采样模块和参考电压提供模块相连，所述比较器模块根据所述采样电压和参考电压生成比较信号； 控制模块，所述控制模块与所述比较器模块相连，所述控制模块根据所述比较信号对所述压缩机进行控制。
2.如权利要求1所述的压缩机的防退磁保护装置，其特征在于，所述控制模块与所述参考电压提供模块相连，所述控制模块调整所述参考电压提供模块所提供的参考电压。
3.如权利要求1所述的压缩机的防退磁保护装置，其特征在于，所述采样模块包括: 第一电阻，所述第一电阻的一端与控制所述压缩机的变频器的直流母线相连，所述第一电阻的另一端接地； 第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述比较器模块的第一输入端相连。
4.如权利要求3所述的压缩机的防退磁保护装置，其特征在于，还包括: 滤波电容，所述滤波电容的一端接地，所述滤波电容的另一端与所述比较器模块的第一输入端相连。
5.如权利要求1所述的压缩机的防退磁保护装置，其特征在于，所述参考电压提供模块包括: 数字可调电阻，所述数字可调电阻的一端接地，所述数字可调电阻的另一端与所述比较器模块的第二输入端相连，所述数字可调电阻的控制端与所述控制模块相连，所述数字可调电阻根据所述控制模块的控制信号对所述数字可调电阻的阻值进行调整；以及 第三电阻，所述第三电阻的一端与所述比较器模块的第二输入端相连，所述第三电阻的另一端与电源相连。
6.如权利要求5所述的压缩机的防退磁保护装置，其特征在于，所述数字可调电阻和所述控制模块通过串行外围设备接口 S PI总线相连。
专利摘要本实用新型公开了一种压缩机的防退磁保护装置，其包括采样模块，采样模块根据压缩机的电流信号生成采样电压；参考电压提供模块，参考电压提供模块提供参考电压；比较器模块，比较器模块具有第一输入端和第二输入端，第一输入端和第二输入端分别与采样模块和参考电压提供模块相连，比较器模块根据采样电压和参考电压生成比较信号；控制模块，控制模块与比较器模块相连，控制模块根据比较信号对压缩机进行控制。该压缩机的防退磁保护装置克服了现有压缩机防退磁电流保护的不足，通过监测压缩机的运行状态及温度，实时调整电流保护阈值，具有可靠性高、成本低和压缩机负载利用率高的优点。
文档编号H02H7/08GK203026916SQ20122068503
公开日2013年6月26日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者张晓东 申请人:安徽美芝精密制造有限公司