變頻驅動器的控制與操作的制作方法
【技術領域】
[0001]本申請大體上涉及變頻驅動器的控制與操作，并且更具體地說，但不唯一涉及與加熱、冷卻、空調和/或制冷(“HVACR”)系統有關的變頻驅動器的控制與操作。在這種系統中，不合需要的、不受命令的或不受控制的壓縮機旋轉，例如螺桿式壓縮機或螺旋壓縮機的反向旋轉會引起相當大的問題。減輕這種情況發生的潛在可能性由于目前方案具有各種限制和缺點而不失為備受關注的領域。不合需要的、不受控制的或不受命令的壓縮機操作可能對系統構件造成突然故障或增加磨損和破損形式的危害。這些問題在包括由電動機驅動的壓縮機的HVACR應用中可能受到特別關注，電動機則被變頻驅動器驅動。當前對于這里公開的獨特且新穎的裝置、方法和系統存在極大的需求。
【背景技術】
[0002]—個實施例是一種包括制冷劑回路、電動機、功率供給和控制器的系統，制冷劑回路包括配置成壓縮制冷劑的壓縮機、配置成從壓縮機接收制冷劑的冷凝器以及配置成從冷凝器接收制冷劑的膨脹器；電動機配置成驅動壓縮機；功率供給配置成驅動電動機；并且控制器配置成控制功率供給以驅動電動機并分析至少一個系統狀況；其中控制器配置成基于至少一個系統狀況而識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的狀況，并基于狀況的識別而控制功率供給，以阻止壓縮機的旋轉。在某些形式中，控制器配置成控制功率供給以阻止壓縮機旋轉包括控制器配置成控制功率供給，以提供短路狀況，從而有效地為電動機的旋轉所產生的電流提供電阻。在某些形式中，短路狀況包括功率供給的兩個或更多個開關裝置被閉合以提供短路。在某些形式中，短路狀況包括提供閉合回路，其包括電動機的兩個或更多個繞組和功率供給的一個軌道。
[0003]在某些形式中，控制器配置成控制功率供給以阻止壓縮機旋轉包括控制器配置成控制功率供給，以便為電動機提供DC電流，從而有效地推動電動機至預定的對準位置，并阻止電動機的旋轉。在某些形式中，控制器配置成基于所述至少一個系統狀況而識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的狀況包括識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的跨壓縮機的壓力差。在某些形式中，控制器配置成基于所述至少一個系統狀況而識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的狀況包括識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的壓縮機空轉狀況和壓力狀況。在某些形式中，控制器配置成基于所述至少一個系統狀況而識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的狀況包括首先識別壓縮機是否被命令操作，并且其次識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的壓力狀況。
[0004]在某些形式中，功率供給包括逆變器。在某些形式中，功率供給包括變頻驅動器。在某些形式中，與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的狀況包括電動機的轉子的旋轉。在某些形式中，與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的狀況包括利用傳感器檢測到壓縮機的旋轉。在某些形式中，與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的狀況包括在電動機端子上檢測到指示旋轉的反電動勢。
[0005]—個實施例是一種方法，其包括提供HVACR系統，HVACR系統包括配置成驅動電動機的電氣驅動器、配置成被電動機驅動的壓縮機，以及配置成控制驅動器輸出并分析系統狀況的控制器；識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況；控制驅動器，以便以電的方式阻止電動機的旋轉，從而有效地阻止壓縮機的旋轉。在某些形式中，控制驅動器以便以電的方式阻止電動機旋轉的動作包括控制驅動器，以便為電動機提供電流，從而有效地迫使電動機朝著預定的位置移動。在某些形式中，選擇電流的大小，以便提供力，該力足以阻止可歸因于與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況而產生的力。在某些形式中，控制驅動器，以便以電的方式阻止電動機旋轉的動作包括控制驅動器，以便提供閉合回路，其包括電動機的兩個或更多個繞組，并包括電阻，電阻基于電動機中由于旋轉所感應的電流的耗散而有效地阻止電動機的旋轉。在某些形式中，閉合回路還包括驅動器的兩個或更多個開關以及驅動器的一個或多個軌道。
[0006]在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括識別壓縮機的上游和下游中的至少一個的壓力狀況。在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括識別跨壓縮機的壓力差。在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括識別壓縮機是否處于空轉狀態。在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括識別壓縮機是否處于空轉狀態，并且識別與壓縮機相關聯的壓力狀況。在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括首先確定驅動器、電動機或壓縮機是否處于非操作狀態，其次確定與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的壓力狀況。在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括利用傳感器檢測電動機的旋轉。在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括檢測壓縮機的旋轉。在某些形式中，識別與不合需要的或不受命令的壓縮機旋轉的風險相關聯的系統狀況的動作包括在電動機端子上檢測指示旋轉的反電動勢或反電動勢所感應的電流。
[0007]—個實施例是用于起動冷凍劑環路中的壓縮機的方法，其包括以第一模式操作壓縮機，其包括防止用于壓縮機的電動機的電流水平超過預定的電流限制達不超過預定周期時間的時間周期，并且確定電動機是否在預定的時間周期到期時或之前超過預定的速度閾值。某些形式還包括響應于確定電動機在預定的時間周期到期時或之前已經超過了預定的速度閾值而以第二模式操作壓縮機。在某些形式中，第二模式下的壓縮機的操作包括相對于第一模式下的壓縮機的操作而言提高了電動機速度。某些形式還包括響應于確定電動機在預定的時間周期到期時或之前未能超過預定的速度閾值而停止壓縮機的操作。在某些形式中，壓縮機是螺桿式壓縮機。在某些形式中，響應于確定電動機的扭矩超過預定值而以第一模式執行壓縮機的操作。某些形式還包括測量電動機電流和利用測量的電動機電流來確定電動機扭矩。在某些形式中，當起動壓縮機時自動地在第一模式下執行壓縮機的操作。在某些形式中，選擇預定的電流限制和預定的時間周期，從而在不損傷壓縮機的狀況下提供液體清除功能。在某些形式中，防止用于壓縮機的電動機的電流水平超過預定的電流限制包括限制供給電動機的電壓。
[0008]—個實施例是一種包括制冷劑壓縮機的系統，制冷劑壓縮機包括電動機和配置成以起動模式操作壓縮機的控制器，其中電動機的電流被防止超過預定的電流限制達不超過預定時間周期的時間周期，并且響應于確定電動機在預定的時間周期到期時或之前超過預定的速度閾值而以運行模式操作壓縮機。在某些形式中，控制器還配置成包括響應于確定電動機在預定的時間周期到期時或之前未能達到預定的速度閾值而停止壓縮機的操作。在某些形式中，運行模式下的壓縮機的操作包括相對于起動模式下的壓縮機的操作而言提高了電動機速度。在某些形式中，控制器進一步配置成響應于確定電動機扭矩超過了預定值而以起動模式操作壓縮機。某些形式還包括傳感器，其配置成測量電動機電流并為控制器提供相對應的指示，其中控制器進一步配置成使用所測量的電動機電流來確定電動機扭矩。在某些形式中，控制器進一步配置成當激勵壓縮機時自動地以起動模式操作壓縮機。在某些形式中，預定的電流限制對應于使壓縮機以電動機的速度或在預定的速度閾值以下的速度操作時的最大額定電流，從而避免壓縮機的損傷。某些形式還包括制冷環路、冷凝器、蒸發裝置和變頻驅動器。
[0009]—個實施例是一種用于操作制冷劑壓縮機的方法，其包括遵循速度軌跡，速度軌跡配置成如果壓縮機的電動機電流在預定的時間周期到期之前超過預定的電流限制的話，那么在起動壓縮機和停止壓縮機操作之后，保持壓縮機的電動機速度不超過預定的速度限制達預定的時間周期。在某些形式中，選擇預定的速度限制和預定的時間周期，從而在不損傷壓縮機的狀況下提供液體清除功能。在某些形式中，速度軌跡進一步配置成在預定的時間周期到期之后增加壓縮機的電動機速度至預定的速度限制之上。在某些形式中，速度軌跡包括落在預定的時間周期內的第一段，第一段包括在起動壓縮機之后增加至預定速度限制的增速周期以及保持預定的速度閾值直至預定的時間周期到期的停留周期。在某些形式中，壓縮機是螺桿式壓縮機。在某些形式中，在起動壓縮機之后自動地跟隨速度軌跡。在某些形式中，響應于確定電動機扭矩超過預定值而跟隨速度軌跡。
[0010]一個實施例是一種包括制冷劑壓縮機的系統，其包括電動機和配置成以起動模式操作壓縮機的控制器，起動模式配置成如果電動機的電流在預定的時間周期到期之前超過預定的電流限制的話，那么起動壓縮機和停止壓縮機操作之后防止電動機速度超過預定的速度限制達預定的時間周期。在某些形式中，選擇預定的速度限制和預定的時間周期，從而在不損傷壓縮機的狀況下提供液體清除功能。在某些形式中，控制器進一步配置成在預定的時間周期到期之后以包括相對于起動模式更高的電動機速度的運行方式操作壓縮機。在某些形式中，控制器進一步配置成在激勵壓縮機之后自動地以起動模式操作壓縮機。在某些形式中，預定的電流限制對應于使壓縮機以電動機的速度或在預定的速度限制以下的速度操作時的最大額定電流，從而避免壓縮機的損傷。
[0011]—個實施例是一種方法，其包括從驅動器供給電流以起動電動機，電動機與HVACR系統的壓縮機機械地聯接并配置成驅動HVACR系統的壓縮機，所述壓縮機配置成以一個方向操作；確定指示在供給期間在所選擇的時間周期內由所述電動機吸取的電流的信息；比較所述信息與閾值；并且如果所述信息超過閾值就中斷電動機的操作。在某些形式中，所述中斷動作包括終止所述電流供給。在某些形式中，所述確定動作包括在控制器輸入處接收來自傳感器的輸入。在某些形式中，所述確定動作包括將接收自傳感器的輸入從模擬轉換成數字。在某些形式中，這種確定發生在供給電流的動作開始之后預定的時間周期內。在某些形式中，選擇預定的時間周期，使其發生在預期有電流上沖的初始時間周期之后。某些形式還包括在起動所述電動機之后如果所述信息不超過閾值時就繼續將電流供給所述電動機的所述動作。
[0012]—個實施例是一種系統，其包括驅動地聯接在螺桿式壓縮機或螺旋壓縮機上的電動機；驅動地聯接在所述電動機上的功率供給；以及控制器，其配置成控制功率供給，以便可選擇地將電流供給電動機，相對于閾值評估電動機從功率供給吸取的電流的特征，并基于該特征大于閾值的評估而控制功率供