專利名稱：變頻壓縮機能量再生控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及變頻壓縮機制動能量回收再利用的節能系統。
技術背景目前，國內變頻壓縮機制冷系統的制動單元一般都采取能耗制動方式，當變頻器的輸出 頻率接近為零，電動機的轉速降低到一定數值，此時電動機處于能耗制動狀態，電動機旋轉 的動能轉換成電能熱損耗于電動機的發電回路中，為防止電動片幾減速過程中所形成的再生電 流過大，造成變頻器和電動機的損壞，需串入適當的制動單元或制動電阻，這樣能量毫無利 用的轉換為熱能損失掉是一種能量的浪費，另 一方面由于壓縮機制冷系統安裝空間狹小，安 裝難度大，通風條件差，熱量很難及時散發出去，導致壓縮機制冷系統工作溫度升高，效率 降低。實用新型內容本實用新型針對現有技術中電動機處于能耗制動狀態時，其旋轉的動能轉換成熱能損耗 于電動機的發電回路中造成能量浪費的缺陷，提供一種變頻壓縮機能量再生控制裝置，該裝 置能夠將旋轉的動能轉換成電能存儲下來，并在需要時釋放電能。本實用新型針對上述缺陷采用的技術解決方案是變頻壓縮機能量再生控制裝置，包括電源、壓縮機及逆變單元，在逆變單元上設置儲 能系統，儲能系統包括控制器、充電回路及放電回路，控制器對壓縮機的電動機進行實時監 控(1) 充電回路由第一開關模塊和儲能單元構成，第一開關模塊與儲能單元串聯后與逆 變單元連接，當控制器監測到與電動機連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對 應直流電壓時，控制器通過對第一開關模塊的脈沖導通實現對儲能單元的充電過程；(2) 放電回路由第二開關模塊和上述儲能單元構成，第二開關模塊與儲能單元并聯， 當控制器監測到電動機處于運行狀態時，控制器通過對第二開關模塊的脈沖導通，使 得儲能單元中電抗器上形成一個瞬時左正右負的電壓，再加上儲能單元中電解電容上 的電壓就能實現從電解電容到直流母線的能量反饋。上述儲能單元的電抗器與電解電容串聯連接。上述儲能系統還包括保護單元，保護單元由第三開關模塊及電阻串聯構成，保護單元再 與電解電容并聯，充電過程中，當電解電容上的電壓增加到某一極限值，此時電動機仍處于 發電狀態，電能不斷送回直流母線，直流母線的電壓繼續提高，控制器控制第三開關模塊的導通，通過保護單元消耗多余的能量。上述第一開關模塊、第二開關模塊及第三開關模塊中的開關器件采用功率晶體管、金屬 氧化物-半導體場效應晶體管、絕緣柵雙極性晶體管或門極關斷晶閘管。本實用新型的有益效果此變頻壓縮機能量再生控制裝置，在壓縮機停止工作時，其電動機減速過程中發出的電能通過充電回路存儲在儲能單元中；保護單元在儲能單元充電電壓達到某一極限值時發揮作用，將電壓過高的那部分能量又通過能耗制動消耗掉，既起到能耗制動的作用，又達到保護開關模塊和儲能單元的目的；在電動機處于電動運行狀態時儲能單 元儲存的能量又通過放電回路釋放出來供電動機做功。正是這樣不停的充電放電周而復始， 不僅使電動機制動時的能量儲存起來再次利用，而且也提高了變頻制冷系統的功率因數，從 而起到節能降耗的目的。
圖1為變頻壓縮^L能量再生控制裝置組成簡圖； 圖2為變頻壓縮機能量再生控制裝置控制單元電路原理圖。
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明具體實施方式
結合圖1、圖2,變頻壓縮機能量再生控制裝置，包括電源、整流單元l、緩沖單元2、 濾波單元3、逆變單元4及壓縮機，在逆變單元4上設置儲能系統，儲能系統包括控制器、 充電回路、放電回路及保護單元7。整流單元1采用普通的不可控整流橋進行整流，濾波單元3采用通用電解電容E1、 E2, 緩沖單元2采用可控硅，逆變單元4由功率模塊組成，儲能系統的充電、放電過程以及保護 單元7的工作由控制器進行控制。充電回路由第一開關模塊5和儲能單元6構成，第一開關模塊5與儲能單元6串聯后與 逆變單元4連接。放電回路由第二開關模塊8和儲能單元6構成，第二開關模塊8與儲能單 元6并聯，儲能單元6由電抗器L與電解電容E3串聯連接。保護單元7由第三開關模塊9及 電阻R2串聯構成，保護單元7再與電解電容E3并聯。上述第一開關模塊5、第二開關模塊8、第三開關模塊9均由晶體管與續流二極管并聯構 成，晶體管采用功率晶體管、金屬氧化物-半導體場效應晶體管、絕緣柵雙極性晶體管或門 極關斷晶閘管。當電動機工作于發電狀態，控制器對電動機直流母線的電壓進行實時監控，當控制器監 測到與電動機連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對應直流電壓時，控制器控制第一 開關模塊5脈沖導通并關斷第二開關模塊8實現對儲能單元6的充電過程，此時的電抗器L與電解電容E3分壓，從而確保電解電容E3工作在安全電壓內。充電過程中，當電解電容E3 上的電壓增加到某一極限值，此時電動機仍處于發電狀態，電能不斷送回直流母線，直流母 線的電壓繼續提高，此時保護單元7發揮作用，控制器控制第三開關模塊9的導通，將電壓 過高的那部分能量通過電阻R2發熱消耗掉，既起到能耗制動的作用，又達到保護開關模塊和 儲能單元6的目的。當電動機工作于電動運行狀態時，控制器監測發現儲能系統不再充電，則對第二開關模 塊8進行脈沖導通，使得在電抗器L上形成一個瞬時左正右負的電壓，再加上儲能單元中電 解電容E3上的電壓就能實現從電解電容E3到直流母線的能量反饋。控制器通過對電解電容 E3上的電壓和直流回路的電壓監測，控制第二開關模塊8的開關頻率及占空比，從而控制反 饋電流，確保直流回路電壓不出現過高的情況。上述變頻壓縮機能量再生控制裝置，適用于變頻冰箱、冷拒、展示柜、空調等電器系統。
權利要求1、變頻壓縮機能量再生控制裝置，包括電源、壓縮機及逆變單元，其特征在于在逆變單元上設置儲能系統，儲能系統包括控制器、充電回路及放電回路，控制器對壓縮機的電動機進行實時監控(1)充電回路由第一開關模塊和儲能單元構成，第一開關模塊與儲能單元串聯后與逆變單元連接，當控制器監測到與電動機連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對應直流電壓時，控制器通過對第一開關模塊的脈沖導通實現對儲能單元的充電過程；(2)放電回路由第二開關模塊和上述儲能單元構成，第二開關模塊與儲能單元并聯，當控制器監測到電動機處于運行狀態時，控制器通過對第二開關模塊的脈沖導通，使得儲能單元中電抗器上形成一個瞬時左正右負的電壓，再加上儲能單元中電解電容上的電壓就能實現從電解電容到直流母線的能量反饋。
2、 根據權利要求1所述的變頻壓縮機能量再生控制裝置，其特征在于所述儲能單元的 電抗器與電解電容串聯連接。
3、 根據權利要求1或2所述的變頻壓縮機能量再生控制裝置，其特征在于所述儲能系 統還包括保護單元，保護單元由第三開關模塊及電阻串聯構成，保護單元再與電解電容并聯， 充電過程中，當電解電容上的電壓增加到某一極限值，此時電動機仍處于發電狀態，電能不 斷送回直流母線，直流母線的電壓繼續提高，控制器控制第三開關模塊的導通，通過保護單 元消耗多余的能量。
4、 根據權利要求3所述的變頻壓縮機能量再生控制裝置，其特征在于所述第一開關模 塊、第二開關模塊及第三開關模塊中的開關器件采用功率晶體管、金屬氧化物-半導體場效 應晶體管、絕緣柵雙極性晶體管或門極關斷晶閘管。
專利摘要本實用新型公開一種變頻壓縮機能量再生控制裝置，包括電源、壓縮機及逆變單元，在逆變單元上設置儲能系統，儲能系統的控制器對壓縮機的電動機進行實時監控當控制器監測到與電動機連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對應直流電壓時，電動機處于發電狀態，對儲能系統進行充電；當控制器監測到電動機處于運行狀態時，儲能系統放電，將電能反饋回與電動機連接的直流母線。正是這樣不停的充電放電周而復始，不僅使電動機制動時的能量儲存起來再次利用，而且也提高了變頻制冷系統的功率因數，從而起到節能降耗的目的。
文檔編號H02J15/00GK201113564SQ20072002970
公開日2008年9月10日 申請日期2007年10月26日 優先權日2007年10月26日
發明者斌 張, 張興起, 張震德, 徐玉峰, 陶振雷 申請人:青島澳柯瑪股份有限公司