连续压缩机作业范围保护制造技术

一种运输制冷系统设置有包括变换器和微处理器的控制装置，所述微处理器接收代表压缩机排出温度和压力以及抽吸压力的感测值的信号，并控制变换器以响应地将电压和频率的选择性水平提供到压缩机，以便保持所需的压缩机作业范围。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2011年1月25日提交的、名称为“连续压缩机作业范围保护”、申请号为200880130505.2的中国专利申请的分案申请。
本申请总体上涉及运输制冷系统，更具体地，涉及控制其蒸汽压缩系统中的压缩机马达驱动器。
技术介绍
运输制冷系统通常用于制冷的卡车、卡车拖车和集装厢中，以便在从一个位置运输到另一位置的过程中保存易腐烂的货物。这种系统包括用于蒸气压缩循环的必要部件，包括压缩机，而压缩机必须包括一些类型的驱动器件。对于集装厢和卡车拖车，该功能通常由专门的内燃机提供，其速度被选择性地改变以保持所需的压缩机作业范围（envelope）。但是在制冷卡车和货车中，压缩机通常定位在主发动机驱动隔间内，然后压缩机通过直接连接到主发动机驱动器而被驱动。于是，管道起到对系统的压缩机和蒸发器单元提供封闭回路制冷剂流的作用。通过这种所谓直接驱动布置，压缩机的速度依赖于主发动机驱动器的速度。这样，当卡车沿公路以较高速度行进时，压缩机被高速驱动从而获得高排出压力。但是，例如当发动机怠速时，则压缩机将会被以相对低的速度驱动，从而排出压力和温度将会相对低。为了保护压缩机作业范围，因而有必要采用开关的选择性使用，以改变可变速冷凝器和蒸发器风扇的速度或调节阀门或停止该单元。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，从发电机提供电功率到变换器，该变换器接着由从压缩机接收压力和温度感测条件的微处理器控制，以调整被提供到压缩机的电功率，从而保持所需的压缩机作业范围。附图说明图1是本专利技术结合到运输制冷系统中时的简化示意图。图2是其更详细的示意图。图3是压缩机作业范围的图示。图4是根据本专利技术的控制逻辑流程图，压缩机作业范围以该方式受到控制。图5A-5C示出在本专利技术结合到系统中的情况下，拖垮条件（pull-downcondition）期间关键参数的图示。具体实施方式本专利技术在图1中总体上以附图标记10示出，包括由车辆发动机的功率来驱动的发电机11、接收来自发电机11的未调整电压的变换器12、接收由变换器12调整的已调整功率（即电压和频率）的蒸气压缩系统13、接收来自蒸气压缩系统13的已冷却空气的箱体14以及控制器16，所述控制器16沿线路17从箱体14接收箱体温度测量结果（即返回空气温度，RAT）并且沿线路18从蒸气压缩系统13接收压力和温度测量结果，以便通过线路19控制变换器12。控制器16还通过线路21向蒸气压缩系统13发送冷却需求信号。在图2中示出系统的更详细的示意图。首先考虑车辆本身及该车辆周围的环境，包括有驱动发动机22、电池23、备用功率源24以及带有间或打开的门26的箱体。主要在门被打开的时候，空气和热二者从箱体传递到外界环境27以及传递到箱体。这种热传递当然会显著影响蒸气压缩系统13的运转，从而影响其控制。由操作者控制的驱动循环28确定对于门打开和发动机21速度的控制。如上所述，发动机22驱动发电机11，发电机11向变换器12提供未调整电压和电流以便为蒸气压缩系统13供给功率。变换器12还向在一定外界条件下可能需要的加热器29提供功率。蒸气压缩系统13包括串行流关系的压缩机32、冷凝器33、热膨胀阀34和蒸发器36。油分离器37可设置在压缩机32下游，接收器38可设置在冷凝器33下游。另外，控制阀39可设置在接收器38和TXV34之间。冷凝器33包括冷凝器风扇41，蒸发器36包括蒸发器42，这些风扇每个被直流电机以选择性可变速度独立地驱动。由微控制器43进行系统的控制，微控制器43接收所指示的各种输入，然后响应地将信号发送到变换器12以调制沿线路40被提供到压缩机32的功率（即，电压、频率和/或电流）。具体地，到微控制器43的输入包括压缩机32的排出温度td和压力Pd及抽吸压力Ps，如在线路18示意示出的。返回空气温度（RAT）沿线路17也经过微控制器43。为了操作者的方便，被微控制器43保持的系统的各种条件在显示器44中示出。图3中示出作为饱和抽吸温度的函数的饱和排出温度的图示。饱和吸收温度相当于抽吸压力，饱和排出温度相当于排出压力，这两个参数是限定可变速度压缩机作业范围的关键参数。也即，为了保护压缩机和系统的操作，需要将饱和抽吸温度保持在-40℃和2℃之间。类似地，需要将饱和排出温度保持在10℃和66℃之间。这通过响应于四个感测到的变量，返回空气温度（RAT）、排出压力Pd、排出温度td和抽吸压力Ps而改变由变换器12提供到压缩机32的功率来实现。这如图4所示地实现。如图所示，有四个不同的控制模块：1）RAT控制器48，Td控制器49，Ps控制器51和Pd控制器52。控制器48-52的每一个控制其自身指定的变量，在一个时刻四个控制器中只有一个在起作用，将其关心的变量保持在所需设置点的值。微控制器43监视四个感测到的条件，并如所示切换逻辑所指定的，将控制从一个控制器切换到另一个控制器。其目的当然是在所有操作条件期间都保持所需压缩机作业范围。蒸气压缩系统处于最大需求下的条件是被称为拖垮的条件。这是在引入非同寻常的热负载后恢复被制冷空间的操作温度的过程。这可例如在卡车内放入未制冷货物的新负载，使得导致箱体内的温度增加到颇高于所需设置点的水平时发生。在这些条件下，需要将箱体内的温度尽可能快地降低到设置点温度。在图5A-5C中，将会看出当如上所述提供压缩机作业范围的连续控制的情况下，这些不同参数的变化性被实质地减少。在图5A中，将会看出在大约1.5小时的操作时间期间，与未受控制的系统相比，有多达3.5℃的更好控制。在图5B中，将会看出在后续操作时间中，作业范围路径选择控制（routingcontrol）实质地减少了循环，由此在可靠性上有直接效果。如图5C所示，这对于压缩机速度也是如此。尽管参照如图所示优选方式具体示出和说明了本专利技术，本领域技术人员将会理解在不背离权利要求所限定的本专利技术精神和范围的情况下，可在本专利技术中实施各种细节上的改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运输制冷系统的控制装置，所述运输制冷系统的类型具有由发动机驱动的发电机，所产生的电功率被供应到闭环蒸气压缩系统的压缩机，所述控制装置包括：温度传感器，用于感测所述压缩机的排出温度并产生代表所述排出温度的温度信号；第一压力传感器，用于感测所述压缩机的抽吸压力并产生代表所述抽吸压力的抽吸压力信号；第二压力传感器，用于感测所述压缩机的排出压力并产生代表所述排出压力的排出压力信号；微处理器，用于接收所述温度信号、所述抽吸压力信号及所述排出压力信号并响应于此产生变换器控制信号；以及变换器，用于从所述微处理器接收所述变换器控制信号，并用于从所述发电机接收电功率，并用于响应于所述变换器控制信号将一定水平的电功率提供到所述压缩机，其中，到所述压缩机的所述电功率的水平受到控制以便将所述压缩机的饱和抽吸温度保持在‑40 ℃到2 ℃的范围内，并且其中，到所述压缩机的所述电功率的水平受到控制从而将所述压缩机的饱和排出温度保持在10 ℃和66 ℃之间的范围内，其中，所述运输制冷系统包括由所述蒸气压缩系统制冷的箱体，并且其中，所述控制装置包括用于感测从所述箱体返回的空气的温度并响应地将返回空气温度信号发送到所述微处理器的温度传感器，然后所述变换器控制信号响应于此。...

【技术特征摘要】
1.一种用于运输制冷系统的控制装置，所述运输制冷系统的类型具有由发动机驱动的发电机，所产生的电功率被供应到闭环蒸气压缩系统的压缩机，所述控制装置包括：
温度传感器，用于感测所述压缩机的排出温度并产生代表所述排出温度的温度信号；
第一压力传感器，用于感测所述压缩机的抽吸压力并产生代表所述抽吸压力的抽吸压力信号；
第二压力传感器，用于感测所述压缩机的排出压力并产生代表所述排出压力的排出压力信号；
微处理器，用于接收所述温度信号、所述抽吸压力信号及所述排出压力信号并响应于此产生变换器控制信号；以及
变换器，用于从所述微处理器接收所述变换器控制信号，并用于从所述发电机接收电功率，并用于响应于所述变换器控制信号将一定水平的电功率提供到所述压缩机，
其中，到所述压缩机的所述电功率的水平受到控制以便将所述压缩机的饱和抽吸温度保持在-40℃到2℃的范围内，并且其中，到所述压缩机的所述电功率的水平受到控制从而将所述压缩机的饱和排出温度保持在10℃和66℃之间的范围内，
其中，所述运输制冷系统包括由所述蒸气压缩系统制冷的箱体，并且
其中，所述控制装置包括用于感测从所述箱体返回的空气的温度并响应地将返回空气温度信号发送到所述微处理器的温度传感器，然后所述变换器控制信号响应于此。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中，从所述发电机到所述变换器的所述电功率是未调整的交流电压。
3.如权利要求1所述的控制装置，其中，从所述变换器到所述压缩机的所述电功率是已调整的交流电流。
4.如权利要求3所述的控制装置，其中，所述电功率通过选择性地改变所述电压、频率和/或电流而被调整。
5.如权利要求1所述的控制装置，其中，所述微处理器包括三个不同的控制模块，每个模块分别响应于排出压力、排出温度或抽吸压力的参数的感测值而受到控制，并分别操作以控制排出压力、排出温度或抽吸压力的参数。
6.如权利要求5所述的控制装置，包括第四控制模块，所述第四控制模块响应于返回空气温度的感测值，并操作以控制返回空气温度。
7.如权利要求5所述的控制装置，其中，在一个时刻只操作一个控制模块。
8.如权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G唐纳，S瓦里冈达，S米亚诺维克，
申请(专利权)人：开利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US