无级变速调节制冷量的制冷机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无级变速的制冷机，温度压力双参数一体化的传感器（７６）等采集的信息，经计算机处理后，使小于压缩机供电额定容量１／２的变频逆变电源，通过变频、励磁、商用电源切换板（７９），对同轴异型双转子，定子单元电机的压缩机（７４）转速跟踪控制，小于载冷、载热流体输送装置（６９）、（７８）供电总容量数倍的双频率变频电源与商用电源切换板（７９）使输送装置转速跟踪变化，从而制冷量连续变化。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及用于日常生活及工业制冷机方面的。尤其是根据温度、压力双参数电子一体化的传感器所采集的热工参数的信息变化，制冷量的设定值，由单片机决策控制的主轴变频逆变、励磁、商用电源，同轴多转子电机的压缩机、电子膨胀阀、冷凝器、蒸发器、贮液器、传感器组，载冷、载热流体输送装置、金属连接管、机座组成的制冷机。目前用于生活、工业方面的市售制冷机，如家用空调机、冰箱、工业上用的中央空调机，及冷冻机等，主要技术特征是电气控制部分、转速不可连续调节的压缩机、冷凝器，贮液器，膨胀阀，蒸发器，金属连接器，机座安装而成。目的是这样来实现的对于小功率制冷机直接将单相AC 220V/50HZ的商用电供给压缩机，中大功率制冷机直接用三相AC 380v/50HZ的交流电供给压缩机的电机，使压缩机工作。压缩机旋转时，把来自蒸发器的气态制冷剂进行压缩，然后送到冷凝器放热(称冷却部分)，经冷却后中温饱和液态制冷剂进入贮液器，再历经起流量调节作用的膨胀阀，绝热等焓节流装置进入蒸发器，在蒸发过程中，从冷量载体(空气、液体)吸收大量的热，从而达到制冷目的。冷量、热量的载体的输送是通过输送装置(泵或风机及与之配套的电气控制柜)它所存在的问题是如要达到控制某一温度的需要，因为压缩机只能靠关断、开启或其它机械粗调措施，或通过改变制冷剂流量来实现控制温度，所以控制温度的温差大。运行不经济。采用机械方法调整压缩机负荷如电磁膨胀阀调节控制制冷剂流量，旁通阀调节制冷剂流量，实质上也就是改变制冷剂在输送管道内的阻力特性。因为压缩机一旦开启就是恒转矩运行，所以压缩机一方面既要维持正常的压力，又要克服管道内的阻力，故能耗大。根据外界温度适时柔性地控制压缩机的转速，使之经济运行也是所存在的问题。虽然近年来一些文献上讨论模糊控制、变频控制来解决，同时利用这种调速的办法改变制冷量是运行成本最低的一种方法，但最终因逆变电源的制造成本太高，用户难承受，或其它问题，而使制冷机在无级调速，实现调节制冷量方面仍处于探讨、试制阶段。本技术目的是要提供一种无级变速调节制冷量的制冷机，它不仅能够在软件的控制下，压力、温度双参数电子一体化的传感器采集热工参数为计算机提供计算依据，用较小容量的变频电源，控制较大电容量的压缩机、冷热量输送装置(泵或风机)无级变速运行，实现制冷量连续可调，而且制造、运行经济成本低，同时兼有故障自诊断显示、报警能力。为了解决上述任务，本技术采用的方案是将普通的制冷机主要以执行部件构成的电气部分，换成由主cpu为核心的数据采集、储存、显示、执行等部分构成的主控板，副cpu为核心的变频逆变电源、励磁、商用电源切换板；单转子电机的压缩机，换成同轴电气上完全独立的双转子电机压缩机(与压缩室封密成一体)，形成同轴的两单元的电机，一个单元是无换向器电机，另一个单元是异部电机；压力、温度双参数电子一体传感器代替普通的传感器检测各部分热工参数；控制制冷机的各个执行器，对机器的管理均以单片机的软件硬件相接合来实现。上电后，主控制板首先在软件的控制下检测制冷机的各个运行部分的状态正常否，若任意一个部分不正常，则机器不但不工作，而且有故障显示；若正常，副cpu电源控制板接到主控板发来的载冷、载热输送装置运行命令后，首先软启动第一组输送装置(泵或风机)；根据温度、压力、流量的要求，需要启动第二组输送装置时，第一组被切换成商用电源供电，变频电源被切换到第二组输送装置，顺次步进，否则相反。故控制载冷、载热流体的装置变频电源的容量仅为整个输送装置总容量的很小部分。向前多路通道，将压力、温度一体的传感器，及其它传感器采集到的信息经过计算后送给各个执行器，每一执行器达到所指定的状态(如控制制冷剂流量的电子膨胀阀、机械润滑装置等)。副cpu为核心的变频逆变电源、商用电源切换板接到主cpu发来的压缩机速度启动命令后，首先用变频电源、励磁电源对压缩机中的同轴两单元电机的其中一个单元的无换向器电机软启动，使其达到主cpu所要求与当前制冷量对应的速度运行，当接近额定该单元电机转速时，仍满足不了主计算后所要求的制冷量时，这个单元的电枢将被切换到商用电源供电，为与下一单元保持同步仅用励磁电源控制其转速。与此同时另外一个单元的异步电机在变频逆变电源控制下，仍以软启动方式定频启动，进入主cpu计算的制冷量所对应的转速运行。相反，制冷量需要减小时，变频逆变电源、励磁电源会使压缩机的转速减小，当减小到为第一单元电机功率段内时，第一单元电机商用供电被切成变频电源供电。这样压缩机的转速可在0％-1.00％之间运行，而变频逆变电源的功率仅为压缩机电功率的1/2倍。当制冷机进入稳定状态后，压缩机始终在以玻兹函数为控制模型，温度为被控制目标柔性运转。当电源电压高、低、缺相、过流，制冷剂的高压端、低压端的压力、温度异常，等等，一旦不正常时，通过向前通道的对应传感器采集的信息送给主cpu分析计算，在送显示屏相应的故障显示、自动保护，并且报警，严重时自动停机。由于上述逆变电源输出功率仅是压缩机的输入功率1/2倍；仅用小于载冷、载热流体输送装置的总供电容量的数倍，就可使同轴两单元电机的压缩机连续变速，(特别对中大功率的制冷机省去价格较高的系列电气控制柜)从而达到无级调速控制制冷量，制造、运行成本低，故障自诊断、自保护的目的。上述压缩机中的同轴两单元电机，是两个有一定间隔的同轴双转子，严格保持在同一条轴心线上，两定子分别和两转子对应安放，各自绕组不同，对于无换向器的单元电机的转子采用爪极结构，电枢、励磁绕组均放在定子侧。两个单元的电机的功率可相等，若取相等，就使压缩机的耗电功率分步为50％、100％两级粗调。在两个转子靠近进气方向端分别有叶片，该电机的轴和压缩机的动力传动轴是同一条轴，进气口在电机的尾部，出气口在气体压缩室的尾部。当给第一单元电机供电旋转时，低压低温气态的制冷剂从进气口进入时，首先和叶片接触，如果气体中有液态制冷剂，那么靠叶片旋转的离心力及其物理空间的共同作用，会将液态的制冷剂进行雾化，假设还有微小的液滴未被雾化，向压缩室方向推进时，遇到第二个转子上的叶片时，会进一部被雾化；这样不仅使电机的温度保持和低温低压气体温度接近，使电机出力不变，而更重要的是防止压缩机溅缸爆炸。在压缩机中的电机所有和气体接触部分均用耐腐蚀的绝缘材料涂覆，保证电气绝缘性能。当然，仿上述同轴双转子电机的压缩机，也可制成多转子的电机单元，从而使单元功率分级更多，逆变电源的输出功率则会更小。但是转子和对应的定子形成的固有功率分级不相等时，相应的变频逆变电源输出功率要求等于单元电机中最大一个的输入功率。直接驱动上述压缩机的副CPU控制的主轴变频逆变、励磁、商用电源切换板。向前和主cpu通信，传输频率命令。它的变频逆变电源的输出功率最大是压缩机的额定功率的1/2倍；在多转子电机的压缩机中，该电路的输出功率的最大值等于多转子电机中某一个输入功率最大值；变频电源的驱动功率模块的pwm波形发生电路，当软件控制置于不同的方式下时，既可使用IGBT模块，也可使用GTR和GTO模块；在功率输出主回路中设有电流霍尔检测器件和电压检测电路与该cpu控制下的pwm波形发生电路的中断口相接，检测过流、供电电压高低否。当第一个单元的电机开始是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级变速调节制冷量的制冷机，电机与气体压缩机机械连接，商用电源与电机电连接，蒸发器、冷凝器、润滑装置、制冷剂流量控制装置、储液器、金属连接管、直接与商用电电接的载冷载热体输送装置、传感器装配一起，其特征在于：无换向器电机的转子（５５）和鼠笼式异步电机的转子（５７）及气体压缩机共于轴（５４）上，分别与转子（５５）、（５７）对应的定子（５１）、（５０）固定在金属外壳（４９）内组成共轴多单元电机的气体压缩机，多单元电机和变频逆变、励磁、商用电源切换板（７９）电连接；载冷、载热剂的输送装置（６９）、（７８）和双频率的变频逆变电源（８２）、商用电源切换板（８３）电连接；压力与温度双参数传感器组（３）采集热工参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘佩昌，
申请(专利权)人：潘佩昌，王莉君，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]