控制压缩机电动机的系统和方法技术方案

本公开涉及用于控制压缩机电动机的系统和方法，特别是改变该电动机的运行参数以向该电动机的润滑剂提供热量。该运行参数包括以下一个或多个：脉冲宽度调制切换频率、脉冲宽度调制频率切换模式或该压缩机的驱动器的转矩/安培比。该电动机的效率可以被降低以提供热量，该热量改善了润滑剂的质量和驱动效率，以提高压缩机运行的整体效率。该方法可以包括确定润滑剂质量，以及确定改善润滑剂质量的运行参数。

System and method of controlling compressor motor

【技术实现步骤摘要】
控制压缩机电动机的系统和方法
本公开涉及控制压缩机电动机的系统和方法，特别是改变该电动机的运行参数以增加压缩机的排放流的热量从而精炼从该排放流回收的润滑剂。
技术介绍
压缩机通常包括由电动机驱动的旋转部件。电动机由定子和转子部件定义。该旋转部件通常由轴承支撑并允许由轴承旋转，同时对该轴承进行润滑以促进旋转。例如，螺杆压缩机具有一个或多个转子，该转子经由连接到电动机的轴驱动。在运行中，压缩机的排放包括来自轴承的润滑剂，该轴承支撑并允许该轴旋转以驱动转子和/或来自该转子本身的旋转。典型地，润滑剂通过位于该压缩机排放下游的分离器与该压缩机的排放流分离，并且回收的润滑剂被引导回到轴承。
技术实现思路
本公开涉及控制压缩机电动机的系统和方法，特别是改变该电动机的运行参数以增加压缩机的排放流的热量从而精炼从该排放流回收的润滑剂。压缩机系统通常包括驱动该压缩机的电动机。电动机可以从驱动器接收动力，而由该驱动器提供的动力控制该电动机的运行。压缩机包括由轴承支撑的旋转部件。轴承用润滑剂润滑。轴承处的润滑剂暴露于通过压缩机的制冷剂流中，并且一些润滑剂在压缩机的排放流中被带走。该润滑剂可以在压缩机排放口下游的润滑剂分离器处回收，并返回到轴承。润滑剂的质量(例如，溶解在润滑剂中的制冷剂的质量分数)可能受其温度影响，并且润滑剂的温度与压缩机的排放过热度有关。压缩机电动机的高效运行可以减少该电动机散发的热量。在这些高效运行过程中，这会导致排放温度低。压缩机在低压比下运行，并且在可变容积压缩机中，低容积比也会导致压缩机排放过热度降低。此外，许多现代制冷剂趋于在润滑剂中具有较高的溶解度，并且对润滑剂的流变性质和/或润滑剂质量(例如，溶解在润滑剂中的制冷剂的质量分数)的维护要求更高。加热润滑剂可以帮助改善润滑剂质量和/或流变性质，并且当压缩机系统在压缩机运行图的某些部分(例如，可变容积压缩机中的低压比和/或低容积比)运行时使润滑剂能够提供足够的润滑。增加压缩机的排放过热度是一种加热润滑剂以通过改善润滑剂与制冷剂的分离、减少润滑剂稀释而精炼润滑剂的方法。电动机和驱动器运行会向压缩机系统中的制冷剂提供热量，从而导致压缩机排放处的温度升高。电动机和驱动器的运行可能导致电动机效率低下，从而导致产生废热损失。例如，如果制冷剂在进入压缩机的吸入口之前用于电动机冷却，则来自该电动机的废热可以传递到进入压缩机的制冷剂中。电动机运行中的损失可以与驱动效率的提高相平衡，该驱动效率的提高是在某些条件下在压缩机运行图的更有效部分处的运行所导致的。因此，通过使用被选择为润滑剂提供热量的运行参数可以提高整体效率，即使在运行参数针对电动机效率而言不是最佳的情况下也是如此。根据实施例的压缩机系统包括：压缩机，包括一个或多个轴承、一个或多个旋转部件、吸入口和排放口；电动机，与该一个或多个旋转部件中的至少一个耦接；驱动器，为电动机和控制器提供动力。控制器与驱动器连接。控制器被配置为基于润滑条件来改变一个或多个驱动参数。改变该一个或多个驱动参数增加电动机和驱动器中至少一个所产生的热量。在实施例中，该一个或多个驱动参数包括脉冲宽度调制切换频率和脉冲宽度调制频率切换模式中的至少一个。在实施例中，改变脉冲宽度调制切换频率和脉冲宽度调制频率切换模式增加电动机的温度。在实施例中，该一个或多个驱动参数包括电动机和驱动器的转矩/安培比。在实施例中，改变电动机和驱动器的转矩/安培比包括以下至少一项：调整感应饱和曲线、调整反电动势(EMF)常数或将高频分量注入波形。在实施例中，压缩机系统还包括制冷剂流路，该制冷剂流路被配置为向压缩机的吸入口输送制冷剂流，并且电动机位于相对于制冷剂流在吸入口上游的制冷剂流路中。在实施例中，控制器被配置为基于压缩机速度、压缩机压力比和压缩机容积比中的至少一项来改变该一个或多个驱动参数。在实施例中，压缩机系统包括一个或多个传感器，该一个或多个传感器被配置为测量一个或多个润滑剂度量，并且控制器被配置为基于该一个或多个润滑剂度量来改变该一个或多个驱动参数。在实施例中，该一个或多个润滑剂度量包括在压缩机的排放口处的排放过热度。根据实施例，一种运行压缩机系统的方法，该压缩机系统包括压缩机、电动机和驱动器，该方法包括基于润滑条件确定是否要精炼润滑剂。当要精炼润滑剂时，该方法通过为电动机和驱动器中的至少一个确定一个或多个调整后的驱动参数来继续，其中，该一个或多个调整后的驱动参数增加电动机和驱动器中的至少一个所产生的热量。该方法还包括基于该一个或多个驱动参数来运行电动机和驱动器。在实施例中，润滑条件是压缩机的运行状态。在实施例中，压缩机的运行状态包括压缩机速度、压缩机压力比和压缩机容积比中的至少一项。在实施例中，该方法还包括：使用位于压缩机系统内或压缩机系统上的一个或多个传感器来测量至少一个润滑剂度量，并且基于该润滑剂度量来确定润滑条件。在实施例中，润滑剂度量是压缩机的排放过热度。在实施例中，润滑剂度量是粘度。在实施例中，润滑剂度量包括温度和压力。在实施例中，润滑剂度量包括轴承腔压力。在实施例中，润滑剂度量是润滑剂的折射率。在实施例中，该一个或多个调整后的驱动参数包括脉冲宽度调制切换频率和脉冲宽度调制频率切换模式中的一个或多个。在实施例中，脉冲宽度调制切换频率和脉冲宽度调制频率切换模式中的一个或多个增加压缩机的电动机的定子的温度。在实施例中，该方法还包括：在制冷剂流进入压缩机的吸入口之前，引导该制冷剂流流过电动机的定子。在实施例中，该一个或多个调整后的驱动参数包括驱动器和电动机的转矩/安培比。在实施例中，调整后的驱动参数包括以下至少一项：感应饱和曲线、反电动势(EMF)常数和波形中的高频注入。在实施例中，确定一个或多个调整后的驱动参数包括参考查询表，该查询表将润滑剂度量与该一个或多个驱动参数相关联。附图说明图1示出了根据实施例的包括压缩机的制冷剂回路的框图。图2示出了根据实施例的方法的流程图。具体实施方式本公开涉及控制压缩机电动机的系统和方法，特别是改变该电动机的运行参数以增加压缩机的排放流的热量从而精炼从该排放流回收的润滑剂。图1示出了根据实施例的包括压缩机102的制冷剂回路100。制冷剂回路100还包括冷凝器104、膨胀设备106和蒸发器108。被压缩机102压缩的制冷剂通过制冷剂流路126向冷凝器104、膨胀设备106(例如，膨胀阀、节流孔或其他可以减小制冷剂压力的膨胀器)和蒸发器108流动，然后经由制冷剂流路126返回压缩机102。制冷剂回路100可以用于例如加热、通风、空调和制冷(HVACR)系统中。压缩机102包括吸入口110和排放口112。制冷剂经由吸入口110进入压缩机102，并在排放口112处从压缩机排出。压缩机102包括轴承腔128，其中，轴承130允许压缩机102的部件旋转。压缩机102可以是螺杆压缩机，其中，旋转部件是转子，该转子被旋转以在转子的凸角和凹槽之间形成压缩室。压缩机102本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩机系统，包括：/n压缩机，包括一个或多个轴承、由所述一个或多个轴承支撑的一个或多个旋转部件、吸入口和排放口；/n电动机，与所述一个或多个旋转部件中的至少一个耦接；/n驱动器，为所述电动机提供动力；以及/n控制器，连接到所述驱动器，并被配置为基于润滑条件来改变一个或多个驱动参数，其中，改变所述一个或多个驱动参数使所述电动机和所述驱动器中的至少一个所产生的热量增加。/n

【技术特征摘要】
20181217 US 16/222,5591.一种压缩机系统，包括：
压缩机，包括一个或多个轴承、由所述一个或多个轴承支撑的一个或多个旋转部件、吸入口和排放口；
电动机，与所述一个或多个旋转部件中的至少一个耦接；
驱动器，为所述电动机提供动力；以及
控制器，连接到所述驱动器，并被配置为基于润滑条件来改变一个或多个驱动参数，其中，改变所述一个或多个驱动参数使所述电动机和所述驱动器中的至少一个所产生的热量增加。


2.根据权利要求1所述的压缩机系统，其中，所述一个或多个驱动参数包括脉冲宽度调制切换频率和脉冲宽度调制频率切换模式中的至少一个。


3.根据权利要求2所述的压缩机系统，其中，改变所述脉冲宽度调制切换频率和所述脉冲宽度调制频率切换模式使所述电动机的温度升高。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的压缩机系统，其中，所述一个或多个驱动参数包括所述电动机和所述驱动器的转矩/安培比。


5.根据权利要求4所述的压缩机系统，其中，改变所述电动机和所述驱动器的转矩/安培比包括以下至少一项：调整感应饱和曲线、调整反电动势EMF常数和注入高频分量。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的压缩机系统，还包括制冷剂流路，所述制冷剂流路被配置为向所述压缩机的吸入口输送制冷剂流，并且其中，所述电动机的定子和转子中的至少一个位于相对于所述制冷剂流在所述吸入口上游的所述制冷剂流路中。


7.根据权利要求1-6中任一项所述的压缩机系统，其中，所述控制器被配置为基于压缩机速度、压缩机压力比、机械卸载器状态和压缩机容积比中的至少一个来改变所述一个或多个运行参数。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的压缩机系统，还包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为测量一个或多个润滑剂度量，并且其中，所述控制器被配置为基于所述一个或多个润滑剂度量来改变所述一个或多个运行参数。


9.根据权利要求8所述的压缩机系统，其中，所述一个或多个润滑剂度量包括在所述压缩机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛斯·M·麦吉尔，亚伦·萨莱斯曼，克里斯托弗·埃斯佩利恩，约瑟夫·L·施密特，
申请(专利权)人：特灵国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US