用于螺旋式压缩机的变速操作的系统和方法技术方案

提供了用于螺旋式压缩机（１０８）的变速操作的系统和方法，用来得到增大的容量和效率。螺旋式压缩机（１０８）连接到由变速驱动器（１０４）驱动的感应马达（１０６），其中，螺旋式压缩机（１０８）具有取决于马达（１０６）的输出速度的可变的输出容量。为得到增大的容量和效率，螺旋式压缩机（１０８）在比螺旋式压缩机的额定速度大的速度下操作，并且，不包括滑阀。当马达在恒定通量或恒定伏特／赫兹模式中、在由变速驱动器（１０４）提供的比马达的额定电压和频率大的电压和频率下操作时，作为比额定速度大的速度的螺旋式压缩机（１０８）的最大操作速度与马达（１０６）的最大操作速度相关。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于螺旋式压缩机的变速操作的系统和方法
本专利技术一般涉及螺旋式压缩机(screw compressor)的操作。更具体地，本专利技术涉及与由变速驱动器(variable speed drive)供电(power)的马达连接的螺旋式压缩机的变速操作，其中，变速驱动器可向马达提供比马达的额定电压和频率高的输入电压和频率。
技术介绍
螺旋式压缩机的容量基于进入螺旋式压缩机的气体量、以及压缩气体的螺旋(screw)或转子的转速。过去，螺旋式压缩机的转子的速度受限于驱动螺旋式压缩机的转子的感应马达的最大额定输出速度。此单速螺旋式压缩机会具有基于螺旋式压缩机中的转子速度的单个输出容量。为获得比感应马达的最大额定输出速度快的转子速度、以及螺旋式压缩机的输出容量的对应增大，必须将传动配置(gearing arrangement)连接在螺旋式压缩机的马达和转子之间。然而，为了得到螺旋式压缩机中的增大的转子速度而引入传动配置会导致压缩机系统的效率的减小、以及压缩机系统的增加的成本和维护。另外，螺旋式压缩机仍然仅具有一个输出容量，这是因为，仍然在单个(尽管更快)速度上驱动转子。接下来，开发了一些技术来得到螺旋式压缩机中的可变容量。在一种技术中，螺旋式压缩机包括用来得到可变容量的滑阀(slide valve)。操作滑阀，以将正在由转子压缩的气体的一部分转移离开压缩机排放。经常地，由滑阀转移的气体返回到压缩机的吸入口。尽管滑阀的并入能够提供可变输出容量的螺旋式压缩机，但使用滑阀存在一些缺点。首先，滑阀提供了气体的泄漏通路，由此，减小了压缩机的效率。接下来，螺旋式压缩机中的滑阀的并入涉及复杂的机械过程、以及对应的增加的成本。最后，螺旋式压缩机的最大转子速度和容量基于马达的最大额定速度，并且，会需要传动配置来得到比额定马达速度大的转子速度。用于得到螺旋式压缩机中的可变容量的另一种技术涉及将螺旋式压缩机-->的马达连接到变速驱动器。变速驱动器可改变向马达提供的频率和/或电压，以改变马达的输出速度，随之，该输出速度改变转子的速度，以得到螺旋式压缩机中的可变容量。然而，多数变速驱动器不能够提供比输入电压大的输出电压。对于变速驱动器的输出电压的此限制将马达的最大速度限制为与以线电压(line voltage)操作的马达的速度相对应的速度。如上所述，为得到螺旋式压缩机中的更大的转子速度，必须在马达和转子之间并入传动配置，以增大驱动压缩机的转子的马达的输出转速。因此，所需要的是，用于螺旋式压缩机的变速操作的系统和技术，该螺旋式压缩机不包含滑阀，并可在不使用传动配置的情况下增大转子速度。
技术实现思路
本专利技术的一个实施例针对于增大螺旋式压缩机的输出容量的方法。该方法包括以下步骤：提供具有预定的额定操作电压和频率的马达，并提供能够将比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达的变速驱动器。马达的预定的额定操作电压和频率生成预定的马达的输出速度。接下来，将螺旋式压缩机连接到马达。螺旋式压缩机具有响应于在马达的预定输出速度下的操作的预定的输出容量。操作变速驱动器，以将比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达。作为对马达提供的比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率的结果，马达生成比预定的马达的输出速度大的输出速度。最后，在所生成的比预定的马达的输出速度大的马达的速度下驱动螺旋式压缩机，以得到比预定的螺旋式压缩机的输出容量大的输出容量。本专利技术的另一个实施例针对于压缩系统，其包括具有预定的额定操作电压和频率的马达、连接到马达以对马达供电的变速驱动器、以及连接到马达的螺旋式压缩机。马达被配置为：响应于在预定的额定操作电压和频率下的操作而生成预定的输出速度。变速驱动器被配置为：将可变的输出电压和可变的输出频率提供到马达。可变的输出电压和可变的输出频率的范围在比预定的额定操作电压和频率小的输出电压和输出频率、以及比预定的额定操作电压和频率大的输出电压和输出频率之间。螺旋式压缩机被配置为：响应于在预定的马达的输出速度下被驱动，而提供预定的输出容量。马达可响应于在所提供的比预定的额定操作电压和频率大的电压和频率下的操作，而生成-->比预定的输出速度大的输出速度，并且，螺旋式压缩机响应于在比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下被驱动，而提供比预定的输出容量大的输出容量。本专利技术的一个优点在于，缘自减小气体泄漏和增大转子密封的增大的转子速度的更有效率的螺旋式压缩机操作。本专利技术的另一个优点在于，可增大感应马达的操作效率、速度和马力。本专利技术的另一个优点在于，可在局部或部分负载条件下得到增大的系统效率。本专利技术的另一个优点在于，可得到增大的压缩机容量。本专利技术的另一个优点在于，可利用各种输入电压和频率，而使用一个马达和压缩机配置。从下面与附图相结合的对优选实施例的更详细的描述中，本专利技术的其它特征和优点将更为清楚，其中，附图通过例子的方式图解了本专利技术的原理。附图说明图1示意性地图解了本专利技术的概要系统配置。图2示意性地图解了在本专利技术中使用的变速驱动器的一个实施例。图3示意性地图解了可与本专利技术一起使用的制冷系统。图4示意性地图解了可与本专利技术一起使用的制冷系统的另一个实施例。只要可能，将在所有图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。具体实施方式图1示意性地图解了本专利技术的概要系统配置。AC电源102对变速驱动器(VSD)104供电，其中VSD 104对驱动螺旋式压缩机108的马达106供电。AC电源102将单相或多相(例如，三相)固定电压和固定频率AC功率从位于一处的AC电网或配电系统提供到VSD 104。优选地，取决于对应的AC电网，AC电源102可将在50Hz或60Hz的线频率下的200V、230V、380V、460V、或600V的AC电压或线电压提供到VSD 104。VSD 104从AC电源102接收具有特定固定线电压和固定线频率的AC功率，并在期望电压和期望频率下将AC功率提供到马达106，其中，期望电压和期望频率两者均被改变，以满足特定需求。优选地，VSD 104可向马达-->106提供具有比马达106的额定电压和频率高的电压和频率的AC功率、以及比马达106的额定电压和频率低的电压和频率的AC功率。图2示意性地图解了VSD 104的一个实施例中的一些组件。VSD 104可具有三级：转换器级202、DC链路级204、以及逆变器级206。转换器202将来自AC电源102的固定线频率、固定线电压的AC功率转换为DC功率。DC链路204过滤来自转换器202的DC功率，并提供诸如电容器和/或电感器的能量存储组件。最后，逆变器206将来自DC链路204的DC功率转换为用于马达106的可变频率、可变电压的AC功率。转换器202、DC链路204和逆变器206的具体配置对于本专利技术来说不重要，只要VSD 104可将适当的输出电压和频率提供到马达106即可。例如，转换器202可为耦接到提升DC/DC转换器的二极管或闸流管整流器，以将提升的DC电压提供到DC链路204，以便得到比VSD 104的输入电压大的来自VSD 104的输出电压。在另一个例子中，转换器202可为具有绝缘栅两极晶体管(IGBT)的脉宽调制的提升整流器，以将提升的DC电压提供到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增大螺旋式压缩机的输出容量的方法，该方法包括以下步骤：提供具有预定的额定操作电压和频率的马达，其中，马达的预定的额定操作电压和频率生成预定的马达的输出速度；提供能够将比马达的预定的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达的变速驱动器；将螺旋式压缩机连接到马达，螺旋式压缩机具有响应于在马达的预定输出速度下的操作的预定的输出容量；操作变速驱动器，以将比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达，作为对马达提供的比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率的结果，马达生成比预定的马达的输出速度大的输出速度；以及在所生成的比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下驱动螺旋式压缩机，以得到比预定的螺旋式压缩机的输出容量大的来自螺旋式压缩机的输出容量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-2-27 10/788,7231、一种增大螺旋式压缩机的输出容量的方法，该方法包括以下步骤：提供具有预定的额定操作电压和频率的马达，其中，马达的预定的额定操作电压和频率生成预定的马达的输出速度；提供能够将比马达的预定的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达的变速驱动器；将螺旋式压缩机连接到马达，螺旋式压缩机具有响应于在马达的预定输出速度下的操作的预定的输出容量；操作变速驱动器，以将比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率提供到马达，作为对马达提供的比预定的马达的额定操作电压和频率大的电压和频率的结果，马达生成比预定的马达的输出速度大的输出速度；以及在所生成的比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下驱动螺旋式压缩机，以得到比预定的螺旋式压缩机的输出容量大的来自螺旋式压缩机的输出容量。2、如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：以恒定通量操作模式操作马达。3、如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：将变速驱动器的输出电压提升到对变速驱动器的输入电压的至少两倍。4、如权利要求3所述的方法，其中，预定的马达的额定操作电压基本上等于对变速驱动器的输入电压。5、如权利要求1所述的方法，其中，预定的马达的额定操作电压小于对变速驱动器的输入电压。6、如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：从螺旋式压缩机消除用于容量控制的滑阀。7、一种压缩系统，其包括：具有预定的额定操作电压和频率的马达，该马达被配置为：响应于在预定的额定操作电压和频率下的操作而生成预定的输出速度；连接到马达以对马达供电的变速驱动器，该变速驱动器被配置为：将可变的输出电压和可变的输出频率提供到马达，可变的输出电压和可变的输出频率的范围在比预定的额定操作电压和频率小的输出电压和输出频率、以及比预定的额定操作电压和频率大的输出电压和输出频率之间；连接到马达的螺旋式压缩机，该螺旋式压缩机被配置为：响应于在预定的马达的输出速度下被驱动，而提供预定的输出容量；并且其中，马达响应于在所提供的比预定的额定操作电压和频率大的电压和频率下的操作，而生成比预定的输出速度大的输出速度，并且，螺旋式压缩机响应于在比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下被驱动，而提供比预定的输出容量大的输出容量。8、如权利要求7所述的压缩系统，其中，变速驱动器被配置为：将比对变速驱动器的输入电压大的输出电压提供到马达。9、如权利要求8所述的压缩系统，其中，变速驱动器被配置为：将对变速驱动器的输入电压的至少两倍的输出电压提供到马达。10、如权利要求9所述的压缩系统，其中，预定的马达的额定操作电压基本上等于对变速驱动器的输入电压。11、如权利要求7所述的压缩系统，其中，预定的马达的额定操作电压小于对变速驱动器的输入电压。12、如权利要求7所述的压缩系统，其中，变速驱动器将输出电压和输出频率提供到马达，以允许马达以恒定通量操作模式操作。13、如权利要求7所述的压缩系统，其中，螺旋式压缩机响应于在比预定的马达的输出速度大的马达的输出速度下被驱动，而具有增大的马达密封。14、如权利要求7所述的压缩系统，其中，螺旋式压缩机被配置为：省略螺旋式压缩机中的用来减小气体泄漏的滑阀。15、一种冷却系统，其包括：第一制冷回路，该第一制冷回路包括在闭合制冷环路中连接的第一压缩机、第一冷凝器配置、以及第一蒸发器配置；第二制冷回路，该第二制冷回路包括在闭合制冷环路中连接的第二压缩机、第二冷凝器配置、以及第二蒸发器配置；连接到第一压缩机以便驱动第一压缩机的第一马达，该第一马达具有预定的额定操作电压和频率，第一马达被配置为：响应于在被提供到第一马达的预定的第一马达的额定操作电压和频率，而在预定的速度下驱动第一压缩机，并且，第一压缩机具有响应于在预定速度下被驱动的预定容量；连接到第二压缩机以便驱动第二压缩机的第二马达，该第二马达具有预定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克E威尔斯，哈罗德R施内茨卡，道格拉斯A凯斯特，约翰F贾奇，马希什瓦利亚那都瓦思，伊斯雷尔费德曼，
申请(专利权)人：约克国际公司，
类型：发明
国别省市：US[]