一种远程连接和断开用于在冷却系统中采用的可变容量压缩机的频率变换器的辅助电源的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种远程连接和断开用于在冷却系统中采用的可变容量压缩机的频率变换器的辅助电源(19)的系统和方法，其中所述变换器包括：断路器(10)，其用作使得当它接收到指示所述辅助电源(19)应该被连接的用来激活所述辅助电源的外部信号(30)时，所述断路器(10)使能所述辅助电源(19)的运行，这激活所述变换器的运行，并且所述变换器开始连续地将用来激活所述辅助电源的所述内部维持信号(40)发送到所述断路器(10)从而指示所述辅助电源应该被保持运行，使得所述断路器使所述辅助电源(19)维持使能，而且当所述断路器(10)接收到指示所述辅助电源应该被断开的来自所述辅助电源的外部去激活信号(30)时，所述变换器停止将用来使所述辅助电源维持激活的所述信号(40)发送到所述断路器(10)，并且所述断路器(10)禁用所述辅助电源(19)，从而去激活所述变换器的所述运行。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】—种远程连接和断开用于在冷却系统中采用的可变容量压缩机的频率变换器的辅助电源的系统和方法
本专利技术涉及一种压缩机的电子控制系统和方法，其远程连接和断开在采用来驱动冷却系统中的可变容量压缩机的频率变换器中使用的辅助电源，目的是降低在压缩机停机时间期间的电能的消耗，并且因此提高冷却系统的效率。
技术介绍
为了满足能量效率和冷却的大多数苛刻的要求，民用和商业冷却系统可以选择使用可变容量压缩机，其允许依照系统的需要和它对于冷却的需求通过改变泵送冷却剂气体的速度(也就是说，质量流量)来调整冷却容量。所述可变容量压缩机通过改变其电机的旋转来执行质量流量的最小值到最大值的移动。旋转变化借助于称作频率变换器的电子控件来获得，所述频率变换器调整施加到电机的电压和频率。所述频率变换器由具有不同功能的各种电子电路组成，所述各种电子电路诸如例如具有用于电磁干扰滤波的输入级和用于将电网的交流电变换为连续电压的称作“桥式整流器”的级的电源电路、控制电路(微控制器或DSP -数字信号处理器)、用于为变换器的其他电路或部件产生内部电压的辅助电源、由功率半导体形成以驱动在压缩机中采用的电动机的电路等等。图1以简化的形式示出了适用于可变容量压缩机60、根据现有技术水平的频率变换器的主要部件。连接到频率变换器的是交流电电网50和在其输入端处的冷却器的恒温器，以及它控制其运行的在其输出端处的压缩机。变换器的电源电路11的主要部件是电磁干扰滤波器、二极管桥式整流器、CB母线电容器以及三相逆变桥。CB电容器上的电压是输入交流电的整流的结果，形成变换器的CC母线，到其连接有辅助电压电源。这个电源负责将馈电电压提供给诸如频率变换器的命令、通信以及控制电路之类的变换器的其他部件，将在电源电路的CC母线上产生的连续高电压转换成适于馈给这些部件的连续低振幅电压。一旦这些分支电路被加电，它们就照常工作，并且从恒温器接收命令信号，所述命令信号由驱动逆变桥并且监控压缩机的电气量以便控制它的控制电路来解释。能够在图1中看到辅助电源被永久地连接到CC母线，从而消耗能量，而不管压缩机的状态(接通或断开)。辅助电源可以采用通常称作“SMPS”-开关式电源的高频能量转换方法或低频方法，诸如线性电源和电容式电源。不管辅助电源的拓扑，在现有技术水平下它被连续地连接到CC母线，而无论压缩机是否正在运行。除非从电网的交流电断开变换器，否则这个电源将连续地消耗几个Wh (瓦时)或数百mWh (毫瓦时)的能量。在压缩机停机时间期间的能量消耗被称作“待机消耗”，并且基本上能够在维持频率变换器的控制电路准备再次在冷却系统的新冷却循环中驱动压缩机中恢复其功能。与当压缩机正在操作时的能量消耗相比虽然小，但是待机消耗被认为是不合需要的，因为它表示能量持续时间间隔的浪费，在所述时间间隔中，冷却系统压缩机不正在执行通过冷却剂气体的移动和压缩从冷却系统移除热的其主要功能。频率变换器的待机消耗因此是冷却系统中能量损耗的源，因为它是绝对不必要的浪费。以提高冷却系统的效率为目标，在现有技术水平下，每当压缩机是不活动的时频率转换器被从电网断开，从而断开辅助电源并且消除待机消耗。这个方法采用开关，诸如继电器或机电恒温器或半导体。在两种情况下，开关被尺寸定制为能够抵抗当压缩机在操作中时高振幅的频率变换器的输入电流。在使用继电器的情况下，还存在具有通过这个继电器在其中压缩机是活动的间隔期间的消耗的缺点，从而最小化通过使变换器与电网断开所获得的增益和待机消耗的后续消除。进一步地，通过继电器的断开当由存在于冷却系统中的另一电子控件(被称为“电子恒温器”的控件)来执行时，要求这个第二控件具有过大的电子电路，诸如例如用来驱动继电器的数字输出、继电器它本身以及能够在其中压缩机在操作中的间隔期间驱动这个继电器的电源的存在。相比之下，用来中断频率变换器的馈电的诸如TRIAC之类的半导体的使用还具有传导损耗和需要加大这个半导体以抵抗来自变换器的CB总线电容器的初始充电电流(起动电流)的缺点。图2a、2b以及2c表示根据现有技术水平的变换器的布置。如前头将在描述中所提出的那样，没有一例是用来断开变换器的辅助电源的命令信号或变换器与外部恒温器之间的物理接口装置(电缆)。图2a表示冷却系统布置1，其中电子恒温器2具有负责定义压缩机的操作状态的控制电路4。电子恒温器通过电缆8将命令信号发送到频率变换器3。该变换器具有负责从恒温器接收信号并且调整它以解释控制压缩机的操作的控制电路6的电路5，其能够被称作通信单元。在这个布置中，恒温器的命令信号可以根据冷却系统的每个制造商的通信协议来假定不同的格式。例如，可以发送与对于压缩机来说是所希望的旋转、特定频率值或使压缩机保持断开的缺少信号(零)等等成比例的频率信号。应当注意的是，这个冷却系统具有用于恒温器与通信电路5之间的通信的电缆8。这个连接被恒温器用来发送压缩机的操作控制信号，例如，对来自压缩机的馈电信号的频率和振幅的参考。尽管图示出了恒温器与通信电路之间的两个链路，但是一个是参考(零)而另一个是信号它本身，在这个意义上存在仅一根电缆。图2b示出了根据现有技术水平的压缩机控制系统的另一布置，其中电子恒温器2的控制电路4驱动开关9以将参考电网的电压信号发送到频率变换器的输入电路5。换句话说，频率变换器3的控制电路6接收具有相同的电网频率的脉冲。恒温器将用来命令压缩机的连接/断开的信号和通过调制开关9所获得的命令信号两者发送到通信输入电路5，但是后者是不太普通的。开关9都可以都为参考电网的机电继电器触点和半导体，并且当它期望压缩机被断开时通常它被维持打开(open)。图2c示出了根据现有技术水平的压缩机控制系统的较简单的布置。在这里，恒温器10不是电子的，而是机电类的。该恒温器具有当冷却系统的温度上升高于参考值时被闭合的触点。在这个布置中，每当它期望使压缩机保持断开时机电恒温器的触点被打开。既在这个布置中且如在图2b的布置中一样，电机在压缩机内部的旋转通过频率变换器而不是通过恒温器来调整。来自恒温器的唯一命令是连接或者断开压缩机。在图2a中并且可能地在图2b中，恒温器既将用来连接或者断开压缩机的信号且还将用来控制压缩机的频率和/或馈电电压的命令信号发送到变换器。在现有技术水平中描述的所有布置中，频率转换器通过电缆7而被永久地连接到交流电电网。因此，即使压缩机被断开，图1中示出的CC母线的CB电容器也被用来自电网的整流电压充电，并且变换器的辅助电源将正消耗一些能量以保持变换器的控制、通信以及命令电路继续运行，准备在后续命令中重新连接压缩机以连接恒温器。图3是示出了使用同样来自现有技术水平的控制系统的频率变换器的输入功率的图表。在这个图表中，能够看到两个功率电平，发生在压缩机被连接时的一个约40W，而另一个在待机期间，也就是说，在其中压缩机被断开的间隔中约0.7W。为了降低能量消耗并且提高冷却系统的效率，期望大大地降低0.7W的这个值。在具有诸如图3中所图示的消耗行为的现有技术水平的系统中，平均可用功率是24Wh (在峰值处40W，具有60%的工作周期-周期为60分钟，其中压缩机保持连接持续36分钟)。如果待机消耗被降低到0.1ff,则在平均消耗方面将存在0.24ffh的增益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.25 BR PI1100270-01.一种可变容量压缩机(60)的电子控制系统，包括接收外部控制信号并且生成信号以驱动所述压缩机的变换器(3)，其中所述变换器具有: 电源电路(11)，其用于调整所述压缩机的馈电电压，具有用于交流电的馈电输入端、连续电压母线以及用来馈给所述压缩机的可变振幅和频率电压输出端， 至少一个内部处理电路，以及 辅助电源(19)，其将内部馈电电压提供给所述变换器并且激活其运行， 其特征在于，所述变换器还包括具有从所述变换器的内部处理电路接收用来激活所述辅助电源的外部信号(30)的第一输入端、从所述变换器的内部处理电路接收用来使所述辅助电源维持激活的信号(40)的第二输入端以及连接到所述辅助电源的输入端的输出端的断路器(10)， 并且当用来激活所述辅助电源的所述外部信号(30)指示所述辅助电源应该被连接时，所述断路器(10)使能所述辅助电源(19)的运行，这激活所述变换器的运行，并且所述变换器的所述内部处理电路开始连续地将用来激活所述辅助电源的所述内部维持信号(40)发送到所述断路器(10)，指示所述辅助电源应该被保持连接，并且使得所述断路器使所述辅助电源(19)保持使能， 当用来激活所述辅助电源的所述外部信号(30)指示所述辅助电源应该被断开时，并且所述变换器的所述内部处理电路停止将用来使所述辅助电源维持激活的所述信号(40)发送到所述断路器(10)，所述断路器(10)禁用所述辅助电源(19)，从而去激活所述变换器的所述运行。2.根据权利要求1所述 的电子控制系统，特征是其中，所述变换器的所述内部处理电路响应于指示所述辅助电源(19)是否应该被连接或者断开的由所述变换器所接收到的外部命令信号将用来激活所述辅助电源的外部信号(30)发送到所述断路器(10)。3.根据权利要求1所述的电子控制系统，特征是其中，由所述变换器所接收到的所述外部命令信号还包含用于连接和断开所述压缩机的命令。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制系统，其特征在于，连接到所述断路器(10)的所述输出端的所述辅助电源(19)的所述输入端是使能输入端，并且所述辅助电源(19)还具有连接到所述电源电路的连续电压母线的馈电输入端，而且当用来激活所述辅助电源的所述信号(30)指示所述辅助电源应该被连接时，所述断路器(10)将使能所述辅助电源(19)的激活信号发送到所述辅助电源(19)的所述使能输入端。5.根据权利要求1至3中任一项所述的电子控制系统，其特征在于，连接到所述断路器(10)的所述输出端的所述辅助电源(19)的所述输入端是馈电输入端，所述断路器(10)还包括连接到所述电源电路的所述连续电压母线的第三输入端，并且当用来激活所述辅助电源的所述信号(30)指示所述辅助电源应该被连接时，所述断路器建立所述辅助电源(19)的馈电输入端与所述电源电路的所述连续电压母线之间的电气连接，从而馈给并且使能所述辅助电源(19)，所述辅助电源(19)与所述连续电压母线之间的所述电气连接被维持同时所述断路器(10)接收用来使所述辅助电源维持激活的所述信号(40)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子控制系统，其特征在于，所述变换器还包括作为内部处理电路的通信单元(16)和控制块，其中: 所述通信单元(16)具有接收用于连接或者断开所述辅助电源的所述外部控制信号的输入端、连接到所述控制块以便发送所述压缩机的操作控制信号的输出端、连接到所述断路器(10)的所述第一输入端以便发送用来激活所述辅助电源的所述信号(30)的输出端、以及与所述电源电路的附加的馈电连接(20)，其在所述辅助电源(19)被断开时馈给所述通信单元(16)并且使所述通信单元(16)保持激活， 所述控制块具有用于接收由所述通信单元所发送的所述压缩机的所述控制信号并且解释它们的输入端、用于将用于调整所述压缩机的所述馈电电压的命令信号发送到所述电源电路的输出端、以及用于在其中所述辅助电源应该保持连接的周期期间将用来使所述辅助电源维持激活的所述信号(40)发送到所述断路器的输出端。7.根据权利要求6所述的电子控制系统，其特征在于，接收用于连接或者断开所述辅助电源的所述外部控制信号的所述通信单元(16)的所述输入端被连接到恒温器(21)，所述恒温器(21)发送这些控制信号以用于连接和断开所述辅助电源(19)。8.根据权利要求7所述的电子控制系统，其特征在于，所述恒温器(21)还通过用于发送所述控制信号以便连接和断开所述辅助电源的连接的相同物理装置来将所述压缩机的操作控制信号发送到所述通信单元(16)，并且所述通信单元(16)将适于解释的所述压缩机的所述操作控制信号发送到所述控制块，而且当所述控制块将指示所述辅助电源应该被保持激活的所述维持信号发送到所述断路器(10)时，所述恒温器(21)仅将所述压缩机的操作控制信号发送到所述通信单元(16)。9.根据权利要求6至8中任一项所述的电子控制系统，其特征在于所述控制块包括控制电路(17)和命令电路(18)，其中所述控制电路(17)从所述通信单元(16)接收所...

【专利技术属性】
技术研发人员：GJ马亚斯，
申请(专利权)人：惠而浦股份公司，
类型：
国别省市：