压缩机、制冷电器及压缩机的控制方法 |
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| 申请号 | CN201610905334.2 | 申请日 | 2016-10-18 | 公开(公告)号 | CN106321440A | 公开(公告)日 | 2017-01-11 |
| 申请人 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司; | 发明人 | 邓敏; 胡余生; 魏会军; 黄伟才; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 压缩机 、制冷电器及压缩机的控制方法，属于压缩机及其控制方法技术领域，为解决现有方法成本高等问题而设计。本发明压缩机包括上 法兰 、 定子 绕组和控制装置，在上法兰的轴颈处和/或定子绕组内设置有 温度 检测元件，温度检测元件 信号 连接至控制装置。本发明压缩机的控制方法为通过检测上法兰的轴颈处和/或定子绕组内的温度值是否超过 阈值 来判断压缩机是否缺油运行。本发明压缩机、制冷电器及压缩机的控制方法可以代替现有油位 传感器 判断压缩机是否缺油运行，成本低，适用范围广，量程和测量 精度 有保证；使用更安全，使用寿命更长。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种压缩机，包括上法兰(1)、定子绕组(2)和控制装置，其特征在于，在所述上法兰(1)的轴颈处和/或所述定子绕组(2)内设置有温度检测元件(3)，所述温度检测元件(3)信号连接至所述控制装置。 |
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| 说明书全文 | 压缩机、制冷电器及压缩机的控制方法技术领域[0001] 本发明涉及压缩机及其控制方法技术领域，尤其涉及一种压缩机、包括该压缩机的制冷电器、以及基于上述压缩机的控制方法。 背景技术[0002] 空调、冰箱等制冷电器的压缩机内部，在工作过程中会不断产生热量。工况越恶劣时压缩机的转速将越高，其内部的多个接触面高速摩擦、进而产生巨大的热量，容易造成轴或法兰等零件的严重磨损；制冷介质或冷冻油受高温影响会发生质变，从而影响整机性能和可靠性；转速越高电机负载越大、电流越大、发热越严重，易造成电机退磁甚至是烧毁，可能引发爆炸等严重的事故。 [0003] 为了避免因摩擦而导致产生大量的热，现有压缩机通常需配备油位传感器，利用油位传感器来判断是否缺油运行。若缺油则控制机组运行回油频率、降频或停机。该方法的缺陷是：油位传感器的量程和精度有限，且成本较高，无法在压缩机中广泛应用。 发明内容[0004] 本发明的一个目的在于提出一种成本低、测量精确度高的压缩机。 [0005] 本发明的另一个目的在于提出一种使用寿命长的制冷电器。 [0006] 本发明的还一个目的在于提出一种替代现有直接测量异常点物理参数方式的压缩机的控制方法。 [0007] 为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案： [0009] 特别是，在所述上法兰的轴颈的外侧面上设置有沉孔，所述温度检测元件设置在所述沉孔中；所述沉孔与所述上法兰的上端之间的距离在上法兰轴颈高度的0.3倍至0.5倍之间。 [0010] 进一步，在所述沉孔中填充有粘结剂，所述温度检测元件设置在所述粘结剂中。 [0011] 特别是，所述温度检测元件通过有线传输、无线传输或加载到强电线缆中传输方式实现与所述控制装置的信号连接。 [0012] 进一步，当所述温度检测元件通过有线传输方式与所述控制装置信号连接时，在压缩机的壳体上设置有通孔，所述通孔内设置有密封板，所述密封板内插设有接线柱，所述接线柱通过接线连接至所述温度检测元件。 [0013] 更进一步，所述密封板的外侧面上设置有凸台，所述通孔沿其轴线方向呈台阶状，所述凸台位于所述壳体的内侧面或外侧面上。 [0014] 另一方面，本发明采用以下技术方案： [0015] 一种制冷电器，包括上述的压缩机。 [0016] 还一方面，本发明采用以下技术方案： [0017] 一种基于上述压缩机的控制方法，所述控制方法为通过检测上法兰的轴颈处和/或所述定子绕组内的温度值是否超过阈值来判断压缩机是否缺油运行。 [0018] 特别是，设置有第一阈值，当温度低于所述第一阈值时判定为压缩机润滑正常，所述压缩机继续执行当前工作模式；当温度高于所述第一阈值时判定为所述压缩机缺油运行，控制所述压缩机停机。 [0019] 特别是，设置有第一阈值和第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值；当温度低于所述第一阈值时判定为压缩机润滑正常，所述压缩机继续执行当前工作模式；当温度高于所述第一阈值且低于所述第二阈值时，控制所述压缩机保持当前负载载荷或通过降低转速使所述负载载荷下降，或运行系统的回油频率以使冷冻油返回所述压缩机；当温度高于所述第二阈值时判定为所述压缩机缺油运行，控制所述压缩机停机。 [0020] 本发明压缩机在上法兰的轴颈处和/或定子绕组内设置有温度检测元件，可以代替现有油位传感器判断压缩机是否缺油运行，成本低，适用范围广，量程和测量精度有保证；通过定子绕组温度检测来判断电机是否过热、判断电机是否过载或发生堵转，进而采取措施避免压缩机电机过热起火产生爆炸事故；使用更安全，使用寿命更长。 [0021] 本发明压缩机的控制方法通过检测上法兰的轴颈处和/或定子绕组内的温度值是否超过阈值来判断压缩机是否缺油运行，即通过温升反映出压缩机的异常点(主要为压缩机的法兰和电机等核心部件)，替代了现有直接测量异常点的物理参数的方式，能控制压缩机系统运行在安全区域和频段内，避免压缩机出现损坏或损毁，提高了压缩机的长久可靠性。附图说明 [0022] 图1是本发明优选实施例一提供的压缩机的剖视图； [0023] 图2是图1中A处的局部放大图； [0024] 图3是图1中B处的局部放大图； [0025] 图4是本发明优选实施例一提供的密封板与壳体第二种配合方式的结构示意图。 [0026] 图中： [0027] 1、上法兰；2、定子绕组；3、温度检测元件；4、粘结剂；5、壳体；6、密封板；7、接线柱；8、接线；11、沉孔；51、通孔；61、凸台。 具体实施方式[0028] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。 [0029] 优选实施例一： [0030] 本优选实施例公开一种压缩机，如图1和图2所示，该压缩机包括上法兰1、定子绕组2和控制装置，在上法兰1的轴颈处设置有温度检测元件3、在定子绕组2内设置有温度检测元件3、或在上法兰1的轴颈处和定子绕组2内都设置有温度检测元件3，温度检测元件3信号连接至控制装置。 [0031] 一般情况下上法兰1的轴颈部分没有浸泡在润滑油中，在与曲轴高速摩擦时会快速产生大量的热量，若压缩机排油率过大或油路润滑效果差则极易导致上法兰1的轴颈位置处缺油运行，从而加剧磨损，导致该位置密封失效、曲轴断裂或压缩机损毁等不可恢复的故障。通过检测和监测压缩机壳体内的上法兰、电机组件等处的温度，能实现压缩机内部的预警/报警功能，及时发现压缩机是否缺油运行，进而及时改善系统控制策略来达到保护压缩机在安全运行区域和频段上长久、可靠地运行，减少压缩机出现故障的概率。 [0032] 该压缩机的控制方法是通过检测上法兰1的轴颈处和/或定子绕组2内的温度值是否超过阈值来判断压缩机是否缺油运行，在判断压缩机处于缺油运行状态后可以对机组采取控制措施。该控制措施旨在保护机组，包括但不限于降频、运行回油频率、待机和停机。 [0033] 当仅检测上法兰1的轴颈处或定子绕组2内的温度值时，使用该温度值与阈值进行比较；当同时检测上法兰1的轴颈处的温度值和定子绕组2内的温度值时，两个温度值分别与各自对应的阈值进行比较，可以是当其中任一个温度值超过阈值时即判定压缩机缺油运行、也可以是两个温度值都超过阈值时才判定压缩机缺油运行。当同时检测上法兰1的轴颈处的温度值和定子绕组2内的温度值时，两个温度值所对应的阈值可以相同也可以不同。 [0034] 每个温度值所对应的阈值数量不限，可以只设置一个阈值，还可以包括至少两个阈值，阀值数量的多少根据系统控制速度、效率和效果而具体确定。阀值数量越多则由阀值划分出来的区域数量就越多，对阀值的选择、当前机组状态的判断和控制器的控制逻辑要求更高，压缩机所能执行的工作模式也越多。 [0035] 温度检测元件3的具体安装方式不限，优选的，在上法兰1的轴颈的外侧面上设置有沉孔11，温度检测元件3设置在沉孔11中。鉴于上法兰1的轴颈越向上的位置处润滑效果越受到考验，所以沉孔11与上法兰1的上端之间的距离在上法兰轴颈高度的0.3倍至0.5倍之间。沉孔11底部与上法兰内圆距离需不小于1mm，保证上法兰内圆强度的可靠性。 [0036] 在沉孔11中填充有粘结剂4，温度检测元件3设置在粘结剂4中(还可以通过焊接和捆绑等方式固定温度检测元件3)。温度检测元件3的种类包括但不限于热电偶和热电阻，用于探测沉孔11底部的温度；粘结剂4需要具有耐高温、耐制冷介质和冷冻油腐蚀的特性，用于将温度检测元件3牢固地粘在沉孔11中。温度检测元件3的感应部分应与沉孔11底部接触，以探测到最接近于上法兰内圆的温度，保证检测结果更精确。 [0037] 鉴于定子绕组2内部的温度一般明显高于其外侧表面的温度，因此定子绕组2中的温度检测元件3必须深入绕组线圈的内部，或在制作定子绕组2的绕线工艺过程中提前将温度检测元件3置于其中。 [0038] 温度检测元件3通过有线传输、无线传输或加载到强电线缆中传输方式实现与控制装置的信号连接。 [0039] 当温度检测元件3通过有线传输方式与控制装置信号连接时，在压缩机的壳体5上设置有通孔51，通孔51内设置有密封板6，密封板6内插设有接线柱7，接线柱7通过接线8连接至温度检测元件3。 [0040] 根据实际应用中的不同密封板6的材质，其与壳体5之间的连接方式也可以不同，包括但不限于焊接、端面密封、轴向密封以及化学胶粘。接线柱7的数量根据信号数量的要求而定；接线柱7与密封板6之间优选采用工艺玻璃烧结实现密封；接线柱7与密封板6之间通过高阻抗的玻璃体隔离绝缘，绝缘阻抗值需达到不影响微弱温度信号传输的标准(一般在1k兆欧姆以上)，同时玻璃体烧结工艺必须达到与壳体5一样的耐高压和耐高温要求。 [0041] 如图3和图4所示，密封板6与壳体5的配合方式主要有两种，密封板6的外侧面上设置有凸台61，通孔51沿其轴线方向呈台阶状，凸台61位于壳体5的外侧面上(如图3所示)或内侧面上(如图4所示)。图3所示的结构制造工艺简单，但密封性没有图4所示的结构好；由于受内部压力的作用，图4所示的结构配合方式更牢固，但内部台阶的加工工艺稍复杂。 [0042] 在该压缩机的控制方法中，可以只设置第一阈值，当温度低于第一阈值时判定为压缩机润滑正常，压缩机继续执行当前工作模式；当温度高于第一阈值时判定为压缩机缺油运行，控制压缩机停机。 [0043] 还可以同时设置第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值小于第二阈值(例如第一阈值为180℃，第二阈值为230℃)。当温度低于第一阈值时判定为压缩机润滑正常(处于正常运行区域)，零部件正常工作，在此区域内压缩机频率不受到限制，可升频或调节其他机构使机组高效运行，即，压缩机继续执行当前工作模式。 [0044] 当温度高于第一阈值且低于第二阈值时负载不可继续提高，控制压缩机保持当前负载载荷或通过降低转速使负载载荷下降，或运行系统的回油频率以使冷冻油返回压缩机，压缩机冷冻油增加，从而增强润滑效果，使温度异常位置的温度降低。 [0045] 当温度高于第二阈值时判定为压缩机缺油运行，为了保证压缩机的安全，控制器应发出停机信号，避免持续开机造成压缩机损坏或损毁。 [0046] 优选实施例二： [0047] 本优选实施例公开一种制冷电器，包括如优选实施例一所述的压缩机。该制冷电器可以为但不限于为空调和冰箱；其中，压缩机可以为但不限于为单级单缸滚子、多级多缸、涡旋式、直线式、转缸式、活塞式和螺杆式压缩机等产品。 [0048] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。 |
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