[发明专利]直流变频压缩机节能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及压缩机领域，尤其涉及压缩机电机的节能控制方法。

背景技术

压缩机是空调、冰箱等电器的核心器件，而压缩机多数是由电机来驱动的，均具有较大的能耗量。随着社会的进步以及能源形势的不断严峻化，相关产业越来越多地致力于推出一些节能降耗的产品。

近年来，直流变频技术已成为制冷行业，尤其是空调领域的主打技术，同时，直流无刷电机也成为压缩机用电机的首选。

为了使得本申请的技术方案更容易理解，下面对直流变频技术及直流无刷电机作简要的说明：

简单地说，直流变频即变频器对直流无刷电机的输入电压波形进行调压调频控制，使其转子回转数变化并和电枢磁场保持同步运转的变频调速控制方式。其基本原理为：直流无刷电机的回转数是由外界给与的回转数指令来决定的，回转数指令的发出和实施，是通过电机外独立的变频器来完成，电机运转中，变频器通过对直流无刷电机转子位置的识别，调整输出电压、频率来完成对电机的任意回转数控制。

直流无刷电机(DCBLM，DC Brushless Moter)与AC电动机有着类似的定子结构，而转子则为永久磁铁。图1所示为三相无刷直流电机及其驱动电路的等效电路图，图中各开关S1～S6在360度电角度内按照图2中规律组合时，可以实现六种状态的顺序切换，图2中同时给出了各相的波形图。

通常，压缩机用直流无刷电机为2n极，根据公式：

电角度＝机械角度×极对数

可得，转子每转一周(360度机械角度)对应360n度电角度，则转子转动一周经过6n个状态，以4极电机为例，转子转动一周经过12个状态，如图3所示。

现有直流变频技术以及直流无刷电机使压缩机在节能方面达到了一个新的高度，但在其基础上仍存在进一步降低能耗的空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种直流变频压缩机节能控制方法，在不降低压缩机功率及转速的前提下，在压缩机转子每一周转动过程中的某一时段停止或降低供电，从而达到节能降耗的目的。

上述目的由以下技术方案实现：

一种直流变频压缩机节能控制方法，其特征在于，当转子即将进入或进入负阻力矩区间内时，切断或降低电机供电，过一时间段后恢复电机正常供电。

上述直流变频压缩机节能控制方法具体由如下步骤实现：

(1)确定负阻力矩区间对应的状态；

(2)从负阻力矩区间对应的状态中选择一个或几个作为切断或降低电机供电的时段；

(3)根据步骤(2)生成电机供电控制信号；

(4)由步骤(3)生成的电机供电控制信号来控制压缩机电机的供电。

其中，确定负阻力矩区间对应的状态的具体检测方法为：在压缩机运转的前几个周期进行数据采集，即对转子转动一周所经过的各个状态各自所需的时间作记录，并找出耗时最短的状态，耗时最短的状态即为与负阻力矩区间对应的状态。

本发明通过对压缩机工作状态时电机扭矩与阻力矩的分析，得知转子在进入负阻力矩区间时，其转速为最大，此时通过其惯性可以滑过一定的角度，在该角度范围内无需为电机供电，且不会降低压缩机功率及转速，从而达到节能降耗的效果。

附图说明

图1为三相无刷直流电机及其驱动电路的等效电路图；

图2为三相无刷直流电机的六种状态的示意图及对应的各相的波形图；

图3为三相无刷直流转子转动一周经过的十二个状态的示意图；

图4为压缩机工作状态时电机扭矩与阻力矩对照的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例详细说明本发明提供的直流变频压缩机节能控制方法。

对于单转子压缩机来说，在其转子转动一周(360°机械角度)的过程中，其电机扭矩始终为恒定值，而阻力矩变化较大，且总存在长度为90°机械角度的负阻力矩区间，如图4所示，其中，电机扭矩为恒定值2N·m，而阻力矩在15°～105°机械角度期间为负值。

根据公式：Te—T_L＝J·dω_r/dt，其中，Te为电机扭矩、T_L为阻力矩、dω_r/dt为角加速度，可知：在负阻力矩区间内，Te—T_L的值均大于Te，即J·dω_r/dt在该时段的值大于其它时段的值，也就是说，转子在该时段内的转速是最大的、动量是最大的，即转子依靠其自身惯性可以滑过一定角度范围，在该角度范围内可以切断或降低电机供电，这样便可以减少该时段的能耗，且不会影响电机的输出功率及其转速。