[发明专利]用于电动型涡旋压缩机的启动控制装置及其启动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种组装于车辆冷冻系统中的电动型涡旋压缩机，特别涉及一种控制压缩机启动的装置及方法。

背景技术

电动型涡旋压缩机包括：涡旋式压缩单元、驱动该压缩单元的电动机以及控制该电动机的旋转速度的逆变器(inverter)。上述压缩机被组装于车辆的冷冻系统中时，由于压缩机被装在车辆内，因此压缩机周围的温度很大程度上取决于车辆的使用环境。因此，在车辆的使用环境、即在压缩机的周围温度较低的状况下，压缩机启动时，压缩机内的制冷剂中也会有一部分被液化。此时，若压缩机按通常的运转模式被启动，则液化制冷剂会在压缩机内引起水击(water hammer)现象。由于该水击现象会使压缩机所要求的驱动转矩急剧增大，因此上述逆变器会对电动机供给过电流。

为防止如上所述的不良情况，已知有一种用于逆变器的控制装置，该逆变器控制装置在压缩机启动时，一面监视供给电动机的电流，一面控制电动机、旋转速度(逆变器的输出频率)，即控制压缩机的旋转速度，防止水击现象的产生，即防止向电动机供给过电流(例如专利文献1)。另外，上述启动控制模式下，在控制压缩机的旋转速度的过程中，压缩机内的液化制冷剂通过压缩单元中的涡旋体间的间隙被排出到积油室或是压缩单元的吸入室。

专利文献1：日本专利特开平08-210277号公报

专利文献1中的控制装置在每次启动压缩机时，按上述启动控制模式来控制电动机的旋转速度。因此，不管上述使用环境如何，压缩机的运转从启动控制模式转变到通常的运转模式都需要较长时间。

此外，压缩机启动时，在压缩机内是否存在有液化制冷剂，是在启动控制模式开始后根据是否产生过电流来判定，因此对电动机要求有高的机械强度，以防备产生该过电流、也就是说增大的驱动转矩，很难实现电动机的小型化和轻量化。

发明的公开

发明所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种有效并且短时间地进行压缩机的驱动控制、此外能实现电动机的小型化及轻量化的用于电动型涡旋压缩机的启动控制装置及其启动控制方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为达到上述目的，本发明提供一种用于电动型涡旋压缩机的启动控制装置，其中，上述电动型涡旋压缩机包括：电动机；以及涡旋式压缩单元，该涡旋式压缩单元被上述电动机驱动，并用于制冷剂的压缩。本发明的启动控制装置包括：检测器，该检测器在压缩单元启动之前，分别检测压缩单元内的制冷剂的温度及压力，并输出检测结果；以及控制器(controller)，该控制器是在压缩机启动时控制电动机的驱动的控制器，该控制器具有：判定部，该判定部根据检测器的检测结果判定压缩单元内是否存在有液化制冷剂；以及执行部，该执行部根据由上述判定部的判定结果所选择的启动控制流程执行电动机的驱动，启动控制流程具有：在不存在有液化制冷剂时选择的通常启动模式；以及在存在有液化制冷剂时选择的、比通常启动模式下要控制电动机的旋转速度的液体排出模式。

根据上述启动控制装置，能在压缩机启动之前来判定压缩单元内是否存在有液化制冷剂。根据此时的判定结果，电动机以通常启动模式或液体排出模式进行驱动，使压缩机、即压缩单元启动。

在此，在电动机以液体排出模式驱动时，电动机的旋转速度、也就是说压缩单元的启动速度比在通常启动模式下要慢。因此，压缩单元中的涡旋定子与涡旋转子之间的间隙处于增加的状态，压缩单元内的液化制冷剂的一部分从上述间隙漏出到压缩单元的喷出口，进而从该喷出口排出。其结果是，在压缩机启动时，不会发生上述水击现象。

较为理想的是，液体排出模式具有比通常启动模式要长的执行时间，藉此能从压缩单元内可靠地实施液化制冷剂的排出。具体来说，在液体排出模式中的电动机的旋转速度被控制为应确保在涡旋定子与涡旋转子之间有容许液化制冷剂漏出的间隙。

压缩机可以包括有共用的外壳，该外壳同时容纳电动机及压缩单元，并且引入有上述制冷剂，此时，检测器包括：温度传感器，该温度传感器设于外壳内，将引入上述外壳内的制冷剂的温度作为压缩单元内的制冷剂的温度进行检测；以及压力传感器，该压力传感器将引入外壳内的制冷剂的压力作为压缩单元内的制冷剂的压力进行检测。

而且较为理想的是，控制器包括测量从压缩单元的运转停止开始到压缩单元启动为止的运转停止期间的计时器(timer)。此时，判定部中，是否存在有液化制冷剂在被判定为不明气液混和状态时，判定部根据压缩单元内的制冷剂的温度及运转停止期间，能判定压缩单元内是否存在有液化制冷剂。