[发明专利]用于控制压缩机马达电压的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年3月15日提交的、标题为“SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING COMPRESSOR MOTOR VOLTAGE”的第61/787,758号美国临时申请的权益，该美国临时申请以引用的方式被整体纳入本文。

技术领域

本申请总体涉及控制压缩机马达的电压。本申请更具体地涉及仅使用变速驱动器（variable speed drive）逻辑板上可得到的输入和马达设计信息来控制压缩机马达的电压。

背景技术

在压缩机与变频驱动器（VFD）或变速驱动器（VSD）联接的深冷器（chiller）系统或其他暖通空调或制冷（HVAC&R）系统中，压缩机马达通常被定尺寸，以在特定的电压-频率（V/f）比和特定的负载点运行。由于实际系统中的压缩机会运行在各种各样的状况下，所以马达一般不以峰效率运行。

因而，需要这样一种用于变速驱动器或变频驱动器的控制系统，该控制系统能够改变提供给压缩机马达的电压-频率比从而优化马达的效率。

发明内容

本发明针对一种用于控制压缩机马达电压的方法。该方法包括：基于以预定的电压/频率比运行的压缩机马达的运行频率来计算一个马达电流；以及，基于所计算的马达电流、该运行频率和该预定的电压/频率比来计算第一电流/电压比。所述方法还包括：基于一个测得的马达电流、该运行频率和该预定的电压/频率比来计算第二电流/电压比；以及，比较所计算的第一电流/电压比与所计算的第二电流/电压比。所述方法还包括：响应于所计算的第一电流/电压比不等于所计算的第二电流/电压比，来对由变速驱动器提供给该压缩机马达的电压进行调整。

本发明还针对一种系统，该系统具有连接在闭合制冷剂回路中的压缩机、冷凝器、膨胀设备和蒸发器。所述系统还具有：马达，连接至所述压缩机，以向所述压缩机提供动力；以及，变速驱动器，连接至所述马达，以向所述马达提供动力。所述变速驱动器能够运行，以提供可变电压至所述马达并且提供可变频率至所述马达。所述系统还具有：控制面板，以控制所述变速驱动器以及所述系统的一个或多个部件的运行；以及，传感器，测量所述马达的电流。所述传感器将所测得的马达电流传达至所述控制面板。所述控制面板通过将所测得的马达电流作为输入来执行一个控制算法，以调整由所述变速驱动器提供给所述马达的电压，从而以存储在存储器设备中的电流/电压比来运行所述马达。

本申请的一个实施方案是一种用于控制压缩机马达电压的方法。该方法包括：基于以预定的电压/频率比运行的压缩机马达的运行频率来计算一个最优马达电流；以及，基于所计算的最优马达电流、该运行频率和该预定的电压/频率比来计算一个最优电流/电压比。所述方法还包括：基于一个测得的马达电流、该运行频率和该预定的电压/频率比来计算一个运行电流/电压比；比较所计算的最优电流/电压比与所计算的运行电流/电压比；以及，响应于所计算的最优电流/电压比不等于所计算的运行电流/电压比，来对由变速驱动器提供给所述压缩机马达的电压进行调整。

在本申请中，VFD或VSD可改变供应给马达的V/f，以使得马达“更强”或“更弱”，从而补偿HVAC&R系统中变化的状况。

本申请的一个或多个优势可包括：纳入一种简单的控制算法；使用VSD逻辑板的现有输入；要求最少的马达设计信息；为马达运行提供稳定性和可靠性；为马达提供扩展的运行范围；在运行期间提供较低的马达温度；为马达提供较低的输入电流；以及，提供改进的系统效率。

本申请的其他特征和优势将从下文结合附图对实施方案的更详细的描述中明了，这些附图以实施例的方式例示了本申请的原理。

附图说明

图1示出用于暖通空调系统的一个示例性实施方案。

图2示出蒸气压缩系统的一个示例性实施方案的等距视图。

图3和图4示意性示出蒸气压缩系统的示例性实施方案。

图5示意性示出变速驱动器的一个示例性实施方案。

图6示出用于调整压缩机马达的电压的方法的一个示例性实施方案。

图7和图8示出在最优马达效率时的马达电流的示例性图表。

图9示出用于马达的等效电路的一个示例性实施方案。

图10示出针对电压被归一化的马达电流的一个示例性图表。

图11示出最优马达电压相对于输入功率和频率的一个示例性图表。