[发明专利]一种复叠式超低温冰箱压缩机控制方法

说明书

本发明公开了一种复叠式超低温冰箱压缩机控制方法，包括：设置开低温压缩机温度时段、关低温压缩机温度时段和目标控制温度时段，当冰箱实时温度t大于开低温压缩机温度时段的最低温度时，则开低温压缩机；当冰箱实时温度t小于关低温压缩机温度时段的最高温度时，则关低温压缩机；当冰箱实时温度t在目标控制温度时段则采用循环时段控制策略对低温压缩机进行控制：采用PID控制算法控制低温压缩机的转速，从而调控冰箱实时温度t在目标控制温度时段内。该方法避免了压缩机的频繁启停，可以提高冰箱内温度均匀性，同时采用变频的方式，自动搜索高温级压缩机最小运行频率，可以使高温级压缩机在保证制冷能力的前提下，最大限度的降低功率。

技术领域

本发明涉及超低温冰箱控制领域，尤其涉及一种复叠式超低温冰箱压缩机控制方法。

背景技术

复叠式超低温冰箱在目前市场上主要应用在疫苗、精子、样本、生物试剂、细胞存储方面，其中在生物医疗领域，主要应用于科研院所、医院的科学研究以及细胞治疗等高科技、高附加价值行业。

以国家对于医疗行业的重视为背景，以及在偶尔出现的重大疫情的可能前提下，生物医疗行业迎来了前所未有的挑战与机遇。超低温冰箱，细胞存储又起到了至关重要的作用。目前现有复叠式超低温冰箱温度控制，高低温压缩机均为定频控制，分别根据要求温度带对压缩机启停进行控制；而这种压缩机都是大功率因此耗电量比较大、冰箱内温度均匀性差。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种复叠式超低温冰箱压缩机控制方法，具体包括如下步骤：

设置开低温压缩机温度时段、关低温压缩机温度时段和目标控制温度时段，当冰箱实时温度t大于开低温压缩机温度时段的最低温度时，则开低温压缩机；当冰箱实时温度t小于关低温压缩机温度时段的最高温度时，则关低温压缩机；当冰箱实时温度t在目标控制温度时段则采用循环时段控制策略对低温压缩机进行控制：采用PID控制算法控制低温压缩机的转速，从而调控冰箱实时温度t在目标控制温度时段内。

所述循环时段控制策略方式为：

设定箱内温度目标值St、上限控制偏差div1和下限控制偏差div2，则开低温压缩机温度时段为St+div1，关低温压缩机温度时段为St-div2，目标控制温度时段为St-div2tSt+div1；

根据箱内温度目标值St和冰箱实时温度t得到的偏差值通过PID算法获取压缩机的运行频率，控制器将该运行频率信号传送至变频器，变频器调节压缩机的输出频率即运行转速从而调节冰箱内的实时温度。

当冰箱实时温度t在目标控制温度时段时，即St-sp2≤t≤St+sp1，且温度在此范围内超过时间t₁，则开始进行高温级压缩机频率的自调节，设置搜索频率步长为H₀，对压缩机进行运行频率降低控制，控制冰箱内实时温度t仍在St-sp2≤t≤St+sp1范围内，则变频器第n次降频后的运行频率为Hn＝H_H-n×H₀；

如果压缩机在降低运行频率后，冰箱实时温度tSt+sp1，则控制高温压缩机增加运行频率，如果高温压缩机升频，以频率Hn＝H_H-n×H₀+0.5×H₀进行，H_H代表最高频率，若控制温度St-sp2≤t≤St+sp1且温度在此范围内超过时间t₁，则继续对压缩机降低频率控制，当压缩机以Hn＝H_H-n×H₀+0.5×H₀-0.25×H₀且tSt+sp1，则压缩机以频率Hn＝H_H-n×H₀+0.5×H₀运行，如果在压缩机锁定运行频率并以该运行频率工作，出现tSt+sp1，则运行频率每次增加0.25×H₀，增加时间为t₁，所述t₁为频率检测周期。