[发明专利]反向旋转制动的旋转压缩机

说明书

本发明一般地涉及电动机驱动的压缩机，更具体点说，涉及旋转压缩机如涡卷压缩机、螺旋压缩机反向旋转制动用的装置和方法，这类压缩机在停供电流时通常会在反方向被系统压力驱动。

旋转压缩机如涡卷式和螺旋式都是公知的旋转机械，普遍被用来压缩气体。这类压缩机并不要求在压缩室的排放侧设置止回阀，因此制造时经常不供止回阀。从而，在压缩机的电动机被停供电流时，在排放侧的高压气体便会在反方向驱动压缩机。况且，这类压缩机的一般特点是，在压缩的各个阶段都有一定体积的气体。因此，即使在这些压缩室的排放侧设有阀门以资防止高压气体回流到这些体积内，仍有足够的能量留在这些压缩过的体积内，能够引起反向的旋转。在任一种情况下，这会使涡卷件反向旋转，涡卷件又会直接使驱动轴和驱动电动机也在反方向上旋转。压缩机零件以过高的速率反向旋转可产生令人讨厌的噪声并造成零件的损坏，特别是在高压停车而又没有任何制动系统的条件下，压缩机能呈现很高的瞬间的反向旋转速率。而在市场上，特别是在空调和热泵方面，对宁静机械的需求正日益增长。

因此本发明的第一目的是要提供一种旋转压缩机，它能利用电来制动电动机即反对其在反方向的旋转，从而可行而有效地使压缩机零件的高速反向旋转减速。在本实施例中完成这一点的办法是，在压缩机上装设一台装开关的磁阻电动机(凸板无励同步电动机)和专用线路以便将能量施加在电动机内的定子线路上从而产生一个制动转矩来反对反向旋转。本发明的另一个目的是要回收能量使它返回通过电动机并有效地利用这个能量来产生制动转矩。

从下面的详细说明、权利要求书和附图中，本行业的普通技术人员当可对本发明的其他优点和目的有所了解。

在附图中示出实施本发明的目前最好的形式。其中，

图1为按照本发明装有一台装开关的磁阻电动机的涡卷式压缩机的通过其中心的概略的垂直剖视图；

图2为装开关的磁阻电动机的示意的横截面图，图中示出将能量施加在其一个相位上的情况；

图3A到3C示出装开关的磁阻电动机的电动机控制开关转换顺序；

图4为一线路图，进一步示出按照本发明的电动机控制的开关转换；

图5为按照本发明的用来控制电动机的开关转换的控制器的方块图；

图6为示出用来控制本发明的压缩机的控制器判定的逻辑表；

图7为示出电动机控制的开动和制动的磁通量和安培匝数能量的曲线图。

虽然本发明适宜用于多种型式的旋转压缩机，但为了示范的目的，这里只就一台压缩气体致冷剂用的涡卷压缩机进行说明，其一般结构如图1所示。一般地说，压缩机10具有一个基本为圆筒形的密封的壳体12，其上端焊接在一盖14上，而其下端焊接在一具有多个整体制出的安装脚(图中示出其一部分)的底16上。盖14设有一个致冷排放阀组装件包括一个排放接头其内有一常见的排放阀。固定在壳体上的其他主要零件包括：一块在横向上伸展的消声器板22，该板以其周边焊接在壳体12上焊接着盖14的同一部位上；一个适当地固定在壳体12上的主轴承罩壳24和一个具有多条沿径向向外伸出的腿而各适当地固定在壳体12上的下轴承罩壳12。一根在其上端具有一个偏心曲柄销32的驱动轴或曲轴30可旋转地以其轴颈支承在主轴承罩壳24中的主轴承34内。而曲轴30的下端则可旋转地支承在一个由下轴承罩壳26支承着的轴承组装体40内。

涡卷机构本身一般具有一个固定的涡卷件42和一个旋转的涡卷件44，后者在一相对于涡卷件42的轨道上被曲柄销32通过一个驱动套管46驱动着。每一个涡卷件都具有通常的螺旋卷绕部，并以通常的方式互相配合，致使两个涡卷件在彼此合拢到轨道内时造成多个体积逐渐缩减的压缩室47。有一Oldham环组装件48在两个涡卷件之间运行以便防止它们之间的相对转动。

进入的气体通过一个进气接头(未示出)被送入到壳体12内。压缩室47从壳体内的处在进气压力下的进气区引入进气，将它压缩，并将压缩过的气体送到处在排放压力下的排放区。该气体流动通过消声器板22内的排放口50进入到一个由排放气板22和盖14形成的排放消声器52内。压缩空气被从消声器52排放出来通过阀门组装件20和排放接头18。设有一个传统用的IPR阀54以便释放在消声器52内的过高的压力和一个浮动的密封以便在正常的操作条件下提供增压的轴向密封移动。关于机械的所有零件以及它们的工作方式的完整说明可参阅授予本申请人、代理人的美国专利特许证4,767,293,4,998,864,5,102,316和5,156,539号，这里引用其公开部分供参数。