專利名稱：壓縮機診斷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一個制冷器或空調(diào)器的診斷系統(tǒng)。尤其是，本發(fā)明涉及這樣一個制冷器或空調(diào)器的診斷系統(tǒng)，它使用不同的操作特征和壓縮機的“跳閘”信息去診斷制冷器或空調(diào)器有關的問題。
背景技術：
有一種機器屬于一般公知的卷軸機技術，卷軸機被用于各種型式的流體位移。這些卷軸機可被做成膨脹器，位移器，泵，壓縮機等等。本發(fā)明的特點可適用于任何一種這類機器。不過，為了說明方便，這里所公開的實施例，僅是制冷器或空調(diào)器中的密封制冷卷軸壓縮機。
卷軸壓縮機越來越普遍地被用于制冷或空調(diào)中的壓縮機，主要是因為它們的極有效的操作性能。通常，這些機器包括一對內(nèi)部嚙合的螺旋形套，其中一個繞另一個旋轉(zhuǎn)，從而形成一個或多個移動小室，這些小室隨著從外部吸入口到中心排出口的移動在尺寸上逐漸變小。一個電機，通過加接到電機轉(zhuǎn)子上的合適的驅(qū)動軸，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)卷軸部件。在密封壓縮機中，密封外殼的底部通常有一個貯油槽供潤滑和冷卻之用。本發(fā)明的診斷器是和卷軸壓縮機一起被描述的，可以理解，本發(fā)明的診斷器也可用于其它型式的壓縮機。
按照慣例，當一個空調(diào)機或制冷器不按設計要求運行的時候，一個技術員就被叫到現(xiàn)場去排除故障。技術員進行一系列的檢查，有助于查出設備的故障。設備出問題的原因之一可能是設備中用的壓縮機出了問題。一個故障壓縮機表現(xiàn)出某種運行方式，這種運行方式可被用于檢測，以判斷壓縮機是出故障的。不幸的是，許多設備出問題的其它原因起因于設備中的其它部件，這些其它原因也能影響壓縮機的性能和它的運行方式。當事實上問題出在別處而壓縮機沒有問題的時候，卻可能分析設備的問題和運行方式并確定壓縮機出了故障。這種原因的混淆經(jīng)常導致替換一個好的壓縮機。這種誤診斷代價是很高的，因為壓縮機通常是設備中價格最高的部件。更嚴重的是設備出問題的根本原因沒有被解決，問題遲早會再發(fā)生。如上所述，任何有助于避免設備問題的誤診斷的工具都證明是有用的并具有好的成本效果比。本發(fā)明公開了一種系統(tǒng)，它增加了對空調(diào)機或制冷器的問題診斷的精確性。
在空調(diào)機和制冷器中使用的大部分壓縮機都內(nèi)裝有保護器，稱做“內(nèi)部線斷路保護器”。這些保護器是熱敏感元件，它們用導線與電動機串聯(lián)。保護器熱反應于電動機引起的線電流并且也反應于壓縮機內(nèi)的其它溫度，包括但不局限于排出氣體溫度，吸入氣體溫度或壓縮機內(nèi)特殊部件的溫度。當這些溫度之一超過一個設定門限值，保護器將斷開與電機的電連接。這樣關閉了操作壓縮機的電動機，然后又關閉壓縮機，從而防止壓縮機工作在引起它出故障的區(qū)域。一般時間以后，當溫度下降到安全值以下，保護器自動復原，壓縮機再次運行。保護器做出反應的溫度是壓縮機和整個制冷器或空調(diào)機運行的結果?；蛘邏嚎s機運行或者整個設備運行都會影響保護器檢測的溫度。保護系統(tǒng)的重要方向是，某種故障頻繁使保護器跳閘，壓縮機運行時間很短，另一類故障使保護器跳閘頻率較低，從而使壓縮機接通時間較長。例如，一種具有卡住支架的壓縮機是在壓縮機接通約20秒或更少的時間內(nèi)使保護器跳閘，而另一方面，一個具有很低的制冷注液的設備將在大于壓縮機接通90分鐘以后使保護器跳閘。分折跳閘頻率、跳閘復原時間和壓縮機接通時間將提供辨別設備出問題的原因的有用線索。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是根據(jù)這一原理提供一種系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)連續(xù)記錄作為時間函數(shù)的保護器的狀態(tài)(打開或關閉)，然后分析這個狀態(tài)信息以確定故障的部位。該系統(tǒng)進一步查出故障是在壓縮機上或在設備的其它部件上。一旦故障被查出，該系統(tǒng)將啟動一個視覺指示器(燈)并發(fā)送一個電信號到任何一個智能設備(控制器，計算機等等)，報告故障情況。技術員趕到出事現(xiàn)場，然后他有一個清楚的指示，問題最可能出在設備的某些部件而不是壓縮機，或者問題最可能出在壓縮機。然后，他可以集中對已識別的區(qū)域進行故障檢修。設備因此避免了上述混淆診斷的情況，避免了錯誤替換一個好的壓縮機的可能性。
除了保護器的狀態(tài)，傳感器也收集附加信息，以監(jiān)測制冷器的其它運行特性，例如電源電壓和室外環(huán)境溫度。這個附加信息可被用于進一步診斷制冷器和空調(diào)器有關的問題。
本發(fā)明提供一種制冷系統(tǒng)(320)，包括接觸器(120)，提供指令信號；壓縮機(10)，可在接通條件下工作；電機(28，46，48)，響應所述指令信號，為壓縮機(10)提供功率至接通條件；電機保護器(54)，響應電機的工作參數(shù)；和其特征在于診斷系統(tǒng)(100)，可基于所述電機保護器(54)的狀態(tài)和在所述接通條件下工作的所述壓縮機(10)的移動窗口時間平均，來診斷系統(tǒng)工作狀況。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，進一步包括冷凝器(322)，連通于所述冷凝器的膨脹器(324)，連通于所述膨脹器的蒸發(fā)器(326)，其中所述壓縮機(10)與所述蒸發(fā)器(326)和所述冷凝器(322)連通。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)，(320)進一步包括傳感器(102，330，332，402)，與所述診斷系統(tǒng)(100)連通，可用于監(jiān)測該制冷系統(tǒng)(320)的工作特性。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，其中所述傳感器(102，330，332，402)是可用于監(jiān)測所述壓縮機(10)的排放壓力的壓力傳感器(330)。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，進一步包括至少一個電流傳感器(102)，可用于監(jiān)測加到所述電機(28，46，48)上的電流。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)，(320)其中所述診斷系統(tǒng)(100)基于來自所述電流傳感器(102)的輸入確定所述電機保護器(54)的所述狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，進一步包括一個指令信號，該指令信號連同于所述電機保護器(54)的所述狀態(tài)，用于診斷所述壓縮機的問題。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，其中所述傳感器(102，330，332，402)是可監(jiān)測環(huán)境溫度的溫度傳感器(332)。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，其中所述傳感器(102，330，332，402)是可用于監(jiān)測供應到所述電機(28，46，48)的電壓的電壓傳感器(402)。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，其中所述診斷系統(tǒng)(100)包括可用于指示所述電機保護器(54)的狀態(tài)的LED(110，112)。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，其中所述診斷系統(tǒng)(100)包括可用于指示特定的制冷系統(tǒng)問題的LED(110，112)。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，其中所述診斷系統(tǒng)(100)確定所述電機保護器(54)處于所述接通條件的時間長度。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，進一步包括一個指令信號，所述指令信號連同所述電機保護器(54)的所述狀態(tài)用于診斷所述壓縮機的問題。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，進一步包括電插塞(90)，所述診斷系統(tǒng)(100)被集成到所述電插塞(90)中。
根據(jù)本發(fā)明的上述制冷系統(tǒng)(320)，其中所述診斷系統(tǒng)(100)被集成到所述接觸器(120)中。
本發(fā)明還提供一種系統(tǒng)，包括壓縮機；連接于所述壓縮機的電機，給所述壓縮機提供功率；與所述電機關聯(lián)的電機保護器；與所述電機保護器關聯(lián)的邏輯電路；和其特征在于連通于所述邏輯電路以及可用于指示工作狀況的智能裝置。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路確定所述電機處在特定的工作參數(shù)之外的時間長度。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括插塞，所述邏輯電路被集成進所述電插塞中。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括接觸器，所述邏輯電路被集成進所述接觸器中。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述智能裝置接收來自所述邏輯電路的診斷信息。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括傳感器，與所述邏輯電路連通，可用于監(jiān)測所述系統(tǒng)的工作特性，其中所述邏輯電路接收來自所述傳感器的所述工作特性，并且可基于所述工作特性關閉所述壓縮機。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述傳感器是可用于監(jiān)測所述壓縮機的排放壓力的壓力傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述傳感器是可用于監(jiān)測環(huán)境溫度的溫度傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述傳感器是可用于監(jiān)測供給所述電機的電壓的電壓傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括指令信號，所述指令信號連同所述邏輯電路使用的所述傳感器，用于監(jiān)測所述工作特性。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述傳感器是可用于監(jiān)測供給所述電機的電流的電流傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路基于來自所述電流傳感器的輸入確定所述電機保護器的所述狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括指令信號，該指令信號連同所述電機保護器的所述狀態(tài)用于監(jiān)測所述系統(tǒng)的所述工作特性。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括主繞組電流傳感器和副繞組電流傳感器，所述邏輯電路基于從所述指令信號傳感器、主繞組電流傳感器和副繞組電流傳感器收到的輸入傳達所述狀況。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路分析所述狀況，所述智能裝置指示特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路確定電機保護器的跳閘頻率。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，邏輯電路確定壓縮機的平均接通時間。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述智能裝置可用于視覺地傳達所述特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可用于向所述智能裝置輸出電脈沖編碼序列以識別所述特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可工作于正常運行條件，當不存在來自所述主繞組電流傳感器和所述副繞組電流傳感器兩者的信號時，所述邏輯電路將保護器轉(zhuǎn)移到跳閘狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可工作于保護器跳閘狀態(tài)，當接收來自所述主繞組電流傳感器和所述副繞組電流傳感器中至少一個的輸出和來自所述指令傳感器的輸出是可接受的時，所述邏輯電路輸出一個正常運行條件信號。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述邏輯電路從所述指令信號傳感器和從所述主繞組電流傳感器與副繞組電流傳感器至少之一接收的所述輸入中導出電機保護器跳閘頻率。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述智能裝置可用于基于由所述邏輯電路從所述指令信號傳感器、主繞組電流傳感器、和副繞組電流傳感器中至少一個所接收的輸入，來指示失效。
本發(fā)明還提供一種用于壓縮機組件的診斷系統(tǒng)(100)，該壓縮機組件包括壓縮機(10)和電機保護器(54)，所述系統(tǒng)(100)包括與電機保護器(54)關聯(lián)的邏輯電路(104)，并且其特征在于，可用于分析電機保護器(54)作為時間的函數(shù)的狀態(tài)并識別特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，進一步包括指令信號，其中所述邏輯電路(104)與所述指令信號相關聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，進一步包括電流傳感器(102)，其中所述邏輯電路(104)與所述電流傳感器(102)相關聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，其中所述指令信號傳感器監(jiān)測供給電壓。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，其中所述指令信號傳感器與提供指示指令的信號的一個系統(tǒng)控制器相連通。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，進一步包括一個與所述邏輯電路(104)相關聯(lián)的指示器(110，112)，所述指示器(110，112)接收來所述邏輯電路(104)的信號以根據(jù)所述電流和指令信號來指示失效。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，其中所述指示器(110，112)是指示失效狀況存在或不存在的多個燈。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，其中所述邏輯電路(104)可用于輸出電脈沖的編碼序列以識別所述特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)(100)，其中所述邏輯電路(104)可用于在壓縮機(10)正在操作的同時分析所述工作狀況并且識別特定的失效原因。
本發(fā)明還提供一種系統(tǒng)，包括壓縮機，接收來自回路的低壓側的流體并且將流體輸出到所述回路的高壓側；電機，驅(qū)動地連接所述壓縮機；至少一個高側傳感器，可用于測量所述回路的所述高壓側的流體特性；至少一個電流傳感器，可用于監(jiān)測由所述電機抽取的電流；和其特征在于處理電路，從所述至少一個高側傳感器和所述至少一個電流傳感器接收流體特性和電流信息，并且處理所述信息以確定系統(tǒng)工作狀況。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述至少一個高側傳感器是可用于測量來自所述壓縮機的所述流體流動的壓力的壓力傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器被放置在所述壓縮機的排放口附近。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述至少一個高側傳感器是可用于監(jiān)測來自所述壓縮機的所述流體流動的溫度的溫度傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器是熱敏電阻。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器被置于熱交換器中，熱交換器與所述壓縮機流體地耦連。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述熱交換器是一個冷凝器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述熱交換器是一個蒸發(fā)器。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括低側傳感器，可用于流進所述壓縮機的流體的流體特性。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述低側傳感器是壓力傳感器，可用于監(jiān)測流進所述壓縮機的所述流體的壓力。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器被置于所述壓縮機的入口附近。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括一個環(huán)境溫度傳感器，所述處理電路接收來自所述環(huán)境溫度傳感器的環(huán)境溫度信息并處理所述信息以確定所述系統(tǒng)工作狀況。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中，響應來自所述處理電路的信號，供給所述電機的功率被選擇性地限制。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括與所述處理電路連通的診斷系統(tǒng)，以記錄并存儲所述系統(tǒng)工作狀況。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，進一步包括多個，所述處理電路向所述光發(fā)射裝置輸出狀況信號以指示所述系統(tǒng)工作狀況。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述處理電路可用于向智能裝置傳達所述系統(tǒng)工作狀況。
根據(jù)本發(fā)明的上述系統(tǒng)，其中所述處理電路可用于儲存正常工作狀況，所述系統(tǒng)工作狀況包括所述正常工作狀況與所述信息的比較。
本發(fā)明還提供一種用于壓縮機組件的診斷系統(tǒng)，壓縮機組件該包括壓縮機和電機保護器，所述系統(tǒng)包括指令信號；電流傳感器；和與所述電流傳感器、所述指令信號、和電機保護器關聯(lián)的邏輯電路，其特征在于所述邏輯電路可用于分析電機保護器的工作狀況并且識別特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述指令信號傳感器與供給指示指令的信號的系統(tǒng)控制器相連通。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中邏輯電路接收所述電流傳感器的輸出、所述指令傳感器的輸出，并且從所述接收的電流和指令信號導出電機保護器跳閘頻率。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，進一步包括與所述邏輯電路關聯(lián)的指示器，所述指示器接收來自所述邏輯電路的信號以基于所述電流和指令信號來指示失效。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述指示器可用于傳達所述特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可用于輸出電脈沖編碼序列以識別所述特定的失效原因。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述電流傳感器是一個主繞組電流傳感器和副繞組電流傳感器；所述邏輯電路根據(jù)從所述指令信號傳感器、主繞組電流傳感器、和副繞組電流傳感器收到的輸入來輸出壓縮機工作狀況信號。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可工作于正常運行條件，當不存在來自所述主繞組電流傳感器和所述副繞組電流傳感器兩者的信號時，所述邏輯電路將保護器轉(zhuǎn)移到跳閘狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可工作于保護器跳閘狀態(tài)，當接收來自所述主繞組電流傳感器和所述副繞組電流傳感器中至少一個的輸出和來自所述指令傳感器的輸出是可接受的時，所述邏輯電路輸出一個正常運行條件信號。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路從所述指令信號傳感器和從所述主繞組電流傳感器與副繞組電流傳感器至少之一接收的所述輸入中導出電機保護器跳閘頻率。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，進一步包括指示器，它與所述邏輯電路相關聯(lián)，可用于基于從所述指令信號傳感器、主繞組電流傳感器、和副繞組電流傳感器中至少之一收到的輸入來指示失效。
根據(jù)本發(fā)明的上述診斷系統(tǒng)，其中所述指示器可用于傳達特定的失效原因。
本發(fā)明還提供一種壓縮機組件，包括壓縮機，具有壓縮機外殼；電機，連接與所述壓縮機，用于給所述壓縮機提供功率；電插塞，容納在所述壓縮機外殼上，與所述電機電連接；和集成進所述電插塞的電子電路。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，進一步包括電機保護器，所述電子電路能夠感知所述電機保護器的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，其中所述電子電路包括至少一個電流傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，其中所述電子電路包括至少一個電流傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，其中所述電子電路包括能夠診斷壓縮機組件的問題的診斷系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，其中所述診斷系統(tǒng)包括一個顯示所述電機保護器狀態(tài)的指示器。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，其中所述診斷系統(tǒng)包括一個識別特定問題的指示器。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，進一步包括電機保護器，并且其中所述診斷系統(tǒng)監(jiān)測所述電機保護器處于多個狀態(tài)之一的時間長度。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，進一步包括至少一個電流傳感器，用于確定所述電機保護器的所述狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，進一步包括指令信號，所述指令信號連同所述電機保護器的所述狀態(tài)用于診斷所述壓縮機問題。
根據(jù)本發(fā)明的上述壓縮機組件，進一步包括指令信號，所述指令信號連同所述電機保護器的所述狀態(tài)用于診斷所述壓縮機問題。
從下面詳細描述可以看到本發(fā)明的適用性領域?qū)⑹敲黠@的。應該理解，這些詳細描述和特例，當指出本發(fā)明最佳實施例時，僅是為說明方便而采用，這些特例不限制本發(fā)明的保護范圍。


通過下面的詳細描述和附圖本發(fā)明將可被更充分地理解。
圖1是密封卷軸壓縮機的縱截面圖，它包括本發(fā)明有關的獨特的壓縮機診斷系統(tǒng)；圖2是用于本發(fā)明壓縮機的一個單相電機的診斷系統(tǒng)的原理圖；圖3本發(fā)明另一實施例的壓縮機的一個三相電機的診斷系統(tǒng)的原理圖；圖4是本發(fā)明壓縮機的單相電機的診斷系統(tǒng)的流程圖；圖5是本發(fā)明壓縮機的三相電機和診斷系統(tǒng)的流程圖；圖6是診斷一個壓縮機時的流程圖；圖7是本發(fā)明的典型使用壓縮機的制冷系統(tǒng)和診斷系統(tǒng)的一個原理圖；圖8是本發(fā)明另一實施例中和診斷系統(tǒng)電路結合成一體的接觸器的透視圖；圖9是解釋圖8的接觸器電路的一個原理圖；圖10是本發(fā)明另一個實施例中解釋診斷系統(tǒng)電路的一個壓縮機插塞的原理圖；圖11是本發(fā)明另一實施例的壓縮機的診斷系統(tǒng)的流程圖；圖12是一個圖表，它根據(jù)跳閘以前的接通時間指示可能的設備故障；圖13是曲線圖，它表示電流和致冷器溫度的關系曲線。
圖14是曲線圖，它表示百分比運行時間和戶外環(huán)境溫度的關系曲線。
圖15是本發(fā)明的診斷系統(tǒng)的原理圖解。
具體實施例方式
下面描述的最佳實施例實質(zhì)上只是一些例子，并不限制本發(fā)明，不限制本發(fā)明的應用或使用。
現(xiàn)在參考附圖，其中，在所有視圖中相同的參考數(shù)字標明相同或?qū)牟糠?，圖1表示一個卷軸壓縮機，它包括本發(fā)明獨特的壓縮機診斷系統(tǒng)，它用參考數(shù)字10標明。雖然壓縮機10被解釋成和制冷器或空調(diào)機連在一起的卷軸壓縮機，也在本發(fā)明的范圍內(nèi)的是，使用制冷器或空調(diào)機中其它形式的壓縮機，和任何一種和其它形式的設備連在一起的壓縮機設計。
卷軸壓縮機10包括一個圓筒形密封外殼12它有一個焊在其上端的蓋14，在其下端有基座16，它具有多個安裝腿(未示出)形成一體。蓋14有一個制冷排放配件18，它通常有排放閥安排在其中。一個橫向延伸的隔板20通過繞周邊焊接而被固定到外殼12上，在同一處蓋14被焊接到外殼12上。壓縮機安裝支架22被壓配在外殼12中，它被基座16的端部支撐?；?6的直徑略小于外殼12，從而基座16可以被接收在外殼12之中并被焊接在其圓周邊上，如圖1所示。
固定到支架22上的壓縮機10的主要元件包括兩片主要支承罩組件24，一個低支承罩26和一個電機定子28。一個驅(qū)動軸或曲柄軸30，在其上端具有一個偏心的曲柄銷32，軸頸可旋轉(zhuǎn)地安排在一個支架34中，支架34被固定在主支承罩組件24內(nèi)和一個第二支架36中，它固定在下支架罩26中。曲柄軸30的下端有一個比較大直徑的同心孔38，它和一個徑向向外安排的小直徑孔40相連通，孔40向上延伸到曲柄軸30的頂部。外殼12內(nèi)部的較低部分形成一個貯油槽44，它裝滿潤滑油到稍高于軸子下端的一個水平上，孔38起一個泵的作用，抽潤滑油液體向上到曲柄軸30，進入孔40，最后泵送潤滑油到壓縮機10所需要潤滑的各個部分。
曲柄軸30被一個電機旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，電機包括定子28，穿過定子的繞組46，和一個被壓裝在曲柄軸30中的轉(zhuǎn)子48。一個上配重50固定在曲柄軸30上，一個下配重52被固定在轉(zhuǎn)子48上。一個溫度保護器54是普通型的，它被安排在極接近電機繞組46的地方。如果溫度保護器54超過它的正常溫度范圍，溫度保護器54將使電機斷電。溫度保護器54可以被電機繞組46加熱，被在吸收室56中的吸氣加熱，和/或被在排氣室58中的排氣加熱，排出的氣被釋放進入吸氣室56。吸收室56和排放室58兩者都由外殼12，蓋14，基座16和隔板22限定，如圖1所示。
兩片主要支承罩組件24的上表面具有一個平的推力支撐表面，其上安排一個旋轉(zhuǎn)卷軸元件60，它具有通常螺旋形葉片或套62，套62從端板64向上延伸。從旋轉(zhuǎn)卷軸元件60的端板64的下表面向下凸出的是一個圓筒形輪軸66，它有一個樞軸支承，被可旋轉(zhuǎn)地設置，一個驅(qū)動套管68，套管68有一個內(nèi)孔，孔中曲柄銷32被傳動地配置。曲柄銷32一個表面是平的，它驅(qū)動地與驅(qū)動套管68的內(nèi)孔的一個部分中形成的一個平面接合，以提供一個徑向依從的驅(qū)動系統(tǒng)如美國專利文獻4,877,382中所示，這是把它的公開引入作為參考，一個Oldham聯(lián)接器70被安排旋轉(zhuǎn)卷軸元件60和兩片支承罩組件24之間。Oldham聯(lián)接器被用鍵固定到旋轉(zhuǎn)卷軸元件60上和一個非旋轉(zhuǎn)卷軸元件72上，以防止旋轉(zhuǎn)卷軸元件60的旋轉(zhuǎn)運動。
不旋轉(zhuǎn)卷軸元件72也具一個套74，它從端板76向下延伸，端板76安排與旋轉(zhuǎn)卷軸元件60的套62接合。不旋轉(zhuǎn)卷軸元件72有一個中心安排的排放孔78，它與一個向上開口凹槽80連接，凹槽80又與排放室58連接。一個環(huán)狀凹槽82也形成在不旋轉(zhuǎn)卷軸元件72中，在其中安排了一個浮動密封組件84。
凹槽80和82和浮動密封組件84共同形成軸向壓縮偏移室，它接收被套62和74壓縮的壓縮液體，從而施加一個軸向偏置力到不旋轉(zhuǎn)卷軸元件72上，以分別推動套62和74的端部，去和端板76和64的相對端表面密封接合。美國專利5,156,639中較詳細描述的是較好類型的浮動密封組件，這里把它的公開引入作為參考。不旋轉(zhuǎn)卷軸元件72被設計安裝，以便以合適的方式相對于兩片主要支承罩組件24作有限的軸向運動，如前述美國專利4,877,382，或美國專利5,102,316中所公開的那樣，這里引入這兩個公開文件作為參考。
壓縮機10被供電，電通過一個模制的電插塞90被供到外殼12中的電機中。
參考圖1-3，本發(fā)明針對的是一個獨特的壓縮機診斷系統(tǒng)100，診斷系統(tǒng)100包括1個或多個電流檢測元件102和有關的邏輯電路104。電流檢測元件102被安裝在罩106中，罩106安裝在外殼12外面。邏輯電路104可被安裝在罩106內(nèi)，它可以位于一個相對壓縮機10方便的位置如圖2剖視圖所示。任意選擇的是，檢測元件和電路被集成到一個專門的接觸器中，一個專門的線系統(tǒng)中或一個用于某種壓縮機的模制插塞中。
電流檢測器12檢測供給壓縮機10功率電源線中的電流。圖2解釋結合一個單相電機的兩個電流檢測元件102。電流檢測元件102之一與壓縮機電機的主繞組關聯(lián)，另一個電流檢測元件102與壓縮機電機的副繞組關聯(lián)。圖3還解釋與一個三相電機相關連的兩個電流檢測元件102。每個電流檢測元件102都和三相電源各相之一有關。雖然圖3解釋檢測三相電源的兩相中的電流的兩個電流檢測元件，但是如圖3剖視圖所示檢測三相電源的第三相中電流的一個第三電流檢測器102也包括在本發(fā)明的范圍之中。這些電流信號指示保護器的狀態(tài)(開或關)。雖然電流檢測元件102使用電源線中電流來檢測保護器54的工作狀態(tài)，它還能夠通過檢測保護器電機側中的電壓有或無來檢測保護器54的狀態(tài)。本發(fā)明的發(fā)明人認為這樣做是不稱心的，但在某些情況下又是有效途徑，因為它需要一個附加的密封饋通鎖延伸通過外殼12。從電流檢測器102接收的信號在邏輯電路104中與壓縮機10的要求信號結合。壓縮機10的要求信號(demand signal)通過檢測電源電壓存在而獲得，或者通過一個系統(tǒng)控制器提供一個表示要求的獨立信號來獲得。要求信號和邏輯電路104所收到的信號被邏輯電路104處理，而獲得保護器54跳閘頻率和壓縮機10接通和斷開時間平均值的信息。邏輯電路104分析電流信號，要求信號和獲得的保護器跳閘頻率的組合以確定是否有一個故障存在。邏輯電路還有獨特能力辨認某些故障產(chǎn)生的特殊原因。這些信息用綠LED燈110和黃色LED燈112提供給工作人員。綠LED燈110用來顯示目前沒有故障，設備工作正常。
黃LED燈112用來表示有一個故障存在。當黃燈LED 112被接通時，綠LED燈110就被關斷。這樣黃LED燈112被用于可見傳達，有一個故障存在和顯示存在故障的類型。這種傳達是在一個特定時間和次序中通過接通黃燈LED 112然后把它關斷而實行的，以便指示有一個故障存在和辨別故障的類型。例如，在1秒中內(nèi)接通燈112并在19秒鐘內(nèi)把它關斷，每20秒重復這樣一個次序?qū)a(chǎn)生閃爍燈光的效果，每20秒閃爍接通一次。這個次序?qū)谝粋€故障類型，它的編碼為1型故障。如果在20秒窗期間內(nèi)燈112每秒閃爍接通2次，則它指示有一個編碼是2型的故障存在。這個次序繼續(xù)指示3型，4型故障等等，它們是通過燈112閃爍次數(shù)指示的故障類型。燈112以特定次數(shù)閃爍的設計被用于可見傳達給技術人員使其了解邏輯電路104檢測的各種故障的類型。雖然本發(fā)明使用閃爍燈112傳送故障編碼，使用多個燈以增加傳送大量故障編碼的效果也屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。再者，提供故障編碼的其它方法，包括提供一個編碼電壓輸出，它可能和其它電子設備連系，也可能被使用。
除了用燈112可見傳送特定的故障編碼，邏輯電路104還輸出一個電脈沖的編碼序列到系統(tǒng)中的其它智能控制器。這些編碼脈沖表示被診斷系統(tǒng)100檢測到的故障類型。可以被邏輯電路104檢測到的故障類型包括但不限于下列各種1、保護器已經(jīng)跳閘2、單相電機的副繞組沒有電或被斷開或有一個故障運行電容器。
3、單相電機主繞組沒有電或繞組被斷開。
4、主斷路器有觸點被熔焊關閉。
5、三相電路中有一相缺相。
6、三相設備中相序反了。
7、電源電壓很低。
8、壓縮機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子被卡住。
9、保護器跳閘是由于系統(tǒng)高壓側制冷電路出問題。
10、保護器跳閘是由于系統(tǒng)低壓側制冷電路出問題。
11、電機繞組斷開或內(nèi)部線斷路保護器出故障。
12、壓縮機的電源電壓低。
作為對上述的一個變化，如圖3所示，診斷器100僅發(fā)送一個保護器54的狀態(tài)到智能元件116。在這種選擇下，跳閘頻率的參數(shù)，接通時間和關斷時間與診斷器信息可以產(chǎn)生在智能系統(tǒng)116中。智能系統(tǒng)116可以是與壓縮機有關的壓縮機控制器，可以是監(jiān)測多個壓縮機10的系統(tǒng)控制器，也可能是遙控設備或者是任一種被選擇來監(jiān)視一個或多個壓縮機的診斷系統(tǒng)100的其它系統(tǒng)。
圖4表示和一個單相壓縮機相連系的診斷器100的流程圖。從一個元件或接觸器120(圖2和圖3)來的要求信號和從檢測元件102來的電流信號一起被提供給邏輯電路104。當系統(tǒng)被初始驅(qū)動，一個初始過程的執(zhí)行在122所示，如果成功，該系統(tǒng)如箭頭124所示進入正常關斷狀態(tài)如126所示。當處于正常關斷off狀態(tài)126，如果一個要求信號被提供給系統(tǒng)，如箭頭128所示，系統(tǒng)進入一個正常運行狀態(tài)如130所示。一旦要求被滿足，系統(tǒng)返回正常關斷狀態(tài)126如箭頭132所示。
當處在正常關斷off狀態(tài)126，如果主繞組中的電流或副繞組中的電流被檢測，并且沒有要求信號，系統(tǒng)如箭頭134所示進入一個短路接觸器狀態(tài)136。當指示短路接觸器狀態(tài)136，如果有信號要求，系統(tǒng)如箭頭138所示進入正常運行狀態(tài)130。正常運行狀態(tài)130繼續(xù)直到要求滿足，系統(tǒng)如箭頭132所示返回到正常關閉off狀態(tài)126，它可以再次進入短路接觸器狀態(tài)136，這取決于在主繞組或副繞組中是否有電流被檢測出來。
當在正常運行狀態(tài)130工作時，除了返回正常關閉off狀態(tài)126，下述三種途徑之一可以被選擇。第一，如果系統(tǒng)檢測的是要求和主繞組電流而不是副繞組中的電流，系統(tǒng)如箭頭140所示進入關斷副電路狀態(tài)142。由此，當主繞組電流和副繞組電流都沒有被檢測的時候，系統(tǒng)進入保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭146所示，第二，如果系統(tǒng)檢測的是要求和副繞組電流而不是檢測主繞組電流，系統(tǒng)如箭頭148所示進入打開主電路狀態(tài)150，由此，當主繞組電流和副繞組電流都沒有檢測的時候，系統(tǒng)進入保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭152所示。第三，如果系統(tǒng)檢測到要求且不是副繞組電流和主繞組電流，系統(tǒng)如箭頭154所示進入保護跳閘狀態(tài)144。
當在保護器跳閘狀態(tài)144工作時，下述4條途徑之一可以被選擇。第一，如果主繞組電流或副繞組電流被檢測，且要求被滿足，系統(tǒng)如箭頭160所示進入正常運行狀態(tài)130。第二，保護器跳閘，系統(tǒng)接通時間的移動窗平均值小于20秒，系統(tǒng)如箭頭162所示轉(zhuǎn)入多個短運行狀態(tài)164。從多個短運行狀態(tài)，系統(tǒng)返回到保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭166所示。第三，保護器跳閘，系統(tǒng)接通時間的移動窗平均值大于15分鐘，系統(tǒng)如箭頭168所示移動到多個長運行狀態(tài)170。系統(tǒng)返回保護器跳閘狀態(tài)144，如箭頭172所示。第4，保護器跳閘，如果跳閘時間超過4小時，系統(tǒng)如箭頭174所示進入功率損失或保護器故障狀態(tài)176。如果，系統(tǒng)是在功率損失或保護器出故障狀態(tài)176，主繞組電流或副繞組電流被檢測，系統(tǒng)返回保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭178所示。
當系統(tǒng)進入圖4所示的各種位置，燈112的閃爍就由被檢測的故障狀態(tài)決定。在最佳實施例中，如果在154檢測保護器跳閘狀態(tài)因為有要求而無電流，燈112閃爍一次。如果壓縮機10卡住或者因為在最近5次跳閘期間的平均接通ON時間小于12秒而出現(xiàn)低電源電壓問題如箭頭162所示，燈112閃爍二次。如果因為關斷時間大于4小時，電機繞組打開，保護器故障或接觸器故障如箭頭174所示，燈112閃爍三次。如果副繞組打開，有一個故障運行電容器如箭頭140所示，燈112閃爍4次。如果主繞組打開如箭頭148所示，燈112閃爍5次。如果接觸器熔焊如箭頭134所示是因為電流被檢測而沒有要求，燈112閃爍六次。最后，如果保護器重復跳閘是因為最近5次跳閘期間平均接通ON時間小于15分鐘引起的系統(tǒng)其它問題如箭頭168所示，燈112閃爍7次。
圖5是與三相壓縮機相連系的診斷系統(tǒng)100的一個流程圖。從接觸器120(圖2和圖3)來的要求信號和從檢測元件102來的電流信號一起被送到邏輯電路104。當系統(tǒng)被初始驅(qū)動的時候，初始過程在122執(zhí)行，如果成功，系統(tǒng)如箭頭124所示，進入126所示的正常關閉狀態(tài)，當在正常關閉狀態(tài)126，如果一個要求信號被提供給系統(tǒng)，系統(tǒng)如箭頭128所示進入正常運行狀態(tài)如130所示。一旦要求已經(jīng)滿足，系統(tǒng)返回正常關閉狀態(tài)126如箭頭132所示。
當處于正常關斷狀態(tài)126，如果三相電流之一或三相中第二相的電流被檢測，并且沒有要求信號，箭頭234所示的系統(tǒng)就進入短路接觸器狀態(tài)136。當指示被短路的接觸器狀態(tài)136，如果有要求信號，箭頭238所示的系統(tǒng)就進入正常運行狀態(tài)130。正常運行狀態(tài)130繼續(xù)直到要求被滿足，箭頭132所示的系統(tǒng)返回到正常關斷狀態(tài)126，它可能再次進入被短路接觸器的狀態(tài)136，這取決于在主繞組或副繞組中是否有電流被檢測出來。
當在正常運行狀態(tài)130工作時，除了返回正常關閉OFF狀態(tài)126，下述三種途徑之一可被選擇。第一，如果系統(tǒng)檢測要求并且11毫秒小于三相電源的第一和第二相之間的零交叉時間差，或這個時間差小于14毫秒，箭頭240所示系統(tǒng)就進入相序相反狀態(tài)242，由此，當?shù)谝幌嚯娏骰虻诙嚯娏鞑槐粰z測時，系統(tǒng)進入保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭246所示。第二，如果系統(tǒng)檢測到要求并且16毫秒小于第一和第二相之間零交叉時間差或這個時間差小于21毫秒，箭頭248所示系統(tǒng)進入缺相狀態(tài)250。由此，當?shù)谝幌嚯娏骱偷诙嚯娏鞫疾槐粰z測的時候，系統(tǒng)進入保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭252所示。第三，如果系統(tǒng)檢測到要求并且不檢測到第一相電流和第二相電流，箭頭254所示系統(tǒng)就進入保護器跳閘狀態(tài)144。
當在保護器跳閘狀態(tài)144工作，下述4條路之一可供選擇。第一，如果第一相電流或第二相電流被檢測，要求即被滿足，如260所指系統(tǒng)就進入正常運行狀態(tài)130。第二，電保護器跳閘，系統(tǒng)接通時間的移動窗平均值小于12秒，箭頭162所示系統(tǒng)進入多個短運行狀態(tài)164。從多個短運動狀態(tài)，系統(tǒng)返回保護器跳閘狀態(tài)144，如箭頭166所示。第三，當保護器跳閘，系統(tǒng)接通時間的移動窗平均值大于15分鐘，箭頭168所示的系統(tǒng)進入多個長運動狀態(tài)170。系統(tǒng)返回到保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭172所示。第四，當保護器跳閘，如果跳閘時間超過4小時，箭頭174所示系統(tǒng)就進入一個功率損失或保護器故障狀態(tài)176。如果系統(tǒng)是在功率損失或保護器故障狀態(tài)176并且第一相電流或第二相電流被檢測，系統(tǒng)就返回到保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭278所示。
當系統(tǒng)進入不同位置如圖5所示，燈112的閃爍由所檢測的故障狀態(tài)決定，在最佳實施例中，如果保護器跳閘狀態(tài)因為要求存在但無電流而被檢測，燈112閃爍一次。如果壓縮機10被卡住或因為在最近5次跳閘期間平均接通ON時間小于20秒而出現(xiàn)低電源電壓問題如箭頭162所示，燈112閃爍二次。如果因為OFF時間大于4小時，電機繞組打開，保護器故障或電容器故障如箭頭174所示，燈112閃爍三次。如果因為電流被檢測而沒有要求，接觸器被熔焊如箭頭234所示，燈112閃爍4次。如果因為最近5次跳閘的平均接通ON時間小于15分鐘引起的其它問題，如168所示使保護器重復跳閘，燈112閃爍5次，如果因為零交叉時間差是在11毫秒和14毫秒之間而電源反相如箭頭240所示，燈112閃爍6次。最后，如果因為零交叉時間差是在16和21毫秒之間，三相電源中缺一相如箭頭248所示，燈112閃爍7次。
雖然上述技術被描述成監(jiān)測壓縮機10的移動窗的平均值，使邏輯電路104利用壓縮機的實時或瞬時狀態(tài)也屬于本發(fā)明的范圍。例如，參看箭頭162或168，邏輯電路104可以注視壓縮機10的前面的運行時間，而不注視移動窗平均值。
圖6是診斷系統(tǒng)問題的一個流程圖。在步驟300處，技術人員通過檢查LEDs，302步驟，而確定是否有問題存在。如果綠LED110亮，在304指示壓縮機工作正常，問題出在別的部件上。如果黃燈LED112閃爍，技術人員在306對閃爍次數(shù)進行計數(shù)。在308，根據(jù)燈112閃爍次數(shù)確定故障類型。在310，故障被排除，系統(tǒng)被重新利用并啟動，系返回步驟300，它將再次指示壓縮機10的故障。
診斷系統(tǒng)100提供給來到現(xiàn)場的技術人員以清楚的顯示，告訴他系統(tǒng)最可能出問題的地點是在哪。然后技術人員就集中注意問題最可能產(chǎn)生的原因，從而有可能避免替換一個好的壓縮機。
圖7是一個典型制冷系統(tǒng)320，制冷系統(tǒng)320包括壓縮機10，它與一個冷凝器322相連，冷凝器322與一個膨脹器324相連，膨脹器324又與蒸發(fā)器326相連，蒸發(fā)器326又與壓縮機10相連，制冷管道與各部件相連，如圖7所示。
參看圖8，解釋接觸器120，它包括電流檢測器102形式的診斷系統(tǒng)100，邏輯電路104，綠LED燈110和黃燈112，接觸器120用于接收各種系統(tǒng)控制器的信息，例如系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)器(thermostat)350(圖2和圖3)，系統(tǒng)保險系統(tǒng)群352(圖2和3)和/或其它加入系統(tǒng)的傳感器，并根據(jù)這三種輸入提供給壓縮機10電力。
接觸器120包括一組電力進入連接器354，一組電力輸出連接器356，一組接觸器線圈連接器358，燈110和燈112。圖9是接觸器120的內(nèi)部原理圖。電源360接收來自連接器354的電力，把輸入功率轉(zhuǎn)化成所需要的，然后把所需要的功率供給輸入電路362，處理電路364和輸出電路366，它們共同形成邏輯電路104。
輸入電路362接收來自電流檢測器102的輸入和要求信號以便診斷壓縮機10的健康情況。輸入電路362所接收的信息被導向處理電路364，它分析所供給的信息，然后提供信息到輸出電路366以操作壓縮機10和/或啟動LED燈110和112。邏輯電路104并入接觸器就簡化了系統(tǒng)，因為事實上線電力和要求信號兩者都已提供給接觸器120了。被并入接觸器120的診斷系統(tǒng)100的功能和操作也起如上所述對于外殼106相同作用。
參看圖10，解釋模制插塞90，它包括電流檢測器102形成的診斷系統(tǒng)100，邏輯電路104，燈110和燈112。在某些應用中，診斷系統(tǒng)100并入模制插塞90提供了明顯優(yōu)點。當診斷系統(tǒng)100被并入模制插塞90的時候，電力就通過連接器354提供，并且還必須從輸入功率提供給診斷器系統(tǒng)，或者它可以通過連接器370單獨提供。再者，要求信號還必須提供給插塞90，這可以通過連接器372來做，并入模制插塞90的診斷系統(tǒng)100的功能和操作起著如上所述對于罩106相同作用。從插塞90向各處的連通是通過連接器374完成的。
圖4和5是解釋診斷系統(tǒng)100的流程圖。當在保護器跳閘狀態(tài)144工作的時候，根據(jù)ON時間的移動窗平均值或以前周期ON時間提出不同的遵循途徑。這些不同的途徑有助于確定故障的類型。
通過基于過載跳閘之間壓縮機接通ON時間而做出附加假定，可以擴展這一概念。在過載跳閘以前壓縮機接通持續(xù)時間可以被擴展對于診斷是有用的，診斷故障可能出現(xiàn)在制冷器的高一側(冷凝器)或低一側(蒸發(fā)器)或是出在空調(diào)系統(tǒng)。這個附加信息可以幫助技術員迅速尋找故障。圖11解釋診斷系統(tǒng)100的流程圖。雖然圖11解釋的是一個單相電機的診斷系統(tǒng)，下面將會看到，圖11解釋的診斷系統(tǒng)也可以用于三相電機。
使用這種方法，如圖12所示的4種主要系統(tǒng)故障可以通過接通時間ON和/或關斷時間OFF分辨。第一，“堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子”(LR跳閘)狀態(tài)，一般是由壓縮機機械閉銷或硬啟動造成的。這就引起最短的跳閘時間，通常在20秒或更少時間內(nèi)跳閘。這點在圖11中用箭頭162′作解釋，它導致堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子狀態(tài)164從堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子狀態(tài)164；系統(tǒng)返回保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭166’所示。第二，“短周期”狀態(tài)，它通常是由于接通和斷開高側或低側安全壓力開關造成的。在短周期內(nèi)接通時間ON和關斷時間OFF一般大約是兩分鐘或更少。在圖1l中通過箭頭162”解釋這一點，它導致一個短周期運行狀態(tài)164”。從短周期運行狀態(tài)164”，系統(tǒng)返回到保護器跳閘狀態(tài)144，如箭頭166”所示。第三，“正常過負荷跳閘”(保護跳閘)狀態(tài)，它是予期最經(jīng)常發(fā)生的給予壓縮機最大負荷狀態(tài)，是由于系統(tǒng)故障例如冷凝器風扇堵塞或失效引起的。跳閘之間的接通時間可以從4-90分鐘之間任何時間，這取決于故障的嚴重性。圖11箭頭168’解釋這一點，它導致一個正常過負荷跳閘狀態(tài)170’。從正常過負荷跳閘狀態(tài)170’，系統(tǒng)返回保護器跳閘狀態(tài)144，如箭頭172’所示。如圖12所示，正常過負荷跳閘可以被分解成兩個不同的溫度區(qū)，如果了解冷凝器322(Tc)的話。第四，“高運行時間”故障狀態(tài)一般引起大于90分鐘的長運行時間。根據(jù)每小時3周的速率一個正常50％運行時間的溫度調(diào)節(jié)器循環(huán)可以產(chǎn)生10分鐘的接通時間ON。因此，運行時間大于90分鐘一般就是故障。圖11箭頭174’解釋這一點，它導致加注損失故障176’。從加注損失故障176’，系統(tǒng)返回保護器跳閘狀態(tài)144如箭頭178’所示。診斷器100’可以代替圖4和5中所示的診斷器100，或者診斷器101’可以同時和這兩個診斷器一起運行。
使用附加的檢測器可以獲得附加的信息。通過增加關鍵檢測器，上述診斷器就可擴展主要性能，能夠在任何系統(tǒng)或狀態(tài)下，清楚區(qū)別壓縮機故障和系統(tǒng)故障。
特別是，對于一個給定電壓和電源類型，壓縮機10的運行電流主要是其排放壓力和吸取壓力的規(guī)定的函數(shù)，它用通常公開的性能表或方程式表示。一般，對于大多數(shù)卷軸壓縮機，壓縮機電流主要隨排放壓力變化，它對吸取壓力反應很不敏感。當一個機械故障發(fā)生在卷軸壓縮機內(nèi)部，在相同的排放壓力下，它的電流拉取將顯著增加。因此，通過電流檢測元件102檢測電流和用檢測器330如圖7所示檢測排放壓力，壓縮機10內(nèi)部的大多數(shù)故障都可被檢測出來。對于一個給定的電源，電壓的變化可以影響它的電流。不過，這些電壓變化通常是間歇的而不是永久的，而故障一般是永久的，不變的，這個差別可以通過，用電流檢測元件102檢測電流和用傳感器330檢查排放壓力，在幾個重復周期內(nèi)區(qū)分出來。
一般，排放壓力檢測器330是相當貴的元件，特別對居住用的設備安裝而言就更不合算了。一個低成本的替換物是使用溫度檢測器CR熱敏電阻332如圖7所示，它安裝在冷凝器322的中間點，安排在管子拐彎處或返回彎管之一上。這種溫度檢測器相當公知，它和要求型除霜控制器一起用于住宅熱泵。圖13是壓縮機電流和冷凝器溫度之間的典型關系曲線。這個關系曲線的等式或表格可被預先編程到診斷系統(tǒng)100或100’中去。然后，在第一次對系統(tǒng)清除安裝之后在初始操作24小時內(nèi)測量兩個或三個座標點，曲線就可以導出和校準以用作一個無故障參考。
除了電流檢測器102，壓力檢測器330或溫度檢測器332，還增加了一個戶外環(huán)境溫度檢測器334如圖2和3所示。附加檢測器334主要是通過平均來自檢測器102和330或332數(shù)據(jù)和來自檢測器334的數(shù)據(jù)去檢測壓縮器的故障。由于溫度檢測器332和溫度檢測器334一般和要求型除霜控制器一起用在住宅熱泵中，這個概念就相當有吸引力，因為技術人員已經(jīng)很熟悉這些檢測器，附加成本只是個增值而已。
冷凝溫度和冷凝器ΔT(冷凝溫度減環(huán)境溫度)的組合提供了對系統(tǒng)故障更強的診斷能力，如下所述包括在加熱方式的熱泵，因為ΔT變成蒸發(fā)溫度減環(huán)境溫度。在下面圖表中，在冷卻方式中，ΔT表示冷凝器ΔT，并且在加熱方式中，ΔT表示蒸發(fā)器ΔT。

最后借助增加的戶外環(huán)境檢測器334，使用百分比運行時間，如圖14所示，就有可能診斷容量損失?，F(xiàn)在也能夠預測壓縮機能量使用，因為電流，電壓和運行時間都已知。能量隨時間的利用也可以被監(jiān)視和報告。
總的來說，電子診斷器的實現(xiàn)如圖15解釋，具有電流檢測器102，冷凝器溫度檢測器332和戶外環(huán)境溫度檢測器334。由于這些檢測器提供了對系統(tǒng)的連續(xù)監(jiān)測而不是監(jiān)測單獨開關，現(xiàn)在就有可能集中安全保護能力于這個控制系統(tǒng)并排除對高和低的壓力安全開關的需要。
附加的診斷器能力可以通過檢測為壓縮機10供電的電源線中的電壓達到。為此目的，如圖2和3解釋加入電壓檢測器402。具有象溫度檢測器54的內(nèi)部線路斷路保護器的壓縮機，當壓縮機電源電壓低于某個特定值的時候，就會“跳閘”。這個值一般是低于正常電壓10％。在這個電壓降低條件下，電機電流將增到一個值，以產(chǎn)生足夠的熱量去使保護器54“跳閘”。因此，如果保護器54跳閘的電壓是已知的，這個低電壓條件就可以作為一個特定故障的標志。然后技術人員就可以集中尋找低電壓狀態(tài)的原因。這個電壓可以通過幾種辦法被檢測?？梢杂脵z測器402在壓縮機端子上直接進行檢測或在饋送壓縮機的電路中的其它點上進行檢測。也可以通過用一個檢測器404監(jiān)視系統(tǒng)控制電壓進行間接檢測，如圖2和3所示?？刂齐妷阂话闶且粋€低電壓(24VAC)，它可以用一個降壓變壓器獲得(未示出)。這個控制電壓也可正比于線電壓的變化。因此，監(jiān)視控制電壓可以提供對線電壓的了解。
本發(fā)明的描述實際上只是一些實施例，各種不脫離發(fā)明要點的變型也屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)，這些變型不被認為脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種系統(tǒng)，包括壓縮機，接收來自回路的低壓側的流體并且將流體輸出到所述回路的高壓側；電機，驅(qū)動地連接所述壓縮機；至少一個高側傳感器，可用于測量所述回路的所述高壓側的流體特性；至少一個電流傳感器，可用于監(jiān)測由所述電機抽取的電流；和其特征在于處理電路，從所述至少一個高側傳感器和所述至少一個電流傳感器接收流體特性和電流信息，并且處理所述信息以確定系統(tǒng)工作狀況。
2.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中所述至少一個高側傳感器是可用于測量來自所述壓縮機的所述流體流動的壓力的壓力傳感器。
3.根據(jù)權利要求2的系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器被放置在所述壓縮機的排放口附近。
4.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中所述至少一個高側傳感器是可用于監(jiān)測來自所述壓縮機的所述流體流動的溫度的溫度傳感器。
5.根據(jù)權利要求4的系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器是熱敏電阻。
6.根據(jù)權利要求4的系統(tǒng)，其中所述溫度傳感器被置于熱交換器中，熱交換器與所述壓縮機流體地耦連。
7.根據(jù)權利要求6的系統(tǒng)，其中所述熱交換器是一個冷凝器。
8.根據(jù)權利要求6的系統(tǒng)，其中所述熱交換器是一個蒸發(fā)器。
9.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，進一步包括低側傳感器，可用于流進所述壓縮機的流體的流體特性。
10.根據(jù)權利要求9的系統(tǒng)，其中所述低側傳感器是壓力傳感器，可用于監(jiān)測流進所述壓縮機的所述流體的壓力。
11.根據(jù)權利要求10的系統(tǒng)，其中所述壓力傳感器被置于所述壓縮機的入口附近。
12.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，進一步包括一個環(huán)境溫度傳感器，所述處理電路接收來自所述環(huán)境溫度傳感器的環(huán)境溫度信息并處理所述信息以確定所述系統(tǒng)工作狀況。
13.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，響應來自所述處理電路的信號，供給所述電機的功率被選擇性地限制。
14.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，進一步包括與所述處理電路連通的診斷系統(tǒng)，以記錄并存儲所述系統(tǒng)工作狀況。
15.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，進一步包括多個，所述處理電路向所述光發(fā)射裝置輸出狀況信號以指示所述系統(tǒng)工作狀況。
16.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中所述處理電路可用于向智能裝置傳達所述系統(tǒng)工作狀況。
17.根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中所述處理電路可用于儲存正常工作狀況，所述系統(tǒng)工作狀況包括所述正常工作狀況與所述信息的比較。
18.一種用于壓縮機組件的診斷系統(tǒng)，壓縮機組件該包括壓縮機和電機保護器，所述系統(tǒng)包括指令信號；電流傳感器；和與所述電流傳感器、所述指令信號、和電機保護器關聯(lián)的邏輯電路，其特征在于所述邏輯電路可用于分析電機保護器的工作狀況并且識別特定的失效原因。
19.根據(jù)權利要求18的診斷系統(tǒng)，其中所述指令信號傳感器與供給指示指令的信號的系統(tǒng)控制器相連通。
20.根據(jù)權利要求18的診斷系統(tǒng)，其中邏輯電路接收所述電流傳感器的輸出、所述指令傳感器的輸出，并且從所述接收的電流和指令信號導出電機保護器跳閘頻率。
21.根據(jù)權利要求20的診斷系統(tǒng)，進一步包括與所述邏輯電路關聯(lián)的指示器，所述指示器接收來自所述邏輯電路的信號以基于所述電流和指令信號來指示失效。
22.根據(jù)權利要求21的診斷系統(tǒng)，其中所述指示器可用于傳達所述特定的失效原因。
23.根據(jù)權利要求18的診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可用于輸出電脈沖編碼序列以識別所述特定的失效原因。
24.根據(jù)權利要求18的診斷系統(tǒng)，其中所述電流傳感器是一個主繞組電流傳感器和副繞組電流傳感器；所述邏輯電路根據(jù)從所述指令信號傳感器、主繞組電流傳感器、和副繞組電流傳感器收到的輸入來輸出壓縮機工作狀況信號。
25.根據(jù)權利要求24的診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可工作于正常運行條件，當不存在來自所述主繞組電流傳感器和所述副繞組電流傳感器兩者的信號時，所述邏輯電路將保護器轉(zhuǎn)移到跳閘狀態(tài)。
26.根據(jù)權利要求24的診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路可工作于保護器跳閘狀態(tài)，當接收來自所述主繞組電流傳感器和所述副繞組電流傳感器中至少一個的輸出和來自所述指令傳感器的輸出是可接受的時，所述邏輯電路輸出一個正常運行條件信號。
27.根據(jù)權利要求24的診斷系統(tǒng)，其中所述邏輯電路從所述指令信號傳感器和從所述主繞組電流傳感器與副繞組電流傳感器至少之一接收的所述輸入中導出電機保護器跳閘頻率。
28.根據(jù)權利要求24的診斷系統(tǒng)，進一步包括指示器，它與所述邏輯電路相關聯(lián)，可用于基于從所述指令信號傳感器、主繞組電流傳感器、和副繞組電流傳感器中至少之一收到的輸入來指示失效。
29.根據(jù)權利要求28的診斷系統(tǒng)，其中所述指示器可用于傳達特定的失效原因。
全文摘要
一個制冷/空調(diào)系統(tǒng)包括一個壓縮機，壓縮機有一個電機保護器，當檢測到一個超出規(guī)定的運行狀態(tài)時，保護器就關斷壓縮機電機。一個制冷/空調(diào)系統(tǒng)的診斷系統(tǒng)監(jiān)視電機保護器的狀態(tài)。診斷系統(tǒng)包括邏輯電路，它根據(jù)與跳閘電機保護器的時間和狀態(tài)相連系的電機運行時間和狀態(tài)診斷壓縮機或系統(tǒng)的問題的類型。診斷系統(tǒng)還包括一個排放壓力檢測器或冷凝器溫度檢測器，環(huán)境溫度檢測器和電壓檢測器。各個檢測器把信息提供給診斷系統(tǒng)，使它能確定系統(tǒng)發(fā)生的故障。
文檔編號F04C28/06GK1821577SQ20061005964
公開日2006年8月23日 申請日期2002年3月27日 優(yōu)先權日2001年3月27日
發(fā)明者那加杰·杰延斯, 亨·M·費 申請人:科普蘭公司