專利名稱：一種壓縮機的防退磁保護裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及變頻壓縮機領域，特別涉及一種壓縮機的防退磁保護裝置。
背景技術：
近年來，隨著變頻控制技術的快速發(fā)展和高效節(jié)能概念的推廣，變頻空調(diào)得到迅速的推廣應用。變頻空調(diào)通過改變壓縮機供電頻率，調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速的快慢達到控制室溫的目的，室溫波動小、電能消耗少，其舒適度大大提高。目前市面上高能效的變頻空調(diào)均使用直流變頻壓縮機，其內(nèi)部以永磁同步電機為動力核心。永磁同步電動機具有體積小、效率高等優(yōu)點，在節(jié)約能源和環(huán)境保護日益受到重視的今天，對其研究就顯得非常必要。直流變頻壓縮機所使用的永磁體材料主要有兩種:鐵氧體永磁材料和釹鐵硼永磁材料(含稀土元素)。永磁體在壓縮機內(nèi)部正常工作時是不會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象的，但當壓縮機意外出現(xiàn)失步或堵轉(zhuǎn)并由此產(chǎn)生瞬間強大電流時，會導致永磁體出現(xiàn)退磁。其中，鐵氧體價格便宜，但單位體積中儲存的磁能較低，這類材料易磁化也易退磁，并且退磁電流曲線隨著溫度上升而上升，低溫時退磁電流最小，容易在壓縮機低溫啟動瞬間退磁。釹鐵硼磁性材料為稀土永磁材料發(fā)展的最新結果，釹鐵硼具有極高的磁能積和矯頑力，同時高能量密度的優(yōu)點使其在直流變頻壓縮機上獲得了廣泛應用，其退磁電流曲線隨著溫度上升而下降，低溫時退磁電流最大，能適應變頻壓縮機低溫啟動時電流大的特點。雖然釹鐵硼和鐵氧體磁材的退磁電流都是隨著溫度的改變而改變，大多空調(diào)廠家為了使壓縮機可以安全可靠的運行，將保護電流設置在最低的退磁電流值之下，并留有相當?shù)脑Ａ?，進而導致壓縮機的負載能力受到限制，尤其在低溫啟動、高頻運行、力矩補償?shù)忍厥鉅顟B(tài)下更為明顯。因此開發(fā)一種新的退磁保護電路顯得尤為重要。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本實用新型目的在于提出一種壓縮機的防退磁保護裝置，該裝置克服了現(xiàn)有壓縮機防退磁電流保護的不足，通過監(jiān)測壓縮機的運行狀態(tài)及溫度，實時調(diào)整電流保護閾值，具有可靠性高、成本低和壓縮機負載利用率高的優(yōu)點。為達到上述目的，本實用新型提出一種壓縮機的防退磁保護裝置，包括:采樣模塊，所述采樣模塊根據(jù)壓縮機的電流信號生成采樣電壓；參考電壓提供模塊，所述參考電壓提供模塊提供參考電壓；比較器模塊，所述比較器模塊具有第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端和第二輸入端分別與所述采樣模塊和參考電壓提供模塊相連，所述比較器模塊根據(jù)所述采樣電壓和參考電壓生成比較信號；控制模塊，所述控制模塊與所述比較器模塊相連，所述控制模塊根據(jù)所述比較信號對所述壓縮機進行控制。根據(jù)本實用新型提出的壓縮機的防退磁保護裝置，通過監(jiān)測壓縮機的運行狀態(tài)及溫度，實時調(diào)整電流保護閾值即參考電壓的值，再根據(jù)采樣電壓和參考電壓生成的比較信號對壓縮機進行控制，從而實現(xiàn)對壓縮機的保護和有效利用。因此，該裝置具有可靠性高、成本低和壓縮機負載利用率高的優(yōu)點。其中，所述控制模塊與所述參考電壓提供模塊相連，所述控制模塊調(diào)整所述參考電壓提供模塊所提供的參考電壓。具體地，所述采樣模塊包括:第一電阻，所述第一電阻的一端與控制所述壓縮機的變頻器的直流母線相連，所述第一電阻的另一端接地；第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的一端相連，所述第二電阻的另一端與所述比較器模塊的第一輸入端相連。并且，所述的壓縮機的防退磁保護裝置還包括:濾波電容，所述濾波電容的一端接地，所述濾波電容的另一端與所述比較器模塊的第一輸入端相連。具體地，所述參考電壓提供模塊包括:數(shù)字可調(diào)電阻，所述數(shù)字可調(diào)電阻的一端接地，所述數(shù)字可調(diào)電阻的另一端與所述比較器模塊的第二輸入端相連，所述數(shù)字可調(diào)電阻的控制端與所述控制模塊相連，所述數(shù)字可調(diào)電阻根據(jù)所述控制模塊的控制信號對所述數(shù)字可調(diào)電阻的阻值進行調(diào)整；以及第三電阻，所述第三電阻的一端與所述比較器模塊的第二輸入端相連，所述第三電阻的另一端與電源相連。在本實用新型中，所述數(shù)字可調(diào)電阻和所述控制模塊通過串行外圍設備接口 S PI總線相連。本實用新型附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

本實用新型上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從
以下結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1為根據(jù)本實用新型一個實施例的壓縮機的防退磁保護裝置的方框示意圖；和圖2為根據(jù)本實用新型一個實施例的壓縮機的防退磁保護裝置的電路圖。附圖標記:采樣模塊110、參考電壓提供模塊120、比較器模塊130和控制模塊140，第一輸入端131和第二輸入端132，第一電阻Rl和第二電阻R2，壓縮機M，濾波電容C 1、數(shù)字可調(diào)電阻Rd和第三電阻R3，電源VCC，驅(qū)動模塊150。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本實用新型的不同結構。為了簡化本實用新型的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本實用新型。此外，本實用新型可以在不同例子中重復參考數(shù)字和/或字母。這種重復是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關系。此外，本實用新型提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的結構可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。參照下面的描述和附圖，將清楚本實用新型的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本實用新型的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本實用新型的實施例的原理的一些方式，但是應當理解，本實用新型的實施例的范圍不受此限制。相反，本實用新型的實施例包括落入所附加權利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。下面參照附圖對本實用新型實施例提出的壓縮機的防退磁保護裝置進行描述。如圖1所示，本實用新型一個實施例提出的壓縮機的防退磁保護裝置包括采樣模塊110、參考電壓提供模塊120、比較器模塊130和控制模塊140。其中，采樣模塊110根據(jù)壓縮機的電流信號生成采樣電壓。參考電壓提供模塊120提供參考電壓。比較器模塊130具有第一輸入端131和第二輸入端132,第一輸入端131和第二輸入端132分別與采樣模塊110和參考電壓提供模塊120相連，比較器模塊130根據(jù)米樣電壓和參考電壓生成比較信號?？刂颇K140與比較器模塊130相連,控制模塊140根據(jù)比較信號對壓縮機進行控制，其中，控制模塊140可以為MClXMicro ControllerUnit,微控制器)，即言，比較器模塊130的輸出端與MCU的IO腳相連，將比較信號發(fā)送給MCU。在本實用新型的實施例中，如圖1所示，控制模塊140與參考電壓提供模塊120相連，控制模塊140調(diào)整參考電壓提供模塊120所提供的參考電壓。具體地，如圖2所示，控制模塊140通過串行外圍設備接口 SPI總線發(fā)送控制信號給數(shù)字可調(diào)電阻Rd，數(shù)字可調(diào)電阻Rd根據(jù)控制模塊140的控制信號對數(shù)字可調(diào)電阻Rd的阻值進行調(diào)整，進而實現(xiàn)調(diào)整參考電壓提供模塊120所提供的參考電壓。具體地，在本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，采樣模塊110包括第一電阻Rl和第二電阻R2。其中，第一電阻Rl的一端與控制壓縮機M的變頻器的直流母線相連，第一電阻Rl的另一端接地。第二電阻R2的一端與第一電阻Rl的一端相連,第二電阻R2的另一端與比較器模塊130的第一輸入端131相連。在本實施例中，如圖2所示，該壓縮機的防退磁保護裝置還包括濾波電容Cl。其中，濾波電容Cl的一端接地,濾波電容Cl的另一端與比較器模塊130的第一輸入端131相連。濾波電容Cl和電阻R2組成低通濾波電路，對采樣電壓進行濾波。進一步地，在本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，參考電壓提供模塊120包括數(shù)字可調(diào)電阻Rd和第三電阻R3。其中，數(shù)字可調(diào)電阻Rd的一端接地，數(shù)字可調(diào)電阻Rd的另一端與比較器模塊130的第二輸入端132相連，數(shù)字可調(diào)電阻Rd的控制端與控制模塊140相連，數(shù)字可調(diào)電阻Rd根據(jù)控制模塊140的控制信號對數(shù)字可調(diào)電阻Rd的阻值進行調(diào)整。其中，數(shù)字可調(diào)電阻Rd和控制模塊140可以通過SPKSerial PeripheralInterface,串行外圍設備接口)總線相連。第三電阻R3的一端與比較器模塊130的第二輸入端132相連，第三電阻R3的另一端與電源VCC相連，其中電源VCC的電壓可以為3.3V。在本實用新型的實施例中，如圖2所示，上述壓縮機的防退磁保護裝置的原理為:參考電壓提供模塊120的第三電阻R3和數(shù)字可調(diào)電阻Rd串聯(lián)，第三電阻R3與電源VCC連接，數(shù)字可調(diào)電阻Rd與地連接，數(shù)字可調(diào)電阻Rd的控制端與控制模塊140相連，數(shù)字可調(diào)電阻Rd根據(jù)控制模塊140的控制信號對數(shù)字可調(diào)電阻Rd的阻值進行調(diào)整。其中，數(shù)字可調(diào)電阻Rd和控制模塊140通過串行外圍設備接口 SPI總線相連。具體地，通過調(diào)整數(shù)字可調(diào)電阻Rd的電阻值，可以改變比較器模塊130第二輸入端132 (即同相端)的參考電壓即基準電壓Uref。其中，基準電壓Uref由壓縮機M的最小退磁電流1c推算,Uref =1cXRl，其中，Rl為大功率電阻。采樣模塊110的第一電阻Rl的一端與控制壓縮機的變頻器的直流母線相連，第一電阻Rl的另一端接地，壓縮機M電流流經(jīng)Rl會產(chǎn)生電壓降Ui，Ui經(jīng)過第二電阻R2、濾波電容Cl組成的低通濾波電路濾波后輸入到比較器模塊130的第一輸入端131即(反相端)。當比較器模塊130兩端電壓Ui < Uref，表示壓縮機M電流正常；若Ui > Uref，表示壓縮機M電流超出上限，比較器模塊130輸出故障信號，控制模塊140根據(jù)故障信號控制驅(qū)動模塊150關斷。具體地，為了降低成本和簡化電路，可以直接利用空調(diào)變頻器直流母線上的大功率電阻(即第一電阻Rl)采集得到壓縮機M電流信號。當壓縮機三相繞組出現(xiàn)過電流時，直流母線也會出現(xiàn)相應的波動，功率電阻兩端的電壓Us=IXRl (I為母線電流)，當Us的電壓高于Uref的電壓時，比較器模塊130輸出故障信號至控制模塊140。此時，控制模塊140根據(jù)比較器模塊130輸出的故障信號關斷驅(qū)動模塊150，壓縮機M停止工作，從而實現(xiàn)防退磁保護。也就是說，控制模塊140通過檢測壓縮機M狀態(tài)，實時地輸出控制信號來對數(shù)字可調(diào)電阻Rd的阻值進行調(diào)整以實現(xiàn)調(diào)節(jié)參考電壓提供模塊120所提供的參考電壓，并當直流變頻壓縮機M出現(xiàn)過電流時，比較器模塊130輸出故障信號至控制模塊140，控制模塊140關斷驅(qū)動模塊150，切斷壓縮機M的電流回路，實現(xiàn)防退磁保護。需要說明的是，直流變頻壓縮機的退磁電流閾值并不是固定的，磁性材料的退磁
電流閾值會隨著溫度的變化而變化。為了更高效使用壓縮機的負載能力和實現(xiàn)更有效的退
磁保護，本實用新型的實施例中，利用數(shù)字可調(diào)電阻Rd實現(xiàn)電流保護閾值的動態(tài)改變。例
如鐵氧體磁性材料，當壓縮機在啟動時，溫度較低，應將退磁保護限流降低；當壓縮機運行
一段時間后，可根據(jù)溫度的上升提高電流保護閾值以增加壓縮機的負載能力，若為稀土材
料，則其特性剛好相反。設Imax為壓縮機在對應條件下的安全電流最大值，則最大安全電流
下產(chǎn)生的最高電壓Umax=R1Imax ;數(shù)字可調(diào)電阻Rd的端電壓作為比較器模塊130的基準電壓:
權利要求1.一種壓縮機的防退磁保護裝置，其特征在于，包括: 采樣模塊，所述采樣模塊根據(jù)壓縮機的電流信號生成采樣電壓； 參考電壓提供模塊，所述參考電壓提供模塊提供參考電壓； 比較器模塊，所述比較器模塊具有第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端和第二輸入端分別與所述采樣模塊和參考電壓提供模塊相連，所述比較器模塊根據(jù)所述采樣電壓和參考電壓生成比較信號； 控制模塊，所述控制模塊與所述比較器模塊相連，所述控制模塊根據(jù)所述比較信號對所述壓縮機進行控制。
2.如權利要求1所述的壓縮機的防退磁保護裝置，其特征在于，所述控制模塊與所述參考電壓提供模塊相連，所述控制模塊調(diào)整所述參考電壓提供模塊所提供的參考電壓。
3.如權利要求1所述的壓縮機的防退磁保護裝置，其特征在于，所述采樣模塊包括: 第一電阻，所述第一電阻的一端與控制所述壓縮機的變頻器的直流母線相連，所述第一電阻的另一端接地； 第二電阻，所述第二電阻的一端與所述第一電阻的一端相連，所述第二電阻的另一端與所述比較器模塊的第一輸入端相連。
4.如權利要求3所述的壓縮機的防退磁保護裝置，其特征在于，還包括: 濾波電容，所述濾波電容的一端接地，所述濾波電容的另一端與所述比較器模塊的第一輸入端相連。
5.如權利要求1所述的壓縮機的防退磁保護裝置，其特征在于，所述參考電壓提供模塊包括: 數(shù)字可調(diào)電阻，所述數(shù)字可調(diào)電阻的一端接地，所述數(shù)字可調(diào)電阻的另一端與所述比較器模塊的第二輸入端相連，所述數(shù)字可調(diào)電阻的控制端與所述控制模塊相連，所述數(shù)字可調(diào)電阻根據(jù)所述控制模塊的控制信號對所述數(shù)字可調(diào)電阻的阻值進行調(diào)整；以及 第三電阻，所述第三電阻的一端與所述比較器模塊的第二輸入端相連，所述第三電阻的另一端與電源相連。
6.如權利要求5所述的壓縮機的防退磁保護裝置，其特征在于，所述數(shù)字可調(diào)電阻和所述控制模塊通過串行外圍設備接口 S PI總線相連。
專利摘要本實用新型公開了一種壓縮機的防退磁保護裝置，其包括采樣模塊，采樣模塊根據(jù)壓縮機的電流信號生成采樣電壓；參考電壓提供模塊，參考電壓提供模塊提供參考電壓；比較器模塊，比較器模塊具有第一輸入端和第二輸入端，第一輸入端和第二輸入端分別與采樣模塊和參考電壓提供模塊相連，比較器模塊根據(jù)采樣電壓和參考電壓生成比較信號；控制模塊，控制模塊與比較器模塊相連，控制模塊根據(jù)比較信號對壓縮機進行控制。該壓縮機的防退磁保護裝置克服了現(xiàn)有壓縮機防退磁電流保護的不足，通過監(jiān)測壓縮機的運行狀態(tài)及溫度，實時調(diào)整電流保護閾值，具有可靠性高、成本低和壓縮機負載利用率高的優(yōu)點。
文檔編號H02H7/08GK203026916SQ20122068503
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權日2012年12月12日
發(fā)明者張曉東 申請人:安徽美芝精密制造有限公司