專利名稱：空調(diào)器中的壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在裝有利用無刷電機(jī)可以變速驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的空調(diào)器中的壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法。
近來開始使用裝有利用無刷電機(jī)可以變速驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的空調(diào)器。這種無刷電機(jī)采用帶永磁鐵的轉(zhuǎn)子，并且通過檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置、利用該旋轉(zhuǎn)位置的檢測信號(hào)，使施加在三相繞組上的電壓的相位作周期性地變換，驅(qū)動(dòng)該無刷電機(jī)。這種電機(jī)與牢固性優(yōu)越的感應(yīng)電機(jī)等相比較，前者具有轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱損失少、損耗低、發(fā)熱低等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過有效地利用這些優(yōu)點(diǎn)，近來有廣泛應(yīng)用的趨勢。
下面參照圖9說明這種空調(diào)器的制冷循環(huán)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)該循環(huán)的電力系統(tǒng)的簡略結(jié)構(gòu)示例。
圖9中的制冷循環(huán)系統(tǒng)通過四通轉(zhuǎn)換閥2的轉(zhuǎn)換動(dòng)作，可進(jìn)行采暖運(yùn)轉(zhuǎn)或制冷運(yùn)轉(zhuǎn)。在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如實(shí)線箭頭所示，制冷劑沿著從壓縮機(jī)1出來，通過四通轉(zhuǎn)換閥2、室內(nèi)熱交換器3、膨脹閥4、室外熱交換器5及四通轉(zhuǎn)換閥2，返回壓縮機(jī)1的方向流動(dòng)。在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如虛線箭頭所示，制冷劑沿著從壓縮機(jī)1出來、通過四通轉(zhuǎn)換閥2、室外熱交換器5、膨脹閥4、室內(nèi)熱交換器3及四通轉(zhuǎn)換閥2、返回壓縮機(jī)1的方向流動(dòng)。另外，在室內(nèi)熱交換器3上設(shè)有室內(nèi)風(fēng)扇3a，用來向受空調(diào)的室內(nèi)輸送熱風(fēng)(采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))或冷風(fēng)(制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))。在室外熱交換器5上設(shè)有促進(jìn)與外界進(jìn)行熱交換用的室外風(fēng)扇5a。眾所周知，在采暖運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室內(nèi)熱交換器3起散熱器(冷凝器)的作用，室外熱交換器5起吸熱器(蒸發(fā)器)的作用。而在制冷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，室內(nèi)熱交換器3起吸熱器(蒸發(fā)器)的作用，室外熱交換器5起散熱器(冷凝器)的作用。室內(nèi)熱交換器3及室內(nèi)風(fēng)扇3a、以及后面所述的控制器被集中裝在一個(gè)室內(nèi)機(jī)組內(nèi)，其他部件則被集中裝在一個(gè)室外機(jī)組內(nèi)。
壓縮機(jī)1由可變速控制的電機(jī)6驅(qū)動(dòng)。電機(jī)6是由永磁鐵轉(zhuǎn)子型的三相同步電機(jī)，通過倒相器10的輸出進(jìn)行PWM(脈寬調(diào)制)控制。由固定頻率、固定電壓的交流電源7通過整流器8及平滑電容器9，向倒相器10供給直流電。倒相器10起到相當(dāng)于電機(jī)6所用的整流子及電刷的作用，由于沒有電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械整流子及電刷，所以通常稱為無刷電機(jī)。


圖10是倒相器10的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。倒相器10是由從直流正極側(cè)看到的正極三相支路U、V、W和從直流負(fù)極側(cè)看到的負(fù)極三相支路X、Y、Z構(gòu)成的三相橋式倒相器，支路U、X的連接點(diǎn)連接在電機(jī)6的U相端子上，支路V、Y的連接點(diǎn)連接在電機(jī)6的V相端子上，支路W、Z的連接點(diǎn)連接在電機(jī)6的W相端子上。倒相器10的各支路分別由功率晶體管和與其反向并聯(lián)的二極管構(gòu)成?，F(xiàn)以一臺(tái)電機(jī)6的具體示例，進(jìn)一步說明四極電機(jī)。
在驅(qū)動(dòng)這種無刷電機(jī)時(shí)，電機(jī)6的三相繞組中有兩相繞組通電。通過PWM控制脈沖，在非通電的另一相中，根據(jù)伴隨永磁鐵轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，周期性地轉(zhuǎn)換與該轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置同步的通電模式。具體地說，由比較器16、17、18對(duì)非通電相的電壓與倒相器10的直流電壓Vcc的中間電壓(Vcc/2)的大小進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，由位置運(yùn)算器19對(duì)60°電角的每個(gè)位置進(jìn)行檢測。由比較較6-18及位置運(yùn)算器19構(gòu)成位置檢測器23。
通電模式m的具體例示于圖11中。圖11表示在整個(gè)360°電角(1個(gè)周期)中，RWM波的基本波形、以及U、V、W各相的電流及電壓的波形，轉(zhuǎn)子位置和通電模式m之間的相互關(guān)系。由圖可知，通電模式m＝0時(shí)，從電機(jī)側(cè)看，是U→W相(倒相器10的支路U、Z)通電、V相停止通電的通電模式，以下按同樣的規(guī)律，分別為m＝1時(shí)，U→V相(支路U、Y)通電、W相停止通電;m＝2時(shí)，W→V相(支路W、Y)通電、U相停止通電;m＝3時(shí)，W→U相(支路W、X)通電、V相停止通電;m＝4時(shí)，V→U相(支路V、X)通電、W相停止通電;m＝5時(shí)，V→W相(支路V、Z)通電、V相停止通電等通電模式。在各通電模式中，使電流流過電機(jī)6的一對(duì)支路中，僅一條支路進(jìn)行PWM控制，另一條支路連續(xù)通電。根據(jù)處于非通電狀態(tài)的那一組繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。該旋轉(zhuǎn)位置的檢測時(shí)間，如圖11所示，是各通電模式中的一個(gè)換流周期(60°)的中央位置。因此，在從轉(zhuǎn)子位置檢測時(shí)刻開始經(jīng)過30°電角后的時(shí)刻輸出換流指令。
在室內(nèi)熱交換器3上設(shè)有檢測受空調(diào)房間的溫度，即室溫Ti的室溫傳感器11(圖9)，由1-5所示的部件進(jìn)行制冷循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，使該室溫Ti保持在設(shè)定室溫Ts附近。
在這種空調(diào)器系統(tǒng)中，壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，即電機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于電機(jī)繞組中不產(chǎn)生檢測轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置用的感應(yīng)電壓，所以不能檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。因此電機(jī)起動(dòng)時(shí)不能與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置同步，而是在與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置無關(guān)的條件下強(qiáng)制進(jìn)行通電相的轉(zhuǎn)換，這就是稱之為非同步強(qiáng)制換流起動(dòng)方式起動(dòng)。
于是電機(jī)起動(dòng)時(shí)進(jìn)行非同步強(qiáng)制換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，在達(dá)到能檢測轉(zhuǎn)子感應(yīng)電壓的速度后，方才能夠接著轉(zhuǎn)換到利用轉(zhuǎn)子位置檢信號(hào)進(jìn)行同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)的起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)(同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn))，等到起動(dòng)過程結(jié)束后，再根據(jù)室內(nèi)機(jī)組輸出的指令頻率，控制倒相器10的輸出。
過去通常是使用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)用的電機(jī)。如果使用感應(yīng)電機(jī)，轉(zhuǎn)子在定子繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場中旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生與負(fù)載的大小相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差。另一方面，空調(diào)器起動(dòng)時(shí)，從制冷循環(huán)的穩(wěn)定性及可靠性的觀點(diǎn)出發(fā)，要使壓縮機(jī)速度上升到目標(biāo)速度，必須在考慮達(dá)到電機(jī)輸入頻率(二倒相器輸出頻率)的上升速度或起動(dòng)所需的規(guī)定頻率的同步時(shí)間等的條件下的程序進(jìn)行。而感應(yīng)電機(jī)則由于在起動(dòng)時(shí)負(fù)載的輕重造成的壓縮機(jī)速度的不同，從而使電機(jī)的轉(zhuǎn)差被吸收，因此起動(dòng)所用的通電程序、即頻率控制特性曲線，只需準(zhǔn)備一種(例如圖12所示)曲線即可。在圖12中，縱軸表示頻率f，橫軸表示起動(dòng)指令發(fā)出后的時(shí)間T。在圖示例中，根據(jù)起動(dòng)指令，以起動(dòng)頻率為f0起動(dòng)后，經(jīng)過時(shí)間T到達(dá)頻率f1，按照預(yù)定的單位時(shí)間頻率上升率△f/△t(例如△f/△t＝3Hz/S)使頻率f上升，在頻率同步結(jié)束時(shí)刻T1以后，根據(jù)從室內(nèi)機(jī)組發(fā)出的指令頻率Fs，按照規(guī)定的頻率上升率△f/△t，使頻率上升(實(shí)線)或下降(虛線)。
圖13所示是采用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)時(shí)的頻率控制特性曲線的一個(gè)示例。該曲線在用虛線表示的推斷的起動(dòng)成功時(shí)刻T0′之前的控制狀態(tài)多少有些不同，但在該時(shí)刻的頻率f0′以后的目標(biāo)頻率的設(shè)定方面與圖12所示的感應(yīng)電機(jī)的情況相同。
使用感應(yīng)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)用的電機(jī)時(shí)，如上所述，由于起動(dòng)時(shí)負(fù)載的輕重不同，電機(jī)的轉(zhuǎn)差被吸收，因此如圖14所示，不論負(fù)載的輕重不同，電機(jī)的轉(zhuǎn)差被吸收，因此如圖14所示，不論負(fù)載的輕重如何，起動(dòng)時(shí)電機(jī)的目標(biāo)速度可以按相同的特性曲線設(shè)定。
然而，使用無刷電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)用的電機(jī)時(shí)，如圖15所示，取決于目標(biāo)速度如何設(shè)定，由于起動(dòng)時(shí)負(fù)載的輕重不同，在起動(dòng)過程中，壓縮機(jī)的實(shí)際速度相對(duì)于目標(biāo)速度會(huì)偏于過大側(cè)(輕負(fù)載時(shí))或者偏向于過小側(cè)(重負(fù)載時(shí))發(fā)生很大偏移。因此起動(dòng)時(shí)必須進(jìn)行減速控制，往往因?yàn)榧庇诩铀俣a(chǎn)生過電流，使保護(hù)裝置動(dòng)作，造成斷路。
在這種空調(diào)器系統(tǒng)中，壓縮機(jī)的起動(dòng)負(fù)載隨著制冷循環(huán)狀態(tài)的不同而有很大差異。例如壓縮機(jī)的吸入端、輸出端的制冷劑壓力狀態(tài)、或在起動(dòng)之后因制冷劑中混入潤滑油、由于所謂的液體回流，使壓縮機(jī)負(fù)載有很大變動(dòng)。因此，有效地利用低損失、低發(fā)熱的特征而使無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，如果時(shí)間過早地進(jìn)入同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，則由于負(fù)載變動(dòng)等原因，實(shí)際速度與目標(biāo)速度之差變大，因此而急于加速會(huì)引起過電流狀態(tài)，由于過負(fù)載或速度不穩(wěn)造成電機(jī)失調(diào)或異常停機(jī)等現(xiàn)象。反之，如果進(jìn)入同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間過晚，則系統(tǒng)開始工作要花較長的時(shí)間。在壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)部分的潤滑狀態(tài)欠佳的低速區(qū)作長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)并不理想，如果超過規(guī)定時(shí)間還沒能起動(dòng)時(shí)，則看作起動(dòng)異常或起動(dòng)失敗，不得不停止系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種利用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法。采用這種方法不論壓縮機(jī)的負(fù)載條件如何，均能使起動(dòng)時(shí)間盡可能地縮短，而且盡可能不發(fā)生異常停機(jī)，能夠穩(wěn)定地自動(dòng)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是在空調(diào)器中使用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷循環(huán)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法，其特征是不利用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)、而是通過非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)處于停機(jī)狀態(tài)的無刷電機(jī)，在該強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，為了同步換流而進(jìn)行的轉(zhuǎn)子位置的檢測在進(jìn)行過規(guī)定次數(shù)以上時(shí)，轉(zhuǎn)移到利用位置檢測信號(hào)的同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，本發(fā)明不利用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)而通過非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)處于停機(jī)狀態(tài)的無刷電機(jī)，且使加在電機(jī)上的電壓相對(duì)于時(shí)間大致以一定的比率在規(guī)定值以下的范圍內(nèi)上升，在強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在經(jīng)過為了同步換流而進(jìn)行的轉(zhuǎn)子位置檢測后，再轉(zhuǎn)移到利用位置檢測信號(hào)的同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
利用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)，不利用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)而是通過非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行起動(dòng)，在該強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，雖然進(jìn)行規(guī)定次數(shù)以上的為了同步換流而進(jìn)行的轉(zhuǎn)子位置檢測，但使加在電機(jī)上的電壓相對(duì)于時(shí)間大致以一定的比率在規(guī)定值以下的范圍內(nèi)上升后而能檢測轉(zhuǎn)子位置時(shí)，方才轉(zhuǎn)移到同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。以盡可能地不發(fā)生異常停機(jī)為條件，盡可能縮短在壓縮機(jī)開始工作所需的時(shí)間，而且能進(jìn)行穩(wěn)定的自動(dòng)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖1是實(shí)施本發(fā)明的控制方法的裝置之一例的框圖。
圖2是表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的處理程序的第1部分的流程框圖。
圖3是表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的處理程序的第2部分的流程框圖。
圖4是表示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行的處理程序的第3部分的流程框圖。
圖5是起動(dòng)時(shí)的外加電壓(負(fù)載因數(shù))特性電線。
圖6是另一條起動(dòng)時(shí)的外加電壓(負(fù)載因數(shù))特性曲線。
圖7是按照本發(fā)明的起動(dòng)控制方法起動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)的速度變化曲線。
圖8是按照本發(fā)明的起動(dòng)控制方法起動(dòng)時(shí)，加在電機(jī)上的電壓變化曲線。
圖9是眾所周知的制冷循環(huán)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)該循環(huán)系統(tǒng)的電力系統(tǒng)框圖。
圖10是表示圖9中的倒相器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其與控制用的檢測端裝置的接線圖。
圖11是無刷電機(jī)的各相電流、電壓及通電模式的說明圖。
圖12是利用眾所周知的感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行起動(dòng)時(shí)的指令頻率特性曲線。
圖13是利用眾所周知的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行起動(dòng)時(shí)的指令頻率特性曲線。
圖14是利用感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行起動(dòng)時(shí)壓縮機(jī)的實(shí)際速度與目標(biāo)速度的關(guān)系曲線。
圖15是利用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行起動(dòng)時(shí)壓縮機(jī)的實(shí)際速度與目標(biāo)速度的關(guān)系曲線。
圖中1壓縮機(jī)圖中3室內(nèi)熱交換器圖中5室外熱交換器圖中6電機(jī)圖中8整流器圖中9電容器圖中10倒相器圖中11室溫傳感器圖中20室內(nèi)控制器圖中21室外控制器圖中22速度控制器圖中23位置檢測器圖中24速度檢測器圖中26驅(qū)動(dòng)器圖1所示，是實(shí)施本發(fā)明方法的裝置的一個(gè)示例。
在圖1中，室內(nèi)控制器20對(duì)由室溫傳感器11檢測的室溫Ti與設(shè)定室溫Ts進(jìn)行比較，并將用來使前者達(dá)到后者附近的頻率指令Fs與進(jìn)行空調(diào)控制所需要的其它數(shù)據(jù)一并輸送給室外控制器21。在室外控制器中裝有速度控制器22。除了速度控制器22以外，室外控制器21中還包含位置檢測器23、速度檢測部件24、PWM控制部件25及驅(qū)動(dòng)器26。
電機(jī)6上的電壓Vm被加到位置檢測器23上。如前面所述，位置檢測器23根據(jù)停止通電相的感應(yīng)電壓，檢測電機(jī)6的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置，并輸出位置信號(hào)Pr。位置信號(hào)Pr被送給速度檢測部件24及驅(qū)動(dòng)器26。速度檢測部件24根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的位置信號(hào)Pr的數(shù)量、或者根據(jù)兩個(gè)或兩個(gè)以上的位置信號(hào)Pr之間的時(shí)間，運(yùn)算出電機(jī)6的實(shí)際轉(zhuǎn)速Rr(rPS)，并將其輸送給速度控制器22。在上述實(shí)施例中，假定電機(jī)每一轉(zhuǎn)產(chǎn)生位置信號(hào)Pr12個(gè)(＝6×極數(shù)/2)，并設(shè)兩個(gè)位置信號(hào)Pr之間的時(shí)間為TT(ms)，此時(shí)，利用每秒種電機(jī)的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)(rPS)，可求出電機(jī)速度Rr＝103/(12·TT)·起動(dòng)完成后，速度控制器22輸出使其與電機(jī)速度Rr相對(duì)應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率f＝2·Rr與室內(nèi)控制器20發(fā)出的指令頻率Fs相一致的控制信號(hào)，根據(jù)該控制信號(hào)，通過PWM控制部件25及驅(qū)動(dòng)器26，形成操作量信號(hào)Sg，用利該操作量信號(hào)Sg控制倒相器10的輸出。
下面參照圖2-4所示的流程框圖，在進(jìn)行詳細(xì)說明之前，先概要地說明本發(fā)明的起動(dòng)控制方法。
起動(dòng)控制的梗概本發(fā)明的起動(dòng)控制方法，大致由以下四個(gè)部分組成(1)非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)、(2)同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、(3)同步換流正常運(yùn)轉(zhuǎn)、(4)再起動(dòng)處理。下面說明各部分的梗概。
(1)非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)(程序段30-51)在此運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，不論有無位置檢測信號(hào)，當(dāng)規(guī)定的模式時(shí)間一到，就轉(zhuǎn)換到下一個(gè)模式。該程序段又由“電壓控制”、“模式轉(zhuǎn)換控制”、“轉(zhuǎn)移到另一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷”三個(gè)程序段組成。
“電壓控制”倒相器輸出的負(fù)載因數(shù)D隨時(shí)間而增加(D＝5+0.5n)(n為從起動(dòng)算起的經(jīng)過時(shí)間(S))。式中，D以13%為上限。
“模式轉(zhuǎn)換控制”在連續(xù)進(jìn)行兩次位置檢測之前，每隔TT＝65ms強(qiáng)制進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換。
連續(xù)進(jìn)行兩次位置檢測之后，進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換的時(shí)間為TT(＝從大前次的位置檢測到前一次的位置檢測時(shí)間)，如果中途不能進(jìn)行位置檢測，應(yīng)在最后檢測的時(shí)間TT(＝從位置檢測到位置檢測的時(shí)間)進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換。
“轉(zhuǎn)移到另一種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷”連續(xù)進(jìn)行8次位置檢測，而且壓縮機(jī)速度達(dá)到10rps，從起動(dòng)開始經(jīng)過4秒以上后，轉(zhuǎn)移到下一個(gè)同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程(步52)。
從起動(dòng)開始經(jīng)過40秒，如果停止起動(dòng)，轉(zhuǎn)移到再啟動(dòng)試試看(步58)。
(2)同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)(步52-87)該運(yùn)轉(zhuǎn)過程是從強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，是為了判斷進(jìn)行同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)是否有問題，以及為了判斷由同步換流進(jìn)行的位置檢測是否穩(wěn)定而進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)過程。
在同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果位置檢測發(fā)現(xiàn)異常，立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會(huì)返回(1)強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)。但位置檢測異常的判斷條件要比在同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還嚴(yán)。該程序段也由“電壓控制”、“模式轉(zhuǎn)換控制”、“轉(zhuǎn)移到另一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷”三個(gè)程序段組成。
“電壓控制”以強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的電壓控制為準(zhǔn)。
“模式轉(zhuǎn)換控制”經(jīng)過從檢測出位置檢測信號(hào)算起的大前次位置檢測到前一次位置檢測的時(shí)間TT的一半時(shí)間后進(jìn)行換流。
“轉(zhuǎn)移到另一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷”連續(xù)進(jìn)行255次位置檢測(約21轉(zhuǎn))，而且壓縮機(jī)速度達(dá)到10rps以上時(shí)，第1階段結(jié)束，此后再連續(xù)進(jìn)行255次位置檢測，而且壓縮機(jī)速度達(dá)到6rps以上時(shí)，轉(zhuǎn)移到同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)(步88)。
從起動(dòng)開始經(jīng)過40秒，如果起動(dòng)停止，轉(zhuǎn)移到再起動(dòng)試試看(步58)。
在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如果超過了從大前次的位置檢測到前一次的位置檢測的時(shí)間TT而沒檢測到位置檢測信號(hào)時(shí)，則返回?fù)Q流時(shí)間TT時(shí)的非同步強(qiáng)制運(yùn)轉(zhuǎn)(步34)。
(3)同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)(速度控制運(yùn)轉(zhuǎn)，步88-118)該運(yùn)轉(zhuǎn)過程是在起動(dòng)結(jié)束后轉(zhuǎn)移目標(biāo)速度運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，在到此為止的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，雖然不設(shè)定壓縮機(jī)的速度，但運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通過速度反饋，控制負(fù)載因數(shù)D，能夠準(zhǔn)確控制壓縮機(jī)速度。
該運(yùn)轉(zhuǎn)過程分為“前期”和“后期”在前期，為了防止壓縮機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)速度進(jìn)行控制，在從起動(dòng)開始后的50秒內(nèi)，將速度限制在30rps以下。后期則根據(jù)空調(diào)器的負(fù)載大小控制壓縮機(jī)速度。前期和后期各自都由“電壓控制”、“模式轉(zhuǎn)換控制”、“轉(zhuǎn)移到另一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷”三個(gè)程序段組成。
(前期同步換流運(yùn)轉(zhuǎn))(步88-109)這是從起動(dòng)開始50秒內(nèi)進(jìn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)。
“電壓控制”負(fù)載因數(shù)D進(jìn)行增或減，以便使實(shí)際速度Rr達(dá)到目標(biāo)速度Rs＝30rps。具體地說，當(dāng)實(shí)際速度Rr比目標(biāo)速度Rs小時(shí)，負(fù)載因數(shù)D增加一個(gè)微小值△D，當(dāng)Rr比Rs大時(shí)(負(fù)載極輕時(shí)有可能發(fā)生，但實(shí)際上幾乎不存在)，減少△D。
在這種情況下，為了防止壓縮機(jī)速度的變化及變化速度(加速度或減速度)過大而導(dǎo)致壓縮機(jī)滑動(dòng)部件異常或?qū)е滤俣瘸鲆?guī)定范圍，要將單位時(shí)間(Ts)內(nèi)的速度變化限制在△R(＝約1rps/s)以下，以便不致使負(fù)載因數(shù)D的變更、即速度的變化過大，因此在1秒鐘內(nèi)僅使實(shí)際速度向目標(biāo)速度增加△R。最好也是將負(fù)載因數(shù)D相對(duì)于時(shí)間的變更限制在規(guī)定值下。
“模式轉(zhuǎn)換控制”從檢測出位置檢測信號(hào)開始，經(jīng)過從大前次的位置檢測到前一次的位置檢測的時(shí)間TT的一半時(shí)間后，進(jìn)行換流。但在下面說明的流程框圖中未作記載，然而在進(jìn)行超前角控制時(shí)，根據(jù)實(shí)際速度的大小，也要縮短上述時(shí)間。
“轉(zhuǎn)移到另一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷”在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，如果從檢測出前一次的位置檢測信號(hào)開始的時(shí)間，超過從大前次的位置檢測到前一次的位置檢測的時(shí)間TT的2倍，仍無下一次的位置檢測信號(hào)時(shí)，則判定為異常，于是轉(zhuǎn)移到再起動(dòng)試試看(步58)。
這里與(1)、(2)中的起動(dòng)時(shí)相比較，檢測不出位置檢測信號(hào)的時(shí)間精度之所以低，是因?yàn)閷?duì)壓縮機(jī)進(jìn)行降低速度的控制，結(jié)果使位置檢測比前一次變慢所致。
(后期同步換流運(yùn)轉(zhuǎn))(程序段110-117)這是從起動(dòng)開始經(jīng)過50秒以后的運(yùn)轉(zhuǎn)過程。
“電壓控制”根據(jù)與空調(diào)負(fù)載相對(duì)應(yīng)的指令頻率Fs以及位置的檢測，及其與實(shí)際速度Rr之差，增加或減小負(fù)載因數(shù)D。
負(fù)載因數(shù)D的具體變更情況與前期同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相同。
“模式轉(zhuǎn)換控制”與前期同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)相同。
“轉(zhuǎn)移到另一運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的判斷”與前期同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相同。
(4)再起動(dòng)處理(步58-64)由于位置檢測等方面的異常，使壓縮機(jī)及電機(jī)停運(yùn)。在從起動(dòng)開始50秒以內(nèi)停機(jī)后，經(jīng)過10秒再次進(jìn)入非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)。從起動(dòng)開始經(jīng)過50秒以上停運(yùn)后，經(jīng)過2分30秒后再次進(jìn)入非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)。
但是，如果在一次運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)三次異常時(shí)，則中止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行異常顯示。
起動(dòng)控制的具體例圖2-圖4是由速度控制器22進(jìn)行的起動(dòng)控制流程框圖。利用這種程序起動(dòng)時(shí)，首先檢查有無起動(dòng)指令(步30)。這時(shí)如果NO，轉(zhuǎn)移到處理起動(dòng)以外的其它程序(步31)。如果在步30中為YES;即有起動(dòng)指令時(shí)，則對(duì)強(qiáng)制換流時(shí)間，即同一模式的時(shí)間TT進(jìn)行初始設(shè)定，設(shè)TT＝60(ms)(與它相對(duì)應(yīng)的電機(jī)速度＝103/(12×60)＝1.39(rps)、指令頻率＝2.78(HZ))，同時(shí)將各變量m、h、j、k分別初始設(shè)定為“0”值(步32)，轉(zhuǎn)移到確定電壓的步33、34。變量m表示通電模式的變量，h和k分別表示對(duì)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的同步換流次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)用的變量，j表示對(duì)再試行起動(dòng)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)用的變量。首先開始累計(jì)從起動(dòng)開始的時(shí)間n(s)(步33)，用該累計(jì)時(shí)間n，通過D＝5+0.5n的計(jì)算式，計(jì)算出負(fù)載比D(%)(步34)。如圖5所示，該計(jì)算式表示當(dāng)n＝0時(shí)，D＝5，以后隨著時(shí)間的推移，電壓值以0.5(%/S)的比率增加。進(jìn)行這樣控制的理由是使其在低壓下起動(dòng)，以便不致由于電機(jī)6的過大轉(zhuǎn)矩而對(duì)壓縮機(jī)1造成沖擊，起動(dòng)后使電壓慢慢上升，以便不致長時(shí)間滯留在低頻(低速度)區(qū)，使電機(jī)6和壓縮機(jī)快一些開始工作。起動(dòng)判斷時(shí)間用變量n表示，雖然考到要比同步換流運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長一些，最長可達(dá)40(s)，但又要使電機(jī)電壓不致變得太高。通過步34a、34b的處理，如圖5所示，在這樣的范圍內(nèi)，以D＝13(%)(n＝(13-5)/0.5＝16(s))作為上限值。另外，電壓上升曲線不限于圖5所示的曲線，如圖6所示，例如在起動(dòng)指令發(fā)出后1秒鐘內(nèi)處于最低電壓(D＝5%)保持區(qū)，此后以與圖5相同的上升率0.5(%/S)上升到上限值(D＝13%)為上等，也是適宜的曲線。
下一階段處理是確定并執(zhí)行通電模式。該處理過程是根據(jù)表示通電模式的變量m(以下簡稱為通電模式m)的值，對(duì)倒相器10進(jìn)行換流控制。根據(jù)計(jì)算式mod(m/6)，用6除通電模式m的值后的計(jì)算結(jié)果作為新的變量m的值的處理(步35)，以及按通電模式m通電的處理(步36)。通電模式m的具體例已經(jīng)參照圖11進(jìn)行過說明。
在確定了通電模式m、并根據(jù)m進(jìn)行強(qiáng)制換流控制后，進(jìn)行m＝m+1的增量處理，在進(jìn)行了通電模式的轉(zhuǎn)換準(zhǔn)備(步37)后，開始對(duì)通電模式轉(zhuǎn)換后的經(jīng)過時(shí)間TD的(ms)計(jì)時(shí)(步38)。然后檢查是否檢測到轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置(步39)。
在步39中，如果NO，即無位置檢測信號(hào)時(shí)，接著檢查在步38中在起動(dòng)后拎出的時(shí)間TD，即檢查是否TD≥TT(步40)。這時(shí)如果NO，即TD＜TT時(shí)，返回步39，只有當(dāng)無位置檢測信號(hào)、且TD＜TT時(shí)，方才在此待機(jī)。在步40中，如果YES，即TD≥TT時(shí)，同便按下一個(gè)通電模式進(jìn)行非同步強(qiáng)制換流起動(dòng)，時(shí)間TT的計(jì)數(shù)(從檢出轉(zhuǎn)子位置到下一次檢出位置的計(jì)時(shí)時(shí)間)中止、清零(步41)，接著將對(duì)于連續(xù)檢出位置的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)用的變量h清零(步42)，將時(shí)間TD清零(步43)，進(jìn)入步57。
在步39中，如果YES，即有位置檢測信號(hào)時(shí)，檢查是否正在繼續(xù)進(jìn)行時(shí)間TP的計(jì)數(shù)(步44)，如果NO，即在前一次通電模式中由于未檢出位置而未繼續(xù)進(jìn)行時(shí)間TP的計(jì)數(shù)，所以要重新開始時(shí)間TP的計(jì)時(shí)(步45)，與步40時(shí)相同，檢查是否TD≥TT，這時(shí)如果NO，即TD＜TT時(shí)，要一直等到TD≥TT時(shí)為止，即等待到可進(jìn)行下一次換流為止(步46)。這時(shí)如果YES，即變成TD≥TT，也就是，初次檢出位置，進(jìn)行h＝1的處理(步47)，進(jìn)入步43。
在步44中，如果YES，即時(shí)間TP的計(jì)時(shí)在繼續(xù)進(jìn)行時(shí)，則停止時(shí)間TP的計(jì)時(shí)(步48)，進(jìn)行h＝h+1的增量處理(步49)。檢查連續(xù)對(duì)檢出位置的次數(shù)的計(jì)數(shù)變量h的值是否為h≥8，即對(duì)是否連續(xù)8次對(duì)檢出位置進(jìn)行檢查(步50)。
在步50中，如果NO，即h＜8時(shí)，則停止時(shí)間TP的計(jì)時(shí)，進(jìn)行清零(步51)，進(jìn)入步45。在步50中，如果YES，即h≥8時(shí)，進(jìn)行TT＝TP的處理(步52)、TD及TP的清零處理(步53)、以及開始TP及TF的計(jì)數(shù)處理(步54)，檢查TF≥TT/2，這時(shí)如果NO，即T、-F＜TT/2時(shí)，待機(jī)(步55)。等到變成TF≥TT/2時(shí)，停止TF的計(jì)數(shù)，清零(步56)，進(jìn)入步57。即通過TT＝TP的處理(步52)，有檢出位置的信號(hào)時(shí)，以后的通電模式的時(shí)間最長限制在TP值。步50-56是根據(jù)檢出位置的檢測信號(hào)進(jìn)行換流的同步運(yùn)轉(zhuǎn)用的換流時(shí)間進(jìn)行確定的處理程序段。
在步57中，檢查是否n＜40(S)。這時(shí)如果NO，即n≥40時(shí)，步58-64是利用變量j再做三次試起動(dòng)(步32-56)的程序。在這段程序中，將從發(fā)出起動(dòng)指令后的時(shí)間n設(shè)定為40秒，但這是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得出的時(shí)間，該時(shí)間是作為用來確定接連起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)過程是否成功的大致標(biāo)準(zhǔn)的最長時(shí)間設(shè)定的。首先，通過j＝j(luò)+1的處理，對(duì)起動(dòng)失敗次數(shù)的計(jì)數(shù)變量j作增加量處理(步58)，檢查該變量j的值是否為j≤3(步59)。這時(shí)如果NO，即j＞4時(shí)，表示在一次運(yùn)轉(zhuǎn)過程中起動(dòng)失敗等發(fā)生了4次以上，即作為由于壓縮機(jī)受阻、缺相、過負(fù)載等原因造成的不能起動(dòng)等異常狀態(tài)看待，使整個(gè)系統(tǒng)停運(yùn)(步60)，再針對(duì)異常顯示(步61)的內(nèi)容進(jìn)行異常處理。在步58中，如果YES，即j≤3時(shí)，開始時(shí)間T0的計(jì)時(shí)(步62)，判斷起動(dòng)開始后的時(shí)間n是否n＞50(S)(步63)。通過該時(shí)間的判斷，分辨在n≤50時(shí)是由于起動(dòng)控制異常還是運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的異常(步100、101)。如果在起動(dòng)中途停止，是由于制冷循環(huán)系統(tǒng)中的高低壓差小，就要將壓縮機(jī)停運(yùn)時(shí)間TOS設(shè)定得短一些，為10(S)。如果是在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，則將時(shí)間設(shè)定得長一些，設(shè)定為150(S)(＝2分30秒)，以便有足夠的時(shí)使高低壓差變小(步63a、63b)。然后在該時(shí)間T0達(dá)到TOS以上之前進(jìn)行待機(jī)(步63C)。等到達(dá)到T0≥TOS時(shí)，停止時(shí)間n的計(jì)數(shù)，清零(步64)，返回步32，重新進(jìn)行試起動(dòng)。
在步57中，如果YES，即n＜40(S)時(shí)，在外加電壓一定的條件下，對(duì)程序段65-68的起動(dòng)判斷進(jìn)行第一步處理。首先，檢查是否h≥255(步65)。式中的“255”是換流次數(shù)，它是為了避免壓縮機(jī)起動(dòng)后因液體回流或負(fù)載變動(dòng)而引起的旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)、或者為了避免在加速時(shí)由于電機(jī)失調(diào)或異常而停運(yùn)，作為達(dá)到穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)的判斷次數(shù)而設(shè)定的。在步65中，如果NO，即h＜255時(shí)，返回步34。在步65中，如果YES，即h≥255時(shí)，再次檢查是否n≥4(步66)，如果NO，即n＜4時(shí)，返回步34。這時(shí)n＜4情況是當(dāng)負(fù)載輕時(shí)，由于壓縮機(jī)速度急速上升而引起的，所以返回步34，通過進(jìn)行再起動(dòng)，爭取時(shí)間，使壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定。在步66中，如果YES，即n≥4時(shí)，算出速度Rr(rps)，即每秒鐘的轉(zhuǎn)數(shù)Rr＝1/(12·TT)(步67)，檢查該速度Rr是否Rr≥10(步68)。另外，這時(shí)設(shè)電機(jī)6的極數(shù)P＝4，根據(jù)Rr＝2·頻率/P＝2/(周期·2)＝2/(6·TT·4)確定計(jì)算。式步68中，如果Rr＜10，則斷定為異常過負(fù)載，例如壓縮機(jī)在卡住之前的狀態(tài)、或潤滑油的粘度異常大等狀態(tài)，返回步34，以便爭取使壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。在步69中，如果YES，即Rr≥10，則斷定壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)已開始穩(wěn)定工作，進(jìn)入第2階段的同步換流運(yùn)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)程序(程序段69-83)。
在該程序中，首先與步35相同，根據(jù)計(jì)算式mod(m/6)的計(jì)算結(jié)果作為與新通電模式相對(duì)應(yīng)的變量m的值，并存儲(chǔ)起來(步69)，根據(jù)這時(shí)求得的變量m的值，從晶體管U-Z中選擇一對(duì)晶體管通電(步70。參見圖11)。進(jìn)行過這步處理后，使變量m進(jìn)行增量處理，取m＝m+1(步71)，開始對(duì)轉(zhuǎn)換模式后(即換流時(shí)刻以后)的時(shí)間TD(ms)進(jìn)行計(jì)時(shí)(步72)。然后檢查是否要檢測到轉(zhuǎn)子的位置(步73)。
在步73中，如果NO，即未檢測到位置時(shí)，進(jìn)行失調(diào)判斷處理(步74-76)。進(jìn)行這種處理時(shí)，首先檢查是否TD≥TT(步74)。這時(shí)如果NO，即TD＜TT時(shí)，返回步73，只有當(dāng)無檢測位置信號(hào)、且TD＜TT時(shí)在此待機(jī)。在步74中，如果YES，同即TD≥TT時(shí)，則斷定為失調(diào)，進(jìn)行h＝0的處理(步75)后，使TP及TD中止，清零(步76)，返回步34，重新進(jìn)行起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
在步73中，如果YES，即有位置檢測信號(hào)時(shí)，停止時(shí)間TP的計(jì)時(shí)動(dòng)作(步77)，對(duì)新的通電模式時(shí)間進(jìn)行TT＝TP的設(shè)定處理(步78)后，將TD及TP清零(步79)，開始時(shí)間TP及TF的計(jì)時(shí)(步80)。然后檢查時(shí)間TF的值是否TF≥TT/2，如果NO，即TF＜TT/2(且只有在這種情況下)，在此待機(jī)(步81)。等到變成TF≥TT/2后，停止TF計(jì)時(shí)，清零(步82)。然后對(duì)K值進(jìn)行增量處理，即K＝K+1(步83)，在返回下一個(gè)通電模式處理(步69)之前，進(jìn)入起動(dòng)判斷的第2階段(程序段84-87)。
在此階段中，首先檢查是否n＜40(S)(步84)。這時(shí)如果NO，即n≥40，則斷定不能進(jìn)行正常起動(dòng)，進(jìn)入步58，從頭開始再進(jìn)行試起動(dòng)。在步84中，如果YES，即n＜40，檢查表示連續(xù)檢出位置的次數(shù)的K值是否為K≥255(步85)，如果NO，即K＜255時(shí)，返回步69，進(jìn)行第2階段的同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在步85中，如果YES，即K≥255即進(jìn)行Rr＝1/(TT·12)的運(yùn)算(步86)，檢查Rr是否為Rr≥10(步87)。這時(shí)如果NO，即Rr＜10，返回步69，進(jìn)行第2階段的同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。在步87中，如果YES，即Rr≥6，進(jìn)行步88以下的處理，即從起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的程序。
為了從起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)所進(jìn)行的最初步88，是在用于變更目標(biāo)速度用的計(jì)時(shí)器上按照單位時(shí)間(1秒)設(shè)定開始計(jì)時(shí)的時(shí)間Ts。進(jìn)行過這樣的處理后，對(duì)目標(biāo)速度進(jìn)行Rs＝Rr+△R的處理(步89)，此后在步89a、89b中進(jìn)行使目標(biāo)速度Rs不超過30(rps)的處理。然后檢查是否Ts≥1(S)(步90)。步89中的△R是表示在單位時(shí)間(1秒)內(nèi)相對(duì)于目標(biāo)速度Rs的變化量，即相當(dāng)于加速度的數(shù)值，也就是設(shè)定△R，以便在目標(biāo)速度與實(shí)際速度相差很大時(shí)，使加速度不致達(dá)到超限的程度。在步90中，如果YES，即Ts≥1，返回步88。在步90中，如果NO，即Ts＜1時(shí)，再次檢查Rr和Rs的大小關(guān)系(步92)。如果Rr＜Rs，使電極電壓慢慢上升，進(jìn)行D＝D+△D的處理(步93)，如果Rr＜Rs，進(jìn)行D＝D-△D的電壓修正處理(步94)，然后進(jìn)行與已經(jīng)說明過的同樣的m＝mod(m/6)的運(yùn)算(步95)。在步92中，Rr＝Rs時(shí)，不進(jìn)行D的變更處理而直接進(jìn)入步95。這樣在程序段88-95中，將壓縮機(jī)的速度變化限制在最大為△R/S。然后接通電模式m通電(步96)，進(jìn)行m＝m+1的增量處理(步97)，開始對(duì)時(shí)間TD的計(jì)時(shí)(步98)，檢查是否檢測到轉(zhuǎn)子的位置(步99)。
在步99中，如果NO，即無位置檢測信號(hào)時(shí)，首先檢查是否TD≥2TT(步100)。這時(shí)如果NO，即TD＜2TT時(shí)，返回步99，只有在無位置檢測信號(hào)、且TD＜2TT時(shí)，方才在此待機(jī)，將TP及TD中止，清零(步101)，跳到步58，試行再起動(dòng)。在該運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，允許從通電模式轉(zhuǎn)換開始進(jìn)行之時(shí)到檢測位置到之時(shí)為止的時(shí)間TD不大于前次檢測出位置到該次檢測出位置的時(shí)間TT的2倍。
在步99中，如果YES，即有檢測到位置的信號(hào)時(shí)，停止時(shí)間TP的計(jì)時(shí)動(dòng)作(步102)，經(jīng)過TT＝Tp的處理(步103)之后，將TD及TP清零(步104)，然后改為開始TP及TF的計(jì)時(shí)(步105)。檢查時(shí)間TF的值是否為TF≥TT/2，這時(shí)如果NO，且只有當(dāng)TF＜TT/2時(shí)，方才進(jìn)行待機(jī)(步106)。當(dāng)TF≥TT/2時(shí)，停止TF的計(jì)時(shí)，并清零(步107)，進(jìn)行電機(jī)速度Rr＝1(TT·12)的運(yùn)算(步108)，檢查是否n＞50(步109)。這時(shí)如果NO，即n≤50時(shí)，返回步90。從而從開始起動(dòng)之時(shí)起經(jīng)過50(S)，壓縮速度Rr被限制在最高為Rs＝30(rps)，使之在油溫低的狀態(tài)下進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)。
在步109中，如果YES，即n＞50時(shí)，檢查時(shí)間Ts是否在繼續(xù)計(jì)時(shí)(步110)，如果YES，即繼續(xù)計(jì)時(shí)時(shí)，檢查時(shí)間Ts是否為Ts≥1(步111)，如果NO，即Ts＜1時(shí)，停止該計(jì)時(shí)，清零，跳到步92。當(dāng)Ts≥1時(shí)，接收從室內(nèi)控制器21發(fā)出的指令頻率Fs(步112)，并將其與實(shí)際速度Rr(電機(jī)頻率換算)進(jìn)行比較(步113)。如果在步110中為NO，即在時(shí)間Ts在繼續(xù)進(jìn)行計(jì)時(shí)的場合下從Ts開始計(jì)時(shí)之時(shí)起(步114)接收到指令頻率的信號(hào)(步112)，將其與實(shí)際速度Rr(電機(jī)頻率換算)進(jìn)行比較。該比較結(jié)果如果是Fs＞Rr，便進(jìn)行Rs＝Rr+△R的處理(步115)，跳到步92。另外，當(dāng)Fs≤Rr時(shí)，檢查是否Fs＜Rr(步116)，如果YES，即Fs＜Rr時(shí)，進(jìn)行Rs＝Rr-△R的處理(步117)，跳到步92。在步116中，如果NO，即Fs＝Rr時(shí)，則不修正Rs而跳到步92。這樣，轉(zhuǎn)移到按照正常的電壓控制進(jìn)行的同步運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖7及圖8是按照本發(fā)明使壓縮機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的典型的速度變化(圖7)及電機(jī)電壓變化(圖8)曲線。這兩條曲線都分別為如下幾個(gè)部分，即發(fā)出起動(dòng)指令后1秒之內(nèi)的非同步強(qiáng)制換流區(qū)、經(jīng)過數(shù)秒鐘的同步換流起動(dòng)區(qū)起動(dòng)結(jié)束，然后轉(zhuǎn)移到正常的速度控制。
如果采用上述的本發(fā)明的控制方法，即使負(fù)載輕時(shí)，也能無沖擊地起動(dòng)，反之，即使在過負(fù)載狀態(tài)下，也能通過控制電壓逐漸增大而能盡可能地起動(dòng)，能盡可能地減少起動(dòng)失敗的事態(tài)發(fā)生。
本發(fā)明能提供這樣一種空調(diào)器中的壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法，即不管壓縮機(jī)的負(fù)載條件如何，都能盡可能進(jìn)行穩(wěn)定的自動(dòng)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷循環(huán)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的空調(diào)器中的壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法，其特征為不用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)而是通過非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)，起動(dòng)處于停止?fàn)顟B(tài)的無刷電機(jī)，在該強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)過規(guī)定次數(shù)以上的同步換流用的轉(zhuǎn)子位置檢測后，轉(zhuǎn)移到利用位置檢測信號(hào)進(jìn)行同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動(dòng)控制方法，其特征為利用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)進(jìn)行同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)之后，在不可能進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置檢測時(shí)，按照與進(jìn)行了轉(zhuǎn)子位置檢測相同的換流時(shí)間間隔，再次進(jìn)行非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起動(dòng)控制方法，其特征為壓縮機(jī)速度達(dá)到規(guī)定值以上、在同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)達(dá)到規(guī)定次數(shù)以上、以及在起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之后這三個(gè)起動(dòng)判斷基準(zhǔn)中，至少滿足一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)，便作為起動(dòng)結(jié)束對(duì)待，轉(zhuǎn)移到與空調(diào)負(fù)載相對(duì)應(yīng)的速度控制運(yùn)轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的起動(dòng)控制方法，其特征為壓縮機(jī)速度達(dá)到規(guī)定值以上、在同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下壓縮機(jī)達(dá)規(guī)定值以上的轉(zhuǎn)速、以及起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始后經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間以上這三個(gè)起動(dòng)判斷基準(zhǔn)全部滿足之后，再一次壓縮機(jī)速度達(dá)到規(guī)定值以上、起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始后經(jīng)過了規(guī)定時(shí)間以上、以及在同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下達(dá)到規(guī)定值以上的轉(zhuǎn)速這三個(gè)起動(dòng)判斷基準(zhǔn)滿足時(shí)，即作為起動(dòng)結(jié)束對(duì)待。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動(dòng)控制方法，其特征為起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未能滿足起動(dòng)判斷基準(zhǔn)時(shí)，即作為由于異常造成起動(dòng)不良對(duì)待，停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動(dòng)控制方法，其特征為在起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始后至起動(dòng)判斷結(jié)束期間，按照相對(duì)于時(shí)間大致恒定的比率，使加在電機(jī)上的電壓在規(guī)定值以上的范圍內(nèi)上升。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的起動(dòng)控制方法，其特征為起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)施加一定的低電壓，然后按照相對(duì)于時(shí)間大致恒定的比率使外加電壓上升。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的起動(dòng)控制方法，其特征為通過調(diào)整外加脈沖的負(fù)載比，調(diào)整加在電動(dòng)機(jī)上的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的起動(dòng)控制方法，其特征為起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)開始后，通過調(diào)整電機(jī)上的外加電壓的電壓控制，進(jìn)行起動(dòng)，根據(jù)起動(dòng)判斷基準(zhǔn)斷定起動(dòng)結(jié)束時(shí)，檢查壓縮機(jī)的實(shí)際速度，此后將該實(shí)際速度所相對(duì)應(yīng)的頻率作為初始頻率，根據(jù)空調(diào)負(fù)載控制壓縮機(jī)速度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起動(dòng)控制方法，其特征為根據(jù)無刷電機(jī)的輸入直流電壓的中間電壓與非通電相的電機(jī)繞組端子電壓的比較結(jié)果，獲得轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)。
11.一種利用無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷循環(huán)系統(tǒng)中的壓縮機(jī)的空調(diào)器中的壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法，其特征為不使用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)而是通過非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)處于停止?fàn)顟B(tài)的無刷電機(jī)，按照相對(duì)于時(shí)間大致恒定的比率使施加在電機(jī)上的電壓在規(guī)定值以下的范圍內(nèi)上升，在強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)過同步換流用的轉(zhuǎn)子位置檢測后，轉(zhuǎn)移到利用位置檢測信號(hào)進(jìn)行的同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起動(dòng)控制方法，其特征為在利用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)的進(jìn)行同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，如不可能進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置檢測，則按照與經(jīng)過轉(zhuǎn)子位置檢測相同的換流時(shí)間是隔，再次進(jìn)行非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的起動(dòng)控制方法，其特征為根據(jù)無刷電機(jī)的輸入直流電壓的中間電壓與非通電相的電機(jī)繞組端子電壓的比較結(jié)果，獲得轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法，利用無刷電機(jī)(6，10)驅(qū)動(dòng)制冷循環(huán)系統(tǒng)中的制冷劑循環(huán)用的壓縮機(jī)(1)的空調(diào)器中的壓縮機(jī)的起動(dòng)控制方法，是不使用轉(zhuǎn)子位置檢測信號(hào)而是通過非同步強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)起動(dòng)處于停止?fàn)顟B(tài)的無刷電機(jī)，在該強(qiáng)制換流運(yùn)轉(zhuǎn)期間，經(jīng)過規(guī)定次數(shù)次以上的同步換流用的轉(zhuǎn)子位置檢測后，轉(zhuǎn)移到利用位置檢測信號(hào)進(jìn)行同步換流起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H02P6/16GK1098775SQ9410395
公開日1995年2月15日 申請日期1994年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月23日
發(fā)明者本鄉(xiāng)一郎, 松井伸郎, 星隆夫 申請人:株式會(huì)社東芝