用來控制壓縮機的電動馬達的操作的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用來控制壓縮機的電動馬達的操作的系統(tǒng)和一種用來控制壓縮機的電動馬達的操作的方法，本發(fā)明更具體地涉及一種用于(優(yōu)選地往復的)壓縮機的適應性系統(tǒng)和方法，如例如用于雙蒸發(fā)系統(tǒng)的壓縮機中發(fā)生的，該壓縮機受到至少兩個不同水平的工作壓力。
[0002]通常，本發(fā)明意圖在壓縮機工作壓力的改變期間減小電動馬達速度。
【背景技術】
[0003]如本領域技術人員已知的，壓縮機尤其是往復壓縮機包括通過可控制地改變壓縮室的容積能夠改變工作流體壓力的設備，該壓縮室的容積通常由圓柱形的室限定，該圓柱形的室接收工作流體和可移動的活塞。因此，壓縮機室容積根據(jù)其內(nèi)部中的可移動活塞位移交替地改變(減小和增加)。進入和工作流體移除通過吸入閥和排出閥被有序地管理，該吸入閥和排出閥具有交替地變換的狀態(tài)。
[0004]在常規(guī)往復壓縮機中，可移動活塞的交替運動來自旋轉運動中的旋轉驅動力，并且特別地，來自設置有旋轉軸的電動馬達。在常規(guī)實施例中，電動馬達軸的所述旋轉運動通過與直線桿協(xié)作的偏心軸被轉化為交替運動，該直線桿連接到交替活塞。這意味著馬達軸的旋轉運動被轉化為被強加到交替活塞的交替(來回)運動。
[0005]通常，可以看出，電動馬達的電參數(shù)和機械參數(shù)沿壓縮循環(huán)經(jīng)歷不同的干涉和振蕩。
[0006]例如，已知電動馬達的電流傾向于隨著壓縮氣缸壓力增加而增加。當活塞在壓縮氣缸的內(nèi)部中的排出閥的打開之前在高的壓力下達到其最大正位移，產(chǎn)生最高的壓縮壓力時，在壓力增加期間的電動馬達的電流之間的這個比率因為電動馬達實現(xiàn)的額外作用力(消耗更多電流)而出現(xiàn)。
[0007]也已知電動馬達速度傾向于隨著壓縮氣缸壓力增加而減小。在壓力增加期間的電動馬達速度之間的這個比率也源于當交替活塞在高的壓力下在壓縮氣缸內(nèi)達到其最大正位移，產(chǎn)生最高的壓縮壓力時由電動馬達實現(xiàn)的更高作用力(其中對維持其標稱速度的更高阻礙出現(xiàn))。
[0008]在這種情況中，本領域技術人員也知道，往復壓縮機可以用于其中工作流體達到不同的壓力水平的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)類型的例子涉及包括獨立蒸發(fā)器的制冷系統(tǒng)，該獨立蒸發(fā)器在不同的溫度范圍下操作，并且因此在不同的壓力范圍下操作。
[0009]這個制冷系統(tǒng)類型的實施例在國際專利申請PCT/BR2011/000120中被公開，該國際專利申請教導一種雙蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，其中每一個蒸發(fā)器直接連接到往復壓縮機吸入入口。因此，所述往復壓縮機包括具有單個壓縮室的雙吸入往復壓縮機。特別地，在這種情況中，從兩種工作流體選擇一種通過位于壓縮機自身中的閥被執(zhí)行。
[0010]也值得提及，現(xiàn)有技術提供雙蒸發(fā)制冷系統(tǒng)，其中多個不同蒸發(fā)器(具有不同的工作壓力)連接到外部選擇閥，該外部選擇閥具有連接到僅有的往復壓縮機吸入入口的單個出口。這種布置的例子在美國專利N0.5531078中被公開。
[0011]在兩個例子中，一個相同的壓縮室在不同時間受到不同的壓力水平。因此，壓縮機構及其驅動力(電動馬達)受到兩個不同的作用力水平。
[0012]如前面提及的，通過在壓縮循環(huán)(具有單個工作流體)期間僅僅改變該壓力，已經(jīng)足以削弱電動馬達速度。在雙蒸發(fā)壓縮機(如在國際專利申請PCT/BR2011/000120中或在美國專利N0.5531078中描述的)的情況中，電動馬達的速度減小效果仍然更嚴重。
[0013]這源于以下事實:電動馬達傾向于在整個較高壓力工作流體循環(huán)期間呈現(xiàn)顯著的速度減小。清楚的是，這個速度降低削弱往復壓縮機性能，因為這代表對于較高壓力蒸發(fā)器的制冷容量的減小，并且因此，總的來說存在制冷系統(tǒng)的性能的降低。
[0014]然而，出現(xiàn)的情況是，用于往復壓縮機電動馬達的操作控制的傳統(tǒng)的系統(tǒng)和方法是整體地反應性的，即，它們僅在初步檢測到顯著的速度降低之后預測控制作用的增加(通常，電壓供給到電動馬達以便矯正速度減小)。
[0015]通常，這意味著設計具有非?？斓捻憫乃俣瓤刂破鳎@通常導致整個系統(tǒng)的大量消耗?？蛇x地，這也可能意味著設計具有非常慢的響應的速度控制器，這通常不令人滿意地消除往復壓縮機的電動馬達速度的變化。
[0016]鑒于上述缺點并且由于需要消除上述缺點，開發(fā)出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]通過這種方式，本發(fā)明的目標的一個是提供一種用于壓縮機電動馬達的操作的控制系統(tǒng)和方法，該控制系統(tǒng)和方法能夠可預測地增加電動馬達電壓，即，在其速度降低的最初時刻之前。
[0018]本發(fā)明的另一目標是提供用于壓縮機電動馬達的操作的所述控制系統(tǒng)和方法，所述控制系統(tǒng)和方法可以將雙蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中的當壓縮機壓縮機構遭受兩個可能的不同工作壓力之間的變化時電動馬達速度的變化消除或至少減小到可接受的值。
[0019]所有這些目標通過用于壓縮機電動馬達的操作的控制系統(tǒng)和用于壓縮機電動馬達的操作的控制方法被完全實現(xiàn)，其中這兩者是本發(fā)明的目標。
[0020]總體來講，用于壓縮機電動馬達的操作的控制系統(tǒng)包括:由外部速度控制環(huán)路形成的至少電動馬達控制子系統(tǒng)該外部速度控制環(huán)路包括至少一個速度控制器、至少一個內(nèi)部控制環(huán)路和用來測量電動馬達的電參數(shù)的至少一個模塊;和至少一個預測性速度控制環(huán)路，該至少一個預測性速度控制環(huán)路包括至少一個速度控制器，至少一個處理核心件和至少信號延遲電路，其中所述預測性環(huán)路的輸出信號被添加到外部控制速度環(huán)路的輸出信號。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，所述速度控制器允許產(chǎn)生壓縮機電動馬達的速度矯正信號。
[0022]關于處理核心件，該處理核心件負責根據(jù)壓縮機電動馬達操作循環(huán)的前面確定的采樣率的虛擬分區(qū)，并且它負責測量每一個前面限定的虛擬區(qū)的壓縮機電動馬達的平均速度。
[0023]反過來，信號延遲電路負責預測性環(huán)路的輸出信號被添加到外部速度控制環(huán)路的輸出信號。
[0024]可選地，并且仍然根據(jù)本發(fā)明，所述預測性環(huán)路還包括第二處理核心件，所述第二處理核心件用來測量在前面由處理核心件限定的每一個虛擬區(qū)的壓縮機電動馬達的速度峰值。
[0025]用于壓縮機電動馬達的操作的控制方法(其中所述壓縮機能夠在雙蒸發(fā)制冷系統(tǒng)中起作用，該雙蒸發(fā)制冷系統(tǒng)具有在循環(huán)中被交替地選擇的至少兩個不同的工作壓力水平)包括:根據(jù)前面已知的采樣率將第一制冷循環(huán)離散成多個虛擬區(qū)的至少一個步驟;用來確定第一制冷循環(huán)的每一個虛擬區(qū)中的速度矯正系數(shù)的至少一個步驟;根據(jù)第一制冷循環(huán)的離散中使用的采樣率將后續(xù)制冷循環(huán)離散成多個虛擬區(qū)的至少一個步驟;和用來將第一制冷循環(huán)的每一個速度矯正系數(shù)應用在后續(xù)制冷循環(huán)的等同虛擬區(qū)中的至少一個步驟。
[0026]優(yōu)選地，該虛擬區(qū)的每一個包括壓縮機壓縮循環(huán)內(nèi)的電動馬達的機械轉動，或者另外包括壓縮機壓縮循環(huán)的每一個的任何約數(shù)。
[0027]更加優(yōu)選的是，所有步驟在壓縮機操作期間沿多個制冷循環(huán)被重復，并且可選地，第一制冷循環(huán)的每一個速度矯正系數(shù)在后續(xù)制冷循環(huán)的等同的虛擬區(qū)中的應用僅發(fā)生在較高壓力水平期間。
【附圖說明】
[0028]下面將基于以下圖詳細說明本發(fā)明，其中:
[0029]圖1示出曲線圖，該曲線圖涉及當使用傳統(tǒng)速度控制器類