[发明专利]具有控制和保护系统的压缩机

说明书

本发明关于压缩机的控制和保护。本发明特别关于一种压缩机的控制和保护系统，该系统综合了压缩机的温度控制、相位保护、振动保护、油位控制和保护、压力传感和脉冲宽度调制的控制。

涡壳压缩机由于它们具有非常有效的工作能力而越来越普遍地用作制冷及空调机上。通常，这类机器具有一对咬合的螺旋形外壳，其中一个相对于另一个的轨道运行，从而形成一个或多个移动腔，这些腔室在从外侧吸入口朝中央排放口的行程中尺寸逐步减小。引起涡型腔室沿轨道运行的一种装置在很多情况下是一个电动机。电动机工作、通过装到电动机转子上的合适的驱动轴来驱动一个涡型腔室。在密封的压缩机中，密封壳的底部通常具有用作润滑和冷却的油槽。

涡型机靠一定数量的密封件来确定移动或连续的腔。必须形成的一种密封是外壳的相对的侧部表面之间的密封。由于一个涡型件相对另一个的轨道运动，这些侧部密封在外吸气口附近形成并沿侧表面径向向内运动。另外，在一个涡型件的端板和另一个涡型件的围板边缘之间也要求密封。由于涡型压缩机依赖于围板侧表面之间的密封及端板和相对的围板边缘之间的密封，通常就不需要吸入和排放阀了。

尽管先有技术的涡型机设计成能在其寿命中无麻烦地运行，但在越出特殊的技术条件时仍然必须监视压缩机的操作并停止运行。通常要监视的工作特性包括压缩机致冷剂的排放温度、电机绕组的温度、三相倒转保护、三相的漏相/单相保护和抗短循环周期。监视这些特性及用于监视这些特性的方法和装置已成为许多专利的主题。

最近已经发现，通过监视涡型机的振动特性，就能在导致整个系统失效的问题出现以前发现这些问题。例如，在装有多个涡型机的制冷或空调系统中，一个涡型机的不正常的振动会导致单个涡型机的制冷管破裂。该管的破裂将导致系统中的制冷剂全部损失掉、损坏其性能，修理费很贵，在一些情况下还会有危险。在此引作参考的受让人的美国专利5975854公开了一种装置，它可独立地监视单个涡型机的振动特性。

因此，现在需要的是一个系统，该系统能和压缩机连通并监视一个压缩机和/或一组压缩机的工作特性。该系统具有监视每个压缩机的各方面特性的能力、并具有与中心监视系统连通来识别单个压缩机的现有的或可能出现的问题。该中心监视系统可以是一个与每个压缩机连通的集中的架式端口，也可以是一个与每个压缩机或互连网服务器进行通讯的相当于网关的集线架/系统式控制。互联网服务器通过网关和相应的压缩机连通。

本发明提供了先进的压缩机控制和保护系统的技术。该先进的压缩机的控制和保护系统内部集成了至今为止所用的先有技术的发动机保护模块所不具有的传感、保护和控制功能。本发明的控制和保护系统集成了压缩机的这些功能，改进了整个系统的成本、可靠性和使用价值，因此提供了改进的压缩机保护、简化了系统引线、判断和连通。本发明的先进的压缩机的控制和保护系统提供了大范围的压缩机模块普遍适用的硬件平台。本发明的系统由于所有传感和控制功能的共用电子平台而降低了成本、由于具有传感器和状态信息冗余所共用的逻辑电路改进了保护而产生高的可靠性、由于减少了可独立应用的保护系统的现场接线而降低了成本、并改进了可靠性。

本发明采用了低成本的实现连通的方法，该方法采用即时连通协议有助于实际使用的连通网络使用适配器和网关，同时在网络设备上的投资负担最小。在压缩机内宜采用多个传感器提供实测物理量的模拟信号。这些物理量的例子包括排放温度、发动机绕组温度、气体压力(吸入、排放)和压差，液位、液态制冷剂、液态制冷剂与油的相对百分比及其它物理参数。

本专业技术人员通过下面的详细描述、所附的权利要求及附图，将会更加清楚本发明其它优点和目的。

在附图中示出了目前所能想到的实施本发明的最佳模式。

图1是通过具有本发明的控制和保护系统的涡型制冷压缩机的中心的竖向剖视图，

图2是图1压缩机的俯视图，

图3是图2所示电器罩的透视图，

图4是图3的压缩机保护和控制分系统的侧视图，

图5是图3的压缩机的保护和控制分系统的功能方框图，

图6是优选的振动传感器的俯视图，它可装入图4的压缩机的保护和控制分系统图，

图7是图5所示的振动传感器的侧向剖视图，

图8是具有容量控制系统的压缩机的竖向剖视图，

图9是具有液喷系统的压缩机的竖向剖视图，

图10是具有油喷系统的压缩机的剖视图，

图11是压缩机接口的概略示图，

图12概略表示采用各种接口的多个压缩机的控制系统，

图13概略表示采用各种接口的多个压缩机的另一控制系统，