[发明专利]控制压缩机电动机的系统和方法

说明书

本公开涉及用于控制压缩机电动机的系统和方法，特别是改变该电动机的运行参数以向该电动机的润滑剂提供热量。该运行参数包括以下一个或多个：脉冲宽度调制切换频率、脉冲宽度调制频率切换模式或该压缩机的驱动器的转矩/安培比。该电动机的效率可以被降低以提供热量，该热量改善了润滑剂的质量和驱动效率，以提高压缩机运行的整体效率。该方法可以包括确定润滑剂质量，以及确定改善润滑剂质量的运行参数。

技术领域

本公开涉及控制压缩机电动机的系统和方法，特别是改变该电动机 的运行参数以增加压缩机的排放流的热量从而精炼从该排放流回收的 润滑剂。

背景技术

压缩机通常包括由电动机驱动的旋转部件。电动机由定子和转子 部件定义。该旋转部件通常由轴承支撑并允许由轴承旋转，同时对该 轴承进行润滑以促进旋转。例如，螺杆压缩机具有一个或多个转子， 该转子经由连接到电动机的轴驱动。在运行中，压缩机的排放包括来 自轴承的润滑剂，该轴承支撑并允许该轴旋转以驱动转子和/或来自该 转子本身的旋转。典型地，润滑剂通过位于该压缩机排放下游的分离 器与该压缩机的排放流分离，并且回收的润滑剂被引导回到轴承。

发明内容

本公开涉及控制压缩机电动机的系统和方法，特别是改变该电动 机的运行参数以增加压缩机的排放流的热量从而精炼从该排放流回收 的润滑剂。

压缩机系统通常包括驱动该压缩机的电动机。电动机可以从驱动 器接收动力，而由该驱动器提供的动力控制该电动机的运行。压缩机 包括由轴承支撑的旋转部件。轴承用润滑剂润滑。轴承处的润滑剂暴 露于通过压缩机的制冷剂流中，并且一些润滑剂在压缩机的排放流中 被带走。该润滑剂可以在压缩机排放口下游的润滑剂分离器处回收， 并返回到轴承。润滑剂的质量(例如，溶解在润滑剂中的制冷剂的质 量分数)可能受其温度影响，并且润滑剂的温度与压缩机的排放过热 度有关。

压缩机电动机的高效运行可以减少该电动机散发的热量。在这些 高效运行过程中，这会导致排放温度低。压缩机在低压比下运行，并 且在可变容积压缩机中，低容积比也会导致压缩机排放过热度降低。 此外，许多现代制冷剂趋于在润滑剂中具有较高的溶解度，并且对润 滑剂的流变性质和/或润滑剂质量(例如，溶解在润滑剂中的制冷剂的 质量分数)的维护要求更高。加热润滑剂可以帮助改善润滑剂质量和/ 或流变性质，并且当压缩机系统在压缩机运行图的某些部分(例如， 可变容积压缩机中的低压比和/或低容积比)运行时使润滑剂能够提供 足够的润滑。增加压缩机的排放过热度是一种加热润滑剂以通过改善 润滑剂与制冷剂的分离、减少润滑剂稀释而精炼润滑剂的方法。

电动机和驱动器运行会向压缩机系统中的制冷剂提供热量，从而 导致压缩机排放处的温度升高。电动机和驱动器的运行可能导致电动 机效率低下，从而导致产生废热损失。例如，如果制冷剂在进入压缩 机的吸入口之前用于电动机冷却，则来自该电动机的废热可以传递到 进入压缩机的制冷剂中。电动机运行中的损失可以与驱动效率的提高 相平衡，该驱动效率的提高是在某些条件下在压缩机运行图的更有效 部分处的运行所导致的。因此，通过使用被选择为润滑剂提供热量的 运行参数可以提高整体效率，即使在运行参数针对电动机效率而言不 是最佳的情况下也是如此。

根据实施例的压缩机系统包括：压缩机，包括一个或多个轴承、 一个或多个旋转部件、吸入口和排放口；电动机，与该一个或多个旋 转部件中的至少一个耦接；驱动器，为电动机和控制器提供动力。控 制器与驱动器连接。控制器被配置为基于润滑条件来改变一个或多个 驱动参数。改变该一个或多个驱动参数增加电动机和驱动器中至少一 个所产生的热量。

在实施例中，该一个或多个驱动参数包括脉冲宽度调制切换频率 和脉冲宽度调制频率切换模式中的至少一个。在实施例中，改变脉冲 宽度调制切换频率和脉冲宽度调制频率切换模式增加电动机的温度。

在实施例中，该一个或多个驱动参数包括电动机和驱动器的转矩 /安培比。在实施例中，改变电动机和驱动器的转矩/安培比包括以下 至少一项：调整感应饱和曲线、调整反电动势(EMF)常数或将高频 分量注入波形。