專利名稱：變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及變頻壓縮機(jī)制動(dòng)能量回收再利用的節(jié)能系統(tǒng)。
技術(shù)背景目前，國內(nèi)變頻壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的制動(dòng)單元一般都采取能耗制動(dòng)方式，當(dāng)變頻器的輸出 頻率接近為零，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到一定數(shù)值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能熱損耗于電動(dòng)機(jī)的發(fā)電回路中，為防止電動(dòng)片幾減速過程中所形成的再生電 流過大，造成變頻器和電動(dòng)機(jī)的損壞，需串入適當(dāng)?shù)闹苿?dòng)單元或制動(dòng)電阻，這樣能量毫無利 用的轉(zhuǎn)換為熱能損失掉是一種能量的浪費(fèi)，另 一方面由于壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)安裝空間狹小，安 裝難度大，通風(fēng)條件差，熱量很難及時(shí)散發(fā)出去，導(dǎo)致壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)工作溫度升高，效率 降低。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能損耗 于電動(dòng)機(jī)的發(fā)電回路中造成能量浪費(fèi)的缺陷，提供一種變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，該裝 置能夠?qū)⑿D(zhuǎn)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能存儲(chǔ)下來，并在需要時(shí)釋放電能。本實(shí)用新型針對上述缺陷采用的技術(shù)解決方案是變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，包括電源、壓縮機(jī)及逆變單元，在逆變單元上設(shè)置儲(chǔ) 能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)包括控制器、充電回路及放電回路，控制器對壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān) 控(1) 充電回路由第一開關(guān)模塊和儲(chǔ)能單元構(gòu)成，第一開關(guān)模塊與儲(chǔ)能單元串聯(lián)后與逆 變單元連接，當(dāng)控制器監(jiān)測到與電動(dòng)機(jī)連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對 應(yīng)直流電壓時(shí)，控制器通過對第一開關(guān)模塊的脈沖導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)能單元的充電過程；(2) 放電回路由第二開關(guān)模塊和上述儲(chǔ)能單元構(gòu)成，第二開關(guān)模塊與儲(chǔ)能單元并聯(lián)， 當(dāng)控制器監(jiān)測到電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，控制器通過對第二開關(guān)模塊的脈沖導(dǎo)通，使 得儲(chǔ)能單元中電抗器上形成一個(gè)瞬時(shí)左正右負(fù)的電壓，再加上儲(chǔ)能單元中電解電容上 的電壓就能實(shí)現(xiàn)從電解電容到直流母線的能量反饋。上述儲(chǔ)能單元的電抗器與電解電容串聯(lián)連接。上述儲(chǔ)能系統(tǒng)還包括保護(hù)單元，保護(hù)單元由第三開關(guān)模塊及電阻串聯(lián)構(gòu)成，保護(hù)單元再 與電解電容并聯(lián)，充電過程中，當(dāng)電解電容上的電壓增加到某一極限值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍處于 發(fā)電狀態(tài)，電能不斷送回直流母線，直流母線的電壓繼續(xù)提高，控制器控制第三開關(guān)模塊的導(dǎo)通，通過保護(hù)單元消耗多余的能量。上述第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊及第三開關(guān)模塊中的開關(guān)器件采用功率晶體管、金屬 氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極性晶體管或門極關(guān)斷晶閘管。本實(shí)用新型的有益效果此變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，在壓縮機(jī)停止工作時(shí)，其電動(dòng)機(jī)減速過程中發(fā)出的電能通過充電回路存儲(chǔ)在儲(chǔ)能單元中；保護(hù)單元在儲(chǔ)能單元充電電壓達(dá)到某一極限值時(shí)發(fā)揮作用，將電壓過高的那部分能量又通過能耗制動(dòng)消耗掉，既起到能耗制動(dòng)的作用，又達(dá)到保護(hù)開關(guān)模塊和儲(chǔ)能單元的目的；在電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)儲(chǔ)能單 元儲(chǔ)存的能量又通過放電回路釋放出來供電動(dòng)機(jī)做功。正是這樣不停的充電放電周而復(fù)始， 不僅使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)的能量儲(chǔ)存起來再次利用，而且也提高了變頻制冷系統(tǒng)的功率因數(shù)，從 而起到節(jié)能降耗的目的。

圖1為變頻壓縮^L能量再生控制裝置組成簡圖； 圖2為變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置控制單元電路原理圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1、圖2,變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，包括電源、整流單元l、緩沖單元2、 濾波單元3、逆變單元4及壓縮機(jī)，在逆變單元4上設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)包括控制器、 充電回路、放電回路及保護(hù)單元7。整流單元1采用普通的不可控整流橋進(jìn)行整流，濾波單元3采用通用電解電容E1、 E2, 緩沖單元2采用可控硅，逆變單元4由功率模塊組成，儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電、放電過程以及保護(hù) 單元7的工作由控制器進(jìn)行控制。充電回路由第一開關(guān)模塊5和儲(chǔ)能單元6構(gòu)成，第一開關(guān)模塊5與儲(chǔ)能單元6串聯(lián)后與 逆變單元4連接。放電回路由第二開關(guān)模塊8和儲(chǔ)能單元6構(gòu)成，第二開關(guān)模塊8與儲(chǔ)能單 元6并聯(lián)，儲(chǔ)能單元6由電抗器L與電解電容E3串聯(lián)連接。保護(hù)單元7由第三開關(guān)模塊9及 電阻R2串聯(lián)構(gòu)成，保護(hù)單元7再與電解電容E3并聯(lián)。上述第一開關(guān)模塊5、第二開關(guān)模塊8、第三開關(guān)模塊9均由晶體管與續(xù)流二極管并聯(lián)構(gòu) 成，晶體管采用功率晶體管、金屬氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極性晶體管或門 極關(guān)斷晶閘管。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，控制器對電動(dòng)機(jī)直流母線的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)控制器監(jiān) 測到與電動(dòng)機(jī)連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對應(yīng)直流電壓時(shí)，控制器控制第一 開關(guān)模塊5脈沖導(dǎo)通并關(guān)斷第二開關(guān)模塊8實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)能單元6的充電過程，此時(shí)的電抗器L與電解電容E3分壓，從而確保電解電容E3工作在安全電壓內(nèi)。充電過程中，當(dāng)電解電容E3 上的電壓增加到某一極限值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不斷送回直流母線，直流母 線的電壓繼續(xù)提高，此時(shí)保護(hù)單元7發(fā)揮作用，控制器控制第三開關(guān)模塊9的導(dǎo)通，將電壓 過高的那部分能量通過電阻R2發(fā)熱消耗掉，既起到能耗制動(dòng)的作用，又達(dá)到保護(hù)開關(guān)模塊和 儲(chǔ)能單元6的目的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，控制器監(jiān)測發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)不再充電，則對第二開關(guān)模 塊8進(jìn)行脈沖導(dǎo)通，使得在電抗器L上形成一個(gè)瞬時(shí)左正右負(fù)的電壓，再加上儲(chǔ)能單元中電 解電容E3上的電壓就能實(shí)現(xiàn)從電解電容E3到直流母線的能量反饋?？刂破魍ㄟ^對電解電容 E3上的電壓和直流回路的電壓監(jiān)測，控制第二開關(guān)模塊8的開關(guān)頻率及占空比，從而控制反 饋電流，確保直流回路電壓不出現(xiàn)過高的情況。上述變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，適用于變頻冰箱、冷拒、展示柜、空調(diào)等電器系統(tǒng)。
權(quán)利要求1、變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，包括電源、壓縮機(jī)及逆變單元，其特征在于在逆變單元上設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)包括控制器、充電回路及放電回路，控制器對壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控(1)充電回路由第一開關(guān)模塊和儲(chǔ)能單元構(gòu)成，第一開關(guān)模塊與儲(chǔ)能單元串聯(lián)后與逆變單元連接，當(dāng)控制器監(jiān)測到與電動(dòng)機(jī)連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對應(yīng)直流電壓時(shí)，控制器通過對第一開關(guān)模塊的脈沖導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)能單元的充電過程；(2)放電回路由第二開關(guān)模塊和上述儲(chǔ)能單元構(gòu)成，第二開關(guān)模塊與儲(chǔ)能單元并聯(lián)，當(dāng)控制器監(jiān)測到電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，控制器通過對第二開關(guān)模塊的脈沖導(dǎo)通，使得儲(chǔ)能單元中電抗器上形成一個(gè)瞬時(shí)左正右負(fù)的電壓，再加上儲(chǔ)能單元中電解電容上的電壓就能實(shí)現(xiàn)從電解電容到直流母線的能量反饋。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，其特征在于所述儲(chǔ)能單元的 電抗器與電解電容串聯(lián)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，其特征在于所述儲(chǔ)能系 統(tǒng)還包括保護(hù)單元，保護(hù)單元由第三開關(guān)模塊及電阻串聯(lián)構(gòu)成，保護(hù)單元再與電解電容并聯(lián)， 充電過程中，當(dāng)電解電容上的電壓增加到某一極限值，此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍處于發(fā)電狀態(tài)，電能不 斷送回直流母線，直流母線的電壓繼續(xù)提高，控制器控制第三開關(guān)模塊的導(dǎo)通，通過保護(hù)單 元消耗多余的能量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，其特征在于所述第一開關(guān)模 塊、第二開關(guān)模塊及第三開關(guān)模塊中的開關(guān)器件采用功率晶體管、金屬氧化物-半導(dǎo)體場效 應(yīng)晶體管、絕緣柵雙極性晶體管或門極關(guān)斷晶閘管。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種變頻壓縮機(jī)能量再生控制裝置，包括電源、壓縮機(jī)及逆變單元，在逆變單元上設(shè)置儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制器對壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)控制器監(jiān)測到與電動(dòng)機(jī)連接的直流母線上電壓高于輸入的交流電壓對應(yīng)直流電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，對儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行充電；當(dāng)控制器監(jiān)測到電動(dòng)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)放電，將電能反饋回與電動(dòng)機(jī)連接的直流母線。正是這樣不停的充電放電周而復(fù)始，不僅使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)的能量儲(chǔ)存起來再次利用，而且也提高了變頻制冷系統(tǒng)的功率因數(shù)，從而起到節(jié)能降耗的目的。
文檔編號(hào)H02J15/00GK201113564SQ20072002970
公開日2008年9月10日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者斌 張, 張興起, 張震德, 徐玉峰, 陶振雷 申請人:青島澳柯瑪股份有限公司