壓縮機(jī)，用于保護(hù)壓縮機(jī)的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提供有一種壓縮機(jī)，并且該壓縮機(jī)包括單相電動(dòng)機(jī)及保護(hù)器裝置。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)并且具有轉(zhuǎn)子和定子。定子包括鋁繞組。保護(hù)器裝置附接到定子并且被配置成在電源的到電動(dòng)機(jī)的輸入電壓小于設(shè)置在壓縮機(jī)的最小運(yùn)行電壓與壓縮機(jī)的過(guò)熱電壓之間的電平處的閾值電壓值時(shí)，將電動(dòng)機(jī)與電源斷開(kāi)。過(guò)熱電壓與電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱溫度對(duì)應(yīng)。閾值電壓值設(shè)置在最小運(yùn)行電壓與過(guò)熱電壓之間的電平處。保護(hù)器裝置包括裕度電平以使得閾值電壓減去裕度電平大于過(guò)熱電壓并且閾值電壓加上裕度電平小于最小運(yùn)行電壓。
【專利說(shuō)明】壓縮機(jī)，用于保護(hù)壓縮機(jī)的方法和設(shè)備
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求2013年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/791，330的權(quán)益。該申 請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003] 本公開(kāi)內(nèi)容涉及壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于保護(hù)具有鋁繞組電動(dòng)機(jī)的 壓縮機(jī)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 本部分提供了涉及本公開(kāi)內(nèi)容的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 制冷和空調(diào)系統(tǒng)一般包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥或其等同裝置以及蒸發(fā)器。這些 部件順序耦合以限定連續(xù)的流動(dòng)通道。制冷劑流經(jīng)系統(tǒng)并且在液相與汽相或氣相之間交 替。在制冷系統(tǒng)中所使用的多種壓縮機(jī)類型包括但是不限于渦旋式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)、 螺桿式壓縮機(jī)及旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，例如葉片式壓縮機(jī)。
[0006] 在渦旋式壓縮機(jī)中，電動(dòng)機(jī)經(jīng)由固定到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的合適的驅(qū)動(dòng)軸來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪構(gòu) 件中的一個(gè)。傳統(tǒng)上，壓縮機(jī)制造商在電動(dòng)機(jī)中使用銅繞組。最近，渦旋式壓縮機(jī)的制造商 已經(jīng)轉(zhuǎn)到具有銅繞組與一些鋁繞組的組合的電動(dòng)機(jī)。然而，鋁繞組具有高于銅的電阻率。因 此，使用鋁繞組代替過(guò)多的銅繞組將會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的效率的下降。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本部分提供了公開(kāi)內(nèi)容的一般概述，并且本部分不是要全面地公開(kāi)公開(kāi)內(nèi)容的全 部范圍或全部特征。
[0008] 提供有一種壓縮機(jī)，該壓縮機(jī)包括單相電動(dòng)機(jī)及保護(hù)器裝置。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī) 構(gòu)并且具有轉(zhuǎn)子和定子。定子包括鋁繞組。保護(hù)器裝置附接到定子并且被配置成在電源的 到電動(dòng)機(jī)的輸入電壓小于設(shè)置在壓縮機(jī)的最小運(yùn)行電壓與壓縮機(jī)的過(guò)熱電壓之間的電平 處的閾值電壓值時(shí)，將電動(dòng)機(jī)與電源斷開(kāi)。過(guò)熱電壓與電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱溫度對(duì)應(yīng)。閾值電壓 值設(shè)置在最小運(yùn)行電壓與過(guò)熱電壓之間的電平處。保護(hù)器裝置包括裕度電平以使得閾值電 壓減去裕度電平大于過(guò)熱電壓并且閾值電壓加上裕度電平小于最小運(yùn)行電壓。
[0009] 應(yīng)用的另外的領(lǐng)域?qū)?huì)根據(jù)本文提供的描述變得明顯。本概述中的描述及具體示 例只是意圖用于說(shuō)明而并不意圖限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0010] 將根據(jù)詳細(xì)描述及附圖更充分理解本公開(kāi)內(nèi)容，其中：
[0011] 圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的壓縮機(jī)；
[0012] 圖2是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的定子組件；
[0013] 圖3是示出了電壓和溫度的曲線圖；
[0014] 圖4是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的方法的流程圖；
[0015] 圖5是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的方法的流程圖；以及 [0016] 圖6是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的壓縮機(jī)。
[0017] 貫穿附圖的若干視圖，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)表示對(duì)應(yīng)的部分。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述示例實(shí)施方式。
[0019] 參考圖1，渦旋式壓縮機(jī)10包括圓柱形殼體12和單相電動(dòng)機(jī)40,單相電動(dòng)機(jī)40 被配置成使用驅(qū)動(dòng)軸30來(lái)驅(qū)動(dòng)軌道渦旋構(gòu)件52。電動(dòng)機(jī)40例如可以是單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 或者，電動(dòng)機(jī)可以是同步電動(dòng)機(jī)。此外，電動(dòng)機(jī)40可以是多相電動(dòng)機(jī)，例如三相電動(dòng)機(jī)。
[0020] 電動(dòng)機(jī)40包括定子組件42、纏繞定子組件42的繞組44以及耦合到驅(qū)動(dòng)軸30的 轉(zhuǎn)子43。具體地，通過(guò)使導(dǎo)線關(guān)于定子組件42內(nèi)的齒成圈來(lái)形成繞組44。
[0021] 如本文中所描述，用于繞組44的導(dǎo)線包括鋁。此外，如本文中所使用的那樣，鋁應(yīng) 當(dāng)被理解為還包括用作為導(dǎo)線以形成電動(dòng)機(jī)繞組44的合適的鋁合金。
[0022] 參考圖2,定子組件42包括包含堆疊的疊層92的定子芯90。
[0023] 又例如，在共同轉(zhuǎn)讓的以下美國(guó)專利申請(qǐng)中描述了具有帶有鋁繞組的單相 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的渦旋式壓縮機(jī)：2012年11月30日提交的名為"Scroll Compressor Having a Single Phase Induction Motor with Aluminum Windings" 的美國(guó)專利申 請(qǐng)No.61/731，618,以及2013年3月15日提交的具有相同的名稱及要求美國(guó)專利申請(qǐng) No. 61/731,618的優(yōu)先權(quán)的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 13/835,087。上述申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容通過(guò) 引用結(jié)合于此。
[0024] 再次參考圖1，輸入電壓經(jīng)由電力線102傳送到壓縮機(jī)10和電動(dòng)機(jī)40。
[0025] 控制模塊100可以附接到壓縮機(jī)10的壓縮機(jī)殼體12。電力線102可以延伸通過(guò) 保護(hù)模塊100以將輸入電壓傳送到壓縮機(jī)殼體12內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)40。
[0026] 控制模塊100可以包括監(jiān)視經(jīng)由電力線102傳送到壓縮機(jī)10和電動(dòng)機(jī)40的輸入 電壓的電壓傳感器110。如下面所描述，電壓傳感器110可以用于測(cè)試目的以確定電動(dòng)機(jī) 40的某電壓特性及參數(shù)。
[0027] 此外，如圖1所示，壓縮機(jī)10可以包括監(jiān)視電動(dòng)機(jī)繞組44的溫度的溫度傳感器 120。如下面所描述，溫度傳感器120可以用于測(cè)試目的以確定電動(dòng)機(jī)40的某溫度特性及 參數(shù)。
[0028] 測(cè)試之后，并且如下面進(jìn)一步所描述，可以在沒(méi)有電壓傳感器110和溫度傳感器 120的情況下操作壓縮機(jī)10。例如，圖6中示出了沒(méi)有電壓傳感器110和溫度傳感器120 的壓縮機(jī)10。如下面所描述，圖6中示出的壓縮機(jī)包括電動(dòng)機(jī)保護(hù)器裝置200,這也在圖2 中示出。
[0029] 隨著輸入到電動(dòng)機(jī)的輸入電壓減小，電動(dòng)機(jī)的溫度趨于升高。圖3中示出了這種 關(guān)系。如所示出的那樣，針對(duì)較高的電壓，電動(dòng)機(jī)溫度相對(duì)較低，并且針對(duì)較低的電壓，電動(dòng) 機(jī)溫度相對(duì)較高。
[0030] 此外，如與使用銅繞組的相似的電動(dòng)機(jī)相比，在所有其他操作條件大體上相同的 情況下，針對(duì)給定的電壓下降，使用鋁繞組的電動(dòng)機(jī)通常將會(huì)比使用銅繞組的類似的電動(dòng) 機(jī)在溫度上具有較高的相應(yīng)增加。
[0031] 針對(duì)在給定安裝環(huán)境中傳送的輸入電力的電壓變化，電動(dòng)機(jī)通常被配置具有指定 的最小或低電壓("LV")，被稱為"必須運(yùn)行電壓"或"最小運(yùn)行電壓"。例如，針對(duì)給定的制 造的電動(dòng)機(jī)的規(guī)格為了滿足規(guī)格可能要求電動(dòng)機(jī)必須能夠在指定的LV下工作。參考圖3， 示出了 LV。此外，LV值可以是電動(dòng)機(jī)40的額定電壓的預(yù)定百分比，例如90%。例如，針對(duì) 額定電壓為200V的電動(dòng)機(jī)，相應(yīng)的LV值可以是180V。換言之，在大多數(shù)情況下，LV可以以 10%低于電動(dòng)機(jī)額定電壓。然而，可以使用其他預(yù)定的百分比。
[0032] 例如，下面的表格包括針對(duì)三個(gè)不同的示例壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)的額定電壓以及"必須 運(yùn)行"或LV電壓，包括在適用的情況下針對(duì)60Hz和50Hz兩個(gè)版本的值 ：
[0033]
【權(quán)利要求】
1. 一種壓縮機(jī)，包括： 驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)的單相電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)子和定子，所述定子包括鋁繞組；以及 保護(hù)器裝置，所述保護(hù)器裝置附接到所述定子，所述保護(hù)器裝置被配置成在電源的到 所述電動(dòng)機(jī)的輸入電壓小于閾值電壓值時(shí)將所述電動(dòng)機(jī)與所述電源斷開(kāi)，所述閾值電壓值 設(shè)置在所述壓縮機(jī)的最小運(yùn)行電壓與所述壓縮機(jī)的過(guò)熱電壓之間的電平處，所述過(guò)熱電壓 與所述電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱溫度對(duì)應(yīng)； 其中，所述閾值電壓值設(shè)置在所述最小運(yùn)行電壓與所述過(guò)熱電壓之間的電平處，并且 其中所述保護(hù)器裝置包括裕度電平以使得所述閾值電壓減去所述裕度電平大于所述過(guò)熱 電壓，并且使得所述閾值電壓加上所述裕度電平小于所述最小運(yùn)行電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，所述閾值電壓值設(shè)置在所述最小運(yùn)行電壓與 所述閾值電壓之間的中點(diǎn)處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)，其中，所述裕度電平設(shè)置在為所述最小運(yùn)行電壓與 所述過(guò)熱電壓之間的差的25%的值處。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，所述裕度電平設(shè)置在為所述最小運(yùn)行電壓與 所述過(guò)熱電壓之間的差的25%的值處。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，所述壓縮機(jī)是渦旋式壓縮機(jī)。
6. -種方法，包括： 使用具有轉(zhuǎn)子和定子的單相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)構(gòu)，所述定子包括鋁繞組；以及 在電源的到所述電動(dòng)機(jī)的輸入電壓小于閾值電壓值時(shí)使用保護(hù)器裝置將所述電動(dòng)機(jī) 與所述電源斷開(kāi)，所述閾值電壓值設(shè)置在所述壓縮機(jī)的最小運(yùn)行電壓與所述壓縮機(jī)的過(guò)熱 電壓之間的電平處，所述過(guò)熱電壓與所述電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱溫度對(duì)應(yīng)； 其中，所述閾值電壓值設(shè)置在所述最小運(yùn)行電壓與所述過(guò)熱電壓之間的電平處，并且 其中所述保護(hù)器裝置包括裕度電平以使得所述閾值電壓減去所述裕度電平大于所述過(guò)熱 電壓，并且使得所述閾值電壓加上所述裕度電平小于所述最小運(yùn)行電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述閾值電壓值設(shè)置在所述最小運(yùn)行電壓與所 述閾值電壓之間的中點(diǎn)處。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述裕度電平設(shè)置在為所述最小運(yùn)行電壓與所 述過(guò)熱電壓之間的差的25%的值處。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述裕度電平設(shè)置在為所述最小運(yùn)行電壓與所 述過(guò)熱電壓之間的差的25%的值處。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述壓縮機(jī)是渦旋式壓縮機(jī)。
11. 一種設(shè)備，包括： 保護(hù)器裝置，所述保護(hù)器裝置被配置用于附接到驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)的單相電動(dòng)機(jī) 的定子，所述電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)子和包括鋁繞組的所述定子，所述保護(hù)器裝置還被配置成在電 源的到所述電動(dòng)機(jī)的輸入電壓小于閾值電壓值時(shí)將所述電動(dòng)機(jī)與所述電源斷開(kāi)，所述閾值 電壓值設(shè)置在所述壓縮機(jī)的最小運(yùn)行電壓與所述壓縮機(jī)的過(guò)熱電壓之間的電平處，所述過(guò) 熱電壓與所述電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱溫度對(duì)應(yīng)； 其中，所述閾值電壓值設(shè)置在所述最小運(yùn)行電壓與所述過(guò)熱電壓之間的電平處，并且 其中，所述保護(hù)器裝置包括裕度電平以使得所述閾值電壓減去所述裕度電平大于所述過(guò)熱 電壓，并且使得所述閾值電壓加上所述裕度電平小于所述最小運(yùn)行電壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述閾值電壓值設(shè)置在所述最小運(yùn)行電壓與 所述閾值電壓之間的中點(diǎn)處。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述裕度電平設(shè)置在為所述最小運(yùn)行電壓與 所述過(guò)熱電壓之間的差的25%的值處。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述裕度電平設(shè)置在為所述最小運(yùn)行電壓與 所述過(guò)熱電壓之間的差的25%的值處。
15. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述壓縮機(jī)是渦旋式壓縮機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02K11/00GK104052199SQ201410096448
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月15日
【發(fā)明者】杰斐遜·B·約翰遜, 杰弗里·約翰·霍英, 安東尼·P·莫茨 申請(qǐng)人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(shù)有限公司