专利名称：多个马达的变速控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及马达控制，更具体的，本发明涉及多个空调和致冷压缩机的变速控制。
背景技术：
马达的变速控制，更具体的，在致冷或者空调应用中的压缩机马达的变速控制通常是使用变速驱动器来实现的。这就允许从压缩机系统去除所有的卸载硬件。在典型的包括多于一个压缩机的应用中，诸如多级电路冷却器、多个压缩机冷却器、致冷器之类，变速控制可以用于每个压缩机，以在必要时根据系统要求选择性地卸载压缩机。变速驱动器是昂贵的，因此，要求多变速驱动器的多个压缩机的系统也变得更昂贵。此外，多变速驱动器的需要增加了空调或者致冷系统的复杂性和尺寸。
因此，需要一种方法来减少多个马达或者多个压缩机的系统所需要的变速驱动器的数量，使得减小成本和系统复杂性。
发明内容
本发明的一个目的是提供多个马达，特别是多个压缩机的系统，其具有单一的变速驱动器来卸载马达或者压缩机马达。
本发明的另一个目的是提供一种低成本、不复杂的变速压缩机系统，其具有多个压缩机和马达，且具有单一的变速驱动器。
接下来的发明的又一个目的是提供一种机构，在将一个压缩机马达卸载到线路功率而将第二个压缩机马达加载到可变速度期间，该机构用于维持所期望的载荷组合，同时占据了到达第二马达的速度的时间。
根据前述的目的和下述的优点提供了一种系统，在变载荷的要求下，该系统用于多个马达的变速控制。该系统包括恒定的电源和多个具有电路的马达，这些电路具有与恒定电源连接的开关。该系统还包括变速驱动器，用于在可变的速度下驱动多个马达的每一个，其中，多个马达的每一个包括与变速驱动器相连的开关。多个马达的每一个通过开关选择性地与变速驱动器和恒定电源电连接，以响应于载荷要求在变速和恒速之一下驱动多个马达的每一个。在增加系统要求的情况下，为了防止马达的短周期，电开关的控制算法这样提供滞后，即，在从变速模式切换到恒速模式之前，使马达之一超速。类似的，在减少系统要求的情况下，滞后也包括在控制算法中，以防止马达的短周期。
为了全面地理解本发明，接下来根据附图通过参考来详细地描述本发明的各种实施例，其中图1是本发明的控制电路的示意图，显示一种驱动多个压缩机马达的变速驱动器；以及图2示出了一种典型的加载算法，其包括为了防止压缩机马达短周期所需要的滞后。
具体实施例方式
现在详细参考附图，如图1所示是通常表示为10的本发明的控制电路和系统的示意图。该系统包括单一的变速驱动器(VSD)12、连接到VSD12的输电线13、多个开关14-1、14-2、14-3，这些开关将各压缩机17-1、17-2和17-3的多个马达16-1、16-2和16-3连接到VSD12。
如图所示，通过电路18，VSD12通过开关14与多个马达，具体地与压缩机马达相连，但是电路18的作用是一次只将一个马达连上VSD。这样，可以处理变化的载荷和较宽的载荷范围。即，当载荷超过单一马达的容量时，该马达离开VSD，且在线路功率下在电路中全载荷运行或者以固定速度运行，然后，另一个压缩机在VSD功率下启动，以提供额外的冷却能力。
开关20-1、20-2和20-3设置为将压缩机马达从VSD功率断开，且将压缩机马达设置到线路功率或者恒定功率22。例如，打开开关14-1将马达16-1从VSD控制断开，且闭合开关20-1将马达16-1设置在线路功率22上。然后VSD功率可以通过闭合开关14来应用到系统中的任何其它马达。确保正确保护系统，使得连接到任意一个马达的开关(例如14-1和20-1)不能同时闭合是重要的。正确保护系统，使得VSD功率的开关14也不能以VSD过载的方式关闭也很重要。
在图2中示出了一种典型的加载算法，以包括这样的滞后。电路18的该控制算法包括滞后，以避免压缩机马达的短周期。这样，在将压缩机切换到线路速度之前，通过使压缩机超速来实现系统的诸如压缩机容量的110％之类的载荷要求，由于这样的低容量要求，在变速下使用后来的压缩机很难实现上述的载荷要求。因此，如果例如60Hz是每个压缩机的额定速度，且系统要求需要等于额外6Hz的额外容量(如图2所示，文本框(1))，替代立即将第一个压缩机设置在线路功率且第二压缩机在10％下运行，可以使该第一个压缩机马达16-1超速到66Hz，当要求变得更高且该变速压缩机到达其最大允许操作速度时，通过将该第一压缩机马达16-1切换到线路功率，该第一压缩机马达16-1速度下降，且第二个变速压缩机以满足所要求的系统载荷的速度加入该电路(如图2所示，文本框(2))。该第二个压缩机马达16-2到达高于其最小允许速度的速度，这使得系统载荷立即下降而不要求第二个压缩机立即关闭。当要求下降时，该模式以相反的方式进行(如图2所示，文本框(3)和(4))，尽管在图2中示出了两个马达，该模式容易应用到三个马达或者更多。
应该理解，这里表示的压缩机马达的速度只是示例性的，实际的速度会根据压缩机尺寸、类型和使用的系统而不同。
参考图1和图2(特别是文本框(3)和(4))，在操作中，当载荷接近单元的总容量时，除了最后的压缩机，例如16-3启动以外，系统将使所有的压缩机17运行在线路功率。该最后的马达将继续在VSD功率下运行，直到系统的载荷开始减小。当载荷减小时，马达16-3速度减小，直到其不再需要满足载荷。此时，通过开启开关14-3来关闭马达16-3，通过开启开关20-2和闭合开关14-2，另一个马达，例如16-2从线路功率变化到VSD功率。假设最小的压缩机速度要求大于零，马达16-3在其速度一路下降到零前将关闭。当该压缩机17-3关闭时，第一个压缩机可能需要增加其速度超过额定的60Hz，这就允许系统载荷立即上升而不要求第二个压缩机立即重启。这种容量下降的方法继续，直到没有马达工作在线路功率，且只有一个马达工作在VSD功率。这样，通过使用单一的VSD，任何数量的压缩机马达都可以有效地控制。
本发明的主要优点在于提供了具有单一变速驱动器的多个压缩机的系统，该变速驱动器用于根据要求加载和卸载压缩机，该系统可以提供系统容量和载荷之间的更好匹配。
本发明的另一个优点在于提供了低成本、较低复杂性的变速压缩机系统，该系统通过单一变速驱动器来控制多个压缩机和马达，使得VSD只需要这样定尺寸，即为从该VSD运行的最大单一马达提供足够的功率。
本发明的还有一个优点在于提供了一种机构，在将一个压缩机马达卸载到线路功率而将第二个压缩机马达加载到变速期间，该机构用于维持所期望的组合载荷，同时减小了马达短周期的可能性。
尽管本发明应用到能够在变速控制下有效运行的压缩机系统(螺旋、往复、旋转、卷动等)中来特定地说明和描述，本发明还通用到使用变速驱动器硬件的类型，从而，应用到任何类型的变速驱动器。因此，本发明意在只由后附的权利要求书的范围所限定。
权利要求
1.一种在可变载荷要求下用于马达的变速控制的系统，其包括恒定的电源；多个与所述恒定电源连接且具有电路的马达，其中，每个所述马达在恒速模式和变速模式中的至少一种模式下工作；用于在所述变速模式下驱动所述多个马达中的至少一个的装置，其中，通过所述电路，所述多个马达中的每个与用于驱动的所述装置连接；所述多个马达中的每个与用于驱动的所述装置和所述恒定电源选择性地电连接，以便响应于系统的载荷要求而在变速和恒速之一下驱动所述多个马达的所述每一个；当从变速模式切换到恒速模式时，所述电路的控制包括滞后；以及当从恒速模式切换到变速模式时，所述电路的控制包括滞后。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置是单一的变速驱动器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置一次只与所述多个马达之一电连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于不与所述变速驱动器电连接的所述多个马达的每一个与所述恒定电源电连接，或者与所有电源断开。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述多个马达中的每一个给空调和致冷系统之一的压缩机供给动力。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置是单一的变速驱动器。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置一次只与所述多个马达之一电连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于不与所述变速驱动器电连接的所述多个马达的每一个与所述恒定电源电连接，或者与所有电源断开。
全文摘要
本发明提供了一种用于在变载荷要求下的多个马达的变速控制的系统。该系统包括恒定电源和具有电路的多个马达，这些电路通过开关与恒定电源连接。该系统还包括变速驱动器，用于在可变的速度下驱动多个马达的每一个，其中，多个马达的每一个包括与变速驱动器连接的开关。通过开关，多个马达的每一个选择性地与变速驱动器和恒定电源电连接，用于响应于载荷要求在变速和恒速之一下驱动多个马达的每一个。在增加系统要求的情况下，为了防止马达的短周期，在从变速模式切换到恒速模式前，电开关的控制算法通过马达之一的超速来提供滞后。类似的，在减小系统要求的情况下，在控制算法中包括滞后，以防止马达的短周期。
文档编号F04C28/02GK1521582SQ20031011878
公开日2004年8月18日 申请日期2003年12月2日 优先权日2002年12月2日
发明者S·霍尔登, S 霍尔登 申请人:开利公司
技术领域：
本发明涉及马达控制，更具体的，本发明涉及多个空调和致冷压缩机的变速控制。
背景技术：
马达的变速控制，更具体的，在致冷或者空调应用中的压缩机马达的变速控制通常是使用变速驱动器来实现的。这就允许从压缩机系统去除所有的卸载硬件。在典型的包括多于一个压缩机的应用中，诸如多级电路冷却器、多个压缩机冷却器、致冷器之类，变速控制可以用于每个压缩机，以在必要时根据系统要求选择性地卸载压缩机。变速驱动器是昂贵的，因此，要求多变速驱动器的多个压缩机的系统也变得更昂贵。此外，多变速驱动器的需要增加了空调或者致冷系统的复杂性和尺寸。
因此，需要一种方法来减少多个马达或者多个压缩机的系统所需要的变速驱动器的数量，使得减小成本和系统复杂性。
发明内容
本发明的一个目的是提供多个马达，特别是多个压缩机的系统，其具有单一的变速驱动器来卸载马达或者压缩机马达。
本发明的另一个目的是提供一种低成本、不复杂的变速压缩机系统，其具有多个压缩机和马达，且具有单一的变速驱动器。
接下来的发明的又一个目的是提供一种机构，在将一个压缩机马达卸载到线路功率而将第二个压缩机马达加载到可变速度期间，该机构用于维持所期望的载荷组合，同时占据了到达第二马达的速度的时间。
根据前述的目的和下述的优点提供了一种系统，在变载荷的要求下，该系统用于多个马达的变速控制。该系统包括恒定的电源和多个具有电路的马达，这些电路具有与恒定电源连接的开关。该系统还包括变速驱动器，用于在可变的速度下驱动多个马达的每一个，其中，多个马达的每一个包括与变速驱动器相连的开关。多个马达的每一个通过开关选择性地与变速驱动器和恒定电源电连接，以响应于载荷要求在变速和恒速之一下驱动多个马达的每一个。在增加系统要求的情况下，为了防止马达的短周期，电开关的控制算法这样提供滞后，即，在从变速模式切换到恒速模式之前，使马达之一超速。类似的，在减少系统要求的情况下，滞后也包括在控制算法中，以防止马达的短周期。
为了全面地理解本发明，接下来根据附图通过参考来详细地描述本发明的各种实施例，其中图1是本发明的控制电路的示意图，显示一种驱动多个压缩机马达的变速驱动器；以及图2示出了一种典型的加载算法，其包括为了防止压缩机马达短周期所需要的滞后。
具体实施例方式
现在详细参考附图，如图1所示是通常表示为10的本发明的控制电路和系统的示意图。该系统包括单一的变速驱动器(VSD)12、连接到VSD12的输电线13、多个开关14-1、14-2、14-3，这些开关将各压缩机17-1、17-2和17-3的多个马达16-1、16-2和16-3连接到VSD12。
如图所示，通过电路18，VSD12通过开关14与多个马达，具体地与压缩机马达相连，但是电路18的作用是一次只将一个马达连上VSD。这样，可以处理变化的载荷和较宽的载荷范围。即，当载荷超过单一马达的容量时，该马达离开VSD，且在线路功率下在电路中全载荷运行或者以固定速度运行，然后，另一个压缩机在VSD功率下启动，以提供额外的冷却能力。
开关20-1、20-2和20-3设置为将压缩机马达从VSD功率断开，且将压缩机马达设置到线路功率或者恒定功率22。例如，打开开关14-1将马达16-1从VSD控制断开，且闭合开关20-1将马达16-1设置在线路功率22上。然后VSD功率可以通过闭合开关14来应用到系统中的任何其它马达。确保正确保护系统，使得连接到任意一个马达的开关(例如14-1和20-1)不能同时闭合是重要的。正确保护系统，使得VSD功率的开关14也不能以VSD过载的方式关闭也很重要。
在图2中示出了一种典型的加载算法，以包括这样的滞后。电路18的该控制算法包括滞后，以避免压缩机马达的短周期。这样，在将压缩机切换到线路速度之前，通过使压缩机超速来实现系统的诸如压缩机容量的110％之类的载荷要求，由于这样的低容量要求，在变速下使用后来的压缩机很难实现上述的载荷要求。因此，如果例如60Hz是每个压缩机的额定速度，且系统要求需要等于额外6Hz的额外容量(如图2所示，文本框(1))，替代立即将第一个压缩机设置在线路功率且第二压缩机在10％下运行，可以使该第一个压缩机马达16-1超速到66Hz，当要求变得更高且该变速压缩机到达其最大允许操作速度时，通过将该第一压缩机马达16-1切换到线路功率，该第一压缩机马达16-1速度下降，且第二个变速压缩机以满足所要求的系统载荷的速度加入该电路(如图2所示，文本框(2))。该第二个压缩机马达16-2到达高于其最小允许速度的速度，这使得系统载荷立即下降而不要求第二个压缩机立即关闭。当要求下降时，该模式以相反的方式进行(如图2所示，文本框(3)和(4))，尽管在图2中示出了两个马达，该模式容易应用到三个马达或者更多。
应该理解，这里表示的压缩机马达的速度只是示例性的，实际的速度会根据压缩机尺寸、类型和使用的系统而不同。
参考图1和图2(特别是文本框(3)和(4))，在操作中，当载荷接近单元的总容量时，除了最后的压缩机，例如16-3启动以外，系统将使所有的压缩机17运行在线路功率。该最后的马达将继续在VSD功率下运行，直到系统的载荷开始减小。当载荷减小时，马达16-3速度减小，直到其不再需要满足载荷。此时，通过开启开关14-3来关闭马达16-3，通过开启开关20-2和闭合开关14-2，另一个马达，例如16-2从线路功率变化到VSD功率。假设最小的压缩机速度要求大于零，马达16-3在其速度一路下降到零前将关闭。当该压缩机17-3关闭时，第一个压缩机可能需要增加其速度超过额定的60Hz，这就允许系统载荷立即上升而不要求第二个压缩机立即重启。这种容量下降的方法继续，直到没有马达工作在线路功率，且只有一个马达工作在VSD功率。这样，通过使用单一的VSD，任何数量的压缩机马达都可以有效地控制。
本发明的主要优点在于提供了具有单一变速驱动器的多个压缩机的系统，该变速驱动器用于根据要求加载和卸载压缩机，该系统可以提供系统容量和载荷之间的更好匹配。
本发明的另一个优点在于提供了低成本、较低复杂性的变速压缩机系统，该系统通过单一变速驱动器来控制多个压缩机和马达，使得VSD只需要这样定尺寸，即为从该VSD运行的最大单一马达提供足够的功率。
本发明的还有一个优点在于提供了一种机构，在将一个压缩机马达卸载到线路功率而将第二个压缩机马达加载到变速期间，该机构用于维持所期望的组合载荷，同时减小了马达短周期的可能性。
尽管本发明应用到能够在变速控制下有效运行的压缩机系统(螺旋、往复、旋转、卷动等)中来特定地说明和描述，本发明还通用到使用变速驱动器硬件的类型，从而，应用到任何类型的变速驱动器。因此，本发明意在只由后附的权利要求书的范围所限定。
权利要求
1.一种在可变载荷要求下用于马达的变速控制的系统，其包括恒定的电源；多个与所述恒定电源连接且具有电路的马达，其中，每个所述马达在恒速模式和变速模式中的至少一种模式下工作；用于在所述变速模式下驱动所述多个马达中的至少一个的装置，其中，通过所述电路，所述多个马达中的每个与用于驱动的所述装置连接；所述多个马达中的每个与用于驱动的所述装置和所述恒定电源选择性地电连接，以便响应于系统的载荷要求而在变速和恒速之一下驱动所述多个马达的所述每一个；当从变速模式切换到恒速模式时，所述电路的控制包括滞后；以及当从恒速模式切换到变速模式时，所述电路的控制包括滞后。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置是单一的变速驱动器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置一次只与所述多个马达之一电连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于不与所述变速驱动器电连接的所述多个马达的每一个与所述恒定电源电连接，或者与所有电源断开。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述多个马达中的每一个给空调和致冷系统之一的压缩机供给动力。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置是单一的变速驱动器。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述用于驱动的装置一次只与所述多个马达之一电连接。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于不与所述变速驱动器电连接的所述多个马达的每一个与所述恒定电源电连接，或者与所有电源断开。
全文摘要
本发明提供了一种用于在变载荷要求下的多个马达的变速控制的系统。该系统包括恒定电源和具有电路的多个马达，这些电路通过开关与恒定电源连接。该系统还包括变速驱动器，用于在可变的速度下驱动多个马达的每一个，其中，多个马达的每一个包括与变速驱动器连接的开关。通过开关，多个马达的每一个选择性地与变速驱动器和恒定电源电连接，用于响应于载荷要求在变速和恒速之一下驱动多个马达的每一个。在增加系统要求的情况下，为了防止马达的短周期，在从变速模式切换到恒速模式前，电开关的控制算法通过马达之一的超速来提供滞后。类似的，在减小系统要求的情况下，在控制算法中包括滞后，以防止马达的短周期。
文档编号F04C28/02GK1521582SQ20031011878
公开日2004年8月18日 申请日期2003年12月2日 优先权日2002年12月2日
发明者S·霍尔登, S 霍尔登 申请人:开利公司
再多了解一些
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