[发明专利]集成压缩机马达和制冷剂/油加热器的装置和方法

说明书

背景技术

本发明涉及用于加热电动马达和邻近流体的方法和装置。

诸如用于制冷单元的电动压缩机马达之类的电动马达经常在一定范围的环境温度条件中运行。当运行在相对低的环境温度期间，由于有限的负载需求，所以压缩机经常循环打开和关闭。在压缩机关闭期间，与制冷单元和压缩机相关的流体(例如，油和制冷剂)的温度可能非常低。如此低的流体温度例如可能会在压缩机起动时影响油的输送，从而降低了压缩机的可靠性。另外，如果制冷单元关闭很长的一段时间(通常长于大约6小时)，则液体制冷剂开始向压缩机移动，压缩机通常是系统中最大的部件。压缩机内存在的制冷剂在起动时会产生所谓的“带液起动”。当压缩机在带液条件下起动时，存在于压缩机内的液体制冷剂导致了对压缩机和系统内其它部件的高应力并因此降低了可靠性。

因此，期望在低环境温度条件下加热制冷剂和油，以利于压缩机的可靠运行。已有的一个解决方案是利用外部的曲轴箱电加热器通过经由压缩机底座和壳的热传递来加热制冷剂和油(例如，参见美国专利3133429、4066869、4755657和5062277)。不过，这个已知的解决方案存在一些问题。外部的元件增加了制冷单元中的部件数量。而且，这些外部加热器还需要使用了散热复合物(heat sinking compound)的正确安装。在使用过程中，外部加热器在热循环期间必须防潮和防腐蚀，这可能会使得在结构和维修方面都存在问题。而且，这些外部加热器可能导致到压缩机内的制冷剂和油的热传递效率不高。

发明内容

本发明的示例性实施例包括压缩机装置，其包括电源、壳、具有马达绕组的电动马达和控制组件。所述电动马达位于所述壳内。控制组件以两种模式从所述电源向所述马达绕组提供电力。第一模式向所述马达绕组提供电力，以便利用所述马达生成热而不产生力输出。第二模式向所述马达绕组提供电力，以便利用所述马达产生力输出。所述控制组件启动所述第一模式并持续选定时间段，而后再启动所述第二模式，以便驱除出流体从而降低带液压缩机起动的风险。

一种操作具有马达绕组的电动马达的方法，包括从电源获得电力，向所述马达绕组提供电力并持续选定的时间段以生成热而不产生力输出，接着向所述马达绕组提供AC电力以产生力输出。

附图说明

图1是涡旋式压缩机的截面视图；

图2是往复式压缩机的截面视图；

图3是用于三相感应马达的马达控制电路的一部分的示意图；

图4是用于单相感应马达的马达控制电路的一部分的示意图。

具体实施方式

总体上，本发明的示例性实施例包括将诸如电动马达之类的马达(例如，压缩机马达)连接到恒流电源(DC或AC)，其可以在不产生力输出的情况下加热马达的绕组。这使得马达能够在马达停机期间，也就是当马达不提供力输出(即，执行机械做功)的时候，提供加热器的功能。例如，由马达产生的热可被用于增加润滑剂粘度。而且，通过在起动马达以产生力输出之前利用马达产生热并持续选定的时间段，能够控制马达从而减少带液起动，否则带液起动对于带有能够移动到压缩机的流体的压缩机马达可能会产生可靠性问题。虽然本发明在应用于压缩机马达时提供了许多有用的益处，但本发明对带有马达的其它类型系统来说也是有用的。

图1和图2示出了适合于与制冷系统一起使用的两种类型的压缩机，这些压缩机还适合其它应用。图1是示例性涡旋式压缩机的截面图，而图2是示例性往复式压缩机的截面图。仅以举例的方式而非限制的方式来描述这些压缩机，并且应当意识到，本发明适用于任何的密封型和半密封型的压缩机。

首先参照图1，所示涡旋式压缩机10包括：带有连接底座14的壳12，抽吸端口16，排出端口18，带有封闭的馈通件(feedthrough)22(例如，注册商标为的玻璃-金属密封式封闭的馈通件，可从美国俄亥俄州辛辛那提市的Fusite USA获得)的电力布线接线盒壳体20，连接到电源26的电力输入缆线24，和电动马达组件28。电动马达组件28包括驱动轴30、定子32和转子34。还在图1中示出了，位于压缩机10的壳12内部的是制冷剂流体36和油38。压缩机10可包括并未具体描述的其他部件，例如端口16和18被连接到作为制冷剂系统(未示出)一部分的适合管道。而且，压缩机10的具体构造可根据具体应用的需要而变化。