[发明专利]一种绕组感应加热方法、系统及空调设备

说明书

本发明提供一种绕组感应加热方法、系统及空调设备。其中，对压缩机控制系统进行测试，固定对压缩机加热时的发热目标功率条件，确定不同直流母线电压需要对应的不同占空比，拟合所述直流母线电压与占空比的曲线关系；压缩机加热时，实时检测压缩机控制系统中的当前直流母线电压，根据建立的直流母线电压与占空比的关系，对应检测到的当前直流母线电压，调整占空比；根据调整的所述占空比，进行PWM输出控制，以控制所述压缩机控制系统功率模块的开通时序，保持对压缩机加热时的发热功率恒定。本方案可实现根据电压波动调整占空比以控制绕组感应加热保持发热功率恒定，避免电压波动导致发热功率过大或过小，具有功率消耗小、成本低、可靠性强等特点。

技术领域

本发明涉及压缩机加热控制技术领域，具体涉及绕组感应加热方法、系统及空调设备。

背景技术

空调压缩机，在气温较低时，压缩机内的冷冻油会发生冷凝，这种情况下强制启动需要很大力矩相应产生很大驱动电而引起绕组发热量太大会造成压缩机内部永磁退磁、启动失败，同时存在能耗过大问题。另外，这样长期运行会增加压缩机磨损；在气温较高时，制冷机组停机状态下，压缩机壳体当中存在的制冷剂液体易发生蒸发不完全、泄露、堵塞，会对压缩机润滑产生破坏。因而，对空调压缩机进行适当加热可以避免上述情况。并且，加热过程中，加热功率既不能过大也不能过小，发热功率过大导致电机线圈过热老化甚至退磁，发热功率过小则达不到加热预期目的。

现有压缩机加热技术中，主要包括三种方式：

1)辅助电加热带加热：给压缩机增加一个外置电加热带，通过给加热带供电进行加热，为开环控制，需要给压缩机增加外置电加热带，成本较高，通过压缩机外壳热传导加热压缩机内部能耗大效率低，且电压波动时功率不同，不能保持发热功率/发热量恒定。甚至长时间使用因高温、应力等可能导致加热带断裂而影响压缩机正常运行，还存在起火隐患等。

2)利用压缩机绕组铜损加热：向压缩机绕组施加一个大电流，通过绕组自身电阻产生热量即铜损，为闭环控制，流过电机绕组的电流近似直流则可检测到直流电流调整功率模块占空比，能保证发热功率恒定，但绕组自身电阻通过大电流产生损耗，功耗太大、还会出现功率模块本身发热，对功率大的压缩机，其绕组电阻小很难使用该方式。

3)利用压缩机绕组铁损感应加热：通过在压缩机的两相施加高频交流电压，增加压缩机铁磁材料的磁滞损耗和涡流损耗即铁损，实现绕组感应加热，为开环控制，不能保证发热功率恒定。相对于前两种方式，其电流小，功率模块损耗小，可靠性高，成本较低。但是，由于感应加热主要基于磁滞损耗和涡流损耗，损耗模型复杂一般难以计算加热功率，通常依赖试验数据，而其电流小且变化快，导致检测困难。在公共电网电压恒定的情况下，功率器件在固定开关周期下按照固定占空比开关，则可保证发热功率恒定；而实际上，公网输入电压并非恒定，是在一定范围内波动，在这种情形下，功率器件再按照原占空比开关仍然会出现发热功率过大或者过小(过大导致电机线圈过热老化、退磁，过小则达不到加热预期)。

针对上述缺陷，需要一种新的绕组感应加热方法，在电压波动情况下能够便捷地根据电压波动调整占空比，保证恒定的发热功率，避免电压波动导致发热功率过大或过小，并维持绕组感应电流小、功率消耗小、成本低、可靠性强等特点。

发明内容

为了克服上述缺陷，提出了本发明，以解决或至少部分地解决如何根据电压波动调整占空比以控制绕组感应加热保持发热功率恒定的技术问题。针对上述技术问题，本发明提供一种绕组感应加热方法、系统及空调设备。

第一方面，提供一种绕组感应加热方法，包括：通过固定发热目标功率条件，建立直流母线电压与输出控制占空比的关系；对检测到的当前实际直流母线电压，根据所述关系，调整为对应的占空比，以所述占空比进行PWM输出控制。