[发明专利]用于电机的控制器及驱动电路

说明书

描述了一种电机系统。该电机系统包括驱动电路，该驱动电路包括被配置为供应变频电流的逆变器和被配置为供应线路频率电流的接触器。电机系统还包括联接到驱动电路的电机，其中电机通信地联接到控制器。控制器被配置为控制逆变器以向电机供应变频电流，从而以一电机速度操作电机，并且基于至少一个输入参数确定逆变器可以实现的最大潜在电机速度。控制器还被配置为接收以线路频率电流操作电机的命令，并且在达到逆变器能够实现的最大潜在电机速度之前控制驱动电路从供应变频电流转变到供应线路频率电流。

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年1月22日提交的No.17/156,003的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的领域总体上涉及用于电机/电机器的控制器和驱动电路，具体地涉及用于固定分相电容器(PSC)式电机的控制器和驱动电路，并且更具体地涉及通过动态地确定驱动电路何时应当转变至供应线路频率功率来控制驱动电路的电机控制器。

背景技术

至少一些已知的PSC电机是在线路频率功率下最有效地操作的固定速度电机。这种PSC电机在起动期间表现出不受控制的加速。此外，在低负载条件下，这种PSC电机的运行效率较低。或者，PSC电机可由变速电机控制器驱动，以使电机速度适应负载水平。这种配置通常受到功率因数、电磁干扰和电气损耗的限制。

一种用于PSC电机的驱动电路，其能够在高负载条件和低负载条件下均能有效地运行。例如，在暖通空调(HVAC)系统中操作压缩机的PSC电机可在峰值温度期间经历高负载状态，在较温和的温度期间经历低负载状态。驱动电路在低负载条件下使用逆变器操作PSC电机，并且在高负载条件下使用线路频率功率操作PSC电机。

当启动压缩机时，PSC电机上的负载通常较低，并且随着吸入压力和排出压力增大了PSC电机上的扭矩需求而随时间推移增加。例如，在线路频率功率下PSC电机的起动扭矩输出通常高于在压力接近均衡的情况下启动时的扭矩负载。相反，当压缩机已经运行一段时间时，吸入和排出压力可能增加，并产生超过起动扭矩输出的扭矩负载，从而阻止PSC电机转动，即，转子锁定或压缩机失速。至少一些用于PSC电机的系统控制器包括互锁装置，其防止PSC电机重新启动，直到压缩机中的压力几乎相等，从而减轻起动扭矩负载。这种互锁可以持续几分钟，在此期间压缩机不能操作。

因此，期望这样的用于控制PSC电机的驱动电路的系统和方法，其中，当转换到线路频率功率/从线路频率功率转换时不需要停机时间/互锁，并且其中，PSC电机在转换期间不间断地操作(例如，避免了诸如转子锁定或压缩机失速的问题)。

发明内容

在一个方面，描述了一种电机系统。该电机系统包括驱动电路，该驱动电路包括被配置为在第一持续时间内供应变频电流的逆变器和被配置为在第二持续时间内供应线路频率电流的接触器或电子开关。电机系统还包括联接到驱动电路的电机，其中电机通信地联接到控制器。控制器被配置为控制逆变器以在第一持续时间内向电机供应变频电流，从而以一电机速度操作电机，并且基于至少一个接收的输入参数或测量的输入参数确定逆变器能够实现的最大潜在电机速度。控制器还被配置为接收以线路频率电流操作电机的命令，并且在达到逆变器能够实现的最大潜在电机速度之前控制驱动电路从供应变频电流转变到供应线路频率电流。

在另一方面，描述了一种电机。该电机包括驱动电路，该驱动电路包括被配置为在第一持续时间内供应变频电流的逆变器和被配置为在第二持续时间内供应线路频率电流的接触器或电子开关。电机还包括控制器，其通信地联接到驱动电路和电机。控制器被配置为控制逆变器以在第一持续时间内向电机供应变频电流，从而以一电机速度操作电机，并且基于至少一个接收的输入参数或测量的输入参数来确定逆变器能够实现的最大潜在电机速度。控制器还被配置为确定以线路频率电流操作电机，并且在达到逆变器能够实现的最大潜在电机速度之前控制驱动电路从供应变频电流转变到供应线路频率电流。