RU2681199C1 - Method of regulation and operation of the ship's frequency-regulated scroll compressor - Google Patents

Method of regulation and operation of the ship's frequency-regulated scroll compressor Download PDF

Info

Publication number
RU2681199C1
RU2681199C1 RU2018108790A RU2018108790A RU2681199C1 RU 2681199 C1 RU2681199 C1 RU 2681199C1 RU 2018108790 A RU2018108790 A RU 2018108790A RU 2018108790 A RU2018108790 A RU 2018108790A RU 2681199 C1 RU2681199 C1 RU 2681199C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
motor
engine
frequency
air conditioner
Prior art date
Application number
RU2018108790A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анна Сергеевна Выдрина
Елена Григорьевна Андреева
Пётр Валерьевич Ушаков
Рафик Мугалимович Мифтахов
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-технический комплекс "Криогенная техника"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-технический комплекс "Криогенная техника" filed Critical Акционерное общество "Научно-технический комплекс "Криогенная техника"
Priority to RU2018108790A priority Critical patent/RU2681199C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2681199C1 publication Critical patent/RU2681199C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/20—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by changing the driving speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering and can be used in the operation of ship’s frequency-regulated scroll compressors as part of an air conditioner. In the method of regulating and operating the motor of a ship's frequency-regulated scroll compressor when the motor current exceeds the current threshold, when it is less than the maximum overload current, the motor is supplied with increased voltage until the current stabilizes. Value of the maximum overload current is set taking into account the motor efficiency in the range of speed control, the current stabilization is determined by the equality of the first derivative of the current change over time.EFFECT: technical result of the invention is to increase the stability of the air conditioner under conditions of roll, oscillation, tilt, trim and when the motor is running at frequencies below 25 Hz.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно, к частотно-регулируемым электроприводам, преимущественно к способам регулирования и работы двигателя судового спирального компрессора кондиционера воздуха.The invention relates to electrical engineering, namely, to variable frequency drives, mainly to methods for regulating and operating the engine of a ship's scroll compressor of an air conditioner.

В спиральном компрессоре условные зоны размещения механизма движения, масляного картера и зона всасывания совмещены. Спирали движутся относительно друг друга без трения, разделяя последовательные зоны сжатия «масляным клином», механизм движения работает равномерно без «мертвых точек». Эти особенности конструкции принципиально позволяют работать спиральному компрессору с перегрузками и на малых частотах.In a scroll compressor, the conditional zones of the movement mechanism, the oil sump and the suction zone are combined. The spirals move relative to each other without friction, separating successive compression zones with an "oil wedge", the movement mechanism works uniformly without "dead spots". These design features fundamentally allow the scroll compressor to operate with overloads and at low frequencies.

Судовое холодильное оборудование, в частности, компрессоры, работают в условиях крена, качки, наклонов, дифферента, а также их совместного воздействия. В ряде случаев, при этом, на всасывание спирального компрессора может попадать избыточное количество смазочного масла или маслохладоновой смеси в жидком или газожидкостном состоянии, что при дальнейшем сжатии рабочих веществ приводит к повышенному энергопотреблению.Marine refrigeration equipment, in particular, compressors, operate under conditions of roll, pitching, tilting, trim, as well as their combined effect. In some cases, in this case, an excess amount of lubricating oil or an oil-cold mixture in the liquid or gas-liquid state may fall on the suction of the scroll compressor, which leads to increased energy consumption with further compression of the working substances.

В частотно-регулируемых электроприводах в таких случаях применяется механизм ограничения тока за счет снижения оборотов, независимо от необходимой производительности компрессора для работы холодильной системы, в частности, кондиционера воздуха. На судах и кораблях кондиционеры воздуха используются в системах терморегулирования навигационного, радиоэлектронного и иного ответственного оборудования, поэтому поддержание стабильной работы двигателя кондиционера важно и актуально.In frequency-controlled electric drives, in such cases, a current limiting mechanism is used by reducing the speed, regardless of the required compressor capacity for the operation of the refrigeration system, in particular, the air conditioner. On ships and ships, air conditioners are used in the temperature control systems of navigation, electronic and other critical equipment, therefore maintaining stable operation of the air conditioner engine is important and relevant.

Известен способ регулирования и работы двигателя спирального компрессора кондиционера воздуха, описанный в [Гаврин Е.А., Деньгин В.Г. и др. Модернизация автономного кондиционера АКЛ-12. Холодильная техника, 2013, №10, с. 36-38], заключающийся в питании переменным током напряжением 63,5…127 В с частотой 25…50 Гц, соответственно, с защитой от бросков тока и перегрузки ограничением по току за счет снижения оборотов.A known method of regulation and operation of the engine of a scroll compressor of an air conditioner is described in [Gavrin EA, Dengin V.G. and others. Modernization of the autonomous air conditioner AKL-12. Refrigeration equipment, 2013, No. 10, p. 36-38], which consists in the supply of alternating current voltage of 63.5 ... 127 V with a frequency of 25 ... 50 Hz, respectively, with protection against inrush currents and overloads by current limitation by reducing the speed.

Недостатком способа является дестабилизация температурного режима кондиционера, которое происходит при попадании обогащенных жидкой или газожидкостной фазой рабочих веществ в зону сжатия компрессора, что вызывает повышение потребления и возрастание тока двигателя и, как следствие, снижение оборотов двигателя компрессора. Это приводит к снижению холодопроизводительности компрессора и нарушению температурного режима.The disadvantage of this method is the destabilization of the temperature condition of the air conditioner, which occurs when the working substances enriched in a liquid or gas-liquid phase enter the compressor compression zone, which causes an increase in consumption and an increase in engine current and, as a result, a decrease in the speed of the compressor engine. This leads to a decrease in compressor cooling capacity and a violation of the temperature regime.

Также, на частотах ниже 25 Гц из-за снижения подаваемого напряжения мощность двигателя приближается к потерям в механизме движения, возникает нестабильная работа, увеличивается скольжение двигателя, возможны останов и обратное вращение спиралей компрессора (из-за перепада давления) - «генераторный режим» для двигателя.Also, at frequencies below 25 Hz, due to a decrease in the supplied voltage, the engine power approaches the losses in the movement mechanism, unstable operation occurs, the motor slip increases, the compressor spirals can stop and reverse rotation (due to pressure drop) - “generator mode” for engine.

Известны способы, описанные в [патент №8342810, Япония, Устройство пуска и способ регулирования электрического спирального компрессора / Start-up control device and method for electric scroll compressor, МПК F04B 49/06, F25B 49/00, F25D 31/00, Saden Corporation; Koyama Shigeyuki. Заявл. 21.05.2008, опубл. 01.01.2013 // Пат. заявка №20170227273, США, Регулирование и эксплуатация приводов переменной частоты / Controls and operation of variable frequency drives, МПК F25B 49/02, F04C 18/02, TRANE INTERNATIONALINC; West N.T. и др. Заявл. 24.04.2017, опубл. 10.08.2017], снижающие влияние попадания обогащенных жидкой фазой рабочих веществ в зону сжатия на ток перегрузки при пуске (запуске) компрессоров, изменяя режим работы двигателя. Однако, применение этих способов в работающем компрессоре приводит к дестабилизации режима холодильной системы, в частности, кондиционера воздуха.Known methods described in [patent No. 8342810, Japan, Start device and method for controlling an electric scroll compressor / Start-up control device and method for electric scroll compressor, IPC F04B 49/06, F25B 49/00, F25D 31/00, Saden Corporation; Koyama Shigeyuki. Claim 05/21/2008, publ. 01/01/2013 // Pat. Application No.20107227273, USA, Regulation and operation of variable frequency drives / Controls and operation of variable frequency drives, IPC F25B 49/02, F04C 18/02, TRANE INTERNATIONALINC; West N.T. et al. 04.24.2017, publ. 08/10/2017], which reduce the effect of the enrichment of the liquid phase of the working substances in the compression zone on the overload current when starting (starting) the compressors, changing the engine operating mode. However, the application of these methods in a running compressor leads to the destabilization of the refrigeration system, in particular, the air conditioner.

Анализ вышеупомянутых аналогов, а также аналогов, описанных в [Пат. заявка №2016-211780, Япония, Воздушный кондиционер / Air conditioner, МПК F25B 1/00, F24F 11/02, F24 F 11/04, Н02Р 27/06, JOHNSON CONTROLS HITACHI AIR CONDITIONING TECHNOLOGY (HONGKONG) LTD., SUGAWARA EIJI и др. Заявл. 08.05.2015, опубл. 15.12.2016 // Пат. заявка №2014-190561, Япония, Воздушный кондиционер / Air conditioner, МПК F25B 1/00, F24F 11/02, FUJITSU GENERAL LTD.; TAKANO KENICHI. Заявл. 26.03.2013, опубл. 06.10.2014 // Пат. №8800307, США, Регулирование охлаждения морского груза / Controlling chilleb of a cargo, МПК F25D 29/03, F25B 49/02, F25D 11/03, Thermo King Corporation; Jonson Controls Technology; Thogersen О. и др. Заявл. 18.11.2013, опубл. 12.08.2014] показал, что наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному изобретению является способ регулирования и работы двигателя компрессора кондиционера воздуха, описанный в [Пат. заявка №2016-211780, Япония, Воздушный кондиционер / Air conditioner, МПК F25B 1/00, F24F 11/02, F24F 11/04, Н02Р 27/06, JOHNSON CONTROLS HITACHI AIR CONDITIONING TECHNOLOGY (HONGKONG) LTD., SUGAWARA EIJI и др. Заявл. 08.05.2015, опубл. 15.12.2016], принятый за прототип.Analysis of the above analogues, as well as analogues described in [US Pat. Application No. 2016-211780, Japan, Air Conditioner, IPC F25B 1/00, F24F 11/02, F24 F 11/04, H02P 27/06, JOHNSON CONTROLS HITACHI AIR CONDITIONING TECHNOLOGY (HONGKONG) LTD., SUGAWARA EIJI et al. 05/08/2015, publ. 12/15/2016 // Pat. Application No. 2014-190561, Japan, Air Conditioner, IPC F25B 1/00, F24F 11/02, FUJITSU GENERAL LTD .; TAKANO KENICHI. Claim 03/26/2013, publ. 10/06/2014 // Pat. No. 8800307, USA, Regulation of the cooling of sea cargo / Controlling chilleb of a cargo, IPC F25D 29/03, F25B 49/02, F25D 11/03, Thermo King Corporation; Jonson Controls Technology; Thogersen O. et al. 11/18/2013, publ. 08/12/2014] showed that the closest in technical essence and the achieved technical result to the claimed invention is a method of regulating and operating an air conditioning compressor engine described in [Pat. Application No. 2016-211780, Japan, Air Conditioner, IPC F25B 1/00, F24F 11/02, F24F 11/04, H02P 27/06, JOHNSON CONTROLS HITACHI AIR CONDITIONING TECHNOLOGY (HONGKONG) LTD., SUGAWARA EIJI and other applications 05/08/2015, publ. 12/15/2016], adopted as a prototype.

Недостатком прототипа также как и аналогов является изменение режима работы двигателя компрессора при превышении порога тока, что приводит к дестабилизации работы кондиционера.The disadvantage of the prototype as well as analogues is a change in the operating mode of the compressor engine when the current threshold is exceeded, which leads to destabilization of the air conditioner.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа регулирования и работы двигателя судового спирального компрессора кондиционера, позволяющего повысить стабильность работы кондиционера воздуха в условиях воздействия крена, качки, наклонов, дифферента и при работе двигателя компрессора на частотах ниже 25 Гц.The objective of the invention is to provide a method for regulating and operating the engine of a marine scroll compressor of an air conditioner, which makes it possible to increase the stability of an air conditioner under conditions of roll, pitching, tilting, trim and when the compressor engine is operating at frequencies below 25 Hz.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение стабильности работы кондиционера воздуха в условиях воздействия крена, качки, наклонов, дифферента и при работе двигателя компрессора на частотах ниже 25 Гц.The technical result of the invention is to increase the stability of the air conditioner under the influence of roll, pitching, tilting, trim and when the compressor engine is operating at frequencies below 25 Hz.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе регулирования и работы двигателя судового спирального компрессора с частотным регулированием оборотов, заключающемся в подаче на двигатель напряжения питающего тока в соответствии с законом управления частотным регулированием оборотов, изменении режима работы двигателя при превышении тока двигателя порога тока и выключении двигателя при превышении максимального тока перегрузки, по предлагаемому изобретению, при превышении тока двигателя порога тока на одной из частот в диапазоне регулирования, сохраняют постоянную частоту питающего напряжения и подают на двигатель повышенное напряжение до стабилизации тока, причем стабилизацию тока определяют по равенству нулю первой производной функции зависимости тока от времени, значение величины максимального тока перегрузки iмакс определяют из выражения:The specified technical result is achieved by the fact that in the known method of regulating and operating the engine of a marine scroll compressor with frequency regulation of revolutions, comprising supplying a voltage to the engine in accordance with the law of controlling frequency regulation of revolutions, changing the mode of operation of the engine when the engine current exceeds the current threshold and engine shutdown when exceeding the maximum overload current, according to the invention, when the motor current exceeds the current threshold on one from the frequencies in the control range, they keep a constant frequency of the supply voltage and apply an increased voltage to the motor until the current stabilizes, and the current stabilization is determined by equal to zero of the first derivative of the function of the current versus time, the value of the maximum overload current i max is determined from the expression:

Figure 00000001
Figure 00000001

где N0 - номинальное значение потребляемой мощности электродвигателя;where N 0 is the nominal value of the power consumption of the electric motor;

U0 - номинальное значение напряжения питания;U 0 is the nominal value of the supply voltage;

η0 - номинальное значение КПД электродвигателя;η 0 is the nominal value of the efficiency of the electric motor;

η - текущее значение КПД электродвигателя.η is the current value of the motor efficiency.

Кроме того, применяют закон управления частотным регулированием оборотов, который выражается зависимостьюIn addition, the law of control of frequency regulation of revolutions, which is expressed by the dependence

Figure 00000002
Figure 00000002

где U - значение напряжения питания;where U is the value of the supply voltage;

f - частота напряжения питания.f is the frequency of the supply voltage.

По предлагаемому изобретению при повышении тока двигателя до величины тока порога по причине попадания обогащенных жидкостной или газожидкостной фазами рабочих тел в зону сжатия компрессора или снижения мощности двигателя до величины механических потерь в механизме движения компрессора, повышение напряжения на двигатель дает увеличение мощности и предотвращает торможение или останов двигателя. Сохраняемая при этом частота питающего напряжения позволяет сохранить обороты компрессора, т.е. сохранить холодопроизводительность, необходимую по теплотехническим показателям. При достижении мощности двигателя достаточной для стабильной работы рост тока прекращается, после чего повышение напряжение прекращают.According to the invention, when the motor current rises to a threshold current due to the ingress of fluid enriched in liquid or gas-liquid phases into the compressor compression zone or a decrease in engine power to the value of mechanical losses in the compressor movement mechanism, increasing the voltage to the motor increases the power and prevents braking or stopping engine. The frequency of the supply voltage, which is maintained at the same time, allows you to save the speed of the compressor, i.e. to preserve the cooling capacity necessary for heat engineering indicators. When the engine power is sufficient for stable operation, the current growth stops, after which the voltage increase stops.

Прекращение роста тока, т.е. стабилизацию тока определяют по равенству нулю первой производной функции зависимости тока от времени.Termination of current growth, i.e. current stabilization is determined by the equality to zero of the first derivative of the function of the dependence of current on time.

Конструктив двигателя допускает работу без перегрева на номинальном режиме, при номинальном КПД. Однако, КПД двигателя существенно снижается при снижении оборотов, т.е. увеличивается доля мощности, выделяемой и рассеиваемой в двигателе в виде тепла. Принимая то, что количество тепла, выделяемого в двигателе не должно превышать количество тепла, выделяемого при номинальном токе, для исключения перегрева двигателя, по предлагаемому изобретению максимальный ток перегрузки вычисляют из выражения (1) с учетом текущего значения КПД.The engine construct allows operation without overheating in the nominal mode, at the rated efficiency. However, engine efficiency decreases significantly with a decrease in speed, i.e. increases the proportion of power released and dissipated in the engine in the form of heat. Assuming that the amount of heat released in the engine should not exceed the amount of heat generated at rated current, to prevent overheating of the motor, according to the invention, the maximum overload current is calculated from expression (1) taking into account the current value of efficiency.

Закон управления U/f=const является распространенным, применяемым в частотно-регулируемых электроприводах и по характеру нагрузки соответствует работе спирального компрессора.The control law U / f = const is widespread, applied in frequency-controlled electric drives and, by the nature of the load, corresponds to the operation of a scroll compressor.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся по признакам тождественным (идентичным) всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе, изложенном в формуле изобретения.An analysis of the state of the art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the features of the analogue, allowed us to establish a set of significant distinctive features in relation to the applicant’s perceived technical result in the claimed method set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел поиск и анализ известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками (или их сочетанием) заявленного изобретения преобразования для достижения технического результата в способе регулирования и работы двигателя судового спирального компрессора с частотным регулированием оборотов в условиях воздействия крена, качки, наклонов, дифферента и при работе двигателя на частотах ниже 25 Гц.To verify the conformity of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted a search and analysis of known solutions in order to identify signs that match the distinctive features of the prototype of the claimed method. The search results showed that the claimed invention does not derive explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the conversion provided for by the essential features (or a combination thereof) of the claimed invention, to achieve a technical result in the method of regulating and operating the engine, is not revealed from the prior art determined by the applicant marine scroll compressor with frequency control of revolutions under the influence of roll, pitching, tilting, trim and during engine operation at frequencies below 25 Hz.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На фигуре приведена схема модуля для реализации предлагаемого способа, который является частью схемы управления кондиционера.The figure shows a diagram of a module for implementing the proposed method, which is part of the control circuit of the air conditioner.

Модуль состоит из блоков 1 для измерения и 2, 5 для сравнения токов, блока 3 для задания зависимости КПД двигателя от оборотов и др. параметров двигателя, блока 4 для расчета максимального тока перегрузки; блоки 6 и 10 необходимы для управления кондиционером. Блок 7 поддерживает постоянной частоту питающего напряжения и повышает напряжение на двигатель, блок 8 - рассчитывает первую производную тока, блок 9 - блок сравнения величины первой производной функции тока с нулем.The module consists of blocks 1 for measuring and 2, 5 for comparing currents, block 3 for setting the dependence of engine efficiency on revolutions and other motor parameters, block 4 for calculating the maximum overload current; blocks 6 and 10 are needed to control the air conditioner. Block 7 maintains a constant frequency of the supply voltage and increases the voltage to the motor, block 8 - calculates the first derivative of the current, block 9 - block comparing the magnitude of the first derivative of the current function with zero.

Осуществление предлагаемого способа происходит следующим образом.The implementation of the proposed method is as follows.

При работе кондиционера в блоке 1 ведется измерение тока i, в блоке 2 происходит сравнение тока i с пороговым значением iпор. В случае, если ток i меньше порогового значения тока iпор, двигатель работает в прежнем режиме. Если ток i больше тока iпор, в блоке 5 происходит сравнение тока i с максимальным значением тока перегрузки imax. Максимальный ток перегрузки imax рассчитывается в блоке 4 по данным зависимости коэффициента полезного действия η от оборотов частотно-регулируемого двигателя, также и других параметров двигателя, в т.ч. от подаваемого напряжения. Эта зависимость заранее вводится в блоке 3.When the air conditioner is operating in block 1, the current i is measured, in block 2, the current i is compared with the threshold value i then . If the current i is less than the threshold value of the current i then , the motor operates in the previous mode. If the current i is greater than the current i then , in block 5, the current i is compared with the maximum value of the overload current i max . The maximum overload current i max is calculated in block 4 according to the dependence of the efficiency η on the speed of the frequency-controlled motor, as well as other motor parameters, including from the applied voltage. This dependence is predefined in block 3.

Если ток i больше imax, то далее блок 6 выключает двигатель.If the current i is greater than i max , then block 6 turns off the motor.

Если ток i не превышает ток imax, блок 7 поддерживает текущую частоту питающего тока и увеличивает подаваемое напряжение. По изменению тока i в блоке 8 рассчитывается первая производная функция тока i' по времени, в блоке 9 производится сравнение величины производной i' с нулем.If the current i does not exceed the current i max , block 7 maintains the current frequency of the supply current and increases the supplied voltage. By changing the current i in block 8, the first derivative function of the current i 'with respect to time is calculated; in block 9, the value of the derivative i' is compared with zero.

Если величина производной i' больше нуля, происходит возврат процесса на предыдущий уровень - блок 7 на повторение цикла. При равенстве нулю первой производной тока i' двигатель работает по назначению, подчиняясь командам и процессам, не являющихся предметом предлагаемого изобретения.If the derivative i 'is greater than zero, the process returns to the previous level - block 7 to repeat the cycle. If the first derivative of the current i 'is equal to zero, the engine works as intended, obeying commands and processes that are not the subject of the invention.

При реализации предлагаемого изобретения используются известные технические средства и методы. Судовые спиральные компрессоры с частотным регулированием оборотов, морской кондиционер АКЛ-12 с инвертором постоянного тока в переменный и с регулируемым преобразователем частоты выпускаются и применяются собственным производством Заявителя [http://www.cryontk.com].When implementing the invention, well-known technical means and methods are used. Marine scroll compressors with frequency regulation of revolutions, marine air conditioner AKL-12 with a DC to AC inverter and with an adjustable frequency converter are produced and used by the Applicant's own production [http://www.cryontk.com].

Схема блока, изготовленная на основе электронных компонентов (процессоров и т.п.) позволяет в автоматическом режиме реализовать измерение тока, сравнение его с необходимыми величинами. Комплектующие, такие как датчики тока и напряжения, компараторы известны и применяются в электротехнике и электронике.The block diagram, made on the basis of electronic components (processors, etc.) allows automatic measurement of current, its comparison with the necessary values. Accessories, such as current and voltage sensors, comparators are known and used in electrical engineering and electronics.

Определение стабилизации тока по равенству нулю первой производной функции зависимости тока от времени предлагается потому, что это отработанная в технике операция, электронные дифференцирующие блоки широко применяются, например, в регуляторах.The definition of current stabilization by zeroing the first derivative of the function of the dependence of current on time is proposed because it is an operation practiced in technology, electronic differentiating units are widely used, for example, in controllers.

Применение в предлагаемом изобретении закона управления по зависимости (2) вызвано тем, что этот закон хорошо известен, применяется, в т.ч. в аналоге [Гаврин Е.А., Деньгин В.Г. и др. Модернизация автономного кондиционера АКЛ-12. Холодильная техника, 2013, №10, с. 36-38].The application of the control law according to the dependence (2) in the proposed invention is caused by the fact that this law is well known, applied, including in analogue [Gavrin EA, Dengin V.G. and others. Modernization of the autonomous air conditioner AKL-12. Refrigeration equipment, 2013, No. 10, p. 36-38].

По техническим решениям изобретения определены комплектующие изделия и электронные компоненты, работоспособные в корабельных условиях и выполняющие логические и математические операции и исполнительные действия.According to the technical solutions of the invention, components and electronic components that are capable of working in ship conditions and that perform logical and mathematical operations and executive actions are identified.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:

- способ, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для промышленного использования, а именно, в двигателях судового спирального компрессора с частотным регулированием оборотов в составе кондиционера воздуха,- a method embodying the claimed invention in its implementation, is intended for industrial use, namely, in the engines of a marine scroll compressor with frequency regulation of speed as part of an air conditioner,

- для заявленного изобретения в том виде, в котором он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов.- for the claimed invention in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application or known prior to the priority date is confirmed.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Внедрение предлагаемого изобретения позволяет повысить стабильность работы кондиционера воздуха в условиях воздействия крена, качки, наклонов, дифферента и при работе двигателя компрессора на частотах ниже 25 Гц.The implementation of the invention allows to increase the stability of the air conditioner under the influence of roll, pitching, tilting, trim and when the compressor engine is operating at frequencies below 25 Hz.

Claims (10)

1. Способ регулирования и работы двигателя судового спирального компрессора с частотным регулированием оборотов, заключающийся в подаче на двигатель напряжения питающего тока в соответствии с законом управления частотным регулированием оборотов, изменении режима работы двигателя при превышении тока двигателя заданного порога тока и выключении двигателя при превышении заданного порога максимального тока перегрузки, отличающийся тем, что при превышении тока двигателя порога тока на одной из частот в диапазоне регулирования, сохраняют частоту питающего напряжения, подают на двигатель повышенное напряжение до стабилизации тока, причем стабилизацию тока определяют по равенству нулю первой производной функции зависимости тока от времени, значение величины максимального тока перегрузки iмакс определяют из выражения:1. The method of regulation and operation of the engine of a marine scroll compressor with frequency regulation of revolutions, which consists in applying a supply voltage to the engine in accordance with the law of controlling the frequency regulation of revolutions, changing the mode of operation of the engine when the engine current exceeds a predetermined current threshold and the engine turns off when a specified threshold maximum overload current, characterized in that when the motor current exceeds the current threshold at one of the frequencies in the control range, I keep frequency of the supply voltage fed to the motor voltage is increased to stabilize the current, the stabilization current is determined by the equality to zero of the first derivative of current versus time of the maximum value of the overload current i max is determined from the expression:
Figure 00000003
Figure 00000003
 где N0 - номинальное значение потребляемой мощности электродвигателя;where N 0 is the nominal value of the power consumption of the electric motor; U0 - номинальное значение напряжения питания;U 0 is the nominal value of the supply voltage; η0 - номинальное значение КПД электродвигателя;η 0 is the nominal value of the efficiency of the electric motor; η - текущее значение КПД электродвигателя.η is the current value of the motor efficiency. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют закон управления частотным регулированием оборотов, который выражается зависимостью:2. The method according to p. 1, characterized in that they apply the law of control of frequency regulation of speed, which is expressed by the dependence:
Figure 00000004
Figure 00000004
 где U - значение напряжения питания;where U is the value of the supply voltage; f - частота напряжения питания.f is the frequency of the supply voltage.
RU2018108790A 2018-03-12 2018-03-12 Method of regulation and operation of the ship's frequency-regulated scroll compressor RU2681199C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108790A RU2681199C1 (en) 2018-03-12 2018-03-12 Method of regulation and operation of the ship's frequency-regulated scroll compressor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018108790A RU2681199C1 (en) 2018-03-12 2018-03-12 Method of regulation and operation of the ship's frequency-regulated scroll compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2681199C1 true RU2681199C1 (en) 2019-03-05

Family

ID=65632702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018108790A RU2681199C1 (en) 2018-03-12 2018-03-12 Method of regulation and operation of the ship's frequency-regulated scroll compressor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2681199C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117821C1 (en) * 1996-07-31 1998-08-20 Омский государственный технический университет Compressor drive operation method and apparatus
JP3785367B2 (en) * 1999-11-12 2006-06-14 エルジー エレクトロニクス インコーポレーテッド Apparatus and method for controlling supply of current and capacitance to a compressor
DE102008051509A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-30 Denso Corp., Kariya-shi Mounting structure for motor drive circuit and electric compressor
US8342810B2 (en) * 2007-06-01 2013-01-01 Sanden Corporation Start-up control device and method for electric scroll compressor
EP2873865A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-20 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Motor-driven compressor
GB2527228B (en) * 2013-03-11 2017-01-04 Trane Int Inc Controls and operation of variable frequency drives
RU2016120714A (en) * 2015-05-29 2017-11-28 Ман Трак Унд Бас Аг METHOD AND CONTROL CIRCUITS FOR REGULATION OF THE ELECTRIC DRIVE OF THE ELECTRICALLY DRIVED COMPRESSOR OF THE CAR

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2117821C1 (en) * 1996-07-31 1998-08-20 Омский государственный технический университет Compressor drive operation method and apparatus
JP3785367B2 (en) * 1999-11-12 2006-06-14 エルジー エレクトロニクス インコーポレーテッド Apparatus and method for controlling supply of current and capacitance to a compressor
US8342810B2 (en) * 2007-06-01 2013-01-01 Sanden Corporation Start-up control device and method for electric scroll compressor
DE102008051509A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-30 Denso Corp., Kariya-shi Mounting structure for motor drive circuit and electric compressor
GB2527228B (en) * 2013-03-11 2017-01-04 Trane Int Inc Controls and operation of variable frequency drives
CN105190204B (en) * 2013-03-11 2017-05-31 特灵国际有限公司 The control of variable frequency drives and operation
EP2873865A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-20 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Motor-driven compressor
RU2016120714A (en) * 2015-05-29 2017-11-28 Ман Трак Унд Бас Аг METHOD AND CONTROL CIRCUITS FOR REGULATION OF THE ELECTRIC DRIVE OF THE ELECTRICALLY DRIVED COMPRESSOR OF THE CAR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8138702B2 (en) Control method and motorstarter device
US10746448B2 (en) Controls and operation of variable frequency drives
US7486053B2 (en) Power manager for an electrical power generator
KR100478827B1 (en) Pwm/pam control switching type motor controller, and motor driver and airconditioner using the same
CN105432009A (en) Motor drive control device, compressor, fan, and air-conditioning device
CN112640283B (en) Inverter control method, power supply system for AC load, and refrigeration circuit
KR20080081256A (en) System and method for capacity in a multiple compressor chiller system
RU2681199C1 (en) Method of regulation and operation of the ship's frequency-regulated scroll compressor
US20070151264A1 (en) Reduced compressor capacity controls
US9988135B2 (en) System for controlling an electrical power system
JP7044523B2 (en) Motor control device and electric compressor equipped with it, air conditioner for moving body, motor control method and motor control program
JP3424461B2 (en) PWM / PAM control type motor drive device and air conditioner using the same
JP2017503463A (en) Control of motor in electric supercharger
RU2745149C1 (en) Method of controlling a diesel generator set when an asynchronous motor is turned on
JP3468232B2 (en) PWM / PAM control type motor drive device and air conditioner using the same
RU2587162C1 (en) Method for energy-efficient dual-zone control of asynchronous motor speed in moment direct control system
RU2605458C1 (en) Method of energy-efficient asynchronous electric drive speed control with flexible power limitation
RU2821417C1 (en) Device for starting asynchronous motor from diesel generator plant
ES2336308T3 (en) METHOD FOR THE REGULATION OF A SET OF COMPRESSORS.
RU128179U1 (en) OFFLINE SHIP DC AIR CONDITIONER
EP4160890A1 (en) Dc output voltage regulation in converter for air conditioning systems
CN112351917B (en) Low engine speed electronic accessory load regulation for a moving vehicle
JPS6054571B2 (en) heat source device
JPH10295095A (en) Motor controller
JP6245129B2 (en) Electric compressor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210313