TWI619886B - compressor - Google Patents

Abstract

一種壓縮機適用於電連接一交流電源，並包含一運轉線圈單元、一啟動線圈單元，及一開關單元。該運轉線圈單元及該啟動線圈單元之其中一者與該開關單元串連，再與該運轉線圈單元及該啟動線圈單元之其中另一者並連於該交流電源。當該運轉線圈單元與該開關單元串連時，其包括多個運轉線圈，當該啟動線圈單元與該開關單元串連時，其包括多個啟動線圈。該開關單元可受控地切換，使得該運轉線圈單元及該啟動線圈單元之其中該串連者經由該開關單元與該交流電源形成迴路的該等運轉線圈或該等啟動線圈的匝數不同，進而使得該壓縮機所消耗的功率不同。

Description

壓縮機

本發明是有關於一種壓縮機，特別是指一種用於空調設備的壓縮機。

近年來，冷氣機多採用變頻式設計，以達到節省能源的效果。一變頻式冷氣機包含一電源轉換模組及一壓縮機。該電源轉換模組用於將一般家庭中的單相交流電源轉換為三相交流電源，並據以驅動該壓縮機運轉。而且，該電源轉換模組能根據不同的功率需求而改變三相交流電源的頻率，以調整該壓縮機的轉速。也就是說，變頻式冷氣機的壓縮機是根據所需功率大小的不同而以不同的轉速運轉，藉以達成節能的效果。然而，該電源轉換模組包含許多功率元件(例如二極體及半導體開關)，使得變頻式冷氣機的製造成本比起非變頻冷氣機相對高昂。因此，如何使利用單相電源的冷氣機具有更佳的節能效果且相較於變頻式冷氣機具有更低的製造成本，便成為一個待解決的課題。

因此，本發明之目的，即在提供一種能使冷氣機具有更佳節能效果的壓縮機。

於是，本發明壓縮機適用於電連接一具有一第一端及一第二端的交流電源，並包含一運轉線圈單元、一啟動線圈單元，及一開關單元。該運轉線圈單元及該啟動線圈單元之其中一者與該開關單元串連，再與該運轉線圈單元及該啟動線圈單元之其中另一者並連於該交流電源的該第一端及該第二端之間。當該運轉線圈單元與該開關單元串連時，該運轉線圈單元包括多個運轉線圈，當該啟動線圈單元與該開關單元串連時，該啟動線圈單元包括多個啟動線圈。該開關單元可受控地切換，使得該運轉線圈單元及該啟動線圈單元之其中該者經由該開關單元與該交流電源形成迴路的該等運轉線圈或該等啟動線圈的匝數不同，進而使得該壓縮機所消耗的功率不同。

在一些實施態樣中，該壓縮機可受控地操作於一第一耗電模式或一第二耗電模式。其中，該運轉線圈單元包括一第一運轉線圈組及一第二運轉線圈組，該第一運轉線圈組包含至少一運轉線圈，該第二運轉線圈組包含至少一運轉線圈，且該第一運轉線圈組所包含的該至少一運轉線圈，與該第二運轉線圈組所包含的該至少一運轉線圈之匝數彼此不同。當該壓縮機操作於該第一耗電模式時，該開關單元受控地切換，使得該第一運轉線圈組經由該開關單 元與該交流電源形成迴路。當該壓縮機操作於該第二耗電模式時，該開關單元受控地切換，使得該第二運轉線圈組經由該開關單元與該交流電源形成迴路。

在一些實施態樣中，該開關單元包括一第一端、一第二端、及一第三端，並可受控地切換，使得該第一端及該第二端形成電連接，或該第一端及該第三端形成電連接。該第一運轉線圈組電連接於該開關單元的該第二端及該交流電源的該第二端之間。該第二運轉線圈組電連接於該開關單元的該第三端及該交流電源的該第二端之間。

在一些實施態樣中，該壓縮機可受控地操作於一第一啟動模式或一第二啟動模式。其中，該啟動線圈單元包括一第一啟動線圈組及一第二啟動線圈組，該第一啟動線圈組包含至少一啟動線圈，該第二啟動線圈組包含至少一啟動線圈。當該壓縮機操作於該第一啟動模式時，該開關單元受控地切換，使得該第一啟動線圈組經由該開關單元與該交流電源形成迴路。當該壓縮機操作於該第二啟動模式時，該開關單元受控地切換，使得該第一啟動線圈組及該第二啟動線圈組形成串連，再經由該開關單元與該交流電源形成迴路。

在一些實施態樣中，該開關單元包括一第一端、一第二端、及一第三端，並可受控地切換，使得該第一端及該第二端形 成電連接，或該第一端及該第三端形成電連接。該第一啟動線圈組電連接於該開關單元的該第二端及該交流電源的該第二端之間。該第二啟動線圈組電連接於該開關單元的該第三端及該開關單元的該第二端之間。

本發明之功效在於：該壓縮機能藉由該開關單元的切換而改變所消耗的功率，也能避免在所需的功率改變時頻繁地於運轉狀態及停止狀態之間來回交替，以致該壓縮機開始運轉時的啟動電流造成電能的浪費。因此，該壓縮機相較於定速冷氣機能夠利用單相電源而具有更佳的節能效果，且相較於變頻式冷氣機能夠具有更低的製造成本。

1‧‧‧運轉線圈單元

10‧‧‧運轉線圈

11‧‧‧第一運轉線圈組

111‧‧‧第一運轉線圈

12‧‧‧第二運轉線圈組

121‧‧‧第二運轉線圈

2‧‧‧啟動線圈單元

20‧‧‧啟動線圈

21‧‧‧第一啟動線圈組

211‧‧‧第一啟動線圈

22‧‧‧第二啟動線圈組

221‧‧‧第二啟動線圈

3‧‧‧開關單元

31‧‧‧第一端

32‧‧‧第二端

33‧‧‧第三端

100‧‧‧交流電源

101‧‧‧第一端

102‧‧‧第二端

200‧‧‧繼電器

300‧‧‧電容器

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路示意圖，示意地說明本發明壓縮機的一第一實施例；圖2是一電路示意圖，示意地說明本發明壓縮機的一第二實施例；及圖3是一電路示意圖，示意地說明本發明壓縮機的一第三實施例。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1，本發明壓縮機之一第一實施例適用於與一交流電源100、一繼電器200及一電容器300串連而形成一電流迴路。其中，該交流電源100包含一第一端101及一第二端102，且該交流電源100是一單相交流電源，例如為一家用的單相交流電源，但並不以此為限。

該壓縮機包含一運轉線圈單元1、一啟動線圈單元2，及一開關單元3。

該啟動線圈單元2包含至少一個啟動線圈20，在本實施例中，該啟動線圈單元2包含三個彼此串連的啟動線圈20，但並不以此為限。該運轉線圈單元1包括一第一運轉線圈組11及一第二運轉線圈組12，該第一運轉線圈組11包含至少一個第一運轉線圈111，在本實施例中，該第一運轉線圈組11包含兩個彼此串連的第一運轉線圈111，該第二運轉線圈組12包含至少一個第二運轉線圈121，在本實施例中，該第二運轉線圈組12包含兩個彼此串連的第二運轉線圈121。值得注意的是：該第一運轉線圈組11的總匝數(即該兩第一運轉線圈111的匝數總和)與該第二運轉線圈組12的總匝 數(即該兩第二運轉線圈121的匝數總和)彼此不同，或者，該兩第一運轉線圈111的線徑與該兩第二運轉線圈121不同，或者，該兩第一運轉線圈111的總匝數及線徑都與該兩第二運轉線圈121不同。

該開關單元3包括一第一端31、一第二端32、及一第三端33。該開關單元3可受控地切換，使得該第一端31及該第二端32之間彼此電連接，或使得該第一端31及該第三端33之間彼此電連接。在本實施例中，該開關單元3為一單刀雙擲繼電器，但並不以此為限。

該運轉線圈單元1是先與該開關單元3串連，再與該啟動線圈單元2並連於該交流電源100的該第一端101及該第二端102之間。該第一運轉線圈組11電連接於該開關單元3的該第二端32及該交流電源100的該第二端102之間，該第二運轉線圈組12電連接於該開關單元3的該第三端33及該交流電源100的該第二端102之間，而該開關單元3的第一端31是經由該電容器300及該繼電器200電連接該交流電源100的第一端101。

該壓縮機可受控地操作於一第一耗電模式或一第二耗電模式。當該壓縮機操作於該第一耗電模式時，該開關單元3的該第一端31及該第二端32之間彼此電連接，使得該第一運轉線圈組11經由該開關單元3與該交流電源100、該繼電器200及該電容器 300形成迴路。當該壓縮機操作於該第二耗電模式時，該開關單元3受控地切換，使得該第二運轉線圈組12經由該開關單元3與該交流電源100、該繼電器200及該電容器300形成迴路。由於該第一運轉線圈組11的總匝數與該第二運轉線圈組12的總匝數彼此不同，故該壓縮機操作於該第一耗電模式或該第二耗電模式所消耗的功率大小亦彼此不同。例如，該壓縮機操作於該第一耗電模式時所消耗的功率為額定的最大滿載功率，例如為5kW，而該壓縮機操作於該第二耗電模式時所消耗的功率則例如為2.5kW的半載功率，但並不以此為限。如此一來，該壓縮機可視功率需求的不同而於該第一耗電模式及該第二耗電模式之間切換。

補充說明的是，一般非變頻冷氣(即定速冷氣機)的壓縮機且僅能於停止狀態與運轉狀態之間切換，而壓縮機從停止狀態切換為運轉狀態時會產生極大的啟動電流而增加耗電量，因此，若壓縮機頻繁地於停止狀態與運轉狀態之間切換，便會增加許多不必要的耗電量而造成浪費。本實施例的壓縮機由於能在該第一耗電模式或該第二耗電模式之間切換，因此當所需的功率下降時，該壓縮機即由該第一耗電模式切換為該第二耗電模式，亦即以「降低消耗功率」的方式代替「完全停止運轉」。因此，本實施例的壓縮機能避免頻繁地於停止狀態與運轉狀態之間切換，於長時間的運作下能達成節能的效果。

參閱圖2，本發明壓縮機之一第二實施例與第一實施例不同之處在於：該啟動線圈單元2是與該開關單元3串連，再與該運轉線圈單元1並連於該交流電源100的該第一端101及該第二端102之間。該運轉線圈單元1包括至少一個運轉線圈10，在本實施例中，該運轉線圈單元1包括三個彼此串連的運轉線圈10，而該啟動線圈單元2包括一第一啟動線圈組21及一第二啟動線圈組22，該第一啟動線圈組21電連接於該開關單元3的該第二端32及該交流電源100的該第二端102之間，並包含兩個彼此串連的第一啟動線圈211。該第二啟動線圈組22電連接於該開關單元3的該第三端33及該第二端32之間，並包含兩個彼此並連的第二啟動線圈221。在本實施例中，該第一啟動線圈組21的總匝數(即該兩第一啟動線圈211的匝數總和)與該第二啟動線圈組22的總匝數(即該兩第二啟動線圈221的匝數總和)相同，但並不以此為限。

該壓縮機可受控地操作於一第一啟動模式或一第二啟動模式。當該壓縮機操作於該第一啟動模式時，該開關單元3受控地切換，使得該第一啟動線圈組21經由該開關單元3與該交流電源100、該繼電器200及該電容器300形成迴路。當該壓縮機操作於該第二啟動模式時，該開關單元3受控地切換，使得該第一啟動線圈組21及該第二啟動線圈組22形成串連，再經由該開關單元3與該交流電源100、該繼電器200及該電容器300形成迴路。由於該第一啟 動模式與該第二啟動模式之迴路中的等效啟動線圈匝數不同，因此該壓縮機操作於該第一啟動模式與該第二啟動模式時的啟動電流亦彼此不同。也就是說，本實施例的該壓縮機能調整啟動時所產生之啟動電流的大小。

參閱圖3，本發明壓縮機之一第三實施例共包含兩個開關單元3。該運轉線圈單元1及該啟動線圈單元2是分別與該兩開關單元3串連，再各自電連接於該交流電源100的第一端101及第二端102之間。

該運轉線圈單元1包括多個運轉線圈，該啟動線圈單元2包含多個啟動線圈，在本實施例中，該運轉線圈單元1包括該第一運轉線圈組11及該第二運轉線圈組12，該第一運轉線圈組11具有兩個彼此串連的第一運轉線圈111，該第二運轉線圈組12具有兩個彼此串連的第二運轉線圈121。該啟動線圈單元2包括該第一啟動線圈組21及該第二啟動線圈組22，該第一啟動線圈組21具有兩個彼此串連的第一啟動線圈211，該第二啟動線圈組22具有兩個彼此串連的第二啟動線圈221。與該第一實施例類似的，該第一運轉線圈組11的總匝數及線徑皆與該第二運轉線圈組12的總匝數不同。而該第一啟動線圈組21及該第二啟動線圈組22的總匝數及線徑亦彼此不同。在本實施例中，該壓縮機不僅能於該第一耗電模式及該第二耗電模式之間切換，還能於該第一啟動模式及該第二啟動模式 之間切換，也就是說，在本實施例中，該壓縮機的消耗功率及啟動電流的大小皆可視需求調整。

補充說明的是，在其他的實施例中，該運轉線圈單元1還可更進一步地包含一第三運轉線圈組，該啟動線圈單元2也可更進一步地包含一第三啟動線圈組，該開關單元3也對應包含更多個端點，以使該壓縮機在消耗功率的大小及啟動電流上具有更加的調整性。

綜上所述，本發明壓縮機能視所需功率的大小於該第一耗電模式及該第二耗電模式之間切換，因此能避免頻繁地於運轉狀態及停止狀態之間來回交替，以致該壓縮機啟動瞬間的啟動電流造成電能的浪費。而且，設置有本發明壓縮機的空調設備並不需額外設置用於改變該交流電源100頻率的轉換模組才能調整該壓縮機的消耗功率，因此能有效地降低製造成本。另外，本發明壓縮機還能於該第一啟動模式及該第二啟動模式之間切換，因此能針對該壓縮機的啟動電流進行調整，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (2)

1. 一種壓縮機，適用於電連接一具有一第一端及一第二端的交流電源，且可受控地操作於一第一耗電模式或一第二耗電模式，該壓縮機包含：一運轉線圈單元，包括一第一運轉線圈組及一第二運轉線圈組，該第一運轉線圈組包含至少一運轉線圈，該第二運轉線圈組包含至少一運轉線圈，且該第一運轉線圈組所包含的該至少一運轉線圈，與該第二運轉線圈組所包含的該至少一運轉線圈之匝數彼此不同；一啟動線圈單元；及一開關單元，包括一第一端、一第二端及一第三端，該開關單元可受控地切換，使得該第一端及該第二端形成電連接，或使得該第一端及該第三端形成電連接；其中，該運轉線圈單元與該開關單元串連，再與該啟動線圈單元並連於該交流電源的該第一端及該第二端之間，該第一運轉線圈組電連接於該開關單元的該第二端及該交流電源的該第二端之間，該第二運轉線圈組電連接於該開關單元的該第三端及該交流電源的該第二端之間，當該壓縮機操作於該第一耗電模式時，該第一端及該第二端形成電連接，使得該第一運轉線圈組經由該開關單元與該交流電源形成迴路，當該壓縮機操作於該第二耗電模式時，該第一端及該 第三端形成電連接，使得該第二運轉線圈組經由該開關單元與該交流電源形成迴路。
2. 一種壓縮機，適用於電連接一具有一第一端及一第二端的交流電源，且可受控地操作於一第一啟動模式或一第二啟動模式，該壓縮機包含：一運轉線圈單元；一啟動線圈單元，包括一第一啟動線圈組及一第二啟動線圈組，該第一啟動線圈組包含至少一啟動線圈，該第二啟動線圈組包含至少一啟動線圈；及一開關單元，包括一第一端、一第二端、及一第三端，並可受控地切換，使得該第一端及該第二端形成電連接，或該第一端及該第三端形成電連接；其中，該啟動線圈單元與該開關單元串連，再與該運轉線圈單元並連於該交流電源的該第一端及該第二端之間，該第一啟動線圈組電連接於該開關單元的該第二端及該交流電源的該第二端之間，該第二啟動線圈組電連接於該開關單元的該第三端及該開關單元的該第二端之間，當該壓縮機操作於該第一啟動模式時，該第一端及該第二端形成電連接，使得該第一啟動線圈組經由該開關單元與該交流電源形成迴路，當該壓縮機操作於該第二啟動模式時，該第一端及該第三端形成電連接，使得該第一啟動線圈組及該第二啟動 線圈組形成串連，再經由該開關單元與該交流電源形成迴路。