專利名稱：一種大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)或機(jī)電變換器的裝置，尤其涉及一種用于啟動(dòng)大功率單相熱泵熱水機(jī)的啟動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
常規(guī)的單相超低溫空氣源熱泵熱水器的電源型式為220V，50HZ，接線方式見圖1，這種接線方式為壓縮機(jī)直接啟動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是接線簡單，缺點(diǎn)是啟動(dòng)電流很大，大約是運(yùn)行電流的7 8倍，例如單相5P空氣源熱泵熱水器的額定電流一般為20A，若直接啟動(dòng)電流將會(huì)達(dá)到100A-120A，過大的啟動(dòng)電流導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)電源壓降較大，對電網(wǎng)瞬間沖擊較大，會(huì)造成照明電瞬間變暗，不但影響其他單相電器設(shè)備的正常運(yùn)行，而且壓縮機(jī)啟動(dòng)后壓降過大，會(huì)出現(xiàn)壓縮機(jī)接觸器通電后出現(xiàn)觸點(diǎn)吸合緩慢。觸點(diǎn)不能完全閉合。觸點(diǎn)頻繁吸合等情況，由于控制電路電壓低于額定電壓，線圈產(chǎn)生的電磁吸力較弱，不能將動(dòng)鐵芯吸向靜鐵芯，造成接觸器吸合不正常。一般應(yīng)調(diào)整實(shí)際工作電壓，推薦工作電壓應(yīng)在(85% -105% )U的 范圍可正常吸合。其中U為線圈額定電壓，在單相超低溫空氣源熱泵熱水器中，U為220V。線圈電壓低于85 % U，不僅可造成接觸器不能正常吸合，甚至造成接觸器線圈的燒毀。中國實(shí)用新型專利“單相電機(jī)軟啟動(dòng)器及具有該軟啟動(dòng)器的空調(diào)”(中國實(shí)用新型專利號(hào)ZL200920237903. 6，授權(quán)公告號(hào)CN201518467U)公開了一種單相電機(jī)軟啟動(dòng)器，單相電機(jī)的運(yùn)行繞組與啟動(dòng)繞組串聯(lián)后與運(yùn)行電容并聯(lián)，軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)電容與第一繼電器串聯(lián)后與運(yùn)行電容并聯(lián)，軟啟動(dòng)器的雙向晶閘管與第二繼電器并聯(lián)后與運(yùn)行繞組串聯(lián)，軟啟動(dòng)器還包括第三繼電器，與第二繼電器并聯(lián)。該實(shí)用新型還公開一種空調(diào)器，其壓縮機(jī)的運(yùn)行通過單相電機(jī)軟啟動(dòng)器控制。采用雙繼電器保險(xiǎn)運(yùn)行方式，可消除因繼電器損壞而導(dǎo)致壓縮機(jī)燒毀的隱患，解決空調(diào)由于軟啟動(dòng)器損壞而停機(jī)待修的問題。但是，該實(shí)用新型雖然在壓縮機(jī)的啟動(dòng)電路上加上了軟啟動(dòng)器，可以以降低壓縮機(jī)的啟動(dòng)電流，但是該實(shí)用新型的軟啟動(dòng)器無法對壓縮機(jī)是否正常啟動(dòng)進(jìn)行判斷，也沒有針對接觸器頻繁吸合的情況下進(jìn)行保護(hù)，長期的頻繁吸合會(huì)大大減少壓縮機(jī)的壽命。常規(guī)的單相超低溫空氣源熱泵熱水器的系統(tǒng)原理圖見圖2，工作在零下20度以上的環(huán)境溫度中，機(jī)器待機(jī)時(shí)，由于單相壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)特性，系統(tǒng)高低壓力不能通過壓縮機(jī)內(nèi)部進(jìn)行平衡，只能通過熱力膨脹閥進(jìn)行平衡，由于膨脹閥的節(jié)流孔徑相當(dāng)小，所以高低壓力平衡速度相當(dāng)慢，導(dǎo)致平衡時(shí)間很長，在系統(tǒng)的高壓處于未平衡狀態(tài)下當(dāng)壓縮機(jī)需要再次啟動(dòng)時(shí)，急劇加大了壓縮機(jī)的啟動(dòng)負(fù)荷，使壓縮機(jī)帶載啟動(dòng)，壓縮機(jī)即使在加上軟啟動(dòng)器的情況下，啟動(dòng)電流仍然很大，5P壓縮機(jī)達(dá)到100A，導(dǎo)致壓降過大，從而導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。中國發(fā)明專利申請“一種制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)的快速卸壓啟動(dòng)方法”(中國發(fā)明專利申請?zhí)?01110410301. 8，公開號(hào)CN102494445A)公開了一種制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)的快速卸壓啟動(dòng)方法，該方法包括以下步驟當(dāng)壓縮機(jī)停機(jī)和/或啟動(dòng)時(shí)，將膨脹閥開啟至預(yù)定的開度，并持續(xù)預(yù)定的時(shí)間。由于在壓縮機(jī)停機(jī)和/或啟動(dòng)時(shí)，膨脹閥開啟至預(yù)定開度并持續(xù)預(yù)定的時(shí)間，膨脹閥兩側(cè)的高壓區(qū)和低壓區(qū)快速導(dǎo)通，使制冷系統(tǒng)的高壓區(qū)和低壓區(qū)之間壓力差快速減小乃至達(dá)到壓力平衡，當(dāng)壓縮機(jī)重新啟動(dòng)時(shí)只需等待短暫的時(shí)間，即可正常啟動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了壓縮機(jī)的快速啟動(dòng)。該方法具有簡單易用、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于熱泵熱水器等需要頻繁啟動(dòng)壓縮機(jī)的應(yīng)用場合。但是，該技術(shù)方案僅適用于使用電子膨脹閥的系統(tǒng)，同時(shí)也沒有考慮壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)的啟動(dòng)控制問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，通過優(yōu)化的單相壓縮機(jī)軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊和高低壓力極速平衡裝置相結(jié)合，以解決壓縮機(jī)待機(jī)時(shí)高低壓力平衡緩慢和在高低壓力未平衡狀態(tài)下啟動(dòng)電流過大、壓縮機(jī)啟動(dòng)失敗無法保護(hù)的技術(shù)問題。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，包括接觸器，單片微控制器和軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，連接在熱泵熱水機(jī)的壓縮機(jī)電機(jī)供電電路中，其特征在于所述的接觸器串聯(lián)連接在電源火線和壓縮機(jī)電機(jī)的公共端之間，單片微控制器通過軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊的接觸器控制端連接到接觸器線圈；所述的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)有電流調(diào)節(jié)元件，電壓采樣元件和電流采樣元件，所述的電壓采樣元件并聯(lián)連接在電源零線端和電源供電端之間，所述的電流采樣元件串聯(lián)連接在壓縮機(jī)主繞組供電回路中；所述的電壓采樣元件和電流采樣元件的采樣輸出端連接到所述單片微控制器的采樣輸入端；所述單片微控制器設(shè)有啟動(dòng)電流控制單兀，所述啟動(dòng)電流控制單兀的輸出纟而連接到所述電流調(diào)節(jié)元件的輸入控制端，所述電流調(diào)節(jié)元件的可調(diào)電流輸出端，通過主繞組連接端連接到壓縮機(jī)電機(jī)主繞組。本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊還設(shè)有啟動(dòng)繼電器，所述啟動(dòng)繼電器通過常開觸點(diǎn)連接到啟動(dòng)繞組連接端，在啟動(dòng)過程中常開觸點(diǎn)閉合，將第二電容并聯(lián)連接到啟動(dòng)電容上；在啟動(dòng)結(jié)束后常開觸點(diǎn)斷開，切斷第二電容的連接回路。本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的啟動(dòng)繼電器通過常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接到主繞組連接端，在啟動(dòng)結(jié)束后，常閉觸點(diǎn)旁路連接電流調(diào)節(jié)元件，將壓縮機(jī)電機(jī)主繞組通過常閉觸點(diǎn)直接連接到電源零線端。本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述熱泵熱水機(jī)的工質(zhì)循環(huán)回路的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間，設(shè)有高低壓力極速平衡裝置，所述的高低壓力極速平衡裝置包括壓力/壓差傳感器和壓力平衡電磁閥；所述的單片微控制器設(shè)有壓力傳感輸入端和壓力平衡輸出端；所述的壓力/壓差傳感器的壓力信號(hào)輸出端連接到所述的壓力傳感輸入端；所述的壓力平衡輸出端連接到壓力平衡電磁閥的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端。本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的另一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的電流調(diào)節(jié)元件是晶閘管，所述單片微控制器的啟動(dòng)電流控制單元的輸出端，通過電平轉(zhuǎn)換和隔離電路連接到晶閘管的柵極回路。本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的再一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的電流調(diào)節(jié)元件是IGBT功率元件，所述單片微控制器的啟動(dòng)電流控制單元的輸出端，通過電平轉(zhuǎn)換和隔離電路連接到IGBT功率元件的柵極回路。本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一種進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的單片微控制器和軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊組裝為一體，所有元器件組裝后用環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化，外殼材料采用環(huán)保型阻燃材料制作，形成一體化固化組件。本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的單片微控制器，通過電壓采樣元件和電流采樣元件，采集單相壓縮機(jī)的實(shí)時(shí)啟動(dòng)電壓和啟動(dòng)電流信號(hào)，并且根據(jù)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)電流，產(chǎn)生電流調(diào)節(jié)元件的輸入控制信號(hào)，使啟動(dòng)電流控制在其額定電流的I. 5-3倍之間；若啟動(dòng)電壓低于預(yù)定的保護(hù)電壓，通過接觸器控制端控制接觸器切斷壓縮機(jī)的電源，實(shí)現(xiàn)低電壓保護(hù)；所述的單片微控制器檢測到壓縮機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)高低壓力極速平衡裝置，使高低壓力在I分鐘內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)，保證壓縮機(jī)無負(fù)荷啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流；所述的單片微控制器通過檢測壓力/壓差傳感器的壓力信號(hào)，判斷壓縮機(jī)的啟動(dòng)狀態(tài)，若單片微控制器檢測到壓縮機(jī)正常工作 后，高低壓力極速平衡裝置停止，若啟動(dòng)加電2-10秒壓縮機(jī)未能正常啟動(dòng)，啟動(dòng)控制裝置自動(dòng)進(jìn)入斷電保護(hù)狀態(tài)，通過接觸器控制端控制接觸器切斷壓縮機(jī)供電，等待90-180秒重新啟動(dòng)。本發(fā)明的有益效果是I、本發(fā)明的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，通過優(yōu)化的單相壓縮機(jī)軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊和高低壓力極速平衡裝置相結(jié)合，可以解決壓縮機(jī)待機(jī)時(shí)高低壓力平衡緩慢和在高低壓力未平衡狀態(tài)下啟動(dòng)電流過大、壓縮機(jī)啟動(dòng)失敗無法保護(hù)的技術(shù)問題。2、本發(fā)明的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，通過優(yōu)化的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊大幅降低了啟動(dòng)電流，使啟動(dòng)電流從原有的7 8倍降到2 3倍，通過設(shè)置繼電器旁路功能，在啟動(dòng)結(jié)束后自動(dòng)將啟動(dòng)控制裝置的功率元件待機(jī)旁路，不僅可以提高可靠性，還起到了節(jié)能的效果。3、本發(fā)明的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，通過優(yōu)化的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，可以在接線錯(cuò)誤或者由于電源線過細(xì)或者由于接線接觸不良等原因，導(dǎo)致使壓縮機(jī)啟動(dòng)失敗時(shí)，起到及時(shí)保護(hù)壓縮機(jī)的作用，延長了壓縮機(jī)的使用壽命。4、本發(fā)明使用的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，通過與高低壓力極速平衡裝置結(jié)合，可以使大功率單相熱泵熱水機(jī)在待機(jī)時(shí)高壓壓力較高、低壓壓力較低的情況下，在I分鐘內(nèi)迅速平衡系統(tǒng)高低壓力，使壓縮機(jī)啟動(dòng)更加可靠。


圖I是現(xiàn)有的大功率單相熱泵熱水機(jī)供電電路原理圖，圖2是現(xiàn)有的單相超低溫空氣源熱泵熱水器的系統(tǒng)原理圖，圖3是本發(fā)明的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置系統(tǒng)原理圖，圖4是帶有高低壓力極速平衡裝置的單相超低溫空氣源熱泵熱水器的系統(tǒng)原理圖。以上圖中的各部件的標(biāo)號(hào)I-壓縮機(jī)，2-冷凝器，3-高壓儲(chǔ)液罐，4-干燥過濾器，5-經(jīng)濟(jì)器，6-蒸發(fā)器，7-汽液分離器，8-循環(huán)水泵，9-保溫水箱，10-主電磁閥，11-主膨脹閥，12-輔電磁閥，13-輔膨脹閥，14-注液閥，15-壓力/壓差傳感器，16-壓力平衡電磁閥，20-單片微控制器，21-軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，201-壓力傳感輸入端，202-壓力平衡輸出端，211-電源零線端，212-啟動(dòng)繞組連接端，213-接觸器控制端，214-電源供電端，215-主繞組連接端，KM-接觸器，Cl-啟動(dòng)電容，C2-第二電容，R2-電阻，C-公共端，R-主繞組，S-啟動(dòng)繞組。
具體實(shí)施例方式為了能更好地理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖3是本發(fā)明的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)原理 圖，包括接觸器KM，單片微控制器20和軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊21，連接在所述熱泵熱水機(jī)的壓縮機(jī)電機(jī)供電電路中，接觸器KM串聯(lián)連接在電源火線L和壓縮機(jī)電機(jī)的公共端C之間，單片微控制器20通過軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊21的接觸器控制端213連接到接觸器線圈；軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊21設(shè)有電流調(diào)節(jié)元件，電壓采樣元件和電流采樣元件，圖中未表示。所述的電壓采樣元件并聯(lián)連接在電源零線端211和電源供電端214之間，所述的電流采樣元件串聯(lián)連接在壓縮機(jī)主繞組R的供電回路中；所述的電壓采樣元件和電流采樣元件的采樣輸出端連接到所述單片微控制器20的采樣輸入端，圖中表示為雙向總線連接方式。單片微控制器20設(shè)有啟動(dòng)電流控制單元，圖中未表示。所述啟動(dòng)電流控制單元的輸出端連接到所述電流調(diào)節(jié)元件的輸入控制端，所述電流調(diào)節(jié)元件的可調(diào)電流輸出端，通過主繞組連接端215連接到壓縮機(jī)電機(jī)主繞組R。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，電源供電端214內(nèi)部連接一個(gè)阻容降壓電路，為啟動(dòng)控制裝置提供所需的低壓電源。阻容降壓電路能夠承受高壓的連續(xù)浪涌電壓。軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊采用這種連接方式，211-215五個(gè)連接端中的任何一個(gè)接線錯(cuò)誤都會(huì)使壓縮機(jī)電機(jī)無法加電啟動(dòng)，從而提供了接線錯(cuò)誤保護(hù)功能。根據(jù)本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊還設(shè)有啟動(dòng)繼電器，所述啟動(dòng)繼電器通過常開觸點(diǎn)連接到啟動(dòng)繞組連接端212，在啟動(dòng)過程中常開觸點(diǎn)閉合，將第二電容C2并聯(lián)連接到啟動(dòng)電容Cl上；在啟動(dòng)結(jié)束后常開觸點(diǎn)斷開，切斷第二電容C2的連接回路。第二電容C2的兩端還并聯(lián)了電阻R2，為第二電容C2提供放電回路。第二電容C2用于啟動(dòng)過程中增加啟動(dòng)繞組S的電流，以提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一個(gè)改進(jìn)的實(shí)施例，所述的啟動(dòng)繼電器通過常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接到主繞組連接端215，在啟動(dòng)結(jié)束后，常閉觸點(diǎn)旁路連接電流調(diào)節(jié)元件，將壓縮機(jī)電機(jī)主繞組R通過常閉觸點(diǎn)直接連接到電源零線端211。通過繼電器芳路功能，在啟動(dòng)結(jié)束后自動(dòng)將啟動(dòng)控制裝直的功率兀件待機(jī)芳路，不僅可以提聞可靠性，還可以起到節(jié)能效果。在圖3和圖4所示的本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的實(shí)施例中，熱泵熱水機(jī)的工質(zhì)循環(huán)回路的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間，設(shè)有高低壓力極速平衡裝置，所述的高低壓力極速平衡裝置包括壓力/壓差傳感器15和壓力平衡電磁閥16 ;單片微控制器20設(shè)有壓力傳感輸入端201和壓力平衡輸出端202 ;壓力/壓差傳感器15的壓力信號(hào)輸出端，連接到所述的壓力傳感輸入端201 ;壓力平衡輸出端202連接到壓力平衡電磁閥16的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端。
根據(jù)本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一個(gè)實(shí)施例，所述的電流調(diào)節(jié)元件是晶閘管，所述單片微控制器的啟動(dòng)電流控制單元的輸出端，通過電平轉(zhuǎn)換和隔離電路連接到晶閘管的柵極回路。所述的電流調(diào)節(jié)元件也可以采用IGBT(絕緣柵雙極晶體管)功率元件，所述單片微控制器的啟動(dòng)電流控制單元的輸出端，通過電平轉(zhuǎn)換和隔離電路連接到IGBT功率元件的柵極回路。這里，最常見的典型的電平轉(zhuǎn)換和隔離電路可以采用光率禹器件。根據(jù)本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的實(shí)施例，所述的單片微控制器20和軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊21可以組裝為一體，所有元器件組裝后用環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化，外殼材料采用環(huán)保型阻燃材料制作，形成一體化固化組件。采用這種一體化固化組件結(jié)構(gòu)可以從根本上杜絕電氣火災(zāi)。根據(jù)本發(fā)明提供的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置的一種優(yōu)選的實(shí)施例，單片微控制器20通過電壓采樣元件和電流采樣元件，采集單相壓縮機(jī)的實(shí)時(shí)啟動(dòng)電壓和啟動(dòng)電流信號(hào)，并且根據(jù)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)電流產(chǎn)生電流調(diào)節(jié)元件的輸入控制信號(hào)，使啟動(dòng)電流控制在其額定電流的I. 5-3倍之間；若啟動(dòng)電壓低于預(yù)定的保護(hù)電壓，通過接觸器 控制端213控制接觸器KM切斷壓縮機(jī)I的電源，實(shí)現(xiàn)低電壓保護(hù)；單片微控制器20檢測到壓縮機(jī)I處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)高低壓力極速平衡裝置，使高低壓力在I分鐘內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)，從而保證壓縮機(jī)I無負(fù)荷啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流；單片微控制器20通過檢測壓力/壓差傳感器的壓力信號(hào)，判斷壓縮機(jī)I的啟動(dòng)狀態(tài)，若單片微控制器20檢測到壓縮機(jī)I正常工作后，高低壓力極速平衡裝置停止，若啟動(dòng)加電2-10秒壓縮機(jī)I未能正常啟動(dòng)，啟動(dòng)控制裝置自動(dòng)進(jìn)入斷電保護(hù)狀態(tài)，通過接觸器控制端213控制接觸器KM切斷壓縮機(jī)I供電，等待90-180秒重新啟動(dòng)。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非用作為對本發(fā)明的限定，任何基于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神對以上所述實(shí)施例所作的變化、變型，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，包括接觸器，單片微控制器和軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，連接在熱泵熱水機(jī)的壓縮機(jī)電機(jī)供電電路中，其特征在于 所述的接觸器串聯(lián)連接在電源火線和壓縮機(jī)電機(jī)的公共端之間，單片微控制器通過 軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊的接觸器控制端連接到接觸器線圈； 所述的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)有電流調(diào)節(jié)元件，電壓采樣元件和電流采樣元件，所述的電壓采樣元件并聯(lián)連接在電源零線端和電源供電端之間，所述的電流采樣元件串聯(lián)連接在壓縮機(jī)主繞組供電回路中；所述的電壓采樣元件和電流采樣元件的采樣輸出 端連接到所述單片微控制器的采樣輸入端； 所述單片微控制器設(shè)有啟動(dòng)電流控制單元，所述啟動(dòng)電流控制單元的輸出端連接到所述電流調(diào)節(jié)元件的輸入控制端，所述電流調(diào)節(jié)元件的可調(diào)電流輸出端，通過主繞組連接端連接到壓縮機(jī)電機(jī)主繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊還設(shè)有啟動(dòng)繼電器，所述啟動(dòng)繼電器通過常開觸點(diǎn)連接到啟動(dòng)繞組連接端，在啟動(dòng)過程中常開觸點(diǎn)閉合，將第二電容并聯(lián)連接到啟動(dòng)電容上；在啟動(dòng)結(jié)束后常開觸點(diǎn)斷開，切斷第二電容的連接回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的啟動(dòng)繼電器通過常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接到主繞組連接端，在啟動(dòng)結(jié)束后，常閉觸點(diǎn)旁路連接電流調(diào)節(jié)元件，將壓縮機(jī)電機(jī)主繞組通過常閉觸點(diǎn)直接連接到電源零線端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于所述熱泵熱水機(jī)的工質(zhì)循環(huán)回路的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間，設(shè)有高低壓力極速平衡裝置，所述的高低壓力極速平衡裝置包括壓力/壓差傳感器和壓力平衡電磁閥；所述的單片微控制器設(shè)有壓力傳感輸入端和壓力平衡輸出端；所述的壓力/壓差傳感器的壓力信號(hào)輸出端連接到所述的壓力傳感輸入端；所述的壓力平衡輸出端連接到壓力平衡電磁閥的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的電流調(diào)節(jié)元件是晶閘管，所述單片微控制器的啟動(dòng)電流控制單元的輸出端，通過電平轉(zhuǎn)換和隔離電路連接到晶閘管的柵極回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的電流調(diào)節(jié)兀件是IGBT功率兀件，所述單片微控制器的啟動(dòng)電流控制單兀的輸出〗而，通過電平轉(zhuǎn)換和隔離電路連接到IGBT功率元件的柵極回路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的單片微控制器和軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊組裝為一體，所有元器件組裝后用環(huán)氧樹脂進(jìn)行固化，外殼材料采用環(huán)保型阻燃材料制作，形成一體化固化組件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的單片微控制器，通過電壓采樣元件和電流采樣元件，采集單相壓縮機(jī)的實(shí)時(shí)啟動(dòng)電壓和啟動(dòng)電流信號(hào)，并且根據(jù)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)電流，產(chǎn)生電流調(diào)節(jié)元件的輸入控制信號(hào)，使啟動(dòng)電流控制在其額定電流的I. 5-3倍之間；若啟動(dòng)電壓低于預(yù)定的保護(hù)電壓，通過接觸器控制端控制接觸器切斷壓縮機(jī)的電源，實(shí)現(xiàn)低電壓保護(hù)；所述的單片微控制器檢測到壓縮機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)高低壓力極速平衡裝置，使高低壓力在I分鐘內(nèi)達(dá)到平衡狀態(tài)，保證壓縮機(jī)無負(fù)荷啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流；所述的單片微控制器通過檢測壓力/壓差傳感器的壓力信號(hào)，判斷壓縮機(jī)的啟動(dòng)狀態(tài)，若單片微控制器檢測到壓縮機(jī)正常工作后，高低壓力極速平衡裝置停止 ，若啟動(dòng)加電2-10秒壓縮機(jī)未能正常啟動(dòng)，啟動(dòng)控制裝置自動(dòng)進(jìn)入斷電保護(hù)狀態(tài)，通過接觸器控制端控制接觸器切斷壓縮機(jī)供電，等待90-180秒重新啟動(dòng)。
全文摘要
一種大功率單相熱泵熱水機(jī)啟動(dòng)控制裝置，涉及用于啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)或機(jī)電變換器的裝置。包括接觸器，單片微控制器和軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊，軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)有電流調(diào)節(jié)元件，電壓采樣元件和電流采樣元件，電壓采樣元件和電流采樣元件的采樣輸出端連接到單片微控制器的采樣輸入端，單片微控制器設(shè)有啟動(dòng)電流控制單元，啟動(dòng)電流控制單元的輸出端連接到所述電流調(diào)節(jié)元件的輸入控制端，電流調(diào)節(jié)元件的可調(diào)電流輸出端，通過主繞組連接端連接到壓縮機(jī)電機(jī)主繞組。通過軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊和高低壓力極速平衡裝置相結(jié)合，使啟動(dòng)電流從原有的7～8倍降到2～3倍，解決壓縮機(jī)待機(jī)時(shí)高低壓力平衡緩慢和在高低壓力未平衡狀態(tài)下啟動(dòng)電流過大、壓縮機(jī)啟動(dòng)失敗無法保護(hù)的問題。
文檔編號(hào)F24H9/20GK102829553SQ201210338778
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者劉軍, 王玉軍, 季忠海, 王穎, 顏艷, 王天舒 申請人:江蘇天舒電器有限公司