用于控制電負載中的輸入電壓的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于通過輸出開關(guān)組(4)為針對多于一個輸入電壓(1)具有選擇性的電組件構(gòu)造的電負載(5)、優(yōu)選地為用在冷卻壓縮機上的感應(yīng)電機控制輸入電壓(1)的方法及系統(tǒng)。檢測可以或通過處理單元(3)直接進行，或通過能夠向處理單元(3)提供信息的網(wǎng)絡(luò)傳感器(6)間接進行。在本發(fā)明的另一實施例中，附設(shè)有能夠向處理單元(3)提供信息的保護傳感器(7)以及控制基準值(8)，以更好地對電負載(5)進行保護。
【專利說明】用于控制電負載中的輸入電壓的方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為針對多于一個電壓具有選擇性的電組件構(gòu)造的負載、優(yōu)選地為用在冷卻壓縮機上的感應(yīng)電機控制輸入電壓的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，若干國家在電能的生產(chǎn)和分配方面各不相同，每個國家有不同的電壓水平。因此，除其他以外，諸如計算機、電視機、立體聲系統(tǒng)的絕大多數(shù)電子設(shè)備都具有雙電壓特性，其包括實現(xiàn)輸入電壓的調(diào)節(jié)以使其在特定電壓下完美運行的自動電壓控制。這種特性在家用電器領(lǐng)域中仍較少被認知，因為它們中的大部分需要電動機來運行，除其他以外，由于像功率以及控制那樣的因素而受限于現(xiàn)今的技術(shù)。
[0003]就這點而言，這些產(chǎn)品中的實現(xiàn)在雙電壓下運行的少數(shù)那些具有由最終用戶通過開關(guān)進行的手動切換，所述開關(guān)通常針對其運行改變負載的線圈的構(gòu)造。然而，很少用戶具有針對這些功能的專門知識，這經(jīng)常導致功能錯誤，如功能的部分喪失，或者甚至炸毀產(chǎn)品。此外，它還可能對用戶造成危害，這取決于設(shè)備的保護水平。
[0004]為了防止這些危害并且增加對用戶的保護以及避免通過保證服務(wù)的不必要維護，從而減少與產(chǎn)品制造商關(guān)聯(lián)的形象的損失，輸入電壓自動變化至設(shè)備運行的可接受水平成為必須的做法。
[0005]類似地，單相感應(yīng)電機因它們的簡單性、魯棒性以及高性能而被廣泛用在冰箱上。感應(yīng)電機特別地被用在像冰箱、制冷機、空調(diào)、洗衣機那樣的各種家用電器中，它們通常裝備有籠形轉(zhuǎn)子和具有通常由兩個繞組組成的線圈的定子，所述兩個繞組選擇性地被用于感應(yīng)電機所處的狀態(tài)(起動或運轉(zhuǎn))。
[0006]就這點而言，在壓縮機的正常操作期間，運轉(zhuǎn)繞組由交流電壓饋電，而因運動的開始需要更高的功率來加速電機，起動繞組僅在電機運行的第一時刻期間被饋電。因而，電機被特別地設(shè)計和構(gòu)建以在特定的有限范圍的電壓下運行，其中典型地，變化量不高于所設(shè)計的水平的上下10%。如果這些變化量高于10%，則需要電機的新的設(shè)計和結(jié)構(gòu)。
[0007]出于這個原因，為解決這個問題的可能嘗試出現(xiàn)在披露雙電壓系統(tǒng)的文檔中。美國專利文檔4，415，964描述了一種在這方面的設(shè)計，其提供一種能夠不管輸入電壓而自動調(diào)節(jié)電壓輸出的系統(tǒng)，因當其以IlOV被接通時，將線圈改變?yōu)椴⒙?lián)配置，從而產(chǎn)生IlOV的輸出，并且以相反的方式，當其以220V被接通時，將線圈改變?yōu)榇?lián)配置，從而重復(fù)IlOV輸出，其改變輸出變壓器的線圈的構(gòu)造。然而，在這種結(jié)構(gòu)中，因其使用變壓器而不是其正在驅(qū)動的負載的直接構(gòu)造作為輸出，該文檔限制了待饋電的可能負載以及對它們的控制。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)所考慮的附加信息在美國專利文檔5，001，623和美國專利文檔7，528，734中被提出，其中美國專利文檔5，001，623描述了一種以直流電自動控制電壓輸出的系統(tǒng)，然而其具有與上文提及的文檔相同的問題，并且美國專利文檔7，528，734描述了一種指示輸入電壓的系統(tǒng)，其能夠警告用戶在那個特定點處存在的電壓是否為對于設(shè)備運行所期望的電壓，但其沒有改變或控制輸出電壓。[0009]應(yīng)注意到的是，與本發(fā)明相比，除了呈現(xiàn)巨大的能耗和制造/維護費用之外，所提出的所有文檔均極易受振蕩瞬態(tài)及饋電線上的其他干擾影響。
[0010]發(fā)明目的
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于自動電壓控制的裝置，除了減少的成本之外，其還具有簡單和魯棒的拓撲結(jié)構(gòu)，這實現(xiàn)大規(guī)模的使用并且對于針對不同電壓的市場的給定產(chǎn)品族所需要的模型的減少。
[0011]本發(fā)明的另一目的是對這些裝置的電子控制應(yīng)具有可以忽略的能耗。
[0012]本發(fā)明的又一目的是所述電子控制應(yīng)較少受來自饋電網(wǎng)絡(luò)的振蕩瞬態(tài)或干擾影響。
[0013]本發(fā)明的又一目的是所述電子控制應(yīng)能夠自動調(diào)節(jié)感應(yīng)電機或電負載，而不需要手動開關(guān)的變化。
[0014]本發(fā)明的又一目的是提供一種特定構(gòu)造，其能夠通過監(jiān)控施加于它們的電壓、其電流和/或溫度而提供負載的電子保護。
[0015]本發(fā)明的又一目的是提供一種用于電機的集成組裝的特定系統(tǒng)。
發(fā)明簡述
本發(fā)明的一個第一實施例提出了一種用于控制電負載中的輸入電壓的系統(tǒng)，所述電負載具有能針對在輸入電壓的不同水平下的操作選擇性地被驅(qū)動的線圈布置，所述系統(tǒng)包括至少一個處理單元和輸出開關(guān)組。所述處理單元被配置為檢測所述輸入電壓以及對所述輸出開關(guān)組進行驅(qū)動以執(zhí)行所述電負載的選擇性驅(qū)動，使得所述電負載將在由所述處理單元檢測到的輸入電壓的水平下操作。用于控制負載中的輸入電壓的系統(tǒng)還可以包括網(wǎng)絡(luò)傳感器，其以不同的配置向所述處理單元提供輸入電壓值。優(yōu)選地，這個系統(tǒng)被配置用于操作感應(yīng)電機，其包含能被改變以針對值為220V的輸入電壓實現(xiàn)串聯(lián)驅(qū)動或者針對值為IlOV的輸入電壓實現(xiàn)并聯(lián)驅(qū)動的一組權(quán)利要求。
[0016]在另一實施例中，本發(fā)明向所述用于控制電負載中的輸入電壓的系統(tǒng)添加能夠向所述處理單元提供關(guān)于電流、電壓和/或溫度的信息的保護傳感器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)考慮其中所述系統(tǒng)包括能夠向所述處理單元提供電流、電壓和/或溫度的基準的控制基準單元的實施例。
[0017]本發(fā)明還涉及一種用于控制電負載中的輸入電壓的方法，所述電負載具有能針對在輸入電壓的不同水平下的操作選擇性地被驅(qū)動的線圈布置，所述方法包括檢測輸入電壓的第一步驟和根據(jù)在所述第一步驟中檢測到的輸入電壓驅(qū)動輸出開關(guān)組的第二步驟。此夕卜，所述方法還包括針對在于所述第一步驟中檢測到的輸入電壓的水平下的操作改變所述電負載中的線圈布置的第三步驟。這個方法也優(yōu)選地適用于改變感應(yīng)電機的線圈布置，優(yōu)選地在所述第一步驟得到220V的值時串聯(lián)驅(qū)動或在所述第一步驟得到IlOV的值時并聯(lián)驅(qū)動。
[0018]所提出的用于控制電負載中的輸入電壓的另一方法包括檢測所述電負載的電流、電壓和/或溫度的第四步驟，用于執(zhí)行保護所述電負載的第五步驟，如果在所述第一步驟中檢測到的值被認為超出標準，則所述第五步驟阻止所述電負載的運行。所述第四步驟還可以被進一步配置，以便執(zhí)行相對于針對所述電負載的特定狀態(tài)在先前所確定的基準值的比較。[0019]附圖簡述
參考附圖所示的實施例，現(xiàn)在將更詳細地描述本發(fā)明。附圖示出:
-圖1是采用并聯(lián)構(gòu)造的電負載的示意圖；
-圖2是采用串聯(lián)構(gòu)造的電負載的示意圖；
-圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的表示簡化系統(tǒng)的框圖；
-圖4是表示附設(shè)有網(wǎng)絡(luò)傳感器的圖3的簡化系統(tǒng)的框圖；
-圖5是表示附設(shè)有保護傳感器的圖4的簡化系統(tǒng)的框圖；
-圖6是表示附設(shè)有控制基準以更好地進行保護的圖5的簡化系統(tǒng)的框圖。
[0020]附圖詳細說明
圖1和圖2示出具有可被構(gòu)造以便針對在不同電壓下的操作選擇性地被驅(qū)動的元件的電負載5。這個實施例的圖1示出電負載5的并聯(lián)構(gòu)造，優(yōu)選地針對值為IlOV的輸入電壓1，而圖2相反地示出電負載5的串聯(lián)構(gòu)造，優(yōu)選地針對值為220V的輸入電壓I。應(yīng)注意到的是，輸出開關(guān)組4在電負載5的這種構(gòu)造中直接進行驅(qū)動。
[0021]圖3示意本發(fā)明，其提供一種用于控制電負載5中的電壓的系統(tǒng)，所述電負載5具有能被構(gòu)造以便針對在不同電壓下的操作選擇性地被驅(qū)動的元件，所述元件優(yōu)選地為一對相同尺寸的線圈，優(yōu)選地針對IIOV的電壓為并聯(lián)，而針對220V的電壓為串聯(lián)，如圖1和圖2所示。
[0022]優(yōu)選地被這個系統(tǒng)使用的電負載5為單相感應(yīng)電機，除了優(yōu)選地為籠形的轉(zhuǎn)子之夕卜，其包括具有一個或多個運轉(zhuǎn)繞組和一個或多個起動繞組的至少一個定子。除了其他未列舉但能構(gòu)建有所規(guī)定的配置的那些之外，這些感應(yīng)電機也可為變速受控的類型。
[0023]就這點而言，所述用于控制輸入電壓的系統(tǒng)包括輸入電壓I，其向能夠為處理單元3的運行提供能量的直流源2饋電，處理單元3也由輸入電壓I饋電，被配置用于檢測施加于該系統(tǒng)的這個輸入電壓I的大小。對系統(tǒng)的檢測是直接進行的，輸入電壓I被直接送入處理單元3，其計算并且定義電壓值。
[0024]這樣，處理單元3能夠?qū)敵鲩_關(guān)組4選擇性地進行驅(qū)動，所述輸出開關(guān)組4優(yōu)選地包括電磁開關(guān)(諸如繼電器或螺線管)或電控開關(guān)(諸如靜態(tài)開關(guān)、TRIAC開關(guān)或晶體管開關(guān))，其也由輸入電壓I饋電并且能夠進行驅(qū)動以便重新配置電負載5的構(gòu)造，使得電負載5將針對在檢測到的輸入電壓I下的運行更好地被構(gòu)造。因此，所述輸出開關(guān)組4針對值IlOV的輸入電壓I優(yōu)選地選擇線圈的并聯(lián)構(gòu)造，而針對值220V的輸入電壓I相反地選擇線圈的串聯(lián)構(gòu)造。
[0025]類似地，圖4也呈現(xiàn)包括輸入電壓I的系統(tǒng)，該輸入電壓I向直流源2饋電。直流源2能夠為處理單元3的運行提供能量。由于輸入電壓I還向網(wǎng)絡(luò)傳感器6饋電，該網(wǎng)絡(luò)傳感器6檢測這個輸入電壓I的大小并且向處理單元3提供這種信息以供分析，處理單元3仍然負責輸入電壓I的值的計算和定義，所以該系統(tǒng)以輸入電壓I的間接檢測為特征。
[0026]因此，處理單元3能夠?qū)σ灿奢斎腚妷篒饋電的輸出開關(guān)組4選擇性地進行驅(qū)動。所述輸出開關(guān)組4進而能夠進行驅(qū)動使得電負載5將針對在檢測到的輸入電壓I下的運行更好地被構(gòu)造。
[0027]類似地，圖5也呈現(xiàn)一種包括輸入電壓I的系統(tǒng)，該輸入電壓I向直流源2饋電。直流源2能夠為處理單元3的運行提供能量。輸入電壓I也向網(wǎng)絡(luò)傳感器6饋電，該網(wǎng)絡(luò)傳感器6檢測這個電壓I的大小并且向處理單元3提供這個信息。因此，處理單元3能夠?qū)σ灿奢斎腚妷篒饋電的輸出開關(guān)組4選擇性地進行驅(qū)動。所述輸出開關(guān)組4進而能夠進行驅(qū)動使得電負載5將針對在檢測到的電壓I下的運行更好地被構(gòu)造。這個系統(tǒng)還包括外部裝置和傳感器的添加，所述外部裝置和傳感器優(yōu)選地通過監(jiān)控電負載的電壓、電流或溫度使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備的電子保護。這些保護系統(tǒng)被連接到輸出和/或負載，能夠直接對負載進行驅(qū)動或?qū)⑺鼈兊臄?shù)據(jù)傳達給處理單元3以實現(xiàn)類似的驅(qū)動。因此，本發(fā)明還包括針對連接到該系統(tǒng)的負載的額外保護。因而，這是保護傳感器7，其接收關(guān)于電負載5的信息并且將這個信息提供給處理單元3。處理單元3能夠通過使用由保護傳感器7提供的信息選擇性地驅(qū)動或關(guān)閉所述開關(guān)組4以對電負載5更佳地進行保護。
[0028]就這點而言，圖6也示出了一種包括輸入電壓I的系統(tǒng)，該輸入電壓I向直流源2饋電。直流源2能夠為處理單元3的運行提供能量。輸入電壓I也向網(wǎng)絡(luò)傳感器6饋電，該網(wǎng)絡(luò)傳感器6檢測這個輸入電壓I的大小并且將這個信息提供給處理單元3。因此，處理單元3能夠?qū)σ灿奢斎腚妷篒饋電的輸出開關(guān)組4選擇性地進行驅(qū)動。所述輸出開關(guān)組4進而能夠進行驅(qū)動使得電負載5將針對在檢測到的輸入電壓I下的運行更好地被構(gòu)造。這個系統(tǒng)還包括保護傳感器7，其接收關(guān)于電負載5的信息，這個信息優(yōu)選地包括電流、電壓和/或溫度的值，并且保護傳感器7將這個信息提供給處理單元3。處理單元3能夠通過使用由保護傳感器7提供的信息選擇性地驅(qū)動或關(guān)閉所述開關(guān)組4以對電負載5進行保護。這種配置還提出基準值的添加，其可為記錄等，使得處理單元3能將由保護傳感器7提供的值與基準值關(guān)聯(lián)，執(zhí)行為負載的更好保護所需要的功能。以這種方式，控制基準8為處理單元3提供數(shù)據(jù)，以通過比較基準控制值8與由保護傳感器7提供的值來實現(xiàn)對電負載5更好的保護。
[0029]應(yīng)注意到的是，僅圖3維持對到處理器的輸入電壓的直接感測，但所有的配置均有可能被用在直接模式和間接模式兩者中。
[0030]優(yōu)選實施例已被描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明的范圍包括其他可能的變體,這些變體僅由包括可能的等同內(nèi)容在內(nèi)的、附隨權(quán)利要求的內(nèi)容所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制電負載(5)中的輸入電壓⑴的系統(tǒng)，所述電負載(5)具有針對在輸入電壓(I)的不同水平下的操作選擇性地被驅(qū)動的線圈布置，所述系統(tǒng)至少包括: -一個處理單元(3)，以及 -輸出開關(guān)組(4)， 所述系統(tǒng)的特征在于，所述處理單元(3)被配置用于檢測所述輸入電壓(I)以及對所述輸出開關(guān)組(4)進行驅(qū)動以執(zhí)行所述電負載(5)的選擇性驅(qū)動，使得所述電負載(5)將在由所述處理單元(3)檢測到的輸入電壓水平(I)下操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)傳感器出)，所述網(wǎng)絡(luò)傳感器出)向所述處理單元(3)提供所述輸入電壓⑴的水平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓⑴的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)被配置用于操作感應(yīng)電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的系統(tǒng)，其特征在于，所述感應(yīng)電機包括能夠被改變以針對值為220V的輸入電壓(I)實現(xiàn)串聯(lián)驅(qū)動或者針對值為IlOV的輸入電壓⑴實現(xiàn)并聯(lián)驅(qū)動的線圈組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓⑴的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括能夠向所述處理單元(3)提供關(guān)于電流、電壓和/或溫度的信息的保護傳感器(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括能夠向所述處理單元(3)提供電流、電壓和/或溫度的基準的控制基準單元(8) ο
7.一種用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的方法，所述電負載(5)具有能針對在輸入電壓(I)的不同水平下的操作選擇性地被驅(qū)動的線圈布置，所述方法包括以下步驟: -步驟1:檢測所述輸入電壓(I)； -步驟2:作為在步驟I中檢測到的輸入電壓(I)的函數(shù)驅(qū)動所述輸出開關(guān)組(4)； 其特征在于，所述方法包括針對在由所述步驟I檢測到的輸入電壓(I)的水平下的操作改變所述電負載(5)中的所述線圈布置的步驟3。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的方法，其特征在于，檢測所述輸入電壓(I)的值的所述步驟I由網(wǎng)絡(luò)傳感器(6)執(zhí)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的方法，其特征在于，改變所述線圈布置的所述步驟3被應(yīng)用于感應(yīng)電機。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的方法，其特征在于，在檢測輸入電壓(I)的所述步驟I得到220V的值時，所述步驟3改變所述感應(yīng)電機的線圈的構(gòu)造以實現(xiàn)串聯(lián)驅(qū)動，或者在檢測輸入電壓(I)的所述步驟I得到IlOV的值時，所述步驟3改變所述感應(yīng)電機的線圈的構(gòu)造以實現(xiàn)并聯(lián)驅(qū)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求7、8、9或10所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓(I)的方法，其特征在于，` 所述方法包括檢測所述電負載(5)的電流、電壓和/或溫度的步驟4; 所述方法包括保護所述電負載(5)的步驟5，如果在步驟4中檢測到的值能夠損壞所述電負載(5)，則所述步驟5阻止所述電負載(5)的運行。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的用于控制電負載(5)中的輸入電壓⑴的方法，其特征在于，所述步驟5將由步驟4 獲得的值與先前確定的、所述電負載(5)的基準值比較，在與所述基準值比較時如果在步驟4中檢測到的值能夠損壞所述電負載(5)，則所述步驟5保護系統(tǒng)。
【文檔編號】H02M1/10GK103688454SQ201280036867
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月26日
【發(fā)明者】M.扎內(nèi)拉托, M.R.德索扎, S.H.皮尼 申請人:惠而浦股份公司