变频压缩机的过热保护装置和变频压缩机系统及设备的制作方法

本发明属于制冷设备技术领域，尤其涉及一种变频压缩机的过热保护装置，以及变频压缩机系统和具有该系统的设备。

背景技术：

随着绿色节能的倡导和消费观念的逐渐高端化，变频技术在节能及快速制冷方面优势明显，一些变频设备例如双开门大容量变频冰箱的市场占比呈现明显增长趋势，伴随变频设备的功耗增长，对变频压缩机系统过热保护提出更高要求。目前变频压缩机过热保护主要是电源前端硬件保护，在变频控制器市电输入端火线上串接一个过热保护器，在过流和过热时，过热保护器强制切断变频控制器输入端供电，变频控制器和压缩机停止工作，这种强制切断变频控制器和压缩机供电的控制方式，对变频控制器和变频压缩机产生瞬时冲击，影响产品寿命。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种变频压缩机的过热保护装置，该过热保护装置可以在过热控制时减少对变频压缩机的冲击，保证产品寿命。

本发明的第二个目的在于提出一种包括该过热保护装置的变频压缩机系统。

本发明的第三个目的在于提出一种包括该变频压缩机系统的设备。

为了达到上述目的，本发明第一方面实施例的变频压缩机的过热保护装置，包括：温度检测模块，用于检测变频压缩机的温度信号；控制模块，用于根据所述温度信号确定所述变频压缩机的温度，并在所述变频压缩机的温度大于第一温度阈值时输出停机指令至所述变频压缩机。

根据本发明实施例的过热保护装置，在变频压缩机的温度超过阈值时，向变频压缩机发送停机指令，使得变频压缩机执行停机指令以进行过热保护，相较于强制切断变频压缩机的供电，可以减少对变频压缩机的冲击，保证寿命。

在一些实施例中，所述温度检测模块包括惠斯通电桥，所述惠斯通电桥用于感测所述变频压缩机的温度，并将所述变频压缩机的温度转换为采样电压；所述控制模块用于根据所述采样电压确定所述变频压缩机的温度。通过惠斯通电路来检测变频压缩机的温度信号，精确度更高。

在一些实施例中，所述惠斯通电路包括热敏电阻、第一电阻、第二电阻和第三电阻，其中，所述热敏电阻对应所述变频压缩机设置，所述热敏电阻的第一端与预设电源相连，所述热敏电阻的第二端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与地端相连，所述第二电阻的第一端与所述预设电源相连，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述地端相连，所述热敏电阻的第二端与所述第一电阻的第一端之间具有第一连接点，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端之间具有第二连接点，所述第一连接点与所述控制模块相连，所述第二连接点与所述控制模块相连；所述控制模块在获得所述变频压缩机的运行温度时具体用于，根据所述热敏电阻、所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的阻值计算所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差，并根据所述电压差获得所述变频压缩机的温度。

在一些实施例中，所述控制模块包括运算放大器、控制芯片和驱动单元，其中，所述第一连接点与所述运算放大器的第一输入端相连，所述第二连接点与所述运算放大器的第二输入端相连，所述运算放大器的输出端与所述控制芯片相连；所述运算放大器用于根据所述热敏电阻、所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的阻值以及放大系数计算所述第一连接点与所述第二连接点之间的电压差，所述控制芯片用于根据所述电压差确定所述变频压缩机的温度，并在所述压缩机的温度大于所述第一温度阈值时输出停机指令至所述驱动单元，以驱动所述变频压缩机停机。

在一些实施例中，所述温度检测模块包括热敏电阻，所述热敏电阻用于检测所述变频压缩机的温度信号；所述控制模块在获得所述变频压缩机的运行温度时具体用于，根据所述热敏电阻的阻值确定所述变频压缩机的温度。通过热敏电阻检测变频压缩机的温度信号，简单易实施。

在一些实施例中，所述过热保护装置还包括：过热保护模块，用于感测所述变频压缩机的温度，并在所述变频压缩机的温度大于第二温度阈值时切断所述变频压缩机的供电，其中，所述第二温度阈值大于第一温度阈值，从而实现双重过热保护，更加安全、可靠。

在一些实施例中，所述热敏电阻贴装在所述变频压缩机的端子罩处的壳体上，避免环境温度的影响，更加准确。

在一些实施例中，所述过热保护模块贴装在所述变频压缩机的端子罩处的壳体上，避免环境温度影响，更加准确。

为了达到上述目的，本发明第二方面实施例的变频压缩机系统，包括变频压缩机和上面实施例所述的过热保护装置。

根据本发明实施例的变频压缩机系统，通过采用上面实施例的过热保护装置，可以实现对变频压缩机的过热保护，减小过热保护时对变频压缩机的瞬间冲击。

为了达到上述目的，本发明第三方面实施例的设备，所述设备包括上面实施例所述的变频压缩机系统。

根据本发明实施例的设备，通过采用上面实施例的变频压缩机系统，更加稳定可靠。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的变频压缩机的过热保护装置的框图；

图2是根据本发明的另一个实施例的变频压缩机的过热保护装置的框图；

图3是根据本发明的再一个实施例的变频压缩机的过热保护装置的框图；

图4是根据本发明的又一个实施例的变频压缩机的过热保护装置的框图；

图5是根据本发明的一个实施例的变频压缩机系统的框图；

图6是根据本发明的一个实施例的设备的框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明第一方面实施例的变频压缩机的过热保护装置。

图1是根据本发明的一个实施例的变频压缩机的过热保护装置的框图，如图1所示，本发明实施例的过热保护装置100包括温度检测模块10和控制模块20。

其中，温度检测模块10用于检测变频压缩机的温度信号；控制模块20用于根据变频压缩机的温度信号确定变频压缩机的温度，并在变频压缩机的温度大于第一温度阈值时输出停机指令至变频压缩机，以使得变频压缩机执行停机，以避免过热故障，保证寿命。

具体地，在变频压缩机运行时，温度检测模块10实时检测变频压缩机的温度信号，例如感测变频压缩机的温度并转换为电压或电流采样信号，控制模块20根据变频压缩机的温度信号判断其温度情况，例如将接收到的电压或电流采样信号转换为变频压缩机的对应的温度值，进而根据温度值判断变频压缩机是否过热，当变频压缩机的温度低于第一温度阈值时，变频压缩机保持正常运行；在温度大于第一温度阈值时认为过热，则输出停止指令至变频压缩机，以控制变频压缩机停机，进行过热保护。

根据本发明实施例的过热保护装置100，在变频压缩机的温度超过阈值时，向变频压缩机发送停机指令，使得变频压缩机执行停机指令以进行过热保护，相较于强制切断变频压缩机的供电，可以减少对变频压缩机的冲击，保证寿命。

在一些实施例中，温度检测模块10包括热敏电阻，热敏电阻用于检测变频压缩机的温度信号；控制模块20根据热敏电阻的阻值确定变频压缩机的温度。具体地，在变频压缩机运行时，通过热敏电阻感测变频压缩机的温度，热敏电阻的阻值会随温度而变化，控制模块20根据热敏电阻的阻值可以判断变频压缩机的温度情况，进而，在变频压缩机的温度超过第一温度阈值时，判断为过热，则发送停机指令至变频压缩机，以进行过热保护。

进一步地，在一些实施例中，温度检测模块10采用惠斯通电桥的方式，惠斯通电桥可以由电阻组成电桥电路，利用电阻阻值的变化来测量物理量的变化，控制模块20例如单片机采集可变电阻两端的电压然后处理，即可计算出相应的物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。在本发明的实施例中，惠斯通电桥用于感测变频压缩机的温度，并将变频压缩机的温度转换为采样电压，可以获得更加精确的变频压缩机的温度信号。不同的采样电压对应不同的变频压缩机的温度，控制模块20可以根据该采样电压确定变频压缩机的温度，并在温度超过第一温度阈值时，控制变频压缩机停机，实现过热保护。

在实施例中，如图2所示，惠斯通电路包括热敏电阻rx、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3，其中，热敏电阻rx对应变频压缩机设置，用于感测变频压缩机的温度，热敏电阻rx的第一端与预设电源相连，热敏电阻rx的第二端与第一电阻r1的第一端相连，第一电阻r1的第二端与地端相连，第二电阻r2的第一端与预设电源相连，第二电阻r2的第二端与第三电阻r3的第一端相连，第三电阻r3的第二端与地端相连，热敏电阻rx的第二端与第一电阻r1的第一端之间具有第一连接点o1，第二电阻r2的第二端与第三电阻r3的第一端之间具有第二连接点o2，第一连接点o1与控制模块20相连，第二连接点o2与控制模块20相连；控制模块20在获得变频压缩机的运行温度时具体用于，根据热敏电阻rx、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值计算第一连接点o1与第二连接点o2之间的电压差，并根据该电压差获得变频压缩机的温度。

具体地，变频压缩机的温度不同，热敏电阻rx的阻值不同，控制模块20从第一连接点o1获得的采样电也压随之变化，而从第二连接点o2获得的采样电压不变，因而，从第一连接点o1获得的采样电压与从第二连接点o2获得的采样电压的电压差也会随变频压缩机的温度的不同而不同，控制模块20根据热敏电阻rx、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值计算第一连接点o1与第二连接点o2之间的电压差，不同的电压差对应不同的温度，根据对应关系，可根据该电压差判断变频压缩机的温度，进而根据变频压缩机的温度判断是否过热。

在一些实施例中，如图3所示，控制模块20包括运算放大器21、控制芯片22和驱动单元23，其中，第一连接点o1与运算放大器21的第一输入端相连，第二连接点o2与运算放大器21的第二输入端相连，运算放大器21的输出端与控制芯片22相连；运算放大器21用于根据热敏电阻rx、第一电阻r1、第二电阻r2和第三电阻r3的阻值以及放大系数计算第一连接点o1与第二连接点o2之间的电压差，控制芯片22用于根据该电压差确定变频压缩机的温度，在压缩机的温度大于第一温度阈值时输出停机指令至驱动单元23，以驱动变频压缩机停机。

举例说明，假设变频压缩机的温度为5℃时rx＝ra，控制芯片22的采样信号即第一连接点o1与第二连接点o2之间的压差为k*vcc*(ra/r1-r2/r3)；假设变频压缩机的温度为10℃时rx＝rb，控制芯片22的采样信号为k*vcc*(rb/r1-r2/r3)。因而，在变频压缩机的温度不同时，控制芯片22的采样信号不同，采样信号对应不同的变频压缩机温度，从而，控制芯片22可以根据采样信号来判断变频压缩机的温度，在变频压缩机的温度超过第一温度阈值时，认为过热，则控制变频压缩机停机，相较于强制切断供电，可以减少对变频压缩机的冲击，保证产品寿命。

为了避免控制模块20失效造成故障，在一些实施例中，如图4所示，本发明实施例的过热保护装置100还包括过热保护模块30，过热保护模块30用于感测变频压缩机的温度，并在变频压缩机的温度大于第二温度阈值时切断变频压缩机的供电，其中，第二温度阈值大于第一温度阈值。

在实施例中，如图4所示，过热保护模块30可以连接在市电交流电源ac输入前端。从装配工艺考虑，温度检测模块10、控制模块20及过热保护模块30可以安装在同一个电器盒内，温度检测模块10和控制模块20可以集成在变频压缩机的变频控制器中，热敏电阻rx及过热保护模块30通过电器盒分别密封贴装在变频压缩机的端子罩处的壳体上，可以有效隔离环境温度，提高热敏电阻rx及过热保护模块30的温度感测精度。

具体来说，在变频控制器正常工作时，当接通市电后，变频压缩机温度低于第一温度阈值，控制模块20开始工作，热敏电阻rx感应变频压缩机的壳体温度并通过惠斯通电桥转换为电压采集信号输出，运算放大电路21计算惠斯通电桥的桥臂的电压差，控制芯片22接收电压差采集信号并转化为对应变频压缩机的温度，当温度低于第一温度阈值时，控制芯片22控制驱动单元23使变频压缩机保持正常运行，当温度高于第一温度阈值时，控制芯片22控制驱动单元23使变频压缩机停机；在控制模块20工作失效的情况下，驱动单元23失控，变频压缩机的温度高于第一温度阈值且低于第二温度阈值时，变频压缩机仍未停机，过热保护模块30内部触点处于闭合状态；变频压缩机的温度逐渐上升，当变频压缩机的温度高于第二温度阈值时，过热保护模块30内部触电断开动作，切断控制模块20前端市电供电，变频压缩机被强制停止运行，从而，实现对变频压缩机的双重过热保护控制。

概括来说，在控制模块20正常工作时，通过监测变频压缩机的温度来控制变频压缩机，避免了强制切断前端供电对变频压缩机的瞬时冲击，同时，保证了由于严苛环境导致控制模块20失效时，由过温保护模块30能强制切断市电供电，防止安全事故发生。通过双重过热保护控制电路，提高了变频压缩机的安全性和可靠性。

基于上面实施例的变频压缩机的过温保护装置，下面参照附图描述根据本发明第二方面实施例的变频压缩机系统。

图5是根据本发明的一个实施例的变频压缩机系统的框图，如图5所示，本发明实施例的变频压缩机系统1000包括变频压缩机200和上面实施例的过热保护装置100，其中，过热保护装置100的结构和工作过程可以参照上面实施例的说明。

根据本发明实施例的变频压缩机系统1000，通过采用上面实施例的过热保护装置100，可以实现对变频压缩机的过热保护，减小过热保护时对变频压缩机的瞬间冲击。

下面参照附图描述根据本发明第三方面实施例的设备。图6是根据本发明的一个实施例的设备的框图，如图6所示，本发明实施例的设备10000包括上面实施例的变频压缩机系统1000，在实施例中，设备10000可以包括变频冷藏冷冻箱、变频冷冻柜或其他适用本发明实施例的变频压缩机系统的设备。

根据本发明实施例的设备10000，通过采用上面实施例的变频压缩机系统1000，更加稳定可靠。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。