[00138527]基于电机绕组温度测算方法的变频空调高效运行与安全控制技术研究及应用

家用空调压缩机为全封闭形式,内部是高温高压制冷剂和润滑油的混合物,半导体很难耐受这样的环境,无法布测温度测量装置。现有空调制冷系统压缩机一般采用外置顶部温度保护器,缺点是被动反应,不直接,响应慢,无法识别制冷剂缺少情况;针对现有空调制冷系统在排气管布置的排气传感器,可以间接反映压缩机内部温度,但在制冷剂缺少情况严重时,排气温度与压缩机内部温度脱节,无法实现实时、准确保护,在全封闭压缩机内部布置温度传感器来准确获取压缩机内部温度,将面临一系列难题,如在高温高压环境下温度传感器的可靠性问题、工艺性问题、冷媒泄漏问题、制造成本问题等,鉴于上述原因目前制冷行业没有针对制冷系统压缩机内部温度的更好解决办法。随着国际环保趋势及环保协定的要求,寻找零ODP且GWP值较低的环保制冷剂已成为今后一段时期内全球制冷行业所面临的共同问题,基于能效和环保角度目前行业内已逐步开始淘汰R22和R410A制冷剂,切换为高效环保的R32制冷剂,但是R32制冷剂的安全隐患问题,目前制冷行业还未提出可靠的解决方案。在全社会关注节能、低碳、环保的大背景下,家电行业正肩负着结构调整、产业升级、转变发展方式的艰巨任务,高技术的节能、环保、健康、安全家电将成为转型方向。在此阶段,该项目提出为整个制冷行业延长制冷系统寿命、减少制冷剂排放、提高制冷剂缺少状态下系统效率,提供一种全新方法,突破了制约我国制冷行业变频技术发展的瓶颈,在节能、环保、可靠性、安全等方面具有重大意义,促进行业科技发展和社会进步,提升企业产业优化升级和技术创新,引领制冷行业走向可持续发展之路,具有巨大的社会效益和经济效益。 项目基于空调动态参数与电机磁通参数结合测算绕组温度的方法,推算出实时动态、全频段的电机绕组温度;形成了对变频空调在制冷剂缺少状态下的安全、可靠、高效的解决方案。本项目技术为行业首创,实现是从0到1的突破,具有其明显独创性和先进性,主要包括以下几点： 1、直流电机定子绕组温度推算技术 2、空调制冷系统制冷剂缺少判别和计算方法 3、制冷系统快速泄漏识别技术 4、直流电机宽范围运转技术先进性 5、制冷系统制冷剂缺少状态下性能优化技术先进性 项目技术突破制约我国制冷行业在智能、可靠、高效控制技术领域发展的瓶颈,促进行业技术发展和社会进步,提升企业产业优化升级和技术创新,引领制冷行业走向可持续发展之路,具有巨大的社会效益,主要表现在以下方面： 1、节能方面：空调产品安装过程中泄漏不可避免,制冷剂缺少对于产品能效会产生很大影响。采用直流电机绕组测温控制技术可以实现准确识别制冷剂缺少状态,并可以在较严重制冷剂缺少时采用绕组温度方法进行膨胀阀开度控制提升产品能效。 2、环保方面：R32环保制冷剂的使用增加了对压缩机可靠性影响,压缩机可靠性影响制冷系统寿命和维修过程中对环境排放。 减少制冷系统的报废,延长制冷系统工作年限本身就具有环保意义。 3、可靠性与寿命方面：空调系统的寿命寿命取决于压缩机电机绝缘,电机绝缘温度每升高8℃,寿命时间减少一半。采用绕组测温方法可以简单、直接判定制冷剂缺少情况,确保绕组温度控制在绝缘允许范围内,确保压缩机可靠性,减少压缩机润换油劣化,在生命周期内保证空调产品具有良好性能。 4、安全方面：R32具有可燃性,采用绕组测温方式进行判断,理论上3s钟即可完成制冷系统出现快速泄漏判定,为消除隐患提供技术依据。 该项目已获授权发明专利多项,已应用于多个系列产品,取得了显著的经济和社会效益,该项目在节能环保、空调压缩机可靠性和寿命方面有重要的意义,为环保制冷剂的推广应用提供了一种全新的安全运行方案,项目整体达到国际先进水平,在制冷剂缺少情况下的安全、可靠、高效运行方面的技术处于国际领先。项目技术可直接应用于全国变频空调和冰箱产品,同时可应用于新能源汽车、高铁、水泵等使用永磁直流电机的其他领域,具有巨大的推广应用价值。