ES2330359T3 - Unidad de control de compresor y procedimiento de control de compresor. - Google Patents
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Abstract
Una unidad de control de compresor (18) que comprende: una unidad de circuito de excitación que incluye una unidad de circuito convertidor (36), una unidad de circuito inversor (37) y una unidad de circuito de control (38); y termodetectores (60, 61, 62) instalados en al menos dos de las unidades de circuito; caracterizada porque la unidad de circuito convertidor (36), la unidad de circuito inversor (37) y la unidad de circuito de control (38) van colocadas en un alojamiento sellado (35); uno (60) de los termodetectores está previsto en la unidad de circuito convertidor (36) para determinar una temperatura de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de circuito convertidor (36); uno (61) de los termodetectores está previsto en la unidad de circuito inversor (37) para determinar una temperatura de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de circuito inversor (37); y uno (62) de los termodetectores está previsto en la unidad de circuito de control (38) para determinar una temperatura de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de circuito de control (30).
Description
Unidad de control de compresor y procedimiento
de control de compresor.
La presente invención se refiere a una unidad de
control de compresor destinada a hacer funcionar un compresor para
comprimir un refrigerante mediante un control de inversor que usa
una fuente de alimentación de corriente alterna (C.A.), y un
procedimiento de control de compresor usando la unidad de control de
compresor.
Recientemente se ha acentuado una acusada
tendencia a la compactibilidad y la conservación de la energía en
un acondicionador de aire doméstico o similares. Con este propósito,
es necesario que una unidad interior del acondicionador de aire
tenga un intercambiador de calor con un área ampliada de
transferencia térmica y debería reducirse el tamaño de una unidad
exterior al tiempo que se incrementa un área de transferencia
térmica de un intercambiador de calor del mismo. Además, también se
requiere la compactibilidad y un alto rendimiento de un compresor
incorporado en la unidad exterior. En cuanto al compresor, es
necesario que un cuerpo principal de compresor y una unidad de
control de compresor estén integrados como un cuerpo, para reducir
con ello el volumen total de componentes del compresor y, al mismo
tiempo, facilitar el ensamblaje de los mismos durante la
fabricación.
En un acondicionador de aire doméstico, es de
uso corriente un compresor del tipo que emplea un mecanismo de
control de inversor. En este tipo de compresor, tanto un compresor
como una unidad de control de compresor destinada a controlar el
compresor van alojados en una unidad exterior del acondicionador de
aire para ejecutar un ciclo de refrigeración.
La Fig. 6 proporciona una vista en perspectiva
que describe una configuración esquemática de una unidad exterior
de un acondicionador de aire convencional. Como se muestra en la
Fig. 6, un cuerpo principal de unidad exterior 100 incluye un
compresor 110 que tiene un mecanismo de compresión (no mostrado) y
una unidad de motor (no mostrada) para accionar el mecanismo de
compresión; un intercambiador de calor exterior 120 para realizar
una operación de intercambio de calor con el aire exterior; y un
ventilador impelente 130 para soplar aire exterior destinado a la
operación de intercambio de calor. El mecanismo de compresión y la
unidad de motor van alojados en un contenedor sellado del compresor
110. Además, estos componentes van alojados en una carcasa (no
mostrada). Igualmente, una unidad de circuito de excitación 140
destinada a hacer funcionar los componentes en el cuerpo principal
de unidad exterior 100 va prevista en un espacio superior por encima
del cuerpo principal de unidad exterior 100 de modo que quede
situada lejos del compresor 110.
La unidad de circuito de excitación 140 tiene
una unidad de control de compresor para controlar el compresor 110,
una unidad de control de ventilador impelente para controlar el
ventilador impelente 130, una unidad de control de ciclo de
refrigeración para controlar un ciclo de refrigeración y una porción
de cableado conectada a una unidad interior. En esta invención, la
unidad de control de compresor es un componente fundamental de la
unidad de circuito de excitación 140.
La Fig. 7 expone un diagrama del circuito de
excitación para excitar el compresor 110 mediante un control de
inversor. Como se muestra en la Fig. 7, un circuito de excitación
incluye una unidad de circuito rectificador 210 que sirve de unidad
de circuito convertidor para convertir una alimentación de C.A.
procedente de la fuente de alimentación de C.A. de la red
industrial 200 en una potencia de corriente continua (C.C.); una
unidad de circuito de conmutación 230 que sirve de unidad de
circuito inversor para convertir la potencia de C.C. en una
potencia de C.A. trifásica para hacer funcionar el motor 220 del
compresor 110; una unidad de circuito excitador de compuerta 240
para excitar la unidad de circuito de conmutación 230; y una unidad
de operador 250 para generar una señal de excitación. En esta
invención, la unidad de circuito rectificador 210 tiene reactancia
260, condensador 270, diodo 280 y así sucesivamente. Además, la
unidad de circuito de conmutación 230 tiene elementos de
conmutación 290 formados de un transistor bipolar de puerta aislada
(IGBT), un transistor de potencia y similares conmutables a alta
velocidad.
En referencia de nuevo a la Fig. 6, la unidad de
circuito de conmutación 140 se proporciona como una unidad
independiente respecto de otros elementos de excitación y está
configurada para ser conectada mediante cableado a los demás
elementos de excitación cuando se ensamblan.
Mientras tanto, el compresor con un control de
inversor también se emplea recientemente en un acondicionador de
aire destinado al uso en un automóvil y, para hacer compacto y
ligero el acondicionador de aire, el compresor y el circuito de
control del compresor van integrados como un cuerpo (véase, por
ejemplo, la solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el
público Nos. 2002-174178 y
2003-13859).
En el acondicionador de aire convencional
equipado con el compresor de excitación por inversor que usa una
fuente de alimentación de C.A. de la red industrial, el cuerpo
principal de compresor y la unidad de control de compresor van
previstos por separado. Éste es el motivo por el que aumenta el
volumen ocupado por la unidad de control de compresor en la unidad
exterior, reduciendo como resultado el área de transferencia térmica
del intercambiador de calor exterior, lo que a su vez deteriora el
rendimiento del acondicionador de aire.
Mientras tanto, si se integra como un único
cuerpo la unidad de control de compresor y el cuerpo principal de
compresor reduciendo el tamaño de la unidad de control de compresor
para disminuir el volumen ocupado por el cuerpo principal de
compresor y la unidad de control de compresor en la unidad exterior,
se originan los siguientes problemas. Para poder reducir el tamaño
de la unidad de control de compresor e integrarla como un cuerpo
con el cuerpo principal de compresor, es preciso acomodar en un
espacio de dimensiones más pequeñas la unidad de circuito
convertidor, la unidad de circuito inversor y la unidad de circuito
de control destinada a controlarlas. Sin embargo, puesto que el
circuito convertidor y el circuito inversor son elementos
calefactores, se puede ocasionar un daño térmico a la unidad de
circuito de control que tiene, por ejemplo, un microordenador. Es
más, puesto que la temperatura del cuerpo principal de compresor
permanece elevada debido al refrigerante bajo compresión, la unidad
de control de compresor se vería afectada también por el calor
procedente del cuerpo principal de compresor.
El documento US4.706.470 desvela un sistema y
aparato para controlar el funcionamiento de un compresor vibratorio
que usa una frecuencia predeterminada correspondiente a la carga del
mismo, que comprende un primer sensor destinado a detectar una
temperatura de presión correspondiente a la presión de vapor
saturado de un refrigerante aspirado por un compresor vibratorio,
un segundo sensor destinado a detectar una temperatura o presión
correspondiente a la presión de vapor saturado del refrigerante
comprimido y descargado por el compresor, y una sección de control
destinada a generar una potencia motriz de una frecuencia
determinada sobre la base de las temperaturas y presiones
detectadas por los sensores primero y segundo, y en el que el
compresor es accionado por una potencia motriz generada por la
sección de control. El funcionamiento del compresor vibratorio se
puede controlar con el máximo rendimiento relacionando la
frecuencia de una alimentación de corriente alterna suministrada al
compresor vibratorio con la temperatura o presión de succión y la
temperatura de descarga de presión del refrigerante.
El documento EP 0774 580 A2 desvela un compresor
vibratorio, que comprende una sección de accionamiento del pistón
destinada a accionar un pistón suministrando una fuerza motriz del
pistón, una sección de detección de desplazamiento conectada en una
dirección axial del pistón, una sección de detección de posición en
punto muerto superior destinada a detectar una posición en punto
muerto superior sobre la base de una señal de posición del pistón
procedente de la sección de detección de desplazamiento, y una
sección de regulación de fuerza motriz destinada a cambiar la
fuerza motriz que la sección de accionamiento del pistón suministra
al pistón según una diferencia entre la posición en punto muerto
superior y un valor preestablecido de referencia de posición en
punto muerto superior inmediatamente después de que la sección de
detección de posición en punto muerto superior detecte la posición
en punto muerto superior, impide que disminuya su eficacia de
compresión debido a la estabilización e impide que un dispositivo
se vea dañado. En el compresor vibratorio, también es posible
calcular una carrera basándose en una posición detectada del pistón
o regular la fuerza motriz basándose en una frecuencia
detectada.
El documento EP 0 652 632 A2 desvela una fuente
de alimentación para compresores vibratorios que tiene un inversor
destinado a convertir corriente continua en corriente alterna, que
comprende una sección de fuente de alimentación de C.C. destinada a
aplicar al inversor tensión de C.C., medios de detección de
corriente destinados a detectar una corriente que circula en el
compresor vibratorio, y una sección de control que tiene un
circuito seguidor de frecuencia destinado a generar una frecuencia
que sigue la frecuencia de resonancia del compresor vibratorio
sobre la base de una corriente detectada por los medios de detección
de corriente, y un circuito de control de inversor destinado a
controlar el inversor con la frecuencia generada por el circuito
seguidor de frecuencia, de modo que el compresor vibratorio se
acciona mediante una tensión de C.A. de la frecuencia que concuerda
con la frecuencia de resonancia del compresor vibratorio.
Por consiguiente, un objetivo de la presente
invención consiste en proporcionar una unidad de control de
compresor compacta destinada a realizar un control de inversor con
una fuente de alimentación de C.A. de la red industrial, capaz de
mejorar la fiabilidad de los componentes alojados en su interior y
también capaz de incrementar el área efectiva de transferencia
térmica de una unidad exterior de un acondicionador de aire cuando
está instalada en el intercambiador de calor exterior, para mejorar
con ello la capacidad del acondicionador de aire; y un
procedimiento de control del compresor que usa la misma.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona una unidad de control de compresor de acuerdo con la
reivindicación 1.
Con esta configuración, es posible detectar las
respectivas temperaturas de los elementos calefactores o elementos
calentados dispuestos en la unidad de control del compresor para
llevar a cabo un funcionamiento óptimo del acondicionador de aire y
para mejorar la fiabilidad de los componentes del circuito.
Además, la presente invención proporciona un
procedimiento de control de un compresor según la reivindicación
6.
Unas realizaciones preferidas de la unidad de
control de compresor y el procedimiento de control del compresor
según la presente invención están definidas en las respectivas
reivindicaciones dependientes.
Los objetos y características anteriores y otros
de la presente invención resultarán evidentes a partir de la
siguiente descripción de formas de realización preferidas aportadas
en relación con los dibujos que se adjuntan, en los que:
las Figs. 1A y 1B ilustran respectivamente una
vista en planta y una vista frontal de una unidad exterior de un
acondicionador de aire que usa una unidad de control de compresor
según una forma de realización preferida de la presente
invención;
la Fig. 2 expone una vista frontal esquemática
de una unidad de compresor que usa la unidad de control de compresor
según la forma de realización preferida de la presente
invención;
la Fig. 3 proporciona una vista en planta de la
unidad de control de compresor según la forma de realización
preferida de la presente invención;
la Fig. 4 representa una vista en sección
transversal tomada a lo largo de una línea A-A de la
Fig. 3;
la Fig. 5 presenta un diagrama de flujo para
describir el procedimiento de control del compresor según la forma
de realización preferida de la presente invención;
la Fig. 6 muestra una vista en perspectiva para
ilustrar una configuración esquemática de una unidad exterior de un
acondicionador de aire convencional; y
la Fig. 7 es un diagrama del circuito de
excitación destinado a excitar un compresor mediante control de
inversor.
En lo sucesivo se describirán en detalle formas
de realización preferidas de la presente invención con referencia a
los dibujos que se adjuntan.
Las Figs. 1A y 1B ilustran respectivamente una
vista en planta y una vista frontal de una unidad exterior de un
acondicionador de aire que aloja en su interior una unidad de
control de compresor según una forma de realización preferida de la
presente invención. El cuerpo principal 10 de la unidad exterior
incluye una carcasa 11, un intercambiador de calor exterior 12, un
ventilador impelente 13, un motor del ventilador impelente 14, un
abocinamiento 15 que sirve de guía del flujo de aire, y un compresor
16. El compresor 16 tiene un cuerpo principal de compresor 17 y una
unidad de control de compresor 18 colocada sobre una porción
superior del cuerpo principal de compresor 17 formando un cuerpo
con el mismo.
La diferencia entre el cuerpo principal de una
unidad exterior 10 de la forma de realización preferida y el cuerpo
principal de una unidad exterior convencional 100 mostrado en la
Fig. 6 estriba en la configuración global del compresor y también
en la configuración de una unidad de circuito de excitación. Es
decir, se reduce el tamaño de la unidad de control de compresor 18
que ocupa la mayor parte del volumen de la unidad de circuito de
excitación, y la unidad de control de compresor 18 compacta que se
obtiene de este modo va montada sobre la porción superior del
cuerpo principal de compresor 17 formando un cuerpo con la misma. En
consecuencia, el área sombreada 19 mostrada en la Fig. 1B, usada
convencionalmente para que quede como un área no efectiva de
transferencia térmica ocupada por una unidad de circuito de
excitación convencional, se puede utilizar como área efectiva de
transferencia térmica. Por lo tanto, se puede incrementar la
capacidad del acondicionador de aire.
Además, puesto que el cuerpo principal de
compresor 17 y la unidad de control de compresor 18 del compresor
16 van integrados como un cuerpo, el ensamblaje del cuerpo principal
10 de unidad exterior resulta más fácil, pudiéndose facilitar
también los trabajos de mantenimiento del mismo, dado que el
compresor 16 y la unidad de control de compresor 18 se pueden
tratar como una única unidad.
La Fig. 2 expone una vista frontal esquemática
del compresor 16. Como se muestra en la figura, el cuerpo principal
de compresor 17 formado de un alojamiento sellado incluye un
mecanismo de compresión 22 destinado a comprimir el refrigerante
extraído a través de una tubería de aspiración de refrigerante 21; y
una unidad de motor 23 destinada a accionar el mecanismo de
compresión 22. La potencia rotativa generada por la unidad de motor
23 se transfiere al mecanismo de compresión 22 a través de un árbol
(no mostrado), para hacer que un elemento de compresión (no
mostrado) gire o describa un movimiento alternativo. Como resultado
de la rotación o del movimiento alternativo del elemento de
compresión, el refrigerante es comprimido, y el refrigerante
comprimido es suministrado al interior de un ciclo de refrigeración
a través del tubo de descarga de refrigerante 24 previsto en una
porción superior del compresor 16. Además, el cuerpo principal de
compresor 17 va instalado en el cuerpo principal de unidad exterior
10, fijado a través de una base 25.
La Fig. 3 proporciona una vista en planta para
ilustrar una configuración interna ejemplar de la unidad de control
de compresor 18 según la forma de realización preferida, y la Fig. 4
es una vista en sección transversal tomada a lo largo de una línea
A-A de la Fig. 3.
Como se muestra en las Figs. 3 y 4, la unidad de
control de compresor 18 incluye componentes de circuito de
excitación para excitar y controlar el compresor 16, en la que los
componentes de circuito de excitación van alojados en un
alojamiento 35 de una estructura de contenedor cilíndrico sellado
que incluye una porción de placa lateral 32, una porción de placa
de fondo 33 y una porción de placa de techo 34. Específicamente, los
componentes del circuito de excitación van alojados en el
alojamiento 35 estando divididos en líneas generales en tres
bloques de unidad de circuito rectificador 36, que sirve de
convertidor para convertir la corriente de C.A. procedente de una
fuente de alimentación de C.A. de la red industrial en una corriente
de C.C., unidad de circuito de conmutación 37, que sirve de
inversor para convertir la corriente de C.C. en una corriente de
C.A., y unidad de circuito de control 38. Además, formada en una
porción central de la unidad de control de compresor 18, va una
porción de acomodación del tubo de descarga 39 a través de la que ha
de insertarse el tubo de descarga de refrigerante 24 procedente del
cuerpo principal de compresor 17.
La unidad de circuito rectificador 36 tiene
diodo 40, condensador 41, reactancia 42 y así sucesivamente. La
unidad de circuito de conmutación 37 tiene un dispositivo de IGBT 43
que se puede conmutar a alta velocidad, circuito de excitación 44
para excitar el dispositivo de IGBT 43, etcétera. Además, la unidad
de circuito de control 38 tiene componentes de circuito de control
tales como generador de señales de control 45 y microordenador
46.
Además, la unidad de suministro de alimentación
47 de la fuente de alimentación de C.A. de la red industrial va
prevista en la porción de placa lateral 32 del alojamiento 35 en una
posición que corresponde al emplazamiento donde va ubicada la
unidad de circuito rectificador 36 y una porción de terminal de
salida 48 conectada a la unidad de motor 23 del compresor 16 va
prevista en la porción de placa lateral 32 del alojamiento 35 en
una posición que corresponde al emplazamiento donde va ubicada la
unidad de circuito de conmutación 37.
La Fig. 4 es una vista en sección transversal
tomada a lo largo de la línea A-A de la Fig. 3. Como
se muestra en la figura, el contenedor sellado incluye la porción
de placa lateral cilíndrica 32, la porción de placa de fondo 33 y
la porción de placa de techo 34. En una porción central del
contenedor sellado va formada la porción de alojamiento del tubo de
descarga 39, que se extiende desde la porción de placa de fondo 33
hasta la porción de placa de techo 34. Cada porción de placa
lateral 32, porción de placa de techo 34 y porción de placa de
fondo 33 está formada de un material de alta conductividad térmica,
por ejemplo un material metálico, con objeto de tener una
estructura hermética protegida contra el goteo de agua. Como se
muestra en la Fig. 4, los componentes del circuito de excitación
alojados en el alojamiento 35 van montados sobre un sustrato 49 que
sirve de placa base, que va instalada horizontalmente sobre una
porción de fondo del alojamiento 35. En la Fig. 4, aunque los
componentes del circuito de excitación se muestren estando
conectados al sustrato 49 a través de terminales de conexión 50,
también es posible fijar directamente en montaje superficial los
componentes del circuito de excitación sobre el sustrato 49, para
reducir con ello el área y el volumen ocupados por los componentes
del circuito de excitación sobre el sustrato 49.
En referencia de nuevo a la Fig. 3, los
elementos calefactores tales como el diodo 40 de la unidad de
circuito rectificador 36 y el dispositivo de IGBT 43 de la unidad
de circuito de conmutación 37 van colocados más próximos a la
porción de placa lateral 32 y los conductores térmicos 51 formados
de un material de alta conductividad térmica van interpuestos entre
la porción de placa lateral 32 y los elementos calefactores. Los
conductores térmicos 51 sirven para emitir calor desde el diodo 40
y el dispositivo de IGBT 43 hasta la parte exterior del alojamiento
35 y cada conductor térmico 51 tiene una capa de resina adhesiva 52
para facilitar su adherencia a los elementos calefactores. El
material para los elementos térmicos 51 puede ser igualmente un
material metálico de alta conductividad térmica tal como cobre o
aluminio, un material de resina de alta conductividad térmica, o
similares. En caso de estar formados los conductores térmicos 51 de
un material de resina elástica, se puede asegurar una adherencia
firme entre los elementos calefactores y los conductores térmicos 51
de tal modo que puede no ser necesaria la provisión de capas de
resina adhesiva 52.
Como se muestra en la Fig. 3, la resina 53 se
moldea entre los componentes de circuito en el alojamiento 35 para
aislarlos entre sí y, al mismo tiempo, para asegurar la resistencia
a las vibraciones y la resistencia a la humedad. En esta invención,
puesto que la unidad de circuito rectificador 36 y la unidad de
circuito de conmutación 37, presentando ambas altas tasas de
descarga de calor, coexisten con la unidad de circuito de control
38 que tiene una tasa de descarga de calor baja, es posible usar
diferentes materiales de resina para su moldeo entre los
componentes de circuito en cada área de bloque, para mejorar con
ello la fiabilidad de los componentes de circuito. Es decir, un
material de resina de alta conductividad térmica se puede moldear
como un todo, mientras que un material de resina aislante de baja
conductividad térmica se puede moldear en una interfase entre la
unidad de circuito de control 38 y la unidad de circuito
rectificador 36 y/o entre la unidad de circuito de control 38 y la
unidad de circuito de conmutación 37. Además, en lugar de usar el
material de resina aislante, también es posible proporcionar un
espacio de aislamiento. En consecuencia, seleccionando un material
de resina conveniente para cada bloque y cada componente de
circuito, es posible fijar los componentes de circuito y regular al
mismo tiempo las tasas de descarga de calor de los mismos. De este
modo, la unidad de control de compresor se puede hacer compacta de
forma eficaz.
Además, como se muestra en la Fig. 3, los
sensores térmicos 60, 61 y 62 van instalados en la unidad de
circuito rectificador 36 que sirve de convertidor, la unidad de
circuito de conmutación 37 que sirve de inversor y la unidad de
circuito de control 38, respectivamente. El sensor térmico 60
previsto en la unidad de circuito rectificador 36 mide la
temperatura del diodo 40 que es el que más calor emite entre los
elementos de la unidad de circuito rectificador 36. En esta
invención, la temperatura del diodo 40 puede hacer referencia a la
temperatura del propio diodo 40 o la temperatura en torno a él. El
sensor térmico 61 instalado en la unidad de circuito de conmutación
37 detecta la temperatura del dispositivo de IGBT 43 que es el que
más calor emite entre los elementos de la unidad de circuito de
conmutación 37. En esta invención, la temperatura del dispositivo de
IGBT 43 puede hacer referencia a la temperatura del propio
dispositivo de IGBT 43 o la temperatura en torno a él. Igualmente,
el sensor térmico 62 previsto en la unidad de circuito de control 38
mide la temperatura del microordenador 46 incorporado en su
interior, que es vulnerable al calor. La temperatura del
microordenador 46 puede hacer referencia a la temperatura del
propio microordenador 46 o la temperatura en torno a él. En esta
invención, la temperatura en torno a cada elemento de circuito que
ha de medirse hace referencia a la temperatura del aire ambiental
en torno al elemento o la temperatura de un material de resina
cargado en esta área.
En la forma de realización preferida, instalado
igualmente en el alojamiento 35 de la unidad de control de
compresor 18, va el sensor térmico 63 para medir la temperatura en
torno a la porción de alojamiento del tubo de descarga 39 a través
de la que ha de insertarse el tubo de descarga de refrigerante
24.
La información de temperatura obtenida por estos
sensores térmicos 60 a 63 se transmite a la unidad de circuito de
control 38 de la unidad de control de compresor 18 y luego es
retroalimentada a la unidad de circuito rectificador 36 o la unidad
de circuito de conmutación 37 para su uso con objeto de regular el
funcionamiento del cuerpo principal de compresor 17. La información
de temperatura se puede usar igualmente para controlar el
funcionamiento del motor del ventilador impelente 14, una válvula
de conmutación del ciclo de refrigeración (no mostrada), o
similares, así como para controlar el cuerpo principal de compresor
17.
Como se ha descrito anteriormente, la unidad de
control de compresor 18 según la forma de realización preferida
ilustrada en las Figs. 3 y 4 está configurada para ser capaz de
liberar eficazmente el calor emitido desde los elementos
calefactores. Sin embargo, se puede variar la temperatura de cada
componente de circuito en función de cada cambio en una condición
operacional o condición ambiental, así que puede suceder que la
temperatura de un componente de circuito aumente más allá de un
umbral de temperatura correspondiente, haciendo que el componente
de circuito resulte inoperante. Por tal motivo, en la forma de
realización preferida de la presente invención, se mide la
temperatura del microordenador 46, que tiende a ser dañado
fácilmente por el calor, al igual que se detectan las temperaturas
de los elementos calefactores tales como el diodo 40 y el
dispositivo de IGBT 43 y la temperatura del alojamiento 35 en la
proximidad del tubo de descarga de refrigerante 24, que tiende a
registrar la temperatura más alta del exterior de la unidad de
control de compresor 18. La información de temperatura obtenida de
este modo se procesa en la unidad de circuito de control 38 para su
uso con objeto de regular el estado operacional del cuerpo
principal de compresor 17, para limitar en consecuencia una
elevación de temperatura de cada componente de circuito más allá de
su umbral de temperatura. En particular, en caso de emplear un
mecanismo de control de inversor del compresor como en la forma de
realización preferida de la presente invención, es posible regular
respectivamente las temperaturas de los componentes de circuito, de
modo que estén en intervalos de temperaturas predeterminados, por
medio de la regulación de las frecuencias de funcionamiento. En tal
caso, se puede mejorar la fiabilidad de los componentes de circuito,
incluyendo microordenador 46 y similares, y se puede asegurar un
funcionamiento estable del compresor.
La Fig. 5 expone un diagrama de flujo para
describir un procedimiento de control del compresor según la forma
de realización preferida de la presente invención. En la figura, Ta,
Tb, Tc y Td representan temperaturas medidas por los sensores
térmicos 60 a 63 previstos en el diodo 40, el dispositivo de IGBT
43, el microordenador 46 y en la proximidad de la porción de
alojamiento del tubo de descarga 39, respectivamente. Además, se
ajustan respectivamente temperaturas de referencia para los
componentes de circuito, en los cuales aquéllas para el diodo 40,
el dispositivo de IGBT 43, el microordenador 46 y la proximidad de
la porción de alojamiento del tubo de descarga 39 se ajustan de
modo que sean Ta1, Tb1, Tc1 y Td1, respectivamente. En la forma de
realización preferida, se calculan respectivamente las diferencias
entre las temperaturas de referencia Ta1, Tb1, Tc1 y Td1 y las
temperaturas Ta, Tb, Tc y Td medidas por los sensores térmicos 60 a
63, y si todas las diferencias de temperatura caen dentro de un
valor umbral preestablecido, se regula una frecuencia de
funcionamiento del control de inversor.
Es decir, como se muestra en la Fig. 5, se pone
en marcha el funcionamiento del compresor y se detectan las
temperaturas Ta, Tb, Tc y Td mediante los sensores térmicos 60 a 63,
respectivamente (etapa 1). Entonces se calculan las diferencias
Ta1-Ta (=Ta2), Tb1-Tb (=Tb2),
Tc1-Tc (=Tc2) y Td1-Td (=Td2) entre
las temperaturas de referencia Ta1, Tb1, Tc1 y Td1 y las
temperaturas detectadas Ta, Tb, Tc y Td (etapa 2). Después de ello,
se determina si las diferencias Ta2, Tb2, Tc2 y Td2 son más pequeñas
que el valor umbral preestablecido (etapa 3). Si el resultado de la
determinación muestra que la totalidad de las diferencias son más
pequeñas que el valor umbral preestablecido, se autoriza la
operación para reducir la frecuencia de funcionamiento del control
de inversor y se ejecuta la operación de reducción de la frecuencia
de funcionamiento a través de otra rutina de control (etapa 4).
Mientras tanto, si se halla que al menos una de las diferencias no
es más pequeña que el valor umbral preestablecido, la operación del
compresor prosigue, manteniendo la frecuencia de funcionamiento
actual (etapa 5), y el procedimiento regresa a la etapa 1.
A modo de otro ejemplo de utilización del
resultado de la comparación, éste se puede configurar de tal manera
que, si en la etapa 3, al menos una de las diferencias es más
pequeña que el valor umbral preestablecido, el procedimiento avanza
hasta la etapa 4 y, si en la etapa 3 la totalidad de las diferencias
son mayores que el valor umbral preestablecido, éste va hasta la
etapa 5.
Aquí, las temperaturas de referencia y los
valores umbral se pueden ajustar de modo que sean diferentes entre
sí en función de los componentes de circuito respectivos. Además,
también es posible asignar a los resultados de la determinación un
orden de prioridades o adoptar la determinación manejando las
diferencias. Aunque se haya descrito el procedimiento de control
del compresor a propósito de una situación en la que se reduce la
frecuencia de funcionamiento a través de otra rutina de control, se
puede realizar un control para incrementar la frecuencia de
funcionamiento repitiendo las etapas de forma similar a la descrita
anteriormente. Además, en caso de regular la temperatura en torno a
la porción de alojamiento del tubo de descarga 39 en particular, el
control de operación para el ventilador impelente del acondicionador
de aire también se puede realizar junto con el control del
compresor para mantener la temperatura en torno a la porción de
alojamiento del tubo de descarga 39 por debajo de un determinado
nivel de temperatura.
De acuerdo con el procedimiento de control del
compresor según la forma de realización preferida como se ha
descrito anteriormente, es posible realizar un funcionamiento óptimo
del acondicionador de aire y mejorar la fiabilidad de los
componentes de circuito alojados en la unidad de control de
compresor 18, al tiempo que se lleva a cabo la reducción de tamaño
de la misma.
Además, aunque la comparación según el
procedimiento de control descrito anteriormente se haya descrito
mediante su realización basándose en temperaturas detectadas por
los sensores térmicos 60 a 63 de forma arbitraria en el tiempo, en
lugar de esto se pueden usar variaciones temporales de las
temperaturas detectadas por los sensores térmicos. Por ejemplo, si
los componentes de circuito tienen diferentes gradientes de
elevación de la temperatura con respecto al tiempo de operación, es
posible estimar el tiempo que cada componente de circuito requiere
para que la temperatura alcance un límite superior sobre la base de
los gradientes de temperatura detectados, para lograr con ello una
operación más estable del acondicionador de aire.
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo
con la presente invención, se puede obtener una unidad compacta de
control de compresor de excitación por inversor que usa una fuente
de alimentación de C.A. sin menoscabo de la fiabilidad de los
componentes incorporados en su interior. Mediante el uso de tal
unidad inventiva de control de compresor y un procedimiento de
control de compresor que usa aquélla, es posible realizar un
funcionamiento óptimo de un acondicionador de aire. De este modo,
la presente invención se puede aplicar a un acondicionador de aire,
un refrigerador, una máquina expendedora y así sucesivamente.
Claims (9)
1. Una unidad de control de compresor (18) que
comprende:
una unidad de circuito de excitación que incluye
una unidad de circuito convertidor (36), una unidad de circuito
inversor (37) y una unidad de circuito de control (38); y
termodetectores (60, 61, 62) instalados en al
menos dos de las unidades de circuito;
caracterizada porque
la unidad de circuito convertidor (36), la
unidad de circuito inversor (37) y la unidad de circuito de control
(38) van colocadas en un alojamiento sellado (35);
uno (60) de los termodetectores está previsto en
la unidad de circuito convertidor (36) para determinar una
temperatura de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de
circuito convertidor (36);
uno (61) de los termodetectores está previsto en
la unidad de circuito inversor (37) para determinar una temperatura
de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de circuito
inversor (37); y
uno (62) de los termodetectores está previsto en
la unidad de circuito de control (38) para determinar una
temperatura de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de
circuito de control (30).
2. La unidad de control de compresor de la
reivindicación 1, en la que
el por lo menos un elemento calefactor en la
unidad de circuito convertidor (36) es un diodo (40);
el por lo menos un elemento calefactor en la
unidad de circuito inversor (37) es un dispositivo de IGBT (43);
y
el por lo menos un elemento calefactor en la
unidad de circuito de control (38) es un microordenador (46).
3. La unidad de control de compresor de la
reivindicación original 1 ó 2 para ser usada en un compresor (16)
que tiene un cuerpo principal de compresor (17) con un tubo de
descarga de refrigerante (24), comprendiendo:
un termodetector (63) destinado a detectar la
temperatura en la proximidad del tubo de descarga de refrigerante
(24),
en la que la unidad de control de compresor (18)
va montada sobre el cuerpo principal del compresor (17) mediante
inserción del tubo de descarga de refrigerante (24) a través del
alojamiento (35), y el termodetector (63) va instalado en la
proximidad del tubo de descarga de refrigerante (24) en el
alojamiento (35).
4. La unidad de control de compresor de la
reivindicación 3, comprendiendo además una porción de acomodación
del tubo de descarga (39) formada en el alojamiento sellado (35),
estando adaptada la porción de acomodación del tubo de descarga
(39) para insertar a su través el tubo de descarga (24).
5. La unidad de control de compresor de la
reivindicación 4, en la que el termodetector (63) va instalado en
el alojamiento sellado (35) para detectar la temperatura en torno a
la porción de acomodación del tubo de descarga (39).
6. Un procedimiento de control de compresor
realizado empleando una unidad de control de compresor que incluye
una unidad de circuito de excitación que tiene una unidad de
circuito convertidor, una unidad de circuito inversor y una unidad
de circuito de control colocadas en un alojamiento sellado, que
comprende las etapas de:
preparar una pluralidad de termodetectores para
detectar temperaturas de las unidades de circuito; y
controlar una operación del compresor sobre la
base de un valor de temperatura detectado por lo menos por uno de la
pluralidad de termodetectores;
caracterizado por:
instalar uno de la pluralidad de termodetectores
en la unidad de circuito convertidor para determinar una
temperatura de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de
circuito convertidor;
instalar uno de la pluralidad de termodetectores
en la unidad de circuito inversor para determinar una temperatura
de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de circuito
inversor;
instalar uno de la pluralidad de termodetectores
en la unidad de circuito de control para determinar una temperatura
de por lo menos un elemento calefactor en la unidad de circuito de
control; y
controlar una operación del compresor sobre la
base de valores de temperatura detectados por los termodetectores
en las unidades de circuito.
7. El procedimiento de la reivindicación 6, en
el que la unidad de control de compresor se destina para el uso en
un compresor que tiene un cuerpo principal de compresor con un tubo
de descarga de refrigerante, comprendiendo además las etapas
de:
montar la unidad de control de compresor sobre
el cuerpo principal del compresor mediante inserción del tubo de
descarga de refrigerante a través del alojamiento;
instalar un termodetector en una proximidad del
tubo de descarga de refrigerante en el alojamiento a fin de
detectar la temperatura en la proximidad del tubo de descarga de
refrigerante; y
controlar una operación del compresor basándose
también en un valor de temperatura detectado por el termodetector
en una proximidad del tubo de descarga de refrigerante.
8. El procedimiento de la reivindicación 6 ó 7,
en el que
el por lo menos un elemento calefactor en la
unidad de circuito convertidor es un diodo;
el por lo menos un elemento calefactor en la
unidad de circuito inversor es un dispositivo de IGBT; y
el por lo menos un elemento calefactor en la
unidad de circuito de control es un microordenador.
9. El procedimiento de una de las
reivindicaciones 6 a 8, en el que la operación del compresor se
controla sobre la base de variaciones temporales de temperaturas
detectadas por los termodetectores.
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