專利名稱：：具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明是一種具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法，屬于空調(diào)系統(tǒng)及其節(jié)能控制方法的創(chuàng)新技術(shù)。
背景技術(shù)：
：定頻空調(diào)是目前使用最普遍的一種空調(diào)，這種空調(diào)壓縮機一般由交流感應電機來驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速由使用于壓縮機的電源頻率來決定。使用感應電機的定頻空調(diào)本身不能通過頻率變化來控制冷媒，進而達到控制制冷或制熱效果、調(diào)整負荷的目的。當環(huán)境溫度和運行工況變化大時，其空調(diào)負荷變化也大，如果感應電機長期在低負荷狀態(tài)下工作，其運行效率很低，而且當負荷特別低時，還會使機組起停頻繁，對電網(wǎng)造成較大的沖擊。因為變頻空調(diào)效率高、對電網(wǎng)的沖擊小、使用電壓的變化范圍寬，目前其應用越來越廣泛，變頻壓縮機中電機類型也逐步由感應電機變成了永磁同步電機，即由交流變頻轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷髯冾l。變頻空調(diào)雖然比定頻空調(diào)效率高，但成本和可靠性是阻礙變頻空調(diào)推廣應用的兩大關鍵因素。通過近幾年的努力，小功率的變頻空調(diào)的可靠性逐步接近了定頻空調(diào)，成本也大大降低。但當變頻空調(diào)的功率增大后，系統(tǒng)的硬件電路成本迅速增加，系統(tǒng)的可靠性更難把握。針對這些問題，專利號ZL99236673的《一拖多空調(diào)器》公開了一種壓縮機的輸出功率可隨各室內(nèi)機的需要變化的技術(shù)，它是由變頻壓縮機和定頻壓縮機并接而成的，以便減小變頻器的容量。但是這種方式輸出功率的調(diào)節(jié)范圍不夠?qū)?，且沒有解決定頻壓縮機起動時對電網(wǎng)沖擊大的問題。在變頻空調(diào)領域應用的直流電機除了比感應電機效率高外，在性能方面還有其特點。圖1、2、3是某一款機座型號的壓縮機分別采用永磁同步電機與感應電機驅(qū)動時輸出特性的對比圖。圖l為電機輸入電流與輸出功率的關系曲線，圖2為電機效率與輸出功率的關系曲線，圖3為電機功率因素與輸出功率的關系曲線，圖中實線代表永磁同步電機的特性曲線，虛線代表感應電動機的特性曲線。如圖l所示，永磁同步電機的空載和輕負載的電流很小，而感應電機的空載電流較大。雖然如圖2所示兩種電機都具有效高的效率，但如圖3所示永磁同步電機在半額定工作點到額定工作點較寬的輸出功率范圍內(nèi)，都有很高的功率因素(PF)值，而感應電動機在低于額定工作點后，功率因素(PF)值迅速下降。感應電機采用變頻調(diào)速，實際上就是改變額定工作點的位置，從而可以在較寬的輸出功率范圍內(nèi)都獲得高的效率和功率因素。而永磁同步電機，速度保持恒定，同樣可以在較寬的輸出功率范圍獲得高效率和高功率因素。與感應電機相比，永磁同步電動機有一個很大的缺點，就是自己不具備起動能力。永磁同步電機要解決起動問題一種常用方法是采用異步起動同步運行方式，另一種常用方法是變頻起動方式。在空調(diào)應用領域，專利ZL02132084.5提出了一種自起動式(永磁)同步電機及使用這種電機的壓縮機，這種起動方案實際上是先利用感應電機的起動原理將同步電機由靜止升速到同步轉(zhuǎn)速的，這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單可靠，系統(tǒng)效率比感應電機更高。但是這種方案存4在的缺點是①起動時對電網(wǎng)沖擊大；②這種自動式電機的起動能力比一般的感應電動機要差一些，不適合電網(wǎng)電壓波動大的情況；③永磁同步電機在輸出功率過小時，效率、功率因素下降過多，因此系統(tǒng)輸出功率的調(diào)節(jié)范圍較窄。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種應用定頻空調(diào)和變頻空調(diào)的工作模式，可以實現(xiàn)小容量的變頻器來驅(qū)動大容量的壓縮機的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)。本發(fā)明有利于降低大容量空調(diào)系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明的另一目的在于提供一種簡單方便的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)，包括有由冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、壓縮機組成的空調(diào)制冷系統(tǒng)及驅(qū)動壓縮機的電動機，其中電動機為永磁同步電動機，且電動機的三相繞組與變頻器的功率模塊相連，并通過工作模式切換電路與電網(wǎng)相連。上述工作模式切換電路包括有工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路及由雙向可控硅構(gòu)成的電力電子開關，電動機的三相繞組與變頻器的功率模塊相連，并通過電力電子開關與電網(wǎng)相連，工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路分別與電力電子開關及變頻器的功率模塊連接，且工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路在判別系統(tǒng)滿足并網(wǎng)條件時，控制封鎖變頻器的功率模塊，同時觸發(fā)電力電子開關導通，電動機通過電力電子開關直接由電網(wǎng)供電運行。上述電動機的并網(wǎng)條件是電動機的端電壓與電網(wǎng)電壓相位相同；兩電壓的幅值之差不超過5%;兩面電壓的頻率之差不超過0.25Hz。本發(fā)明具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，控制空調(diào)系統(tǒng)在同步工作模式下或/和在變頻工作模式下運行，變頻工作模式是壓縮機由變頻器驅(qū)動的轉(zhuǎn)速可變化的工作模式，在系統(tǒng)要求輸出1/41/3的額定功率的小功率范圍內(nèi)的時候，壓縮機由變頻器直接驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)輸出功率的調(diào)節(jié)，同步工作模式是壓縮機直接由電網(wǎng)直接供電，壓縮機轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速的工作模式，在系統(tǒng)要求輸出半額定輸出功率到額定輸出功率的大功率范圍內(nèi)時，壓縮機中永磁同步電機不是由變頻器驅(qū)動，而是通過雙向可控硅電路，由電網(wǎng)直接供電，同步轉(zhuǎn)速是指當永磁同步電機由電網(wǎng)直接供電時，電機轉(zhuǎn)速嚴格由電網(wǎng)電壓頻率決定，定子三相繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永磁體轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場同步，同步轉(zhuǎn)速=(電網(wǎng)電壓頻率Hz)X60/(永磁電機極對數(shù))。上述具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其包括如下步驟1)系統(tǒng)接到控制信號開始工作；2)變頻器作為起動裝置將壓縮機中的電動機牽入到同步轉(zhuǎn)速；3)壓縮機切入到同步工作模式；4)冷媒循環(huán)快速建立起蒸發(fā)過程與冷凝過程的平衡，壓縮機輸出功率迅速增大；5)壓縮機維持在同步工作模式下運行；6)判斷系統(tǒng)是否有停機信號，如果有則停機，如果沒有則繼續(xù)運行；7)根據(jù)實際工況及用戶要求，調(diào)節(jié)壓縮機輸出功率的大??；8)根據(jù)系統(tǒng)實際輸出功率的大小，決定工作模式如果輸出功率在小于1/3倍額定功率的小功率區(qū)域，則系統(tǒng)進入變頻工作模式；如果輸出功率在半額定功率到額定功率的大功率區(qū)域，則系統(tǒng)進入同步工作模式。上述步驟1)中，系統(tǒng)接到控制信號開始工作，首先變頻器作為起動裝置將壓縮機中的電動機牽入到同步轉(zhuǎn)速，進入100階段，該階段根據(jù)空調(diào)器的負載特性，在起動階段還沒有建立起正常的冷媒循環(huán)過程之前，壓縮機吸氣排氣口的壓力差很小，壓縮機負載很輕，這時一個壓縮機容量(1/41/3)的變頻器是可以驅(qū)動壓縮機到達同步轉(zhuǎn)速的。上述步驟2)中，剛開始工作的系統(tǒng)，將需要較大的壓縮機功率來建立冷媒的蒸發(fā)冷凝動態(tài)平衡，因此這時將直接切換到由電網(wǎng)直接供電的同步運行模式，進入iio階段，在這個運行階段，壓縮機恒定在同步轉(zhuǎn)速運行，但輸出功率會隨著壓縮機吸氣排氣口的壓差的增大而逐漸增大。上述步驟3)中，系統(tǒng)運行進入120階段，該階段冷媒循環(huán)過程快速建立起動態(tài)平衡，電動機采用2極電機。上述步驟4)中，系統(tǒng)接著進入130運行階段，該階段電動機工作在同步運行方式，電動機速度保持恒定，在較寬的輸出功率范圍獲得較高的效率和功率因素，空調(diào)壓縮機輸出半額定輸出功率到額定輸出功率的大功率的工作區(qū)域。上述步驟5)中，空調(diào)系統(tǒng)存在一個與同步工作模式并列的變頻工作模式運行階段，即140運行階段；上述步驟6)中，控制程序在每一個循環(huán)過程中，都要判斷是否有停機信號，如果有停機信號則系統(tǒng)停機，如果沒有停機信號則進入下一個程序段160，該階段根據(jù)實際工況及用戶要求調(diào)節(jié)壓縮機輸出功率大?。慌c變頻空調(diào)通過改變壓縮機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)壓縮機的輸出功率不同，系統(tǒng)在同步工作模式時調(diào)節(jié)輸出功率有兩種情況①系統(tǒng)負載隨著室內(nèi)外工況不同而變化，輸出功率和輸入功率進行自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)仍保持較高的效率和功率因素；②當用戶設置溫度變化時，控制板通過采用調(diào)節(jié)膨脹閥的開啟度、調(diào)節(jié)室內(nèi)外風機轉(zhuǎn)速的方法，達到調(diào)節(jié)壓縮機的輸出功率和輸入功率的目的；上述步驟7)中，循環(huán)進入170階段，該階段控制程序?qū)⒏鶕?jù)當前壓縮機輸出功率的范圍，決定采用哪種工作模式。本發(fā)明的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)由于采用包括有由冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、壓縮機等組成的空調(diào)制冷系統(tǒng)及驅(qū)動壓縮機的電動機，其中電動機為永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)，且電動機的三相繞組與變頻器的功率模塊相連，并通過工作模式切換電路與電網(wǎng)相連。本發(fā)明應用定頻空調(diào)和變頻空調(diào)的工作模式，可以實現(xiàn)小容量的變頻器來驅(qū)動大容量的壓縮機。本發(fā)明有利于降低大容量空調(diào)系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的可靠性。圖1為永磁同步電機電流與輸出功率的關系曲線，圖中實線對應永磁同步電動機、虛線對應感應電機。圖2為永磁同步電機效率與輸出功率的關系曲線，圖中實線對應永磁同步電動機、虛線對應感應電機。圖3為永磁同步電機功率因素與輸出功率的關系曲線。6圖4為本發(fā)明兩種工作模式下系統(tǒng)的效率曲線。圖5本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的原理框圖。圖6本發(fā)明系統(tǒng)工作模式轉(zhuǎn)換示意圖。具體實施方式實施例本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)的原理框圖如圖5所示，本發(fā)明的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)，包括有由冷凝器10、蒸發(fā)器11、膨脹閥12、壓縮機15組成的空調(diào)制冷系統(tǒng)及驅(qū)動壓縮機的電動機16，其中電動機16為永磁同步電動機，且電動機16的三相繞組與變頻器13的功率模塊相連，并通過工作模式切換電路14與電網(wǎng)相連。圖5中沒有標出作為空調(diào)系統(tǒng)的其它核心部件四通閥、室內(nèi)風機、室外風機、冷媒流通的管路及邏輯控制電路等。如圖6所示，上述工作模式切換電路14包括有工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路1401及由雙向可控硅構(gòu)成的電力電子開關1402，電動機16的三相繞組與變頻器13的功率模塊相連，并通過電力電子開關1402與電網(wǎng)相連，工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路1401分別與電力電子開關1402連接及與變頻器13的功率模塊連接，在壓縮機的起動過程中，變頻器將電動機16升速到同步轉(zhuǎn)速，工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路1401判別并網(wǎng)條件是否成立。當系統(tǒng)滿足并網(wǎng)條件時，工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路1401將封鎖變頻器功率模塊，同時觸發(fā)電力電子開關1402導通，這樣永磁同步電機將通過電力電子開關直接由電網(wǎng)供電運行。上述永磁同步電機并網(wǎng)的條件同步電機端電壓與電網(wǎng)電壓相位相同；兩電壓的幅值之差不超過5%;兩面電壓的頻率之差不超過0.25Hz。如圖7為系統(tǒng)工作模式轉(zhuǎn)換流程圖。系統(tǒng)接到控制信號開始工作，首先變頻器作為起動裝置將壓縮機中的電動機16牽入到"同步轉(zhuǎn)速"，進入100階段。該階段根據(jù)空調(diào)器的負載特性，在起動階段還沒有建立起正常的冷媒循環(huán)過程之前，壓縮機吸氣排氣口的壓力差很小，壓縮機負載很輕，這時一個壓縮機容量(1/41/3)的變頻器是可以驅(qū)動壓縮機到達同步轉(zhuǎn)速的。剛開始工作的系統(tǒng)，將需要較大的壓縮機功率來建立冷媒的蒸發(fā)冷凝動態(tài)平衡，因此這時將直接切換到由電網(wǎng)直接供電的"同步運行模式"，進入110階段。在這個運行階段，壓縮機恒定在同步轉(zhuǎn)速運行，但輸出功率會隨著壓縮機吸氣排氣口的壓差的增大而逐漸增大。接著系統(tǒng)運行進入120階段，該階段冷媒循環(huán)過程快速建立起動態(tài)平衡。壓縮機的同步轉(zhuǎn)速實際上是較低的，因此在應用本發(fā)明的方案時，壓縮機中的電動機16不是設計為目前變頻空調(diào)壓縮機所普遍采用的4極或6極，而是設計為2極電機，這樣電機同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分。除了提升電動機16的同步轉(zhuǎn)速以外，為了達到變頻空調(diào)類似的快速制冷或制熱的效果，本方案在剛開始運行時將取合理的膨脹閥開啟度，以便較快建立冷凝器與蒸發(fā)器之間的壓力差，冷媒循環(huán)系統(tǒng)建立動態(tài)平衡后，冷媒在蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)量和在冷凝器內(nèi)的冷凝量都增大，系統(tǒng)壓力差增大、冷媒流量增大，所需的壓縮機輸出功率增加，系統(tǒng)的制冷或制熱能力提高。系統(tǒng)接著進入130運行階段，在該階段，電動機16仍然工作在同步運行方式。電動機16雖然速度保持恒定，同樣可以在較寬的輸出功率范圍獲得較高的效率和功率因素。因此這個運行階段是空調(diào)壓縮機輸出大功率，如半額定輸出功率到額定輸出功率的工作區(qū)域，也是本系統(tǒng)最常用到的工作模式。本發(fā)明所述的空調(diào)系統(tǒng)最突出的特點是，還存在一個與"同步工作模式"并列的"變頻工作模式"運行階段，即140運行階段。"變頻工作模式"的原理與變頻空調(diào)的原理相同，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)功率輸出。因為變頻模式對應的是系統(tǒng)輸出小功率的工作區(qū)域，因此，壓縮機的轉(zhuǎn)速通過變頻器一般只往下調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)在低于同步轉(zhuǎn)速的范圍內(nèi)工作。如果往上調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速，要注意不超出變頻器的承受能力?？刂瞥绦蛟诿恳粋€循環(huán)過程中，都要判斷是否有停機信號，如果有停機信號則系統(tǒng)停機，如果沒有停機信號則進入下一個程序段160，該階段根據(jù)實際工況及用戶要求調(diào)節(jié)壓縮機輸出功率大小。與變頻空調(diào)通過改變壓縮機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)壓縮機的輸出功率不同，系統(tǒng)在同步工作模式時調(diào)節(jié)輸出功率有兩種情況①系統(tǒng)負載隨著室內(nèi)外工況不同而變化，輸出功率和輸入功率進行自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)仍保持較高的效率和功率因素。②當用戶設置溫度變化時，控制板通過采用調(diào)節(jié)膨脹閥的開啟度、調(diào)節(jié)室內(nèi)外風機的轉(zhuǎn)速等方法，可以達到調(diào)節(jié)壓縮機的輸出功率和輸入功率的目的。其中調(diào)節(jié)膨脹閥的開啟度是最有效的方法，只要系統(tǒng)設計合理，當冷媒蒸發(fā)和冷凝達到動態(tài)平衡時，膨脹閥的開啟度小對應壓縮機的輸出功率大，而膨脹閥的開啟度大對應壓縮機的輸出功率小。實驗表明，調(diào)節(jié)膨脹閥的開啟度時要特別注意開啟度的調(diào)節(jié)速度問題①開啟度的調(diào)節(jié)速度過快，可能導致壓縮機的回氣溫度高于冷媒介質(zhì)的過熱溫度，出現(xiàn)液態(tài)冷媒進入壓縮機的情況；②只有合理的調(diào)節(jié)速度，才能保證壓縮機的排氣溫度與冷凝器之間存在一定的溫差。系統(tǒng)同時要檢測壓縮機的輸出功率，對永磁同步電動機而言，通過檢測壓縮機電機的相電流和相電壓就可以方便地推算出電機的輸出功率。循環(huán)進入170階段，該階段控制程序?qū)⒏鶕?jù)當前壓縮機輸出功率的范圍，決定采用哪種工作模式。在圖4的輸出功率較大的BC區(qū)域時，系統(tǒng)采用"同步運行模式"，而在輸出功率較小的AB區(qū)域，系統(tǒng)采用"變頻工作模式"。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，實際就是在這兩種模式之間不斷轉(zhuǎn)換的過程。同時要指出的是，由"變頻工作模式"轉(zhuǎn)換到"同步運行方式"，先要將電動機16的轉(zhuǎn)速升到同步轉(zhuǎn)速，然后才能切換。本發(fā)明考慮到空調(diào)器中變頻器除作為起動裝置外，同時還可以讓系統(tǒng)在小功率輸出時工作在"變頻工作模式"，因此電動機16的額定輸出功率設計為變頻器13額定輸出功率的34倍。如下表1是本發(fā)明實驗用電動機16的特性參數(shù)，電機極對數(shù)為1，同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，額定電壓為380伏，額定功率為2500瓦。表1本發(fā)明實驗用壓縮機永磁同步電動機特性參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>當選擇變頻器的容量為600瓦時，壓縮機容量為變頻器的容量的4.1倍，在"同步工作模式"區(qū)域系統(tǒng)效率為60%88%，系統(tǒng)功率因素為65%95%。當選擇變頻器的容量為800瓦時，壓縮機容量為變頻器的容量的3.1倍，在"同步工作模式"區(qū)域系統(tǒng)效率為72%88%，系統(tǒng)功率因素為81%95%。權(quán)利要求一種具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)，包括有由冷凝器(10)、蒸發(fā)器(11)、膨脹閥(12)、壓縮機(15)組成的空調(diào)制冷系統(tǒng)及驅(qū)動壓縮機的電動機(16)，其特征在于電動機(16)為永磁同步電動機，且電動機(16)的三相繞組與變頻器(13)的功率模塊相連，并通過工作模式切換電路(14)與電網(wǎng)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于上述工作模式切換電路(14)包括有工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路(1401)及由雙向可控硅構(gòu)成的電力電子開關(1402)，電動機(16)的三相繞組與變頻器(13)的功率模塊相連，并通過電力電子開關(1402)與電網(wǎng)相連，工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路(1401)分別與電力電子開關(1402)及變頻器(13)的功率模塊連接，且工作模式判別及轉(zhuǎn)換邏輯電路(1401)在判別系統(tǒng)滿足并網(wǎng)條件時，控制封鎖變頻器(13)的功率模塊，同時觸發(fā)電力電子開關(1402)導通，電動機(16)通過電力電子開關(1402)直接由電網(wǎng)供電運行。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于上述電動機(16)的并網(wǎng)條件是電動機(16)的端電壓與電網(wǎng)電壓相位相同；兩電壓的幅值之差不超過5%;兩面電壓的頻率之差不超過0.25Hz。4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于控制空調(diào)系統(tǒng)在同步工作模式下或/和在變頻工作模式下運行，變頻工作模式是壓縮機(15)由變頻器(13)驅(qū)動的轉(zhuǎn)速可變化的工作模式，在系統(tǒng)要求輸出1/41/3的額定功率的小功率范圍內(nèi)的時候，壓縮機(15)由變頻器(13)驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)壓縮機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)輸出功率的調(diào)節(jié)；而同步工作模式是壓縮機直接由電網(wǎng)供電，壓縮機轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速的工作模式，在系統(tǒng)要求輸出半額定輸出功率到額定輸出功率的大功率范圍時，壓縮機中永磁同步電機不是由變頻器驅(qū)動，而是通過雙向可控硅電路由電網(wǎng)直接供電，同步轉(zhuǎn)速是指當永磁同步電機由電網(wǎng)直接供電時，電機轉(zhuǎn)速嚴格由電網(wǎng)電壓頻率決定，定子三相繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永磁體轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場同步，同步轉(zhuǎn)速=(電網(wǎng)電壓頻率Hz)X60/(永磁電機極對數(shù))。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括如下步驟1)系統(tǒng)接到控制信號開始工作；2)變頻器(13)作為起動裝置將壓縮機(15)中的電動機(16)牽入到同步轉(zhuǎn)速；3)壓縮機(15)切入到同步工作模式；4)冷媒循環(huán)快速建立起蒸發(fā)過程與冷凝過程的平衡，壓縮機(15)輸出功率迅速增大；5)壓縮機(15)維持在同步工作模式下運行；6)判斷系統(tǒng)是否有停機信號，如果有則停機，如果沒有則繼續(xù)運行；7)根據(jù)實際工況及用戶要求，調(diào)節(jié)壓縮機(15)輸出功率的大小；8)根據(jù)系統(tǒng)實際輸出功率的大小，決定工作模式如果輸出功率在小于1/3倍額定功率的小功率區(qū)域，則系統(tǒng)進入變頻工作模式；如果輸出功率在半額定功率到額定功率的大功率區(qū)域，則系統(tǒng)進入同步工作模式。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于上述步驟1)中，系統(tǒng)接到控制信號開始工作，首先變頻器作為起動裝置將壓縮機中的永磁同步電機牽入到同步轉(zhuǎn)速，進入100階段，該階段根據(jù)空調(diào)器的負載特性，在起動階段還沒有建立起正常的冷媒循環(huán)過程之前，壓縮機吸氣排氣口的壓力差很小，壓縮機負載很輕，這時一個壓縮機容量(1/41/3)的變頻器是可以驅(qū)動壓縮機到達同步轉(zhuǎn)速的。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于上述步驟2)中，剛開始工作的系統(tǒng)，將需要較大的壓縮機功率來建立冷媒的蒸發(fā)冷凝動態(tài)平衡，因此這時將直接切換到由電網(wǎng)直接供電的同步運行模式，進入iio階段，在這個運行階段，壓縮機恒定在同步轉(zhuǎn)速運行，但輸出功率會隨著壓縮機吸氣排氣口的壓差的增大而逐漸增大。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于上述步驟3)中，系統(tǒng)運行進入120階段，該階段冷媒循環(huán)過程快速建立起動態(tài)平衡，電動機(16)采用2極電機。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于上述步驟4)中，系統(tǒng)接著進入130運行階段，該階段電動機(16)工作在同步運行方式，電動機(16)速度保持恒定，在較寬的輸出功率范圍獲得較高的效率和功率因素，空調(diào)壓縮機輸出半額定輸出功率到額定輸出功率的大功率工作區(qū)域。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于上述步驟5)中，空調(diào)系統(tǒng)存在一個與同步工作模式并列的變頻工作模式運行階段，即140運行階段；上述步驟6)中，控制程序在每一個循環(huán)過程中，都要判斷是否有停機信號，如果有停機信號則系統(tǒng)停機，如果沒有停機信號則進入下一個程序段160，該階段根據(jù)實際工況及用戶要求調(diào)節(jié)壓縮機輸出功率大??；與變頻空調(diào)通過改變壓縮機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)壓縮機的輸出功率不同，系統(tǒng)在同步工作模式時調(diào)節(jié)輸出功率有兩種情況①系統(tǒng)負載隨著室內(nèi)外工況不同而變化，輸出功率和輸入功率進行自動調(diào)節(jié)，系統(tǒng)仍保持較高的效率和功率因素；②當用戶設置溫度變化時，控制板通過采用調(diào)節(jié)膨脹閥的開啟度、調(diào)節(jié)室內(nèi)外風機轉(zhuǎn)速的方法，達到調(diào)節(jié)壓縮機的輸出功率和輸入功率的目的；上述步驟7)中，循環(huán)進入170階段，該階段控制程序?qū)⒏鶕?jù)當前壓縮機輸出功率的范圍，決定采用哪種工作模式。全文摘要本發(fā)明是一種具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)，包括有由冷凝器(10)、蒸發(fā)器(11)、膨脹閥(12)、壓縮機(15)組成的空調(diào)制冷系統(tǒng)及驅(qū)動壓縮機的電動機(16)，其中電動機(16)為永磁同步電動機，且電動機(16)的三相繞組與變頻器(13)的功率模塊相連，并通過工作模式切換電路(14)與電網(wǎng)相連。本發(fā)明應用定頻空調(diào)和變頻空調(diào)的工作模式，可以實現(xiàn)小容量的變頻器來驅(qū)動大容量的壓縮機。本發(fā)明有利于降低大容量空調(diào)系統(tǒng)的成本，提高系統(tǒng)的可靠性。本發(fā)明的具有兩種工作模式的空調(diào)系統(tǒng)的控制方法簡單方便。文檔編號F25B31/02GK101726135SQ200910223178公開日2010年6月9日申請日期2009年11月15日優(yōu)先權(quán)日2009年11月15日發(fā)明者劉智平,李志忠,申柏華,童懷,黃國宏申請人:廣東工業(yè)大學