诊断系统的利记博彩app

专利名称：诊断系统的利记博彩app
技术领域：
本公开涉及诊断系统，更具体地，涉及与压缩机和/或制冷系统一起使用的诊断系统。
背景技术：
本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，但可不构成现有技术。压缩机被广泛用于各种工业和住宅应用，以使制冷剂在制冷、热泵、HVAC、或冷却器系统(通常称为“制冷系统”)内循环，从而提供所需的加热和/或制冷效果。在任意前述应用中，压缩机应当提供稳定而有效的操作以保证特定的制冷系统正常工作。制冷系统和相关的压缩机可包括保护装置，保护装置间歇地限制通到压缩机的电力以避免压缩机和制冷系统的相关部件(即，蒸发器、冷凝器等)在条件不宜时的操作。例如，当在压缩机内检测到特定故障时，保护装置可限制通到压缩机的电力以避免压缩机和制冷系统在这种状况下的操作。可能引起保护问题的故障类型包括电气的、机械的以及系统的故障。电气故障通常对与压缩机关联的电动马达具有直接影响，而机械故障一般包括故障支承或破损部件。 机械故障通常使压缩机内的工作部件的温度升高并因此可能引起压缩机的功能故障和可能的损坏。除了与压缩机相关联的电气故障和机械故障之外，制冷系统部件可能受由于系统状况——例如设置在系统内的流体的不利水平或者压缩机外部的阻流状况所引起的系统故障的影响。这样的系统状况可能使内部压缩机温度或压力升高至高水平，从而损坏压缩机以及引起系统失效和/或功能故障。为了防止系统和压缩机损坏或功能故障，可在出现任意前述状况时由保护系统关断压缩机。传统的保护系统可感测温度和/或压力参数作为分立开关，以在超过预定的温度或压力阈值的情况下中断向压缩机的电动马达的电力供应。但是，这种保护系统是“反应性的”，这种保护系统对压缩机和/或制冷系统的功能故障作出反应并对未来故障进行少许预测或预见。

发明内容
提供了一种压缩机，该压缩机可包括外壳、压缩机构、马达、以及确定系统状况的诊断系统。该诊断系统可包括处理器和存储器，并且可基于历史故障事件的序列以及历史故障事件类型的组合中的至少一个来预测系统状况的严重度级别。
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电流传感器可与处理电路通信。压缩机可包括低压切断开关、高压切断开关、以及马达保护器中的至少一个。处理电路可基于从电流传感器接收到的信息以及压缩机的“开启”时间和“关闭” 时间来确定低压切断开关、高压切断开关、以及马达保护器中的至少一个的状态。压缩机可包括低压切断开关、高压切断开关、环境温度传感器、排出温度开关、以及减压阀中的至少一个。处理电路可基于压缩机运行时间、低压切断开关的打开、马达保护器跳闸、以及排出温度开关跳闸的顺序序列和组合中的至少一个来确定低压侧系统状况的严重度。排出温度开关跳闸可基于压缩机电流的预定减小速率检测到。所述预定减小速率可以是在大约二( 秒至五( 秒的时长内为大约百分之二十 (20% )至百分之三十(30% )。处理电路可基于高压切断开关的打开、马达保护器跳闸、以及减压阀跳闸的序列或组合中的至少一个来确定高压侧系统状况的严重度。减压阀跳闸可基于压缩机电流的预定减小速率检测到。所述预定减小速率可以是在大约二( 秒至五( 秒的时长内为大约百分之二十 (20% )至百分之三十(30% )。处理电路可确定在所述顺序序列或组合内的那几种历史故障事件随时间推移的
进展速率。严重度级别可以基于所有在预定时长内重现的历史故障事件的序列或组合。预定时长可以是周、月、夏季或冬季中的一个。在另一构型中，提供了一种压缩机，所述压缩机可包括外壳、压缩机构、马达、以及诊断系统。诊断系统可包括处理器和存储器，并且可通过监测在继压缩机起动之后的第一预定时长内由马达所消耗的电流的上升速率而在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分。电流的上升速率可通过计算在第一预定时长期间由马达消耗的工作电流与所存储的在第二预定时长期间取得的基准电流值的比率来确定。第一预定时长可为大约三( 分钟至五( 分钟。第二预定时长可为继压缩机起动之后的大约七(7)秒至二十00)秒。如果在第一预定时长期间所述比率超过大约1. 4，则处理电路可认定为高压侧故障。如果在第一预定时长期间所述比率低于大约1. 1，则处理电路可认定为低压侧故障。处理电路可基于历史压缩机故障事件的序列和历史压缩机故障事件的类型的组合中的至少一个来预测压缩机状况的严重度级别。处理电路可基于电流的上升速率并结合压缩机的“开启，，时间和压缩机的“关闭” 时间而在高压切断开关的循环、低压切断开关的循环、以及马达保护器的循环之间进行区分。电流的上升速率可通过计算在第一预定时长期间由马达消耗的工作电流与所存储的在第二预定时长期间取得的基准电流值的比率来确定。如果在第一预定时长期间所述比率超过大约1. 4，则处理电路可认定为高压侧故障，并且如果在第一预定时长期间所述比率低于大约1. 1，则处理电路可认定为低压侧故障。提供了一种制冷系统，该制冷系统可包括具有马达的压缩机；马达保护器，其与马达相关联并且能够在允许向马达供电的工作状态与限制向马达供电的跳闸状态之间运动；以及处理电路，其包括通往压缩机接触器的输出端。当压缩机经历预定严重度级别的状况时，处理电路可经由接触器限制向压缩机的供电。制冷系统还可包括低压切断开关和高压切断开关中的至少一个，其中，低压切断开关能够响应于系统低压侧压力而在关闭状态与打开状态之间运动，高压切断开关能够响应于系统高压侧压力而在关闭状态与打开状态之间运动。低压切断开关和高压切断开关可串联地线连接在处理电路与压缩机接触器之间。制冷系统可包括与处理电路通信的电流传感器，电流传感器感测由马达消耗的电流。处理电路可基于压缩机的“关闭”时间而在以下二者之间进行区别马达保护器处于跳闸状态；以及低压切断开关和高压切断开关中的任一个在关闭状态与打开状态之间循环。如果压缩机的“关闭”时间大致超过七(7)分钟，则处理电路可认定为马达保护器处于跳闸状态。如果压缩机的“关闭”时间大致低于七(7)分钟，则处理电路可认定为低压切断开关或高压切断开关的循环。处理电路可基于在马达保护器的循环之前的压缩机“开启”时间而在低压侧故障或低压开关循环与高压侧故障或高压开关循环之间进行区分。当压缩机的“开启”时间大于三十(30)分钟时，处理电路可确定为低压侧故障或低压开关循环。当压缩机的“开启”时间介于一(1)分钟至十五(15)分钟之间时，处理电路可确定为高压侧故障或高压开关循环。当压缩机的“开启”时间介于十五(15)分钟至三十(30)分钟之间时，处理电路可确定为高压侧故障和低压侧故障的组合。根据本文中提供的描述，其他可应用领域将变得明显。应当理解，这些描述和特定示例仅出于示例性目的而无意于限制本公开的范围。


本文所载附图仅用于示例性目的而无意于以任何方式限制本公开的范围。图1是根据本教导的原理的压缩机的立体图；图2是图1的压缩机的剖视图；图3是结合有图1的压缩机的制冷系统的示意性图示；图如是用于与压缩机和/或制冷系统一起使用的根据本公开原理的控制器的示意性图示；图4b是用于与压缩机和/或制冷系统一起使用的根据本公开原理的控制器的示意性图示；
图5是根据本公开的原理的诊断系统的详细操作的流程图；图6是图示用于在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分用的压缩机“开启”时间和压缩机“关闭”时间的图；图7是提供用于在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分用的诊断规则的图表；图8是用于在马达保护器的循环与低压切断开关或高压切断开关的循环之间进行区分用的流程图；图9是用于在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分用的相对压缩机电流上升关于时间的图；图10是用于低压侧故障状况的严重度级别对时间的图；图11是用于高压侧故障状况的严重度级别对时间的图；图12是用于电气故障状况的严重度级别对时间的图。
具体实施例方式以下的描述在本质上只是示例性的而非意在限制本公开及其应用或用途。应当理解的是，附图中对应的附图标记始终指示相同的或对应的部件和特征。如本文中所使用的， 术语模块指的是执行一个或多个软件或固件程序的存储器和处理器(共享的、专用的或分组的)、专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合式逻辑电路、或者提供所述功能的其他适合的部件。提供示例实施方式以使得本发明公开充分并且向本领域技术人员完整传达了范围。阐述了许多特定细节，例如特定部件、装置、以及方法的示例，以提供对本公开的实施方式的全面的理解。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，不必采用特定细节，可以以许多不同的形式实施示例实施方式而都不应当解释为对本公开的范围的限制。在一些示例实施方式中，不详细描述公知方法、公知装置结构以及公知技术。本文使用的术语仅出于描述具体示例性实施方式的目的，而非意欲进行限制。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”可被理解成同样包括复数形式，除非上下文中以其它方式清楚地加以表明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包括在内的，并且由此详细说明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。本文中所描述方法步骤、 过程、以及操作不应当解释为必须要求以所论述或所图示的特定的顺序来执行这些方法步骤、过程、以及操作，除非具体指明作为执行顺序。还应当理解，可以采用另外的或替代的步马聚ο当元件或层被指处于另一元件或层“上”，或“接合于”、“连接于”或“联接于”另一元件或层时，该元件或层可直接位于该另一元件或层上，或接合于、连接于或联接于该另一元件或层，或者可存在居间的元件或层。相反，当元件被指“直接位于”另一元件或层“上”， 或“直接接合于”、“直接连接于”或“直接联接于”另一元件或层时，不存在居间的元件或层。 用于描述元件之间的关系的其它词语应该以同样的方式进行解释(例如，“位于…之间”对 “直接位于…之间”，“邻近于”对“直接邻近于”，等)。如本文所使用的，术语“和/或”包括相关联的所列物品中的一个或多个的任一及全部组合。尽管本文会使用术语第一、第二、第三等来描述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层和/或部分与另一个区域、层和/或部分进行区分。诸如“第一”、“第二”、和其它数字术语之类的术语在本文中使用时并不意味着次序或序列，除非通过上下文清楚地表明。由此，下面所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分，而不脱离示例性实施方式的教示。出于易于说明的目的，本文中会使用诸如“内”、“外”、“下方”、“下面”、“下”、“上方”、“上”等的空间上相对的术语，以如图所示描述一个元件或特征与其它元件或特征的关系。空间上相对的术语可被理解为除了图中所示方位以外，还涵盖了装置在使用中或运转中的不同的方位。例如，如果图中的装置翻转，那么被描述为位于其它元件或特征的“下方” 或“下面”的元件将被定向成位于其它元件或特征的“上方”。由此，示例性术语“下方”可涵盖上方和下方这两个方位。该装置可以其它的方式定向(旋转90度或处于其它方位)， 并且本文使用的空间相对的描述符应该被相应地作出解释。参照附图，压缩机10示出为包括诊断和控制系统12。压缩机10示出为包括总体圆筒形的密封外壳17，密封外壳17具有位于顶部处的焊接的盖16和位于底部处的焊接有多个足部20的基部18。盖16和基部18配装至外壳17，从而限定压缩机10的内部容积 22。盖16设有排出接头M，而外壳17类似地设有入口接头沈，如图2所最佳示出的，入口接头沈大体设置在盖16与基部18之间。另外，电气盒28可大体在盖16与基部18之间固定地附接至外壳17并可在其中支承诊断和控制系统12的一部分。曲轴30由电动马达32相对于外壳17可旋转地驱动。马达32包括由密封外壳17 固定地支承的定子34、穿过其中的绕组36、以及压配合在曲轴30上的转子38。马达32和相关联的定子34、绕组36以及转子38协作以相对于外壳17驱动曲轴30，从而压缩流体。压缩机10还包括动涡旋构件40，动涡旋构件40在其上表面上具有螺旋形叶片和涡卷42以用于接收及压缩流体。欧氏(Oldham)联结器44大体设置在动涡旋构件40与轴承座46之间并键联接至动涡旋构件40和定涡旋构件48。Oldham联结器44将旋转力从曲轴30传递至动涡旋构件40以压缩大体设置在动涡旋构件40与定涡旋构件48之间的流体。 Oldham联结器44及其与动涡旋构件40和定涡旋构件48的相互作用优选为在受让人共同共有的美国专利No. 5，320，506中所公开的类型，该美国专利的公开内容通过参引的方式并入本文。定涡旋构件48还包括定位成与动涡旋构件40的涡卷42啮合的涡卷50。定涡旋构件48具有对中设置的排出通道52，排出通道52与一向上开口凹部M连通。凹部M与由盖16和隔离件56限定的排出接头M流体连通，使得被压缩流体经由排出通道52、凹部 54、以及排出接头M离开外壳17。定涡旋构件48设计为以适当的方式——如在受让人共同共有的美国专利No. 4，877，382和5，102，316中所公开的方式——安装至轴承座46，所述美国专利的公开内容通过参引的方式并入本文。电气盒28可包括下壳体58、上壳体60以及腔室62。下壳体58可用多个柱螺栓 64安装至外壳17，下壳体58可焊接或以另外的方式固定地附接至外壳17。上壳体60可由下壳体58配合地容纳并可在上壳体60与下壳体58之间限定腔室62。腔室62定位在压缩机10的外壳17上并且可用于容置诊断和控制系统12的相应部件和/或用于控制压缩机 10和/或制冷系统11的操作的其他硬件。
具体参照图2，压缩机10示出为包括致动组件65，致动组件65选择性地调制压缩机10的容量。致动组件65可包括连接至动涡旋构件40的电磁线圈66以及联接至电磁线圈66以控制电磁线圈66在展开位置与回缩位置之间的运动的控制器68。电磁线圈66进入展开位置的运动使围绕定涡旋构件48的环形阀45旋转，从而使吸入气体经形成在定涡旋构件48中的至少一个通道47疏通，以减小压缩机10的输出。相反地，电磁线圈66进入回缩位置的运动使环形阀45运动从而关闭通道47，以增大压缩机 10的容量并允许压缩机10以全容量操作。以此方式，可根据需要或响应于故障状况来调制压缩机10的容量。致动组件65可用于调制压缩机10的容量，例如在受让人共同共有的美国专利No. 5，678，985中所公开的，所述美国专利的公开内容通过参引的方式并入本文。特别参照图3，制冷系统11示出为包括冷凝器70、蒸发器72、以及大体设置在冷凝器70与蒸发器72之间的膨胀装置74。制冷系统11还包括与冷凝器70相关联的冷凝器风扇76和与蒸发器72相关联的蒸发器风扇78。冷凝器风扇76和蒸发器风扇78中的每一个可以是能够基于制冷系统11的冷却和/或加热需要而进行控制的变速风扇。此外，冷凝器风扇76和蒸发器风扇78中的每一个可以由诊断和控制系统12控制，使得冷凝器风扇 76和蒸发器风扇78的操作可与压缩机10的操作配合。在操作中，压缩机10使制冷剂大体在冷凝器70与蒸发器72之间循环以产生所需的加热和/或冷却效果。压缩机10大体在入口接头沈处从蒸发器72接收蒸气制冷剂，并在动涡旋构件40与定涡旋构件48之间压缩蒸气制冷剂以在排出接头M处以排出压力输送蒸气制冷剂。当压缩机10已经将蒸气制冷剂充分压缩至排出压力后，排出压力的制冷剂在排出接头M处离开压缩机10，并在制冷系统11内行进至冷凝器70。当蒸气进入冷凝器70 后，制冷剂从气相变为液相，由此放出热。所放出的热通过借助于冷凝器风扇76穿过冷凝器70的空气循环而从冷凝器70去除。当制冷剂已经充分从气相变为液相时，制冷剂离开冷凝器70并在制冷系统11内大体朝膨胀装置74和蒸发器72行进。离开冷凝器70后，制冷剂首先遭遇膨胀装置74。在膨胀装置74已经使液体制冷剂充分膨胀之后，液体制冷剂进入蒸发器72从而由液相变为气相。当被置于蒸发器72内时，液体制冷剂吸收热量，由此从液相变为气相并产生冷却效果。如果蒸发器72被设置在建筑物的内部内，则所需的冷却效果通过蒸发器风扇78循环到建筑物内从而冷却建筑物。 如果蒸发器72与热泵制冷系统相关联，则蒸发器72可定位成远离建筑物使得冷却效果散失在大气中，而由冷凝器70所放出的热被引导至建筑物内部以对建筑物进行加热。在任一配置中，一旦制冷剂已经充分从液相变为气相，气化的制冷剂就会被压缩机10的入口接头 26接收以重新开始循环。继续参见图2、图3、图如和图4b，压缩机10和制冷系统11示出为结合有诊断和控制系统12。诊断和控制系统12可包括电流传感器80、设置在制冷系统11的管道105上的低压切断开关82、设置在制冷系统11的管道103上的高压切断开关84、以及室外/环境温度传感器86。诊断和控制开关12还可包括处理电路88、存储器89以及压缩机接触器控制或电力中断系统90。处理电路88、存储器89、和电力中断系统90可设置在安装至压缩机10的外壳17 上的电气盒观内(图幻。传感器80、86协作以为处理电路88提供指示压缩机和/或制冷系统的操作参数的传感器数据，以便由处理电路88用来确定压缩机10和/或制冷系统11 的操作参数。如果检测到低压状况或高压状况，那么开关82、84对系统压力作出响应并响应于低系统压力(开关82)或高系统压力(开关84)在打开状态与关闭状态之间循环，以保护压缩机10和/或制冷系统11的部件。电流传感器80可提供与高压侧状况或故障——例如压缩机机械故障、马达故障、 以及电气部件故障，比如缺相、反相、马达绕组电流不平衡、断路、低电压、止转转子电流、过大的马达绕组温度、被熔接或断开的接触器、以及短循环等——相关的诊断。电流传感器80 可监测压缩机电流和电压，用于在机械故障、马达故障和电气部件故障之间进行判定和区分，如以下将进一步描述的。电流传感器80可以是任意适合的电流传感器，比如例如变流器、电流分流器、或霍耳效应传感器。电流传感器80可安装在电气盒观内(图2)，或者可替代地，结合在压缩机 10的外壳17的内侧。在任一情况下，电流传感器80可监测由压缩机10消耗的电流并可生成指示该电流的信号，例如在受让人共同共有的美国专利No. 6，758，050、美国专利 No. 7，290, 989、以及美国专利No. 7，412，842中所公开的，这些美国专利的公开内容通过参引的方式并入本文。诊断和控制系统12还可包括安装在排出压力区中的内部排出温度开关92、和/或内部高压减压阀94(图幻。内部排出温度开关92可设置成靠近压缩机10的排出接头M 或排出通道52。排出温度开关92可对排出温度的升高作出响应并且可基于预定的温度而打开。尽管排出温度开关92描述为是“内部的”，但是排出温度开关92可替代地设置在压缩机外壳17的外部并靠近排出接头M，使得处于排出压力下的蒸气遇到排出温度开关92。 将排出温度开关92定位在外壳17外部通过使排出温度开关92能够容易地适合与实际上任意压缩机和任意系统一起使用而允许压缩机和系统设计上的灵活性。无论排出温度开关92的位置如何，当达到预定温度时，排出温度开关92可通过打开并将排出压力的气体经由在排出接头M与入口接头26之间延伸的管道107 (图2)旁通至压缩机10的低压侧(S卩，吸气侧)而作出响应。如此，压缩机10的高压侧(S卩，排出侧) 的温度降低并因此保持为等于或低于预定的温度。内部高压减压阀94对排出压力的升高作出响应以防止压缩机10内的排出压力超出预定压力。在一种配置中，高压减压阀94将压缩机10内的排出压力与压缩机10内的吸气压力进行比较。如果检测到的排出压力超出吸气压力预定量，则高压减压阀94打开，使排出压力气体经由管道107旁通至压缩机10的低压侧或吸气压力侧。将排出压力气体旁通至压缩机10的吸气侧防止了压缩机10的排出压力侧内的压力进一步升高。前述开关/阀(92，94)中的任一个或全部可与电流传感器80、低压切断开关82、 高压切断开关84以及室外/环境温度传感器86中的任一个结合使用，以为诊断和控制系统12提供附加的压缩机和/或制冷系统信息或保护。尽管排出温度开关92和高压减压阀 94可与低压切断开关82和高压切断开关84结合使用，但是，排出温度开关92和高压减压阀94也可与未采用低压切断开关82和高压切断开关84的压缩机/系统一起使用。密封端子组件100可与前述的开关、阀以及传感器中的任一个一起使用以保持压缩机外壳17的密封特性达到任一开关、阀以及传感器都设置在压缩机外壳17内并且与处理电路88和/或存储器89通信的程度。另外，可使用多个密封端子组件100以通过压缩机外壳17提供密封的电气连通以满足各种电气要求。室外/环境温度传感器86可设置在压缩机外壳17的外部并通常提供压缩机10 和/或制冷系统11周围的室外/环境温度的指示。室外/环境温度传感器86可邻近压缩机外壳17定位，使得室外/环境温度传感器86紧邻处理电路88 (图2和图幻。将室外/ 环境温度传感器86设置为紧邻压缩机外壳17为处理电路88提供了大体在压缩机10附近处的温度的测量结果。将室外/环境温度传感器86紧邻压缩机外壳17设置不仅为处理电路88提供了对压缩机10周围的空气温度的准确测量，还允许将室外/环境温度传感器86 附接至或设置在电气盒观内。电力中断系统90可类似地设置在电气盒28附近或设置在电气盒28内，并且可包括马达保护器91，马达保护器91能够在限制向电动马达32供电的断开状态或“跳闸”状态与允许向电动马达32供电的闭合状态之间运动。马达保护器91可以是热响应装置，其响应于由电动马达32消耗的预定电流和/或响应于压缩机外壳17内的温度或向电动马达32 供电的电导体的温度而断开。尽管马达保护器91示出为被设置成邻近电气盒观并处于压缩机外壳17的外部，但是马达保护器91可替代地设置在压缩机外壳17内并且紧邻电动马达32。特别参照图4a，设置了与诊断和控制系统12 —起使用的控制器110。控制器110 可包括处理电路88和/或存储器89，并且可设置在压缩机10的电气盒28内。控制器110 可包括与电流传感器80通信的输入端以及从温度调节器83接收温度调节器指令信号(Y) 的输入端。低压切断开关82和高压切断开关84可直接线连接至控制器110，使得开关82、 84与压缩机10的接触器85串联。以这种方式将低压切断开关82和高压切断开关84直接线连接至控制器110允许在压力开关切断(即，由低压切断开关82和/或高压切断开关 84引起的切断)和马达保护器跳闸之间进行区分而不影响温度调节器指令(Y)。尽管低压切断开关82和高压切断开关84被描述和示出为直接线连接至控制器110，但是低压切断开关82和高压切断开关84可替代性地线连接为与温度调节器指令信号(Y)串联(图4b)。存储器89可记录历史故障数据以及有用数据，例如压缩机型号和序列号。控制器 110还可与压缩机接触器控制器90以及通信端口 116通信。通信端口 116可与一系列的发光装置(LED) 118(图如和图4b)通信以识别压缩机10和/或制冷系统11的状态。通信端口 116还可与查看工具120——比如，例如台式计算机、便携计算机、或手持设备——通信以可视化地指示压缩机10和/或制冷系统11的状态。特别参照图5，示出了根据本公开的原理的预测诊断系统122的详细操作的流程图。预测诊断系统122可存储在控制器110的存储器89内以使控制器110能够在对压缩机10和/或制冷系统11进行诊断的过程中执行预测诊断系统122的步骤。预测诊断系统 122可注意并预测故障趋势(图10和图11)以适时地保护压缩机10和/或制冷系统11。预测诊断系统122在IM处确定故障警报并在1 处监测故障系列以预测系统或故障状况的严重度。如果控制器110在127处确定故障系列不严重，则控制器110可在1 处使琥珀色LED 118闪烁以向维护人员表明压缩机10和/或制冷系统11的故障历史处于不严重状况。如果控制器110在127处确定故障系列严重，并同时在1 处确定不需要对压缩机10的保护，则控制器110可在130处使红色LED 118闪烁以向维护人员指示不需要对压缩机10的保护但是压缩机10正在经历严重状况。如果控制器110在127处确定严重
12状况，并在1 处确定需要对压缩机10的保护，则控制器110可在132处使红色LED 118 常亮以指示保护状态。在132处指示保护状态表示需要对压缩机10的保护并且需要打维修电话以修理保护状态132。当需要对压缩机10保护时，控制器110可在133处通过电力中断系统90使压缩机10停止工作以防止对压缩机10造成损坏，并可在135处向查看工具120报告该情况。控制器110可防止压缩机10的进一步操作直至在137处对压缩机10进行了修理并且状况或故障被消除为止。一旦在137处消除了状况或故障，就会再一次地允许压缩机10的操作并且控制器110继续监测其操作。控制器110可基于从电流传感器80接收到的信息来在低压侧状况或故障与高压侧状况或故障之间进行区分。低压侧故障可包括低充量状况、低蒸发器气流状况、以及粘滞控制阀状况。高压侧故障可包括高充量状况、低冷凝器气流状况、以及不可冷凝状况。控制器110可通过在压缩机10的操作期间跟踪各种事件和监测随时间的推移由压缩机10的电动马达32所消耗的电流而在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分。控制器110可监测在压缩机10的操作期间发生的各种事件并将其记录到存储器 89中，从而不但在低压侧状况或故障与高压侧状况或故障之间进行区别，而且识别压缩机 10所经受的具体的低压侧故障或高压侧故障。对于低压侧故障状况而言，控制器110可监测低压侧事件——例如长运行时间状况(Cl)、在长运行时间情况下的马达保护器跳闸状况 (ClA)、以及低压切断开关82的循环(LPCO)——并将其记录到存储器89中。对于高压侧故障而言，控制器110可监测高压侧事件——例如高电流上升状况(CR)、在短运行时间情况下的马达保护器跳闸状况(C2)、以及高压切断开关84的循环(HPCO)——并将其记录到存储器89中。基于事件的类型、事件的频率、事件的组合、事件的顺序、以及这些事件的总耗用时间中的至少一者，控制器110能够预测影响压缩机10和/或制冷系统11的操作的系统状况或故障的严重度级别。通过预测故障或系统状况的严重度，控制器110能够确定何时接合电力中断系统90从而限制到压缩机10的电力以防止压缩机10在条件不宜时操作。这种预测能力还允许控制器110确认故障或系统状况而仅在必要时限制压缩机10的供电。控制器110能够通过监测由压缩机10的电动马达32所消耗的电流来对压缩机10 所经历的故障状况是否是低压侧状况或高压侧状况的原因进行初始判断。控制器110还能够通过监测由压缩机10的电动马达32所消耗的电流来判断低压侧故障或高压侧故障是否是低压切断开关82或高压切断开关84的循环的结果。参照图6，控制器可通过监测压缩机“开启(ON) ”时间和压缩机“关闭(OFF) ”时间来判断低压切断开关82或高压切断开关84是否正在循环。例如，如果压缩机“开启”时间短于大约三(3)分钟、压缩机“关闭”时间短于大约五(5)分钟、并且这种循环被记录到存储器89中长达三个连续的循环(即，压缩机“开启”时间短于三分钟并且压缩机“关闭”时间短于五分钟的三个连续循环)，则控制器110能够判定低压切断开关82和高压切断开关 84中的一个正在循环。控制器110能够基于前述压缩机“开启”时间和压缩机“关闭”时间来判定低压切断开关82和高压切断开关84中的一个正在循环，因为与马达保护器91在断开状态(即， “跳闸”状态)与闭合状态之间的循环相比，低压切断开关82和高压切断开关84在打开状态与关闭状态之间循环得通常更快。这样，控制器110基于压缩机“开启”时间和压缩机 “关闭”时间，不仅能够识别低压切断开关82或高压切断开关84是否正在循环，而且还能够判定马达保护器91是否正在循环。此外，因为上述系统故障通常导致低容量状况，所以控制器还能够依靠温度调节器指令信号(Y)对压缩机10和/或制冷系统11进行诊断，由此防止系统11达到温度调节器83的要求，并且因此，温度调节器指令信号(Y)通常保持为 “ON(接通)”。如上所述，马达保护器91通常比低压切断开关82和高压切断开关84需要更长的时间以重置。因此，控制器110能够通过监测压缩机“开启”时间和压缩机“关闭”时间而在低压切断开关82和高压切断开关84中的任一个的循环与马达保护器91的循环之间进行区分。例如，如果压缩机10的最大“关闭”时间短于七(7)分钟，则控制器110能够判定是低压切断开关82和高压切断开关84中的一个正在循环。相反，如果确定压缩机10的“关闭”时间长于七(7)分钟，则控制器110能够判定马达保护器91正在循环。尽管控制器110能够在马达保护器91的循环与开关82、84的循环之间进行区分， 但是控制器Iio不能一仅通过压缩机“开启”/ “关闭”时间一确定低压切断开关82和高压切断开关84中的哪一个正在循环，因为低压切断开关82和高压切断开关84串联地线连接，并且低压切断开关82和高压切断开关84中的每一个具有相似的重置时间并因此以近似相同的速率进行循环。控制器110能够通过如下方式来在低压切断开关82的循环与高压切断开关84的循环之间进行区分首先通过监测电动马达32的电流消耗来判定压缩机10正在经历的是低压侧故障还是高压侧故障。具体地，控制器110能够将由电动马达32 所消耗的电流(即，“运行电流”)与基线电流值进行比较以在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分。控制器110能够存储继压缩机10起动之后在预定的时长期间取得的用于压缩机 10的基线电流特征图，用于与压缩机10的运行电流进行比较。在一种配置中，控制器110 将在压缩机10的继起动之后的大约头七(7)秒钟的操作内由电动马达32所消耗的电流记录到存储器89中。在压缩机10的操作期间，压缩机10的运行电流被监测并被记录到存储器89中，并且能够将其与所存储的基线电流特征图进行比较以判断压缩机10正在经历低压侧故障还是高压侧故障。控制器110能够因此连续地监测压缩机10的运行电流并能够连续地将压缩机10的运行电流与压缩机10的基线电流特征图进行比较。例如，控制器110能够监测在第一个三(3)分钟的压缩机“开启”时间内由压缩机马达32消耗的电流并且能够确定在该第一个三C3)分钟的压缩机“开启”时间内消耗的电流与基线电流值的比率。在一种配置中，如果该比率超过大约1. 4，则控制器110能够确定压缩机10正在经历高压侧故障状况(图7和图8)。如图6所示，如果压缩机10的“关闭”时间短于大约七(7)分钟，则控制器110能够确定压缩机10所经历的故障是由于低压切断开关82的循环或高压切断开关84的循环所引起的，而如果压缩机10的“关闭”时间超过大约七(7)分钟，则控制器110能够确定压缩机10所经历的故障是由于马达保护器91的循环所引起的。控制器110还能够通过将运行电流与基线电流进行比较而在低压侧故障状况与高压侧故障状况之间进行区分，从而判断影响压缩机10的故障是低压侧故障还是高压侧故障。这样，控制器110能够通过监测随时间推移由电动马达32消耗的电流而准确确认正在进行循环的具体装置(S卩，低压切断开
14关82、高压切断开关84、或马达保护器91)。如果制冷系统11不包括低压切断开关82或高压切断开关84，则控制器110能够确定排出温度开关92或内部高压减压阀94的打开以在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分。例如，当内部高压减压阀94打开时，排出压力气体被旁通至压缩机10的吸气侧，伴随着继内部高压减压阀94打开之后的大约十五(15)分钟的马达保护器跳闸状况，电流传感器80将识别由电动马达32所消耗的电流中的大约百分之三十(30)的减小。如此，控制器110能够在不需要高压切断开关84的情况下确定高压故障。通过借助于电流传感器80 监测电流消耗，可类似地在排出温度开关92打开时确定低压侧故障。参照图7，控制器110不仅能够通过比较压缩机10的初始特征图以及低压切断开关82、高压切断开关84和马达保护器91中任一个的循环而在各种低压侧故障与各种高压侧故障之间进行区分，而且还能够通过将电流特征图和循环信息与压缩机“开启”时间和压缩机“关闭”时间的特定范围进行组合而在各种低压侧故障与各种高压侧故障之间进行区分。图8通过提供由控制器110在低压侧故障与高压侧故障之间以及在低压切断开关82、 高压切断开关84和马达保护器91之间进行区分时所使用的流程图而进一步示出了前述原理。特别参照图9，提供了相对的压缩机电流上升与时间的图。如图9所示，如果相对的压缩机电流上升(即，运行电流与基线电流之比)大于大约1. 4或1. 5，则控制器110能够确定压缩机10正在经历高压侧故障状况。当控制器110确定压缩机10正在经历高压侧故障状况时，控制器110能够随后在各种类型的高压侧故障事件之间进行区分。类似地，如果压缩机电流上升低于大约1.1，则控制器110能够确定压缩机10正在经历低压侧故障状况。除了在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分之外，控制器110还监测随时间推移发生的故障事件并将其记录到存储器89中。例如，控制器110监测压缩机10的故障历史并将其记录到存储器89中以使控制器110能够预测压缩机10所经历的故障的严重度。特别参照图10，提供了概述各种低压侧故障或低压侧系统状况——例如低充量状况、低蒸发器气流状况、以及粘滞控制阀状况——的图表。低压侧故障/状况可包括各种故障事件，比如，例如长循环运行时间事件(Cl)、马达保护器跳闸循环事件(C1A)、以及低压开关的短循环事件(LPCO)。各种低压侧故障事件可以是由压缩机10和/或制冷系统11所经历的各种状况的结果。如果压缩机10和/或制冷系统11经历制冷剂的逐渐的缓慢泄漏(即，在华氏95 度下70%的充量水平)，则压缩机10可能经历长循环运行时间事件(Cl)。压缩机10还可能由于较低的蒸发器温度引起的容量上的损失而经历长循环运行时间事件(Cl)，这在高冷凝器温度下可能恶化。检测出相对较长的压缩机运行时间(即，大于大约14小时)提供了低压侧故障的早期指示。当压缩机10在较低的蒸发器温度、较高的冷凝器温度以及较高的过热下运行预定的时长时，控制器110可确定为马达保护器91的循环(ClA)。这种状况可使马达保护器 91由于马达32的过热或者由于排出温度开关92的跳闸而跳闸。前述状况可能发生于降低的充量水平(即，30%充量水平)并可在压缩机“开启”时间介于大约十五(15)分钟至三十(30)分钟之间时提供低压侧故障指示。
如上所述，压缩机10可包括排出温度开关92。控制器110能够通过同时检测到随后跟着马达保护器91跳闸的在由电动马达32消耗的电流上的大约百分之三十(30)的突然减小来识别内部排出温度开关92是否将排出压力气体经由管道107旁通至压缩机10的低压侧。马达保护器91由于靠近电动马达32的压缩机10内的温度的突然增加而在排出压力气体被旁通至压缩机10的低压侧之后跳闸。如果制冷系统11包括低压温度开关82，则控制器110能够识别低压切断开关82 的循环。具体地，如果控制器110能够结合压缩机“开启”时间低于大约三(3)分钟且压缩机“关闭”时间低于大约七(7)分钟排除在由电动马达32消耗的电流上的突然增大(即， 如果相对的压缩机电流上升不大于1. 4)，则控制器110能够确定低压切断开关82的循环。继续参照图10，控制器110能够在故障的严重度级别相对于时间的图上标绘低压侧故障事件(即，长循环运行时间(Cl)、马达保护器跳闸循环(ClA)以及低压开关短循环 (LPCO)。如图10所示，如果压缩机10持续运行达大约14小时或更多小时，则控制器可识别为长循环运行时间事件(Cl)。同样，如上所述，如果压缩机“开启”时间低于大约三(3) 分钟且压缩机“关闭”时间低于大约七(7)分钟，则控制器110将识别为低压切断开关82 的循环；而如果压缩机“开启”时间低于大约三十(30)分钟且压缩机“关闭”时间大于大约七(7)分钟，则控制器110将识别并存储为马达保护器跳闸循环事件。控制器110将持续监测前述事件并相对于时间标绘事件。控制器110可持续监测事件的类型、特定事件的发生数量、以及事件的顺序中的至少一个。基于事件的类型、事件的数量、以及事件的顺序中的至少一个，控制器110能够判断是否通过电力中断系统90闭锁并防止压缩机10的操作。例如，下面的表格提供了在压缩机10正经历低压侧故障/低压侧系统状况的情况下控制器110可闭锁压缩机10的操作的一套标准的一个示例。表一
权利要求
1.一种压缩机，包括外壳、压缩机构、马达以及用于确定系统状况的诊断系统，所述诊断系统包括处理器和存储器、并且能够操作为基于历史故障事件的序列以及所述历史故障事件的类型的组合中的至少一个来预测所述系统状况的严重度级别。
2.如权利要求1所述的压缩机，进一步包括电流传感器，所述电流传感器与所述处理电路通信。
3.如权利要求2所述的压缩机，进一步包括低压切断开关、高压切断开关、和马达保护器中的至少一个。
4.如权利要求3所述的压缩机，其中，所述处理电路基于从所述电流传感器接收到的信息以及压缩机“开启”时间和压缩机“关闭”时间来确定所述低压切断开关、所述高压切断开关、以及所述马达保护器中的至少一个的状态。
5.如权利要求1所述的压缩机，进一步包括低压切断开关、高压切断开关、环境温度传感器、排出温度开关、以及减压阀中的至少一个。
6.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述处理电路基于压缩机运行时间、所述低压切断开关的打开、马达保护器跳闸、以及排出温度开关跳闸的顺序序列和组合中的至少一个来确定低压侧系统状况的严重度。
7.如权利要求6所述的压缩机，其中，基于压缩机电流的预定减小速率检测出所述排出温度开关跳闸。
8.如权利要求7所述的压缩机，其中，所述预定减小速率是在大约二(2)秒至五(5)秒的时长内为大约百分之二十(20% )至百分之三十(30% )。
9.如权利要求5所述的压缩机，其中，所述处理电路基于所述高压切断开关的打开、马达保护器跳闸、以及减压阀跳闸的序列或组合中的至少一个来确定高压侧系统状况的严重度。
10.如权利要求9所述的压缩机，其中，基于压缩机电流的预定减小速率检测出所述减压阀跳闸。
11.如权利要求10所述的压缩机，其中，所述预定减小速率是在大约二( 秒至五(5) 秒的时长内为大约百分之二十(20% )至百分之三十(30% )。
12.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述处理电路确定在所述顺序序列或组合内的所述类型的历史故障事件随时间推移的进展速率。
13.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述严重度级别基于所有在预定时长内重现的历史故障事件的所述序列或组合。
14.如权利要求13所述的压缩机，其中，所述预定时长是周、月、夏季或冬季中的一个。
15.一种压缩机，包括外壳、压缩机构、马达、以及诊断系统，所述诊断系统包括处理器和存储器、并且能够操作为通过监测由所述马达在继压缩机起动之后的第一预定时长内所汲取的电流的上升速率而在低压侧故障与高压侧故障之间进行区分。
16.如权利要求15所述的压缩机，其中，所述电流的上升速率是通过计算在所述第一预定时长期间由所述马达汲取的工作电流与所存储的在第二预定时长期间获取的基准电流值的比率来确定的。
17.如权利要求16所述的压缩机，其中，所述第一预定时长为大约三(3)分钟至五(5) 分钟。
18.如权利要求16所述的压缩机，其中，所述第二预定时长为继所述压缩机起动之后的大约七(7)秒至二十00)秒。
19.如权利要求15所述的压缩机，其中，如果在所述第一预定时长期间所述比率超过大约1. 4，则所述处理电路认定为高压侧故障。
20.如权利要求15所述的压缩机，其中，如果在所述第一预定时长期间所述比率低于大约1.1，则所述处理电路认定为低压侧故障。
21.如权利要求15所述的压缩机，其中，所述处理电路能够操作为基于历史压缩机故障事件的序列以及所述历史压缩机故障事件的类型的组合中的至少一个来预测压缩机状况的严重度级别。
22.如权利要求15所述的压缩机，其中，所述处理电路基于所述电流的上升速率并结合所述压缩机的“开启”时间和所述压缩机的“关闭”时间而在高压切断开关的循环、低压切断开关的循环、以及马达保护器的循环之间进行区分。
23.如权利要求22所述的压缩机，其中，所述电流的上升速率是通过计算在所述第一预定时长期间由所述马达汲取的工作电流与所存储的在第二预定时长期间获取的基准电流值的比率来确定的。
24.如权利要求23所述的压缩机，其中，如果在所述第一预定时长期间所述比率超过大约1.4，则所述处理电路认定为高压侧故障；而如果在所述第一预定时长期间所述比率低于大约1. 1，则所述处理电路认定为低压侧故障。
25.—种制冷系统，包括包括马达的压缩机；马达保护器，所述马达保护器与所述马达相关联，并且能够在允许向所述马达供电的工作状态与限制向所述马达供电的跳闸状态之间运动；处理电路，所述处理电路包括至压缩机接触器的输出端，并且能够操作为在所述压缩机经历预定严重度级别的状况时通过所述接触器限制向所述压缩机的供电；以及低压切断开关和高压切断开关中的至少一个，其中，所述低压切断开关能够响应于系统低压侧压力而在关闭状态与打开状态之间运动，所述高压切断开关能够响应于系统高压侧压力而在关闭状态与打开状态之间运动，所述低压切断开关和所述高压切断开关串联地线连接在所述处理电路与所述压缩机接触器之间。
26.如权利要求25所述的制冷系统，进一步包括与所述处理电路通信的电流传感器， 所述电流传感器感测由马达汲取的电流。
27.如权利要求沈所述的制冷系统，其中，所述处理电路基于所述压缩机的“开启”时间而在以下二者之间进行区别所述马达保护器处于所述跳闸状态；以及所述低压切断开关和所述高压切断开关中的任一个在所述关闭状态与所述打开状态之间循环。
28.如权利要求25所述的制冷系统，其中，如果所述压缩机的“关闭”时间超过大致七 (7)分钟，则所述处理电路认定为所述马达保护器处于所述跳闸状态。
29.如权利要求25所述的制冷系统，其中，如果所述压缩机的“关闭”时间低于大致七 (7)分钟，则所述处理电路认定为所述低压切断开关或所述高压切断开关的循环。
30.如权利要求25所述的制冷系统，其中，所述处理电路基于在所述马达保护器的所述循环之前的压缩机“开启”时间而在低压侧故障或低压开关循环与高压侧故障或高压开关循环之间进行区分。
31.如权利要求30所述的制冷系统，其中，当所述压缩机“开启”时间大于三十(30)分钟时，所述处理电路确定为所述低压侧故障。
32.如权利要求30所述的制冷系统，其中，当所述压缩机“开启”时间介于一(1)分钟至十五(1 分钟之间时，所述处理电路确定为所述高压侧故障。
33.如权利要求30所述的制冷系统，其中，当所述压缩机“开启”时间介于十五(15)分钟至三十(30)分钟之间时，所述处理电路确定为所述高压侧故障和所述低压侧故障的组
全文摘要
提供了一种压缩机，该压缩机可包括外壳、压缩机构、马达以及用于确定系统状况的诊断系统。诊断系统可包括处理器和存储器，并且可基于历史故障事件的序列和历史故障事件的类型的组合中的至少一个来预测系统状况的严重度级别。
文档编号F04C28/28GK102428277SQ201080022089
公开日2012年4月25日 申请日期2010年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者亨格·M·范, 纳加拉杰·贾扬蒂 申请人:艾默生环境优化技术有限公司