CN105358919A - 变频驱动器操作和控制的装置、系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种典型的系统包括在流体方面联接在一起以形成蒸气压缩回路的压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器，以及配置成驱动压缩机的电动机。具有多个开关元件的变换器配置成通过所述开关元件的操作而为所述电动机提供输出电压。废热回收回路配置成将废热从变换器传递给负载。控制器配置成将开关命令提供给变换器的开关元件。控制器进一步配置成感测系统的状况，至少部分地基于系统的状况而确定热量产生要求，并且至少部分地基于热量产生要求而改变每单位时间的开关命令的数量。

Description

变频驱动器操作和控制的装置、系统和方法

技术领域

本申请总地涉及变频驱动器操作和控制的装置、系统和方法。变频电动机驱动器提供了针对例如驱动压缩机或用于加热、换气、空调或冷却(HVACR)系统的其它负载的应用的若干潜在好处，包括用于增强效率、功率密度和速度控制精度的潜力。这种电动机驱动器关于废热和废热的控制存在独特的挑战。传统的设计通常寻求在所有操作状况下根据其它操作目标而最大限度地将浪费损失减小至尽可能的程度。已经做出某些方案用于回收由于变频驱动器操作产生的一部分废热。这些方案承受了许多不利和缺点，包括那些关系到废热的控制和有效利用的缺点。这种电动机驱动器关于可听噪声和其控制也存在独特的挑战。传统的设计通常寻求在所有操作状况下通过例如设定与电动机负载所容许一样高的开关频率，从而最大限度地减小可听噪声。这些方案承受了许多不利和缺点，包括那些关系到系统效率和废热产生的缺点。当前对于这里公开的独特且新颖的装置、方法和系统仍存在极大的需求。

发明内容

出于清晰、简明且精确地描述本发明的典型实施例、制造和使用它们的方式和过程，并且可制造和使用它们进行实践的目的，现在将参考某些典型的实施例，包括图中所示的那些实施例，并且专用术语将用于描述它们。然后应该懂得不会因此产生本发明的范围限制，而且本发明包括和保护本领域中的技术人员所能想到的典型实施例的这种变体、改型和进一步的应用

总结

下面将概括许多非限制性的典型实施例。从以下描述和附图中将明晰进一步的实施例、形式、目的、特征、优势、方面和好处。

一个典型的实施例是一种系统，其包括：压缩机、膨胀器、第一热交换器和第二热交换器，其在流体方面联接在一起从而形成蒸气压缩回路；电动机，其配置成驱动压缩机；变换器(inverter)，其包括多个开关元件，变换器配置成通过开关元件的操作而为电动机提供输出电压；废热回收回路，其配置成将废热从变换器传递给系统的选定的构件；以及控制器，其包括构造成感测系统状况的系统状况模块，构造成至少部分地基于系统状况而确定热量产生要求的热量生产模块，以及构造成为变换器的开关元件提供开关命令的变换器操作模块，其中控制器配置成至少部分地基于热量产生要求而改变每单位时间的开关命令的数量。

在某些形式中，控制器配置成通过改变PWM信号的开关频率而改变每单位时间的开关命令的数量。在某些形式中，控制器配置成通过在连续的PWM信号和不连续的PWM信号之间的变化而改变每单位时间的开关命令的数量。在某些形式中，状况包括系统起动状况。在某些形式中，蒸气压缩回路的工作流体包括制冷剂和油；并且废热回收回路构造成将热量从变换器传递给工作流体，使得制冷剂沸腾并与油分离。在某些形式中，废热回收回路配置成与压缩机润滑油交换热量。在某些形式中，选定的构件是压缩机的吸入管线，并且状况包括吸入管线中的制冷剂的温度。某些形式还包括反向机构，其可操作成使蒸气压缩回路中的制冷剂的流向反转。在某些形式中，选定的构件是第一热交换器和第二热交换器中的至少一个，并且状况包括流向的反转。某些形式还包括温度传感器，其配置成感测变换器温度；其中变换器操作模块进一步构造成响应于变换器温度高于基准温度而减少每单位时间的开关命令的数量。

一个典型的实施例是一种系统，其包括：制冷剂环路，其包括压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器；电动机，其配置成驱动压缩机；变频驱动器，其包括配置成驱动电动机的变换器；冷却回路，其配置成接收由于变换器的操作而产生的热量；控制器，其配置成将开关命令提供给变换器；其中控制器配置成基于一个或多个第一准则而改变开关命令的速率，以便选择性地增加由变换器产生的热量，从而提高对冷却回路的热传递，并基于一个或多个第二准则而选择性地减少由变换器产生的热量。

在某些形式中，控制器配置成通过不提供开关命令达预定的持续时间或预定的时间，而改变开关命令的速率。在某些形式中，冷却回路进一步配置成将热量传递给蒸发器的制冷剂入口和压缩机之间的制冷剂环路，其中第一准则包括在蒸发器的制冷剂入口和压缩机之间的工作流体的温度低于预定的过热温度。在某些形式中，冷却回路进一步配置成将热量传递给蒸发器，其中第一准则包括检测到蒸发器上的结霜。某些形式还包括油管线，其配置成将油供给压缩机，其中冷却回路进一步配置成将热量传递给油管线。

一个典型的实施例是一种方法，其包括：为变换器提供脉宽调制(PWM)模式，PWM模式在第一信号幅度和第二信号幅度之间转变，第一信号幅度大于第一信号幅度；基于PWM模式操作变换器，以便提供电压输出，从而驱动电动机，其中热量是作为操作变换器的副产物而产生的，并且产生的热量数量与在第一信号幅度和第二信号幅度之间的转变的数量相关联；利用电动机驱动制冷系统的压缩机，制冷系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器；在变换器和制冷系统的构件之间利用在热方面联接在变换器和该构件上的热量传递回路而传递热量；确定构件上是否需要额外的热量；并且响应于这种确定而修改PWM模式，使得PWM模式在第一信号幅度和第二信号幅度之间更频繁地转变。

某些形式还包括确定构件上是否不再需要热量，并基于这种确定而停止传递热量。在某些形式中，构件包括蒸发器，在变换器和蒸发器之间传递的热量会加热蒸发器中的工作流体，工作流体包括制冷剂和滑润剂。某些形式还包括通过利用传递的热量使制冷剂沸腾而使滑润剂与制冷剂分离，以及使滑润剂返回压缩机。某些形式还包括确定是否需要产生较少热量，并响应于这种确定而修改PWM模式，使得PWM模式在第一信号幅度和第二信号幅度之间较不频繁地转变。在某些形式中，修改PWM模式包括在对应于电动机中的电流波形的波峰和波谷中的一个的预定的时间提供第一信号幅度和第二信号幅度中的仅一个信号幅度，达电流波形周期的至少百分之十的预定持续时间。在某些形式中，电流波形包括合成的正弦波。在某些形式中，确定是否需要产生较少热量包括确定变换器的温度是否高于阈值温度。

一个典型的实施例是一种系统，其包括压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器，其在流体方面联接起来，以形成蒸气压缩回路；控制器，其包括可听噪声模块，可听噪声模块配置成确定目标可听噪声分布，其包括由系统产生的可听噪声的目标最高水平；计划(schedule)选择模块，其配置成至少部分地基于目标可听噪声生产分布而选择开关计划；变换器操作模块，其配置成根据选定的开关计划而提供变换器命令，其包括多个开关命令；变换器，其包括多个响应于开关命令的开关元件，变换器配置成响应于变换器命令而输出电压信号；以及电动机，其驱动地联接在压缩机上并响应于电压信号。

在某些形式中，目标可听噪声分布包括多个频率的可接受幅度的分布。在某些形式中，可听噪声模块配置成至少部分地基于一个或多个用户选择和一天中的时间而确定目标可听噪声分布。在某些形式中，控制器还包括脉宽调制(PWM)计划模块，其配置成提供一组PWM模式，其中计划选择模块配置成从这组PWM模式中选择开关计划。在某些形式中，控制器还包括状况模块，其配置成确定从变换器的温度、电动机中的电流的电噪声水平和电流波纹(ripple)组成的状况组中选择的一个或多个状况；并且计划选择模块进一步配置成基于所述一个或多个状况而选择开关计划。在某些形式中，计划选择模块进一步配置成确定不会违反可听噪声分布的PWM模式子集，并从子集中选择开关计划。在某些形式中，计划选择模块进一步配置成确定不会违反感测状况的预定参数的PWM模式子集，并从子集中选择开关计划。在某些形式中，该系统还包括传感器，其配置成感测状况，并将关于该状况的信息传送给状况模块。在某些形式中，电动机是表面安装的永磁电机。

一个典型的实施例是一种系统，其包括：制冷剂环路，其包括压缩机、冷凝器和蒸发器；电动机，其配置成驱动压缩机；变频驱动器，其包括配置成驱动电动机的变换器；以及控制器，其配置成至少部分地基于载波频率和PWM技术而根据脉宽调制(PWM)计划将开关命令提供给变换器；其中控制器配置成基于一个或多个准则而确定目标可听噪声水平，并至少部分地基于目标可听噪声水平而改变载波频率和PWM技术中的至少一个。

在某些形式中，控制器进一步配置成基于电噪声的产生和电流波纹中的至少一个而改变载波频率和PWM技术中的至少一个。在某些形式中，电动机表面安装的永磁电动机。在某些形式中，控制器进一步配置成改变开关命令，使得变换器不会过热。某些形式还包括用户接口，其可操作成改变目标可听噪声水平。在某些形式中，控制器进一步配置成改变开关命令，使得选定的构件不会在其固有频率下被激励比第一预定的持续时间更长的时间。

一个典型的实施例是一种方法，其包括：基于一个或多个准则确定目标可听噪声分布，目标可听噪声分布包括用于HVACR系统的目标可听噪声水平，HVACR系统包括变换器；至少部分地基于可听噪声分布而选择第一脉宽调制(PWM)计划；根据第一PWM计划将第一系列开关命令提供给包括变换器的变频驱动器，响应于第一系列开关命令而产生变换器波形；利用变换器波形为电动机提供功率，使得电动机驱动蒸气压缩回路的压缩机。

在某些形式中，这种确定基于用户选择和一天中的时间中的至少一个。在某些形式中，这种选择包括根据多个PWM计划的各个PWM计划将可听噪声分布与HVACR系统操作时所产生的噪声进行比较。某些形式还包括：确定变频驱动器、电动机和压缩机中的一个的构件的固有频率；至少部分地基于构件的固有频率选择第二PWM计划；提供第一系列开关命令达第一预定的时间；该方法还包括根据第二PWM计划提供第二系列开关命令达第二预定的时间。在某些形式中，可听噪声分布是第一选择准则，并且这种选择还基于第二选择准则，各个选择准则被分配权重值。在某些形式中，第二选择准则选自由变换器温度、电噪声的产生和系统效率组成的准则组。在某些形式中，所述多个选择准则中的至少一个是关键的选择准则，其中第一PWM模式经过选择，从而满足关键的选择准则。在某些形式中，第二选择准则是变换器的最大操作温度，并且最大操作温度是关键的选择准则。

附图说明

图1是具有废热回收回路的典型HVACR系统的示意图。

图2是典型的变频驱动器和永磁电动机的示意图。

图3是图2系统的变换器模块的示意图。

图4是用于改变变换器的热量产生的过程的示意性的流程图。

图5A是与2kHz的载波频率相对应的说明性的连续PWM模式。

图5B是与4kHz的载波频率相对应的说明性的连续PWM模式。

图6A是与2kHz的载波频率相对应的说明性的非连续PWM模式。

图6B是与4kHz的载波频率相对应的说明性的非连续PWM模式。

图7是典型的废热回收回路的示意图。

图8是可用于图1系统的控制器的说明性的示意图。

图9是典型的HVACR系统的示意图。

图10是可用于图9HVACR系统的控制器的示意图。

图11是流程图，其显示了用于改变图2系统的可听噪声产生的典型过程。

具体实施方式

参照图1，其显示了一种典型的HVACR系统100，其包括制冷剂环路，制冷剂环路包括压缩机110、第一热交换器120、膨胀器125和第二热交换器130。HVACR系统100还可包括反向机构，其配置成使工作流体的流向反转。在本实施例中，所示的反向机构是四通阀140。还可设想利用其它反向机构，例如分开的双通阀。此外，在某些典型的实施例中，例如大型冷冻器单元中可设想，压缩机110可与第二热交换器130和第一热交换器120直接串流起来，并且可省略允许系统反向操作(即用作热泵和冷却器)的阀。在这种实施例中，第一热交换器120可配置成专用的冷凝器，并且第二热交换器130可配置成专用的蒸发器。

四通阀140配置成从压缩机110接收压缩的制冷剂，并将压缩的制冷剂引导至第一热交换器120或第二热交换器130。四通阀140具有第一配置和第二配置，在第一配置中，制冷剂管线如实线所示连接起来，并且制冷剂以实线箭头的方向流动，在第二配置中，制冷剂管线如虚线所示连接起来，并且制冷剂以虚线箭头的方向流动。第一热交换器120在以实线箭头的方向流动时是冷凝器，并且在以虚线箭头的方向流动时是蒸发器。第二热交换器130在以实线箭头的方向流动时是蒸发器，并且在以虚线箭头的方向流动时是冷凝器。以下描述将参照HVACR系统100，此时四通阀140处于与实线和箭头相对应的第一配置。本领域中的技术人员应该很容易懂得，当四通阀140处于第二配置时，HVACR系统100以相似的方式进行操作。

在四通阀140的第一配置中，制冷剂在闭合环路中流过系统100，从压缩机110流向第一热交换器120，流向膨胀器125，流向第二热交换器130，并返回压缩机110。废热回收回路180将变频驱动器155所产生的热量传递给第二热交换器130。变频驱动器155可为变频电动机驱动器200(图2)，其具有下面所述的变换器模块280。系统100的各种实施例还可包括附加的制冷剂环路元件，包括例如用于控制制冷剂流量的阀、制冷剂滤波器、节热器、油分离器和/或冷却构件以及用于各种系统构件的流动路径。

压缩机110被驱动单元150驱动，驱动单元150包括被变频驱动器155驱动的永磁电动机170。在所示的实施例中，变频驱动器155配置成输出三相PWM驱动信号，并且电动机170是表面磁体型永磁电动机。还可设想使用其它类型和配置的变频驱动器和电动机，例如内部磁体型永磁电动机、磁阻电动机或电感电动机。应该懂得，这里公开的原理和技术可应用于的各种广泛的驱动器和永磁电动机配置。

第一热交换器120配置成从接收自压缩机110的压缩制冷剂中传递热量。在所示的实施例中，第一热交换器120是水冷式冷凝器，其在入口121处接收冷却水，将热量从制冷剂传递给冷却水，并在输出122处输出冷却水。还可以设想可利用其它类型的冷凝器，例如空冷式冷凝器或蒸发式冷凝器。应该进一步懂得，这里对水的引用包括水溶液，除非做了其它限制，否则其包括附加成分。

膨胀器125配置成从第一热交换器120接收制冷剂，并使接收的制冷剂膨胀，从而降低其温度。在所示的实施例中，膨胀器125是节流阀。还可设想可利用其它类型膨胀器，例如毛细管。还可设想膨胀器125可与第二热交换器130整体成形。

第二热交换器130配置成从膨胀器125接收制冷剂，并将热量从介质传递给制冷剂。在所示的实施例中，第二热交换器130配置成水冷式冷却器，其在入口131处接收水，将热量从水传递给制冷剂，并在输出132处输出冷却水。还可以设想可利用许多特定类型的蒸发器，包括干式膨胀蒸发器、浸没型蒸发器、裸管式蒸发器，板式表面蒸发器和翅片式蒸发器等等。

HVACR系统100还包括控制器160，其输出控制信号给变频驱动器155，以控制电动机170和压缩机110的操作。控制器160还接收关于驱动单元150的操作信息。在典型的实施例中，控制器160接收与HVACR系统100的各种构件的温度相关的信息。在进一步的实施例中，控制器160接收关于电动机电流、电动机端子电压和/或其它电动机操作特征的信息。

现在将参照图8描述控制器160的说明性的实施例的进一步细节。典型的控制器160包括传感器模块、准则评估模块、命令模块和数据存储模块800。控制器160从至少一个传感器中接收信息，例如提供给HVACR系统100的各种构件的温度传感器，并可进一步从用户接口接收信息。控制器160将命令至少提供给变频驱动器155，并可将命令进一步提供HVACR系统100的其它构件。控制器160还可将信息输出给用户接口。

数据存储模块800是非瞬态计算机可读介质，其配置成储存数据，以便被控制器160的其它模块使用。数据存储模块800可储存例如传感器数据(例如传感器校准数据)、参数(例如用于HVACR系统100的各种构件的可接受的操作温度范围)、开关模式(例如多个PWM计划)和/或阀设置(例如下表1的信息)。

控制器160的传感器模块从至少一个传感器接收信息，并可根据从数据存储模块800接收的数据而解释信息。例如，传感器模块可利用传感器数据将来自传感器的模拟信息转换成数字信息。

控制器160的命令模块将开关命令发布给变频驱动器155。这些命令可能基于储存在数据存储模块800上的多个开关模式中的一个开关模式，例如PWM模式。下面将参照图5和图6描述典型的PWM模式。命令模块还可提供附加命令，例如根据储存在数据存储模块800上的阀设置而提供阀命令。

准则评估模块评估信息，例如来自传感器和/或用户接口的输入，并确定命令模块将发布什么命令。一方面，准则评估模块评估由传感器模块接收的传感器信息。准则评估模块可将传感器数据与储存在数据存储模块800上的参数进行比较。在一个典型的实施例中，准则评估模块将接收的HVACR系统100的构件温度与可接收的温度范围进行比较，并确定是否改变由命令模块发布的开关命令的模式。下面将描述有关这种比较和判断的进一步的细节。准则评估模块可确定由命令模块发布的其它命令，例如阀位置命令。阀位置命令可能涉及四通阀140，并且可能涉及废热回收回路180中的阀，其将在下面参照图7进行描述。

应该懂得，这里所述的控制器、控制程序和控制模块可利用硬件、软件、固件和其各种组合来实现，并可利用可执行的指令，其储存在非瞬态计算机可读介质或多种非瞬态计算机可读介质中。还应该懂得，控制器160可以各种形式来提供，并可包括例如这里公开的许多硬件和软件模块和构件。

返回图1，还应该懂得，废热回收回路180配置成将热量从变频驱动器155传递给冷却介质，例如下面关于图3所述。在所示的实施例中，废热回收回路180配置成闭合环路冷却回路，其配置成使冷却介质，例如工作流体在变频驱动器155和第二热交换器130之间循环。应该懂得，冷却介质执行变频驱动器155的冷却和负载(例如蒸发器)的加热。冷却介质可通过泵(未显示)进行循环，泵可受到控制器160或该系统的其它另一装置的控制。

备选地，废热回收回路180可为不基于流体的传递装置，例如将变频驱动器155和第二热交换器130在热方面联接起来的散热器。还可设想废热回收回路180可与制冷剂环路整体成形，或者可与制冷剂环路保持选择性流体连通。也就是说，冷却介质可为在制冷剂环路中循环的制冷剂。另外或备选地，废热回收回路180可配置成将热量从变频驱动器155传递给HVACR系统100的不同部分，例如压缩机110的吸入管线或滑润剂供给管线。在进一步的实施例中，废热回收回路180可配置成将热量传递给系统100的外部负载，例如外部装置、设备或系统，其可能涉及系统100但不是系统100的一部分，或者可能专用于一个或多个不涉及或不直接涉及系统100的那些功能。

图7是废热回收回路180的备选实施例的示意图。废热回收回路780包括泵702、变换器热交换器704、第一冷却剂热交换器706、第二冷却剂热交换器708以及多个阀710,712,714,716和718。

依赖于阀710,712,714,716和718的状态，泵702通过第一冷却剂热交换器706第二冷却剂热交换器708使冷却介质循环至变换器热交换器704。

变换器热交换器704配置成从泵702接收冷却介质，并向冷却剂热交换器706和708排出冷却剂。变换器热交换器与驱动器结构(例如散热器或变换器板底结构)直接接触或者通过中间热传导元件而在热方面联接在变换器或变频驱动器155的其它开关装置上，并将热量从变频驱动器155传递给冷却介质。

第一冷却剂热交换器706配置成在冷却介质和HVACR系统100的第一构件之间传递热量。例如，第一冷却剂热交换器706可配置成在冷却介质和第一热交换器120之间传递热量。第一冷却剂热交换器706包括入口端口706a、出口端口706b以及入口/出口端口706c。

第二冷却剂热交换器708配置成在冷却介质和HVACR系统100的第二构件之间传递热量。例如，第二冷却剂热交换器708可配置成在冷却介质和第二热交换器130之间传递热量。第二冷却剂热交换器708包括入口端口708a、出口端口708b以及入口/出口端口708c。

所述多个阀均配置成在废热回收回路780的各种构件之间提供选择性的流体联接。阀710控制流向入口端口706a的流量。阀712控制来自出口端口706b的流量。阀714控制流向入口端口708a的流量。阀716控制来自出口端口708b的流量。阀718控制在入口/出口端口706c和入口/出口端口708c之间的流量。所述多个阀均可能为开式阀/闭式阀，例如螺旋管阀，或者可为变流阀。所述多个阀可受到控制器160、单独的控制器或其它控制装置或系统的控制。

冷却介质在废热回收回路780中的流动和因此在构件之间的热传递可受到所述多个阀的打开或闭合状态的控制。阀可经过设定，使得冷却介质只流过第一冷却剂热交换器706，只流过第二冷却剂热交换器708，并行地流向第一冷却剂热交换器706和第二冷却剂热交换器708，从第一冷却剂热交换器706流向第二冷却剂热交换器708，或者从第二冷却剂热交换器708流向第一冷却剂热交换器706。

例如，当只需要第一冷却剂热交换器706的热传递时，将阀710和712设为打开状态，并将阀714,716和718设为关闭状态。下面将详细描述表1中的附加的典型配置，其中“O”代表阀的打开状态，并且“X”代表阀的关闭状态。

	710	712	714	716	718
						仅706	O	O	X	X	X
仅708	X	X	O	O	X
						706 和708	O	O	O	O	X
706至 708	O	X	X	O	O
						708 至706	X	O	O	X	O

。

现在将描述结合HVACR系统100实现废热回收回路780的一个说明性的示例。变换器热交换器704在热方面联接在变频驱动器155上。第一冷却剂热交换器706在热方面联接在第一热交换器120上。第二冷却剂热交换器708在热方面联接在第二热交换器130上。在这个以及其它实施例中，第一冷却剂热交换器706和第二冷却剂热交换器708可与相对应的热交换器120和130整体成形。HVACR系统100初始在四通阀140处于第一配置时进行操作，其中制冷剂以实线箭头的方向流动。在这个第一配置中，第一热交换器120用作冷凝器，并变成相对较热的，并且第二热交换器130用作蒸发器，并变成相对较冷的。在其它典型的实施例中，例如大型冷冻器单元中，第一热交换器可为专用的冷凝器，第二热交换器130可为专用的蒸发器，并且可省略用于允许可反向操作的阀，并且系统可只在一个方向操作，而非反向。

在可反向的系统中，确定系统应该反向是通过例如控制器160或用户做出的。这种确定可能基于例如在出口122提供冷冻水或在出口132提供热水的需要。控制器160命令四通阀至第二配置，其中制冷剂以虚线箭头的方向流动。在这个第二配置中，第二热交换器130用作冷凝器，并且第一热交换器120用作蒸发器。因为第一热交换器120仍然相对较热，所以其将不能冷却从入口121流向出口122的水达一定的时间周期。类似地，因为第二热交换器130仍然相对较冷，所以其将不能加热从入口131流向出口132的水达一定的时间周期。

控制器160确定需要额外的热交换，并如上面表1中的“706至708”的条目所示而设定多个阀。也就是说，阀710,716和718被设定为打开状态，并且阀712和714被设定为关闭状态。冷却介质从泵702流向变换器热交换器704，在此处其接受来自变频装置155的热量，并流向第一冷却剂热交换器706，在此处其接受来自第一热交换器120的附加热量，并流向第二冷却剂热交换器708，在此处其将热量排出给第二热交换器130，并返回泵702。废热回收回路780还可包括附加冷却剂管线和阀(未显示)，使得在附加配置中，冷却介质从泵702流向第一冷却剂热交换器706，在此处其接受来自第一热交换器120的热量，并流向变换器热交换器704，在此处其获得来自变频驱动器155的附加热量，并流向第二冷却剂热交换器708，在此处其将热量排出给第二热交换器130，并返回泵702。控制器可进一步确定是否需要附加热量，并调整提供给变频驱动器155的命令信号，使得变频驱动器155产生附加热量，如下面参照图4-6详细所述。

参照图2，其显示了用于变频电动机驱动器200的典型的电路图。驱动器200连接在电源210上，例如，为线路滤波器模块220提供三相AC功率的400/480VAC公用电源。线路滤波器模块220配置成提供谐波阻尼，以减轻可能由于驱动构件至电源210的谐波反馈而引起的损失。线路滤波器模块220为整流器输出三相AC功率，整流器将AC功率转换成DC功率，并为DC总线291提供DC功率。DC母线291优选是外套薄膜电容器的母线，其包括一个或多个电联接在正负总线轨道之间的薄膜电容器。DC总线291连接在变换器280上。废热回收回路181在热方面联接在变换器280和HVACR系统100的另一构件上，其总地显示为HVACR构件182。

出于清晰显示和描述起见，整流器、DC总线291和变换器280显示为分立元件。然而，应该懂得，其中两个或多个这些构件可设于公共模块、板或板组件中，公共模块、板或板组件还可能包括各种附加的电路和构件。还应该懂得，除了所示的6-脉冲整流器之外，还可与移相变压器一起利用其它多脉冲整流器，例如12-脉冲、18-脉冲、24-脉冲或30-脉冲整流器，其为6-脉冲、12-脉冲、18-脉冲、24-脉冲或30-脉冲的操作提供了合适的相位输入。

变换器模块280包括开关285,286和287，其连接在DC总线291的正负轨道上。开关285,286和287优选配置成基于IGBT和二极管的开关，但还可利用其它类型的功率电子开关构件，例如功率MOSFET或其它电气开关装置。开关285,286和287为电动机端子275,276和277提供输出。电流传感器281,282和283配置成检测从变换器模块280流向电动机270的电流，并将电流信息发送给识别(ID)模块293。电压传感器还与电动机端子275,276和277操作地相联接，并配置成将电压信息从电动机端子提供给ID模块293。

废热回收回路181在热方面联接在变换器模块280上，并且在废热回收回路181中流动的冷却介质通过开关285,286和287的操作而接收变换器模块280中所产生的热量。泵(未显示)使加热的冷却介质循环至接受来自冷却介质的热量的HVACR构件182。HVACR构件182可为例如第二热交换器130或压缩机110的吸入管线。

在制冷剂环路使制冷剂-油混合物循环的实施例中，HVACR构件182可配置成利用传递的热量而加热混合物或油。在这种实施例中，HVACR构件可仅仅利用传递的热量而加热混合物或油，或者可结合附加的加热装置使用传递的热量。HVACR构件182可为油分离器，其配置成使制冷剂沸腾，使得油可与制冷剂分离。HVACR构件182可为净油器，其配置成蒸发溶解在油中的制冷剂。HVACR构件182可为热油器，其配置成将油加热至预定的温度。

ID模块293包括结合电流感测使用的负载电阻器部件，从而设定最终提供给模拟数字转换器的电流信号的比例，以便进一步处理。ID模块293利用识别位告诉VFD什么尺寸(即什么类型的比例用于模拟数字转换器之后的电流)，识别位设定在硬件ID模块293中。ID模块293还将电流和电压信息输出给门式驱动器模块250，并且还将标识门式驱动器模块250所连接的负载的类型和尺寸的识别信息提供给门式驱动器模块250。ID模块293还可将电流感测电源状态信息提供给门式驱动器模块250。在其它实施例中，ID模块293还可为其它参数提供比例功能，例如电压或通量信号。

门式驱动器模块250将感测的电流和电压信息提供给数字信号处理(DSP)模块260的模拟数字转换器输入。DSP模块260处理感测的电流和电压信息，并且还将发送信号给门式驱动器模块250的控制信号提供给门式驱动器模块250，以便将电压输出给增压模块251,252和253，增压模块251,252和253则将升高的电压输出给开关285,286和286。提供给开关285,286和287的信号则控制提供给电动机270的端子275,276和276的输出。

电动机270包括定子271、转子273以及在转子和定子之间的空隙272。电动机端子275,276和277连接在绕组上，绕组设于定子271中。转子273包括多个永久磁体274。在所示的实施例中，磁体274配置成表面永久磁体，其定位在转子273的周边。转子大体利用永久磁体构成成使得本质上在转子的表面上存在恒定的磁通量。在随着转子旋转的操作过程中，形成绕组的电导线设置在定子中，以产生正弦曲线型磁通链。其它实施例还设想使用其它磁体配置，例如内部磁体配置，以及电感电动机配置、磁阻电动机配置和其它非永久磁体配置。

现在转到图3，其示意性地显示了变换器模块280的一部分的一种非限制性的布置。变换器模块280包括开关装置285，其定位在热传导底座或衬底302上，并与之保持热连通。开关装置285包括一个或多个内部开关接头，并且在一个非限制性的实施例中采用一个或多个绝缘栅双极性晶体管(IGBT)的形式。在另一形式中，开关装置285是功率金属氧化物半导体场效应晶体管或另一类型的开关装置。底座302可由各种不同的热传导材料或材料的组合来形成。例如，在一种特定但非限制的形式中，底座302由铜或其合金形成。热垫片304定位在底座302和散热器306之间，但也可设想省略热垫片304并将底座302直接定位在散热器306上的形式。还应该懂得，其中一个或多个附加构件定位在开关装置285和底座302之间和/或在底座302和散热器306之间的形式也是可能的。

散热器306由热传导材料形成，并且与底座302及冷却介质308保持热连通。冷却介质308可为在废热回收回路181中循环的液体冷却介质。在这种布置中，散热器306配置成吸收开关装置285在变换器模块280的操作期间所产生的热量，并将热量传递给冷却介质308。冷却介质308可采用任何适合于吸收热量和并使热量远离散热器306的形式，其示例包括空气、水、乙二醇或制冷剂，这仅仅提供了一些可能的例子。在一种特定但非限制的形式中，冷却介质308是制冷剂环路中的制冷剂，制冷剂环路包括压缩机110、第一热交换器120和第二热交换器130，并且热量被制冷剂从散热器306中带走。在另一形式中，冷却介质308可为单独的热传递系统的一部分，该单独的热传递系统包括冷却介质308的闭合环路和热交换器，热交换器配置成将热量从冷却介质308释放到HVACR构件182中。

变换器模块280还包括许多传感器，其定位在不同的位置，并配置成测量温度并将感测的温度值提供给控制器160。更具体地说，变换器模块280包括传感器322、传感器326和传感器328，传感器322配置成测量底座302的温度，并将底座302的感测的温度值提供给控制器160，传感器326配置成测量散热器306的温度，并将散热器306的感测的温度值提供给控制器160，传感器328配置成测量冷却介质308的温度，并将冷却介质308的感测的温度值提供给控制器160。在所示的实施例中，变换器模块280包括位于各个独立位置的单个传感器。然而，在其它非所示的形式中，变换器模块280在各个位置包括多个传感器，从而将用于各个底座302、散热器306和冷却介质308的多个感测的温度值提供给控制器160。还可能有些形式，其中变换器模块280在一个或多个这些位置不包括传感器，或者在除了这些位置之外的位置或替代这些位置的位置包括传感器。

图4的示意性的流程图和跟随它的相关描述提供了执行程序的一个说明性的实施例，其用于在例如图2所示的系统中改变变换器的发热。所示的操作应理解为只是示例性的，并且这些操作可进行组合或划分，并进行添加或去除，以及整个地或部分地重新排序，除非这里明确地做了相反的陈述。所示的某些操作可通过计算机来执行，计算机执行非瞬态计算机可读存储介质上的计算机程序产品，其中计算机程序产品包括指令，促使计算机执行一个或多个操作，或者向其它装置发布命令，以执行一个或多个操作。

典型的程序400包括为变换器模块280提供开关模式402，使得开关285根据开关模式在第一状态和第二状态之间变化。开关285产生热量作为每个状态变化的副产物，其一部分通过废热回收回路181传递给HVACR构件182。

程序400还包括检查产热准则404，其可包括接收来自温度传感器的温度值，例如在热方面联接在HVACR构件182上的温度传感器和/或温度传感器322,326和328中的至少一个。检查产热准则404还可包括确定是否需要更多的热量406以及确定是否需要较少的热量410。

确定是否需要更多的热量406可包括将HVACR构件182的温度与所需温度进行比较，并确定是否需要将附加热量传递给HVACR构件182。如果需要更多热量406为真，那么就增加开关模式中的开关数量，导致开关285产生的热量增加。应该懂得，开关模式中的开关数量的增加可通过许多技术来完成，包括增加载波频率或开关频率，改变PWM模式中的特定区域以增加开关事件的数量，从不连续的PWM转变成连续的PWM，或者从较不连续的PWM转变成较连续的PWM，以及这些技术的组合等等。

确定是否需要较少热量410可包括比较开关285处或其附近的温度，例如由温度传感器322,326和/或328感测的温度，并将该温度与开关285的最大操作温度进行比较。如果需要较少热量410为真，那么就减少开关模式中的开关数量412，导致开关285产生的热量减少。应该懂得，开关模式中的开关数量的减少可通过许多技术来完成，包括降低载波频率或开关频率，改变PWM模式中的特定区域以减少开关事件的数量，从连续的PWM转变成不连续的PWM，或者从较连续的PWM转变成较不连续的PWM等等技术。确定是否需要较少热量410当然可在确定是否需要更多热量406之前或与之并发执行。

增加开关模式中的开关数量408和减少开关模式中的开关数量412可包括选择新的开关模式，以便提供给变换器模块。现在将描述典型的开关模式。

图5A，5B，6A和6B显示了用于三相变换器的典型的脉宽调制(PWM)开关模式。在各个图中，竖直轴是PWM信号的幅度，并且水平轴是时间。

图5A显示了对称的/连续的PWM开关模式510,520和530，其与2千赫兹(kHz)开关频率(有时被称为载波频率)相对应，但是应该懂得各种不同的开关频率都可加以利用。作为一个简单的示例，PWM模式，例如PWM模式510可通过将调制信号518提供给比较器的一个输入，并将载波信号(未显示)提供给另一比较器输入来产生，从而输出所示的模式510。载波信号例如可为锯齿形或三角形的波形，但是其它载波信号也是可设想的。在利用载波信号的实施例中，载波信号的频率就是开关频率。还可设想PWM模式，例如PWM模式510可通过许多额外的或备选的PWM产生技术来产生，例如Δ、Δ-∑、空间矢量调制、统计技术、直接扭矩控制或时间比例技术等等。不管利用的技术如何，开关频率都与每单位时间的开关事件的数量相关联。

PWM模式510包括第一幅度信号512、第二幅度信号514和转变区域516。当提供给开关装置，例如开关285时，第一幅度信号512命令开关285至第一状态，第二幅度信号514命令开关285至第二状态，并且转变区域516与第一状态和第二状态之间的变化相对应。在第一状态和第二状态之间的每个变化都会产生热量。当变换器模块280配置成将功率供给电动机170时，在电动机170中就产生了合成的电流波形。

对于变换器模块280的三相操作，PWM模式520可基于调制信号528而提供给开关286，并且PWM模式530可基于调制信号538而提供给开关287。调制信号518,528和538优选是相同频率和120°相分离的正弦曲线波形，其在正常的系统操作下有效地在电动机中提供了具有120°相分离的相对应的合成的正弦电流波形。还可设想利用其它多相系统。

图5B显示了与4kHz的开关频率相对应的对称的PWM开关模式550,560和570。在所示的实施例中，开关模式550,560和570通过将调制信号558,568和578与具有4kHz频率的载波信号进行比较来获得，但是它们还可利用上述其它技术来产生。PWM模式550包括第一幅度信号552、第二幅度信号554和转变区域556。当PWM模式550提供给变换器模块280时，在电动机170中产生了合成的电流波形。PWM模式550具有比PWM模式510更大量的转变区域，并因此产生更多废热。

对于变换器模块280的三相操作，PWM模式560可基于调制信号568而提供给开关286，并且PWM模式570可基于调制信号578而提供给开关287。调制信号558,568和578优选是相同频率和120°相分离的正弦曲线波形，其在正常的系统操作下有效地在电动机中提供了具有120°相分离的相对应的合成的正弦电流波形。还可设想利用其它多相系统。

图6A显示了与2千赫兹(kHz)的开关频率相对应的不连续的PWM开关模式610,620和630。PWM模式610包括第一幅度信号612、第二幅度信号614和转变区域616。当PWM模式610提供给变换器模块280时，在电动机170中产生了合成的电流波形。PWM模式610包括延长的第一幅度信号613和/或延长的第二幅度信号611。延长的第一幅度信号613对应于调制信号618的波谷618b，并且延长的第二幅度信号611对应于调制信号618的波峰618a。各个延长的信号611和613具有与预定调制信号618的周期的百分比相对应的持续时间，例如10%至20%。预定的百分比可根据热量产生准则和电动机中所看到的合成的正弦电流波形的可接受的失真而变化。PWM模式610具有比PWM模式510和550少的转变区域，并因此产生更少的废热。

对于变换器模块280的三相操作，PWM模式620可基于调制信号628而提供给开关286，并且PWM模式630可基于调制信号638而提供给开关287。调制信号618,628和638优选是相同频率和120°相分离的正弦曲线波形，其在正常的系统操作下有效地在电动机中提供了具有120°相分离的相对应的合成的正弦电流波形。还可设想利用其它多相系统。

图6B显示了与4kHz的开关频率相对应的不连续的PWM开关模式650,660和670。PWM模式650包括第一幅度信号652、第二幅度信号654和转变区域656。当PWM模式650提供给变换器模块280时，在电动机170中产生了合成的电流波形。PWM模式650包括延长的第一幅度信号653和/或延长的第二幅度信号651。延长的第一幅度信号653对应于调制信号658的波谷658b，并且延长的第二幅度信号651对应于调制信号658的波峰658a。各个延长的信号651和653具有与预定调制信号658的周期的百分比相对应的持续时间，例如10%至20%。预定的百分比可根据热量产生准则和电动机中所看到的合成的正弦电流波形的可接受的失真而变化。PWM模式650具有比PWM模式610多的转变区域，并且具有比PWM模式550少的转变区域。

对于变换器模块280的三相操作，PWM模式660可基于调制信号668而提供给开关286，并且PWM模式670可基于调制信号678而提供给开关287。调制信号658,668和678优选是相同频率和120°相分离的正弦曲线波形，其在正常的系统操作下有效地在电动机中提供了具有120°相分离的相对应的合成的正弦电流波形。还可设想利用其它多相系统。

虽然开关模式已经作为与2kHz和4kHz的载波频率相对应的PWM模式进行了举例说明，但是本发明并不受这样的限制。还可设想任何合适的载波频率的PWM模式，其在这里公开的不同的开关频率和模式以及其它开关频率和模式之间变化。虽然已经描述了四个典型的开关模式，但是许多开关模式都是可用于选择的，只要可用的开关模式包括具有每单位时间不同开关数量的开关模式即可。

此外，在三相功率变换系统中，可为各个开关提供不同的开关模式。温度传感器可感测各个开关的温度，并且控制器160可基于感测的温度而改变一个或多个传感器的开关模式。不连续的PWM模式可采用变化的持续时间的延长信号。

参照上述系统和方法，现在将描述许多非限制性的说明性的示例。

在某些典型的实施例中，控制器160为变频驱动器155的变换器模块280提供2kHz对称的PWM模式510。HVACR构件182是压缩机110的吸入管线，并且废热回收回路181将热量传递给吸入管线182。温度传感器感测吸入管线182中的制冷剂的温度。控制器160将感测的温度与预定的制冷剂的过热温度进行比较。如果感测的温度不高于预定的过热温度，那么控制器160使PWM模式改变至4kHz对称的PWM模式550，从而提高了由变频驱动器155产生并通过废热回收回路180传递给吸入管线182的热量。

在某些典型的实施例中，制冷剂环路使工作流体混合物循环，其包括制冷剂和比制冷剂更高密度的油。在系统空闲时间中，油沉淀在第二热交换器130的底部。富含油的工作流体从第二热交换器130的底部传递给油分离器限定的HVACR构件182。系统被起动，并且控制器160为变频驱动器155提供了4kHz对称的PWM模式550。废热回收回路181将热量从变频驱动器155传递给油分离器。传递的热量使工作流体的制冷剂部分沸腾。沸腾的制冷剂从油分离器释放至压缩机吸入管线，并且分离的油被传递给压缩机110的进油口。在预定的时间过去之后，控制器160使PWM模式变化至2kHz对称的PWM模式510。

在某些典型的实施例中，供油管线182将润滑油提供给压缩机110。控制器160将2kHz不连续的PWM模式610提供给变换器模块280。热量通过废热回收回路181从变换器模块280传递给供油管线限定的HVACR构件182。温度传感器感测油的温度。控制器160确定油的温度太低，导致油的粘度升高。控制器160使PWM模式改变至2kHz连续的PWM模式510，从而增加由变换器模块280产生并传递给供油管线的热量。

在某些典型的实施例中，控制器160将2kHz对称的PWM模式510,520和530分别提供给开关285,286和287、变换器模块280，从而为电动机170提供三相功率。热量通过废热回收回路181从变换器模块280传递给HVACR构件182。控制器160确定在HVACR构件182上需要额外的热量，开关285和286的温度在可接收的范围内，并且开关287的温度接近故障温度。控制器160将4kHz对称的PWM模式550和560提供给开关285和286，并且将2kHz不连续的PWM模式630提供给开关287。

参照图9，其显示了一种典型的HVACR系统1100，其包括制冷剂环路1101，制冷剂环路包括压缩机1110、冷凝器1120、膨胀器1125，例如膨胀阀和蒸发器1130。制冷剂流过制冷剂环路1101，从压缩机1110流向冷凝器1120，流向膨胀器1125，流向蒸发器1130，并返回压缩机1110。变频驱动器1155可配置成变频电动机驱动器200，其具有上面结合图2所述的变换器模块280。制冷剂环路1101的各种实施例还可包括附加元件，包括例如用于控制制冷剂流量或使之反向的阀，制冷剂过滤器、节热器、油分离器和/或冷却构件以及用于各种系统构件的流动路径。

压缩机1110被驱动单元1150驱动，驱动单元1150包括被变频驱动器455驱动的永磁电动机1170。在所示的实施例中，变频驱动器1155配置成输出三相PWM驱动信号，并且电动机1170是表面安装的永磁电动机。还可设想使用其它类型和配置的变频驱动器和电动机，例如内部磁体型永磁电动机、磁阻电动机或电感电动机。应该懂得，这里公开的原理和技术可应用于的各种广泛的驱动器和电动机配置。

冷凝器1120配置成从接收自压缩机1110的压缩制冷剂中传递热量。在所示的实施例中，冷凝器1120是水冷式冷凝器，其在入口1121处接收冷却水，将热量从制冷剂传递给冷却水，并在出口1122处输出冷却水。还可以设想可利用其它类型的冷凝器，例如空冷式冷凝器或蒸发式冷凝器。应该进一步懂得，这里对水的引用包括水溶液，除非做了其它限制，否则其包括附加成分。

膨胀器1125配置成从冷凝器1120接收制冷剂，并使接收的制冷剂膨胀，从而降低其温度。在所示的实施例中，膨胀器1125是节流阀。还可设想利用其它类型的膨胀器，例如毛细管或任何其它装置，其配置成提供制冷剂的膨胀(优选可控制的膨胀)。还可设想膨胀器1125可与蒸发器1130整体成形。

蒸发器1130配置成从膨胀器1125接收制冷剂，并将热量从介质传递给制冷剂。在所示的实施例中，蒸发器1130配置成水冷式冷却器，其在入口1131处接收水，将热量从水传递给制冷剂，并在输出1132处输出冷却水。还可以设想可利用许多特定类型的蒸发器，包括干式膨胀蒸发器、浸没型蒸发器、裸管式蒸发器，板式表面蒸发器和翅片式蒸发器等等。

HVACR系统1100还包括控制器1160，其输出控制信号给变频驱动器1155，以控制电动机1170和压缩机1110的操作。控制器1160还接收关于驱动单元1150的操作信息。在典型的实施例中，控制器1160接收与HVACR系统1100的各种构件的温度相关的信息。在进一步的实施例中，控制器1160接收关于电动机电流、电动机端子电压、电动机速度和/或其它电动机操作特征的信息。

现在将参照图10描述控制器1360的说明性的实施例的进一步细节。典型的控制器1360包括传感器模块1310、准则评估模块1320、命令模块1330和数据存储模块1340。控制器1360从至少一个传感器中接收信息，例如提供给HVACR系统1100的各种构件的温度传感器，并可进一步与用户接口保持通信。控制器1360将命令至少提供给变频驱动器1155，并可将命令进一步提供HVACR系统1100的其它构件。

应该懂得，这里所述的控制器、控制程序和控制模块可利用硬件、软件、固件和其各种组合来实现，并可利用可执行的指令，其储存在非瞬态计算机可读介质或多种非瞬态计算机可读介质中。类似地，虽然各种功能是结合单独的模块进行参考的，但是应该懂得，对单独模块的参考并不排除或防止单独的模块实现于具有多个子功能的公共模块中，或者跨多个协同操作的分立模块进行分布。还应该懂得，控制器1360可以各种形式来提供，并可包括例如这里公开的许多硬件和软件模块和构件。

数据存储模块1340配置成将数据储存在一个或多个非瞬态计算机可读介质中，以便被控制器1360的其它模块使用。数据存储模块1340可储存例如传感器数据、例如传感器校准数据、例如可听噪声分布的参数、噪声分布、开关模式和时钟。数据存储模块1340可进一步储存用于目标可听噪声分布1452的计划。例如，计划可指示第一可听噪声分布用于冷却需求较高的白天时刻，并且第二可听噪声分布需要安静操作的夜晚时刻。计划还可包括下面论述的权重因子1456。计划可通过用户接口进行调整。数据存储模块1340还可包括例如与变频驱动器1155、电动机1170和压缩机1180的一个或多个构件的固有频率相关的共振信息。

在所示的实施例中，传感器模块1310从至少一个传感器接收信息，并可根据从数据存储模块1340接收的数据而解释信息。例如，传感器模块1310可利用传感器数据将来自传感器的模拟信息转换成数字信息。传感器模块可接收关于构件温度、电气噪声、反馈和噪声的信息。还可设想，在某些实施例中，控制器1360可不包括传感器模块1310，并且某些状况可通过其它方法来确定。例如，数据存储模块1340可包括使各个开关模式1480关联一个或多个状况的查询表。

准则评估模块1320配置成评估信息(例如根据下面参照图11所述的程序)并基于信息的评估而选择开关模式。在所示的实施例中，准则评估模块1320评估储存在数据存储模块1340上的信息，以及被传感器模块1310接收的传感器信息。准则评估模块1320可将传感器数据与储存在数据存储模块1340上的参数进行比较。还可设想控制器1360可不包括传感器模块1310，而且准则评估模块1320可仅仅基于储存在数据存储模块1340中的数据而选择开关模式。准则评估模块1320可确定由命令模块1330发布的其它命令，例如用于系统1100中的阀的阀命令。

命令模块1330配置成根据准则评估模块1320所选择的开关模式而产生并输出开关命令。开关命令提供给变换器模块280，从而操作开关285,286和287，以便为电动机270的端子275,276和277提供输出，如上面结合图2中所述。命令模块1330还可提供附加命令，例如用于系统1100中的阀的阀命令。还可设想利用另一控制器模块，例如通过独立的控制器来实现的控制器模块。

图11的示意性的流程图和跟随它的相关描述提供了执行程序的一个说明性的实施例，其用于在例如图2所示的系统中改变变换器的可听噪声。所示的操作应理解为只是示例性的，并且这些操作可进行组合或划分，并进行添加或去除，以及整个地或部分地重新排序，除非这里明确地做了相反的陈述。所示的某些操作可通过计算机来执行，其执行非瞬态计算机可读存储介质上的计算机程序产品，其中计算机程序产品包括指令，促使计算机执行一个或多个操作，或者向其它装置发布命令，以执行一个或多个操作。

该程序大体包括确定1450最佳开关模式1490，其选自开关模式组1400，这种确定1450至少部分地基于目标可听噪声分布1452和其它因素1454，并根据选定的模式1490为变换器模块1280发布1460开关命令。

开关模式组1400包括多个开关模式1480。在所示的实施例中，组1400包括由不同的PWM生成技术1402,1404,1406和1408在不同的载波频率1410,1420,1430和1440下所产生的开关模式。

在所示的实施例中，PWM技术包括交集性(intersective)连续1402(上面参照图5A和5B描述了其说明性的示例)、交集性不连续1404(上面参照图6A和6B描述了其说明性的示例)、Δ(delta)调制1406和Δ-Σ(delta-sigma)调制1408。还可设想采用较少的额外的或备选技术来产生组1400。例如，组1400可包括开关模式1480，其由例如空间矢量调制、统计技术、直接扭矩控制或时间比例技术等等技术来产生。在所示的实施例中，只有交集性技术采用非连续性。还可设想在较少的额外的或备选技术中采用非连续性，而且可修改非连续性的持续时间。不管利用的技术如何，载波频率与开关命令的速率，和因而产生的噪声(如下面所述)相关联。

在所示的实施例中，载波频率包括2kHz1410(上面参照图5A和6A描述了其说明性的示例)、4kHz1420(上面参照图5B和6B描述了其说明性的示例)、8kHz1430和10kHz1440。还可设想采用较少的额外的或备选载波频率来产生组1400。在所示的实施例中，载波频率是离散值。还可设想连续频率可用于准则评估模块1320，例如以频率滑块的形式。

确定1450开关模式(以下确定1450)可包括选择可接受的可听噪声分布1452，并至少部分地基于可听噪声分布1452而选择开关模式。确定1450可进一步考虑其它因素1454，并且可根据权重因子1456而对可听噪声分布1452以及其它因素1454的重要性进行加权。

可接收的可听噪声分布的选择本身可基于一个或多个因素，例如日子、时间和用户选择。例如，如果HVACR系统1100处于商业建筑中，那么在白天期间可能需要较安静的操作，而在住宅建筑中时，那么在夜晚可能需要安静操作。另外，分区法令可能限制了在某些时段期间所产生的可接受的噪声。无论如何，可听噪声分布1452设定了最大目标可听噪声水平，其中确定1450至少部分地基于此水平。

目标可听噪声分布1452可选自一组预定的可听噪声分布，或者可在确定1450的时间产生。可听噪声分布可包括多个频率范围(例如dBSPL)内的声压级，或者可为单个测量值，例如加权测量值，例如加权分贝数(dBA)。例如，第一可听噪声分布可设定第一频率范围和第二频率范围的最大dBSPL，而第二可听噪声分布可能只包括第一频率范围的最大dBSPL，并且就其它频率范围的幅度而言是沉默的。

确定1450包括评估其它因素1454，包括开关模式影响。当提供给变换器模块280时，各个开关模式1480将对系统具有不同的影响。例如，除了改变噪声分布(如下面所述)，改变开关模式可改变电气噪声的产生、热量的产生、变换器效率、电流波纹、以及电动机中看见的合成电流波形的品质。这些影响大体是竞争关系，因为改变开关模式以减少第一负面影响可能具有增加了第二负面影响的结果。例如，增加开关频率可减少可听噪声和电流波纹，同时增加了电气噪声和热量的产生。这些影响以及其它因素1454可根据其重要性分配权重因子1456。例如，表面安装的永磁电动机需要相对较高品质的合成电流波形。在利用这种电动机的系统中，电气噪声的减少可被赋予比其它系统中更大的权重因子1456。

各个开关模式的影响可基于已知参数进行计算，或者可在使用开关模式时进行测量。各个开关模式1480可与相对应的开关模式影响分布相关联。例如，数据存储模块1340可包括查询表，其具有与一个或多个开关模式1480的影响相关的经验性推导出的数据。

包括至少噪声分布作为一个其它因素1454进行考虑的影响包含在开关模式影响分布(EFFECTS)中。其它因素1454还可包括温度。例如，变换器温度可被认为是一个其它因素1454，并且可选择最佳模式使得变换器模块280不会过热。其它因素1454可包括电动机信息，例如电动机速度和电动机负载。例如，在某些电动机速度下可能需要较高的合成电流波形的品质。如下面所述，其它因素1454还可包括一个或多个构件的固有频率。

根据所选择的开关模式1490，变换器模块280的操作导致变换器、电动机和压缩机中的一个或多个产生噪声。开关285,286和287的操作改变了电动机270中的电磁场。改变电磁场可能造成易受磁力影响的电动机270的构件按照与开关速率相对应的频率振动，造成振动频率下的噪声。改变电磁场还会在电动机270所产生的扭矩方面发生变化。改变扭矩可能导致电动机270和压缩机1110的一个或多个构件按照与开关速率相对应的频率发生振动，这则导致振动频率下的噪声。

当操作造成位于或接近变频驱动器1155、电动机1170或压缩机1110的构件的固有频率的振动频率时，噪声变得更加显著。此外，这可为累积效应，因为构件在其固有频率下的激励会造成逐渐变高的幅度。在某些环境下，这甚至可能对构件或其环境造成损伤。确定1450可包括考虑一个或多个构件的固有频率作为一个其它因素1454。

还可产生其它频率下的噪声–例如由于转子273的旋转或振动频率的谐波。系统产生的这组噪声在这里被称为噪声分布。噪声分布可包括多个频率范围(例如dBSPL)内的声压级，或者可为单个测量值，例如加权分贝数(dBA)。

当振动频率处于人可听的范围内时，那么噪声是可听的。平均成人的耳朵具有大约16Hz至16kHz的可听范围，并且对于大约2kHz至5kHz的频率最为灵敏。总地说来，相比于相同分贝水平的具有相对较低频率的声音而言，相对较高频率的声音不太容易被人耳察觉。例如，根据226：2003,65dBSPL下的10kHz的声音被认为大致与45dBSPL下的3kHz声音具有相同的响度。

在某些实施例中，确定1450包括从子集1401中选择开关模式1490，该子集只包括不违反临界状况的开关模式1480。例如，当HVACR系统1100的安静操作具有最高的重要性时，权重因子1456可指示目标可听噪声分布1452作为临界状况。在这种情况下，确定1450包括产生子集1401，以便只包括与噪声分布相对应的开关模式1480，该噪声分布不违反目标可听噪声分布1452。确定1450然后可基于其它因素1454而选择最佳模式1490，例如利用其它权重因子1456。或者，一个或多个其它因素1454可被设定为临界状况，并且可从子集1401选择最佳模式1490，以便遵从目标可听噪声分布1452。

在其它实施例中，确定1450包括根据权重因子1456同时评估可听噪声分布1452以及其它因素1454。例如，在某些状况下，满足负载要求比满足目标可听噪声分布1452可能更为重要。在这种情况下，负载准则将被赋予比可听噪声分布1452更高的权重因子1456，并且可选择最佳模式1490，使得噪声分布仅仅违反可听噪声分布1452以满足负载要求所需要的量。在某些状况下，权重因子1456可能造成所选择的模式1490不满足任何准则，但在竞争准则之间具有最佳平衡(相对于权重因子1456)。权重因子1456本身可能基于许多状况，例如日子、时间、用户选择、温度和负载状况。

一旦已经选择最佳开关模式1490，就将最佳开关模式1490提供1460给变换器模块280。提供1460可通过例如命令模块1330来执行。此外，最佳开关模式1490可包括多个不同的开关模式1480，从而可满足许多准则。例如，可以确定第一开关模式1412和第二开关模式1424提供了可听噪声以及其它因素的最佳平衡，除了第一模式1412以其固有频率激励第一构件，并且第二模式1424以其固有频率激励第二构件。在这种情况下，最佳模式1490可包括第一模式1412的一个或多个循环，然后是第二模式1424的一个或多个循环。第一构件将在其固有频率下被激励达仅仅根据第一模式1412的命令的持续时间，并且在根据第二模式1424的命令期间将被抑制到较低幅度的振动。类似地，第二构件将在其固有频率下被激励达仅仅根据第二模式1424的命令的持续时间，并且在根据第一模式1412的命令期间将被抑制到较低幅度的振动。

在某些典型的实施例中，第一计划包括权重因子1456，其指示目标可听噪声分布1452是临界状况，并且为系统效率分配高的权重因子。第二计划包括权重因子1456，其指示变换器模块280的预定温度是临界状况，并为目标可听噪声分布1452分配高的权重因子，并且为电气噪声的发生分配较低的权重因子。

在某些典型的实施例中，对于第一电动机速度范围，合成电流波形的品质被赋予较低的权重因子1456，对于第二电动机速度范围赋予较高的权重因子1456，并且在第三电动机速度范围内被认为是临界状况。

应该懂得，上面所概括和详细描述且在图中显示的典型实施例是说明性的，而非限制性的或约束性的。上面只是已经显示和描述了当前优选的实施例，并且在本发明范围内的所有变化和修改都将得到保护。应该懂得，下面所述的实施例和形式可在某些情形下进行组合，并且在其它情形下可为彼此排斥的。类似地，应该懂得下面所述的实施例和形式可与其它地方所公开的其它方面和特征进行组合或不组合。应该懂得上述实施例的各种特征和方面可能不是必须的，并且缺乏它的实施例也得到保护。在阅读权利要求时，当使用例如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一个部分”等词语时，并不意图将权利要求仅限于一个事物，除非在权利要求中做了特别相反的陈述。当使用语句“至少一部分”和/或“一部分”时，事物可包括一部分和/或整个事物，除非特别相反的陈述。

Claims (23)

1.一种系统，包括：

压缩机、膨胀器、第一热交换器和第二热交换器，其在流体方面联接起来，以形成蒸气压缩回路；

电动机，其配置成驱动所述压缩机；

变换器，其包括多个开关元件，所述变换器配置成通过所述开关元件的操作而为所述电动机提供输出电压；

废热回收回路，其配置成将废热从所述变换器传递给所述系统的选定的构件；和

控制器，其包括系统状况模块、热量产生模块和变换器操作模块，所述系统状况模块构造成感测系统状况，所述热量产生模块构造成至少部分地基于所述系统状况而确定热量产生要求，所述变换器操作模块构造成将开关命令提供给所述变换器的开关元件，其中所述控制器配置成至少部分地基于所述热量产生要求而改变每单位时间的开关命令的数量。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器配置成通过改变PWM信号的开关频率而改变每单位时间的开关命令的数量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器配置成通过在连续的PWM信号和不连续的PWM信号之间的变化而改变每单位时间的开关命令的数量。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述状况包括系统起动状况。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述蒸气压缩回路的工作流体包括制冷剂和油；并且所述废热回收回路构造成将热量从所述变换器传递给所述工作流体，使得所述制冷剂沸腾并与油分离。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述废热回收回路配置成与压缩机润滑油交换热量。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述选定的构件是所述压缩机的吸入管线，并且所述状况包括所述吸入管线中的制冷剂的温度。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括反向机构，其可操作成使所述蒸气压缩回路中的制冷剂的流向反转。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述选定的构件是所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一个，并且所述状况包括流向的反转。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括温度传感器，其配置成感测变换器温度；其中所述变换器操作模块进一步构造成响应于所述变换器温度高于基准温度而减少每单位时间的开关命令的数量。

11.一种系统，包括：

制冷剂环路，其包括压缩机、冷凝器、膨胀器和蒸发器；

电动机，其配置成驱动所述压缩机；

变频驱动器，其包括配置成驱动所述电动机的变换器；

冷却回路，其配置成接收由于所述变换器的操作而产生的热量；

控制器，其配置成将开关命令提供给所述变换器；

其中所述控制器配置成基于一个或多个第一准则而改变开关命令的速率，从而选择性地增加由所述变换器产生的热量，以便增加传递给所述冷却回路的热量，并且基于一个或多个第二准则而选择性地减少由所述变换器产生的热量。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述控制器配置成通过不提供开关命令达预定的持续时间或预定的时间，而改变开关命令的速率。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述冷却回路进一步配置成将热量传递给所述蒸发器的制冷剂入口和所述压缩机之间的制冷剂环路，其中所述第一准则包括在所述蒸发器的制冷剂入口和所述压缩机之间的工作流体的温度低于预定的过热温度。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述冷却回路进一步配置成将热量传递给所述蒸发器，其中所述第一准则包括检测到所述蒸发器上的结霜。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括油管线，其配置成将油供给所述压缩机，其中所述冷却回路进一步配置成将热量传递给所述油管线。

16.一种方法，包括：

为变换器提供脉宽调制(PWM)模式，所述PWM模式在第一信号幅度和第二信号幅度之间转变，所述第二信号幅度大于所述第一信号幅度；

基于所述PWM模式操作所述变换器，以便提供电压输出，从而驱动电动机，其中热量是作为操作所述变换器的副产物而产生的，其中产生的热量与在所述第一信号幅度和所述第二信号幅度之间转变的数量相关联；

利用所述电动机驱动制冷系统的压缩机，所述制冷系统包括压缩机、冷凝器和蒸发器；

在所述变换器和所述制冷系统的构件之间利用在热方面联接在所述变换器和所述构件上的热传递回路传递热量；

确定在所述构件上是否需要额外的热量；和

响应于所述确定而修改所述PWM模式，使得所述PWM模式在所述第一信号幅度和所述第二信号幅度之间更频繁地转变。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括确定所述构件上是否不再需要热量，并基于所述确定而停止传递热量。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述构件包括蒸发器，在所述变换器和所述蒸发器之间传递的热量会加热所述蒸发器中的工作流体，所述工作流体包括制冷剂和滑润剂。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括通过利用传递的热量使所述制冷剂沸腾而使所述滑润剂与所述制冷剂分离，以及使所述滑润剂返回所述压缩机。

20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括确定是否需要产生较少的热量，并响应于所述确定而修改所述PWM模式，使得所述PWM模式在所述第一信号幅度和所述第二信号幅度之间较不频繁地转变。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，修改所述PWM模式包括在对应于所述电动机中的电流波形的波峰和波谷中的一个的预定的时间提供所述第一信号幅度和所述第二信号幅度中的仅一个信号幅度，达所述电流波形的周期的至少百分之十的预定持续时间。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述电流波形包括合成的正弦波。

23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，确定是否需要产生较少的热量包括确定所述变换器的温度是否高于阈值温度。