双级压缩变容积比低温空气源热泵系统适用的室外环境温度范围较宽（-35～20℃），压缩机内润滑油和制冷剂的状态受室外环境温度和停机时间影响。因此，压缩机起动时，根据室外环境温度、停机时间长短等条件采取相应的起动控制策略。一般将压缩机起动分为普通起动模式和带液起动模式。

1.普通起动模式

普通起动模式是指停机时间短或室外环境温度高于-5℃时使用的制热起动模式，控制框图如图4.39所示。

图4.39　普通起动模式控制框图

压缩机起动前，中间补气阀关闭，变容气缸切换为停止工作状态。为了降低压缩机起动时负荷的大小，保证压缩机能顺利起动，首先要进行压缩机吸、排气端压力差检查（均压检查），确认压力差小于一定数值，然后再起动压缩机。

普通起动模式时压缩机起动阶段的控制时序如图4.40所示。

压缩机起动后，压缩机运行频率先升至起动频率1并运行一段时间（使压缩机内的液态制冷剂蒸发），然后再升至起动频率2并运行一段时间（建立吸、排气压力差），最后进入正常运行阶段。在正常运行阶段，按照工况条件和系统控制要求进行压缩机频率控制，以及中间补气和变容积比等控制。

图4.40　普通起动模式压缩机起动阶段的控制时序图

2.带液起动模式

在低温环境下长时间停机时，由于制冷剂迁移等原因，压缩机壳体内积存大量液态制冷剂，所以压缩机的中间腔和气缸内也会积存液态制冷剂。此时起动压缩机，将出现压缩机因润滑油稀释或缺油而磨损，甚至有可能产生液击而损坏压缩机内零部件。此外，由于带液起动时的负荷比较大，所以起动瞬间电流有可能超过逆变器的保护电流，导致压缩机无法正常起动。

另一方面，对于采用铁氧体永磁体的永磁同步电机或永磁辅助同步磁阻电机驱动的压缩机，当压缩机内部的温度较低时，永磁体的退磁电流减小，压缩机起动失败和发生失步时电流异常增大，导致电机存在退磁风险。因此，压缩机起动前，必须将压缩机内的液态制冷剂排出，并升高电机内部的温度。

将压缩机壳体内液态制冷剂排出的有效方法是直接加热制冷剂。采用传统的电加热带加热压缩机壳体的方式，受低室外环境温度的影响和电加热带功率的限制，对排出压缩机内的液态制冷剂和提高电机内部温度的效果有限。

实践证明，在变频压缩机中，采用电机绕组加热的方式，可有效提高电机内部的温度，特别是当压缩机壳体内液位较高时，可快速将压缩机壳体内的液态制冷剂蒸发气化，排出压缩机。先加热后起动的方式称为带液起动模式。

带液起动模式可以分为三个阶段。第一阶段为电机绕组加热；第二阶段为开环起动；第三阶段为正常起动。

（1）电机绕组加热

变频压缩机停机状态下，在电机绕组分相通入电流的加热方法，称为压缩机绕组定位矢量加热法，其工作原理为：首先在电机A相绕组通入电流I，B相和C相绕组作为电流回路，电流均为-0.5I，转子永磁体磁场指向A相绕组方向。加热一段时间后，在B相绕组中通入电流-I，A相和C相绕组作为电流回路，电流均为0.5I，转子永磁体磁场指向B相绕组方向。同样，一段时间后，在C相绕组中通入电流I，A相和B相绕组作为电流回路，电流均为-0.5I，转子永磁体磁场指向C相绕组方向。周而复始重复上述过程，从而均匀地加热压缩机电机及周围的液态制冷剂。(www.daowen.com)

压缩机电机绕组定位加热的电流矢量图和电流波形图分别如图4.41和图4.42所示。

图4.41　压缩机电机绕组定位加热电流矢量图

图4.42　压缩机电机绕组定位加热电流波形图

（2）开环起动

室外机在低温环境中长时间停机静置后，由于制冷剂迁移等原因导致压缩机中间腔积满制冷剂和润滑油的液态混合物，浸没排气阀座，采用压缩机绕组定位矢量加热法和电热带加热法仍难以将液态制冷剂完全气化排出，致使低压级气缸排气阀片开启时阻力大，导致压缩机起动时电机的电流波形不稳或者起动失败。这种情况只在低温环境长时间静置后首次起动压缩机时才会出现。

解决的方法是先进行短时间（通常为8s左右）的开环起动，排出中间腔和中间补气缓冲器中的部分油液混合物后再停机。

（3）正常起动

在完成上述两个起动步骤后，进入正常起动过程。这时，压缩机内液态制冷剂虽然大幅减少，但并没有完全消除，对压缩机的起动仍然存在影响，此时带液正常起动程序与前述的普通起动程序不同。

在压缩机起动前关闭中间补气阀和变容气缸控制阀，压缩机起动后为两缸工作模式运行，并持续运行5min以上，在此期间压缩机中间腔内液态制冷剂进一步减少，然后降低频率切换为三缸工作模式运行并开启补气阀，进入正常运行控制。如果起动后快速切换为三缸工作模式运行，则由于中间腔积存液态制冷剂，故将导致低压级气缸排气阻力增大以及高压级气缸瞬间吸入大量的液态制冷剂，压缩机有可能会出现1～2min的轰鸣声（噪声值超过70分贝）。图4.43所示为某型号空气源热泵型空调器的压缩机正常起动时序图。

压缩机起动后先两缸工作模式运行5min的目的是：

1）建立满足变容气缸切换的高、低压力差；

2）进一步排出压缩机中间腔中的油液混合物。

图4.43　压缩机正常起动时序图