專利名稱：汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成的制作方法
技術領域：
本發(fā)明汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成涉及的是一種汽車空調(diào)
用配備有位置或無位置傳感的小型高效驅(qū)動控制器、帶控制系統(tǒng)的小型開關磁阻電機和小 型高轉(zhuǎn)速渦旋式壓縮機及其匹配與組合，是驅(qū)動控制器、開關磁阻電機和渦旋壓縮機三合 一封閉式一體化結(jié)構(gòu)。
背景技術：
電動汽車是汽車行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的主要標志之一。2011年以后，電動汽車將迎來全 球化的第一個市場高潮。電動汽車(包括純電、混動和燃料電池等)將以10%以上的速度 取代燃油汽車。 但燃油汽車的空調(diào)壓縮機不能直接用于電動汽車。電動汽車需要一種直流電源、
排量小、轉(zhuǎn)速高、結(jié)構(gòu)緊湊、綠色、環(huán)保、高效、節(jié)能、電子控制的新型壓縮機。 目前國內(nèi)市場只有少數(shù)廠家能生產(chǎn)和供應分體式的電動汽車壓縮機總成，且驅(qū)動
器不僅分離在外，而且體積碩大，影響了整體的效率并造成安裝困難。最理想的解決辦法就
是使用一體化的電動汽車壓縮機總成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦 旋壓縮機總成，是一種專用于電動汽車、混合動力汽車的采用開關磁阻電機的一體式開關 磁阻電動渦旋壓縮機總成，電動壓縮機部分和驅(qū)動控制器部分集成為一體，在所述的電動 壓縮機部分和驅(qū)動控制器部分，兩個部分集成為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，耗能少， 效率高，使用壽命長，易于安裝，便于維修，并擁有極為優(yōu)良的性價比。 本發(fā)明是采用以下技術方案實現(xiàn)的汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機 總成包括開關磁阻電機渦旋壓縮機部分和開關磁阻電機驅(qū)動控制器部分，兩個部分集成為一體。 開關磁阻電機渦旋壓縮機部分由開關磁阻電機、渦旋壓縮機組成；渦旋壓縮機包 括后蓋、偏心軸襯、渦旋動盤、渦旋靜盤、防旋環(huán)、軸承I、外殼和前蓋。外殼上設有進氣口，后 蓋上設有排氣口和泄壓閥。渦旋靜盤裝在外殼內(nèi)，渦旋動盤和渦旋靜盤相配合；渦旋動盤上 設有防旋環(huán)，防旋環(huán)套在前蓋的柱銷上。
開關磁阻電機包括電機軸、軸承n、軸承ni、接線端子、電機定子、電機硅鋼片轉(zhuǎn)
子、角位移傳感器、電機控制器。電機定子固定在外殼中，通過接線端子與驅(qū)動控制器電源 相連接，電機硅鋼片轉(zhuǎn)子裝在電機軸上，電機軸兩端用軸承II和軸承III支撐，電機軸一端 裝有偏心軸襯，偏心軸襯上裝有渦旋動盤，偏心軸襯與渦旋動盤之間裝有軸承I 。 開關磁阻電機驅(qū)動控制器由SRD驅(qū)動控制芯片、驅(qū)動線路板I和保護線路板II、以 及連接驅(qū)動控制器與開關磁阻電機的功率控制線構(gòu)成。SRD驅(qū)動控制芯片緊貼在開關磁阻 電機后部的外殼上。
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所述的渦旋動盤和渦旋靜盤為一對嚙合的圓漸開線渦旋盤。 本發(fā)明采用開關磁阻電動機。開關磁阻電動機由電動機和控制器兩部分組成，電
動機部分包括角位移傳感器，開關磁阻電動機為雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子由疊片疊壓而成，既無繞 組也無永磁體，定子各極上繞有集中繞組，徑向相對極的繞組串聯(lián)，構(gòu)成一相。其工作原理 遵循"磁阻最小原理"一磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合。因磁場扭曲而產(chǎn)生磁阻性質(zhì)
的電磁轉(zhuǎn)矩。順序給A-B-C-D相繞組通電，則轉(zhuǎn)子便按逆時針方向連續(xù)轉(zhuǎn)動起來。當主開 關管Sl、 S2導通時，A相繞組從直流電源V吸收電能；而當Sl、 S2關斷時，繞組電流通過續(xù) 流二極管D1、D2，將剩余能量回饋給電源V。因此，開關磁阻電機具有再生的能力，系統(tǒng)效率 高。控制器部分包括操作顯示電路、控制電路、驅(qū)動電路、功率電路和控制電源。操作顯示 電路將接收到的命令信號傳給控制電路，控制電路在控制電源給電時將電流信號傳給驅(qū)動 電路，驅(qū)動電路的信號傳給功率電路，功率電路驅(qū)動電動機，電動機通過傳感器將轉(zhuǎn)速信號 和角位移信號傳給控制電路，控制電路將信號給操作顯示電路，從而得到電機的轉(zhuǎn)速。
開關磁阻電動機的結(jié)構(gòu)比通常認為最簡單的鼠籠式感應電動機還要簡單。其突 出的優(yōu)點是轉(zhuǎn)子上沒有任何型式的繞組，因此不會有鼠籠感應電動機制造過程中鼠籠鑄造 不良和使用中的斷條等問題。其轉(zhuǎn)子機械彈度極高，可以用于超高速運轉(zhuǎn)(如每分鐘l萬 轉(zhuǎn))。在定子方面，它只有幾個集中繞組，因此制造簡便，絕緣容易。 因為電動機轉(zhuǎn)矩方向與繞組電流方向無關，即只需單方向繞組電流，故功率電路 可以做到每相一個功率開關。對比感應電動機繞組需流過雙向電流，向其供電的P麗變頻 器中功率電路每相需兩個功率元件。因此開關磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)較P麗變頻器功率電路 中所需的功率元件少，電路結(jié)構(gòu)簡單。 在電動機的電磁結(jié)構(gòu)中，各相繞組和磁路相互獨立，各自在一定軸角范圍內(nèi)產(chǎn)生 電磁轉(zhuǎn)矩，而不像在一般電動機中必須在各相繞阻和磁路共同作用下產(chǎn)生一個圓旋轉(zhuǎn)磁 場，電動機才能正常運轉(zhuǎn)。在控制器的結(jié)構(gòu)中，各相電路各自給一相繞阻供電，相互獨立工 作。當電動機一相繞阻或控制器一相電路發(fā)生故障時，只須停止該相工作，電動機除總輸出 功率能力有所減小外，并無其它妨礙。 控制器從電源側(cè)吸收較少的電流，在電機側(cè)得到較大的起動轉(zhuǎn)矩是本系統(tǒng)的一大 特點。當起動15%額定電流時獲得起動轉(zhuǎn)矩為100%的額定轉(zhuǎn)矩；起動電流為額定值的 30%時，起動轉(zhuǎn)矩可達其額定值得150%。 開關磁阻電動機高起動轉(zhuǎn)矩，低起動電流的特點，使之在起動過程中電流沖擊小， 電動機和控制器發(fā)熱較連續(xù)額定運行時還小?？煽貐?shù)多使之能在制動運行同電動運行具 有同樣優(yōu)良的轉(zhuǎn)矩輸出能力和工作特性。二者綜合作用的結(jié)果必然使之適用于頻繁起停及 正反向轉(zhuǎn)換運行，次數(shù)可高達1000次/小時以上。 控制開關磁阻電動機的主要運行參數(shù)和常用方法包括相關通角、相關斷角、相電 流幅值、相繞組電壓等，可控參數(shù)多，控制靈活方便。 因電動機轉(zhuǎn)子不存在繞組銅損，另一方面電動機可控參數(shù)多，靈活方便，所以易于 在寬轉(zhuǎn)速范圍和不同負載下實現(xiàn)高效優(yōu)化控制。 開關磁阻電機驅(qū)動控制器由SRD驅(qū)動控制芯片、驅(qū)動線路板I和保護線路板II、以 及連接驅(qū)動控制器與開關磁阻電機的功率控制線構(gòu)成。SRD驅(qū)動控制芯片緊貼在開關磁阻 電機后部的外殼上。所述的開關磁阻電機配備有位置傳感器(有線傳感器)或無位置傳感器(無線傳感器)。有位置傳感器采用霍爾傳感器或光電傳感器。霍爾傳感器由傳統(tǒng)霍爾 元件構(gòu)成，在磁鐵部分增加了鋁套管，由于線路部分處在低溫低壓一端，因此克服了傳統(tǒng)霍 爾元器件磁干擾和不耐高溫的缺陷。光電傳感器以光電形式獲得電機角位數(shù)據(jù)信息。無位 置傳感器是以通訊協(xié)議方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。功率控制線連接驅(qū)動控制器和電機，以實現(xiàn)對 功率的控制。SRD驅(qū)動控制芯片緊貼在電機后部外殼上，其產(chǎn)生的熱量由壓縮機外殼進氣口 所吸入的低壓低溫氣體冷卻，減掉了常規(guī)驅(qū)動器散熱部件。 本發(fā)明汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成最突出的有益效果有
1、進一步解決了電動及混動汽車對空調(diào)壓縮機的需求問題。
2、本發(fā)明一體式結(jié)構(gòu)設計精巧、結(jié)構(gòu)緊湊，易于安裝和使用。
3 、本發(fā)明產(chǎn)品實現(xiàn)零排放，綠色環(huán)保，噪音極低。
4、易維修，使用壽命長。 5、本發(fā)明產(chǎn)品具有極優(yōu)良的性價比，性能優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品，而價格是其中最 低的。 6、由于采用了開關磁阻電機，重量更輕、耗能更少、效率更高、壽命更長、轉(zhuǎn)速更 高、可靠性更強，高起動轉(zhuǎn)矩、低起動電流、可頻繁起停，可控參數(shù)多，調(diào)速性能好，空載電流 小。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明 圖1是汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成的示意圖。
圖3是汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成的開關磁阻調(diào)速系統(tǒng)原構(gòu)圖。
圖4是汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成的開關磁阻電機原理結(jié)
具體實施例方式
參照附圖1 4，汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成包括開關磁阻 電機渦旋壓縮機部分和開關磁阻電機驅(qū)動控制器部分，兩個部分集成為一體。
開關磁阻電機渦旋壓縮機部分由開關磁阻電機、渦旋壓縮機組成；渦旋壓縮機包 括后蓋1、后蓋墊片9、偏心軸襯4、渦旋動盤6、動盤墊片10、排氣閥片2、限位塊3、渦旋靜盤 7、防旋環(huán)8、軸承I 5、外殼11和前蓋12。外殼ll上設有進氣口 24，后蓋1上設有排氣口 23和泄壓閥22。渦旋靜盤7裝在外殼11內(nèi)，渦旋動盤6和渦旋靜盤7相配合；渦旋動盤6 上設有防旋環(huán)8，防旋環(huán)8套在前蓋12的柱銷上。所述后蓋1與外殼11之間裝有后蓋墊片 9。所述渦旋動盤6與前蓋12之間裝有動盤墊片10。所述排氣閥片2、限位塊3裝在靜盤 背面。 開關磁阻電機包括電機軸13、軸承I1 15、軸承ni 18、接線端子14、電機定子16、 電機硅鋼片轉(zhuǎn)子17、角位移傳感器25、電機控制器26。電機定子16固定在外殼11中，通過 接線端子14與驅(qū)動控制器電源相連接，電機硅鋼片轉(zhuǎn)子17裝在電機軸13上，電機軸13兩端用軸承II 15和軸承III 18支撐，電機軸13 —端裝有偏心軸襯4，偏心軸襯4上裝有渦旋 動盤6，偏心軸襯4與渦旋動盤6之間裝有軸承I 5。
所述角位移傳感器25采用市售角位移傳感器。 開關磁阻電機驅(qū)動控制器由SRD驅(qū)動控制芯片19、驅(qū)動線路板I 20和保護線路板 II 21、以及連接驅(qū)動控制器與開關磁阻電機的功率控制線構(gòu)成。SRD驅(qū)動控制芯片19緊貼 在開關磁阻電機后部的外殼上。 所述渦旋動盤6和渦旋靜盤7為一對嚙合的圓漸開線渦旋盤。
所述開關磁阻電機采用的電機為開關磁阻式，為雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子僅由疊片疊壓 而成，既無繞組也無永磁體；定子各極上繞有集中繞組，徑向相對極的繞組串聯(lián)，構(gòu)成一相。 其工作原理遵循"磁阻最小原理"一磁通總是要沿磁阻最小的路徑閉合，因磁場扭曲而產(chǎn)生 磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩。順序給A-B-C-D相繞組通電，則轉(zhuǎn)子便按逆時針方向連續(xù)轉(zhuǎn)動起來。 當主開關管Sl、 S2導通時，A相繞組從直流電源V吸收電能；而當Sl、 S2關斷時，繞組電流 通過續(xù)流二極管D1、D2，將剩余能量回饋給電源V。因此，開關磁阻電機具有再生的能力，系 統(tǒng)效率高。如圖3所示，控制器部分包括操作顯式電路、控制電路、驅(qū)動電路、功率電路和控 制電源。操作顯示電路將接收到的命令信號傳給控制電路，控制電路在控制電源給電時將 電流信號傳給驅(qū)動電路，驅(qū)動電路的信號傳給功率電路，功率電路驅(qū)動電動機，電動機通過 傳感器將轉(zhuǎn)速信號和角位移信號傳給控制電路，控制電路將信號給操作顯示電路，從而得 到電機的轉(zhuǎn)速。 開關磁阻電機驅(qū)動控制器由SRD驅(qū)動控制芯片、驅(qū)動線路板I和保護線路板II、以 及連接驅(qū)動控制器與開關磁阻電機的功率控制線構(gòu)成。所述SRD驅(qū)動控制芯片緊貼在開關 磁阻電機后部的外殼上。所述開關磁阻電機配備有位置傳感器(有線傳感器)或無位置傳 感器(無線傳感器)，通過霍爾、光電或協(xié)議通訊方式對電機實現(xiàn)控制。有位置傳感器采用 霍爾傳感器或光電傳感器?；魻杺鞲衅饔蓚鹘y(tǒng)霍爾元件構(gòu)成，在磁鐵部分增加了鋁套管，由 于線路部分處在低溫低壓一端，因此克服了傳統(tǒng)霍爾元器件磁干擾和不耐高溫的缺陷。光 電傳感器以光電形式獲得電機角位數(shù)據(jù)信息。無位置傳感器是以通訊協(xié)議方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)交 換。功率控制線連接驅(qū)動控制器和電機，以實現(xiàn)對功率的控制。SRD驅(qū)動控制芯片緊貼在電 機后部外殼上，其產(chǎn)生的熱量由壓縮機外殼進氣口所吸入的低壓低溫氣體冷卻，減掉了常 規(guī)驅(qū)動器散熱部件。 所述的SRD驅(qū)動控制芯片采用市售SRD驅(qū)動控制芯片。 工作原理工作時，驅(qū)動控制器向磁阻電機渦旋壓縮機提供驅(qū)動信號和電源，使電 機轉(zhuǎn)子17旋轉(zhuǎn)，電機軸13通過渦旋壓縮機上偏心軸襯4和防旋環(huán)8、前蓋12柱銷使電機轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)闇u旋動盤6的平面運動。從而使渦旋動盤6與之嚙合的渦旋靜盤7漸開 線型線所形成的容積發(fā)生改變，壓縮從進氣口 24進入渦旋壓縮機的低壓低溫氣體變?yōu)楦?壓高溫氣體，經(jīng)過排氣閥3從排氣口 23排出，進入制冷循環(huán)系統(tǒng)。 工作時，驅(qū)動控制器所產(chǎn)生的熱量，經(jīng)渦旋壓縮機進氣口 24的低壓低溫氣體冷卻 帶走，從而保證渦旋壓縮機及驅(qū)動控制器能不間斷的正常工作。
權利要求
一種汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成，其特征在于包括開關磁阻電機渦旋壓縮機部分和開關磁阻電機驅(qū)動控制器部分，兩個部分集成為一體；開關磁阻電機渦旋壓縮機部分由開關磁阻電機、渦旋壓縮機組成；渦旋壓縮機包括后蓋、偏心軸襯、渦旋動盤、渦旋靜盤、防旋環(huán)、軸承I、外殼和前蓋；外殼上設有進氣口，后蓋上設有排氣口和泄壓閥，渦旋靜盤裝在外殼內(nèi)，渦旋動盤和渦旋靜盤相配合；渦旋動盤上設有防旋環(huán)，防旋環(huán)套在前蓋的柱銷上；開關磁阻電機包括電機軸、軸承II、軸承III、接線端子、電機定子、電機硅鋼片轉(zhuǎn)子、角位移傳感器和電機控制器；電機定子固定在外殼中，通過接線端子與驅(qū)動控制器電源相連接，電機硅鋼片轉(zhuǎn)子裝在電機軸上，電機軸兩端用軸承II和軸承III支撐，電機軸一端裝有偏心軸襯，偏心軸襯上裝有渦旋動盤，偏心軸襯與渦旋動盤之間裝有軸承I；開關磁阻電機驅(qū)動控制器由SRD驅(qū)動控制芯片、驅(qū)動線路板I和保護線路板II、以及連接驅(qū)動控制器與開關磁阻電機的功率控制線構(gòu)成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成，其特征在 于所述渦旋動盤和渦旋靜盤為一對嚙合的圓漸開線渦旋盤。
3. 根據(jù)權利要求1所述的汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成，其特征在 于所述開關磁阻電機采用的電機為開關磁阻式，為雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子僅由疊片疊壓而成，既 無繞組也無永磁體；定子各極上繞有集中繞組，徑向相對極的繞組串聯(lián)，構(gòu)成一相。
4. 根據(jù)權利要求1所述的汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成，其特征在 于所述開關磁阻電機配備有位置傳感器或無位置傳感器，通過霍爾、光電或協(xié)議通訊方式 對電機實現(xiàn)控制。
5. 根據(jù)權利要求1所述的汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成，其特征在 于所述SRD驅(qū)動控制芯片緊貼在開關磁阻電機后部的外殼上。
全文摘要
本發(fā)明汽車空調(diào)用一體式開關磁阻電動渦旋壓縮機總成涉及的是一種汽車空調(diào)用配備有位置或無位置傳感的小型高效驅(qū)動控制器、小型開關磁阻電機和小型高轉(zhuǎn)速渦旋式壓縮機匹配與組合。包括開關磁阻電機渦旋壓縮機部分和開關磁阻電機驅(qū)動控制器部分，兩個部分集成為一體；開關磁阻電機渦旋壓縮機部分由開關磁阻電機、渦旋壓縮機組成；渦旋壓縮機包括后蓋、偏心軸襯、渦旋動盤、渦旋靜盤、防旋環(huán)、軸承I、外殼和前蓋；開關磁阻電機包括電機軸、軸承II、軸承III、接線端子、電機定子、電機硅鋼片轉(zhuǎn)子、角位移傳感器和電機控制器；開關磁阻電機驅(qū)動控制器由SRD驅(qū)動控制芯片、驅(qū)動線路板I和保護線路板II以及連接驅(qū)動控制器與開關磁阻電機的功率控制線構(gòu)成。
文檔編號F04C18/02GK101769253SQ201010101920
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權日2010年1月28日
發(fā)明者游少錚 申請人:南京銀茂壓縮機有限公司