專利名稱：汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成涉及的是一種汽 車空調(diào)用小型驅(qū)動(dòng)控制器、小型無刷永磁有霍爾直流電機(jī)和小型高速轉(zhuǎn)速渦旋壓縮機(jī)及其 匹配與組合的一體式結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車是汽車行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新的主要標(biāo)志之一。2011年以后，電動(dòng)汽車將迎來全 球化的第一個(gè)市場高潮。到2020年，我國新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量將達(dá)到500萬臺(tái)，其中小 型純電動(dòng)車將成其主體。然而電動(dòng)汽車的發(fā)展，除電池、電機(jī)、電控以外，汽車空調(diào)用電動(dòng)壓縮機(jī)是其市場 化的又一大瓶頸。傳統(tǒng)燃油汽車空調(diào)壓縮機(jī)不能直接適用于電動(dòng)汽車。電動(dòng)汽車需要一種適合各種 直流電壓、高轉(zhuǎn)速、高效率、小體積、低噪音、零排放的新型壓縮機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對上述不足之處，提供一種汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電 動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成，是專用于電動(dòng)汽車、混動(dòng)汽車的空調(diào)壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)集驅(qū)動(dòng)控制 器、電機(jī)和壓縮機(jī)于一體，設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、效率高、性價(jià)優(yōu)。這種新型壓縮機(jī)總成系列產(chǎn)品適用直流電壓范圍廣，可涵蓋12 500 DC. V。其排 量包括18 cc/r,28 cc/r和38 cc/r0且有定排量和變排量兩個(gè)系列。性價(jià)比優(yōu)良，非常適 合各種電動(dòng)汽車，尤其是小型電動(dòng)汽車以及各類重卡和工程車使用。本發(fā)明汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成是采取以下技術(shù) 方案實(shí)現(xiàn)的。汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成由無刷永磁有霍爾電機(jī) 及渦旋壓縮機(jī)部分與驅(qū)動(dòng)器部分兩個(gè)部分集成為一體。無刷永磁有霍爾電機(jī)及渦旋壓縮機(jī)部分包括后蓋、偏心軸襯、渦旋動(dòng)盤、渦旋靜 盤、防旋環(huán)、外殼、前蓋、電機(jī)軸、接線端子、電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、霍爾傳感器、軸承I、軸承 II和軸承III。外殼上設(shè)有吸氣口、后蓋上設(shè)有排氣口和泄壓閥；電機(jī)定子固定在外殼中，通 過接線端子與驅(qū)動(dòng)控制器電源相連接；電機(jī)轉(zhuǎn)子裝在電機(jī)軸上，電機(jī)軸兩端用軸承II和軸 承III支撐，電機(jī)軸一端裝有偏心軸襯，偏心軸襯上裝有渦旋動(dòng)盤，偏心軸襯與渦旋動(dòng)盤之間 裝有軸承I，渦旋靜盤裝在外殼內(nèi)，渦旋動(dòng)盤和渦旋靜盤相配合；渦旋動(dòng)盤上設(shè)有防旋環(huán)， 防旋環(huán)套在前蓋的柱銷上；霍爾傳感器安裝在電機(jī)定子內(nèi)端。驅(qū)動(dòng)器部分包括驅(qū)動(dòng)功率器件、驅(qū)動(dòng)線路板、控制線路板、電源線、信號(hào)線和控制 線。其中驅(qū)動(dòng)功率器件、驅(qū)動(dòng)線路板、控制線路板裝在電機(jī)外殼側(cè)面，驅(qū)動(dòng)器蓋板以驅(qū)動(dòng)器 密封圈密封固定，壓縮機(jī)與無刷電機(jī)外殼緊扣在一起。其中驅(qū)動(dòng)器功率器件為16只大功率整流管，排列成4組，每排4只緊貼在外殼內(nèi)側(cè)，壓縮機(jī)與無刷電機(jī)外殼緊扣在一起。近幾年來，隨著永磁材料，微電子技術(shù)，大功率半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展，無刷直流 電機(jī)得到迅速的發(fā)展。其具有噪音小，壽命長的優(yōu)點(diǎn)，是目前較為流行的一種調(diào)速系統(tǒng)。本 系統(tǒng)采用霍爾器件為位置傳感器?；魻栁恢脗鞲衅鳛榇琶羰轿恢脗鞲衅鞯囊环N，其體積小， 使用方便且價(jià)格低，器件很小很扁(可以放在窄縫中)，有很高的準(zhǔn)確度、靈敏度和穩(wěn)定性。 其優(yōu)點(diǎn)是不與被測電路發(fā)生電接觸，不影響被測電路，不消耗被測電源的功率。本系統(tǒng)利用 其特點(diǎn)將霍爾器件安裝在定子上，在給定的電流強(qiáng)度下，產(chǎn)生的霍爾電動(dòng)勢與磁場強(qiáng)度成 正比，用以測量磁場強(qiáng)度并進(jìn)行信號(hào)處理。無刷永磁有霍爾電動(dòng)機(jī)是利用霍爾元件為位置傳感器來檢測轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，通過 驅(qū)動(dòng)電路及控制電路，使電樞繞組依一定順序饋電，從而在氣隙中產(chǎn)生步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)磁場，拖 動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子位置信號(hào)依一定規(guī)律變化，從而改變電樞繞組的通 電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。本發(fā)明汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成的有益效果有
1、解決了各類電動(dòng)汽車對空調(diào)壓縮機(jī)的需求問題，從而為電動(dòng)汽車的市場化開辟了現(xiàn) 實(shí)的道路。2、從排量到價(jià)格，本發(fā)明產(chǎn)品尤其適用于各類低端電動(dòng)汽車以及可提供相應(yīng)電源 的重卡和工程車。3、本發(fā)明為封閉式一體化結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)精巧、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、噪音低、效 率高，相對于分體式結(jié)構(gòu)更具集約性的一切優(yōu)勢和特點(diǎn)。4、本發(fā)明產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)零排放、綠色環(huán)保。5、本發(fā)明產(chǎn)品外形設(shè)計(jì)、體積和重量非常適合整車安裝。6、本發(fā)明產(chǎn)品將有力帶動(dòng)汽車空調(diào)制冷系統(tǒng)(冷凝器和蒸發(fā)器)產(chǎn)品及電機(jī)和電 控相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售，為汽配行業(yè)增加新的利潤點(diǎn)。7、本發(fā)明產(chǎn)品使用壽命長、易于維修。8、本發(fā)明產(chǎn)品節(jié)能降耗，和傳統(tǒng)同類產(chǎn)品相較，可節(jié)能15% 20%。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖1是汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成的裝配圖。圖2是汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成的左視圖。圖中標(biāo)號(hào)1、后蓋，2、偏心軸襯，3、渦旋動(dòng)盤，4、渦旋靜盤，5、防旋環(huán)，6、外殼，7、 前蓋，8、電機(jī)軸，9、接線端子，10、電機(jī)定子，11、電機(jī)轉(zhuǎn)子，12、霍爾傳感器，13、軸承I，14、 軸承II，15、軸承III，
16、吸氣口，17、排氣口，18、泄壓閥，19、驅(qū)動(dòng)控制器電源，20、柱銷，21、驅(qū)動(dòng)功率器件， 22、驅(qū)動(dòng)線路板，23、控制線路板，M、信號(hào)線，25、控制線，26、電源線，27、驅(qū)動(dòng)器蓋板。
具體實(shí)施例方式參照附圖1、2，汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成由無刷永 磁有霍爾電機(jī)及渦旋壓縮機(jī)部分和驅(qū)動(dòng)控制器兩個(gè)部分組成，兩部分合成為一體。
無刷永磁有霍爾電機(jī)及渦旋壓縮機(jī)部分包括后蓋(1)、偏心軸襯(2)、渦旋動(dòng)盤 (3)、渦旋靜盤(4)、防旋環(huán)(5)、外殼(6)、前蓋(7)、電機(jī)軸(8)、接線端子(9)、電機(jī)定子 (10)、電機(jī)轉(zhuǎn)子(11)、霍爾傳感器(12)、軸承I (13)、軸承II (14)和軸承111(15)。外殼(6) 上設(shè)有吸氣口(16)，后蓋(1)上設(shè)有排氣口(17)和泄壓閥(18);電機(jī)定子(10)固定在外殼 (6)中，通過接線端子(9)與驅(qū)動(dòng)控制器電源(19)相連接；電機(jī)轉(zhuǎn)子(11)裝在電機(jī)軸(8) 上，電機(jī)軸(8)兩端用軸承II (14)和軸承111(15)支撐，電機(jī)軸(8) —端裝有偏心軸襯(2)， 偏心軸襯(2)上裝有渦旋動(dòng)盤(3)，偏心軸襯(2)與渦旋動(dòng)盤(3)之間裝有軸承II (13)，渦 旋靜盤(4)裝在外殼(6)內(nèi)，渦旋動(dòng)盤(3)和渦旋靜盤(4)相配合；渦旋動(dòng)盤(3)上設(shè)有防 旋環(huán)(5)，防旋環(huán)(5)套在前蓋(7)的柱銷(20)上；霍爾傳感器(12)安裝在電機(jī)定子(10) 內(nèi)端。驅(qū)動(dòng)器部分包括驅(qū)動(dòng)功率器件(21)、驅(qū)動(dòng)線路板(22)、控制線路板(23)、電源線 (26)、信號(hào)線(24)和控制線(25)。其驅(qū)動(dòng)器功率器件(21)，驅(qū)動(dòng)線路板(22)，控制線路板 (23)裝在外殼(6)內(nèi)側(cè)，驅(qū)動(dòng)器蓋板(27)固定在外殼(6)上。驅(qū)動(dòng)器蓋板與驅(qū)動(dòng)器密封 圈密封固定，其中驅(qū)動(dòng)器功率器件(21)緊貼在外殼內(nèi)側(cè)，壓縮機(jī)與無刷電機(jī)外殼緊扣在一 起。所述驅(qū)動(dòng)器功率器件(21)采用垂直分組安裝，驅(qū)動(dòng)器功率器件為16只大功率整 流管，排列成4組，每排4只緊貼在外殼內(nèi)側(cè)起。所述驅(qū)動(dòng)線路板(22)和控制線路板(23)分別采用模擬電路和數(shù)字電路對信號(hào)進(jìn) 行采集和處理技術(shù)。模擬電路主要采用EP2000AR整流芯片、IR250JB6L整流芯片、IRP027D 整流芯片、K4145整流芯片、CSR系列功率管、FD1000D-56、CP10TDl-24A、FGA25m20整流二 極管功率器件組成。數(shù)字電路主要采用CY8CM53八位微處理數(shù)字與模擬混合信號(hào)陣列可 編程系統(tǒng)、CP1205HD MC33035電機(jī)控制芯片組、PIC16F73單片機(jī)芯片組、LB11820M無刷電 機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、IR2110/IR2103電機(jī)控制芯片組、ATA6833/ATA6834可編程數(shù)模無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng) 芯片組、TMS320 C24電機(jī)控制專用DSP芯片、DSP56F820電機(jī)控制專用DSP芯片組成。所述的渦旋動(dòng)盤(3)和渦旋靜盤(4)為一對嚙合的圓漸開線渦旋盤。所述霍爾傳感器(12)采用霍爾位置傳感器，為磁敏式位置傳感器的一種。近幾年來，隨著永磁材料，微電子技術(shù)，大功率半導(dǎo)體器件的快速發(fā)展，無刷直流 電機(jī)得到迅速的發(fā)展。其具有噪音小，壽命長的優(yōu)點(diǎn)，是目前較為流行的一種調(diào)速系統(tǒng)。無刷永磁有霍爾電動(dòng)機(jī)是利用霍爾元件為位置傳感器來檢測轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，通過 驅(qū)動(dòng)電路及控制電路，使電樞繞組依一定順序饋電，從而在氣隙中產(chǎn)生步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)磁場，拖 動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子位置信號(hào)依一定規(guī)律變化，從而改變電樞繞組的通 電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。無刷永磁有霍爾電動(dòng)機(jī)主要由電機(jī)本體和位置傳感器(帶有霍爾器件的定子)組 成。當(dāng)帶有霍爾位置傳感器定子繞組的某一相通電時(shí)，該電流與轉(zhuǎn)子的磁極所產(chǎn)生的磁場 互相作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由霍爾位置傳感器將轉(zhuǎn)子位置變化成電信號(hào)，從而 使帶霍爾位置傳感器的定子各相繞組按一定的次序?qū)ǎㄗ酉嚯娏麟S轉(zhuǎn)子位置的變化而 按一定的次序換相。無刷直流電機(jī)中，借助反映轉(zhuǎn)子位置的霍爾位置傳感器的輸出信號(hào)，使電樞繞組 依次饋電，從而在帶霍爾位置傳感器的定子上產(chǎn)生跳躍式的旋轉(zhuǎn)磁場，拖動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾位置傳感器不斷的送出信號(hào)，改變電樞繞組的通電狀態(tài)，使得在某一 磁極下導(dǎo)體中的電流方向始終保持不變，這就是無刷直流電動(dòng)機(jī)的無接觸式換流過程的實(shí) 質(zhì)。本系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制根據(jù)無刷永磁有霍爾電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，先將霍爾位置傳感器所產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行處理，再分配給無刷直流電機(jī)的各項(xiàng)繞組，使電機(jī)產(chǎn)生持續(xù)不斷的轉(zhuǎn)矩。工作原理工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將額定電流電源提供給無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮 機(jī)，使電機(jī)轉(zhuǎn)子及軸承旋轉(zhuǎn)，通過渦旋壓縮機(jī)上偏心軸襯、軸承、動(dòng)盤使電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)變?yōu)闇u旋盤的平面運(yùn)動(dòng)，從而使渦旋動(dòng)盤與之嚙合的靜盤所形成的容積發(fā)生改變，壓縮 從進(jìn)氣口進(jìn)入渦旋壓縮機(jī)的低壓低氣溫氣體變?yōu)楦邏焊邷貧怏w，進(jìn)過排氣閥片從排氣口排 出，進(jìn)入制冷循環(huán)系統(tǒng)。這時(shí)驅(qū)動(dòng)功率器件所產(chǎn)生的熱量，通過進(jìn)外殼散熱，從而保證無刷 永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)不間斷的正常工作。
權(quán)利要求
1.一種汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成，其特征在于由無刷永 磁有霍爾電機(jī)及渦旋壓縮機(jī)部分與驅(qū)動(dòng)器部分兩個(gè)部分集成為一體；無刷永磁有霍爾電機(jī)及渦旋壓縮機(jī)部分包括后蓋、偏心軸襯、渦旋動(dòng)盤、渦旋靜盤、防 旋環(huán)、外殼、前蓋、電機(jī)軸、接線端子、電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、霍爾傳感器、軸承I、軸承II和軸 承III ；外殼上設(shè)有吸氣口、后蓋上設(shè)有排氣口和泄壓閥；電機(jī)定子固定在外殼中，通過接線 端子與驅(qū)動(dòng)控制器電源相連接；電機(jī)轉(zhuǎn)子裝在電機(jī)軸上，電機(jī)軸兩端用軸承II和軸承III支 撐，電機(jī)軸一端裝有偏心軸襯，偏心軸襯上裝有渦旋動(dòng)盤，偏心軸襯與渦旋動(dòng)盤之間裝有軸 承I，渦旋靜盤裝在外殼內(nèi)，渦旋動(dòng)盤和渦旋靜盤相配合；渦旋動(dòng)盤上設(shè)有防旋環(huán)，防旋環(huán) 套在前蓋的柱銷上；霍爾傳感器安裝在電機(jī)定子內(nèi)端；驅(qū)動(dòng)器部分包括驅(qū)動(dòng)功率器件、驅(qū)動(dòng)線路板、控制線路板、電源線、信號(hào)線和控制線，其 中驅(qū)動(dòng)器功率器件、驅(qū)動(dòng)線路板、控制線路板裝在無刷電機(jī)外殼側(cè)面，驅(qū)動(dòng)器蓋板與驅(qū)動(dòng)器 密封圈密封固定，其中驅(qū)動(dòng)器功率器件緊貼在外殼內(nèi)側(cè)，壓縮機(jī)與無刷電機(jī)外殼緊扣在一 起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成，其 特征在于所述驅(qū)動(dòng)器功率器件采用垂直分組安裝法，驅(qū)動(dòng)器功率器件為16只大功率整流 管，排列成4組，每排4只緊貼在外殼內(nèi)側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成，其 特征在于所述霍爾傳感器采用霍爾位置傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成，其 特征在于所述的渦旋動(dòng)盤和渦旋靜盤為一對嚙合的圓漸開線渦旋盤。
全文摘要
本發(fā)明汽車空調(diào)用一體式無刷永磁有霍爾電動(dòng)渦旋壓縮機(jī)總成涉及的是一種汽車空調(diào)用小型驅(qū)動(dòng)控制器、小型無刷永磁有霍爾直流電機(jī)和小型高速轉(zhuǎn)速渦旋壓縮機(jī)及其匹配與組合的一體式結(jié)構(gòu)。由無刷永磁有霍爾電機(jī)及渦旋壓縮機(jī)部分與驅(qū)動(dòng)器部分兩個(gè)部分集成為一體；無刷永磁有霍爾電機(jī)及渦旋壓縮機(jī)部分包括后蓋、偏心軸襯、渦旋動(dòng)盤、渦旋靜盤、防旋環(huán)、外殼、前蓋、電機(jī)軸、接線端子、電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、霍爾傳感器、軸承Ⅰ、軸承Ⅱ和軸承Ⅲ；霍爾傳感器安裝在電機(jī)定子內(nèi)端；驅(qū)動(dòng)器部分包括驅(qū)動(dòng)功率器件、驅(qū)動(dòng)線路板、控制線路板、電源線、信號(hào)線和控制線，其中驅(qū)動(dòng)器功率器件、驅(qū)動(dòng)線路板、控制線路板裝在電機(jī)外殼側(cè)面。
文檔編號(hào)F04C18/02GK102062091SQ201110022809
公開日2011年5月18日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月20日
發(fā)明者游少錚, 譚清豹 申請人:南京銀茂壓縮機(jī)有限公司