高可靠性運(yùn)輸制冷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于制冷機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種具有中間抽頭變壓器的共振變換器的高可靠性運(yùn)輸制冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些轎車、商務(wù)車生產(chǎn)廠家紛紛開發(fā)了小型商務(wù)冷藏車，該車是由轎車、面包車或商務(wù)車改裝而成的，比廂式車美觀，體積較小，更適用于市內(nèi)配送，未來(lái)市場(chǎng)前景可觀。
[0003]此類小型商務(wù)冷藏車有專門為其開發(fā)的運(yùn)輸制冷機(jī)組，當(dāng)前先進(jìn)運(yùn)輸制冷機(jī)組的直流變頻運(yùn)輸制冷機(jī)系統(tǒng)不依賴發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而工作，無(wú)需消耗燃油；并且汽車在行使過(guò)程中由發(fā)電機(jī)或電池供電供機(jī)組使用；停車時(shí)利用開關(guān)電源外接市電使用，以節(jié)約能源。
[0004]目前小型商務(wù)冷藏車中所使用的運(yùn)輸制冷機(jī)組的開關(guān)電源的工作過(guò)程是通過(guò)“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來(lái)調(diào)節(jié)；一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過(guò)變壓器來(lái)升高或降低，通過(guò)增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值，最后這些交流波形經(jīng)過(guò)整流濾波后就得到直流輸出電壓。
[0005]但使用上述開關(guān)電源的運(yùn)輸制冷機(jī)存在開關(guān)損耗、在斷開開關(guān)元件時(shí)會(huì)產(chǎn)生的沖擊電壓以及因電壓不穩(wěn)而導(dǎo)致的運(yùn)輸制冷機(jī)工作穩(wěn)定性差，其損耗高，功率密度低，工作壽命和可靠性低的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)前述【背景技術(shù)】中的缺陷和不足，提出一種具有中間抽頭變壓器的共振變換器的直流變頻高可靠性運(yùn)輸制冷裝置，其損耗低，功率密度高，可提高運(yùn)輸制冷機(jī)的工作壽命和可靠性。
[0007]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0008]針對(duì)現(xiàn)有的冷藏車制冷機(jī)的結(jié)構(gòu)存在的技術(shù)缺點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)一種高可靠性運(yùn)輸制冷裝置，包括壓縮機(jī)、冷凝器、電機(jī)、干燥儲(chǔ)液器和蒸發(fā)機(jī)，所述電機(jī)串聯(lián)有開關(guān)電源、控制開關(guān)和驅(qū)動(dòng)器，所述開關(guān)電源包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器，所述控制開關(guān)為IGBT 或 MOSFET。
[0009]進(jìn)一步的，所述共振變換器包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件S1、S2、S3、S4、二極管Dl、D2、D3、D4、電感L和控制器，各開關(guān)管具有反并聯(lián)的寄生二極管和寄生電容。
[0010]進(jìn)一步的，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為:包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件51、52、53川4、二極管01、02、03、04、電感匕上述開關(guān)元件可為IGBT，二極管為快恢復(fù)二極管。
[0011]進(jìn)一步的，所述輸入電壓Uin的正端連接所述開關(guān)元件S1、S3的集電極，輸入電壓Uin的負(fù)端連接二極管Dl、D2的陰極、開關(guān)元件S2、S4的發(fā)射極；原邊繞組中間抽頭上半部分繞組的異名端連接二極管Dl的陽(yáng)極，原邊繞組中間抽頭下半部分繞組的同名端連接二極管D2的陽(yáng)極，原邊繞組中間抽頭上半部分繞組NI的同名端和原邊繞組中間抽頭下半部分繞組N2的異名端的連接點(diǎn)與輸入電壓Uin的正端相連接；開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接二極管D3的陽(yáng)極，二極管D3的陰極連接副邊繞組中間抽頭上半部分繞組的同名端，副邊繞組中間抽頭上半部分繞組N3的異名端與副邊繞組中間抽頭下半部分繞組N4的同名端連接，且其連接點(diǎn)與電感L的一端連接，副邊繞組中間抽頭下半部分繞組的異名端與二極管D4的陽(yáng)極連接，二極管D4的陰極連接開關(guān)元件S2的集電極；開關(guān)元件S3的發(fā)射極與開關(guān)元件S4的集電極相連接，且其連接點(diǎn)與電感L的另一端以及負(fù)載相連接。
[0012]進(jìn)一步的，所述控制器控制開關(guān)SI和S2交替導(dǎo)通、S3和S4交替導(dǎo)通，通過(guò)電感L和各開關(guān)元件的雜散電容構(gòu)成的共振回路，在各開關(guān)元件的端電壓為O時(shí)導(dǎo)通各開關(guān)元件，從而實(shí)現(xiàn)零電壓開通。
[0013]進(jìn)一步的，所述的各二極管為快恢復(fù)二極管或者肖特基二極管。
[0014]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)器為直流變頻驅(qū)動(dòng)器。
[0015]進(jìn)一步的，所述壓縮機(jī)的機(jī)軸通過(guò)變速箱與驅(qū)動(dòng)器上的轉(zhuǎn)軸連接。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所述的高可靠性運(yùn)輸制冷機(jī)具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0017]具有中間抽頭變壓器的共振變換器的直流變頻運(yùn)輸制冷機(jī)利用中間抽頭變壓器的形式可實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制電路控制開關(guān)元件的開關(guān)頻率，使得輸出電壓成為預(yù)定值。
[0018]并且各開關(guān)元件接通時(shí)因?yàn)殡娏髁鬟^(guò)負(fù)方向，因此不產(chǎn)生開關(guān)損失。
[0019]而因?yàn)檫M(jìn)行了共振動(dòng)作，也不會(huì)產(chǎn)生斷開開關(guān)元件時(shí)的沖擊電壓。
[0020]在實(shí)現(xiàn)能量回饋的同時(shí)，利用電感和開關(guān)元件的寄生電容形成軟開關(guān)形式，沒(méi)有多余的功率電容，其損耗低，功率密度高，可提高運(yùn)輸制冷機(jī)的工作壽命和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1:本實(shí)用新型的運(yùn)輸制冷機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2:本實(shí)用新型的具有中間抽頭變壓器的共振變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3:開關(guān)元件S1、S2、S3、S4的控制脈沖時(shí)序圖。
[0024]其中，I一壓縮機(jī)、11一機(jī)軸、2—冷凝器、3—電機(jī)、4一干燥儲(chǔ)液器、5—驅(qū)動(dòng)器、51 —轉(zhuǎn)軸、6—導(dǎo)管、7—變速箱、8—變速器、Uin—輸入電壓、T一中間抽頭的變壓器、S1、S2、S3、S4—開關(guān)元件、D1、D2、D3、D4—二極管、L 一電感、NI—原邊繞組中間抽頭上半部分繞組、N2—原邊繞組中間抽頭下半部分繞組、N3—副邊繞組中間抽頭上半部分繞組、N4—副邊繞組中間抽頭下半部分繞組。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型的運(yùn)輸制冷機(jī)包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、電機(jī)3、干燥儲(chǔ)液器4和未在圖中顯示的蒸發(fā)機(jī)，所述電機(jī)3串聯(lián)有開關(guān)電源、控制開關(guān)和驅(qū)動(dòng)器5，所述開關(guān)電源包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器，所述冷凝器2通過(guò)導(dǎo)管6與壓縮機(jī)I和干燥儲(chǔ)液器4連通。所述的壓縮機(jī)I與電機(jī)3(該電機(jī)可以采用直流變頻電機(jī))通過(guò)變速器8連接；在冷藏車行駛時(shí)，所述電機(jī)3通過(guò)直流變頻驅(qū)動(dòng)器電由汽車電源驅(qū)動(dòng)工作(汽車電源指車載發(fā)電機(jī)或蓄電池)；當(dāng)冷藏車停車熄火時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)切斷汽車電源，外接市電通過(guò)開關(guān)電源為電機(jī)3提供能源，壓縮機(jī)I的機(jī)軸11通過(guò)變速箱7與驅(qū)動(dòng)器5上的轉(zhuǎn)軸51連接。
[0027]如圖2所示，本實(shí)用新型的運(yùn)輸制冷機(jī)中的電源開關(guān)包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件S1、S2、S3、S4、二極管D1、D2、D3、D4、電感L。上述開關(guān)元件為IGBT，二極管為快恢復(fù)二極管。
[0028]結(jié)合附圖2對(duì)本實(shí)用新型的運(yùn)輸制冷機(jī)中的電源開關(guān)結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說(shuō)明，具體連接關(guān)系為:輸入電壓Uin的正端連接開關(guān)元件S1、S3的集電極，輸入電壓U ^的負(fù)端連接二極管Dl、D2的陰極、開關(guān)元件S2、S4的發(fā)射極；原邊繞組中間抽頭上半部分繞組的異名端連接二極管Dl的陽(yáng)極，原邊繞組中間抽頭下半部分繞組的同名端連接二極管D2的陽(yáng)極，原邊繞組中間抽頭上半部分繞組NI的同名端和原邊繞組中間抽頭下半部分繞組N2的異名端的連接點(diǎn)與輸入電壓Uin的正端相連接；開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接二極管D3的陽(yáng)極，二極管D3的陰極連接副邊繞組中間抽頭上半部分繞組的同名端，副邊繞組中間抽頭上半部分繞組N3的異名端與副邊繞組中間抽頭下半部分繞組N4的同名端連接，且其連接點(diǎn)與電感L的一端連接，副邊繞組中間抽頭下半部分繞組的異名端與二極管D4的陽(yáng)極連接，二極管D4的陰極連接開關(guān)元件S2的集電極；開關(guān)元件S3的發(fā)射極與開關(guān)元件S4的集電極相連接，且其連接點(diǎn)與電感L的另一端以及負(fù)載相連接。
[0029]各開關(guān)元件SI?S4由控制器按照?qǐng)D3的脈沖時(shí)序圖進(jìn)行交替導(dǎo)通和關(guān)斷；由電路結(jié)構(gòu)和上述脈沖時(shí)序圖可知，在S1、S2關(guān)斷期間，原邊繞組中的能量通過(guò)二極管D1、D2回饋到輸入電源，且控制器控制S3或S4其中之一導(dǎo)通，通過(guò)電感L和開關(guān)管S1、S2的寄生電容構(gòu)成共振回路，在S1、S2的端電壓為O時(shí)導(dǎo)通SI或者S2，實(shí)現(xiàn)零電壓開通；在S3、S4關(guān)斷期間，控制器控制SI或S2其中之一導(dǎo)通，通過(guò)電感L和開關(guān)管S3、S4的寄生電容構(gòu)成的共振回路，在S3、S4的端電壓為O時(shí)導(dǎo)通S3或者S4，從而實(shí)現(xiàn)零電壓開通。
[0030]開關(guān)元件S可以替換為MOSFET，輸入電源為可充電蓄電池、燃料電池或光伏電池等。負(fù)載可以為交流負(fù)載或者進(jìn)一步整流供直流負(fù)載使用，整流的形式均是現(xiàn)有技術(shù)，不再贅述。
[0031]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者同等替換，而未脫離本實(shí)用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高可靠性運(yùn)輸制冷裝置，包括壓縮機(jī)、冷凝器、電機(jī)、干燥儲(chǔ)液器和蒸發(fā)機(jī)，所述電機(jī)串聯(lián)有開關(guān)電源、控制開關(guān)和驅(qū)動(dòng)器，所述控制開關(guān)采用IGBT或MOSFET，其特征在于，所述開關(guān)電源包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器； 所述共振變換器包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件S1、S2、S3、S4、二極管Dl、D2、D3、D4、電感L和控制器，各開關(guān)管具有反并聯(lián)的寄生二極管和寄生電容； 所述輸入電壓Uin的正端連接所述開關(guān)元件S1、S3的集電極，輸入電壓U in的負(fù)端連接二極管Dl、D2的陰極、開關(guān)元件S2、S4的發(fā)射極；原邊繞組中間抽頭上半部分繞組的異名端連接二極管Dl的陽(yáng)極，原邊繞組中間抽頭下半部分繞組的同名端連接二極管D2的陽(yáng)極，原邊繞組中間抽頭上半部分繞組NI的同名端和原邊繞組中間抽頭下半部分繞組N2的異名端的連接點(diǎn)與輸入電壓U in的正端相連接；開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接二極管D3的陽(yáng)極，二極管D3的陰極連接副邊繞組中間抽頭上半部分繞組的同名端，副邊繞組中間抽頭上半部分繞組N3的異名端與副邊繞組中間抽頭下半部分繞組N4的同名端連接，且其連接點(diǎn)與電感L的一端連接，副邊繞組中間抽頭下半部分繞組的異名端與二極管D4的陽(yáng)極連接，二極管D4的陰極連接開關(guān)元件S2的集電極；開關(guān)元件S3的發(fā)射極與開關(guān)元件S4的集電極相連接，且其連接點(diǎn)與電感L的另一端以及負(fù)載相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高可靠性運(yùn)輸制冷裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器為直流變頻驅(qū)動(dòng)器。
3.如權(quán)利要求1所述的高可靠性運(yùn)輸制冷裝置，其特征在于，其中所述的各二極管為快恢復(fù)二極管或者肖特基二極管。
4.如權(quán)利要求1所述的高可靠性運(yùn)輸制冷裝置，其特征在于，所述壓縮機(jī)的機(jī)軸通過(guò)變速箱與驅(qū)動(dòng)器上的轉(zhuǎn)軸連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種高可靠性運(yùn)輸制冷裝置，包括壓縮機(jī)、冷凝器、電機(jī)、干燥儲(chǔ)液器和蒸發(fā)機(jī)，與電機(jī)串聯(lián)的開關(guān)電源、控制開關(guān)和驅(qū)動(dòng)器，開關(guān)電源包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器。本實(shí)用新型提供的具有中間抽頭變壓器的共振變換器的高可靠性運(yùn)輸制冷機(jī)，其損耗低，功率密度高，可提高運(yùn)輸制冷機(jī)的工作壽命和可靠性。
【IPC分類】H02M7-537, F25B1-00
【公開號(hào)】CN204597806
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520007231
【發(fā)明人】姜大志, 王子坤
【申請(qǐng)人】貴州永紅航空機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日