专利名称：电动压缩装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动压缩装置，可用于车载制冷循环设备，比如空调系统。
相应地，在由压缩机部分加压之前的低温低压冷却所述功率半导体模块。于是，由于专用散热板、送风机(blower)等变得没有必要，所以能够降低成本，并减小驱动电路的尺寸。
然而，当使这种电动压缩装置停止时，制冷剂并不使所述功率半导体模块冷却下来。当在高温条件下，比如在车辆发动机隔舱内使用电动压缩装置时，工作环境的温度增高，所增多的散放热量造成功率半导体模块的损坏。为确保适宜的耐热性，能够想到的是加大所述功率半导体模块的尺寸，或者采用具有较高耐热性的功率半导体模块。然而，这些办法都会伴有增加成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。按照本发明的第一方面，一种电动压缩装置具有由逆变器(140)输出功率驱动的电机部分(110)；由所述电机部分(110)致动的压缩机部分(120)，用以压缩制冷循环系统中的制冷剂；控制单元(102)，用以调节逆变器(140)的输出功率，以控制电机部分(110)的驱动；外壳(130)，用以容纳所述电机部分(110)和压缩机部分(120)，所述逆变器(140)被附于外壳(130)的外表面上；温度测量单元(103)，用以测量逆变器(140)的温度(Ti)。在制冷循环系统停止的情况下，当温度测量单元(103)测得的逆变器(140)的温度(Ti)超过预定的温度(T1)时，控制单元(102)驱动所述电机部分(110)。
由于所述电机部分(110)根据逆变器(140)的温度(Ti)致动压缩机部分(120)，以流动的制冷剂冷却逆变器(140)，因而逆变器(140)不会受到因环境温度的增高所引起的热损害影响。无需使逆变器(140)的尺寸加大或者采用具有较高耐热性的逆变器(140)，这就使得能够降低成本。
按照本发明的第二方面，给外壳(130)设置温度传感器(103a或103b)，用以测量电机部分(110)或压缩机部分(120)的温度。控制单元(102)把温度传感器(103a或103b)测得的温度转换成逆变器(140)的温度(Ti)，使温度传感器(103a或103b)兼用作温度测量单元(103)。
于是，由于存在温度传感器(103a或103b)兼用作温度测量单元(103)，所以无需设置专用于逆变器(140)的温度测量单元(103)。因此，能够进一步降低成本。
更为特殊地是，按照本发明的第三方面，用于测量电机部分(110)的发热部分温度的电机保护温度传感器(103a)，或用于测量压缩机(120)的制冷剂排放温度的排放温度传感器(103b)适于用作所述温度传感器(103a或103b)。
附带地，前述各个单元后面的括弧编号对应于后面要有描述的各实施例中所看到具体单元。
从下面给出的详细描述将使本发明应用的其它方面变得愈为清晰。应能理解，代表本发明优选实施例的详细描述和特殊举例，仅用以说明的目的，而非对本发明范围的限定。
图4A是表示图3中A/C指令信号的时序图；图4B是表示电机和压缩机工作的时序图；图4C是表示发动机负荷的时序图；图4D是表示逆变器温度的时序图；图5是表示第二实施例电动压缩装置一般结构的示意图；图6是表示图5的电动压缩装置中电机附近的外壳温度与逆变器温度之间关系的曲线；图7是表示第二实施例改型示例电动压缩装置一般结构的示意图；图8是表示图7的电动压缩装置中排放室附近的外壳温度与逆变器温度之间关系的曲线。
电动压缩机101具有电机部分110、压缩机部分120、外壳130和逆变器140。外壳130作为一个封装机壳，由电机机壳131、中间壳132和后壳133组成；所述外壳容纳电机部分110和压缩机部分120。逆变器140附着于外壳130的外表面上。
电机部分110具有被容纳在电机机壳131内的三相交流电机。电机的转轴与压缩机部分120相连。电机部分110受逆变器140输出的电能，如电流驱动。
压缩机部分120被容纳于所述中间壳132内，以与电机部分110驱动连接的方式被致动，将制冷循环系统中的制冷剂压缩至高温高压。所述中间壳132设有吸入口121，用以抽吸制冷剂。从吸入口121抽吸的低温低压制冷剂沿一U形湾流过电机机壳131中的电机部分110。于是，在工作室内受到压缩的制冷剂经设于后壳133内的排放室，从排放口(未示出)被排出。
逆变器140是公知的直流交流逆变单元，把从电池(未示出)来的直流逆变成交流。所述逆变器140还根据设在逆变器140自身内部的变换机构的接通-断开，改变给电机部分110的电流输出量。变换机构的输入端与所述电池及控制单元102相连，它的输出端与电机部分110相连。逆变器140被固定安装在电机机壳131的外表面上，并与制冷剂按U形湾流动的区域相应。
逆变器140的变换机构或所述变换机构的基板上设置温度传感器103，作为温度测量元件。由它出来的温度测量信号被输入给控制单元102中。
A/C指令信号、冷房的环境条件信号等都被输入所述控制单元102中。控制单元102根据这些信号调节逆变器140的输出电流，以控制电机部分110的驱动，也即压缩机部分120的工作。作为本发明的特征，根据来自逆变器140的温度传感器103的温度信号，电机部分110的驱动分别受到制冷循环系统的控制。后面将对此有详细的说明。
以下将描述具有上述机构之电动压缩装置100的工作过程。当收到A/C指令信号时，控制单元102从冷房的环境条件信号计算制冷循环系统的热负荷。然后，控制单元102根据该热负荷调节来自逆变器140的输出电流，以驱动电机部分110和致动压缩机部分120。通过吸入口121流入外壳130的低温低压制冷剂流过电机机壳131。由于制冷剂冷却电机部分110和逆变器140，所以电机部分110以及逆变器140二者均可适宜地免受热的损害。
另一方面，当A/C指令信号断开时，电机部分110停止工作，制冷剂也停止流动。一般地说，逆变器140附近的冷却状态被保持在压缩机部分120工作时由流过那里的制冷剂所带来的冷却状态。不过，当车辆在高负荷条件下被驱动时，比如在它以低速爬山、处于交通拥塞等时，发动机10或发动机隔舱的散热会使逆变器140的温度升高。在这些环境下，逆变器140的温度可能超过所能允许的温度。在本发明的电动压缩装置100中，即使在这样的情况下，也使这个温度受到控制，以保护逆变器140。以下将参照图3所示的控制流程图和图4所示的时序图，描述控制的细节。
参照图3，在步骤S100检测A/C指令信号的有无。如果存在所述A/C指令信号，则流程进到起始，像通常那样控制制冷剂循环系统。如果没有所述A/C指令信号，则在步骤S110判断逆变器140的温度Ti是否高于第一预定温度T1。所述第一预定温度T1相应于本发明的一个预定温度，被预定成为逆变器140的可允许温度上限。
如果在步骤S110温度Ti低于所述第一预定温度T1，则逆变器140未受到热损害，流程回到开始。另一方面，如果温度Ti高于所述第一预定温度T1，则在步骤S120，则与对制冷循环系统的控制分开，驱动电机部分110，使压缩机部分120被致动(参见图4B至4D)。
继而，在步骤S130，确定逆变器140的温度Ti是否变得低于第二预定温度T2，所述温度T2比第一预定温度T1低。如果温度Ti变得低于所述第二预定温度T2，则在步骤S140，电机部分110停止，以使压缩机部分120停止。当在步骤S130判断为“NO”时，则在步骤S120，电动压缩装置100继续工作。
如上所述，电机部分110根据逆变器140的温度Ti致动压缩机部分120。由于流动的制冷剂冷却逆变器140，所以，即使发动机10处于高负荷下，逆变器140也不会受到因周围环境温度升高所引起的热损害的影响。无需制作大的逆变器140或者使用具有高耐热性的逆变器，从而能够降低成本。(第二实施例)图5和6表示本发明第二实施例的电动压缩装置。在第二实施例的电动压缩装置中，与第一实施例相比，所述温度传感器有所改变。
在第二实施例中，制冷循环系统设有温度传感器103a，用以保护电机(下称电机温度传感器)。电机温度传感器103a测量电机部分110的温度。当电机部分110的温度超过预定的允许温度时，电机部分110的输出受到控制，以便保护电机部分110。电机温度传感器103a设置在电机机壳131中，电机部分110的热量产生部分最接近所述机壳。
在控制单元102中，存储有控制特性，所述控制特性表示在停止制冷循环系统时，也就是电机部分110停止时电机温度传感器103a测得的温度(电机附近的外壳温度)与逆变器140的温度Ti之间关系(参见图6)。
于是，把电机温度传感器103a测得的温度变换成逆变器140的温度Ti，就能够按第一实施例中所述的方式控制电机110。在这种情况下，电机温度传感器103a被用作温度测量传感器，从而无需设置专用的温度传感器103。相应地就能进一步降低成本。
在所述电动压缩装置100具有排放温度传感器103b，用以测量制冷剂排放温度的情况下，也可将排放温度传感器103b用作所述温度传感器，如图7所示。在这种情况下，事先就能像图6那样，确定如图8所示的排放温度与逆变器140的温度Ti之间的关系。根据所述关系得到逆变器140的温度Ti。所述排放温度传感器103b设在处于排放室附近的后壳133内，以测量制冷剂的排放温度。当所述排放温度超过预定的可允许温度时，电机部分110的输出受到控制，以保护流过制冷剂的橡胶管不因受热而退化。(其它实施例)在上述各实施例中，所述电动压缩装置100被安装在车载发动机的隔舱内，但并不限于安装在此。可将所述电动压缩装置安装在电力列车等的制冷循环系统内。
本发明的描述实质上仅为示例性的，因而各种改型均不偏离本发明的要旨，而在本发明的范围之内。这样的改型均不脱离本发明的精髓和范围。
权利要求
1.一种电动压缩装置，它包括电机部分，由逆变器输出的功率驱动；压缩机部分，用以压缩制冷循环系统中的制冷剂，所述压缩机部分由所述电机部分致动；控制单元，用以调节所述逆变器的输出功率，以控制电机部分的驱动；外壳，用以容纳所述电机部分和压缩机部分；所述逆变器被附于外壳的外表面上；温度测量单元，用以测量所述逆变器的温度；其中在所述制冷循环系统停止的状态中，当所述温度测量单元测得的所述逆变器温度超过预定温度时，所述控制单元驱动所述电机部分。
2.如权利要求1所述的电动压缩装置，其中所述外壳设有温度传感器，用以测量所述电机部分的温度或压缩机部分的温度；所述控制单元把所述温度传感器测得的温度转换成所述逆变器的温度，使所述温度传感器兼用作所述温度测量单元。
3.如权利要求2所述的电动压缩装置，其中，所述温度传感器是用于测量所述电机部分的发热部分温度的电机保护温度传感器，及用于测量所述压缩机部分的制冷剂排放温度的排放温度传感器中的任何一种。
全文摘要
一种电动压缩装置具有被容纳于外壳中的电机部分和压缩机部分，附着于外壳外表面上的逆变器以及用于测量逆变器温度的温度测量单元。在制冷剂循环系统停止的状态下，当温度测量单元测得的逆变器温度超过预定温度时，控制单元驱动电机部分。
文档编号F25B1/00GK1477354SQ0313305
公开日2004年2月25日 申请日期2003年7月23日 优先权日2002年8月5日
发明者竹本刚, 穗满敏伸, 伸 申请人:株式会社电装