BRPI0721859A2

BRPI0721859A2 - sistema de fonte de energia de refrigeraÇço màvel hÍbrido em sÉrie e sistema de refrigeraÇço de transporte elÉtrico usado para refrigerar uma caixa de reboque

Info

Publication number: BRPI0721859A2
Application number: BRPI0721859-1A
Authority: BR
Inventors: John R Reason; Nader S Awwad
Original assignee: Carrier Corp
Priority date: 2007-07-06
Filing date: 2007-07-06
Publication date: 2013-03-05
Also published as: EP2174078A1; CN101688709A; WO2009008859A1; US20110000244A1

Abstract

SISTEMA DE FONTE DE ENERGIA DE REFRIGERAÇçO MàVEL HÍBRIDO EM SÉRIE E SISTEMA DE REFRIGERAÇçO DE TRANSPORTE ELÉTRICO USADO PARA REFRIGERAR UMA CAIXA DE REBOQUE. Um sistema de fonte de energia híbrido em série para um sistema de refrigeração de caixa de reboque é descrito. O sistema de refrigeração da caixa de reboque pode usar ou um motor AC ou DC para energizar o compressor. O alternador do sistema de energia produz a energia para energizar cargas do sistema de refrigeração.

Description

SISTEMA DE FONTE DE ENERGIA DE REFRIGERAÇÃO MÓVEL HÍBRIDO EM SÉRIE E SISTEMA DE REFRIGERAÇÃO DE TRANSPORTE ELÉTRICO USADO PARA REFRIGERAR UMA CAIXA DE REBOQÜE

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

A invenção se refere geralmente ao campo de sistemas de refrigeração de

transporte. Mais especificamente, a invenção se refere aos sistemas de refrigeração de transporte que empregam uma fonte de energia híbrida em série produzindo a corrente contínua (DC) para energizar ou o motor do compressor de corrente alternada (AC) ou de DC.

Os sistemas de refrigeração de transporte tais como aqueles usados em

caminhões com reboque, empregam tipicamente um compressor acionado pelo eixo acoplado mecanicamente ou um compressor acionado por motor elétrico. No esquema mecânico, um motor tal como um a diesel é acoplado diretamente ou indiretamente ao compressor de refrigeração. O motor também pode acionar os ventiladores do condensador de refrigeração, ventiladores do evaporador, e outros componentes através de acionamentos mecânicos adicionais usando polias, correias V e semelhantes.

Para sistemas de refrigeração mecânicos, a energia elétrica é limitada. Geralmente, a única energia disponível é 12 VDC que está disponível a partir da bateria do motor do sistema de refrigeração. Esta baixa voltagem pode ser usada para fornecer a energia para a iluminação dentro de uma caixa de reboque ou para um mecanismo de porta de elevação.

No esquema elétrico, o motor é acoplado a um alternador que fornece energia de AC monofásica ou polifásica para todas as cargas de refrigeração. As cargas de refrigeração incluem tipicamente um motor do compressor, motores de ventilador do condensador, motores do ventilador do evaporador, aquecedores de degelo elétricos, e outras cargas elétricas.

O que é desejado é um sistema que forneça DC para energizar cargas DC e AC.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os inventores descobriram que para sistemas de refrigeração de transporte elétricos, uma distribuição de DC para os motores de DC fornece o controle de velocidade do motor mais barato do que os motores de AC, um barramento de distribuição de carga mais barato já que o número de condutores é reduzido em comparação aos sistemas AC polifásicos, assim como o número de pólos do contator, e a simplicidade inerente na compreensão dos sistemas de DC. Um sistema de fonte de energia híbrido em série que usa um barramento de

distribuição de DC é ensinado para um sistema de refrigeração da caixa de reboque. O sistema de refrigeração da caixa de reboque pode usar um motor de DC ou um motor de AC para energizar seu compressor associado. O alternador híbrido em série produz a energia que é retificada em onda cheia para cargas do sistema de refrigeração de DC.

Um aspecto da invenção fornece um sistema de fonte de energia de refrigeração móvel híbrido em série para um sistema de refrigeração de transporte elétrico que refrigera uma caixa de reboque. Os sistemas de acordo com este aspecto da invenção compreendem um motor acoplado a um alternador para fornecer uma saída da corrente alternada, uma ponte do retificador acoplada à saída do alternador para converter a corrente alternada em corrente contínua, um barramento de distribuição acoplado à ponte do retificador para a distribuição da corrente contínua a uma pluralidade de cargas de sistema de refrigeração móvel, e um motor do compressor de corrente contínua acoplado eletricamente ao barramento de distribuição usando um contator como um dispositivo de comutação para energizar o motor do compressor pela demanda de resfriamento.

Outro aspecto da invenção fornece um sistema para fornecer energia elétrica para um sistema de refrigeração de transporte elétrico usado para refrigerar uma caixa de reboque. Os sistemas de acordo com este aspecto da invenção compreendem um motor acoplado a um alternador para fornecer uma saída da corrente alternada, uma ponte do retificador acoplada à saída do alternador para converter a corrente alternada em corrente contínua, um barramento de distribuição acoplado à ponte do retificador para a distribuição da corrente contínua para uma pluralidade de cargas, um contator do motor do compressor acoplado ao barramento de corrente contínua, um inversor acoplado ao contator do motor do compressor para inverter a corrente contínua para uma corrente alternada fornecida ao motor do compressor quando necessário pela demanda de resfriamento.

Os detalhes de uma ou várias modalidades da invenção são determinados nos

desenhos de acompanhamento e na descrição abaixo. Outras características, objetos, e vantagens da invenção serão aparentes a partir da descrição e dos desenhos, e das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A FIG. 1 é um diagrama esquemático exemplar para um alternador de AC híbrido

em série produzindo a DC para energizar um motor do compressor de DC para um sistema de refrigeração da caixa de reboque.

A FIG. 2 é um diagrama esquemático exemplar para um alternador de AC híbrido em série produzindo a DC para energizar um motor do compressor de AC para um sistema de refrigeração da caixa de reboque.

DESCRIÇÃO DETALHADA As modalidades da invenção serão descritas em referência às figuras de acompanhamento do desenho onde números iguais representam elementos iguais por a descrição. Além disso, deve ser compreendido que a fraseologia e terminologia usadas aqui são com a finalidade da descrição e não devem ser consideradas como limitantes. O uso de "incluindo", "compreendendo," ou de "tendo" e de variações do mesmo deve ser entendido por abranger os artigos listados depois disso e equivalentes dos mesmos assim como artigos adicionais. Os termos "montado", "conectado", e "acoplado" são usados amplamente e abrangem tanto a montagem, conexão e acoplamento diretos e indiretos. Ainda, "conectado" e "acoplado" não são restringidos às conexões ou acoplamentos físicos ou mecânicos.

É mostrada na FIG. 1 uma primeira modalidade 101 de um sistema de distribuição de energia de DC híbrido em série para uma unidade de refrigeração móvel. Em uma configuração híbrida em série, um motor a gasolina ou diesel 103 giram um alternador síncrono 105 para gerar a energia para um motor elétrico 107 que opera um compressor 109 para o sistema de refrigeração móvel. O motor 103 nunca energiza diretamente o compressor 109.

O alternador 105 gera uma voltagem em uma freqüência 111 que varia linearmente com a velocidade angular do motor 103. A velocidade 113 do motor 103 pode ser desregulada ou regulada usando um regulador do motor (não mostrado). Em uma modalidade preferida, o sistema é projetado para funcionar em uma pluralidade de velocidades do motor 113, a seleção da qual é determinada por um controlador para atender as condições exigidas do espaço refrigerado.

O alternador 105 pode produzir a AC monofásica ou polifásica e é usado para fornecer a energia para o motor de acionamento 107 do compressor 109, e pode energizar os motores do ventilador do condensador, os motores do ventilador do evaporador energizados eletricamente, elementos do aquecedor de serpentina, aquecedores da bobina do evaporador, e um hospedeiro de dispositivos de controle elétricos e eletrônicos tais como uma válvula solenóide de modulação de sucção, um módulo de teclado de exposição, e semelhantes (não mostrado). A estrutura da unidade do alternador acionado por motor montado integralmente

105 é pequena para permitir que seja acoplado facilmente diretamente ao eixo de acionamento de um motor 103. Em conseqüência, um único eixo de acionamento giratório que é comum ao alternador 105 e ao motor 103 permite que o alternador 105 e o motor 103 sejam configurados para funcionar como uma única unidade montada unitária. O motor 103 pode ser coaxialmente acoplado ao alternador 105, ou pode ser acoplado usando um dispositivo de transmissão de energia intermediário. Os vários tipos de mecanismos de acionamento mecânicos incluindo trens de engrenagem e outros dispositivos de acionamento mecânicos conhecidos podem ser usados.

Acoplado à saída do alternador 105 está um retificador de ponte 115 para as saídas do alternador monofásico 103 e/ou uma ponte de diodo polifásica 115 para as saídas do alternador polifásico 103. Um retificador da ponte (ponte de diodo) é um arranjo de diodos conectados em um circuito de ponte que fornece a mesma polaridade da voltagem de DC de saída para qualquer polaridade de voltagem AC de entrada. A ponte do retificador fornece a retificação em onda cheia de uma entrada de AC monofásica ou polifásica.

A DC retificada é produzida a partir do retificador 115 em um barramento de

distribuição 117 para a energia de distribuição para todas as cargas alimentadas de DC. Toda as cargas de DC principais acopladas ao barramento através dos contatores de pólo únicos ou duplo (relês) 119 controlados pelo controlador do sistema de refrigeração (não mostrado). Os contatores 119 atuam como uma DC de acoplamento de comutação 121 distribuída pelo barramento 117 para as cargas de DC tais como o motor 107 do compressor 109 dependendo da demanda de resfriamento.

Na modalidade alternativa 201 mostrada na FIG. 2, o sistema de refrigeração usa um motor de AC 203 para o compressor 109. A saída de DC retificada a partir dos retificadores 115 é distribuída através de um barramento 117. A DC é invertida usando um inversor 205 que é acoplado ao motor de AC. O motor de AC pode ser uma máquina de indução ou um motor síncrono.

Os motores do compressor do sistema de refrigeração da caixa de reboque elétricos típicos exigem o 3φ 460 Vac. Após a inversão, a voltagem pode ser baixada ou aumentada usando transformadores para as cargas elétricas funcionando em potenciais diferentes. Os conversores de DC-DC podem ser usados para abaixar ou elevar a voltagem de saída do alternador 105. As cargas auxiliares energizadas pelo sistema de refrigeração podem ser selecionadas para o uso com a voltagem de saída gerada, por exemplo, 460 Vac, ou podem ser usadas com um dispositivo de conversão de voltagem.

Uma ou várias modalidades da presente invenção foram descritas. Não obstante, compreender-se-á que várias modificações podem ser feitas sem sair do espírito e do escopo da invenção. Dessa forma, outras modalidades estão dentro do escopo das seguintes reivindicações.

Claims

1. Sistema de fonte de energia de refrigeração móvel híbrido em série, caracterizado pelo fato de compreender: um motor acoplado a um alternador, o alternador configurado para fornecer uma saída de corrente alternada; uma ponte do retificador acoplada à saída do alternador, a ponte do retificador configurada para converter a corrente alternada em corrente contínua; um barramento de distribuição acoplado à ponte do retificador para distribuir a corrente contínua para uma pluralidade de cargas de sistema de refrigeração móvel; e um motor do compressor de corrente contínua acoplado eletricamente ao barramento de distribuição usando um contator como um dispositivo de comutação, o contator energiza o motor do compressor quando necessário pela demanda de resfriamento da refrigeração.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor é um motor a gasolina.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor é um motor a diesel.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alternador produz AC monofásica.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alternador produz AC polifásica.

6. Sistema de refrigeração de transporte elétrico usado para refrigerar uma caixa de reboque, caracterizado pelo fato de compreender: um motor acoplado a um alternador, o alternador configurado para fornecer uma saída de corrente alternada; uma ponte do retificador acoplada à saída do alternador, a ponte do retificador configurada para converter a corrente alternada em corrente contínua; um barramento de distribuição acoplado à ponte do retificador para distribuir a corrente contínua para uma pluralidade de cargas de sistema de refrigeração de transporte elétrico; um inversor acoplado ao barramento de corrente contínua, o inversor configurado para inverter a corrente contínua em corrente alternada; e um motor do compressor de corrente alternada acoplado eletricamente ao inversor usando um contator como um dispositivo de comutação, o contator energiza o motor do compressor quando necessário pela demanda de resfriamento da refrigeração.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o motor é um motor a gasolina.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o motor é um motor a diesel.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o alternador produz a AC monofásica.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o alternador produz a AC polifásica.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um único eixo de acionamento giratório comum ao alternador e ao motor.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ainda compreender um único eixo de acionamento giratório comum ao alternador e ao motor.