CN113236564B - 用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，属于压缩机技术领域，方法包括在皮带轮和电机共用一组涡旋盘的双动力车用空调压缩机中，当使用以皮带轮为动力源的场景下，通过控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使电机定子对电机转子产生加强磁阻并产生磁阻扭矩，以阻止电机转子发生回转。

Description

用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法

技术领域

本发明涉及压缩机技术领域，具体说，涉及一种用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法。

背景技术

现有的燃油车的车用空调压缩机是通过皮带轮进行机械驱动，仅在发动机运行状态下才能工作；在驻车情况下，基于省油或者减少发动机噪音等需求将车辆熄火，从而导致了发动机停转情况下无法使用空调降温的问题。在现有技术中，存在采用在车内增加电动机传动与内燃机传动共用一副涡旋盘的双动力压缩机以解决上述问题。

现有技术中公开了带电双驱汽车空调压缩机减速离合机构与电机传动装置（申请号2020216552489）包括压缩机壳体，还包括皮带轮、端盖和设置在压缩机壳体内的行星齿轮减速器、棘轮离合器、电机以及涡旋式压缩机构；还包括用于控制皮带轮、电机以及涡旋式压缩机构的控制系统；其中，电机与行星齿轮减速器、棘轮离合器、压缩机主轴同轴心设置；皮带轮的输出端与压缩机主轴相连接；电机的输出端通过行星齿轮减速器、棘轮离合器、与压缩机主轴相连接。虽然通过电机和皮带轮共用同一个压缩机机构，但是仍然存在采用行星齿轮减速器、棘轮等复杂结构的传动结构，导致故障发生概率升高的弊端。仍然存在皮带轮驱动压缩机的过程中，电机的转子回转的问题。

因此，亟需一种防止电机转子回转的用于双动力压缩机的防止电机转子回转的控制方法，进一步使设计更加合理、故障率低、稳定性高、更加轻量化的双动力压缩机。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，该双动力压缩机在使用燃油发动机以皮带轮驱动的时候具有防止电机转子回转的特点。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于双动力压缩机的防电机转子回转控制方法，方法包括：

当双动力压缩机的电机驱动机构停止工作，当压缩机构通过燃油发动机通过轮带机构的皮带将动力传递至皮带轮使其转动，电磁离合器导通，电磁线圈产生将吸盘与皮带轮相吸合的电磁力，皮带轮通过电磁离合器带动旋转驱动轴转动，进而带动压缩机构旋转进行流体压缩；其中，所述压缩机构的输入端通过旋转驱动轴与电机驱动机构、轮带机构相连接；

通过控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使电机定子对电机转子产生加强磁阻，使所述电机定子对电机转子产生磁阻扭矩，以阻止电机转子发生回转。

进一步，优选的方法为，通过在电机转子内设置磁钢，使磁钢对电机定子内壁产生磁阻，以实现电机转子的回转阻力；其中，电机定子与压缩机壳体过盈配合，电机转子与轴承套的套筒部的外表面过盈配合。

进一步，优选的方法为，电机驱动机构通过传动组件与旋转驱动轴相连接；传动组件包括套接在旋转驱动轴上的单向轴承、轴承套和滚针轴承；

其中，轴承套包括套筒部和直径大于套筒部的台阶部；套筒部具有外表面和内表面；电机驱动机构的输出端与套筒部的外表面相连接；旋转驱动轴通过滚针轴承与套筒部的内表面滚动连接；台阶部和套筒部的交界处形成用于抵接所述单向轴承的环状的台阶面；单向轴承的内圈与旋转驱动轴固定连接，单向轴承的外圈与台阶部固定连接。

进一步，优选的方法为，压缩机构包括动涡旋盘和静涡旋盘，静涡旋盘与端盖固定连接，静涡旋盘与动涡旋盘啮合，动涡旋盘与旋转驱动轴相连接，旋转驱动轴穿过支撑轴承与传动组件相连接，端盖、静涡旋盘以及与支撑轴承对应设置的轴承座形成压缩腔；

其中，在轴承座与动涡旋盘之间的滑道中，设置有防自转机构。

进一步，优选的方法为，在压缩机壳体与端盖之间，设置有密封圈。

进一步，优选的方法为，轮带机构套接在包覆有压缩机壳体的旋转驱动轴上，压缩机壳体与旋转驱动轴滚动连接，轮带机构包括皮带轮和用于控制皮带轮转动的电磁离合器。

进一步，优选的方法为，电磁离合器为摩擦式电磁离合器，包括吸盘、用于控制吸盘与皮带轮吸合或者分离的电磁线圈和弹性元件；其中，

皮带轮通过轮带轴承与压缩机壳体滚动连接，电磁线圈设置在皮带轮和压缩机壳体之间，在皮带轮的轮轴平行方向设置有吸盘，旋转驱动轴通过弹性元件与吸盘相连接。

如上所述，本发明的一种用于双动力压缩机的防电机转子回转控制方法，通过采用控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使电机定子对电机转子产生加强磁阻进而产生磁阻扭矩，以阻止电机转子发生回转。

其有益效果如下：

1）将燃油车空调压缩机的驱动模式由燃油车发动机驱动转换为电机驱动和燃油发动机驱动两种方式自由切换，在实现两种驱动方式的基础上，进一步实现了皮带轮驱动压缩机场景下，达到防止电机转子回转造成的电机控制器因为反电动势冲击损伤的技术效果，同时也避免了电机转子里面有永磁体产生磁阻扭矩，而损耗燃油发动机功耗的技术效果；

2）通过采用轴承套以及单向轴承，实现了两种驱动方式的独立运作。利用单向轴承作为超越离合器，避免了采用皮带轮驱动时电机转子转动，进而避免了额外能量损耗，实现带轮动力利用的最大化。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1是本发明的一个实施例所述的双动力压缩机的结构示意图；

图2是本发明的一个实施例所述的压缩机构的结构示意图；

图3是本发明的一个实施例所述的传动组件的结构示意图；

图4是本发明的一个实施例所述的单向轴承的结构示意图；

图5是本发明的一个实施例所述的轮带机构的结构示意图；

图6是本发明的一个实施例所述的用于双动力压缩机的防止转子回转控制方法的结构示意图。

其中，1、压缩机壳体；2、轮带机构；3、涡旋式压缩机构；4、端盖；5、电机驱动机构；6、传动组件；

21、皮带轮；22、电磁离合器；221、吸盘；222、电磁线圈；223、弹性元件；224、螺母；225、轮带轴承；31、动涡旋盘；32、静涡旋盘；33、旋转驱动轴；331、末端轴承；332、轴封；34、支撑轴承；35、轴承座；36、防自转机构；37、吸气口；38、排气口；39、主平衡块；51、电机定子；52、电机转子；53、磁钢；61、单向轴承；611、内圈；612、外圈；62、轴承套；621、套筒部；622、台阶部；623、台阶面；63、滚针轴承。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、 “横向”、 “上”、“下”、“前端”、“末端”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、 “轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

现有的双动力压缩机包括压缩机壳体、皮带轮、端盖和设置在压缩机壳体内的行星齿轮减速器、棘轮离合器、电机以及涡旋式压缩机构；其中，皮带轮经传动皮带连接至燃油发动机的输出轴，皮带轮的输出端与压缩机主轴相连接，电机的输出端通过行星齿轮减速器与压缩机主轴相连接，传动机构的稳定性有待提高。本发明的一种用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法通过设置单向轴承作为单向离合器的方式实现电机传动和轮带传送共同使用同一副涡旋盘。在轮带带动偏心的旋转驱动轴对涡旋盘做功时，利用单向轴承的超越离合特性使电机转子实现静止；通过控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使电机定子对电机转子产生加强磁阻，使所述电机定子对电机转子产生磁阻扭矩，以阻止电机转子发生回转的技术效果。

下面将参照附图对本发明的各个实施例进行详细描述。

图1双动力压缩机的结构进行了示例性的描述，图1为本发明的一个实施例所述的双动力压缩机的结构。如图1所示，双动力压缩机包括压缩机壳体1、轮带机构2、端盖4和设置在压缩机壳体1内的借助旋转运动来压缩流体的压缩机构3、连接在压缩机构上的旋转驱动轴33以及贯穿在旋转驱动轴33上的电机驱动机构5。压缩机构通过旋转驱动轴33穿过电机驱动机构5与轮带机构2相连接；其中，电机驱动机构5通过包括单向轴承61和轴承套62的传动组件6与旋转驱动轴33相连接。具体地说，压缩机构为涡旋式压缩机，该双动力压缩机被设置在空调系统中的流体压缩式制冷回路中，对制冷剂进行压缩。作为偏心主轴的旋转驱动轴33的前端插入涡旋式压缩机的动涡旋盘中，与动涡旋盘的输入端相连接。需要说明的是，在具体的实施过程中，压缩机可以为涡旋压缩机构，也可以为离心压缩机构或轴流压缩机构；另外，在本实施例中，压缩机构、连接在压缩机构上的旋转驱动轴33以及贯穿在旋转驱动轴33上的电机驱动机构5依次设置在压缩机壳体1内，在具体的实施过程中，具体位置不做限制。

图2对双动力压缩机的压缩机构进行了示例性的描述，图2为本发明的一个实施例所述的双动力压缩机的压缩机构的结构。如图2所示，压缩机构包括动涡旋盘31和静涡旋盘32，静涡旋盘32与端盖4固定连接，静涡旋盘32与动涡旋盘31啮合，动涡旋盘31与旋转驱动轴33相连接，旋转驱动轴33穿过支撑轴承34与传动组件6相连接，端盖4、静涡旋盘32以及与支撑轴承34对应设置的轴承座35形成压缩腔。压缩机机壳1的上部设置有吸气口37和排气口38。为了进一步保证压缩机构的运行，涡旋盘中还设置有阀片和主平衡块39，其中，主平衡块39可以补正偏心的旋转驱动轴33的旋转不平衡。具体地说，端盖与静涡旋盘固定连接，而动涡旋盘与静涡旋盘啮合，轴承座与端盖、静涡旋盘形成半封闭空间。旋转驱动轴分别通过支撑轴承和轴承座进行支撑连接后，通过关节头以及轴承与动涡旋盘连接。

在一个具体的实施例中，为了进一步提升压缩机构的稳定性，在轴承座35与动涡旋盘之间的滑道中，设置有防自转机构36。具体地说，防自转机构36为十字滑环，也可以弹子盘式或者销柱式等，在此不做具体的限定。

以实现动涡旋盘31不进行自转仅进行公转。动涡旋盘随着防自转机构36做平移运动，各压缩室的容积不断发生变化，进而实现吸入及压缩气体的动作。

图3对双动力压缩机的传动组件进行了示例性的描述，图3为本发明的一个实施例所述的传动组件的结构。如图3所示，电机驱动机构5包括电机定子51和内置磁钢53的电机转子52，电机定子51与压缩机壳体1过盈配合，电机转子52与轴承套62的套筒部621的外表面过盈配合。电机定子和电机转子组合从而构成电机驱动机构，当以电机驱动的时候，电机转子52与旋转驱动轴33一体旋转。

首先，通过控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使电机定子对电机转子产生加强磁阻。其中，控制器为控制永磁电机的电路。总之，在皮带轮和电机共用一组涡旋盘的双动力车用空调压缩机中，当使用以皮带轮为动力源的场景下，控制器对电机驱动机构的电机转子实施制动，以实现电机转子相对于电机定子有磁阻扭矩的技术效果。

在一个具体的实施例中，通过电机转子52内置磁钢53，使磁钢对电机定子内壁产生磁阻，以实现电机转子的回转阻力。具体地说，使磁钢对电机定子内壁本身固有的特性产生一定的磁阻，电机转子本身具有一定的回转阻力。

具体地说，传动组件6还包括滚针轴承63，单向轴承61、滚针轴承63和轴承套62依次套接在旋转驱动轴33上。其中，轴承套62包括套筒部621和直径大于套筒部621的台阶部622；套筒部621具有外表面和内表面；电机驱动机构5的输出端与套筒部621的外表面相连接；旋转驱动轴33通过滚针轴承63与套筒部621的内表面滚动连接；台阶部622和套筒部621的交界处形成用于抵接单向轴承61的环状的台阶面623。

具体地说，同轴地设置套筒部和台阶部；其中，套筒部的直径较小，而台阶部的直径较大，也就是说轴承套62自靠近电机驱动机构的一端至远离电机驱动机构的一端，为直径渐扩的台阶式套筒结构。在具体的实施过程中，轴承套分别装入单向轴承和滚针轴承，前端的外侧套接有转子。虽在实施过程中，滚针轴承和支撑轴承作为滑动轴承，不过并不局限于此，也可以采用例如滚动轴承、深沟球轴承或者轴瓦等。另外，台阶面为环状。需要说明的是，在本实施例中，传动组件设置为上述结构，在具体的实施过程中，也可以根据具体的应用场景设定为，通过两端各自设置一个小号单向轴承替代目前的滚针轴承；另外，单向轴承也可以采用单向滚针轴承进行替代；对于具体的实现方式，并不进行限定。

通过上述轴承套的设计结构，既可以实现单向轴承与旋转驱动轴的固定连接，滚针轴承与轴承套的滚动连接以及电机转子与轴承套外壁的固定连接，进而在实现电机转子与电机定子轴向相对位置的定位作用的基础上，还可以达到在电机运转过程中，保持电机转子与电机定子间的气隙相对均匀的技术效果；而且具有设计合理，结构稳定，减少占用安装空间的技术效果。

图4对双动力压缩机的单向轴承进行了示例性的描述，图4为本发明的一个实施例所述的单向轴承的结构。如图4所示，单向轴承包括内圈611和外圈612；单向轴承61的内圈611与旋转驱动轴33固定连接，单向轴承的外圈612与台阶部622固定连接。需要说明的是，单向轴承与旋转驱动轴的连接方式可以为键连接、过盈连接等；充分利用了单向轴承内圈转动而外圈不转状态下的超越离合特性，以及在外圈旋转状态下的逆止锁定特性。

具体的说，在轮带带动偏心的旋转驱动轴对涡旋盘做功时，利用单向轴承的超越离合特性使电机转子实现静止；当轮带停止时，电机的转子旋转使单向轴承逆止锁定旋转驱动轴，从而带动旋转驱动轴对涡旋盘做功，达到了进一步提升双动力压缩的运行稳定性的技术效果。

图5对双动力压缩机的轮带机构进行了示例性的描述，图5为本发明的一个实施例所述的轮带机构的结构。如图5所示，轮带机构2套接在包覆有压缩机壳体1的旋转驱动轴33上，压缩机壳体1与旋转驱动轴33滚动连接，轮带机构2包括皮带轮21和用于控制皮带轮21转动的电磁离合器22。通过电磁离合器22控制轮带的转动开启与关闭。

具体地说，电机驱动机构的电机定子固定在压缩机壳体的内部，在电机定子结构的靠近轮带机构的一端，压缩机壳体包覆在旋转驱动轴的外侧。压缩机壳体通过套接在压缩机壳体上的轮带轴承225与轮带机构2实现连接。而在压缩机壳体1的内部，旋转驱动轴贯33穿过轴封332与末端轴承331，实现与其外侧的压缩机壳体的滚动连接。在压缩机壳体1与端盖4之间，设置有密封圈，通过压缩机壳体与端盖结合，形成压缩机的外部壳体结构。

在一个具体的实施例中，电磁离合器22为摩擦式电磁离合器，包括吸盘221、用于控制吸盘221与皮带轮21吸合或者分离的电磁线圈222和弹性元件223；其中，皮带轮21通过轮带轴承225与压缩机壳体1滚动连接，电磁线圈222设置在皮带轮21和壳体1之间，在皮带轮21的轮轴平行方向设置有吸盘221，旋转驱动轴33通过弹性元件223与吸盘221相连接。具体的说，电磁离合器22设置在旋转驱动轴的靠近轮带机构的末端；弹性元件的一端与旋转驱动轴通过螺母224连接，弹性元件的另一端连接有吸盘。通过控制电磁线圈的通电与否，进而控制轮带动力的结合与分离。

本发明还包含一种用于双动力压缩机的防止电机转子回转的控制方法。

图6对用于双动力压缩机的防止电机转子回转的控制方法的原理进行了描述，图6是一个实施例所述的用于双动力压缩机的防止电机转子回转的控制方法的原理示意图，如图6所示，方法包括：

S610、当双动力压缩机的电机驱动机构停止工作，当压缩机构通过燃油发动机通过轮带机构的皮带将动力传递至皮带轮使其转动，电磁离合器导通，电磁线圈产生将吸盘与皮带轮相吸合的电磁力，皮带轮通过电磁离合器带动旋转驱动轴转动，进而带动压缩机构旋转进行流体压缩；其中，所述压缩机构的输入端通过旋转驱动轴与电机驱动机构、轮带机构相连接；

S620、通过控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使电机定子对电机转子产生加强磁阻并产生磁阻扭矩，以阻止电机转子发生回转。

在轮带带动偏心的旋转驱动轴对涡旋盘做功时，单向轴承内圈转动而外圈不转状态下发挥其超越离合特性，使电机转子实现静止；并通过控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使所述电机定子对电机转子产生磁阻扭矩，以阻止电机转子发生回转。当轮带停止时，电机转子旋转使单向轴承逆止锁定旋转驱动轴，从而带动旋转驱动轴对涡旋盘做功，达到了进一步提升双动力压缩装置的运行稳定性的技术效果。

本发明的一种用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，通过采用控制器控制电机定子三相线中的任意两相或者三相导通，使所述电机定子对所述电机转子产生加强磁阻并产生磁阻扭矩；另外，通过在电机转子内设置磁钢，使磁钢对电机定子内壁产生磁阻，以增大电机转子的回转阻力；达到了在双动力压缩机中，有效阻止电机转子发生回转的技术效果。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但应注意，在不背离权利要求限定的本发明的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的结构，权利要求的组成元件可以用任何功能等效的元件替代。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (6)

1.一种用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，其特征在于，方法包括：

当双动力压缩机的电机驱动机构停止工作，当压缩机构通过燃油发动机通过轮带机构的皮带将动力传递至皮带轮使其转动，电磁离合器导通，电磁线圈产生将吸盘与皮带轮相吸合的电磁力，皮带轮通过电磁离合器带动旋转驱动轴转动，进而带动压缩机构旋转进行流体压缩；其中，所述压缩机构的输入端通过旋转驱动轴与电机驱动机构、轮带机构相连接；所述电机驱动机构通过传动组件与所述旋转驱动轴相连接；所述传动组件包括套接在所述旋转驱动轴上的单向轴承、轴承套和滚针轴承；轴承套自靠近电机驱动机构的一端至远离电机驱动机构的一端，为直径渐扩的台阶式套筒结构；轴承套包括套筒部和直径大于套筒部的台阶部；套筒部具有外表面和内表面；电机驱动机构的输出端与套筒部的外表面相连接；旋转驱动轴通过滚针轴承与套筒部的内表面滚动连接；台阶部和套筒部的交界处形成用于抵接单向轴承的环状的台阶面；单向轴承包括内圈和外圈；单向轴承的内圈与旋转驱动轴固定连接，单向轴承的外圈与台阶部固定连接；

通过控制器控制电机定子三相线中的三相导通，使电机定子对电机转子产生加强磁阻并产生磁阻扭矩，以阻止电机转子发生回转。

2.根据权利要求1所述的用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，其特征在于，

通过在所述电机转子内设置磁钢，使所述磁钢对电机定子内壁产生磁阻，以实现所述电机转子的回转阻力；

其中，所述电机定子与压缩机壳体过盈配合，所述电机转子与所述轴承套的套筒部的外表面过盈配合。

3.根据权利要求1所述的用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，其特征在于，所述压缩机构包括动涡旋盘和静涡旋盘，所述静涡旋盘与端盖固定连接，所述静涡旋盘与所述动涡旋盘啮合，所述动涡旋盘与所述旋转驱动轴相连接，所述旋转驱动轴穿过支撑轴承与所述传动组件相连接，所述端盖、所述静涡旋盘以及与所述支撑轴承对应设置的轴承座形成压缩腔；

其中，在所述轴承座与所述动涡旋盘之间的滑道中，设置有防自转机构。

4.根据权利要求1所述的用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，其特征在于，

在压缩机壳体与端盖之间，设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，其特征在于，所述轮带机构套接在包覆有压缩机壳体的旋转驱动轴上，所述压缩机壳体与所述旋转驱动轴滚动连接，所述轮带机构包括皮带轮和用于控制所述皮带轮转动的电磁离合器。

6.根据权利要求5所述的用于双动力压缩机的防止电机转子回转控制方法，其特征在于，所述电磁离合器为摩擦式电磁离合器，包括吸盘、用于控制所述吸盘与所述皮带轮吸合或者分离的电磁线圈和弹性元件；其中，

所述皮带轮通过轮带轴承与所述压缩机壳体滚动连接，所述电磁线圈设置在所述皮带轮和所述压缩机壳体之间，在所述皮带轮的轮轴平行方向设置有所述吸盘，所述旋转驱动轴通过弹性元件与吸盘相连接。