CN208291228U - 一种机车空调设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种机车空调设备，包括空调主体，以及为空调主体提供动力的空调动力装置，其中，空调动力装置包括三相永磁电机、逻辑变换机构和压缩机；逻辑变换机构与三相永磁电机相连，用于将机车直流电源变换成驱动三相永磁电机的三相电源；压缩机与三相永磁电机相连，三相永磁电机用于驱动压缩机为空调主体输出稳定动力。本申请提供的机车空调设备，故障率低，配置简单，极大地节约了制造成本。

Description

一种机车空调设备

技术领域

本申请涉及机车装备技术领域，特别是涉及一种机车空调设备。

背景技术

目前，铁路机车司机室的空调设备，大多数采用两种供电方式：采用DC110V直流供电电源经过逆变器逆变后为机车空调设备提供AC380V交流电，或采用主变压器通过电源屏输出的AC380V交流电为机车空调设备供电。

然而，若采用逆变器的方法，由于机车上的DC110V直流供电系统中，不可避免地存在许多难以去除、功率较强、频谱复杂的杂波电磁干扰信号，这些强功率的杂波电磁干扰信号会干扰影响逆变器控制电路的正常工作逻辑，轻则导致逆变器无法正常工作，重则导致逆变器的损毁。

若采用电源屏输出的方法，由于铁路接触网供电的分相绝缘，使得每当机车行驶到分相绝缘区时，空调就会断电停机一次，而进入下一个送电区段时，空调再重新启动。这种频繁启停的空调设备，造成空调故障率颇高。因此现有的机车空调设备，为解决电源供电的问题，必须配置极为复杂的电源设备。

因此，如何在简化机车空调设备的复杂程度的同时，减少空调故障率成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种机车空调设备，故障率低，配置简单，极大地节约了制造成本。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种机车空调设备，其特征在于，包括空调主体，以及为所述空调主体提供动力的空调动力装置，其中，所述空调动力装置包括三相永磁电机、逻辑变换机构和压缩机；

所述逻辑变换机构与所述三相永磁电机相连，用于将机车直流电源变换成驱动所述三相永磁电机的三相电源；

所述压缩机与所述三相永磁电机相连，所述三相永磁电机驱动所述压缩机为所述空调主体输出稳定动力。

优选的，所述逻辑变换机构包括MPU控制器和与所述MPU控制器电气连接的逻辑执行部件；

所述MPU控制器接收机车直流电源，用于控制所述逻辑执行部件；

所述逻辑执行部件用于执行机车直流电源的逻辑变换。

优选的，所述逻辑执行部件是IGBT部件。

优选的，所述三相永磁电机是三相永磁无刷直流电动机。

优选的，所述三相永磁无刷直流电动机的相位是70V到140V。

优选的，所述三相永磁无刷直流电动机的相位是105V。

优选的，还包括可根据室内温度自动调控温度的温控装置。

进一步的，所述温控装置包括设置在机车室内的温度感应机构，以及与所述温度感应机构电气连接的温度控制机构；所述温度控制机构与所述空调本体电气连接，用于控制所述空调本体的制冷或制热温度。

优选的，还包括设置在空调主体底部的电控百叶窗。

优选的，还包括与所述压缩机电气连接的冷却风扇和循环风扇。

本实用新型提供的一种机车空调设备，包括空调主体，以及为空调主体提供动力的空调动力装置，其中，空调动力装置包括三相永磁电机，逻辑变换机构和压缩机，因此，逻辑变换机构可将机车直流电源变换成三相电源，进而三相电源驱动三相永磁电机带动压缩机输出动力。由于直流电源经过逻辑变换机构的变换和过滤，杂波较少，使得输出的三相电源较稳定，进而三相永磁电机带动压缩机输出稳定动力，使得空调主体可以稳定工作，并且逻辑变换机构结构简单，制造成本低，因此，空调不仅可以稳定工作，并且结构简单，极大的降低了制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的机车空调设备的逻辑示意图；

图2为本实用新型实施例提供的机车空调设备的布局示意图；

图3为本实用新型实施例提供的机车空调设备的逻辑变换机构的电路示意图；

图4为本实用新型实施例提供的机车空调设备的三相永磁电机与压缩机的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本实用新型实施例提供的一种机车空调设备，如图1所示，包括空调主体1，以及为空调主体1提供动力的空调动力装置，其中，空调动力装置包括三相永磁电机2、逻辑变换机构3和压缩机4；

逻辑变换机构3与三相永磁电机2相连，用于将机车直流电源变换成驱动三相永磁电机2的三相电源；

压缩机4与三相永磁电机2相连，三相永磁电机2用于驱动压缩机4为空调主体1输出稳定动力。

具体的，逻辑变换机构3可将机车直流110V电源变换成三相电源，进而三相电源驱动三相永磁电机2带动压缩机4输出电源。由于直流电源经过逻辑变换机构3的变换和过滤，杂波较少，使得输出的三相电源较稳定，进而三相永磁电机2带动压缩机4输出稳定动力，使得空调主体1可以稳定工作，并且逻辑变换机构3结构简单，制造成本低，因此，空调不仅可以稳定工作，并且结构简单，极大的降低了制造成本。

其中，如图2所示，空调主体1包括电机11、与电机11连接的室内风机12和室外风机13、与压缩机4连通的蒸发器14和冷凝器15，而逻辑变换机构3设置在空调主体1内的电气盒中，三相永磁电机2和压缩机4同样设置在空调主体1内。

在实际运用中，可采用DC110V空调压缩机，其系统内没有逆变环节，也不存在过分相的断电情况，并且可采用旋转压缩机减小启动电流的冲击，使机车空调设备可以达到家用空调的可靠水平。

优选的，逻辑变换机构3包括MPU控制器31和与MPU控制器31电气连接的逻辑执行部件32；

MPU控制器31接收机车直流电源，用于控制逻辑执行部件32；

逻辑执行部件32用于执行机车直流电源的逻辑变换。

其中，逻辑执行部件32是IGBT部件。

具体的，IGBT部件可执行电源的逻辑转换操作，MPU控制器31可控制IGBT部件对机车直流电源逻辑转换为三相电源，三相电源进而驱动三相永磁电机2进行运作。

在实际运用中，如图3所示，可以采用6个50A的IGBT部件，即KA1、KA2、KB1、KB2、KC1、KC2，而MPU控制器31的接口即C-KA1、C-KA2、C-KB1、C-KB2、C-KC1、C-KC2分别与对应的IGBT部件相连，MPU控制器31连接DC24V电源，IGBT部件连接DC110V电源，KA1、KA2对应三相输出电源的A相，KB1、KB2对应三相输出电源的B相，KC1、KC2对应三相输出电源的C相。

铁路接触网供电是分区段送电，每隔70公里左右，就需要变换一次送电的变压器，则每次变换送电变压器时，必须设置一个无电的隔离区，将两个变压器的供电区段进行绝缘隔离，这段无电的隔离区，通常称为分相绝缘区。现有技术中，每当机车行驶到分相绝缘区时，空调就会断电停机一次，而进入下一个送电区段时，空调再重新启动。空调设备频繁启停，使得故障率非常高。

在电力机车的实际运用中，因机车设置有大容量110V蓄电池，当机车行驶经过分相绝缘区时，蓄电池充当瞬时直流电源，MPU控制器31可控制IGBT部件对机车直流电源逻辑转换为驱动三相永磁电机2的三相电源,避免了空调设备频繁启停，降低了故障率。

其中，三相永磁电机2是三相永磁无刷直流电动机。

区别于永磁同步电动机，永磁无刷直流电机利用电子开关线路和位置传感器来代替电刷和换向器，既具有直流电动机的运行特性，又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点，它的转速不再受机械换向的限制，可以制成转速高达每分钟几十万转的高速电动机，进一步简化机车空调设备的结构，同时有效的减少了故障率。

在实际运用中，可以根据实际需要，选择三相永磁无刷直流电动机的相位范围，例如，三相永磁无刷直流电动机的相位是70V到140V。

更具体的，三相永磁无刷直流电动机的相位是105V。

其中，还包括可根据室内温度自动调控温度的温控装置。

具体的，温控装置包括设置在机车室内的温度感应机构，以及与温度感应机构电气连接的温度控制机构，且温度控制机构与空调本体电气连接，用于控制空调本体的制冷或制热温度。

可设定制冷温度为室内温度20℃，制热温度为室内温度24℃，炎热天气时，温度感应机构感应到室内温度高于20℃则发送温度数据至温度控制机构，进而温度控制机构发送控制命令至空调本体进行制冷降温；寒冷天气时，温度感应机构感应到室内温度低于24℃则发送温度数据至温度控制机构，进而温度控制机构发送控制命令至空调本体进行制热升温。

因此，温控装置使得机车空调可以实时自动控制室内温度，具体的，制冷和制热由单片机调节，取消了手动设定温度，乘务员只须将开关打到制冷或制热，避免了人力调节，达到简化操作和减少误设定的效果。

在实际运用中，可将三相永磁电机2与压缩机4设置成封闭式的一体化空调动力源。如图4所示，三相永磁电机2与压缩机4同轴连接，且三相永磁电机2接入三相电源，而压缩机4的类型可以根据实际需要选择，例如采用转子式螺杆压缩机4。

其中，为了适应机车空调的尺寸，还可将压缩机4结构设计成卧式结构，大大降低了设备高度，能更有效的利用机车内的空间，便于设备的安装布局。

另外，还包括设置在空调主体1底部的电控百叶窗5。由于机车空调的进风和排风口很大，运行中各种煤粉、尘土、杂草等极易造成散热器堵塞。所以，本产品增加了电控百叶窗5，在空调不工作时完全关闭，大大减少了堵塞的可能。

同时，为了提高压缩机4工作的稳定性，还包括与压缩机4电气连接的冷却风扇和循环风扇。

本实施例提供的一种机车空调设备，包括空调主体，以及为空调主体提供动力的空调动力装置，其中，空调动力装置包括三相永磁电机，逻辑变换机构和压缩机，因此，逻辑变换机构可将机车直流电源变换成三相电源，进而三相电源驱动三相永磁电机带动压缩机输出电源。由于直流电源经过逻辑变换机构的变换和过滤，杂波较少，使得输出的三相电源较稳定，进而三相永磁电机带动压缩机输出的电源较稳定，使得空调主体可以稳定工作，并且逻辑变换机构结构简单，制造成本低，因此，空调不仅可以稳定工作，并且结构简单，极大的降低了制造成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种机车空调设备，其特征在于，包括空调主体，以及为所述空调主体提供动力的空调动力装置，其中，所述空调动力装置包括三相永磁电机、逻辑变换机构和压缩机；

所述逻辑变换机构与所述三相永磁电机相连，用于将机车直流电源变换成驱动所述三相永磁电机的三相电源；

所述压缩机与所述三相永磁电机相连，所述三相永磁电机用于驱动所述压缩机为所述空调主体输出稳定动力。

2.如权利要求1所述的机车空调设备，其特征在于，所述逻辑变换机构包括MPU控制器和与所述MPU控制器电气连接的逻辑执行部件；

所述MPU控制器接收机车直流电源，用于控制所述逻辑执行部件；

所述逻辑执行部件用于执行机车直流电源的逻辑变换。

3.如权利要求2所述的机车空调设备，其特征在于，所述逻辑执行部件是IGBT部件。

4.如权利要求1所述的机车空调设备，其特征在于，所述三相永磁电机是三相永磁无刷直流电动机。

5.如权利要求4所述的机车空调设备，其特征在于，所述三相永磁无刷直流电动机的相位是70V到140V。

6.如权利要求4所述的机车空调设备，其特征在于，所述三相永磁无刷直流电动机的相位是105V。

7.如权利要求1所述的机车空调设备，其特征在于，还包括可根据室内温度自动调控温度的温控装置。

8.如权利要求7所述的机车空调设备，其特征在于，所述温控装置包括设置在机车室内的温度感应机构，以及与所述温度感应机构电气连接的温度控制机构；所述温度控制机构与所述空调本体电气连接，用于控制所述空调本体的制冷或制热温度。

9.如权利要求1所述的机车空调设备，其特征在于，还包括设置在所述空调主体底部的电控百叶窗。

10.如权利要求1所述的机车空调设备，其特征在于，还包括与所述压缩机电气连接的冷却风扇和循环风扇。