变频器及空调设备的制作方法

1.本发明涉及变频技术领域，尤其涉及一种变频器及空调设备。


背景技术：

2.现有的变频器产品中设置有电源，该电源一般包括两种，分别用作两种用途。其中的一种是频率可调的电源，该电源用于驱动电机，其功率由变频器决定；另一种则是内部母线电源，用于给内部控制单元提供能量，其功率一般较小。
3.一般地，变频器所在的系统中会有其他的用电装置，以及用户也会有其他的用电设备，这些用电装置和用电设备的用电需求，一般通过从供电端外接独立的供电电缆来满足。这样，供电端分别引出多个电缆，连接到变频器、变频器所在系统内的其他用电装置、变频器所在系统外的其他用电设备，这样就增加了对电缆的需求和消耗，同时还给电缆的布置增加了难度。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种变频器及空调设备，以解决上述现有技术中变频器对电缆的需求和消耗较大的技术问题。
5.本发明提供的变频器，其包括供电端、主电源模块和辅助电源模块；所述主电源模块与供电端连接，所述主电源模块为可调电源，所述主电源模块包括整流模块和直流母线，所述整流模块位于所述直流母线和所述供电端之间；所述辅助电源模块的数量为多个，多个所述辅助电源模块包括第一辅助电源模块和/或第二辅助电源模块，所述第一辅助电源模块与所述供电端连接，所述第二辅助电源模块与所述直流母线连接。
6.其中，所述主电源模块包括滤波模块、充电模块和逆变模块；所述滤波模块连接在所述整流模块和所述供电端之间，所述逆变模块连接在所述整流模块和所述主电源模块的输出端之间，所述充电模块连接在所述整流模块和所述逆变模块之间。
7.其中，所述变频器包括至少一个第一辅助电源模块，其中的至少一个所述第一辅助电源模块与变频器所在系统的控制单元连接。
8.其中，与所述变频器所在系统的控制单元连接的所述第一辅助电源模块的输入电压为380v，输出电压为24v。
9.其中，所述变频器包括至少一个第二辅助电源模块，其中的至少一个所述第二辅助电源模块与所述变频器所在系统中的轴承控制单元连接。
10.其中，所述变频器包括至少一个第二辅助电源模块，其中的至少一个所述第二辅助电源模块与所述逆变模块的驱动单元连接。
11.其中，所述变频器中包括至少两个第二辅助电源模块，其中的至少一个所述第二辅助电源模块与变频器控制单元连接；与逆变模块的驱动单元连接的第二辅助电源模块的输入端连接在与变频器控制单元连接的第二辅助电源模块的输出端。
12.其中，用于与所述轴承控制单元连接的第二辅助电源模块的输入电压为540v，输
出电压为315v。
13.其中，用于与所述逆变模块的驱动单元连接的第二辅助电源模块的输入电压为24v，输出电压为15v。
14.其中，用于与所述变频器控制单元连接的第二辅助电源模块的输入电压为540v，输出电压为24v。
15.其中，所述变频器包括壳体；所述壳体内包括第一腔室，所述第一腔室具有第一进风口和第一出风口，在第一进风口和第一出风口之间形成第一散热风道；所述第一腔室内设置有风机、散热器和第一安装件，所述散热器安装在所述第一安装件上；所述主电源模块设置在所述第一腔室内，所述主电源模块的整流模块和逆变模块安装在所述第一安装件上，且所述散热器与所述整流模块和逆变模块连接。
16.其中，所述主电源模块包括导电片，所述导电片的一端与所述供电端连接，另一端与所述滤波模块电气连接；所述导电片的数量为三个，其中的至少两个上设置有电流传感器。
17.其中，所述壳体内包括第二腔室，所述第二腔室具有第二进风口和第二出风口，在第二进风口和第二出风口之间形成第二散热风道，所述第二腔室内设置有风机；所述第二腔室内设置有第一辅助电源模块和第二辅助电源模块，该所述第一辅助电源模块与所述变频器所在系统的控制单元连接，该所述第二辅助电源模块与所述变频器所在系统的轴承控制单元连接。
18.其中，所述壳体内包括第三腔室，所述第三腔室内设置有第二辅助电源模块和变频器控制单元，该所述第二辅助电源模块与所述变频器控制单元连接。
19.本发明提供的空调设备，其包括上述的变频器。
20.本发明提供的上述变频器及空调设备与现有技术相比具有如下优点：
21.本发明提供的变频器，其在变频器内设置有主电源模块和多个辅助电源模块；并且，在多个辅助电源模块中，第一辅助电源模块与供电端连接，其可以向用电装置提供交流电输出，第二辅助电源模块与直流母线连接，其可以向用电装置提供直流电输出。因此，对于本发明的变频器，根据变频器内所设置的主电源模块和多个辅助电源模块，可以满足变频器内相关器件的用电需求，还可以通过电缆与变频器所在系统内的其他用电装置连接，从而使变频器以及变频器所在系统无需连接多个电缆到外部的市政电网，而仅需要一个连接电缆即可。同时，根据变频器内所设置的主电源模块和多个辅助电源模块，还可以通过电缆与变频器所在系统外的其他用电设备连接，这样对于变频器周围的其他的用电设备而言，其只需要通过电缆连接到变频器即可，而无需再连接到更远的市政电网处。从而，根据上述，本发明中的变频器，其可以减少所使用电缆的数量和长度，节省电缆资源，以及还可以减少电缆布线的难度。
22.本发明提供的空调设备，其包括上述的变频器，当然地具有与上述变频器一致的有益效果，不再赘述。
附图说明
23.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
24.为了更清楚地说明本发明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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明实施例中的变频器的示意框图；
26.图2为本发明实施例中的变频器的结构示意图。
27.图中：
28.10-供电端；20-主电源模块；30-辅助电源模块；40-壳体；50-电机；
29.21-整流模块；22-滤波模块；23-充电模块；24-逆变模块；25-导电片；26-电流传感器；27-驱动单元；28-导电片；29-接触器；210-电连接板；211-吸收电容；250-绝缘柱；280-绝缘柱；
30.31-第一辅助电源模块；32、32a、32b、32c-第二辅助电源模块；
31.400、401、402-壁板；
32.41-第一腔室；42-第二腔室；43-第三腔室；
33.410-第一进风口；411-第一出风口；412-风机；413-散热器；414-第一安装件；
34.420-第二进风口；421-第二出风口；422-风机；423-电容组件；424-电容安装件；
35.431-变频器所在系统的控制单元；432-变频器控制单元；433-接线模块；434-采样板；435-电阻板；436-断路器；437-中间继电器。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.下面结合附图对本发明提供的变频器及空调设备的实施例进行说明。
38.在本发明的变频器的一个实施例中，参看图1，变频器包括供电端10、主电源模块20和辅助电源模块30。
39.其中，供电端10为变频器的输入端，其与外部的市政电网等连接，用于向变频器内引入电力。供电端10通常为交流电，根据中国电网现行标准，供电端10引入的电压一般为220v或380v。
40.主电源模块20与供电端10连接，主电源模块20为可调电源，主电源模块20包括整流模块21和直流母线，整流模块21位于直流母线和供电端10之间。具体地，在本实施例中，主电源模块20可以与电机50连接，用于对电机50提供电能，驱使电机50运转。其中，主电源模块20中的整流模块21可以将从供电端10的交流电转换为直流电，输出给包括电机50在内的用电装置，因此，在电流流经整流模块21后会形成直流母线。同时，主电源模块20为可调电源，其输出的电流的参数可在一定范围内调节，能够满足不同装置的用电需求。
41.辅助电源模块30的数量为多个，多个辅助电源模块30包括第一辅助电源模块31和第二辅助电源模块32；其中，第一辅助电源模块31与供电端10连接，第二辅助电源模块32与主电源模块20中位于整流模块21后的直流母线连接。
42.在本实施例中，第一辅助电源模块31与供电端10连接，也即是，第一辅助电源模块
31的输入端所连接的是交流电压，因此，第一辅助电源模块31可以将交流电输出给用电装置；第二辅助电源模块32的输入端与整流模块21后的直流母线连接，也即是，第二辅助电源模块32的输入端所连接的是直流电压，因此，第二辅助电源模块32可以对用电装置提供直流电压。
43.在该实施例中，在变频器内设置有主电源模块20和多个辅助电源模块30；并且，在多个辅助电源模块30中，第一辅助电源模块31与供电端10连接，其可以向用电装置提供交流电输出，第二辅助电源模块32与直流母线连接，其可以向用电装置提供直流电输出。因此，对于本实施例中的变频器，根据变频器内所设置的主电源模块20和多个辅助电源模块30，可以满足变频器内相关器件的用电需求，还可以通过电缆与变频器所在系统内的其他用电装置连接，从而使变频器以及变频器所在系统无需连接多个电缆到外部的市政电网，而仅需要一个连接电缆即可。同时，根据变频器内所设置的主电源模块20和多个辅助电源模块30，还可以通过电缆与变频器所在系统外的其他用电设备连接，这样对于变频器周围的其他的用电设备而言，其只需要通过电缆连接到变频器即可，而无需再连接到更远的市政电网处。从而，根据上述，本实施例中的变频器，其可以减少所使用电缆的数量和长度，节省电缆资源，以及还可以减少电缆布线的难度。
44.在变频器的一个其他的实施例中，多个辅助电源模块30还可以均为第一辅助电源模块31，或者均为第二辅助电源模块32。在多个辅助电源模块30均为第一辅助电源模块31时，在主电源模块20外，变频器向变频器内、变频器所在系统内或者变频器所在系统外的用电装置所提供的电流均为交流电；而在多个辅助电源模块30均为第二辅助电源模块32时，在主电源模块20外，变频器向变频器内、变频器所在系统内或者变频器所在系统外的用电装置所提供的电流均为直流电。在实际实施本发明的方案时，根据需要设置多个辅助电源模块30完全为第一辅助电源模块31，或者完全为第二辅助电源模块32，或者同时包括第一辅助电源模块31和第二辅助电源模块32。
45.在变频器的一个实施例中，主电源模块20还包括滤波模块22、充电模块23和逆变模块24。其中，滤波模块22连接在整流模块21和供电端10之间，逆变模块24连接在整流模块21和主电源模块20的输出端之间，充电模块23连接在整流模块21和逆变模块24之间。
46.在该实施例中，沿电流自供电端10向主电源模块20的输出端的流向，滤波模块22设置在前端，其可以对供电端10所输入的电流进行铝箔处理；在滤波模块22之后为整流模块21，如前所述，整流模块21可以将交流电转换为直流电，在其后形成直流母线；整流模块21后形成的直流电可以从主电源模块20的输出端输出，也可以输出给其他的辅助电源模块30。逆变模块24设置在最后，逆变模块24可以开启和关闭，通过逆变模块24的开启和关闭，可以在主电源模块20的输出端之前将直流电转换为交流电，使主电源模块20的输出端输出交流电，或者不进行转换，使主电源模块20的输出端输出直流电。
47.在变频器的一个实施例中，如图1所示，变频器包括一个第一辅助电源模块31，以及三个第二辅助电源模块32。
48.其中，第一辅助电源模块31与变频器所在系统的控制单元连接。以变频器所在系统为空调设备系统为例，第一辅助电源模块31与空调设备系统的控制单元连接，可以对空调设备系统的控制单元进行供电，在第一辅助电源模块31所提供的电力的保障下，空调设备系统的控制单元可以响应于用户的指令，对空调设备系统开机、关机、调节室内气温至设
定温度等。
49.在实际中，包含变频器的设备系统有很多，例如，空调设备系统等制冷或制热系统可以包含变频器，冰箱设备系统也可以包含变频器，等等。在前述及后续的描述中，主要结合空调设备系统对变频器中的各辅助电源模块30及其他部分进行说明，本领域技术人员所应知的是，所描述的这些技术特征和应用同样适用于空调设备系统外的其他包含变频器的系统。
50.继续参看图1，三个第二辅助电源模块32分别为第二辅助电源模块32a、第二辅助电源模块32b和第二辅助电源模块32c。
51.其中，第二辅助电源模块32a与变频器所在系统中的轴承控制单元连接。变频器所在系统具体可以是空调设备系统，且该空调设备系统例如是采用磁悬浮离心式压缩机技术的磁悬浮空调，在此种结构下，空调设备系统中包含轴承以及相应的轴承控制单元。本实施例中的第二辅助电源模块32a与轴承控制单元连接，对轴承控制单元提供直流电输出，根据第二辅助电源模块32a提供的电量，轴承控制单元可以控制轴承的工作状态。
52.在变频器内，设置有变频器控制单元。第二辅助电源模块32b与变频器控制单元连接，用于对该变频器控制单元提供直流电输出。
53.在主电源模块20中，逆变模块24的开启和关闭，通过驱动单元27来进行控制。第二辅助电源模块32c与主电源模块20的逆变模块24的驱动单元27连接，用于对该驱动单元27提供直流电输出，根据第二辅助电源模块32c提供的电量，驱动单元27可以控制逆变模块24的开启和关闭，从而控制主电源模块20的输出端进行直流电输出或交流电输出。
54.一般地，驱动单元27的负载较小，且所需的电压较低，对于向驱动单元27提供电量的第二辅助电源模块32c而言，第二辅助电源模块32b的输出端的直流电输出能够满足其需要，因此，在变频器的一个实施例中，第二辅助电源模块32c的输入端可以连接在第二辅助电源模块32b的输出端，也即是通过第二辅助电源模块32b间接地连接在整流模块21后的直流母线上。当然地，在变频器的其他实施例中，第二辅助电源模块32c的输入端也可以直接地连接在整流模块21后的直流母线上。
55.具体地，在上述的实施例中，第一辅助电源模块31的输入电压可以为380v，输出电压可以为24v；第二辅助电源模块32a的输入电压可以为540v，输出电压可以为315v；第二辅助电源模块32b的输入电压可以为540v，输出电压可以为24v；第二辅助电源模块32c的输入电压可以为24v，输出电压可以为15v。
56.如上所述，在变频器的实施例中，第一辅助电源模块31和第二辅助电源模块32的数量可以为多个。在第一辅助电源模块31和第二辅助电源模块32的数量为多个的情况下，可以有多个第一辅助电源模块31与变频器所在系统的控制单元连接，以及，可以有多个第二辅助电源模块32与变频器所在系统中的轴承控制单元连接，以及，可以有多个第二辅助电源模块32与逆变模块24的驱动单元连接，以及，可以有多个第二辅助电源模块32与变频器控制单元连接。
57.在变频器的一个实施例中，变频器包括壳体40；壳体40具体可以由多个壁板400、401、402连接固定而成，在壳体40内形成有第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43，该第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43用于分别安装不同的部件。
58.其中，第一腔室41具有第一进风口410和第一出风口411，在第一进风口410和第一
出风口411之间形成第一散热风道。第一腔室41内设置有风机412、散热器413和第一安装件414，风机412用于在第一散热风道内形成气流，该气流可以带走设置在第一散热风道内的器件在工作过程中产生的热量，以实现散热。散热器413安装在第一安装件414上。
59.主电源模块20设置在第一腔室41内，主电源模块20的整流模块21和逆变模块24安装在第一安装件414上，且散热器413与整流模块21和逆变模块24连接。
60.具体地，参看图2，主电源模块20包括导电片25，导电片25的一端与供电端10连接，另一端与滤波模块22电气连接。为实现供电端10的交流电的引入，导电片25的数量具体可以设置为三个。导电片25具体可以为铜片，铜片具有良好的导电性能。为适应第一腔室41内的结构布置，导电片25具体可以呈现为弯折的形状。每个导电片25的一个折弯部与供电端10连接，该折弯部与供电端10之间设置有绝缘柱250，通过设置绝缘柱250，可以保证接线时的安全距离。在三个导电片25中，其中的两个或三个上设置有电流传感器26，该电流传感器26可以用于电流的采样。
61.继续参看图2，滤波模块22具体可以呈现为滤波板的结构样式，在滤波模块22的一侧设置接触器29。整流模块21与接触器29之间电气连接，同时，整流模块21的另一侧设置有逆变模块24。
62.在逆变模块24的输入端设置有电连接板210和吸收电容211，在逆变模块24的输出端设置有导电片28，该导电片28与上述的导电片25类似，区别在于，导电片28用于连接变频器的输出端，在导电片28与变频器的输出端连接处同样设置有绝缘柱280，以保证接线时的安全距离。
63.参看图2，第二腔室42具有第二进风口420和第二出风口421，在第二进风口420和第二出风口421之间形成第二散热风道，第二腔室42内设置有风机。
64.第二腔室42内设置有第一辅助电源模块31和第二辅助电源模块32，该第一辅助电源模块31与变频器所在系统的控制单元431连接，该第二辅助电源模块32与变频器所在系统的轴承控制单元连接，也即是，该第二辅助电源模块32实际为上述实施例中的第二辅助电源模块32a。
65.除了第一辅助电源模块31和第二辅助电源模块32a外，在第二腔室42内，还可以设置有电容组件423。为在第二腔室42内安装第一辅助电源模块31、第二辅助电源模块32a、电容组件423等，可以在第二腔室42内设置相应的安装件，以实现上述结构的固定，该安装件具体可以为单独的钣金结构件，或者还可以是第二腔室42的壁板的可拆卸地一部分。例如，电容组件通过一个单独的电容安装件424在第二腔室42内连接固定，第二辅助电源组件32a则连接固定在第二腔室42的一个可拆卸的壁板402(也是壳体的一个壁板)上。
66.继续参看图2，第三腔室43内设置有第二辅助电源模块32和变频器控制单元432，该第二辅助电源模块32与变频器控制单元432连接；也即是，该第二辅助电源模块32实际为上述实施例中的第二辅助电源模块32b。
67.除了第二辅助电源模块32b和变频器控制单元外，在第三腔室内还可以设置变频器所在系统的控制单元431，以及接线模块433、采样板434、电阻板435、断路器436、中间继电器437等结构。其中，变频器所在系统的控制单元431用于控制相关电磁阀的通断和温度检测，以及传出开关机的指令给变频器控制单元432；接线模块433主要用于传输信号，例如在变频器所在系统的控制单元431和变频器控制单元432之间的信号传输；采样板434用于
为变频器系统内的电压、电流采样；电阻板435用于在变频器被异常断电时，对母线上的能量进行消耗。为在第三腔室43内安装上述结构，可以在第三腔室43内设置相应的安装件，例如可以是单独的钣金结构件等。
68.在本实施例中，变频器内的三个腔室中，第一腔室41和第二腔室42内设置有风机并形成散热风道其具有较强的散热能力，并且，在第一腔室41中设置有单独的散热器413，因此，第一腔室41具有更强的散热性能，第二腔室42次之，而第三腔室43则是自然散热，其散热性能更弱。具体地，就在变频器中的设置位置而言，第一腔室41和第二腔室42可以设置在变频器的下侧，且分左右设置；而第三腔室43可以设置在变频器的上侧，也即是在第一腔室41和第二腔室42的上方。在第一腔室41和第二腔室42之间，以及在第三腔室43与第一腔室41、第二腔室42之间可以分别设置有隔板，以将不同的腔室分隔开。
69.通常，主电源模块20在工作过程中产生的热量更大，因此，在本实施例中，将主电源模块20设置在第一腔室41内，对于主电源模块20而言，其在工作过程中产生的热量能够被较好地传递到变频器外，从而避免主电源模块20的温度升高，影响其正常工作。同时，在本实施例中，将产生热量较多的第一辅助电源模块31和第二辅助电源模块32设置在第二腔室42内，将产生热量较少的第二辅助电源模块32设置在第三腔室43内，使每个辅助电源模块30工作时所产生的热量和其所在腔室的散热性能相匹配，既能够对各辅助电源模块30进行良好的散热，还可以使变频器中包括辅助电源模块在内的各种结构设置地更加紧凑，从而可以减小变频器所占用的空间。
70.综上所述，本发明上述实施例提供的变频器，其在变频器内设置有主电源模块20和多个辅助电源模块30；并且，在多个辅助电源模块30中，第一辅助电源模块31与供电端10连接，其可以向用电装置提供交流电输出，第二辅助电源模块32与主电源模块20中整流模块21后的直流母线连接，其可以向用电装置提供直流电输出。因此，对于本发明的变频器，根据变频器内所设置的主电源模块20和多个辅助电源模块30，可以满足变频器内相关器件的用电需求，还可以通过电缆与变频器所在系统内的其他用电装置连接，从而使变频器以及变频器所在系统无需连接多个电缆到外部的市政电网，而仅需要一个连接电缆即可。同时，根据变频器内所设置的主电源模块20和多个辅助电源模块30，还可以通过电缆与变频器所在系统外的其他用电设备连接，这样对于变频器周围的其他的用电设备而言，其只需要通过电缆连接到变频器即可，而无需再连接到更远的市政电网处。从而，根据上述，本发明中的变频器，其可以减少所使用电缆的数量和长度，节省电缆资源，以及还可以减少电缆布线的难度。
71.在本发明的空调设备的一个实施例中，空调设备包括上述实施例中所描述的变频器。
72.本发明提供的空调设备，其包括上述的变频器，当然地具有与上述变频器一致的有益效果，不再赘述。
73.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设
备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
74.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。