本披露的实施例涉及一种加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统，所述系统包括：变速驱动装置(52)，被配置用于向驱动所述HVAC&R系统的压缩机(32)的马达(50)提供电力；以及所述变速驱动装置(52)的碳化硅晶体管(100)，其中，所述碳化硅晶体管(100)被配置用于调整流过所述变速驱动装置(52)的电力的电压、或频率或两者。
Variable Speed Driving Device for HVAC&R System
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于HVAC＆R系统的变速驱动装置相关申请的交叉引用本申请要求于2016年10月5日提交的题为“SILICONCARBIDEMODULEFORAVARIABLESPEEDDRIVE(用于变速驱动装置的碳化硅模块)”的美国临时申请序列号62/404,648的优先权和权益，所述美国临时申请出于所有目的通过援引以其全文并入本文。
技术介绍
本申请总体上涉及加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统，并且更具体地涉及HVAC&R系统的变速驱动装置。HVAC&R系统用于在住宅、商业和工业环境中为相应环境的居住者控制诸如温度和湿度等环境特性。在一些情况下，HVAC&R系统可以包括蒸气压缩系统，所述蒸气压缩系统使工作流体沿着制冷剂环路循环。所述工作流体被配置用于响应于经受与蒸气压缩系统的运行相关联的不同温度和压力而在蒸气、液体及其组合之间改变相态。例如，蒸气压缩系统利用压缩机来使工作流体循环到热交换器，所述热交换器可以在制冷剂与流过所述热交换器的另一流体之间传递热量。在一些情况下，由接收来自变速驱动装置的电力的马达来驱动压缩机。用于HVAC&R系统的现有变速驱动装置可能由于在变速驱动装置的运行期间在打开位置与闭合位置之间的绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)的相对较慢的切换时间而引发切换损耗。
技术实现思路
在一个实施例中，一种加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统包括：变速驱动装置，被配置用于向驱动所述HVAC&R系统的压缩机的马达提供电力；以及所述变速驱动装置的碳化硅晶体管，其中，所述碳化硅晶体管被配置用于调整流过所述变速驱动装置的电力的电压、或频率或两者。在另一实施例中，一种系统包括：加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统的压缩机，所述压缩机被配置用于使制冷剂循环通过制冷剂环路；马达，被配置用于驱动所述HVAC&R系统的所述压缩机；变速驱动装置，被配置用于向所述马达提供电力，其中，所述变速驱动装置包括整流器、直流(DC)总线、和逆变器；以及布置在所述整流器、或所述逆变器或两者中的碳化硅晶体管，其中，所述碳化硅晶体管被配置用于调整所述变速驱动装置中的交流(AC)电力的电压、或频率或两者。在另一实施例中，一种方法包括：利用压缩机使制冷剂循环通过制冷剂环路；以及利用变速驱动装置向马达供应电力，其中，所述马达被配置用于驱动所述压缩机，并且其中，所述变速驱动装置包括碳化硅晶体管。附图说明图1是根据本披露的一方面的可以在商业环境中利用加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统的建筑物的实施例的透视图；图2是根据本披露的一方面的蒸气压缩系统的透视图；图3是根据本披露的一方面的图2的蒸气压缩系统的实施例的示意图；图4是根据本披露的一方面的图2的蒸气压缩系统的实施例的示意图；图5是根据本披露的一方面的可以与图2至图4的蒸气压缩系统一起使用的变速驱动装置的实施例的示意图；图6是根据本披露的一方面的可以与图5的变速驱动装置一起使用的碳化硅晶体管的实施例的电路图；并且图7是根据本披露一个方面的用于运行具有图6的碳化硅晶体管的蒸气压缩系统的过程的实施例的框图。具体实施方式以下将描述一个或多个具体实施例。为了提供对这些实施例的简洁描述，并没有在说明书中描述实际实施方式的全部特征。应当理解的是，在任何这种实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计方案中)，必须作出大量实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标(诸如符合系统相关的和商业相关的约束)，所述目标可能因实施方式而变化。此外，应理解的是，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于从本披露受益的普通技术人员来说，这仍是常规的设计、生产和制造工作。本披露的实施例涉及一种使用具有碳化硅晶体管的变速驱动装置的加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统。变速驱动装置可以耦合至驱动所述HVAC&R系统的压缩机的马达。更具体地，可以利用变速驱动装置来调整马达的速度。通常，HVAC&R系统利用大量的电力。因此，增强这种系统的效率可以通过降低能量消耗量和/或降低在运行期间引发的能量损耗来降低运行成本。变速驱动装置可能由于传导损耗和/或切换损耗而在运行期间引发损耗。例如，传导损耗可能在变速驱动装置的部件传导电流(例如，绝缘栅极双极型晶体管(IGBT)在处于闭合状态时传导电流)时发生。另外，切换损耗可能在变速驱动装置的部件(例如，绝缘栅极双极型晶体管(IGBT))在变速驱动装置的运行期间在打开状态与闭合状态之间切换时发生。通常，切换变速驱动装置的部件，诸如IGBT模块，所述IGBT模块还包括硅二极管。硅二极管可能相对比较便宜，但也具有相对较慢的切换时间。因此，可能由于硅二极管在打开位置与闭合位置之间切换的切换时间而降低了变速驱动装置的效率。本披露的实施例涉及包括代替IGBT的碳化硅晶体管的变速驱动装置。碳化硅晶体管可以降低切换损耗，因为与IGBT相比，碳化硅晶体管包括更高效(例如，更快)的切换时间。将碳化硅晶体管结合到变速驱动装置中可以增强变速驱动装置的效率，并且因此提高了整个HVAC&R系统的效率。现在转到附图，图1是用于典型商业环境的建筑物12中的加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统10的环境的实施例的透视图。HVAC&R系统10可以包括蒸气压缩系统14，所述蒸气压缩系统供应可以用于对建筑物12进行冷却的冷却液体。HVAC&R系统10还可以包括供应温暖液体以加热建筑物12的锅炉16、以及使空气循环通过建筑物12的空气分配系统。所述空气分配系统还可以包括空气返回管道18、空气供应管道20和/或空气处理机22。在一些实施例中，空气处理机22可以包括热交换器，所述热交换器通过管道24连接至锅炉16和蒸气压缩系统14。空气处理机22中的热交换器可以接收来自锅炉16的经加热的液体或来自蒸气压缩系统14的冷却液体，这取决于HVAC&R系统10的运行模式。HVAC&R系统10示出为在建筑物12的每个楼层上具有单独的空气处理机，但是在其他实施例中，HVAC&R系统10可以包括空气处理机22和/或可以在两个楼层或多个楼层之间共享的其他部件。图2和图3是可以用于HVAC&R系统10的蒸气压缩系统14的实施例。蒸气压缩系统14可以使制冷剂循环通过以压缩机32开始的回路。所述回路还可以包括冷凝器34、(多个)膨胀阀或(多个)装置36、以及液体冷却器或蒸发器38。蒸气压缩系统14可以进一步包括控制面板40，所述控制面板具有模数(A/D)转换器42、微处理器44、非易失性存储器46和/或接口板48。可以在蒸气压缩系统14中用作制冷剂的流体的一些示例是基于氢氟烃(HFC)的制冷剂(例如R-410A、R-407、R-134a、氢氟烯烃(HFO))、“天然”制冷剂(像氨(NH3)、R-717、二氧化碳(CO2)、R-744)、或烃基制冷剂、水蒸气或任何其他合适的制冷剂。在一些实施例中，蒸气压缩系统14可以被配置用于高效地利用在一个大气压下具有约19摄氏度(66华氏度)的正常沸点的制冷剂，相对于中压制冷剂(如R-134a)而言也被称为低压制冷剂。如本文所使用的，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统，包括：变速驱动装置，被配置用于向被配置用于驱动所述HVAC&R系统的压缩机的马达提供电力；以及所述变速驱动装置的碳化硅晶体管，其中，所述碳化硅晶体管被配置用于调整流过所述变速驱动装置的电力的电压、或频率或两者。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 US 62/404,6481.一种加热、通风、空调和制冷(HVAC&R)系统，包括：变速驱动装置，被配置用于向被配置用于驱动所述HVAC&R系统的压缩机的马达提供电力；以及所述变速驱动装置的碳化硅晶体管，其中，所述碳化硅晶体管被配置用于调整流过所述变速驱动装置的电力的电压、或频率或两者。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述变速驱动装置包括：整流器，被配置用于接收来自AC电源的交流(AC)电力并且将所述AC电力转换为直流(DC)电力，其中，所述AC电力包括恒定电压和恒定频率；DC总线，被配置用于接收来自所述整流器的所述DC电力；以及逆变器，被配置用于接收来自所述DC总线的所述DC电力并且将所述DC电力转换为具有可变电压和可变频率的AC电力。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述碳化硅晶体管布置在所述整流器、或所述逆变器或两者中。4.如权利要求2所述的系统，其中，从所述AC电源接收的所述AC电力为三相AC电力。5.如权利要求1所述的系统，其中，所述碳化硅晶体管为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。6.如权利要求1所述的系统，包括：所述压缩机，被配置用于使制冷剂循环通过所述HVAC&R系统的制冷剂环路；以及热交换器，被配置用于将所述制冷剂置于与冷却用流体处于热连通。7.如权利要求6所述的系统，包括膨胀装置，所述膨胀装置被配置用于减小流过所述HVAC&R系统的所述制冷剂环路的所述制冷剂的压力。8.如权利要求1所述的系统，包括控制器，所述控制耦合至所述碳化硅晶体管并且被配置用于基于从所述马达、或所述压缩机或两者接收的反馈来调整所述碳化硅晶体管的状态。9.如权利要求8所述的系统，其中，所述控制器被配置用于基于所述马达的速度、或所述压缩机的排放压力或两者来调整所述碳化硅晶体管的状态。10.如权利要求9所述的系统，其中，所述控制器被配置用于基于所述马达的速度来调整所述碳化硅晶体管的状态。11.一种系统，包括：加热、通风、空调和制冷(HVAC&...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊万·杰德瑞克，阿吉特·W·凯恩，
申请(专利权)人：江森自控科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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