任寧凱
摘要:文章主要針對空調壓縮機的變速控制問題展開分析,分別從以下幾個方面詳細探索,目的在于進一步解決空調壓縮機的變速控制問題,保證空調壓縮機的正常運行。
關鍵詞:空調壓縮機;變速控制;轉矩;運行周期
空調是我們生活中必不可少的設備,空調的溫度變化為我們的生活提供了很多便利??照{壓縮機的變速控制,主要基于熱負荷變化為條件。溫度低的情況下空調熱泵運行,通室外熱交換器及時交換熱量。空調壓縮機在此過程中,則需要提高轉速,增加設備運行循環(huán)量,這樣不僅能夠確保空調運行的熱量,同時還可以有效控制空調的變速情況。
1.空調壓縮機工作特征分析
對于市場上多數空調設備來講,均選擇滾動轉子壓縮機,這種壓縮機類型屬于回轉壓縮機種類。滾動轉子壓縮機包括在定子、滾動轉子、滑片、曲軸、電動機轉子等,當壓縮機的滾動轉子順著在主軸旋轉,則其中的滑面逐漸形成運行容積,大小轉換下完成吸氣、排氣與壓縮全過程,正因為如此,將其歸類為全封閉壓縮機。壓縮機運行要求功率必須達到700-200W。圖1為全封閉壓縮機轉矩曲線示意圖。
根據圖1中的指示可以發(fā)現,TL跟隨主軸角度轉化而變化,并且在排氣階段出現最大值。這個過程中,將空調壓縮機運行在驅動力進行計算,根據咋阻力炬以及反力矩等作為計算條件,觀察壓縮機轉矩曲線的角度變化,在這個過程中設電機力矩作為常數,當壓縮機的轉子系統(tǒng)不斷加速,則壓縮機振動加劇,這期間自然變化頻率出現低速轉變,同時還要及時對電機轉矩加以控制,確保轉矩速度時刻與常數相符,這樣就可以迅速消除振動現象,保持空調壓縮機的穩(wěn)定運行。
2.空調壓縮機調速系統(tǒng)運行分析
文章所研究的空調壓縮機調速系統(tǒng)主要為無刷直流電機,其運行原理依靠無刷直流電機轉子,根據在運行中所產生的永磁體為基礎,形成運行旋轉磁場,當然這種無刷直流電機類型,可以通過定子三相繞組的運行實現電子開關的適當控制,實現了真正的無刷運行,并且機體比較小,相對其他類型的電機來講,運行效率更高,更加安全可靠。在此基礎上,結合電流優(yōu)化控制相關方法,遵循瞬時功率法,及時控制無刷直流電機定子三相電流運行,幫助其緊密聯系電機輸出轉矩,有效控制三相電流運行期間所輸出的轉矩,在一定程度上節(jié)省了電流輸出消耗,對空調壓縮機運行壽命延長具有重要幫助。尤其是200V單相交流的電源情況下,通過空調壓縮機中變速控制系統(tǒng)的調整,利用單相橋式整流器,實現開關直流運行的恒壓源。無刷直流電機的空調壓縮機,不僅實現了空調電壓運行能耗的控制,同時在開關與控制系統(tǒng)方面也融入智能化技術,通過IGBT模塊的加入,構成功率器更先進的開關,能夠及時對負半波電流進行控制。加上智能模塊其自身所具備的驅動電路與保護電路系統(tǒng),及時調整空調壓縮機中硬件電路,為空調運行控制節(jié)省更多成本,并且從多角度提升了控制系統(tǒng)的控制安全性與可靠性。
反電勢位置檢測器的應用,將空調壓縮機中機械位置檢測裝置加以省略,馬上將檢測到的控制信號傳輸至速度變換器中,隨即獲得轉子旋轉速度信號,由此準確計算出空調壓縮機系統(tǒng)運行的控制速度信號。利用速度調節(jié)器為載體,將轉矩給定信號加以輸出,進入到電流控制其中,將給定信號轉換為電流指令值,并且對比空調壓縮機運行的實際電流,將運行脈沖輸出到空調壓縮機的控制開關中在,隨即實現開關的靈活控制。正因為此運行原理,幫助空調壓縮機實現了單片微機控制,任何控制環(huán)節(jié)都能夠實現單相操作,并且不需要復雜的硬件電路。作為空調壓縮機控制系統(tǒng)最關鍵的兩個環(huán)節(jié),速度調節(jié)器、電流控制器,根據無刷直流電機運行輸出的轉矩與電流,及時獲取運行轉矩并且將其轉型輸出,及時發(fā)現隱藏早其中的變速控制問題。
3.基于空調壓縮機的變速控制問題的研究
空調壓縮機運行原理下,變速控制問題主要體現在異步電機變頻調速、系統(tǒng)運行異常等情況,如果阿恒轉矩輸出周期較短,則會對滾動轉子壓縮機運行造成影響,在很大程度上負載增加,出現明顯的周期性變化,運行問題逐漸凸顯出來。一旦空調壓縮機中的恒轉矩轉變?yōu)樨撦d,那么控制系統(tǒng)中轉速脈動加快,空調運行時會發(fā)出巨大的噪音與異常振動。為了確保空調壓縮機中滾動轉子獲得適當在的轉矩,必須將空調壓縮機中運行轉矩負載準確測出。但是在實際測試中,轉矩并不能瞬間測量,需要通過轉速調節(jié)器,計算轉速指令值、瞬時速度反饋值之間的差,從而間接得出空調壓縮機輸出的轉矩。若空調壓縮機的控制系統(tǒng)運行中,瞬時速度反饋值低于轉速指令值,表示當前空調壓縮機的電機輸出轉矩低于負載轉矩,就需要結合實際情況及時加大電機輸出轉矩,確保電機輸出轉矩滿足空調壓縮機運行要求。壓縮機負載在實際運行中變化十分迅速,計算轉矩差值必須通過微機計算的方式得出,計算中避免不了會出現計算滯后的現象,對于這種情況需及時處理,否則將直接影響到空調壓縮機的正常運行。根據空調壓縮機變速控制系統(tǒng)運行可以發(fā)現,控制運行系統(tǒng)轉矩變化存在明顯的規(guī)律性,由此展開研究分析,結合負載轉矩周期性變化規(guī)律,及時將周期傳遞的轉載信息接受,并且嚴格控制輸出轉矩,這樣一來就能夠合理規(guī)避空調壓縮機在控制運行期間所出現的問題,同時也能夠提高控制系統(tǒng)運行效率。利用電機轉子瞬時速度為依據,對速度調節(jié)器加以控制,準確檢測出反電勢位置檢測信號,并且根據轉子信號理清控制系統(tǒng)運行情況,直接通過控制系統(tǒng)開關進行運行速度調節(jié)。但是在此期間必須以阻容濾波器,將控制系統(tǒng)中的高頻調制波進行過濾,防止其影響電機轉子運行以及低頻交流信號。通過不同角度的調整與實驗,選擇最佳運行角度,增強運行信號,由此獲得轉矩輸出準確信號位置,通過微機計算的方式全面統(tǒng)計電機轉速信號,解決空調壓縮機的控制系統(tǒng)問題。
結束語:
綜上所述,空調壓縮機是空調運行的核心,對空調功能的正常發(fā)揮非常關鍵。正因為如此,必須準確掌握空調壓縮機運行期間,控制系統(tǒng)存在的問題在。結合壓縮機轉速與環(huán)境變化,及時調整壓縮機轉矩,以確保控制系統(tǒng)的控制功能。
參考文獻
[1]戴琳,張偉,馬小津,etal.基于PLC的汽車空調壓縮機耐久性試驗裝置控制系統(tǒng)設計[J].自動化技術與應用,2017(3).
[2]冀軍鶴,賈繼承,易豐收.渦旋式汽車空調壓縮機怠速異響分析與控制[J].壓縮機技術,2018,271(05):48-50+55.
(作者單位:寧波奧克斯電氣股份有限公司)