改善变频空调器的单转子压缩机音质的控制方法

摘要

一种改善变频空调器的单转子压缩机音质的控制方法，当转子工作转速高于一阶临界转速时，刚性转子成为柔性转子，采用基于限制配重的最小二乘影响系数动平衡的方法对高速柔性转子进行平衡转子。基于较多实际振动测试数据，利用线性系统中校正量和所测量之间的线性关系，采用最小二乘法计算压缩机柔性转子动平衡测得数大于平衡面数时所需要的配重量的大小，并根据约束条件寻找出最佳平衡位置，从而消减了高速转子由于转子弯曲变形而引起的不平衡响应。本发明不仅要考虑力和力矩的平衡，还考虑柔性转子由于转子弯曲变形引起的不平衡响应，能有效确定随转速变化下柔性转子不平衡量的大小、不平衡位置等，具有操作灵活、低频噪声低的特点。

主权项

一种改善变频空调器的单转子压缩机音质的控制方法，其特征是对一个线性的转子支承系统，在转速ω下，转子在i点处的振动Ai，与j点处的不平衡量Uj之间存在着以下关系：Ai=αij(ω)Uj                     公式三，式中，αij(ω)为转速ω下的影系数，表示转子上j点处的不平衡量与i点处振动之间的关系；其中，i≠j，为求影响系数αij(ω)，首先在一定转速下测出转子原始不平衡引起的i点处的振动Ai0（幅值及相位），然后在平面上的j点上加一个已知的不平衡量Uj，再测出i点处的振动Aij，故影响系数为： α ij ( ω ) = A ij - A i 0 U j 公式四，假设转子支承系统的振动符合线性条件，即在一定转速下振幅与小平衡量之间成正比关系而振动的相位角为一常数；因此，由公式四定义的影响系数的值与加重面上的试重大小和角相位置无关，与转子上的原始不平衡状况无关；也即在一定转速下，在线性范围内，影响系数αij(ω)的值为一常量；加重面即为j点加平衡块的小平面；设加重面j=1,2,...,M，选中的振动测点i＝1,2,...,N，包括不同平衡转速下的所有测点，理想情况下应使各平衡面加上配重量或减去重量Q1,Q2,...,QM后，各振动测点的振动为零，可得： Σ j = 1 M α ij Q j + A i 0 = 0 i＝1,2,...,N                    公式五，写成矩阵形式： α 11 α 12 . . . α 1 M α 21 α 22 . . . α 2 M . . . . . . . . . α N 1 α N 2 . . . α Nm Q 1 Q 2 . . . Q M + A 10 A 20 . . . A N 0 = 0 公式六，当M＝N时，而N＝a·b，其中a为平衡转速的个数，b为一个转速下的测点数，N为总测点数，公式五有精确解，即各平面的校正量为：Qj=‑αij‑1Ai0                    公式七，通常加重而受限，即M min p = Σ j = 1 n C j | Q j | 2 公式十一， s . t . max | Q j | < Q lim max | δ j | < δ lim 其中，Qlim为最大平衡配重量的允许值，δlim为最大残余振动的允许值，Cj为第j个平衡面的权重平衡面的权重系数；该方法适用于平衡面上可加装的配重量很有限，但是对残余振动值要求并不高的情况，即约束条件中的第一个式子：max|Qj| C j ( s ) = | Q j | Q j × 10 6 + C j ( s - 1 ) 公式十二，式中，s代表第s次迭代，且Cj(0)＝0；此时，平衡面配重量为：{Qj}=‑([αij*]T[αij]+Cj)‑1[αij*]T{Ai0}            公式十三，限制配重的最小二乘法的计算过程如下：首先设定平衡配重量允许值Qlim，根据初始数据用最小二乘法计算出平衡配重量，检验是否满足约束条件，若不满足则需加一个权重系数重新计算配重量，反复修正权重系数直到配重量小于Qlim，然后再计算残余振动，若残余振动满足要求即可结束计算；否则，进行加权迭代后再计算配重量，若配重量仍然小于即结束计算；否则，依上述步骤重新进行循环计算；由于平衡配重量减小，残余振动值会有所上升，如果最大残振允许值δlim设置太小，就会跳不出循环；因此，只要平衡配重量在规定范围内，且残余 振动不大，即可停止迭代，并以此时得到的结果作为最终结果对转子进行动平衡；在平衡面去重量要求很小的情况下，限制配重的最小二乘法可以有效地将平衡面配重量降到允许范围内。