基于空調壓縮機的變速控制問題的分析與研究

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。空調壓縮機的變速控制，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中的指示可以發現，T_L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定運行。

2.空調壓縮機調速系統運行分析

文章所研究的空調壓縮機調速系統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，及時調整空調壓縮機中硬件電路，為空調運行控制節省更多成本，并且從多角度提升了控制系統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運行的控制速度信號。利用速度調節器為載體，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，任何控制環節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最關鍵的兩個環節，速度調節器、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為負載，那么控制系統中轉速脈動加快，空調運行時會發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運行可以發現，控制運行系統轉矩變化存在明顯的規律性，由此展開研究分析，結合負載轉矩周期性變化規律，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運行效率。利用電機轉子瞬時速度為依據，對速度調節器加以控制，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運行情況，直接通過控制系統開關進行運行速度調節。但是在此期間必須以阻容濾波器，將控制系統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計電機轉速信號，解決空調壓縮機的控制系統問題。

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，控制系統存在的問題在。結合壓縮機轉速與環境變化，及時調整壓縮機轉矩，以確保控制系統的控制功能。

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）