一種基于溫度補償的壓縮機運轉電流測量與判定方法

摘 要：壓縮機在特定工況下的運轉電流是判定壓縮機質量的重要指標，但壓縮機進入最終檢驗需經過烘箱把油漆烘干，而由于最終檢驗能力的影響，造成壓縮機出烘箱后到檢測設備的時間不一致，溫度差異大，因而運轉電流一致性差，簡單的采集運轉電流難以評判壓縮機的質量。我們通過收集各型號大量的數據，分析擬合了壓縮機運轉電流與溫度的關系曲線，并設計了新型的測試系統，使用虛擬儀器實現，為檢驗工藝制定提供了指導，更為壓縮機最終質量檢測提供了保障。

關鍵詞：旋轉壓縮機；運轉電流；溫度補償

中圖分類號：TM925.12 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0271-02

1 引 言

旋轉壓縮機因其性能優良、結構緊湊、零部件少、工作壽命長，廣泛應用于房間空調、制冷器具、汽車空調及壓縮氣體裝置。壓縮機生產過程中，最終檢驗作業是判定壓縮機質量的保障，特定工況下的運轉電流是判定壓縮機質量的其中一項重要指標，但壓縮機進入最終檢驗需經過烘箱把油漆烘干，而由于最終檢驗能力的影響，造成壓縮機出烘箱后到檢測設備的時間不一致，溫度差異大，因而運轉電流一致性差，給檢驗工藝制定帶來了極大的困難，為了生產的順暢，工藝范圍極大，簡單的采集運轉電流難以評判壓縮機的質量。一直以來大家對電機運行電流與溫度的關系進行了大量的研究，并擁有了一整套的可直接計算的理論，但是所有研究都集中電機本身，對于裝配后的壓縮機并未看到有相關研究。

本文從實驗著手，通過收集各型號大量的溫度與運轉電流數據，然后采用Minitab對數據進行處理分析，再通過曲線擬合，最終簡化，得出壓縮機運轉電流與溫度的關系曲線和溫度補償系數。通過設計新型的測試系統，使用虛擬儀器實現，給壓縮機最終檢驗提供保障。

2 低壓電流-溫度關系曲線

最終檢驗屬于生產環節，需考慮生產節拍，而測量壓縮機內部溫度極其困難，我們利用測量得到的壓縮機殼體溫度代替壓縮機溫度。圖1為25000臺C39系列某一型號壓縮機其它條件一致壓縮機溫度從18～78℃的運轉電流分布的示例散點圖。

剔除特殊點后，從圖1可以大致看出壓縮機運轉電流與壓縮機的溫度之間符合二次分布，可考慮二次擬合。通過實驗收集到的其它系列型號的數據作圖發現，分布情況基本一致，結論一致。圖2為使用二次擬合的曲線。

從圖2中可以得出該型號的擬合曲線為：I實=2.694-0.07232×T+0.000621×T2；關系數達到90.4%。但該公式不能直接用于測量與判斷，測試系統能測量的是壓縮機運行的實際電流I實與壓縮機的溫度T，判定的是特定工況（包含溫度）下的壓縮機運轉電流I，因而需最終目的是通過溫度的補償把實測壓縮機運轉電流I實轉換成某一溫度下的電流I，即轉化為L實=a×T2+b×T+I。為了進一步簡化，把對曲線的對稱軸平移至Y軸，選取原擬合曲線對稱軸為X=58（即為判斷的特定溫度），再次擬合，如圖3所示。

從圖2中可以得出該型號的擬合曲線為：I實=0.5901+0.000233×（T-58）+0.000621×（T-58）2；關系數達到90.4%。壓縮機溫度T的范圍一般為[15，85]，因而0≤0.000233×（T-58）≤0.01，為了公式簡化，該部分暫忽略不計。因而壓縮機的判斷電流與實際電流之間的關系為：I=I實-0.000621×（T-58）2，0.000621為該型號壓縮機的溫度補償系數，最終關系為：I=I實-0.000621×（T-58）2。把原實驗數據通過該公式轉換，分布圖如圖4所示。

利用假設檢驗法進行驗證該擬合是否可靠。58℃下電流為0.59A，即均值μ=0.59，標準差取σ=0.3，可把工藝范圍嚴格控制在0.29A～0.89A，如果標準差不變，圖4的數據作為樣本，計算驗證該擬合是否可靠。取α=0.05。假設H0：μ=0.59，H1：μ≠0.59。利用Minitab計算后得：

P=0.3>0.05，樣本均值為0.59199，95%置信區間總體均值落在（0.58822，0.59575），μ=0.59落入此置信區間，直方圖中H0所對應的均值落入均值的置信區間。因而假設H0成立，該擬合可靠性達到95%。

3 LabVIEW虛擬儀器的實現

下面使用LabVIEW實現該檢測方法：

4 結 論

本文通過大量的實驗數據對單相旋轉壓縮機運行的電流與壓縮機溫度進行分析，所得結論如下：

（1）壓縮機運轉電流與溫度呈二次關系

（2）可通過樣機試驗，按公式：I=I實-a×（T-T標）2得到溫度補償系數a與曲線對稱軸T標來進行更加準確的電流控制提高檢測質量。

參考文獻

[1]潘憲生.氣溫及電壓對風機電機電流的影響.北京：電世界，2000.

[2]牛群峰，黃 莉，黃均人.壓縮機性能測試與參數計算的虛擬儀器實現.鄭州：河南工業大學電氣工程學院，2009.

收稿日期：2018-8-2