動力學參數在直線壓縮機故障診斷中的應用

唐明生，鄒慧明，王 敏,2，吳永恒，袁慶慶，田長青,2

（1.中國科學院理化技術研究所中國科學院低溫工程學重點實驗室，北京100190；2.中國科學院大學，北京100190；3.黃石東貝電器股份有限公司，湖北黃石435000）

1 引言

直線壓縮機采用直線振蕩電機直接驅動活塞往復運動做功，相比于傳統往復活塞壓縮機，直線壓縮機省掉了曲柄連桿傳動機構，因而具有結構緊湊、運行效率高及變容量方式靈活等特點，成為小型制冷裝置壓縮機技術的重要發展方向[1]。目前直線壓縮機已經在低溫領域得到應用，如作為脈沖管制冷機的壓力波發生器[2-3]。在民用領域也受到越來越多的關注，其應用包括冰箱[4-7]、車載小型冷藏箱[8]、家用空調[9-10]及電子冷卻[11-12]等。

由于直線壓縮機的自由活塞式結構設計，如圖1所示，為保證較高的容積效率，需要將壓縮機行程控制在上止點位置。由于壓縮機活塞運動對運行環境參數變化敏感，環境參數的改變將導致壓縮機頻率特性變化，輕則使壓縮機運行效率降低，重則可能導致壓縮機活塞撞擊排氣閥片，盡管采用了菌狀閥的排氣結構，活塞輕微撞擊排氣閥片的故障行為具有一定的可恢復性，但如果不及時對壓縮機驅動電參數進行調整造成頻繁撞擊閥片將導致壓縮機損壞。現有的研究表明壓縮機固有頻率直接影響壓縮機運行效率[13]，但是固有頻率隨壓縮機運行工況變化而變化。對應于因運行工況改變帶來的壓縮機效率降低及撞擊排氣閥片等可恢復性的故障行為可歸結為暫時性故障。……