基于空调压缩机的变速控制问题的分析与研究

任宁凯

摘要：文章主要针对空调压缩机的变速控制问题展开分析，分别从以下几个方面详细探索，目的在于进一步解决空调压缩机的变速控制问题，保证空调压缩机的正常运行。

关键词：空调压缩机;变速控制;转矩;运行周期

空调是我们生活中必不可少的设备，空调的温度变化为我们的生活提供了很多便利。空调压缩机的变速控制，主要基于热负荷变化为条件。温度低的情况下空调热泵运行，通室外热交换器及时交换热量。空调压缩机在此过程中，则需要提高转速，增加设备运行循环量，这样不仅能够确保空调运行的热量，同时还可以有效控制空调的变速情况。

1.空调压缩机工作特征分析

对于市场上多数空调设备来讲，均选择滚动转子压缩机，这种压缩机类型属于回转压缩机种类。滚动转子压缩机包括在定子、滚动转子、滑片、曲轴、电动机转子等，当压缩机的滚动转子顺着在主轴旋转，则其中的滑面逐渐形成运行容积，大小转换下完成吸气、排气与压缩全过程，正因为如此，将其归类为全封闭压缩机。压缩机运行要求功率必须达到700-200W。图1为全封闭压缩机转矩曲线示意图。

根据图1中的指示可以发现，T_L跟随主轴角度转化而变化，并且在排气阶段出现最大值。这个过程中，将空调压缩机运行在驱动力进行计算，根据咋阻力炬以及反力矩等作为计算条件，观察压缩机转矩曲线的角度变化，在这个过程中设电机力矩作为常数，当压缩机的转子系统不断加速，则压缩机振动加剧，这期间自然变化频率出现低速转变，同时还要及时对电机转矩加以控制，确保转矩速度时刻与常数相符，这样就可以迅速消除振动现象，保持空调压缩机的稳定运行。

2.空调压缩机调速系统运行分析

文章所研究的空调压缩机调速系统主要为无刷直流电机，其运行原理依靠无刷直流电机转子，根据在运行中所产生的永磁体为基础，形成运行旋转磁场，当然这种无刷直流电机类型，可以通过定子三相绕组的运行实现电子开关的适当控制，实现了真正的无刷运行，并且机体比较小，相对其他类型的电机来讲，运行效率更高，更加安全可靠。在此基础上，结合电流优化控制相关方法，遵循瞬时功率法，及时控制无刷直流电机定子三相电流运行，帮助其紧密联系电机输出转矩，有效控制三相电流运行期间所输出的转矩，在一定程度上节省了电流输出消耗，对空调压缩机运行寿命延长具有重要帮助。尤其是200V单相交流的电源情况下，通过空调压缩机中变速控制系统的调整，利用单相桥式整流器，实现开关直流运行的恒压源。无刷直流电机的空调压缩机，不仅实现了空调电压运行能耗的控制，同时在开关与控制系统方面也融入智能化技术，通过IGBT模块的加入，构成功率器更先进的开关，能够及时对负半波电流进行控制。加上智能模块其自身所具备的驱动电路与保护电路系统，及时调整空调压缩机中硬件电路，为空调运行控制节省更多成本，并且从多角度提升了控制系统的控制安全性与可靠性。

反电势位置检测器的应用，将空调压缩机中机械位置检测装置加以省略，马上将检测到的控制信号传输至速度变换器中，随即获得转子旋转速度信号，由此准确计算出空调压缩机系统运行的控制速度信号。利用速度调节器为载体，将转矩给定信号加以输出，进入到电流控制其中，将给定信号转换为电流指令值，并且对比空调压缩机运行的实际电流，将运行脉冲输出到空调压缩机的控制开关中在，随即实现开关的灵活控制。正因为此运行原理，帮助空调压缩机实现了单片微机控制，任何控制环节都能够实现单相操作，并且不需要复杂的硬件电路。作为空调压缩机控制系统最关键的两个环节，速度调节器、电流控制器，根据无刷直流电机运行输出的转矩与电流，及时获取运行转矩并且将其转型输出，及时发现隐藏早其中的变速控制问题。

3.基于空调压缩机的变速控制问题的研究

空调压缩机运行原理下，变速控制问题主要体现在异步电机变频调速、系统运行异常等情况，如果阿恒转矩输出周期较短，則会对滚动转子压缩机运行造成影响，在很大程度上负载增加，出现明显的周期性变化，运行问题逐渐凸显出来。一旦空调压缩机中的恒转矩转变为负载，那么控制系统中转速脉动加快，空调运行时会发出巨大的噪音与异常振动。为了确保空调压缩机中滚动转子获得适当在的转矩，必须将空调压缩机中运行转矩负载准确测出。但是在实际测试中，转矩并不能瞬间测量，需要通过转速调节器，计算转速指令值、瞬时速度反馈值之间的差，从而间接得出空调压缩机输出的转矩。若空调压缩机的控制系统运行中，瞬时速度反馈值低于转速指令值，表示当前空调压缩机的电机输出转矩低于负载转矩，就需要结合实际情况及时加大电机输出转矩，确保电机输出转矩满足空调压缩机运行要求。压缩机负载在实际运行中变化十分迅速，计算转矩差值必须通过微机计算的方式得出，计算中避免不了会出现计算滞后的现象，对于这种情况需及时处理，否则将直接影响到空调压缩机的正常运行。根据空调压缩机变速控制系统运行可以发现，控制运行系统转矩变化存在明显的规律性，由此展开研究分析，结合负载转矩周期性变化规律，及时将周期传递的转载信息接受，并且严格控制输出转矩，这样一来就能够合理规避空调压缩机在控制运行期间所出现的问题，同时也能够提高控制系统运行效率。利用电机转子瞬时速度为依据，对速度调节器加以控制，准确检测出反电势位置检测信号，并且根据转子信号理清控制系统运行情况，直接通过控制系统开关进行运行速度调节。但是在此期间必须以阻容滤波器，将控制系统中的高频调制波进行过滤，防止其影响电机转子运行以及低频交流信号。通过不同角度的调整与实验，选择最佳运行角度，增强运行信号，由此获得转矩输出准确信号位置，通过微机计算的方式全面统计电机转速信号，解决空调压缩机的控制系统问题。

结束语：

综上所述，空调压缩机是空调运行的核心，对空调功能的正常发挥非常关键。正因为如此，必须准确掌握空调压缩机运行期间，控制系统存在的问题在。结合压缩机转速与环境变化，及时调整压缩机转矩，以确保控制系统的控制功能。

参考文献

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[2]冀军鹤，贾继承，易丰收.涡旋式汽车空调压缩机怠速异响分析与控制[J].压缩机技术，2018，271（05）：48-50+55.

（作者单位：宁波奥克斯电气股份有限公司）