涡旋压缩机轴向动态密封双提前量跟踪方法研究*

蔡炯炯,张文辉,倪凯华,袁 熙,吴萱俊,瞿 晓

(1.浙江科技学院 自动化与电气工程学院,浙江 杭州 310012;2.墨尔本大学 工程与信息技术院,维多利亚州 墨尔本 3000)

0 引 言

作为一种以近直驱方式工作的容积式压缩机,涡旋压缩机具有压力稳定、效率高、振动小、噪声低、零部件少等优点[1-2]。但是由于其轴向气体分离力作用在动涡盘上,使动涡盘发生倾斜或脱离静涡盘,就会造成较大的气体泄漏和零部件的摩擦和磨损,这在一定程度上限制了涡旋压缩机的发展[3-5]。

在相同的转速下,大容量涡旋压缩机的排气量更大,但是这种涡旋压缩机存在体积大、能耗高、适用范围小的缺点。如果能改善涡旋压缩机的密封性,则可以使涡旋压缩机的转速更高、排气量更大、应用范围更广。因此,漏气问题是制约涡旋压缩机发展的一个难点。

目前,用以改善涡旋压缩机轴向力平衡的有针对性的方法有:(1)弹簧背压式[6]、推力轴承式[7,8]、气体背压式[9]、背压腔注入润滑油[10-12]和轴向随变机构[13];(2)在静涡旋盘的背面设置密封组件,以形成背压腔[14]。但是由于压缩机轴向气体分离力会随主轴转角的变化而呈现大幅度的变化,这些方案会因其动态响应慢,难以满足高精度、高动态性能的气体泄漏改善要求。

文献[15-17]采用电磁力来平衡涡旋压缩机的气体分离力,提出了以误差均方差为评价指标的自适应PID提前跟踪算法,改善了其跟踪滞后的缺陷[18-20],解决了该问题的主要部分。但使用该算法筛选出的……