變頻滾動(dòng)活塞壓縮機(jī)噪音振動(dòng)優(yōu)化.pdf

1、本文闡述了對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)噪音振動(dòng)的優(yōu)化過程。噪音振動(dòng)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題，過高的噪音會(huì)影響人們的睡眠質(zhì)量，過大的振動(dòng)會(huì)使得管路容易振裂。目前在3HP以下的家用空調(diào)中常用的壓縮機(jī)為滾動(dòng)活塞式壓縮機(jī)。 本文針對(duì)一款單轉(zhuǎn)子滾動(dòng)活塞變頻壓縮機(jī)的噪音振動(dòng)進(jìn)行了優(yōu)化。該壓縮機(jī)適用22-26機(jī)型空調(diào)，采用小型化結(jié)構(gòu)和變頻稀土電機(jī)。因此具有高效率和低成本優(yōu)勢(shì)。但是較小的結(jié)構(gòu)使慣性質(zhì)量也較小，因此對(duì)于振動(dòng)的抑制也比較差；因此對(duì)其的噪音振動(dòng)優(yōu)化需要采

2、取新的對(duì)策。 本文按照日本APF（annual performance factor）工況下的四種空調(diào)試驗(yàn)進(jìn)行了噪音和振動(dòng)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)了其中的問題點(diǎn)： 1、冷暖房定格工況下的基頻5倍頻峰值（300-400Hz） 2、暖房定格工況下的1200Hz峰值 3、切向振動(dòng)加速度普遍較高 之所以將噪音研究重點(diǎn)放在1000Hz以下的頻率是因?yàn)榈皖l段噪音很難用隔音材料消除。 分析發(fā)現(xiàn)的問題，進(jìn)行了電機(jī)單體噪

3、音試驗(yàn)、變壓力轉(zhuǎn)速試驗(yàn)、部件固有頻率的計(jì)算和測(cè)量、噪音振動(dòng)的定位測(cè)試等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)噪音振動(dòng)異常的原因如下： 冷暖房定格工況下的基頻5倍頻噪音的根源在電機(jī)的電磁噪音，并且與泵體固有頻率接近，從而引起更大的噪音峰值；暖房定格的1200Hz噪音也是由于電機(jī)引起，并且和儲(chǔ)液器的2、3階模態(tài)接近，從而激發(fā)了更大的噪音。 切向振動(dòng)加速度出現(xiàn)較高的峰值，認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)壓縮的狀態(tài)不穩(wěn)定的原因。因此根據(jù)變頻單轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)的特點(diǎn)重新對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子-曲軸旋

4、轉(zhuǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 首先，通過提高電機(jī)轉(zhuǎn)子-曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率從而降低了冷暖房定格工況基頻5倍頻噪音，通過提高儲(chǔ)液器固有頻率從而降低了暖房定格工況1200Hz噪音。 通過建立轉(zhuǎn)子－曲軸系統(tǒng)、軸承座系統(tǒng)的有限元模型和離散化設(shè)計(jì)，求出單元形函數(shù)（將無限維問題轉(zhuǎn)化為有限維），利用轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)知識(shí)，求出單元質(zhì)量矩陣，陀螺矩陣和剛度矩陣，利用虛功原理將外力轉(zhuǎn)化為等效節(jié)點(diǎn)力向量，最后得到動(dòng)力學(xué)表達(dá)式。 對(duì)軸承油膜也建立

5、有限元模型,利用流體雷諾方程變分形式將變分不等方程等價(jià)于極小值問題,通過矩形元素單元?jiǎng)澐值玫叫魏瘮?shù)，在求出油膜單元?jiǎng)偠染仃嚭陀湍卧牧ο蛄亢?得到整體方程。 最后進(jìn)行轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)耦合設(shè)計(jì),旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子－軸承系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合問題是一個(gè)強(qiáng)非線性的流固耦合問題。本文涉及三個(gè)求解域：即轉(zhuǎn)子、軸承體、軸承油膜。因?yàn)榍S轉(zhuǎn)子和軸承體有類似的方程形式，所以采用整體的數(shù)值求解方法來耦合；同時(shí)采用交替的求解方法來耦合油膜方程。聯(lián)立轉(zhuǎn)子模型、軸承