单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1第四章 滚动转子式制冷压缩机掌握的主要内容1、工作原理、 基元容积和压力的变化关系2、热力性能3、受力分析4、输气量调节第一节 工作过程和结构特点结构特点容积转角和压力转角图主要结构形式及特点立式结构消声器平衡块储液器吸气管排气管离心泵油固定方式：气缸与机壳焊接在一起储液器的作用：气液分离、储存制冷剂和润滑油、缓冲吸气压力脉动电机冷却：机壳内充满高压气体，吸气直接进入压缩机，减少了吸气过热，排气温度不高，冷却电机卧式结构排气消声器：由辅轴承和薄钢板组成的空腔组成供油机构：靠吸油和排油流体二极管将油从底部吸入通过供油管攻油主轴承固定方式：主轴承与机壳焊成一体吸油二极管排油二极管变频滚动式压缩机3、固定方式：气缸与机壳焊接在一起变频电机平衡块排气阀消声器消声孔滑阀回油管特点：1、变频调速进行无级能量调节频率调节范围30120Hz，转速16006200rpm.2、对转速范围宽的适应性：采取一些减振和消声措施平衡块降低高速时引起的振动曲轴的表面处理双缸全封闭滚动转子式压缩机排气管吸气管双缸双转子排气消声器特点：动力平衡性好双转子使负荷扭矩的变化平缓，减振，适用于大功率。
固定方式：气缸和电机热套在机壳上+气缸与机壳焊接滚动转子式压缩机的特点与趋势适用于小型冰箱和空调优缺点：零部件少，尺寸紧凑，重量轻 效率对磨损和间隙敏感，气缸的利用率不高，压机和电机与机壳的刚性固定，减振更必要.变频压缩机：在日本，变频房间空调器是主流机型，容量范围在进一步扩大双缸双转子式：新机型，减小在低速范围内的振动提高经济性和可靠性：提高生产加工和装配技术，使装配间隙合适，最小化机械损失和气体压缩损失，开发高效率的电机第二节 主要热力性能参数一、气缸工作容积的规律滑片的运动滚动转子式压缩机运动机构示意图设计时一般R和相对偏心矩作为结构参数确定下来滑片的运动关系运动位移:运动速度:运动加速度:根据几何关系，滑片与转子触点的运动关系：气缸容积变化规律压缩机每转一微小角度，吸气面积增加一微小梯形面积不计滑片厚度时，吸气缸横截面积：气缸容积变化规律计滑片厚度时，滑片伸入气缸中所占据的面积：bOl2l1滑片局部放大ABxrx1矩形面积弦顶面积压缩和排气缸横截面积：气缸工作横截面积：吸气缸横截面积：吸气和压缩容积的变化关系转子长度若不计滑片厚度，则吸气和压缩容积的变化曲线设计特点:1、相对偏心距影响气缸利用率，2、吸排气孔口位置吸气口位置排气口位置二、输气量及其影响因素1. 理论容积输气量:气缸工作容积:2. 实际容积输气量:容积效率:滚动转子式压缩机的容积效率比往复式压缩机的大.1)容积系数滚动转子式压缩机的容积系数较往复式的大1)在=4-时,切点T以上封存的容积2)排气阀座孔的容积3)排气孔口附近及以上的气缸被削去的部分(减小过度压缩).余隙容积小,膨胀过程短,压比大,绝热膨胀.排气结束排气开始吸气结束吸气开始压缩开始余隙容积的组成:2.压力系数3.温度系数吸气通过吸气管直接进入气缸,因吸气管处于高温高压的机壳中,吸入气体仍被加热.滚动转子式压缩机无吸气阀,吸气压缩损失小,压力系数约为1.4.泄漏系数泄漏途径:1)转子与气缸的切点处、滑片与转子的接触点处的径向间隙。
2)转子两端面处的轴向间隙3）滑片两端面的轴向间隙系数随转速变化滚动转子式压缩机的泄漏系数较往复压缩机的小5.回流系数压缩开始吸气结束2 2+吸气回流过程 压缩结束或排气开始压缩开始压缩过程三、压缩过程对多变压缩过程：状态点压缩过程中的压力转角关系忽略排气阀阻力和滑片厚度 压缩结束或排气开始对多变压缩过程：压力转角曲线四、功率和效率1. 等熵功率2. 指示功率第三节 受力分析及主要结构参数一、转子的受力分析吸气口排气口elL11. 作用于转子上的气体力的合力：由几何关系：对三角形AOO1有：故吸气口排气口elL1利用关系：可求得力的作用面宽度：1.气体力（N）气体力构成轴承的负荷并使转子弯曲2. 阻力矩 (N.m)和飞轮矩吸气口排气口elL12)气体力产生的阻力矩:1)摩擦力产生的阻力矩:摩擦功率总阻力矩：注意转子的旋转方向！转子所受气体力和阻力矩的变化曲线图M曲线下的面积为压缩机的轴功率：排气开始时峰值确定轴承的最大负荷阻力矩驱动力矩飞轮矩3. 旋转惯性力及力矩的平衡滚动转子电动机转子ab1）单缸机的平衡惯性力的平衡 惯性力矩的平衡平衡块质量：注意：在平衡惯性力的同时, 应平衡力矩质量应加装在电机转子的两端。
2）双缸机的平衡惯性力的（静）平衡惯性力矩的（动）平衡若两转子的惯性力相等，则只需对力矩进行平衡滚动转子电动机转子L1L4L2L3二、滑片的受力分析滑片所受横向气体力滑片所受纵向气体力弹簧力往复惯性力弹簧力保证滑片始终与转子接触忽略摩擦力三、主要结构参数主要结构参数：气缸直径D、气缸（或转子）的长度L、转子相对偏心距(=e /R)、相对气缸长度(=L/D)结构参数根据热力计算确定1. 气缸直径D气缸工作容积制冷量和工况已知，进行热力计算确定参数间的关系：设计参数2.相对偏心距和相对气缸长度1）相对偏心距的影响：滑片位移：滑片侧面的气体力：转子的气体力：a)愈大，气缸的有效利用率愈大b)愈大，滑片的气体力增加，而转子所受气体力愈小2）相对气缸长度的影响：结论：选较大的值有利,但不宜过大.结论：选较小的值有利,但不宜过小.c)愈大，泄漏圆周长愈短，周向泄漏愈小3 泄漏间隙主要间隙：1）转子端面间隙 2）转子径向间隙3）滑片端面间隙 4）滑片槽侧面间隙对滚动转子式压缩机，泄漏对性能和寿命的影响是重要的！间隙大，泄漏大，能效比小，间隙小，摩擦功率大，能效比小存在最佳间隙因此, 开发减小泄漏的新结构, 如摆转式滚动压缩机。
Swing Compressor 摆转式压缩机特点: 转子与叶片铸造成一体,与轴瓦一起使压缩平稳,减少滑阀与转子的泄漏和混合油引起的摩擦, 效率和可靠性更高,采用变频,在中低速(泄漏小)，效率和节能显著,且面向替代工质HCFC, 407C 和 410A .日本大金(DAIKIN)公司正在用它代替传统的滚动转子式.一、变频调节特点：节能、舒适、启动快、温控精度高, 连续调节, 且易实现自动化.1. 交流变频器调速Alternating current inverter控制电路的调制方式:脉宽调制和脉幅调制变频器的型式: 电流源型和电压源型PWMpulse-width modulationPAMpulse-amplitude modulation (pulse duration)(pulse height)极数转差率感应(异步)电动机转速:Induction motor调节原理：通过调节交流电频率来改变电机转速第四节 输气量调节交流变频器结构频率调节范围：30120Hz,转速：16006200rpm空调用变频器多采用：电压源型脉宽调制方式特点：1）保持U / f 约为恒定，使电动机的最大转矩在很宽的频率范围内保持恒定(频响特性)，即转矩不随转速变化，只随负荷而变。
2）主电路简单，负荷响应好 微机部分 (系统控制) 数字信号控制部分(波型) 整流器部分 (交流变直流) 逆变器部分 (直流变交流)M电动机遥控器温度传感器被控温度 电源（50/60Hz) 交流变频器结构调节原理：调整直流电机电枢的电压来改变电机转速续流二极管常数周期性开闭开关电机PWM调速原理2. 直流变频器调速Direct current inverter直流变频器驱动直流电机调速范围：15008250rpm直流电压3.变频调节带来的问题（高速时）4.杂质增加5.噪声增加1.运动部件的磨损增加 曲轴采用浸硫渗氮处理增加耐磨性2.排气阀的流阻损失增加高速时,排气量增加,流速增加,因而流阻增加,此外,气体推力增加,使气阀弹簧力相对过软而延迟关闭,延迟关闭时所受气体力与弹簧力同方向,且气体力较大,使阀片受较大的冲击力而破损.采用特殊阀片材料和高性能的气阀.3.润滑油循环率增加 会降低换热性能增加压力损失 采取回油措施减少耗油量二、旁通调节吸气排气压缩腔旁通孔旁通回路排气阀1.单缸机旁通调节旁通孔的位置决定了调节量的大小.2.双缸机旁通调节电磁阀卸载阀电磁阀控制卸载阀对右气缸吸气孔口的关闭,卸载一个气缸,输气量减半.3.多机并联调节通过调节停机台数来调节输气量.一、振动源与噪声源二、消减振动和降低噪声的措施1.提高曲轴的动力平衡性平衡质量应满足力平衡、力矩平衡和一阶振型平衡.系统振动具有本征模态，例两端固定的绳的速度的一阶和二阶振型为：第五节 滚动转子式制冷量压缩机的振动与噪声1. 振动源:1)曲轴扭矩振动 2)旋转不平衡惯性力 3)压力脉动2. 噪声源:1)电磁噪声 电磁力引起的振动 2)制冷剂的气流噪声 3)机械噪声2.控制曲轴的旋转不均匀度增加旋转质量的惯性矩3.机壳的优化设计改善机壳的刚性、形状和材料4.消减气流脉动 设置脉动衰减器、消声器5.降低电磁噪声控制曲轴与定子间的偏心,以降低气隙间电磁失衡的不均匀性.6.降低机械噪声.改善气阀设计、控制摩擦副间的间隙，保持良好润滑8.有源噪声控制降噪方法Active noise controlPassive noise control通过噪声频谱分析，利用声学原理，产生反噪声的干涉波，与噪声波相抵消。
这是一种积极的噪声控制方法该技术的优点是：在低频范围的消声量大、体积小且不产生气体的阻力损失7.降低停机过程中的振动和噪声通过切断控制系统控制在曲轴弱反转或突然停止的转角范围内切断电动机电源(减小运转的惯性加速度)。