變頻滾動活塞壓縮機噪音振動優(yōu)化.pdf

1、本文闡述了對空調壓縮機噪音振動的優(yōu)化過程。噪音振動是人們關注的焦點問題，過高的噪音會影響人們的睡眠質量，過大的振動會使得管路容易振裂。目前在3HP以下的家用空調中常用的壓縮機為滾動活塞式壓縮機。 本文針對一款單轉子滾動活塞變頻壓縮機的噪音振動進行了優(yōu)化。該壓縮機適用22-26機型空調，采用小型化結構和變頻稀土電機。因此具有高效率和低成本優(yōu)勢。但是較小的結構使慣性質量也較小，因此對于振動的抑制也比較差；因此對其的噪音振動優(yōu)化需要采

2、取新的對策。 本文按照日本APF（annual performance factor）工況下的四種空調試驗進行了噪音和振動測量，發(fā)現(xiàn)了其中的問題點： 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、切向振動加速度普遍較高 之所以將噪音研究重點放在1000Hz以下的頻率是因為低頻段噪音很難用隔音材料消除。 分析發(fā)現(xiàn)的問題，進行了電機單體噪

3、音試驗、變壓力轉速試驗、部件固有頻率的計算和測量、噪音振動的定位測試等試驗發(fā)現(xiàn)噪音振動異常的原因如下： 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噪音也是由于電機引起，并且和儲液器的2、3階模態(tài)接近，從而激發(fā)了更大的噪音。 切向振動加速度出現(xiàn)較高的峰值，認為是旋轉壓縮的狀態(tài)不穩(wěn)定的原因。因此根據(jù)變頻單轉子壓縮機的特點重新對電機轉子-曲軸旋

4、轉系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計。 首先，通過提高電機轉子-曲軸轉動系統(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。 通過建立轉子－曲軸系統(tǒng)、軸承座系統(tǒng)的有限元模型和離散化設計，求出單元形函數(shù)（將無限維問題轉化為有限維），利用轉子動力學知識，求出單元質量矩陣，陀螺矩陣和剛度矩陣，利用虛功原理將外力轉化為等效節(jié)點力向量，最后得到動力學表達式。 對軸承油膜也建立

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于極小值問題,通過矩形元素單元劃分得到形函數(shù)，在求出油膜單元剛度矩陣和油膜單元的力向量后,得到整體方程。 最后進行轉子軸承系統(tǒng)耦合設計,旋轉壓縮機轉子－軸承系統(tǒng)的動態(tài)耦合問題是一個強非線性的流固耦合問題。本文涉及三個求解域：即轉子、軸承體、軸承油膜。因為曲軸轉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；同時采用交替的求解方法來耦合油膜方程。聯(lián)立轉子模型、軸承