双模糊算法下压缩机电机转速节能控制设计_汪伟.pdf

（）年第期第卷（总第期）双模糊算法下压缩机电机转速节能控制设计汪伟（中油济柴成都压缩机公司，四川成都）摘要在加强制冷系统节能降耗的背景下，本研究针对其主要结构压缩机电机转速进行了节能控制设计。在设计中主要基于模糊算法理论提出了双模糊控制器实施方案，通过节能成果分析，证实了该方案对低转速能耗的显著控制效果，以及对高转速的稳定控制效果。关键词双模糊算法；压缩机；电机转速；节能设计：中 图分类号：文献标识码：文章编 号：（）（，）？，（），？，？；引言在进入到了世纪之后，节 能、绿色以及可持续发展成为 了我们生活与科研非常重要的指导词汇，尤其在制冷方面，成为 了引领整个行业的关键措施。制冷产业因表现出增长速度快、产能较高等特点，导致其成为 了我国推动绿色产业改革的关键行业。在制冷循环设备中，为 了保证其曰常供应需求，压缩机是其非常关键的动力设备，为此，在制冷行业实现低能、低碳改革中，实际上就是对压缩机进行节能设计。在促使压缩机运行中，电机是其非常重要的核心部位，其内部结构的优劣可直接影响压缩机的能效比。目前，在压缩机参与日常运行期间，主要是配合蒸发器中的制冷剂气体来进行转换处理，其能够促使压缩 装置实现快速有效的压缩处理，从而释放出大量高温、高压的气体。在进行气体转换期间，关键是必须确保电机转矩、转速之间能够始终保持在标准共性运作下，并基于此形成相对应的温度、转速协调关系，以便取得更为显著的节 能控制成效。此外，在电机不断优化升级的大背景下，电机变频控制的方法也在持续更迭，并基于原始算法下，衍生出了各种控制算法，为此，基于全新算法下探索压缩机电机转速特性，是现阶段控制压缩机能耗的重要举措和开发热点。变频制冷设备根据制冷设备的具体结构来看，其主要是经由冷凝器、压缩机、蒸发器以及节流装置四部分组成如图所示。压缩机主要是配合蒸发器中的制冷剂气体来进行转换处理，其能够促使压缩 装置实现快速有效的压缩处理，从而释放出大量高温、高压的气体，促使其能够完成与外界的热交换处理，并经过储液罐、制冷剂之后即可进入到相应的装置中，同时在蒸发器中还能够借助气化来达到较为显著的吸热处理效果，帮助低温、低压气体得到快速转化，随后将其引入到对应的压缩机中实施对应处理。年第期第 卷（总第）（）图制冷设备主要部件结构在上漆制冷系统运作期间，其动力主要是逋过压缩机来供给的压缩机可以对螫个机乡崩冷带来较大的影喃，以往所配置的定频压缩机在实顏运作期间，通常是结合实际情祝途取固定 的逮度来完成制冷剂的配送处处理，故不会对外界有较高鐵度，当外纖荷对较大 时氧很难促使其整个转动速度加快，达到较为显著的制冷成效但当其本身的负荷相对小时，同浄也不会实现对降低，造翁耗龜鲁而题为此，遭看随后研发出了变鍋空制压缩机，其魂结合实际黌来实现雕麵纖控劍。腾度与 制冷灘关性研究，具体表达式（）式中，空 气束義鐘？剩感擔魏興空气比重￥、八气干聽飞显度和攀愠度。根据式（中不难发现度与制冷量之间表现出正相关性特怔而制冷量与制療剤相关性研究具体表达式为）式中一制冷剂的本身质眞以及实际的淹量进出蒸发器的比焓值，其与循环系统興设计密切关。粮插式（）与式：）来看，压繪机与温度值之间本身呈现出正相关性。而实的压缩机转违与流？体（式中況一压机吸气口部位的制感剤比体积嚷气溶 剂；。压力糸数；乃丨、体现容积、泄露和温度三个指标的系数；压翁机的具体轉结含土述各个参数量来看，与均属于不可控姐飾界参数、主蕩用于对缩机戚 者爾聲系元进行表示除此之外，根据上述公式来看，压缩机的转速实际上主要收到温度差、制冷量的直攥影响，为此在对压缩机转速控制中，加强对冷暈节墓有效策略之一。压缩机转速特性目前，压翁机主襄分为途跡廣频两大类？但无溯一氣其转输实际上均是變到电濾频率？靈制？转速调节关系与电瀕频率之的关系，具体里式（）式中，电机在运傭祷动逮愈运间电源频率；极对数；差率。？合 电机来实现遍作驱动期间轉子的运转速度通常能够与旋转磁场之间始終保持较高一致，即署明两则之间？转差率应当保詩愈雜藏其中尸实献上是一个常教量，蠭示频幸龜与车奢逮之表现为正栢关曼，同时永磁同步电机的有效攀也能够也迅速达到舛，若翁入启动程，其率也館到，这就够达到调速系统之最压缩机在实现变频控雜期间，因压缩机所表现出运行机理和特殊结构，为了最大程度上改善压在运作期间所承受的外力磨损问题，在使其进入到高速运作之后，遥常无法将其直接跳转目标转上这就会配备相斑的过渡处遽翁以便更好的提井本身热平衡效果和润滑效；与此同时，在进人到减速停机过程时，也必然需要通过相同的方法来实现有效控制。锆合机的栲速控制，在得其启动之后，首先必须在低；屬：赌况 首 先运作低滅：段结束之后，即可将压缩觀的速度升到中速持行。后结合转遽直，确定下一窗段高味值，继续来实现提遽，或者直接将转速调整到中：遞与條遽率间值，魯歡爾瞬翁速间可成适当短，？但注窠控制 在以上。停机之后 必须重复实塗上：环节。当电机在运转期间，其转违宓然会拫握：实际檷況做出 不同的改变，但此时轉逮率若超出了領翻，就可造成较为严重的磨损问题，但：果不理想，则无法达到预期制冷效果，两者均不利（）年第期第卷（总第：期）于节能敷畢的痛结合压缩机本身的运转特性隱本次研究：麵勺目的其转速变率做出栢应的调龜从而改变系统节能效果。结合本巍繼备运作的儀祝来看，当輪德，量变化率愈当控制在左 右；但 若转 速，其转速率控制 在，为最佳。根据图来看，在迸入到减速阶段之后，速一旦趄出，转镇变化率就必领维持在 獻内为最佳；而当鎌低于貧化擊持在最佳。图转速变化 率曲线结合电机的福来看，萁电机的输也功攀计算公式为户化（）式中太电娜出功率、输出转速、猶度。压缩机的输出功率在进行表示期间，通过转矩、转速来呈现厂旦压缩机表现出较为突出的转矩间適时，电几的实际转动速度就会发生对应的调整，在此情况下，电机输出转矩然会因此呈现出簌大的波动变化、无齒跟麗负謙转矩，从而导致较为严重的量损耗题艮摒式（办阿里阿坎，转速的波动也会然会带来相同的效果篇此，当负蠢神；身变化相促使电机速度与矩哞之的波动缩小从而实现对能耗题的控。双模糊速度环控制方案控儀是控电机电流与转速的 关键，其最主粟的功黎是灣够针对执行罨输出値来做出对应的调雞理，以便更好的达到预期目标。常祝下，对进行提升能够促使系统的响应得加快，但因其本身对高频具有较高鎩惑性，从而导致盤个系绕稳定性受到影喻？面对该情湿下，可揚积分疾绕尾引人其中，其能足使响的整体敏感慶得到显著提升从而有戆改变是行数问巍但系统值扉时过长，有可能影？爾信号的加载灵敏度就需要对两个专数迸行合理选择，以便取得最佳的控￥雜果。模糊控制理论主要是基予黎糊语言变量、糢糊集理论以及選辑推理下提出的一种全辨智能控方法，基本原理是对人类变量控制方式进行樓伤通过经验遷辑形成模糊规则。塞于辏糊建制算渣下，塗迦器的设计是关键在设计中必錬对瘦制对象迸行确定，即速度与电：本研究结合擦撼截特性来进行转速的调控，本次采速度主要根据两点編定：一是驗合公式确走制冷量与速间的正相 关性；二感在本次研究对象在速度转換期间，呈现出中辭频率相对低表的特征，基于控制对象，本研究引入了樓糊控制算法来实现控制处理，即采用一个主参数调节控制器与一个负控制勝如图所示。图双模糊控制器 结构示意图爾細龜计入输出变量在本次计控制蘅中，主要以進差变率与轉误差来作 为输，人变量，速度环控制器的与母补可作为主模橄控制囊来实现输出处理，而辅助控制舉则主要獄主控制器的输出量化因子与两项因子来完歲输出处难。变量论域及量化因子、比例因子结含本次所采用压缩机的焉体特征，在启动之后的运转速度范围在之轉，在这个条件下，可明确祷速釣误差实际上其动的基本论域，也就墨，。基于该蓮上其差及则可将势设责为 ，。而主繼龜鐵論出、输、德出以及输出葡基本涂域分别看，、，、，与，通过棰糊子集论域特性，最终定主控制器母与、辅助控制器输也暈与趙子集论域分别为，！，；误差与的输入馀域则为卜，。量化因子遗过会式可确宅为年第期第 卷（总第）（）式中龙一本鑛愈戴围；塗人職子霉论域范围。比例西子顚十算式：可德定为（）式中，输出是基本论域范围；一模糊子寒的论域范围。最终通过计算得出，相 关参数为如表所示：表相关参数计算结果指标参数指标参数输入量主控制器输因子出比例因子输入输出 的舖助控制器樣集含 个数输出側；因子节能效果分析为验证上座十的节？果，本研究选取一个时间段的平均功率来观攀能耗变化情况。根類縉果来看，在保持压缩机电截胸开度不变的下，对压缩机转速进行提升，观察功率情笟根裾图来看，在低速运行时压缩机能龄取得较好的节能錄果，而提高转靡寸，因受到遽度那胡顯！故够取得涛平稳的转速，可有效避免能耗 时丨苟图恒负载功率曲线图结语本研究结合制冷義鏡运作原理实际愴况出发，基于模稱提出了連度坏驗计方案得出了以下几点结论：（）对压机转速特性进行为了制冷量与釋庸之间的正相关性点。（）基于模糊算法理，通过制备量控制来实现对辏逮釣调方秦？逋过双樓輪礬法可會翁改善丨氏速行能耗何题，同时持高走运轉避織纖动，降低能耗嫩。参 考文献 李广瀚輝空气压缩机伺服控制赛貌设计应用机械研究与应用，（）：左国兵恒鸾纖速离心式压儒聲节纖控制石油工自动化，（）：補打以奎，黄文俊，田奇勇廣制释压缩机棒子临界繼计爹与擬型分霄制 冷与空调划，（）：？議黌孟亚鹏明压缩与回油 对空调性：的读研究制冷与空儒（四川）：）台，王飞，等基于压缩机频率及室内机风机德摩可空调器温湿双控方法？制冷与空），（）陈清，郭亚，范士则攀高霉爾单螺轩压爾机竭攝式消声霸的緣讨聚其应？！；！制冷与空，（）：杨超态曹傲马琦，等基于双！法的恒转患控制现代制廳工程，（）：，豪蕭胡笑钏，徐：梦，等于双繼控制的智能窗嬙电机速控锁 光拿德 机系统彘用，）：作者简介：汪伟男年生；现从事 柴油发动机、天然气发动机、电驱压缩机技术及营销技术工作收稿日期：