[发明专利]流体机械转速与自身容量调节机构的协控方法及流体机械

说明书

技术领域

本发明涉及流体机械领域，更具体地，涉及一种流体机械转速与自身容量调节机构的协控(协调控制)方法及流体机械。

背景技术

流体机械是以流体为工质来转换能量的机械，其中将电能转化成工质的机械能或者内能的流体机械通常包括泵、风机、压缩机等等。对于将电能转化成工质的机械能或者内能的流体机械，其输出能力的调节通常包括转速调节和自身容量机构调节两种形式，转速调节可以采用变频器来实现，自身容量机构调节可采用自身的变容积或行程等机构来实现。转速调节方式通过调节电动机的转速来调节流体机械的输出能力，自身容量调节机构通过调节工质的流量来调节流体机械的输出能力。流体机械通常采用两种控制方式并存的方式来对流体机械的输出能力进行调节。现有的转速调节和自身容量调节机构调节的协控方法存在以下问题：

以流体机械中的螺杆式压缩机为例，螺杆式压缩机的自身容量调节机构为压缩机的滑阀，转速调节机构为压缩机的变频器。如图1所示，图1的横轴代表螺杆式压缩机的输出能力，纵轴代表转速(变频器的输出频率)的大小和自身容量调节机构(滑阀)的位置，由于变频器的输出频率与电动机的转速之间存在正相关的关系，因此可以用变频器的输出频率来表征电动机转速的大小。变频器的输出频率越高，则电动机的转速越大，变频器的输出频率越低，则电动机的转速越小。变频器的输出频率的单位为Hz，电动机的转速的单位为转/分。

曲线1为自身容量调节机构(滑阀)的调节曲线，曲线2为转速(变频器的输出频率)的调节曲线。在现有的转速调节和自身容量调节机构调节的协控方法中，尽可能使自身容量调节机构(滑阀)有更高的位置，同时使转速(变频器的输出频率)较低。因此，加载时首先加载自身容量调节机构(滑阀)，当自身容量调节机构(滑阀)达到最大能力时再提高转速(变频器的输出频率)(在图1中，螺杆式压缩机的输出能力先通过自身容量调节机构(滑阀)调节提升到60％，此时自身容量调节机构(滑阀)位置调节至最高，即100％，然后转速(变频器的输出频率)再逐渐提升，从而将螺杆式压缩机的输出能力从60％继续提升至100％)。减载时先降低转速(变频器的输出频率)，再减载自身容量调节机构(滑阀)。

但进一步的仿真分析表明上述调节方法并不能使得流体机械获得最佳的工作效率。某些情况下，特定的转速搭配自身容量调节机构中间某位置时，流体机械才会获得最佳的工作效率。本领域需要一种全新的流体机械转速与自身容量调节机构的协控方法，使得流体机械能够获得更优的转速与自身容量调节机构位置的搭配，从而使流体机械获得更高的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流体机械转速与自身容量调节机构的协控方法，所述流体机械转速与自身容量调节机构的协控方法能够使所述流体机械获得更高的工作效率。

本发明的目的还在于提供一种流体机械，所述流体机械采用所述流体机械转速与自身容量调节机构的协控方法来调节转速和自身容量调节机构，从而能够获得更高的工作效率。

为实现所述目的的流体机械的转速与自身容量调节机构的协控方法，以所述流体机械的当前的输出能力为基准，对所述流体机械的输出能力进行加载或者减载，所述流体机械的转速与自身容量调节机构的协控方法包括以下步骤：

a.获取当前输出能力下流体机械的当前转速和自身容量调节机构的当前位置；

b.以所述当前位置为基准，保持所述当前转速不变，根据所述流体机械的特性获取自身容量调节机构位置高于所述当前位置的第一位置所对应的所述流体机械的第一功率和第一工质流量；

c.以所述当前位置为基准，保持所述当前转速不变，根据所述流体机械的特性获取自身容量调节机构位置低于所述当前位置的第二位置所对应的所述流体机械的第二功率和第二工质流量；

d.根据所述第一功率、所述第一工质流量、所述第二功率、所述第二工质流量来计算自身容量调节机构效率，所述自身容量调节机构效率的计算公式为：

e.以所述当前转速为基准，保持所述自身容量调节机构的所述当前位置不变，根据所述流体机械的特性获取转速高于所述当前转速的第一转速所对应的所述流体机械的第三功率和第三工质流量；

f.以所述当前转速为基准，保持所述自身容量调节机构的所述当前位置不变，根据所述流体机械的特性获取转速低于所述当前转速的第二转速所对应的所述流体机械的第四功率和第四工质流量；

g.根据所述第三功率、所述第三工质流量、所述第四功率、所述第四工质流量来计算转速效率，所述转速效率的计算公式为：