[发明专利]一种涡旋机轴向力循迹方法和系统

说明书

本发明公开了一种涡旋机轴向力循迹方法和系统，所述方法包括如下步骤：在所述涡旋机内设置电磁探针，获取涡旋机电磁力参数；建立电磁力“原始理论目标曲线”，并以所述“原始理论目标曲线”为目标进行电磁力跟踪控制；获取在跟踪“原始理论目标曲线”时，涡旋机的排气流量和主轴电机电流大小；分区，逐个获取分区间内电磁力的初始大小，记录排气流量和主轴电机电流大小，分析反馈的排气流量和主轴电机电流信号变化规律；根据所述反馈的排气流量和主轴电机电流信号变化规律，逐个修正各分区的电磁力目标值，生成最适配的新的“目标电磁力曲线”。所述方法对预设工况条件下的涡旋机轴向电磁力的“原始理论目标曲线”，根据反馈信号进行修正寻优。

技术领域

本发明涉及涡旋机技术领域，特别涉及一种涡旋机轴向力循迹方法和系统。

背景技术

涡旋压缩机是一种新型容积式压缩的压缩机，压缩部件由动涡旋盘和静涡旋组成，具有结构简单、易损件少、体积小、可靠性高、机械效率高、噪声低等优良热力学性质和力学性质。涡旋压缩机压缩腔的结构由动静涡盘组成，动静涡盘工作示意图如图1。工作过程中，静涡盘固定在机架上，动盘由偏心轴驱动并由防自转机构制约，围绕静盘基圆中心，作很小半径的平面转动。气体通过空气滤芯吸入静盘的外围，随着偏心轴的旋转，气体在动静盘噬合所组成的若干个月牙形压缩腔内被逐步压缩，然后由静盘中心部件的轴向孔连续排出。此时，压缩气腔内产生的气体力作用在涡旋盘上，使得动静涡盘的涡旋齿和端面发生发生倾斜或脱离，增加了气体的泄漏量。目前，系统难以适应大排气量和大压力比的应用场合,如何保障涡旋机涡盘气密性、有效减少气体泄漏量是一大技术难题。

动涡旋盘和静涡旋盘之间的气密性对压缩机的工作性能起着重要影响。研究表明，涡旋压缩机的泄漏主要有切向泄漏和径向泄漏两种，即通过轴向或者径向的间隙发生泄漏，其泄漏模型如图2。对于涡旋压缩机径向间隙中的切向泄漏而言，其主要是由动、静涡旋盘的加工误差、各运动部件的摩擦磨损以及各部件装配精度不够等因素造成的。而轴向间隙中的径向泄漏问题，则主要是由涡旋盘压缩腔中的轴向气体分离力造成的。根据研究，轴向间隙是导致气体泄露主要问题，且轴向分离力大小受气腔温度、工作频率和主轴转角等因素动态变化，导致了气体的泄漏和零部件的磨损，对涡旋压缩机的工作性能和使用寿命产生严重影响。解决涡旋机轴向动态密封问题，有助于提高涡旋机的工作性能，增加其使用寿命，满足更广阔的运用场合。

目前尚缺乏可以通过算法自动对涡旋机轴向力“实际目标曲线”循迹方面的研究和方法。

发明内容

本发明其中一个发明目的在于提供一种涡旋机轴向分离力自动循迹方法和系统，所述方法和系统采用电磁力探针的方法，对预设工况条件下的涡旋机“目标轴向分离力曲线”，从“原始理论目标曲线”开始，分区逐个校正，获得新的“目标电磁力曲线”。即可根据本发明算法自动找寻用于“平衡轴向分离力”的电磁力“目标电磁力曲线”，以此“目标电磁力曲线”为跟踪目标，通过电磁力控制算法和硬件系统，实现较好的轴向力平衡控制。通过本发明算可有效改善涡旋机轴向密封性能，从而可以提高涡旋机的电磁伺服系统对复杂工况的适应性。

本发明另一个发明目的在于提供一种涡旋机轴向力循迹方法，所述方法和系统通过对主轴电机转角360°区域内进行n等分，形成n等分的角度区间，采用PID算法中分步逼近的计算方式可以对每个角度区间进行单独依次校准，从而使得单个区间中的“目标电磁力曲线”逼近“实际轴向分离力曲线”而不是“原始理论目标轴向分离力曲线”，与实际工况匹配。

本发明另一个发明目的在于提供一种涡旋机轴向力循迹方法，所述方法和系统通过引入涡旋机排气量和主轴电机电流大小两个参数，从电磁力“理论目标曲线”修正寻找到真正所需的电磁力“目标电磁力曲线”，通过实时检测分析涡旋机的排气量大小和电机主轴电流大小进行最优寻迹，通过和上一次的寻迹状况进行对比可以实现最优寻迹，提高所述涡旋机的控制精度。

为了实现至少一个上述发明目的，本发明进一步提供一种涡旋机轴向力循迹方法，所述方法包括如下步骤：

在所述涡旋机内设置电磁探针，获取涡旋机电磁力参数；