压缩机转子平衡块自动调节装置、调节方法及压缩机与流程

1.本发明涉及压缩机技术领域，特别是涉及一种压缩机转子平衡块自动调节装置、调节方法及压缩机。


背景技术：

2.空调的室外机主要有两个振动源，一个是风扇及其驱动电机，一个是压缩机。如图1所示，压缩机的主要构造是：外部壳体1，内部由电机驱动部和泵体压缩部组成，电机驱动部由定子部件2和转子部件3组成，转子部件3与泵体曲轴4过盈配合，定子部件2与壳体1内壁过盈配合装配。壳体外部与储液器5焊接装配。压缩机的振动主要有两个因素导致：一是压缩机内的泵体需实现吸收冷媒介质并进行压缩排放，因此曲轴设计了偏心轴结构，曲轴高速旋转时会产生径向不平衡力，因此需要在转子部件上设计主平衡块6和副平衡块7用于平衡径向不平衡力（径向：俯视状态，以曲轴中心轴为起点，远离中心轴的方向为径向方向，该径向不平衡力是由于偏心转动产生的离心力引起的，图1箭头方向为径向不平衡力）。通过两个平衡块可以平衡曲轴偏心旋转带来的径向不平衡力。二是由于部件生产、装配存在误差、公差，因此压缩机高转速运转时，仍然会有部分机器出现异常振动不良的问题，导致压缩机本体径向振动大，带动管路振动，引起噪音问题，甚至出现管路震裂情况。当压缩机频率升高时，转速变大，因此转子平衡块及曲轴偏心轴因离心力产生的径向不平衡力也会变大，因此可能出现高频率运转时压缩机振动恶化，带动空调管路大幅度振动问题。


技术实现要素：

3.基于现有技术中压缩机高频率运转时压缩机振动恶化，带动空调管路大幅度振动的问题，本发明提供一种压缩机转子平衡块自动调节装置、调节方法及压缩机，转子平衡块位置可调，保证平衡块在不同频率下实现不同程度的径向不平衡力平衡作用，使压缩机振动得到有效控制。
4.为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：一种压缩机转子平衡块自动调节装置，包括：平衡块，滑动设置于压缩机的转子的端面上；驱动系统，设置于转子的端面上，包括伸缩机构和电磁感应装置，所述伸缩机构与所述平衡块连接，用于驱动所述平衡块伸缩运动；所述电磁感应装置与所述伸缩机构电连接；检测单元，用于检测压缩机的运行频率，所述检测单元与所述驱动系统连接。
5.进一步地，所述检测单元包括电流检测装置，所述电流检测装置用于检测所述电磁感应装置产生的电流值大小。
6.进一步地，所述检测单元包括角速度传感器，所述角速度传感器用于检测转子的角速度。
7.进一步地，所述伸缩机构包括伸缩式电机，所述伸缩式电机的伸缩轴与所述平衡
块连接。
8.进一步地，所述电磁感应装置包括感应模块和整流模块，所述感应模块包括若干竖直设置且并联的铜线。
9.进一步地，还包括振幅检测装置，所述振幅检测装置用于检测压缩机的振幅。
10.进一步地，所述振幅检测装置为振幅传感器，所述振幅传感器设置于所述伸缩式电机上。
11.本发明还包括一种压缩机，其包括上述的压缩机转子平衡块自动调节装置。
12.本发明还包括一种压缩机转子平衡块自动调节方法，其包括上述的压缩机转子平衡块自动调节装置，所述调节方法包括：测试多个压缩机频率段下，平衡块位于不同位置时的压缩机振动，当压缩机振动为最小振幅时，得到不同压缩机频率段所对应的平衡块位置；系统预设所述多个压缩机频率段及对应的平衡块的位置；根据检测单元确定压缩机的运行频率；根据压缩机的运行频率所对应的频率段，控制平衡块运动至相对应的位置。
13.本发明还包括一种压缩机转子平衡块自动调节方法，其包括上述的压缩机转子平衡块自动调节装置，所述调节方法包括：控制平衡块依次运动至不同位置，同时检测平衡块位于不同位置时的压缩机的振幅；对比平衡块位于不同位置时的压缩机的振幅；当压缩机的最小振幅小于预设阈值时，控制平衡块运动至最小振幅所对应的位置。
14.与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：上述压缩机转子平衡块自动调节装置，在压缩机内的转子上设置平衡块自动调节装置，通过设置电磁感应装置，可通过压缩机内部磁场产生电流驱动伸缩机构和平衡块运动，通过平衡块位置调节，实现压缩机运转时径向不平衡力的平衡作用，使压缩机振动在不同频率下都有改善。
15.结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为现有压缩机内部结构示意图；图2为本发明实施例一中压缩机的内部结构示意图；图3为本发明实施例一中压缩机转子平衡块自动调节装置的结构示意图一，图示为平衡块伸出状态；图4为本发明实施例一中压缩机转子平衡块自动调节装置的结构示意图二，图示为平衡块缩回状态；
图5为本发明实施例一中电磁感应装置的结构示意图；图6为实施例二中压缩机转子平衡块自动调节装置的结构示意图；图7为实施例三中压缩机转子平衡块自动调节装置的结构示意图；附图标记说明：外壳体100；定子200；转子300；主平衡块400；转子平衡块自动调节装置500；平衡块510；驱动系统520；电磁感应装置521；伸缩机构522；角速度检测装置530；振幅检测装置540。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
21.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
22.实施例一参照图2-图5，为本发明的压缩机转子平衡块自动调节装置500的一个实施例，压缩机转子平衡块自动调节装置500应用于压缩机上。压缩机包括外壳体100、内部由电机驱动部和泵体压缩部组成。电机驱动部由定子200和转子300组成，转子300与泵体曲轴过盈配合，定子200与壳体内壁过盈配合装配。外壳体100外部与储液器焊接装配。在转子300下端面设置有主平衡块400。转子300上端面设置有压缩机转子平衡块自动调节装置500。
23.压缩机转子平衡块自动调节装置500包括平衡块510、驱动系统520和检测单元。
24.平衡块510滑动设置于压缩机的转子300的端面上。
25.驱动系统520设置于转子300的端面上，包括伸缩机构522和电磁感应装置521。伸缩机构522与平衡块510连接，用于驱动平衡块510伸缩运动。电磁感应装置521与伸缩机构522电连接。电磁感应装置521因切割磁场（压缩机启动后内部产生磁场）可产生驱动电流，通过整流后可以为伸缩机构522提供电源。
26.在本实施例中，伸缩机构522包括伸缩式电机，伸缩式电机的伸缩轴与平衡块510连接。
27.电磁感应装置521包括感应模块和整流模块，如图5所示，感应模块包括若干竖直设置且并联的铜线。当转子300如图5顺时针转动时，电磁感应装置521与转子300一体转动，若干竖直方向的铜线切割定子200绕组产生的磁场，从而产生由上而下(俯视方向)的电流，电流汇集后再进入整流模块后产生可以使用的电流。
28.检测单元用于检测压缩机的运行频率，检测单元与驱动系统520连接。虽然空调系统可以检测压缩机频率，但由于压缩机内转子300是高速旋转，且有磁场影响，所以不能通过有线连接传输信号给转子300上的平衡块510自动调节装置，也不能通过无线信号发送的方式传输信号给转子300上的平衡块510自动调节装置，因此设置检测单元检测压缩机的运行频率。驱动系统520根据检测单元检测到的压缩机的运行频率，控制平衡块510的伸缩运动。
29.其中，检测单元包括电流检测装置，电流检测装置用于检测电磁感应装置521产生的电流值大小。由于不同转速下因电磁感应产生的电流值大小不同，因此可以通过监测的电流值判定压缩机运行的大概频率范围。根据系统判定的压缩机运行频率，伸缩机构522驱动平衡块510至设定的位置，保证平衡块510在不同频率下实现不同程度的径向不平衡力平衡作用，使压缩机振动得到有效控制。
30.本实施例中的压缩机转子平衡块自动调节方法，具体包括：s101，测试多个压缩机频率段下，平衡块位于不同位置时的压缩机振动，当压缩机振动为最小振幅时，得到不同压缩机频率段所对应的平衡块位置；s102，系统预设所述多个压缩机频率段及对应的平衡块的位置；s103，根据检测单元检测的电流值，确定压缩机的运行频率；s104，根据压缩机的运行频率所对应的频率段，控制平衡块运动至相对应的位置。
31.在步骤s101中，例如，压缩机频率段可分为0hz~40hz、 40hz~90hz、90hz以上等三个频率段，压缩机的三个频率段分别对应三段不同的电流值b。当压缩机振动为最小振幅时，三个频率段所对应的配重块位置分别为位置p1、p2、p3。将三个频率段对应的电流值以及对应的配重块位置预设至系统内。
32.在步骤s104中，例如：当电流值b＝0.5~0.6f时，对应压缩机频率f=0hz~40hz，系统控制配重块运动至位置p1。
33.当电流值b＝0.6~0.7f 时，对应压缩机频率f=40hz~90hz，系统控制配重块运动至位置p2。
34.当电流值b＞0.7f 时，对应压缩机频率f＞90hz，系统控制配重块运动至位置p3。
35.本发明的压缩机转子平衡块自动调节装置，在压缩机内的转子上设置平衡块自动
调节装置，通过设置电磁感应装置，可通过压缩机内部磁场产生电流驱动伸缩机构和平衡块运动，通过平衡块位置调节，实现压缩机运转时径向不平衡力的平衡作用，使压缩机振动在不同频率下都有改善。
36.实施例二参照图6，为本发明的压缩机转子平衡块自动调节装置500的实施例二。
37.压缩机转子平衡块自动调节装置500包括平衡块510、驱动系统520和检测单元。
38.平衡块510滑动设置于压缩机的转子300的端面上。
39.驱动系统520设置于转子300的端面上，包括伸缩机构522和电磁感应装置521。伸缩机构522与平衡块510连接，用于驱动平衡块510伸缩运动。电磁感应装置521与伸缩机构522电连接。电磁感应装置521因切割磁场（压缩机启动后内部产生磁场）可产生驱动电流，通过整流后可以为伸缩机构522提供电源。
40.在本实施例中，伸缩机构522包括伸缩式电机，伸缩式电机的伸缩轴与平衡块510连接。
41.电磁感应装置521包括感应模块和整流模块，感应模块包括若干竖直设置且并联的铜线。当转子300如图顺时针转动时，电磁感应装置521与转子300一体转动，若干竖直方向的铜线切割定子绕组产生的磁场，从而产生由上而下(俯视方向)的电流，电流汇集后再进入整流模块后产生可以使用的电流。
42.检测单元用于检测压缩机的运行频率，检测单元与驱动系统520连接。驱动系统520根据检测单元检测到的压缩机的运行频率，控制平衡块510的伸缩运动。
43.其中，检测单元包括角速度检测装置530，角速度检测装置为角速度传感器，角速度传感器用于检测转子300的角速度。根据角速度传感器实时检测角速度数据，根据角速度计算压缩机当前运行频率（角速度ω=2*π*f，f为频率），伸缩式电机驱动平衡块510至设定的位置，保证平衡块510在不同频率下实现不同程度的径向不平衡力平衡作用，使压缩机振动得到有效控制。
44.本实施例中的压缩机转子平衡块自动调节方法，具体包括：s201，测试多个压缩机频率段下，平衡块位于不同位置时的压缩机振动，当压缩机振动为最小振幅时，得到不同压缩机频率段所对应的平衡块位置；s202，系统预设所述多个压缩机频率段及对应的平衡块的位置；s203，根据检测单元检测的转子的角速度，确定压缩机的运行频率；s204，根据压缩机的运行频率所对应的频率段，控制平衡块运动至相对应的位置。
45.在步骤s101中，例如，压缩机频率段可分为0hz~40hz、 40hz~90hz、90hz以上等三个频率段。当压缩机振动为最小振幅时，三个频率段所对应的配重块位置分别为位置p1、p2、p3。将三个频率段以及对应的配重块位置预设至系统内。
46.在步骤s203中，转子的角速度为ω，通过ω=2*π*f（f为压缩机频率），计算出压缩机频率f。
47.在步骤s204中，例如：当压缩机频率f=0hz~40hz，系统控制配重块运动至位置p1。
48.当压缩机频率f=40hz~90hz，系统控制配重块运动至位置p2。
49.当压缩机频率f＞90hz，系统控制配重块运动至位置p3。
50.实施例三参照图7，为本发明的压缩机转子平衡块自动调节装置500的实施例三。
51.压缩机转子平衡块自动调节装置500包括平衡块510、驱动系统520、检测单元和振幅检测装置540。
52.平衡块510滑动设置于压缩机的转子300的端面上。
53.驱动系统520设置于转子300的端面上，包括伸缩机构522和电磁感应装置521。伸缩机构522与平衡块510连接，用于驱动平衡块510伸缩运动。电磁感应装置521与伸缩机构522电连接。电磁感应装置521因切割磁场（压缩机启动后内部产生磁场）可产生驱动电流，通过整流后可以为伸缩机构522提供电源。
54.在本实施例中，伸缩机构522包括伸缩式电机，伸缩式电机的伸缩轴与平衡块510连接。
55.电磁感应装置521包括感应模块和整流模块，感应模块包括若干竖直设置且并联的铜线。当转子300如图顺时针转动时，电磁感应装置521与转子300一体转动，若干竖直方向的铜线切割定子200绕组产生的磁场，从而产生由上而下(俯视方向)的电流，电流汇集后再进入整流模块后产生可以使用的电流。
56.检测单元用于检测压缩机的运行频率，检测单元与驱动系统520连接。驱动系统520根据检测单元检测到的压缩机的运行频率，控制平衡块510的伸缩运动。
57.振幅检测装置540用于检测压缩机的振幅。本实施例中，振幅检测装置540为振幅传感器，振幅传感器设置于伸缩式电机上。
58.本实施例中的压缩机转子平衡块自动调节方法，具体包括：s301，控制平衡块依次运动至不同位置，同时检测平衡块位于不同位置时的压缩机的振幅；s302，对比平衡块位于不同位置时的压缩机的振幅；s303，当压缩机的最小振幅小于预设阈值时，控制平衡块运动至最小振幅所对应的位置。
59.在步骤s301中，例如，配重块位置可以分为位置p1、p2、p3
···
pn，位置p1、p2、p3
···
pn对应的管路的振幅分别为振幅d1、d2、d3
···
dn。
60.在步骤s202中，所有位置测量完成后，比较各个d1、d2、d3
···
dn的大小，确定管路的最小振幅dmin。预设阈值为a。
61.当dmin＞a，压缩机跳过当前频率。
62.当dmin＜a，配重块运动至该dmin对应的位置p。
63.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。