雙轉子壓縮機

壓縮機的噪聲

雙轉子壓縮機由于運轉平穩(wěn)振動小，因而噪聲比單轉子壓縮機低，經(jīng)三菱電機對單、雙轉子旋轉式壓縮機的聲功率級噪聲一系列對比測試分析得出了一個綜合的結論：即在壓縮機排氣量相同的情況下，雙轉子壓縮機比單轉子壓縮機聲功率級噪聲低3～5dBA。

壓縮機的效率

圖(5)給出了雙轉子壓縮機和單轉子壓縮機的各種效率比的分析試驗結果：

①機械效率比：雙轉子壓縮機在低轉速(低頻)階段運行時滑動摩擦損失較大，其機械效率稍低于單轉子壓縮機，但在高轉速下(高頻)運行時，由于不平衡質量和氣體壓力所引起的軸的變形較小，同時，由于它具有良好的動平衡特性故其摩擦損失反而比單轉子壓縮機小，因而機械效率反而升高。

②壓縮效率比：由于三菱電機SHV130V雙缸旋轉式壓縮機提高了機芯零部件的加工精度(如滑片槽寬加工精度達到±1μm，平面度/平行度達4μm)，縮小了配合間隙(如汽缸—活塞高度方向的間隙值由12～16μm縮減至6～10μm)，提高了偏心裝配機的調(diào)芯精度(從17～25縮減至15～22)，從而使得涉及泄漏損失、過壓縮損失等與容積效率有關的壓縮效率，無論是在低速階段或高速階段均有所提高。

③電機效率比：由于雙轉子壓縮機扭矩波動小，其變化僅是單轉子的1/3.25，因此電機效率從低轉速到高轉速的整個區(qū)間都是提高的。

綜上所述雙轉子壓縮機的總效率在從低速到高速的整個區(qū)間都有較大的提高。

壓縮機的振動

旋轉式壓縮機引起振動的因素有二：一是包括曲軸滾動活塞在內(nèi)的轉子系統(tǒng)不平衡質量所引起的在殼體垂直方向上的振動；二是被壓縮的制冷劑蒸汽脈沖引起的在旋轉方向的扭振。

單轉子壓縮機轉軸只有一個曲拐和與之配套的滾動活塞。為保證氣缸排量，曲拐(偏心圓)與活塞均相對較高、質量亦較大，用于平衡偏心質量所產(chǎn)生離心負荷所需的平衡塊也比較重，體積也相對較大。

圖2(a)所示雙轉子壓縮機，上述不平衡質量錯開180°對稱布置，它們彼此在相反的方向上產(chǎn)生的離心力相互低消了。在雙轉子(雙氣缸)壓縮機中，安裝平衡塊僅僅為了平衡曲軸兩曲拐(含活塞)間產(chǎn)生的彎矩，這就使得雙轉子壓縮機所需平衡塊的質量大為減小、其質量約為單轉子的1/10。

圖2為單、雙轉子壓縮機高速(150Hz)時，其轉子頂端渦旋振軌大小的計算數(shù)值圖。比較圖(2)單轉子(b)、雙轉子(a)壓縮機渦旋振軌大小，可見雙轉子壓縮機轉子頂端的振軌還不到單轉子的50%。這充分顯示了雙轉子壓縮機優(yōu)良的動平衡特性。

圖3壓縮機的扭振是壓縮機在進行壓縮時隨著力矩波動而產(chǎn)生的，通過采用雙轉子，轉矩波動可減少至約為單轉子的1/3.25，轉矩脈動的一次成份也變?yōu)?倍，在防振系統(tǒng)比共振點高的領域內(nèi)振幅與頻率的平方成反比，故可達到低振動的效果。

圖(4)為單、雙轉子壓縮機在不同頻率條件下運轉的振幅值，從圖中可以看出：雙轉子壓縮機在從低頻到高頻的各個階段，其振動的振幅值都很小。

雙轉子壓縮機吸氣彎管與主殼體的焊接工藝

為使雙轉子壓縮機上、下汽缸能同時吸入制冷劑蒸汽，采取了雙吸氣彎管的結構，若其組裝工藝仍采用火焰釬焊則主殼體連接管口周圍將因熱應力影響而產(chǎn)生變形，三菱電機采取電容儲能式電阻焊先將錐形連接管組件與主殼體連成一體，然后將吸氣彎管插入過渡連接管并將兩者釬焊起來，從而避免了直接釬焊的熱應力影響。(如圖6所示)。

雙轉子壓縮機與單轉子壓縮機相比，從低速到高速都能平穩(wěn)、低噪聲、高效率運轉。

①雙轉子壓縮機的最低工作轉速已降至15Hz，其速度變化范圍可達15Hz～150Hz，已從單轉子變頻范圍(30～120Hz)的4倍擴大到10倍。

②其運轉振動的振幅值(低速時)減小到單轉子壓縮機的1/8～1/10。聲功率級噪聲降低了3～5分貝。

③壓縮機的效率有了明顯的提高。

雙轉子同-異步電機又被稱為雙轉子異步電機，由于其內(nèi)、外電機分別作同步電機和異步電機運行，為了更好的與其它雙轉子電機相區(qū)別，文中稱之為雙轉子同-異步電機。它由一個定子與內(nèi)、外兩個轉子構成，外轉子為杯形轉子，其上的內(nèi)、外側繞組反相序聯(lián)結，其中外側繞組靠近定子繞組，故稱為杯形轉子的定子側繞組，而其內(nèi)側繞組則稱為杯形轉子的勵磁轉子側繞組。這種雙轉子電機可看作內(nèi)、外兩個電機組成的復合電機，定子與杯形轉子外側繞組構成外電機，是一個異步電機；杯形轉子內(nèi)側繞組作為定子、勵磁轉子作為轉子構成內(nèi)電機，是一個同步電機。

永磁無刷雙轉子電機是在對轉雙轉子永磁電機基礎上改進而來的。這種雙轉子電機也是對轉式電機，內(nèi)、外轉子向相反的方向旋轉，其運行原理也與對轉雙轉子永磁電機相近。由于電樞也旋轉，所以電樞三相繞組必須通過滑環(huán)引出。永磁無刷雙轉子電機兼具對轉雙轉子永磁電機和永磁無刷直流電機的某些優(yōu)點，所以它有著更加廣泛的應用前景，也吸引越來越多的國內(nèi)外學者進行研究。

對轉雙轉子永磁電機利用作用力與反作用力原理，將傳統(tǒng)電機的定子作為外轉子，原有的轉子作為內(nèi)轉子，兩者作反向運動。其外轉子上有電樞繞組，內(nèi)轉子由于安裝有永磁體，所以又稱為永磁體轉子。永磁體磁場與電樞繞組所產(chǎn)生的磁場相互作用，產(chǎn)生電磁轉矩。