浅析家用变频空调器噪声与频率关系

《浅析家用变频空调器噪声与频率关系》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、变频房间空调器的工作原理【家电英才网】提供房间空调器是利用蒸气压缩式制冷来实现温度调节的，蒸气压缩制冷装置主要由压缩机、冷凝器、节流机构、蒸发器组成。在10kW冷量段房间空调器中使用的压缩机90%是旋转式压缩机。旋转式空调压缩机主要是异步电动机与压缩机泵体组成。压缩机的工作原理泵体结构如图1所示。图1中，1—滚动活塞；2—偏心轮；3—气缸体；4—滑片；5—排气孔口；6—排气阀；7—吸气孔口；8—滑片簧。图1压缩机的工作原理泵体结构压缩机滚动活塞、气缸体、滑片、滑片簧、偏心轮组成压缩容积腔。压缩机的制冷能力主要与压

2、缩机的泵体容积与压缩机的转速相关。根据电机学的原理异步电动机旋转磁场的转速（通常称为同步转速）n0与转子的转速n1是有差别的，两者之差与同步转速的比值，我们称之为转差率，用S来表示，即S=(n0-n1)/n0(1)而同步转速n0=60f/p式中，f—电流频率；p—电机极对数所以转子的速度n1可用下式表示:n1=(60f/p)(1-S)(2)由（2）式可知，只要改变压缩机电动机的供电频率，电机的转速便会发生改变，交流变频空调就是根据这一基本原理结合自动化控制技术来实现压缩机转速变化。在此基础上，对于直流电源而言，把

3、压缩机电机换成直流无刷电机，结合电气自动化控制技术实现压缩机转速的变化。3变频空调器噪声与频率关系由前述变频空调器的原理可知变频空调器的压缩机转速与频率相关。压缩机运行频率由20Hz到110Hz，在这个频率区间内，将空调器在标准制冷（热）能力工况下的压缩机运行频率设定为中间频率，将空调器按照GB/T7725-2004测试中间制冷量条件下的压缩机运行设定为低频。将高于85Hz频率设定为高频，当然这只是一种大致的划分。变频空调器的噪声在频率高低段的噪声源与噪声控制技术是存在差异。对于变频压缩机而言，压缩机本体的噪声是

4、随着频率的升高而变化的。对于变频空调器低频段噪声值并不比高频段低。不同频率噪声的频谱分布不同，总的分贝值相差不大，本文以KFR-35GW/BP为例做说明。不同运行模式下，压机不同运行频率的噪声频谱图如图2～图6所示。低频的噪声源主要来自变频压缩机振动。压机振动一方面是由于的压缩机的负载转矩脉动，转矩脉动包含三种方式，分别是：齿槽转矩脉动，它是由压缩机电机定子开槽引起的转子磁链与随转子旋转角度变化而变化的定子磁阻相互作用而生；凸极转矩脉动是定子电流电动势随角度变化的转子磁阻间的相互作用。转矩波纹是定子电流与转子磁链

5、间的相互作用，它是转矩脉动的主要部分。转矩波纹的产生与变频压缩机的驱动波形有关，对于正弦波形压缩机电机，主要是由于转子磁势偏离理想波形造成的。对于方波波形的电机除了磁势偏离的原因外，更主要的原因是电感使得定子电流换向不能在瞬间完成而造成的换向转矩。图2制冷模式压机运行频率为80HZ时的噪声频谱图图3制冷模式压机运行频率为67HZ时的噪声频谱图图4制冷模式压机运行频率为29HZ时的噪声频谱图KFR-35GW/BP制热模式压机运行频率为80HZ时的噪声频谱图图5制热模式压机运行频率为85HZ时的噪声频谱图图6制热模式

6、压机运行频率为37HZ时的噪声频谱图压缩机的偏心轮结构决定了在低运转的情况下，压缩机的振动较大。由图1所示的结构可知：运转的压缩机的偏心轮可以看作是一个以高速率绕其对称轴转动的转子。转子不但围绕本身的轴线转动，而且还在重力矩作用下围绕垂直轴作锥形运动产生偏摆。在高速转动时，转速越高转动惯量越大，旋转具有稳定性。转速越低，摆动角越大，偏转转矩大，振动就大。在低频段压缩机排气管与吸气管由于受到压缩机的转矩脉动而产生激振与制冷系统内制冷剂的流动而受迫产生喘振。当压缩机给予的机械外力方向与振动方向一至时，外力对管路系统作

7、正功，系统能量增加，振动噪声急剧增大，该部分噪声通过制冷管路传到箱体外，与空调器室外钣金箱体形成共鸣，产生嗡嗡声。压缩机运转时的固有频率与管路系统中的某部位固有频率相同或接近时，会产生共振，造成噪声加剧与管路断裂。经过对某型号变频空调器进行噪声测试得到的数据表（表1）也印证了低频段噪声情况，其它冷量段的变频机型存在同样现象。变频空调器在高频运行时：　电磁场交替变化速率变大定转子谐波磁场相互作用而产生随时间和空间变化的电磁力波，促使定子产生高倍数电源频率的振动。齿槽效应：当转子中的磁体切割定子齿时产生磁力。当磁力从

8、1个齿转到另外1个齿时，磁力帮助或阻止转动，使转子有规律的加速或者减速。不均匀的磁拉力产生的齿槽效应。电动机转动不平稳会引起速度脉动和转矩脉动、产生振动和噪音。变频压缩机的电机在设计时，以空调器科学地使用，就是设定温度与环境温度之差保持在5℃-8℃之间，环境温度接近空调器额定制冷工况为设计基准来确定电气间隙。变频空调器在过负荷条件下运行时，压缩机的驱动控制器电子元器件功耗