CN112014630B - 一种压缩机摩擦损耗测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开公开的一种压缩机摩擦损耗测试装置及方法，包括：驱动板，与压缩机连接，驱动压缩机旋转；信号发生器，通过继电器与驱动板连接，控制压缩机转速；数据采集模块，通过继电器与压缩机连接，采集压缩机断电后电压；数据处理模块，与数据采集模块连接，根据采集的压缩机断电后电压，计算获得压缩机不同转速下的摩擦损耗。通过设置驱动板驱动压缩机旋转，信号发生器控制压缩机转速，数据采集模块采集压缩机的电压信息，数据处理模块对采集的电压信息进行分析，获得压缩机不同转速下的摩擦损耗，一次测量可以获得压缩机不同转速下的摩擦损耗，效率高，且结构简单成本低。

Description

一种压缩机摩擦损耗测试装置及方法

技术领域

本公开涉及一种压缩机摩擦损耗测试装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

压缩机作为冰箱的核心部件，其性能的高低直接影响冰箱的能耗，而提高压缩机能效的最有效的方法就是降低压缩机的功率损耗，现在市场上大多数用的压缩机是变频压缩机，变频压缩机最大的优势就是性能高，压缩机的功率损耗大致分为气路***损耗、电机损耗、控制损耗、摩擦损耗，其中摩擦损耗约占总损耗的10％左右。

目前测试压缩机摩擦损耗的方法大致分为两种，一种是通过专用设备测出压缩机的指示功率和轴功率，通过计算两者的差值得出摩擦损耗；另一种方法是通过专用设备测功机测试压缩机在空载条件下的电机输入功率及电机效率，通过计算得出空载摩擦功，这两种方法都是通过采用专用设备间接测试得出摩擦损耗，而专用设备成本高，间接测量得出摩擦损耗，测试精度低；每次测试只能测出一个转速，效率低。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种压缩机摩擦损耗测试装置及方法，通过设置驱动板驱动压缩机旋转，信号发生器控制压缩机转速，数据采集模块采集压缩机的电压信息，数据处理模块对采集的电压信息进行分析，获得压缩机不同转速下的摩擦损耗，一次测量可以获得压缩机不同转速下的摩擦损耗，效率高，且结构简单成本低。

为实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

在一个或多个实施例中，提出了一种压缩机摩擦损耗测试装置，用于压缩机，包括：

驱动板，与压缩机连接，驱动压缩机旋转；

信号发生器，通过继电器与驱动板连接，控制压缩机转速；

数据采集模块，通过继电器与压缩机连接，采集压缩机断电后电压；

数据处理模块，与数据采集模块连接，根据采集的压缩机断电后电压，计算获得压缩机不同转速下的摩擦损耗。

进一步的，还包括，与压缩机的工艺管连接的真空泵，分别与压缩机的吸气管、排气管、工艺管串联的截止阀，压缩机、吸气管、排气管、工艺管和截止阀均放置于保温箱内。

在一个或多个实施例中，提出了一种压缩机摩擦损耗测试方法，包括：

对压缩机进行抽真空处理，通过保温箱对压缩机加热保温；

驱动板通电，驱动压缩机运转；

压缩机运转至设定转速后，驱动板断电，采集压缩机断电后电压；

根据采集的压缩机断电后电压，计算获得压缩机不同转速下的摩擦损耗。

在一个或多个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成所述的一种压缩机摩擦损耗测试方法的步骤。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

1、本公开通过设置驱动板驱动压缩机旋转，信号发生器控制压缩机转速，数据采集模块采集压缩机的电压信息，数据处理模块对采集的电压信息进行分析，获得压缩机不同转速下的摩擦损耗，一次测量可以获得压缩机不同转速下的摩擦损耗，效率高，且结构简单成本低。

2、本公开将压缩机、吸气管、排气管、工艺管和截止阀均放置于保温箱内，通过保温箱来保证压缩机测试时的状态与实际工作状态相吻合，从而提高测量的准确性。

3、本公开非专用设备，且测试时压缩机为空载状态，成本低，易于操作。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本公开实施例1的电路原理图；

图2为本公开实施例1的气路连接示意图；

图3为本公开实施例1压缩机断电后电压随时间变化曲线图；

图4为本公开实施例1压缩机中转子及曲轴组件结构示意图；

图5为本公开实施例1压缩机不同转速下的摩擦损耗。

其中：1、压缩机，2、驱动板，3、继电器，4、信号发生器，5、延时继电器，6、数据采集模块，7、220V交流电源，8、5V直流电源，9、220V交流电源，10、真空泵，11、截止阀、12、截止阀，13、截止阀，14、保温箱，15、转子部件，16、曲轴组件，161、曲轴主轴，31、常开触点，32、常开触点，33、常闭触点，34、常闭触点，51、常闭触点，A、排气管，B、吸气管，C、工艺管。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

实施例1

在该实施例中，公开了一种压缩机摩擦损耗测试装置，用于对压缩机的摩擦损耗进行测试，包括：电路部分和气路部分。

其中，电路部分，如图1所示，包括，驱动板2、继电器3、信号发生器4、延时继电器5、数据采集模块6和数据处理模块，驱动板2与压缩机定子部件引线连接输出脉冲信号，用于驱动压缩机旋转；信号发生器4，通过继电器3与驱动板2连接，用于控制压缩机转速，保证压缩机在所需的转速下运行，从而实现无极调速；数据采集模块6，通过继电器3与压缩机定子部件的任意两相相连，记录压缩机的电压信号，该电压信号为压缩机断电后电压信号；数据处理模块，与数据采集模块6连接，根据采集的压缩机断电后电压，计算获得压缩机不同转速下的摩擦损耗。

信号发生器4由5V直流电源8进行供电，驱动板2由220V交流电源9进行供电，延时继电器5通过220V交流电源7进行供电。

继电器3上有四个触点，其中，31、32常开触点与信号发生器4相连，33、34常闭触点与数据采集模块6连接。

在继电器3的上游串联一个延时继电器5，延时继电器5的常闭触点51与继电器连接，通过延时继电器5控制继电器3常开触点与常闭触点的状态。

气路部分，如图2所示，包括，与压缩机的工艺管C连接的真空泵10，压缩机的吸气管A上串联截止阀11，排气管B上串联截止阀12，工艺管C上串联截止阀13。

截止阀13处于压缩机与真空泵10之间，工艺管C通过软管与真空泵10连接。

压缩机、吸气管A、排气管B、工艺管C和截止阀均放置于保温箱14内，温度对压缩机润滑油粘度的影响非常大，通过保温箱14的设置，使得压缩机测试时状态与实际工作状态相吻合，提高测试的准确性及测试的精度。

采用本实施例中的测试装置对压缩机进行测试时，压缩机为空载状态，压缩机壳体内无制冷剂。

本实施例中的测试装置，可以实现压缩机不同温度下任意最高转速下不同转速的摩擦损耗，根据经验压缩机在2000rpm运转下润滑油的温度在50℃左右，下面以压缩机最高转速2000rpm下对测试装置的使用进行说明，具体为：

真空泵通电对压缩机进行抽真空，真空泵上设置有真空计用于实时观察压缩机内部的真空度，抽真空的目的是排除气路损失的影响；设置保温箱的温度为50℃，对压缩机进行加热保温；

设置延时继电器触点跳动时间，触点跳动时间据经验设置，保证压缩机转速达到所设置水平2000rpm；

通过220V交流电源对延时继电器进行供电，此时，继电器的常闭触点33和34断开，常开触点31和32闭合，驱动板电源接通，压缩机开始运转，期间采用钳流表对压缩机的转速进行实时监测；

当到达触点跳动时间后，延时继电器的常闭触点51断开，继电器的常闭触点33和34闭合，常开触点31和32断开，压缩机断电，压缩机断电在惯性的作用下减速直至完全停机，此时数据采集模块开始采集压缩机断电后电压，并记录压缩机断电后的电压变化，数据采集模块可以是示波器也可以是其他数据采集设备。

数据采集模块将采集的压缩机断电后电压，发送至数据处理模块，数据处理模块根据压缩机断电后电压，获取压缩机断电后电压为零的时刻，根据过零点的时间间隔计算压缩机转速的变化，根据压缩机转速的变化计算出压缩机转动部件的动能变化进而计算得出压缩机设置最高转速下的各个转速的摩擦损耗。

压缩机断电后，数据采集模块采集压缩机断电后电压，断电后电压随时间变化的曲线图如图3所示，利用图3所示曲线中电压的过零点的时间参数，即图中电压为零的时刻，在此标记为t₁、t₂、t₃……t_n,进行差分计算得出压缩机设置最高转速下的各个转速的摩擦损耗。

相邻时刻的时间差为：

Δt₁＝t₂-t₁

Δt₂＝t₃-t₂

依此类推

Δt_n＝t_n+1-t_n

根据时间与角速度的关系得出：

依此类推

压缩机的转子部件15及曲轴组件16以曲轴主轴161为轴线做旋转运动，如图4所示，转子部件15和曲轴组件16构成旋转部件，根据刚体的转动动能公式计算在各个时刻的旋转部件的动能为：

依次类推

其中，J为旋转部件的转动惯量。

则在各个时间段上的功率为：

依次类推

此时的功率为压缩机对应时间段下的摩擦损耗。

根据角加速度与转速的关系，将角速度转化为转速r，

从而获得不同转速下摩擦损耗的数值，如图5所示。

本公开的测试装置为简易装置，而非专用设备，成本低，且不需要带负载，操作简便，通过控制压缩机润滑油的温度，转速等参数，测量精度更高与实际工作状态更好吻合，对压缩机的开发更具有指导意义；通过信号发生器的设置可以实现转速的无极调节，适用范围广；数据处理模块采用差分法处理记录的电压信号数据，一次测量可以观察压缩机设置的最高转速下的不同转速的摩擦功率，效率更高。

实施例2

在该实施例中，公开了一种压缩机摩擦损耗测试方法，包括：

对压缩机进行抽真空处理，通过保温箱对压缩机加热保温；

驱动板通电，驱动压缩机运转；

压缩机运转至设定转速后，驱动板断电，采集压缩机断电后电压；

根据采集的压缩机断电后电压，计算获得压缩机不同转速下的摩擦损耗。

根据采集的压缩机断电后电压，获得压缩机断电后电压为零的时刻，根据过零点的时间间隔计算压缩机转速的变化，根据压缩机转速的变化计算出压缩机转动部件的动能变化进而计算得出设置最高转速下的各个转速的摩擦损耗。

实施例3

在该实施例中，公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例2所述的一种压缩机摩擦损耗测试方法的步骤。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种压缩机摩擦损耗测试装置，用于压缩机，其特征在于，包括：

驱动板，与压缩机连接，驱动压缩机旋转；

信号发生器，通过继电器与驱动板连接，控制压缩机转速；

数据采集模块，通过继电器与压缩机连接，采集压缩机断电后电压；

数据处理模块，与数据采集模块连接，根据压缩机断电后电压，获取压缩机断电后电压为零的时刻，根据过零点的时间间隔计算压缩机转速的变化，根据压缩机转速的变化计算出压缩机转动部件的动能变化进而计算得出压缩机设置最高转速下的各个转速的摩擦损耗。

2.如权利要求1所述的一种压缩机摩擦损耗测试装置，其特征在于，还包括，与压缩机的工艺管连接的真空泵，分别与压缩机的吸气管、排气管、工艺管串联的截止阀，压缩机、吸气管、排气管、工艺管和截止阀均放置于保温箱内。

3.如权利要求2所述的一种压缩机摩擦损耗测试装置，其特征在于，真空泵通过软管与压缩机的吸气管连接。

4.如权利要求1所述的一种压缩机摩擦损耗测试装置，其特征在于，信号发生器与继电器的常开触点连接，数据采集模块与继电器的常闭触点连接。

5.如权利要求1所述的一种压缩机摩擦损耗测试装置，其特征在于，继电器还串联有延时继电器，通过延时继电器控制继电器状态。

6.如权利要求1所述的一种压缩机摩擦损耗测试装置，其特征在于，所述压缩机为空载状态，压缩机壳体内无制冷剂。

7.如权利要求1所述的一种压缩机摩擦损耗测试装置，其特征在于，数据采集模块为示波器。

8.一种压缩机摩擦损耗测试方法，其特征在于，包括：

对压缩机进行抽真空处理，通过保温箱对压缩机加热保温；

驱动板通电，驱动压缩机运转；

压缩机运转至设定转速后，驱动板断电，采集压缩机断电后电压；

根据压缩机断电后电压，获取压缩机断电后电压为零的时刻，根据过零点的时间间隔计算压缩机转速的变化，根据压缩机转速的变化计算出压缩机转动部件的动能变化进而计算得出压缩机设置最高转速下的各个转速的摩擦损耗。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求8所述的一种压缩机摩擦损耗测试方法的步骤。

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