磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机模糊PID控制研究 被引量：1

1

作者 段振云 刘洋 +5 位作者 孙凤 史策 徐方超 金俊杰 张晓友 陈熙 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期1013-1023,共11页

磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机采用电磁力非接触式驱动动涡盘运动.针对压缩机系统非线性较强、PID(proportional-integral-differential)控制下轨迹跟踪误差较大的问题设计了一种模糊PID控制器,可以在线实时修正控制参数,提高轨迹跟踪效果... 磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机采用电磁力非接触式驱动动涡盘运动.针对压缩机系统非线性较强、PID(proportional-integral-differential)控制下轨迹跟踪误差较大的问题设计了一种模糊PID控制器,可以在线实时修正控制参数,提高轨迹跟踪效果.首先,介绍了磁悬浮直驱式无油涡旋压缩机的结构和工作原理,建立电磁驱动力的数学模型和系统动力学模型,并进行系统稳定性分析;其次,添加模糊逻辑,进行模糊控制器设计;最后,在控制参数相同的情况下,将PID与模糊PID 2种控制下的阶跃响应与轨迹跟踪结果进行对比分析.结果表明:相较于PID控制,模糊PID控制下,阶跃响应时的稳定时间减少0.461 s,稳态误差减小0.012 mm;轨迹跟踪时,X、Y方向达到稳定跟踪的时间分别减少0.365、0.090 s;X、Y方向的最大轨迹跟踪误差分别减小0.043、0.060 mm,最大相对误差分别减小了50%、60%. 展开更多

关键词 磁力驱动 无油涡旋压缩机 模糊PID控制 轨迹跟踪

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风冷无油涡旋压缩机散热翅片结构优化

2

作者 彭斌 豆王红 +1 位作者 牛柯 马凌宇 《排灌机械工程学报》 北大核心 2025年第5期477-483,共7页

为了进一步提高无油涡旋压缩机风冷系统的散热性能,对散热翅片型线、截面、尺寸进行优化.以贝塞尔曲线为基础,构造新的散热翅片型线,并确定散热效果较好的散热翅片截面,然后利用正交试验进一步研究散热翅片各个尺寸对散热的影响并确定... 为了进一步提高无油涡旋压缩机风冷系统的散热性能,对散热翅片型线、截面、尺寸进行优化.以贝塞尔曲线为基础,构造新的散热翅片型线,并确定散热效果较好的散热翅片截面,然后利用正交试验进一步研究散热翅片各个尺寸对散热的影响并确定了最优的尺寸组合.结果表明:基于贝塞尔曲线构成的散热翅片型线换热性能更优;矩形截面在当前特殊的散热结构中具有更好的散热效果;影响涡旋盘平均温度的显著性顺序依次为散热翅片间距、散热翅片厚度,影响进出口压降的显著性顺序依次为散热翅片间距、散热翅片厚度;经正交试验选取的最优尺寸组合为散热翅片间距3.0 mm、散热翅片厚度3.5 mm;优化后涡旋盘平均温度下降了15.88%,有效提高了风冷系统的散热性能,为无油涡旋压缩机风冷系统散热翅片的研究提供了一定的参考. 展开更多

关键词 风冷无油涡旋压缩机 散热翅片型线 散热翅片截面 正交试验

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无油涡旋压缩机密封条的有限元分析 被引量：15

3

作者 李海生 吴开波 +2 位作者 王建松 陈英华 武涛 《流体机械》 CSCD 北大核心 2015年第5期19-23,共5页

为了提高无油涡旋压缩机轴向间隙的密封性能,以涡旋齿顶的聚四氟乙烯密封条为研究对象,对其进行有限元分析。利用三维建模软件建立了密封条和涡旋齿的几何模型,导入有限元软件中进行网格划分。通过齿顶密封模型的受力分析,详细阐述了边... 为了提高无油涡旋压缩机轴向间隙的密封性能,以涡旋齿顶的聚四氟乙烯密封条为研究对象,对其进行有限元分析。利用三维建模软件建立了密封条和涡旋齿的几何模型,导入有限元软件中进行网格划分。通过齿顶密封模型的受力分析,详细阐述了边界载荷的计算依据,分析了密封条沿渐开线展开角方向的底面和侧面气体力载荷变化规律。设定了密封条的边界条件,对密封条模型进行有限元分析。计算结果表明,借助有限元技术可以获得不同曲轴转角时密封条的应力、变形分布规律,更好地掌握了密封条的工作性能,为密封条的设计提供了新方法。 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 密封条 有限元 应力 变形

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新型无油涡旋压缩机性能 被引量：20

4

作者 彭斌 赵生显 李要红 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第24期2917-2924,共8页

基于热力学第一定律、质量守恒定律和气体状态方程,综合考虑工作腔的两种内泄漏以及工作腔壁面与介质气体之间的传热,构建了无油涡旋压缩机的热力学模型。运用欧拉法求解所建立的热力学模型,得到了气体在吸气-压缩-排气全过程中容积、... 基于热力学第一定律、质量守恒定律和气体状态方程,综合考虑工作腔的两种内泄漏以及工作腔壁面与介质气体之间的传热,构建了无油涡旋压缩机的热力学模型。运用欧拉法求解所建立的热力学模型,得到了气体在吸气-压缩-排气全过程中容积、温度、压力和质量随主轴转角的变化情况,并对比分析了不同传热和泄漏的影响规律。对研制开发的无油涡旋压缩机进行了变转速性能测试,分别测试了不同排气压力下的温度、排气量、功率。结果表明:传热对压力和温度的影响最大,而泄漏对工作腔质量的影响最大。随着转速的增大,温度、排气量、功率都呈明显的增大趋势。该热力学模型对无油涡旋压缩机的研发和性能分析具有一定的指导和借鉴作用。 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 热力学模型 不同传热 不同泄漏 变转速性能测试

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无油涡旋压缩机涡旋盘的应变分析及试验验证 被引量：13

5

作者 彭斌 李要红 赵生显 《流体机械》 CSCD 北大核心 2018年第7期1-8,共8页

采用Solidworks建立了无油涡旋压缩机动、静涡旋盘的三维模型,运用ANSYS分析软件对涡旋压缩机动涡盘分别在气体力、温度、惯性约束条件下以及在多场耦合载荷下涡旋齿的变形和应力分布规律进行了分析,并研究了不同齿厚和齿高的动涡盘涡... 采用Solidworks建立了无油涡旋压缩机动、静涡旋盘的三维模型,运用ANSYS分析软件对涡旋压缩机动涡盘分别在气体力、温度、惯性约束条件下以及在多场耦合载荷下涡旋齿的变形和应力分布规律进行了分析,并研究了不同齿厚和齿高的动涡盘涡旋齿在多场耦合载荷作用下的变形情况,得到涡旋盘的应力分布和涡旋齿变形情况。分析结果表明,对涡旋齿的变形影响最大的载荷是温度载荷场;在腔内气体被压缩时,涡旋齿始端部位温度最高,所受气体力也最大;耦合场下涡旋齿始端顶部变形最大,最大应力出现在齿根部位,且耦合场的最大应力不是各载荷应力的叠加;涡旋齿越高变形越大,涡旋齿越厚变形越小,分析研究结果为定量化确定无油涡旋压缩机的轴向间隙和径向间隙提供了理论依据。 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 涡旋盘 耦合 ANSYS 变形 应力

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无油涡旋压缩机的泄漏特性研究 被引量：11

6

作者 彭斌 赵生显 李要红 《流体机械》 CSCD 北大核心 2018年第10期35-40,共6页

基于圆渐开线型线方程,运用微分几何学得到容积变化规律。从热力学基本定律的角度出发,结合质量、能量守恒方程和气体状态方程,对涡旋压缩机的泄漏特性进行了详细的分析和研究。通过运用改进的Euler法对所建立的数学模型进行求解,得到... 基于圆渐开线型线方程,运用微分几何学得到容积变化规律。从热力学基本定律的角度出发,结合质量、能量守恒方程和气体状态方程,对涡旋压缩机的泄漏特性进行了详细的分析和研究。通过运用改进的Euler法对所建立的数学模型进行求解,得到了气体在有泄漏和无泄漏两种不同的工况下的温度、压力和质量的变化趋势。结果表明:泄漏对质量的影响最大,而对压力的影响最小。该数学模型对无油涡旋压缩机的研究和性能优化,具有一定的指导和借鉴作用。 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 泄漏特性 数学模型 性能优化

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基于CFD动网格的无油涡旋压缩机性能研究 被引量：15

7

作者 彭斌 董灏 +1 位作者 李要红 赵生显 《机床与液压》 北大核心 2020年第4期126-130,共5页

无油涡旋压缩机的内部流场研究,对于提升无油涡旋压缩机的性能有着重要的影响。通过对无油涡旋压缩机的内部流场建立三维非定常CFD数值模拟,以空气作为工质,运用动网格技术对其腔内工质的流动规律和状态分布以及在不同电机转速驱动下无... 无油涡旋压缩机的内部流场研究,对于提升无油涡旋压缩机的性能有着重要的影响。通过对无油涡旋压缩机的内部流场建立三维非定常CFD数值模拟,以空气作为工质,运用动网格技术对其腔内工质的流动规律和状态分布以及在不同电机转速驱动下无油涡旋压缩机的质量流量做了详细分析。分析表明:工质的质量流量随主轴转速的增大而增大;在压缩机工作过程中,随着主轴的转动,工质气体在工作腔内压力和温度均逐渐增大,且分布不均匀。 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 CFD 动网格 流场仿真

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无油涡旋压缩机开槽涡旋齿的变形行为研究 被引量：4

8

作者 孟浩 李奥 +3 位作者 李海生 冯维刚 陈纪翰 崔哲 《流体机械》 CSCD 北大核心 2022年第3期66-72,104,共8页

为了提高开槽涡旋齿顶密封性能和槽内密封机构的工作稳定性,针对涡旋齿顶开槽的密封结构方案,建立了齿顶开槽涡旋齿的三维结构模型,开展了模型的网格划分和边界条件的设定,运用有限元软件开展了开槽涡旋齿的变形分析,分别在压力、温度... 为了提高开槽涡旋齿顶密封性能和槽内密封机构的工作稳定性,针对涡旋齿顶开槽的密封结构方案,建立了齿顶开槽涡旋齿的三维结构模型,开展了模型的网格划分和边界条件的设定,运用有限元软件开展了开槽涡旋齿的变形分析,分别在压力、温度及耦合载荷作用下,开展了开槽涡旋齿结构的变形行为研究,深入探索了变形分布特征与规律,揭示了压力和温度载荷对开槽涡旋齿变形的影响,结合耦合载荷作用下的涡旋齿变形行为,为涡旋齿与涡旋盘安装间隙设置提供了理论依据。结果表明,压力和温度载荷对开槽结构涡旋齿变形影响较大,最高压力0.8 MPa、最高温度150℃时,最大变形137.1μm位于第三压缩腔涡旋齿顶;涡旋齿槽内两侧变形较大,槽底平面因均匀的压差和温差形成稳定的变形,可以提高槽内密封的稳定性;将涡旋齿与涡旋盘安装间隙设置为112μm时,能够在耦合载荷下实现齿顶高效润滑与良好密封。 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 涡旋齿 载荷 密封槽 变形

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无油双涡圈空气涡旋压缩机的数值模拟及试验研究 被引量：5

9

作者 孙健 彭斌 朱兵国 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期611-621,共11页

为了分析无油双涡旋齿压缩机工作腔内部流场的流动特性,基于计算流体动力学方法对压缩机工作腔内部流场进行了三维非稳态数值模拟;为了验证数值模拟与实际工作过程的偏差,搭建了以空气为工质的涡旋压缩机试验测试平台,得到了无油双涡圈... 为了分析无油双涡旋齿压缩机工作腔内部流场的流动特性,基于计算流体动力学方法对压缩机工作腔内部流场进行了三维非稳态数值模拟;为了验证数值模拟与实际工作过程的偏差,搭建了以空气为工质的涡旋压缩机试验测试平台,得到了无油双涡圈压缩机的实际输出性能参数.研究结果表明:在相邻工作腔之间的质量交换,对工作腔内以及沿着齿高方向的温度和速度的分布影响较大,对压力的影响较小;进出口质量流量和流速呈周期性变化,压缩机转速越高,理论容积流量越大. 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 双涡旋齿 热力学模型 数值模拟 计算流体动力学 试验研究

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无油润滑涡旋压缩机齿端面密封的研究 被引量：24

10

作者 李海生 刘振全 +2 位作者 彭斌 陈英华 王作洪 《润滑与密封》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期108-110,共3页

涡旋压缩机在工作过程中动、静涡盘之间间隙存在泄漏损失,它是影响无油润滑涡旋压缩机工作性能的重要因素。在涡旋齿端面加由自润滑材料制成的密封条是实现无油润滑的一项关键技术。本文从材料和结构两方面阐述了密封条的基本特点,介绍... 涡旋压缩机在工作过程中动、静涡盘之间间隙存在泄漏损失,它是影响无油润滑涡旋压缩机工作性能的重要因素。在涡旋齿端面加由自润滑材料制成的密封条是实现无油润滑的一项关键技术。本文从材料和结构两方面阐述了密封条的基本特点,介绍了密封条的两种结构模型,说明了各自的工作原理,并对两种模型进行了受力分析,得出了密封条正常工作应满足的条件及选用两种结构模型应注意的问题。结果表明:密封条不但可以阻止通过轴向间隙的泄漏,而且降低了涡旋齿与涡盘底部摩擦功率损失。 展开更多

关键词 无油润滑涡旋压缩机 密封条 结构模型 工作原理 受力分析

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无油润滑涡旋压缩机冷却系统的研究 被引量：11

11

作者 李海生 彭斌 +1 位作者 刘振全 王作洪 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2006年第2期55-57,共3页

无油润滑涡旋压缩机冷却系统是通过循环冷却水带走压缩机系统部分热量,以确保无油润滑涡旋压缩机稳定运行.根据无油润滑涡旋压缩机的结构特点,阐述了冷却系统的组成,并对各组成部分进行分析,然后利用微机测控系统对冷却系统进行自动检... 无油润滑涡旋压缩机冷却系统是通过循环冷却水带走压缩机系统部分热量,以确保无油润滑涡旋压缩机稳定运行.根据无油润滑涡旋压缩机的结构特点,阐述了冷却系统的组成,并对各组成部分进行分析,然后利用微机测控系统对冷却系统进行自动检测和控制,减少了工作量,实现了智能化控制.试验数据说明冷却系统对无油润滑涡旋压缩机的工作性能改善明显. 展开更多

关键词 无油润滑涡旋压缩机 冷却系统 测控系统

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无油润滑涡旋压缩机自润滑的研究 被引量：6

12

作者 李海生 陈英华 +2 位作者 章新喜 崔新跃 何京敏 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期128-130,共3页

无油润滑涡旋压缩机工作过程中相对运动的工作表面因摩擦而产生了功率损失,同时局部造成大量气体介质的泄漏,严重影响了工作性能。通过分析无油润滑涡旋压缩机的工作过程,针对各摩擦部位的特点,提出涡旋齿端面、支架体端面的磨合面加由... 无油润滑涡旋压缩机工作过程中相对运动的工作表面因摩擦而产生了功率损失,同时局部造成大量气体介质的泄漏,严重影响了工作性能。通过分析无油润滑涡旋压缩机的工作过程,针对各摩擦部位的特点,提出涡旋齿端面、支架体端面的磨合面加由自润滑材料制成的密封条,防自转机构的摩擦副的运动由直线式改为旋转式,同时曲轴的轴承采用自润滑形式等实现无油自润滑的技术关键。结果表明:密封条可以实现对运动表面的密封、润滑功能,防自传机构旋转式摩擦副降低了实现自润滑的技术难度,自润滑轴承工作性能优良,经济可靠,这些技术可以实现无油润滑涡旋压缩机的自润滑。 展开更多

关键词 无油润滑涡旋压缩机 密封 自润滑

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表面粗糙度对无油润滑涡旋压缩机微间隙泄漏的影响 被引量：10

13

作者 李超 梁秋立 赵嫚 《流体机械》 CSCD 北大核心 2011年第4期40-43,共4页

为了研究表面粗糙度对无油润滑涡旋压缩机微间隙泄漏的影响,采用均匀的锯齿状粗糙元建立了微间隙的二维模型。在微尺度、低压差泄漏模型的基础上,借助计算机数值模拟技术,研究了微间隙表面粗糙元的高度、分布密度和布置方式对充分发展... 为了研究表面粗糙度对无油润滑涡旋压缩机微间隙泄漏的影响,采用均匀的锯齿状粗糙元建立了微间隙的二维模型。在微尺度、低压差泄漏模型的基础上,借助计算机数值模拟技术,研究了微间隙表面粗糙元的高度、分布密度和布置方式对充分发展的泄漏流动的影响。结果表明,气体在通道边界附近存在明显的回流和分离现象,而且粗糙元对泄漏流动的影响效果取决于其高度、分布密度及布置方式。在微间隙大小及进口压力相同的条件下,较大的粗糙元高度和分布密度可以有效增大泄漏气体的流动阻力,降低泄漏流速,从而减小泄漏量。 展开更多

关键词 表面粗糙度 无油润滑涡旋压缩机 泄漏

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风冷无油涡旋空气压缩机换热计算研究 被引量：5

14

作者 王俊亭 刘国平 +1 位作者 胡华 余廷芳 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1091-1096,共6页

为了对风冷无油涡旋空气压缩机换热过程进行研究,首先测量了静盘换热区域多个位置的温度,温度沿展角和高度方向总体上呈线性变化,受冷却风的影响,线性分布有所波动,分别用全部温度数据线性拟合和用过内端温度点的线性拟合两种方式进行处... 为了对风冷无油涡旋空气压缩机换热过程进行研究,首先测量了静盘换热区域多个位置的温度,温度沿展角和高度方向总体上呈线性变化,受冷却风的影响,线性分布有所波动,分别用全部温度数据线性拟合和用过内端温度点的线性拟合两种方式进行处理,计算结果表明,后者的排气温度计算值及变化趋势与测量结果更加吻合。把应用范围更广、精度更高的Gnielinski公式用于空气压缩过程换热计算,其中特征长度为涡旋齿内壁长度,计算结果与以往研究中常用的Dittus-Boelter公式基本完全一致,仅换热系数变化过程略有不同,对压缩过程气体温度和压力的变化过程进行了分析。 展开更多

关键词 风冷无油涡旋空气压缩机 涡旋齿温度 Gnielinski公式 换热

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大排气量无油润滑涡旋压缩机的虚拟设计 被引量：3

15

作者 李海生 陈英华 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第10期12-14,共3页

以Pro/Engineer软件为平台,介绍了应用虚拟技术进行设计的全过程,包括了虚拟建模、虚拟装配、样机的可行性研究等。结果表明:大排气量无油润滑涡旋压缩机的虚拟设计切实可行,缩短了新产品的研发周期,经济实用。

关键词 无油润滑涡旋压缩机 大排气量 PRO/ENGINEER 虚拟设计

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无油浮动涡旋压缩机驱动液氦温区JT制冷机实验研究 被引量：2

16

作者 申运伟 刘东立 +5 位作者 刘磊 邱长煦 陈舒航 李睿泽 仇旻 甘智华 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期1-5,共5页

为验证无油浮动涡旋压缩机驱动液氦温区JT制冷机的可行性,搭建了闭式液氦温区JT制冷机实验平台,开展了降温实验,实现了液氦温区制冷。通过调节压缩机背压,在压比为9.57时优化得到浮动涡旋压缩机的效率为8.65%,此时制冷机可在4.4 K提供24... 为验证无油浮动涡旋压缩机驱动液氦温区JT制冷机的可行性,搭建了闭式液氦温区JT制冷机实验平台,开展了降温实验,实现了液氦温区制冷。通过调节压缩机背压,在压比为9.57时优化得到浮动涡旋压缩机的效率为8.65%,此时制冷机可在4.4 K提供24.0 mW制冷量。 展开更多

关键词 无油浮动涡旋压缩机 JT制冷机 液氦温区 实验

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运动副间隙对涡旋压缩机动力特性的影响 被引量：11

17

作者 彭斌 方圆力 《流体机械》 CSCD 北大核心 2019年第5期1-6,共6页

为了研究无油涡旋压缩机传动系统的动力特性问题,对涡旋压缩机的传动系统模型进行了简单的分析,利用Solidworks 建立了涡旋压缩机的三维模型,并根据其运动规律,将其嵌入 Adams 虚拟样机软件中,建立了涡旋压缩机传动系统的动力学模型,针... 为了研究无油涡旋压缩机传动系统的动力特性问题,对涡旋压缩机的传动系统模型进行了简单的分析,利用Solidworks 建立了涡旋压缩机的三维模型,并根据其运动规律,将其嵌入 Adams 虚拟样机软件中,建立了涡旋压缩机传动系统的动力学模型,针对曲柄销和小曲拐与轴承之间运动副间隙的大小,进行了传动系统的动力学仿真,结果表明:曲柄销和小曲拐与轴承之间运动副间隙的大小对于涡旋压缩机传动系统的动力特性有着显著的影响。合理控制轴承装配间隙有利于提高涡旋压缩机的动力特性以延长其使用寿命。 展开更多

关键词 无油涡旋压缩机 传动系统 动力特性 运动副间隙 仿真

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