【壓縮機網(wǎng)】一臺氦氣壓縮機，實(shí)際工況是：標態(tài)排氣量為每小時(shí)50立方米，進(jìn)氣壓力微正壓，排氣壓力2.5MPa，介質(zhì)為90%氦氣。配用18.5千瓦6極電機，電機額定電流是38.6A。

　　該機器出現的故障現象是：用戶(hù)反映超電流較為嚴重，經(jīng)常發(fā)生前端空開(kāi)啟跳動(dòng)作。檢查了壓縮機各級氣閥及密封環(huán)，未發(fā)現異常情況。用戶(hù)反映壓縮機實(shí)際吸氣壓力降到0甚至負壓，依然超電流，實(shí)測試達到48～50A。用戶(hù)要求解決此問(wèn)題。

　　首先懷疑是電動(dòng)機選小了，于是更換了22千瓦6極電動(dòng)機，額定電流44.7A，結果發(fā)現電流依然超標，最大實(shí)測電流還是50A。

　　不是電機選配問(wèn)題，那就考慮是飛輪矩的問(wèn)題了。

　　壓縮機受力分析：壓縮機作用力有側向力及連桿力，側向力垂直于氣缸中心線(xiàn)，它產(chǎn)生的側向力矩作用在壓縮機機身上，對立式壓縮機而言有傾倒的趨勢，所以稱(chēng)作傾覆力矩；連桿力對曲軸旋轉中心構成一力矩，由于它與曲軸旋轉方向相反，所以稱(chēng)為阻力矩。連桿力可分解為切向力和法向力，切向力形成的力矩與阻力矩相等，所以可以認為切向力形成的力矩即為阻力矩，法向力形成磨擦功損失。

　　所以作用于壓縮機曲軸上的力矩為阻力矩及磨擦力矩的總和，它的平衡是由驅動(dòng)力矩來(lái)平衡的，驅動(dòng)力矩大多是由電動(dòng)機提供。電動(dòng)機提供的驅動(dòng)力矩是定值，然而阻力矩隨著(zhù)曲柄轉角的變化而時(shí)刻變化，因此驅動(dòng)機提供的驅動(dòng)力矩與壓縮機工作時(shí)形成的阻力矩不相等，從而使曲軸瞬時(shí)轉速發(fā)生變化，曲軸存在瞬時(shí)角加速度。

　　壓縮機曲軸的旋轉角速如果變化過(guò)大，對壓縮機的工作將產(chǎn)生下述不利影響：

　　1.在運動(dòng)機件的連接處引起附加動(dòng)載荷，并在垂直于曲軸的平面內產(chǎn)生振動(dòng)，影響機件的強度和降低機械效率；

　　2.如果用電動(dòng)機直接驅動(dòng)，則引起電動(dòng)機中電流脈動(dòng)和供電電網(wǎng)中的電壓波動(dòng)。

　　為了使壓縮機曲軸瞬時(shí)速度均勻，就要確保壓縮機的飛輪具有足夠的轉動(dòng)慣量，即飛輪質(zhì)量足夠大。

　　飛輪矩的計算公式：

　　式中L為壓縮機一轉中能量的變化值，n為壓縮機轉速，δ為旋轉不均勻度，G為轉化到直徑D上的飛輪重量，D是飛輪輪緣截面質(zhì)心的圓周直徑。

　　能量變化值L從壓縮機總切向力圖積分的方法求取。

　　利用電腦編制Excel計算表格，輸入相關(guān)參數，如下圖表所示。對壓縮機熱力學(xué)復算。

　　一、壓縮機工況

　　二、計算結果

　　從計算結果來(lái)看，軸功率14.56千瓦，配用電機18.5千瓦就該可以。接著(zhù)進(jìn)行壓縮機動(dòng)力學(xué)計算：

　　理論計算需飛輪矩22.3牛米，壓縮機實(shí)際配用的飛輪最大直徑550mm，飛輪矩只有12牛米，加大飛輪再計算：

　　此時(shí)實(shí)際飛輪矩已達到36.7牛米，足夠了。

　　按此計算，更換壓縮機飛輪，開(kāi)機測試，電流36A，機器正常，問(wèn)題得到解決。

　　總結一下，壓縮機飛輪矩大小受壓縮機結構方案的影響，飛輪矩小的結構方案有：

　　1.雙作用壓縮機向蓋向軸行程所消耗的功相近，切向力均勻；

　　2.曲柄錯角或氣缸夾角的合理配置，影響切向力的均勻性；

　　3.多列壓縮機可以使切向力均勻；

　　4.各列曲柄錯角的超前或遲后也影響切向力的均勻性。

　　對于標準的成系列批量制造的空氣壓縮機產(chǎn)品，一般不會(huì )出現飛輪矩不符合的情況。而對于按用戶(hù)特殊要求設計制造的壓縮機，可能會(huì )出現飛輪矩不相匹配的情況。

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