磁悬浮压缩机的发展和应用

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1、磁悬浮压缩机的发展和应用(1南京市建筑设计研究院有限责任公司)(2捷丰集团)杜铭珠1赵宁凡2关键词；磁悬浮压缩机，电磁轴承，直流变频，模块化冷水机组，超倍供液蒸发1磁悬浮制冷压缩机的简要回顾磁悬浮离心式制冷压缩机从最初的研究到现在，已经有18年的时间。目前，磁悬浮制冷压缩机已经开始大批量的投入到实际应用中。磁悬浮制冷压缩机最早是在1993年在澳大利亚墨尔本开始研究的，领导这项技术研究的就是发明了MULTISTACK模块化冷水机组的RONCONRY先生。其实，他对磁悬浮压缩机的设想，最初也是从他发明的模块化冷水机组开始。RONCONRY先生完成模块化冷水机组的发

2、明后，也在致力于不断提高模块化冷水机组的效率。虽然模块化冷水机组和传统的大型整体式冷水机组相比，大大改善了部分负荷下机组的制冷效率，达到了节省全年耗电量的效果，但是，对一部分顾客来说，在那个时候，他们还不能完全意识到改善冷水机组部分负荷运行时的效率，对节省耗电量更加重要这样的事实，他们在进行冷水机组选择的时候，还是会比较关注冷水机组满负荷运行的效率。因此，RONCONGY先生基于这样的情况而引发了为模块化冷水机组研究一种更加高效的小型化制冷压缩机的想法，以使模块化冷水机组不仅在部分负荷下有高于常规冷水机组的效率，在满负荷运行时，也具有至少不低于大型整体式常规冷

3、水机组的效率水平，这就是磁悬浮压缩机最早构思的由来。从1993年，磁悬浮压缩机随着研究的进程，技术不断进化发展，项目本身也历经了很多变化，最早在澳大利亚墨尔本作为MULTISTACK的一个部分，后来获得加拿大魁北克政府的资助，整个项目迁移到加拿大蒙特利尔继续进行，再到后来，磁悬浮压缩机的技术已经基本成熟时，DANFOSS以合资的形式加入进来，并最终演变为DANFOSS．TURBOCOR公司，开始磁悬浮压缩机的规模化生产制造。DANFOSS合资后，反过来也促进了磁悬浮压缩机技术和产品品种的进一步提升，从最初单一规格的压缩机，已经发展到了可以分别应用于水冷型冷水机

4、组和风冷型冷水机组的多种规格的压缩机系列。2磁悬浮制冷压缩机的主要特点磁悬浮压缩机主要组成部分包括铝合金精密铸造压缩机机体、两级压缩的离心叶轮、永磁体材料制成的一体化电动机转子／驱动轴、无刷直流电动机、电磁轴承、可调节的吸气导向叶轮、AC／DC电源转换系统、电磁轴承控制系统、软启动控制系统等。磁悬浮压缩机最主要的特征是采用了电磁轴承取代传统的机械轴承。在各种形式的大型制冷压缩机中，离心式压缩机最具有效率优势。但是，从原理上来说，离心式压缩机做大容易做小难，其原因在于：离心式压缩机是通过离心叶轮的高速旋转，将气体制挣剂加速到一定脱离速度，获得足够的动能，然后在扩

5、压腔里，气体制冷剂完成动能向势能的转化，使制冷剂获得足够高的捧气压力。因此。获得足够高的脱离速度，是离心式压缩机正常工作的关键所在。要达到足够的脱离速度，逢经通常在于三种方式：(1)提高叶轮的旋转速度；(2)加大叶轮尺寸l(3)多级压缩；提高叶轮的旋转速度会受到电动机、传动机构以厦机械轴承等的限制，加大叶轮尺寸无形增大了压缩帆的体积，井只适用于犬容量的压缩机，多级压缩也同样会加大压缩机的尺寸，并且，会增加压缩机的复杂性，影响压缩机的效率。所以，以传统的方式实现离心压缩机的小型化几乎是天方夜谭，不可能的事情。而磁悬浮压绾机独辟蹊径，以电磁轴承替代机械轴承，打破了

6、转速的限制，可以用一个小直径的叶轮t通过高选10．000RPM以上的高速旋转，获得足够的脱离速度。彻底实现了离心压缩机的小型化．RONCONRY先生等研发圃队在碰悬浮压缩机发展过程中，关链的突破就在于将咀前只是用在航天领域的昂贵到几乎高不可及的磁悬浮轴承技术，在保持高技木品质的同时，发展成为能够以平民化的价格进行工业化生产。应用到昔通民用产品中。正是由于碰悬浮压缩机应用了电磁轴承，所以，压缩帆内没有了机械摩擦，压缩机不再蔼妥润滑油和润滑系统，使压缩机的效率大大提高。磁悬浮压缩机的另一大特点就是将高度的数字化技术结合到了压缩机中。为了确保电磁轴承的工作，压缩机带

7、有高度精确的电磁轴承测量和控制系统。同时，为了使压缩机获得足够的旋转速度，压缩机电机采用了直流变频电动机，压缩机将交流电转化为高频的直流电供给直流电机，并通过变频调节，调节压缩机的制冷输出，而电源转换和变频调节控制系统也是压缩机的一部分。直流变频运行同时还带来软启动的好处，压缩机通过专门的软启动控制模块，使压缩机的启动电流仅仅为6．8A。所以，从某种意义上来说，磁悬浮压缩机已经大大不同于传统的机械产品，它是整合了高科技的电磁轴承测量与控制系统、交流／直流变频电源转换与管理系统、软启动控制系统等在内数字化电器产品。在压缩机的控制系统中甚至还包括了冷水机组的控制功

8、能，它甚至可以不用借助于专门的冷水机组