CN115263742A - 通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法、程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种确定压缩机带压起动阻力矩的方法，为解决目前确定电机驱动压缩机组能够带压起动时，已有的带压起动阻力矩曲线往往不准确，现有的确定方法在缺乏系统的相关数据时，计算结果存在较大偏差的技术问题，提供一种通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法、计算机程序产品，采集压缩机起动过程中的数据和压缩机的固有参数，绘制起动阻力矩曲线，排除干扰因素，判断纯净变化曲线与压缩机起动力矩特性曲线趋势是否一致，得到多个转速下的压缩机功率，与纯净变化曲线上相同转速下扭矩对应的功率比较，判断纯净变化曲线与电动机机械特性曲线趋势是否一致，再判断同一转速下，纯净变化曲线上的扭矩是否小于软起动器特性曲线上的扭矩。

Description

通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法、程序产品

技术领域

本发明属于一种确定压缩机带压起动阻力矩的方法，具体涉及一种通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法、计算机程序产品。

背景技术

电机驱动是压缩机的主要驱动方式，特别是在当前环保要求不断提高的情况下，原先采用汽轮机拖动的大型压缩机也越来越多的采用电机驱动，相应的，电机驱动压缩机组的起动问题也日益突出，特别是对于闭式循环的冷剂压缩机、入口压力为负压的流程气压缩机等。这些电机驱动压缩机组的起动问题，除了受电机本身的机械性能影响，还因为这些压缩机组都需要带压起动，而压缩机组带压起动阻力矩曲线往往不准确，使得电机及相应软起动器无法正确选型，导致压缩机组能否正常起动存在不确定性。

公开号为108167205的中国专利申请“一种LNG压缩机组带压起动确定方法”中，首先确定LNG压缩机组在带压状态下的起动计算输入参数，根据所述输入参数，迭代计算压缩机各个时刻的进口流量，当各个时刻的进口流量收敛时，根据收敛的进口流量迭代计算压缩机组各个时刻的进口压力，当各个时刻的进口压力收敛时，迭代计算压缩机组各个时刻的转速，若各个时刻的转速均符合转速升高要求，则迭代计算压缩机组在转速升高过程中各时刻的系统性能参数，若系统性能参数符合预设系统性能条件，则确定LNG压缩机组在带压状态下能够起动，从而能够自动确定LNG压缩机组在带压状态下能否起动。这种方案通过理论迭代计算确定压缩机带压状态能否起动，得到的是未经过验证的理论计算结果，在缺乏系统的相关数据时，如入口管道、出口管道、设备容积等参数，系统预设的性能数据存在不确定性，计算结果会存在较大偏差。

发明内容

本发明为解决目前确定电机驱动压缩机组带压起动时，已有的带压起动阻力矩曲线往往不准确，且现有确定方法在缺乏系统的相关数据时，计算结果存在较大偏差的技术问题，提供一种通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法、计算机程序产品。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

S1，采集数据

采集压缩机起动过程中的数据和压缩机的固有参数；

S2，绘制曲线

根据压缩机起动过程中的数据，绘制压缩机起动过程中，扭矩随转速的变化曲线，得到起动阻力矩曲线；

S3，获取纯净变化曲线

排除所述起动阻力矩曲线中的干扰因素，得到对应的纯净变化曲线；

S4，判断纯净变化曲线准确性

S4.1，判断所述纯净变化曲线与压缩机起动力矩特性曲线趋势是否一致，若一致，则执行步骤S4.2，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1；

S4.2，根据所述压缩机的固有参数，计算得到纯净变化曲线上多个转速下的压缩机功率，与纯净变化曲线上相同转速下扭矩对应的功率比较，若差值在预设范围内，则执行步骤S4.3，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1；

S4.3，判断纯净变化曲线与电动机机械特性曲线趋势是否一致，若一致，则执行步骤S4.4，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1；

S4.4，判断同一转速下，纯净变化曲线上的扭矩是否小于软起动器特性曲线上的扭矩，若是，则将该纯净变化曲线作为准确的起动阻力矩曲线，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1，直至得到准确的起动阻力矩曲线；

S5，以准确的起动阻力矩曲线作为同类型压缩机的起动阻力矩曲线。

进一步地，步骤S1中，所述压缩机起动过程中的数据包括压缩机起动过程中的状态参数和输出参数。

进一步地，步骤S1中，所述压缩机起动过程中的状态参数包括压缩机起动过程中的速度、加速度、频率、总起动时间、分段起动时间中的至少两个参数，输出参数包括输出电流和输出功率的至少一个参数；所述压缩机的固有参数包括压缩机各段入口压力、各段入口温度、各段入口流量、各段出口压力、各段出口温度、介质组分。

进一步地，步骤S3具体为，观察所述起动阻力矩曲线中的波动，根据该波动在起动阻力矩曲线上的位置，分析该位置对应转速下是否可能出现波动，若可能，则保留该波动或根据出现波动的原因处理波动，否则，排除该波动。

本发明还提供了另一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特殊之处在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明提出一种通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法，根据压缩机起动过程中实测的数据，绘制起动阻力矩曲线，并对绘制的起动阻力矩曲线进行多次判断，以保证最终得到的起动阻力矩曲线既符合压缩机实际运行情况，通过多次判断，又能够规避压缩机实际运行过程中误差造成的影响。根据这种方法可以得到各种装置中有带压起动要求的压缩机的起动阻力矩曲线，能够为电机、软起动设备选型提供切实的依据，满足压缩机组带压起动要求，能够为压缩机带压起动的理论计算提供支撑，可以据此进一步完善、修正理论计算。

2.本发明中在压缩机起动过程中，采集了压缩机的状态参数和输出参数，采集的参数丰富，进一步确保了绘制曲线的准确性，绘制曲线时计算也更加灵活。

3.本发明中压缩机起动过程中的状态参数和输出参数都包括了至少一个参数，对于不同的起动环境和采集条件，能够采集到的数据并不相同，但是最终都能够通过不同的计算方法完成本发明方法中的计算和绘制曲线，使得本发明在各种环境下均适用，使本发明的方法适用性更广。

4.本发明还提供了一种计算机程序产品，能够在计算机程序中执行上述方法步骤，便于将本发明的方法推广应用，在相应的硬件设备上实现融合。

附图说明

图1为本发明通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例中输出电流随起动时间的变化曲线图；

图3为本发明实施例得到的准确的起动阻力矩曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

本发明提出了一种通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法，最终得到的准确的起动阻力矩曲线可以作为同种类压缩机的起动阻力矩趋势，能够为电机、软起动设备选型提供切实的依据，也能够为压缩机理论计算提供支撑，并可以据此进一步完善、修正理论计算.如图1所示，具体步骤如下：

一、采集数据

本发明的方法基于对现场实际数据的测量，测量包括压缩机起动过程中的数据和压缩机的固有参数，其中，压缩机起动过程中的数据又包括压缩机起动过程中的状态参数和输出参数，状态参数包括速度、加速度、频率、起动时间(包含总起动时间和分段起动时间)，输出参数包括压缩机起动过程中的输出电流和输出功率，压缩机的固有参数包括各段入口压力、各段入口温度、各段入口流量、各段出口压力、各段出口温度和介质组分。由于压缩机的类型、使用场景、工作状态等不同，在压缩机起动过程中，能够测量到的数据不同，但压缩机起动过程中的状态参数和输出参数中，至少分别能够测得一些参数，用于后续绘制曲线时进行计算。

二、绘制起动阻力矩曲线曲线

根据步骤一中，压缩机起动过程中的状态参数和输出参数，计算压缩机起动过程中的转速和扭矩，具体的计算方法，可采用现有关于压缩机的基础计算方法，然后，根据计算得到的转速和扭矩，绘制压缩机起动过程中，扭矩随转速的变化曲线，得到起动阻力矩曲线。

三、获取纯净变化曲线

经步骤二得到的起动阻力矩曲线中，可能会有很多波动，需要观察起动阻力矩曲线中的波动，根据该波动在起动阻力矩曲线上的位置，分析该位置对应转速下是否可能出现波动，若可能，则保留该波动或根据出现波动的原因处理波动，否则，排除该波动。分析时，可根据现有本领域的公知常识进行分析。

以下，以步骤一中，测量的输出参数包括输出电流，状态参数包括起动时间为例，对如何排除波动进行示例说明：

如图2中A曲线为某某用户某某装置某某离心压缩机(变频起动)，在入口压力109.8kPaA(压缩机设计压力26.9kPaA)，防喘振阀全开的情况下，压缩机现场起动过程的输出电流图。从图上可以看出，输出电流的曲线上有多处波动，当输出电流波动时，相应的起动阻力矩曲线也会有波动，因此，可以分析输出电流的曲线上波动是否合理，再据此对起动阻力矩曲线上的波动进行处理。

1)从输出电流曲线图可以看出，起动之初具有一定的初始电流，即输出电流不是从零开始。通过分析，可能原因有：①起始点设置偏移；②飞车起动，即转速跟踪，对旋转中的电机实施再起动；本实施例中压缩机组应是盘车后未停电动盘车，直接起动造成，由于此时机组已转动，此时的力矩可能偏低。因此，该曲线上输出电流不是从零开始是由于异常情况造成，因此，可修正起始的输出电流，使其从零开始。

2)起动后十几秒输出电流频繁上下波动。可能是由于低频振荡引起。该低频振荡不直接计入起动阻力矩曲线，可取该段波动中输出电流中点计入。

3)快到工频时输出电流上下大幅波动。可能原因有：①控制环境不好；②步长设置不合适；③对相时振荡。本压缩机组可能是由于切工频时步长设置问题，以及对相时振荡造成的，但此时已接近工频转速，不影响起动阻力矩曲线的模拟，因此，可忽略该波动。

若采集的数据不同，得到的对应曲线会相应变化，曲线上出现波动或异常的具体位置和情况也会相应变化，就要进行不同的分析判断，但关于该部分的分析判断都是本领域技术人员在掌握公知常识的基础上能够完成的。干扰可能包括电机飞车起动，电网电压、频率的波动，软起动器的设置等；也可能包括装置对压缩机的影响，如压力的波动，组分的变化等；也可能存在机械传动的影响，如电机、齿轮箱不同负载下的效率变化，机械损失等。

四、判断纯净变化曲线的准确性

得到纯净变化曲线后，还要对纯净变化曲线进行多次准确性判断，经验证是准确的，才能留用，如下是具体的判断方法：

(1)判断纯净变化曲线与压缩机起动力矩特性曲线趋势是否一致，若一致，说明该纯净变化曲线满足第一次判断，则继续执行后续的判断，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤一，重新采集数据，重新绘制曲线。该步骤中与压缩机起动力矩特性曲线进行比较时，只比较趋势是否一致。

(2)根据步骤一采集的压缩机的固有参数，计算多个转速下的压缩机功率，该计算方法可采用现有计算方法完成，将纯净变化曲线上相同转速下的扭矩转换为功率，与计算得到的压缩机功率比较，对差值进行判断，若差值在预设范围内，则继续执行后续的判，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤一，重新采集数据，重新绘制曲线。

(3)判断纯净变化曲线与电动机机械特性曲线趋势是否一致，若一致，则继续执行后续的判断，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤一，重新采集数据，重新绘制曲线。该步骤的判断也是趋势性的判断。

(4)判断同一转速下，纯净变化曲线上的扭矩是否小于软起动器特性曲线上的扭矩，若不是，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤一，重新采集数据，重新绘制曲线，若是，则完成对纯净变化曲线准确性的判断，将该纯净变化曲线作为准确的起动阻力矩曲线。

如图3，为采用本发明上述实施例得到的准确的起动阻力矩曲线，其中，PU值是一个通用的表示方法，PU值＝实际力矩值/电机额定力矩，是一个比值。通过上述方法得到的准确的起动阻力矩曲线，是经过实测得到的，准确性高，能够为电机、软起动设备选型提供准确的依据，进而保证压缩机能够完成带压起动。采用这种方法也能够得到各种装置中各类压缩机的带压起动阻力矩曲线。

上述实施例中，压缩机起动力矩特性曲线、电动机机械特性曲线和软起动器特性曲线都是已知的特性曲线。

另外，本发明确定压缩机带压起动阻力矩的方法还可以作为计算机程序产品应用于终端设备，终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现本发明方法的步骤。此处的终端设备可以是计算机、笔记本、掌上电脑，及各种云端服务器等计算设备，处理器可以是通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路或其他可编程逻辑器件等。可通过计算机程序完成上述绘制曲线和判断，效率更高。

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

Claims (5)

1.一种通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采集数据

采集压缩机起动过程中的数据和压缩机的固有参数；

S2，绘制曲线

根据压缩机起动过程中的数据，绘制压缩机起动过程中，扭矩随转速的变化曲线，得到起动阻力矩曲线；

S3，获取纯净变化曲线

排除所述起动阻力矩曲线中的干扰因素，得到对应的纯净变化曲线；

S4，判断纯净变化曲线准确性

S4.1，判断所述纯净变化曲线与压缩机起动力矩特性曲线趋势是否一致，若一致，则执行步骤S4.2，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1；

S4.2，根据所述压缩机的固有参数，计算得到纯净变化曲线上多个转速下的压缩机功率，与纯净变化曲线上相同转速下扭矩对应的功率比较，若差值在预设范围内，则执行步骤S4.3，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1；

S4.3，判断纯净变化曲线与电动机机械特性曲线趋势是否一致，若一致，则执行步骤S4.4，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1；

S4.4，判断同一转速下，纯净变化曲线上的扭矩是否小于软起动器特性曲线上的扭矩，若是，则将该纯净变化曲线作为准确的起动阻力矩曲线，否则，放弃该纯净变化曲线，并返回步骤S1，直至得到准确的起动阻力矩曲线；

S5，以准确的起动阻力矩曲线作为同类型压缩机的带压起动阻力矩曲线。

2.根据权利要求1所述通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法，其特征在于：步骤S1中，所述压缩机起动过程中的数据包括压缩机起动过程中的状态参数和输出参数。

3.根据权利要求2所述通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法，其特征在于：步骤S1中，所述压缩机起动过程中的状态参数包括压缩机起动过程中的速度、加速度、频率、总起动时间、分段起动时间中的至少两个参数，输出参数包括输出电流和输出功率的至少一个参数；所述压缩机的固有参数包括压缩机各段入口压力、各段入口温度、各段入口流量、各段出口压力、各段出口温度、介质组分。

4.根据权利要求3所述通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法，其特征在于：步骤S3具体为，观察所述起动阻力矩曲线中的波动，根据该波动在起动阻力矩曲线上的位置，分析该位置对应转速下是否可能出现波动，若可能，则保留该波动或根据出现波动的原因处理波动，否则，排除该波动，得到对应的纯净变化曲线。

5.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4任一所述通过实测确定压缩机带压起动阻力矩的方法的步骤。

Images