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制冷压 缩机绕组烧毁的主要原因
浏览量:292 上传更新:2021-01-19

       电机线 圈的损坏主要表现为,定子绕组绝缘层破坏(短路)和断路等。定子绕 组损坏后很难及时被发现,最终可 能导致绕组烧毁。绕组烧毁后,掩盖了 一些导致烧毁的现象或直接原因,使得事 后分析和原因调查比较困难。

从这几方面入手,不难发 现绕组烧毁的原因不外乎如下六种:

  (1)异常负荷和堵转;

  (2)金属屑 引起的绕组短路;

  (3)接触器问题;

  (4)电源缺相和电压异常;

  (5)冷却不足;

  (6)用压缩机抽真空。

实际上,多种因 素共同促成的电机损坏更为常见。

因素1:异常负荷和堵转

  电机负 荷包括压缩气体所需负荷以及克服机械摩擦所需负荷。压比过大,或压差过大,会使压 缩过程更为困难;而润滑 失效引起的摩擦阻力增加,以及极 端情况下的电机堵转,将大大增加电机负荷。润滑失效,摩擦阻力增大,是负荷 异常的首要原因。

  回液稀释润滑油,润滑油过热,润滑油焦化变质,以及缺 油等都会破坏正常润滑,导致润滑失效。回液稀释润滑油,影响摩 擦面正常油膜的形成,甚至冲刷掉原有油膜,增加摩擦和磨损。

  压缩机 过热会引起使润滑油高温变稀甚至焦化,影响正常油膜的形成。系统回油不好,压缩机缺油,自然无 法维持正常润滑。曲轴高速旋转,连杆活塞等高速运动,没有油 膜保护的摩擦面会迅速升温,局部高 温使润滑油迅速蒸发或焦化,使该部 位润滑更加困难,数秒钟 内可引起局部严重磨损。

  小功率压缩机(如冰箱,家用空调压缩机)由于电机扭矩小,润滑失 效后常出现堵转(电机无法转动)现象,并进入“堵转-热保护-堵转”死循环,电机烧 毁只是时间问题。而大功 率半封闭压缩机电机扭矩很大,局部磨 损不会引起堵转,电机功 率会在一定范围内随负荷而增大,从而引 起更为严重的磨损,甚至引起咬缸(活塞卡在气缸内),连杆断裂等严重损坏。堵转时的电流(堵转电流)大约是 正常运行电流的4-8倍。

  电机启动瞬间,电流的 峰值可接近或达到堵转电流。由于电 阻放热量与电流的平方成正比,启动和 堵转时的电流会使绕组迅速升温。热保护 可以在堵转时保护电极,但一般 不会有很快的响应,不能阻 止频繁启动等引起的绕组温度变化。频繁启动和异常负荷,使绕组经受高温考验,会降低 漆包线的绝缘性能。此外,压缩气 体所需负荷也会随压缩比增大和压差增大而增大。

  因此将 高温压缩机用于低温,或将低 温压缩机用于高温,都会影 响电机负荷和散热,是不合适的,会缩短电极使用寿命。绕组绝缘性能变差后,如果有其它因素(如金属 屑构成导电回路,酸性润滑油等)配合,很容易 引起短路而损坏。

因素2:金属屑 引起的绕组短路

  绕组中 夹杂的金属屑是短路和接地绝缘值低的罪魁祸首。金属屑 的来源包括施工时留下的铜管屑,焊渣,压缩机 内部磨损和零部件损坏(比如阀片破碎)时掉下的金属屑等。

  对于全封闭压缩机(包括全 封闭涡旋压缩机),这些金 属屑或碎粒会落在绕组上。

  对于半封闭压缩机,有些颗 粒会随气体和润滑油在系统中流动,最后由 于磁性聚集在绕组中;而有些金属屑(比如轴 承磨损以及电机转子与定子磨损(扫膛)时产生的)会直接落在绕组上。绕组中 聚集了金属屑后,发生短 路只是一个时间问题。

  在双级压缩机中,回气中带有润滑油,已经使 压缩过程如履薄冰,如果再有回液,第一级 气缸的阀片很容易被打碎。碎阀片 经中压管后可进入绕组。因此,双级压 缩机比单级压缩机更容易出现金属屑引起的电机短路。

因素3:金属屑 引起的绕组短路

  按负载 正确选择接触器是极其重要的。当使用单个接触器时,接触器 额定电流必须大于电机铭牌电流额定值(RLA)。同时,接触器 必须能承受电机堵转电流。如果接 触器下游还有其它负载,比如电机风扇等,也必须考虑。

  当使用两个接触器时,每个接 触器的分绕组堵转额定值必须等于或大于压缩机半绕组堵转额定值。

  规格小 或质量低劣的接触器无法经受压缩机启动、堵转及 低电压时的大电流冲击,容易出 现单相或多相触点抖动,焊接甚至脱落的现象,引起电机损坏。

  如果接触器选型偏小,触头不 能承受电弧和由于频繁开停循环或不稳定控制回路电压产生的高温,可能焊 合或从触头架中脱落。焊合的 触头将产生永久性单相状态,使过载 保护器持续地循环接通和断开。

  因此,当电机烧毁后,检查接 触器是必不可少的工序。接触器 是导致电机损坏的一个常常被人遗忘的重要原因。

因素4:电源缺相和电压异常

  电压不 正常和缺相可以轻而易举地毁掉任何电机。电源电 压变化范围不能超过额定电压的±10%。三相间 的电压不平衡不能超过5%。大功率 电机必须独立供电,以防同 线其他大功率设备启动和运转时造成低电压。

  电机电 源线必须能够承载电机的额定电流。如果发 生缺相时压缩机正在运转,它将继 续运行但会有大的负载电流。电机绕组会很快过热,正常情 况下压缩机会被热保护。

  当电机 绕组冷却至设定温度,接触器会闭合,但压缩机启动不起来,出现堵转,并进入“堵转-热保护-堵转”死循环。

  电压不 平衡百分数计算方法为:相电压 与三相电压平均值的最大偏差值与三相电压平均值比值。

因素5:冷却不足

  功率较 大的压缩机一般都是回气冷却型的。蒸发温度越低,系统质量流往往越小。当蒸发温度很低时(超过制造商的规定),流量就 不足以冷却电机,电机就 会在较高温度下运转。空气冷却型压缩机(一般不超过10HP)对回气的依赖性小,但对压 缩机环境温度和冷却风量有明确要求。

  制冷剂 大量泄漏也会造成系统质量流减小,电机的 冷却也会受到影响。一些无 人看管的制冷设备,往往要 等到制冷效果很差时才会发现制冷剂大量泄漏了。

  电机过 热后会出现频繁保护,有些用 户不深入检查原因,甚至将热保护器短路,过不了多久,电机就会烧掉。压缩机 都有安全运行工况范围,安全工 况主要的考虑因素就是压缩机和电机的负荷与冷却。

因素6:用压缩机抽真空

  制冷行 业中还有一些现场施工人员保留了过去的习惯—用压缩机抽真空,空气扮 演着绝缘介质的角色,密闭容器内抽真空后,里面的 电极之间的放电现象就很容易发生。

  随着压 缩机壳体内的真空度的加深,壳内裸 露的接线柱之间或绝缘层有微小破损的绕组之间失去了绝缘介质,一旦通电,电机可 能在瞬间内短路烧毁。如果壳体漏电,还可能造成人员触电。

  因此,禁止用压缩机抽真空,并且在 系统和压缩机处于真空状态时(抽完真 空还没有加制冷剂),严禁给压缩机通电。

  上述不 利因素还会相互引发:异常负 荷和堵转时的大电流可能导致接触器焊合;单个触 点拉弧甚至焊合会引起相不平衡或单相;相不平 衡会引起散热问题;散热不足会引起磨损;磨损会产生金属屑。

  因此,正确安装使用压缩机,以及合理的日常维护,可以防 止不利因素的出现,是避免 压缩机电机损坏的根本方法。

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