制冷壓縮機繞組燒毀的主要原因
電機線圈的損壞主要表現(xiàn)為,定子繞組絕緣層破壞(短路)和斷路等。定子繞組損壞后很難及時被發(fā)現(xiàn),最終可能導(dǎo)致繞組燒毀。繞組燒毀后,掩蓋了一些導(dǎo)致燒毀的現(xiàn)象或直接原因,使得事后分析和原因調(diào)查比較困難。
從這幾方面入手,不難發(fā)現(xiàn)繞組燒毀的原因不外乎如下六種:
(1)異常負荷和堵轉(zhuǎn);
(2)金屬屑引起的繞組短路;
(3)接觸器問題;
(4)電源缺相和電壓異常;
(5)冷卻不足;
(6)用壓縮機抽真空。
實際上,多種因素共同促成的電機損壞更為常見。
制冷壓縮機繞組燒毀的主要原因
因素1:異常負荷和堵轉(zhuǎn)
電機負荷包括壓縮氣體所需負荷以及克服機械摩擦所需負荷。壓比過大,或壓差過大,會使壓縮過程更為困難;而潤滑失效引起的摩擦阻力增加,以及極端情況下的電機堵轉(zhuǎn),將大大增加電機負荷。潤滑失效,摩擦阻力增大,是負荷異常的首要原因。
回液稀釋潤滑油,潤滑油過熱,潤滑油焦化變質(zhì),以及缺油等都會破壞正常潤滑,導(dǎo)致潤滑失效?;匾合♂対櫥停绊懩Σ撩嬲S湍さ男纬?,甚至沖刷掉原有油膜,增加摩擦和磨損。
壓縮機過熱會引起使?jié)櫥透邷刈兿∩踔两够?,影響正常油膜的形成。系統(tǒng)回油不好,壓縮機缺油,自然無法維持正常潤滑。曲軸高速旋轉(zhuǎn),連桿活塞等高速運動,沒有油膜保護的摩擦面會迅速升溫,局部高溫使?jié)櫥脱杆僬舭l(fā)或焦化,使該部位潤滑更加困難,數(shù)秒鐘內(nèi)可引起局部嚴重磨損。
小功率壓縮機(如冰箱,家用空調(diào)壓縮機)由于電機扭矩小,潤滑失效后常出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)(電機無法轉(zhuǎn)動)現(xiàn)象,并進入“堵轉(zhuǎn)-熱保護-堵轉(zhuǎn)”死循環(huán),電機燒毀只是時間問題。而大功率半封閉壓縮機電機扭矩很大,局部磨損不會引起堵轉(zhuǎn),電機功率會在一定范圍內(nèi)隨負荷而增大,從而引起更為嚴重的磨損,甚至引起咬缸(活塞卡在氣缸內(nèi)),連桿斷裂等嚴重損壞。堵轉(zhuǎn)時的電流(堵轉(zhuǎn)電流)大約是正常運行電流的4-8倍。
電機啟動瞬間,電流的峰值可接近或達到堵轉(zhuǎn)電流。由于電阻放熱量與電流的平方成正比,啟動和堵轉(zhuǎn)時的電流會使繞組迅速升溫。熱保護可以在堵轉(zhuǎn)時保護電極,但一般不會有很快的響應(yīng),不能阻止頻繁啟動等引起的繞組溫度變化。頻繁啟動和異常負荷,使繞組經(jīng)受高溫考驗,會降低漆包線的絕緣性能。此外,壓縮氣體所需負荷也會隨壓縮比增大和壓差增大而增大。
因此將高溫壓縮機用于低溫,或?qū)⒌蜏貕嚎s機用于高溫,都會影響電機負荷和散熱,是不合適的,會縮短電極使用壽命。繞組絕緣性能變差后,如果有其它因素(如金屬屑構(gòu)成導(dǎo)電回路,酸性潤滑油等)配合,很容易引起短路而損壞。
因素2:金屬屑引起的繞組短路
繞組中夾雜的金屬屑是短路和接地絕緣值低的罪魁禍首。金屬屑的來源包括施工時留下的銅管屑,焊渣,壓縮機內(nèi)部磨損和零部件損壞(比如閥片破碎)時掉下的金屬屑等。
對于全封閉壓縮機(包括全封閉渦旋壓縮機),這些金屬屑或碎粒會落在繞組上。
對于半封閉壓縮機,有些顆粒會隨氣體和潤滑油在系統(tǒng)中流動,最后由于磁性聚集在繞組中;而有些金屬屑(比如軸承磨損以及電機轉(zhuǎn)子與定子磨損(掃膛)時產(chǎn)生的)會直接落在繞組上。繞組中聚集了金屬屑后,發(fā)生短路只是一個時間問題。
在雙級壓縮機中,回氣中帶有潤滑油,已經(jīng)使壓縮過程如履薄冰,如果再有回液,第一級氣缸的閥片很容易被打碎。碎閥片經(jīng)中壓管后可進入繞組。因此,雙級壓縮機比單級壓縮機更容易出現(xiàn)金屬屑引起的電機短路。
因素3:金屬屑引起的繞組短路
按負載正確選擇接觸器是極其重要的。當使用單個接觸器時,接觸器額定電流必須大于電機銘牌電流額定值(RLA)。同時,接觸器必須能承受電機堵轉(zhuǎn)電流。如果接觸器下游還有其它負載,比如電機風(fēng)扇等,也必須考慮。
當使用兩個接觸器時,每個接觸器的分繞組堵轉(zhuǎn)額定值必須等于或大于壓縮機半繞組堵轉(zhuǎn)額定值。
規(guī)格小或質(zhì)量低劣的接觸器無法經(jīng)受壓縮機啟動、堵轉(zhuǎn)及低電壓時的大電流沖擊,容易出現(xiàn)單相或多相觸點抖動,焊接甚至脫落的現(xiàn)象,引起電機損壞。
如果接觸器選型偏小,觸頭不能承受電弧和由于頻繁開停循環(huán)或不穩(wěn)定控制回路電壓產(chǎn)生的高溫,可能焊合或從觸頭架中脫落。焊合的觸頭將產(chǎn)生永久性單相狀態(tài),使過載保護器持續(xù)地循環(huán)接通和斷開。
因此,當電機燒毀后,檢查接觸器是必不可少的工序。接觸器是導(dǎo)致電機損壞的一個常常被人遺忘的重要原因。