【摘要】 电动机压缩机(以下简称压缩机)的故障可分为电机故障和机械故障(包括曲轴,连杆,活塞,阀片,缸盖垫等)。机械故障往往使电机超负荷运转甚至堵转,是电机损坏的主要原因之一。 电机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...
电动机压缩机(以下简称压缩机)的故障可分为电机故障和机械故障(包括曲轴,连杆,活塞,阀片,缸盖垫等)。机械故障往往使电机超负荷运转甚至堵转,是电机损坏的主要原因之一。
电机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。
然而,电机的运转离不开正常的电源输入,合理的电机负荷,良好的散热和绕组漆包线绝缘层的保护。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。
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。润滑失效,局部磨损,使曲轴转动需要更大力矩。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。
2.金属屑引起的短路
绕组中夹杂的金属屑是短路和接地绝缘值低的罪魁祸首。压缩机运转时的正常振动,以及每次启动时绕组受电磁力作用而扭动,都会促使夹杂于绕组间的金属屑与绕组漆包线之间的相对运动和摩擦。棱角锐利的金属屑会划伤漆包线绝缘层,引起短路。
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。
需要特别提请注意的是双级压缩机。在双级压缩机中,回气以及正常的回油直接进入第一级(低压级)气缸,压缩后经中压管进入电机腔冷却绕组,然后和普通单级压缩机一样,进入第二级(高压级气缸)。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。
不幸的事情往往凑到一块,出问题的压缩机在开机分析时闻道的常常是润滑油的焦糊味。金属面严重磨损时温度是很高的,而润滑油在175ºC以上时开始焦化。系统中如果有较多水分(真空抽得不理想,润滑油和制冷剂含水量大,负压回气管破裂后空气进入等),润滑油就可能出现酸性。酸性润滑油会腐蚀铜管和绕组绝缘层,一方面,它会引起镀铜现象;另一方面,这种含有铜原子的酸性润滑油的绝缘性能很差,为绕组短路提供了条件。
3.接触器问题
接触器是电机控制回路中重要部件之一,选型不合理可以毁坏最好的压缩机。按负载正确选择接触器是极其重要的。
接触器必须能满足苛刻的条件,如快速循环,持续超载和低电压。它们必须有足够大的面积以散发负载电流所产生的热量,触点材料的选择必须在启动或堵转等大电流情况下能防止焊合。
为了安全可靠,压缩机接触器要同时断开三相电路。谷轮公司不推荐断开二相电路的方法。在美国,谷轮公司认可的接触器必须满足如下四项:
(1)接触器必须满足ARI标准780-78“专用接触器标准”规定的工作和测试准则。
(2)制造商必须保证接触器在室温下,在最低铭牌电压的80%时能闭合。
(3)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。
(4)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。
接触器的额定电流不能低于压缩机铭牌上的额定电流。规格小或质量低劣的接触器无法经受压缩机启动,堵转和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。
触点抖动的接触器频繁地启停电机。电机频繁启动,巨大的启动电流和发热,会加剧绕组绝缘层的老化。每次启动时,磁性力矩使电机绕组有微小的移动和相互摩擦。如果有其它因素配合(如金属屑,绝缘性差的润滑油等),很容易引起绕组间短路。热保护系统并未设计成能防止这种毁坏。此外,抖动的接触器线圈容易失效。如果有接触线圈损坏,容易出现单相状态。
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。
需要特别强调的是,接触器触点焊合后,依赖接触器断开压缩机电源回路的所有控制(比如高低压控制,油压控制,融霜控制等)将全部失效,压缩机处于无保护状态。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。
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。
现代电机绕组的差别非常小,电源三相平衡时相电流的差别可以忽略。理想状态下,相电压始终相等,只要在任一相上接一个保护器就可以防止过电流造成的损坏。实际上很难保证相电压的平衡。
首先要明确一个概念,再制造并不是简单的维修,根据发展改革委、工业和信息化部、生态环境部、交通运输部、商务部、海关总署、市场监管总局、银保监会印发的发改环资规〔2021〕528号文件,《汽车零部件再制造规范管理暂行办法》的通知,再制造是指对功能性损坏或技术性淘汰等原因不再使用的旧汽车零部件,进行专业化修复或升级改造,使其质量特性和安全环保性能不低于原型新品的过程。 国家对从事汽车零部件再制造的企业实行规范管理,再制造企业应当符合下列条件: (一)具备拆解、清洗、制造、装配、产品质量检测等方面的技术装备和能力; (二)具备检测鉴定旧汽车零部件性能指标的技术手段和能力; (三)具有相应的污染防治设施和能力,并满足相关废物处理等环保要求,污染物实现达标排放; 但该文件所描述的再制造零部件主要为:发动机、方向机、变速 器、前后桥、车架,并未提到压缩机相关事宜,并不排除新能源汽车的三大件和三小件中的电动压缩机会在之后被加入到清单中。 跃博新能源就以从业者视角来对新能源汽车电动压缩机的再制造进行一些讨论,分享一些观点。 再制造主要的定义是指将废旧...
2024/01/01日前,郑州跃博新能源与西安交通大学就新能源电动压缩机开发事项达成了合作协议。 本次跃博新能源与西安交大合作的项目为压缩机的核心零部件——电动压缩机涡旋动静盘,涡旋盘的涡旋型线是构成涡旋机械的基础,对于不同类型的涡旋型线构成的压缩机,其性能也有很大不同,因此型线的优劣将直接影响压缩机的性能和工作特性。从理论上讲,凡是连续光滑等间距曲线都可以作为涡旋压缩机的工作型线,如圆渐开线、线段渐开线、正多边形渐开线及混合型线等。实际应用中,圆的渐开线是比较理想的涡旋型线,但在产品设计初期,对这种等间距的渐开线型涡旋线,设计过程繁琐,没有成熟、快捷的方法和理论可以直接借鉴和使用。 西安交通大学是我国最早兴办、享誉海内外的著名高等学府,是国家教育部直属重点大学。此次与跃博新能源简历关于压缩机合作关系的为西安交大能源与动力工程学院,能动是西安交通大学创建最早、学科设置最齐全、师资力量最雄厚的学院之一,创建了我国第一个锅炉专业、第一个汽轮机专业、第一个汽车制造专业、第一个制冷与低温专业、第一个压缩机专业等,创立了中国热能动力学科和内燃机学科等。...
2024/01/16过去的几年中新能源车在中国蓬勃发展,但一些汽车零部件总归会有磨损,一些有担当的整车制造商近期也在考虑新能源车电动压缩机再制造的相关事宜。 本篇文章跃博新能源就来讨论一下再制造电动压缩机对ESG(环境、社会和公司治理)的贡献: 1.减少废物和碳排放:再制造减少了废弃电动压缩机的数量,避免了将其送往填埋场或焚化处理,从而减少了相关的碳排放。再制造过程本身也相对更节能,因为它专注于修复和升级部件,而不是从头开始制造。 2.延长产品生命周期:再制造有助于延长电动压缩机的生命周期。通过修复或替换受损部件,这些设备可以继续在更长时间内为原始用户或其他用户提供服务,从而减少了新产品的需求,进一步减少了资源开采和生产相关的环境影响。 3.创造就业机会:再制造行业可以创造就业机会,包括直接的工作岗位(如再制造工程师、技术人员等)以及间接的供应链和销售岗位。这有助于经济和社会的发展。 4.提高资源效率:再制造促进资源的有效利用,提高了资源的使用效率。这有助于确保长期的资源供应,同时减少了对新开采资源的需求,从而降低了对环境的破坏。 5.推动技术创新:再制造过程中可能需要对技术和流程进行创新...
2024/01/17