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压缩机电机故障原因分析(上)
2020-03-17  来源:保利德集团   
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)电源缺相和电压异常;(4)冷却不足;(5)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。
  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:金属屑引起的绕组短路
  1. 内部短路
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。
 
  2外部短路
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。

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