壓縮機常見故障有哪些?
電機的(de)損壞主要表現爲定子繞組絕緣層破壞(短路)和(hé)斷路等。定子繞組損壞後一般不會及時(shí)被發現,最終可(kě)能導緻繞組燒毀。繞組燒毀後,掩蓋了(le)一些導緻燒毀的(de)現象或直接原因,因而事後分(fēn)析和(hé)原因調查比較麻煩和(hé)困難。
然而,電機的(de)運轉離不開正常的(de)電源輸入,合理(lǐ)的(de)電機負荷,良好的(de)散熱(rè)和(hé)繞組漆包線絕緣層的(de)保護。從以下(xià)這(zhè)些地方查找原因,不難發現繞組燒毀的(de)原因不外乎如下(xià)六種:(1)金屬屑引起的(de)繞組短路;(2)異常負荷和(hé)堵轉; (3)冷(lěng)卻不足;(4)電源缺相和(hé)電壓異常;(5)接觸器問題;(6)用(yòng)壓縮機抽真空。實際上,多(duō)種因素共同促成的(de)電機損壞是最常見的(de)。
2. 異常負荷和(hé)堵轉 3.冷(lěng)卻不足 5.接觸器問題 接觸器的(de)額定電流不能低于壓縮機銘牌上的(de)額定電流。規格小或質量低劣的(de)接觸器無法經受壓縮機啓動,堵轉和(hé)低電壓時(shí)的(de)大(dà)電流沖擊,容易出現單相或多(duō)相觸點抖動, 焊接甚至脫落的(de)現象,引起電機損壞。
1.金屬屑引起的(de)短路
繞組中夾雜(zá)的(de)金屬屑是短路和(hé)接地絕緣值低的(de)罪魁禍首。壓縮機運轉時(shí)的(de)正常振動,以及每次啓動時(shí)繞組受電磁力作用(yòng)而扭動,都會促使夾雜(zá)于繞組間的(de)金屬屑與繞組漆包線之間的(de)相對(duì)運動和(hé)摩擦。棱角銳利的(de)金屬屑會劃傷漆包線絕緣層,引起短路。
金屬屑的(de)來(lái)源包括施工時(shí)留下(xià)的(de)銅管屑,焊渣,壓縮機内部磨損和(hé)零部件損壞(比如閥片破碎)時(shí)掉下(xià)的(de)金屬屑等。對(duì)于全封閉壓縮機(包括全封閉渦旋壓縮機),這(zhè)些金屬屑或碎粒會落在繞組上。對(duì)于半封閉壓縮機,有些顆粒會随氣體和(hé)潤滑油在系統中流動,最後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子與定子磨損(掃膛)時(shí)産生的(de))會直接落在繞組上。繞組中聚集了(le)金屬屑後,發生短路隻是一個(gè)時(shí)間問題。
需要特别提請注意的(de)是雙級壓縮機。在雙級壓縮機中,回氣以及正常的(de)回油直接進入第一級(低壓級)氣缸,壓縮後經中壓管進入電機腔冷(lěng)卻繞組,然後和(hé)普通(tōng)單級壓縮機一樣,進入第二級(高(gāo)壓級氣缸)。回氣中帶有潤滑油,已經使壓縮過程如履薄冰,如果再有回液,第一級氣缸的(de)閥片很容易被打碎。碎閥片經中壓管後可(kě)進入繞組。因此,雙級壓縮機比單級壓縮機更容易出現金屬屑引起的(de)電機短路。
不幸的(de)事情往往湊到一塊,出問題的(de)壓縮機在開機分(fēn)析時(shí)聞道的(de)常常是潤滑油的(de)焦糊味。金屬面嚴重磨損時(shí)溫度是很高(gāo)的(de),而潤滑油在175ºC以上時(shí)開始焦化(huà)。系統中如果有較多(duō)水(shuǐ)分(fēn)(真空抽得(de)不理(lǐ)想,潤滑油和(hé)制冷(lěng)劑含水(shuǐ)量大(dà),負壓回氣管破裂後空氣進入等),潤滑油就可(kě)能出現酸性。酸性潤滑油會腐蝕銅管和(hé)繞組絕緣層,一方面,它會引起鍍銅現象;另一方面,這(zhè)種含有銅原子的(de)酸性潤滑油的(de)絕緣性能很差,爲繞組短路提供了(le)條件。
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(dà),或壓差過大(dà),會使壓縮過程更爲困難;而潤滑失效引起的(de)摩擦阻力增加,以及極端情況下(xià)的(de)電機堵轉,将大(dà)大(dà)增加電機負荷。
潤滑失效,摩擦阻力增大(dà),是負荷異常的(de)首要原因。回液稀釋潤滑油,潤滑油過熱(rè),潤滑油焦化(huà)變質,以及缺油等都會破壞正常潤滑,導緻潤滑失效。回液稀釋潤滑油,影(yǐng)響摩擦面正常油膜的(de)形成,甚至沖刷掉原有油膜,增加摩擦和(hé)磨損。壓縮機過熱(rè)會引起使潤滑油高(gāo)溫變稀甚至焦化(huà),影(yǐng)響正常油膜的(de)形成。系統回油不好,壓縮機缺油,自然無法維持正常潤滑。曲軸高(gāo)速旋轉,連杆活塞等高(gāo)速運動,沒有油膜保護的(de)摩擦面會迅速升溫,局部高(gāo)溫使潤滑油迅速蒸發或焦化(huà),使該部位潤滑更加困難,數秒鐘(zhōng)内可(kě)引起局部嚴重磨損。潤滑失效,局部磨損,使曲軸轉動需要更大(dà)力矩。小功率壓縮機(如冰箱,家用(yòng)空調壓縮機)由于電機扭矩小,潤滑失效後常出現堵轉(電機無法轉動)現象,并進入“堵轉-熱(rè)保護-堵轉”死循環,電機燒毀隻是時(shí)間問題。而大(dà)功率半封閉壓縮機電機扭矩很大(dà),局部磨損不會引起堵轉,電機功率會在一定範圍内随負荷而增大(dà),從而引起更爲嚴重的(de)磨損,甚至引起咬缸(活塞卡在氣缸内),連杆斷裂等嚴重損壞。
堵轉時(shí)的(de)電流(堵轉電流)大(dà)約是正常運行電流的(de)4-8倍。電機啓動瞬間,電流的(de)峰值可(kě)接近或達到堵轉電流。由于電阻放熱(rè)量與電流的(de)平方成正比,啓動和(hé)堵轉時(shí)的(de)電流會使繞組迅速升溫。熱(rè)保護可(kě)以在堵轉時(shí)保護電極,但一般不會有很快(kuài)的(de)響應,不能阻止頻(pín)繁啓動等引起的(de)繞組溫度變化(huà)。頻(pín)繁啓動和(hé)異常負荷,使繞組經受高(gāo)溫考驗,會降低漆包線的(de)絕緣性能。
此外,壓縮氣體所需負荷也(yě)會随壓縮比增大(dà)和(hé)壓差增大(dà)而增大(dà)。因此将高(gāo)溫壓縮機用(yòng)于低溫,或将低溫壓縮機用(yòng)于高(gāo)溫,都會影(yǐng)響電機負荷和(hé)散熱(rè),是不合适的(de),會縮短電極使用(yòng)壽命。
繞組絕緣性能變差後,如果有其它因素(如金屬屑構成導電回路,酸性潤滑油等)配合,很容易引起短路而損壞。
功率較大(dà)的(de)壓縮機一般都是回氣冷(lěng)卻型的(de)。蒸發溫度越低,系統質量流往往越小。當蒸發溫度很低時(shí)(超過制造商的(de)規定),流量就不足以冷(lěng)卻電機,電機就會在較高(gāo)溫度下(xià)運轉。空氣冷(lěng)卻型壓縮機(一般不超過10HP)對(duì)回氣的(de)依賴性小,但對(duì)壓縮機環境溫度和(hé)冷(lěng)卻風量有明(míng)确要求。
制冷(lěng)劑大(dà)量洩漏也(yě)會造成系統質量流減小,電機的(de)冷(lěng)卻也(yě)會受到影(yǐng)響。一些無人(rén)看管的(de)冷(lěng)庫等,往往要等到制冷(lěng)效果很差時(shí)才會發現制冷(lěng)劑大(dà)量洩漏了(le)。
電機過熱(rè)後會出現頻(pín)繁保護,有些用(yòng)戶不深入檢查原因,甚至将熱(rè)保護器短路,那是非常糟糕的(de)事情。過不了(le)多(duō)久,電機就會燒掉。
壓縮機都有安全運行工況範圍。安全工況主要的(de)考慮因素就是壓縮機和(hé)電機的(de)負荷與冷(lěng)卻。由于不同溫區(qū)的(de)壓縮機的(de)價格不同,過去國内冷(lěng)凍行業超範圍使用(yòng)壓縮機是比較常見的(de)。随著(zhe)專業知識的(de)增長(cháng)和(hé)經濟條件的(de)改善,情況已明(míng)顯改善。
4.電源缺相和(hé)電壓異常
電壓不正常和(hé)缺相可(kě)以輕而易舉地毀掉任何電機。電源電壓變化(huà)範圍不能超過額定電壓的(de)±10%。三相間的(de)電壓不平衡不能超過5%。大(dà)功率電機必須獨立供電,以防同線其他(tā)大(dà)功率設備啓動和(hé)運轉時(shí)造成低電壓。電機電源線必須能夠承載電機的(de)額定電流。
如果發生缺相時(shí)壓縮機正在運轉,它将繼續運行但會有大(dà)的(de)負載電流。電機繞組會很快(kuài)過熱(rè),正常情況下(xià)壓縮機會被熱(rè)保護。當電機繞組冷(lěng)卻至設定溫度,接觸器會閉合,但壓縮機啓動不起來(lái),出現堵轉,并進入“堵轉-熱(rè)保護-堵轉”死循環。
現代電機繞組的(de)差别非常小,電源三相平衡時(shí)相電流的(de)差别可(kě)以忽略。理(lǐ)想狀态下(xià),相電壓始終相等,隻要在任一相上接一個(gè)保護器就可(kě)以防止過電流造成的(de)損壞。實際上很難保證相電壓的(de)平衡。
電壓不平衡百分(fēn)數計算(suàn)方法爲,相電壓與三相電壓平均值的(de)最大(dà)偏差值與三相電壓平均值比值. 例如,标稱380V三相電源,在壓縮機接線端測量的(de)電壓分(fēn)别爲380V,366V,400V. 可(kě)以計算(suàn)出三相電壓平均值382V, 最大(dà)偏差爲20V,所以電壓不平衡百分(fēn)數爲5.2%。
作爲電壓不平衡的(de)結果,在正常運行使負載電流的(de)不平衡是電壓不平衡百分(fēn)點數的(de)4-10倍。前例中, 5.2%不平衡電壓可(kě)能引起50%的(de)電流不平衡。
美(měi)國國家電器制造商協會(NEMA)電動機和(hé)發電機标準出版物(wù)指出,由不平衡電壓造成的(de)相繞組溫升百分(fēn)比大(dà)約是電壓不平衡百分(fēn)點數平方的(de)兩倍。前例中電壓不平衡點數爲5.2,繞組溫度增加的(de)百分(fēn)數爲54%. 結果是一相繞組過熱(rè)而其他(tā)兩個(gè)繞組溫度正常。
一份由U.L.(保險商實驗室,美(měi)國)完成的(de)調查顯示,43%的(de)電力公司允許3%的(de)電壓不平衡,另有30%的(de)電力公司允許5%的(de)電壓不平衡。
接觸器是電機控制回路中重要部件之一,選型不合理(lǐ)可(kě)以毀壞最好的(de)壓縮機。按負載正确選擇接觸器是極其重要的(de)。
接觸器必須能滿足苛刻的(de)條件,如快(kuài)速循環,持續超載和(hé)低電壓。它們必須有足夠大(dà)的(de)面積以散發負載電流所産生的(de)熱(rè)量,觸點材料的(de)選擇必須在啓動或堵轉等大(dà)電流情況下(xià)能防止焊合。
爲了(le)安全可(kě)靠,壓縮機接觸器要同時(shí)斷開三相電路。谷輪公司不推薦斷開二相電路的(de)方法。
在美(měi)國,谷輪公司認可(kě)的(de)接觸器必須滿足如下(xià)四項:
• 接觸器必須滿足ARI标準780-78“專用(yòng)接觸器标準”規定的(de)工作和(hé)測試準則。
• 制造商必須保證接觸器在室溫下(xià),在最低銘牌電壓的(de)80%時(shí)能閉合。
• 當使用(yòng)單個(gè)接觸器時(shí),接觸器額定電流必須大(dà)于電機銘牌電流額定值(RLA). 同時(shí),接觸器必須能承受電機堵轉電流。如果接觸器下(xià)遊還(hái)有其它負載,比如電機風扇等,也(yě)必須考慮。
• 當使用(yòng)兩個(gè)接觸器時(shí),每個(gè)接觸器的(de)分(fēn)繞組堵轉額定值必須等于或大(dà)于壓縮機半繞組堵轉額定值。
觸點抖動的(de)接觸器頻(pín)繁地啓停電機。電機頻(pín)繁啓動,巨大(dà)的(de)啓動電流和(hé)發熱(rè),會加劇繞組絕緣層的(de)老化(huà)。每次啓動時(shí),磁性力矩使電機繞組有微小的(de)移動和(hé)相互摩擦。如果有其它因素配合(如金屬屑,絕緣性差的(de)潤滑油等),很容易引起繞組間短路。熱(rè)保護系統并未設計成能防止這(zhè)種毀壞。此外,抖動的(de)接觸器線圈容易失效。如果有接觸線圈損壞,容易出現單相狀态。
如果接觸器選型偏小,觸頭不能承受電弧和(hé)由于頻(pín)繁開停循環或不穩定控制回路電壓産生的(de)高(gāo)溫,可(kě)能焊合或從觸頭架中脫落。焊合的(de)觸頭将産生永久性單相狀态,使過載保護器持續地循環接通(tōng)和(hé)斷開。
需要特别強調的(de)是,接觸器觸點焊合後,依賴接觸器斷開壓縮機電源回路的(de)所有控制(比如高(gāo)低壓控制,油壓控制,融霜控制等)将全部失效,壓縮機處于無保護狀态。
因此,當電機燒毀後,檢查接觸器是必不可(kě)少的(de)工序。接觸器是導緻電機損壞的(de)一個(gè)常常被人(rén)遺忘的(de)重要原因。