Analiza defecțiunilor comune a compresorului Scroll pentru climatizarea vehiculelor electrice cu energie nouă -- Arsurarea motorului

Defecțiunile motocompresoarelor (denumite în continuare compresoare) pot fi împărțite în defecțiuni ale motorului și defecțiuni mecanice (inclusiv arbore cotit, biela, piston, placă de supapă, garnitură de chiulasă etc.). Defecțiunile mecanice deseori supraîncărcează sau chiar blochează motorul, care este unul dintre principalele motive pentru deteriorarea motorului.
Principalele manifestări ale deteriorării motorului sunt deteriorarea stratului de izolație a înfășurării statorului (scurtcircuit) și circuitul deschis. Înfășurările statorului deteriorate sunt greu de detectat în timp util și pot duce în cele din urmă la arderea înfășurărilor. După arderea înfășurării, unele fenomene sau cauze directe care duc la ardere sunt acoperite, ceea ce face dificilă analiza și investigarea cauzelor ulterior.
Cu toate acestea, funcționarea unui motor nu poate fi separată de puterea normală de intrare, sarcina rezonabilă a motorului, disiparea bună a căldurii și protecția stratului de izolație al firului emailat înfășurat. Din aceste aspecte, nu este greu de constatat că cauzele epuizării înfășurării sunt următoarele:
(1) Sarcină anormală și rotor blocat;
(2) Scurtcircuit al înfășurărilor cauzat de așchii de metal;
(3) Problemă la contactor;
(4) Pierderea de fază a sursei de alimentare și tensiunea anormală;
(5) Răcire insuficientă;
(6) Aspirați cu un compresor.
De fapt, daunele motorii cauzate de factori multipli sunt mai frecvente.
1. Sarcină anormală și rotor blocat
Sarcina motorului include sarcina necesară comprimarii gazului și sarcina necesară pentru a depăși frecarea mecanică. Raportul de presiune excesiv sau presiunea diferențială poate face procesul de compresie mai dificil; Creșterea rezistenței la frecare cauzată de defecțiunea lubrifierii și, în cazuri extreme, blocarea motorului va crește foarte mult sarcina motorului.
Defectarea lubrifierii și rezistența crescută la frecare sunt cauzele principale ale sarcinii anormale. Revenirea lichidului pentru a dilua uleiul de lubrifiere, supraîncălzirea uleiului de lubrifiere, cocsificarea și deteriorarea uleiului de lubrifiere și lipsa uleiului pot perturba lubrifierea normală, ducând la defecțiunea lubrifierii. Lichidul de retur diluează uleiul de lubrifiere, afectând formarea peliculei normale de ulei pe suprafața de frecare și chiar spălarea filmului de ulei original, crescând frecarea și uzura. Supraîncălzirea compresorului poate face ca uleiul de lubrifiere să devină mai subțire sau chiar cocsificare la temperaturi ridicate, afectând formarea peliculelor normale de ulei. Returul uleiului din sistem nu este bun, iar compresorul are lipsă de ulei, ceea ce împiedică în mod natural menținerea lubrifierii normale. Când arborele cotit se rotește cu o viteză mare și pistonul bielei se mișcă cu o viteză mare, suprafața de frecare fără protecție a peliculei de ulei se va încălzi rapid. Temperaturile locale ridicate determină evaporarea rapidă sau cocsificarea uleiului de lubrifiere, ceea ce face mai dificilă lubrifierea acestei piese și poate cauza uzură locală severă în câteva secunde. Eșecul lubrifierii și uzura locală necesită un cuplu mai mare pentru rotirea arborelui cotit. Compresoarele de putere mică (cum ar fi frigiderele și compresoarele de aer condiționat de uz casnic) se confruntă adesea cu un fenomen de rotor blocat după defecțiunea lubrifierii din cauza cuplului scăzut al motorului și intră într-un ciclu mort de „protecție termică cu rotor blocat-rotor blocat”. Este doar o chestiune de timp până când motorul se arde. Cu toate acestea, cuplul motorului compresor semi-închis de mare putere este mare, iar uzura locală nu va cauza blocarea rotorului. Puterea motorului va crește odată cu sarcina într-un anumit interval, rezultând o uzură mai severă și chiar daune grave, cum ar fi griparea cilindrului (pistonul blocat în cilindru), ruperea bielei etc.
Curentul la rotorul blocat (curent cu rotorul blocat) este de aproximativ 4-8 ori curentul normal de funcționare. În momentul pornirii motorului, valoarea de vârf a curentului se poate apropia sau atinge curentul rotorului blocat. Datorită faptului că căldura eliberată de rezistor este proporțională cu pătratul curentului, curentul în timpul pornirii și blocării va încălzi rapid înfășurarea. Protecția termică poate proteja electrozii în timpul blocării rotorului, dar, în general, nu are un răspuns rapid și nu poate preveni schimbările de temperatură a înfășurării cauzate de pornirile frecvente. Pornirile frecvente și sarcinile anormale care expun înfășurările la temperaturi ridicate pot reduce performanța de izolație a firelor emailate. În plus, sarcina necesară pentru gazul comprimat va crește, de asemenea, pe măsură ce raportul de compresie și diferența de presiune cresc. Prin urmare, utilizarea unui compresor de temperatură înaltă pentru temperaturi scăzute sau utilizarea unui compresor de temperatură scăzută pentru temperaturi ridicate poate afecta sarcina motorului și disiparea căldurii, ceea ce este inadecvat și poate scurta durata de viață a electrodului. După ce performanța de izolație a înfășurării se deteriorează, dacă alți factori (cum ar fi așchii de metal care formează un circuit conductiv, ulei de lubrifiere acid etc.) cooperează, este ușor să provoace scurtcircuit și deteriorare.
2. Scurtcircuit cauzat de așchii de metal
Resturile metalice amestecate în înfășurări sunt principalii vinovați pentru scurtcircuite și valori scăzute de izolare la pământ. Vibrația normală a compresorului în timpul funcționării, precum și răsucirea înfășurării din cauza forței electromagnetice în timpul fiecărei porniri, pot favoriza mișcarea și frecarea relativă între așchiile metalice amestecate între înfășurări și firul emailat al înfășurării. Așchiile metalice cu margini și colțuri ascuțite pot zgâria stratul izolator al sârmei emailate, provocând un scurtcircuit.
Sursele de resturi metalice includ resturi de țevi de cupru rămase în timpul construcției, zgura de sudură, resturi de metal care cad de la uzura internă a compresorului și deteriorarea componentelor (cum ar fi palele supapelor sparte). Pentru compresoarele complet închise (inclusiv compresoarele scroll complet închise), aceste așchii de metal sau resturi pot cădea pe înfășurări. Pentru compresoarele semi-închise, unele particule vor curge cu gaz și ulei de lubrifiere în sistem și, în cele din urmă, se vor acumula în înfășurări din cauza magnetismului; Cu toate acestea, unele așchii de metal (cum ar fi cele generate în timpul uzurii rulmenților și uzurii rotorului și statorului motorului (curățarea alezajului)) pot cădea direct pe înfășurări. După ce s-au acumulat așchii de metal în înfășurări, este doar o chestiune de timp până să apară un scurtcircuit.
O atenție deosebită trebuie acordată compresoarelor în două trepte. Într-un compresor cu două trepte, aerul de retur și uleiul de retur normal intră direct în cilindrul din prima etapă (etapa de joasă presiune), iar după comprimare, intră în cavitatea motorului pentru a răci înfășurarea prin conducta de medie presiune. Apoi, la fel ca compresoarele obișnuite cu o singură etapă, acestea intră în a doua etapă (cilindru de treaptă de înaltă presiune). Gazul de retur conține ulei lubrifiant, care a făcut ca procesul de compresie să fie ca mersul pe gheață subțire. Dacă mai există lichid de retur, placa supapei cilindrului din prima etapă poate fi spartă cu ușurință. Piesa de supapă spartă poate intra în înfășurare după trecerea prin conducta de medie tensiune. Prin urmare, compresoarele cu două trepte sunt mai predispuse la scurtcircuite ale motorului cauzate de așchii de metal decât compresoarele cu o singură treaptă.
Din păcate, lucrurile se întâlnesc adesea, iar când un compresor defect pornește pentru analiză, de multe ori miroase a miros de ars al uleiului lubrifiant. Când suprafața metalică este uzată sever, temperatura este foarte ridicată, iar când uleiul de lubrifiere este peste 175 ° C, începe să cocsească. Dacă există prea multă apă în sistem (pomparea cu vid nu este ideală, conținutul de apă al uleiului lubrifiant și al agentului frigorific este mare, aerul intră după ce se rupe conducta de retur cu presiune negativă etc.), uleiul de lubrifiere poate deveni acid. Uleiul de lubrifiere acid poate coroda tuburile de cupru și izolația înfășurării. Pe de o parte, poate provoca placarea cu cupru; Pe de altă parte, acest ulei lubrifiant acid care conține atomi de cupru are performanțe slabe de izolație, oferind condiții pentru scurtcircuite de înfășurare.
3. Problemă la contactor
Contactorul este una dintre componentele importante din circuitul de control al motorului, iar selecția necorespunzătoare poate deteriora cel mai bun compresor. Este extrem de important să selectați corect contactorul în funcție de sarcină.
Contactoarele trebuie să fie capabile să îndeplinească condiții dure, cum ar fi cicluri rapide, supraîncărcare susținută și tensiune joasă. Acestea trebuie să aibă o suprafață suficientă pentru a disipa căldura generată de curentul de sarcină, iar selecția materialelor de contact trebuie să poată preveni sudarea în condiții de curent ridicat, cum ar fi pornirea sau blocarea rotorului.
Pentru siguranță și fiabilitate, contactorul compresorului trebuie să deconecteze simultan circuitul trifazat. Metoda de deconectare a circuitului bifazat nu este recomandată de compania Gulun. În Statele Unite, contactorii aprobați de Gulun Corporation trebuie să îndeplinească următoarele patru cerințe:
(1) Contactorii trebuie să îndeplinească criteriile de operare și testare specificate în Standardul ARI 780-78, „Standard pentru Contactoare cu destinație specială”.
(2) Producătorul trebuie să se asigure că contactorul se poate închide la 80% din tensiunea minimă de pe plăcuța de identificare la temperatura camerei.
(3) Când se utilizează un singur contactor, curentul nominal al contactorului trebuie să fie mai mare decât curentul nominal de pe plăcuța de identificare a motorului (RLA). În același timp, contactorul trebuie să poată rezista curentului cu rotorul blocat al motorului. Dacă în aval de contactor există și alte sarcini, cum ar fi ventilatoarele motorului, acestea trebuie de asemenea luate în considerare.
(4) Când se utilizează doi contactori, fiecare contactor trebuie să aibă o valoare nominală a rotorului blocat al înfășurării secundare egală sau mai mare decât valoarea nominală a rotorului blocat al semiînfășurării compresorului.
Curentul nominal al contactorului nu poate fi mai mic decât curentul nominal de pe plăcuța de identificare a compresorului. Contactoarele cu specificații mici sau de calitate slabă nu pot rezista la impactul de curent ridicat cauzat de pornirea compresorului, rotorul blocat și tensiunea scăzută și sunt predispuși la scuturarea contactului monofazat sau multifazic, sudare sau chiar căderea, provocând deteriorarea motorului.
Contactoarele cu contacte tremurate pornesc și opresc frecvent motorul. Pornirea frecventă a motorului, curentul mare de pornire și generarea de căldură vor exacerba îmbătrânirea stratului de izolație a înfășurării. În timpul fiecărei porniri, cuplul magnetic provoacă o mișcare ușoară și frecare reciprocă a înfășurărilor motorului. Dacă alți factori cooperează (cum ar fi așchii de metal, ulei de lubrifiere cu izolație slabă etc.), este ușor să provoace scurtcircuit între înfășurări. Sistemul de protecție termică nu este conceput pentru a preveni astfel de daune. În plus, bobinele contactorului care trec sunt predispuse la defecțiuni. Dacă bobina de contact este deteriorată, este ușor să aveți o stare monofazată.
Dacă selecția tipului de contactor este prea mică, contactul nu poate rezista arcurilor electrice și temperaturilor ridicate cauzate de cicluri frecvente de pornire-oprire sau de tensiune instabilă a circuitului de comandă, care poate cauza sudarea sau desprinderea de cadrul contactului. Contactul sudat va genera o stare monofazată permanentă, permițând dispozitivului de protecție la suprasarcină să se pornească și să se oprească continuu.
Trebuie subliniat în special faptul că, după ce contactul contactorului este sudat, toate comenzile care se bazează pe contactor pentru a deconecta circuitul de alimentare a compresorului (cum ar fi controlul presiunii înalte și joase, controlul presiunii uleiului, controlul dezghețării etc.) vor eșua și compresorul va fi într-o stare neprotejată. Prin urmare, atunci când motorul este ars, verificarea contactorului este un proces esențial. Contactoarele sunt o cauză importantă și adesea uitată a deteriorării motorului.
4. Pierderea de fază a sursei de alimentare și anomalie de tensiune
Tensiunea anormală și pierderea de fază pot distruge cu ușurință orice motor. Intervalul de variație al tensiunii de alimentare nu poate depăși ± 10 la sută din tensiunea nominală. Dezechilibrul de tensiune între trei faze nu poate depăși 5%. Motorul de mare putere trebuie alimentat independent pentru a preveni tensiunea scăzută cauzată de pornirea și funcționarea altor echipamente de mare putere pe aceeași linie. Cablul de alimentare al motorului trebuie să poată transporta curentul nominal al motorului.
Dacă compresorul funcționează când are loc o pierdere de fază, acesta va continua să funcționeze, dar va avea un curent de sarcină mare. Înfășurările motorului se pot supraîncălzi rapid și, în mod normal, compresorul este protejat termic. Când înfășurarea motorului se răcește la temperatura setată, contactorul se va închide, dar compresorul nu poate porni, rezultând un rotor blocat și intrând într-un ciclu mort „rotor blocat de protecție termică blocat”.
Diferențele dintre înfășurările mașinilor electrice moderne sunt foarte mici, iar diferențele de curenți de fază atunci când sursa de alimentare este echilibrată trifazat pot fi ignorate. În mod ideal, tensiunile de fază sunt întotdeauna egale, atâta timp cât un protector este conectat la oricare fază pentru a preveni deteriorarea cauzată de supracurent. De fapt, este dificil să se asigure echilibrul tensiunilor de fază.