Analiza pogostih okvar spiralnega kompresorja za klimatsko napravo električnih vozil z novo energijo -- Izgorelost motorja

Napake motornih kompresorjev (v nadaljevanju kompresorji) lahko razdelimo na okvare motorja in mehanske okvare (vključno z ročično gredjo, ojnico, batom, ventilsko ploščo, tesnilom glave valja itd.). Mehanske okvare pogosto preobremenijo ali celo zaustavijo motor, kar je eden glavnih razlogov za poškodbe motorja.
Glavne manifestacije poškodb motorja so poškodbe izolacijskega sloja navitja statorja (kratek stik) in odprt tokokrog. Poškodovana navitja statorja je težko pravočasno odkriti in lahko sčasoma povzročijo izgorelost navitij. Po pregorevanju navitja se zakrijejo nekateri pojavi ali neposredni vzroki, ki vodijo do pregorevanja, kar oteži kasnejšo analizo in raziskovanje vzrokov.
Vendar pa delovanja motorja ni mogoče ločiti od normalne vhodne moči, primerne obremenitve motorja, dobrega odvajanja toplote in zaščite izolacijskega sloja navitja emajlirane žice. S teh vidikov ni težko ugotoviti, da so vzroki za navijanje izgorelosti naslednji:
(1) Nenormalna obremenitev in blokiran rotor;
(2) Kratek stik navitij zaradi kovinskih ostružkov;
(3) Težava s kontaktorjem;
(4) Izguba faze napajanja in nenormalna napetost;
(5) Nezadostno hlajenje;
(6) Vakuum s kompresorjem.
Pravzaprav so poškodbe motorja, ki jih povzroči več dejavnikov, pogostejše.
1. Nenormalna obremenitev in blokiran rotor
Obremenitev motorja vključuje obremenitev, potrebno za stiskanje plina, in obremenitev, potrebno za premagovanje mehanskega trenja. Preveliko tlačno razmerje ali diferenčni tlak lahko oteži postopek stiskanja; Povečanje tornega upora zaradi okvare mazanja in, v skrajnih primerih, blokade motorja bo močno povečalo obremenitev motorja.
Napaka pri mazanju in povečana odpornost proti trenju sta glavna vzroka nenormalne obremenitve. Vračanje tekočine za redčenje mazalnega olja, pregrevanje mazalnega olja, koksanje in kvarjenje mazalnega olja ter pomanjkanje olja lahko motijo ​​normalno mazanje, kar vodi do okvare mazanja. Povratna tekočina razredči mazalno olje, vpliva na nastanek običajnega oljnega filma na torni površini in celo izpere prvotni oljni film, kar poveča trenje in obrabo. Pregrevanje kompresorja lahko povzroči redčenje mazalnega olja ali celo koksiranje pri visokih temperaturah, kar vpliva na nastanek običajnih oljnih filmov. Povratek olja v sistem ni dober, kompresorju pa primanjkuje olja, kar seveda onemogoča vzdrževanje normalnega mazanja. Ko se motorna gred vrti z visoko hitrostjo in se bat ojnice premika z visoko hitrostjo, se bo torna površina brez zaščite oljnega filma hitro segrela. Lokalne visoke temperature povzročijo hitro izhlapevanje ali koksanje mazalnega olja, kar oteži mazanje tega dela in lahko povzroči močno lokalno obrabo v nekaj sekundah. Okvara mazanja in lokalna obraba zahtevata večji navor za vrtenje ročične gredi. Kompresorji z majhno močjo (kot so hladilniki in gospodinjski kompresorji klimatskih naprav) pogosto doživljajo pojav zaklenjenega rotorja po odpovedi mazanja zaradi nizkega navora motorja in vstopijo v mrtvi cikel "toplotna zaščita zaklenjenega rotorja z zaklenjenim rotorjem". Samo vprašanje časa je, kdaj bo motor zgorel. Vendar pa je navor motorja polzaprtega kompresorja visoke moči velik in lokalna obraba ne bo povzročila blokade rotorja. Moč motorja se bo povečala z obremenitvijo v določenem območju, kar bo povzročilo hujšo obrabo in celo resne poškodbe, kot je zasuk cilindra (bat zataknjen v valju), zlom ojnice itd.
Tok pri blokiranem rotorju (tok blokiranega rotorja) je približno 4-8-kratnik običajnega delovnega toka. V trenutku zagona motorja se lahko konična vrednost toka približa ali doseže tok zaklenjenega rotorja. Ker je toplota, ki jo sprosti upor, sorazmerna s kvadratom toka, bo tok med zagonom in blokado hitro segrel navitje. Toplotna zaščita lahko zaščiti elektrode med blokado rotorja, vendar na splošno nima hitrega odziva in ne more preprečiti temperaturnih sprememb navitja, ki jih povzročajo pogosti zagoni. Pogosti zagoni in neobičajne obremenitve, ki izpostavljajo navitja visokim temperaturam, lahko zmanjšajo izolacijo emajliranih žic. Poleg tega se bo z večanjem kompresijskega razmerja in razlike v tlaku povečala tudi obremenitev, potrebna za stisnjen plin. Zato lahko uporaba visokotemperaturnega kompresorja za nizke temperature ali uporaba nizkotemperaturnega kompresorja za visoke temperature vpliva na obremenitev motorja in odvajanje toplote, kar je neustrezno in lahko skrajša življenjsko dobo elektrode. Ko se izolacijska zmogljivost navitja poslabša, če sodelujejo drugi dejavniki (kot so kovinski ostružki, ki tvorijo prevodno vezje, kislo mazalno olje itd.), lahko zlahka povzročite kratek stik in poškodbo.
2. Kratek stik zaradi kovinskih ostružkov
Kovinski ostanki, pomešani v navitja, so glavni krivci za kratke stike in nizke vrednosti izolacije ozemljitve. Običajne vibracije kompresorja med delovanjem, pa tudi zvijanje navitja zaradi elektromagnetne sile med vsakim zagonom, lahko spodbujata relativno gibanje in trenje med kovinskimi ostružki, pomešanimi med navitja, in navijalno emajlirano žico. Kovinski ostružki z ostrimi robovi in ​​vogali lahko opraskajo izolacijsko plast emajlirane žice in povzročijo kratek stik.
Viri kovinskih ostankov vključujejo ostanke bakrenih cevi, ki ostanejo med gradnjo, varilno žlindro, kovinske ostanke, ki odpadejo zaradi notranje obrabe kompresorja, in poškodb komponent (kot so zlomljene lopute ventila). Pri popolnoma zaprtih kompresorjih (vključno s popolnoma zaprtimi spiralnimi kompresorji) lahko ti kovinski ostružki ali ostanki padejo na navitja. Pri polzaprtih kompresorjih nekateri delci tečejo s plinom in mazalnim oljem v sistemu in se sčasoma kopičijo v navitjih zaradi magnetizma; Vendar lahko nekateri kovinski ostružki (na primer tisti, ki nastanejo med obrabo ležajev in obrabo rotorja motorja in statorja (čiščenje izvrtine)) neposredno padejo na navitja. Ko se kovinski ostružki naberejo v navitjih, je le še vprašanje časa, kdaj bo prišlo do kratkega stika.
Posebno pozornost je treba nameniti dvostopenjskim kompresorjem. V dvostopenjskem kompresorju povratni zrak in običajno povratno olje neposredno vstopita v valj prve stopnje (nizkotlačna stopnja) in po stiskanju vstopita v votlino motorja, da ohladita navitje skozi srednjetlačno cev. Nato kot običajni enostopenjski kompresorji vstopijo v drugo stopnjo (cilinder visokotlačne stopnje). Povratni plin vsebuje mazalno olje, zaradi česar je postopek stiskanja kot hoja po tankem ledu. Če je povratne tekočine več, se lahko plošča ventila cilindra prve stopnje zlahka zlomi. Zlomljeni del ventila lahko vstopi v navitje po prehodu skozi srednjenapetostno cev. Zato so dvostopenjski kompresorji bolj nagnjeni k kratkim stikom motorja zaradi kovinskih ostružkov kot enostopenjski kompresorji.
Na žalost se stvari pogosto poklopijo in ko se pokvarjen kompresor zažene za analizo, pogosto zaudarja po zažganem mazalnem olju. Ko je kovinska površina močno obrabljena, je temperatura zelo visoka, in ko je mazalno olje nad 175 ºC, se začne koksati. Če je v sistemu preveč vode (vakuumsko črpanje ni idealno, vsebnost vode v mazalnem olju in hladilnem sredstvu je visoka, zrak vstopi po zlomu povratne cevi podtlaka itd.), lahko mazalno olje postane kislo. Kislo mazalno olje lahko razjeda bakrene cevi in ​​izolacijo navitij. Po eni strani lahko povzroči bakrenje; Po drugi strani pa ima to kislo mazalno olje, ki vsebuje atome bakra, slabo izolacijo, kar zagotavlja pogoje za kratke stike v navijanju.
3. Težava s kontaktorjem
Kontaktor je ena od pomembnih komponent v krmilnem vezju motorja in nepravilna izbira lahko poškoduje najboljši kompresor. Izredno pomembno je pravilno izbrati kontaktor glede na obremenitev.
Kontaktorji morajo biti sposobni izpolnjevati težke pogoje, kot so hitro kroženje, trajna preobremenitev in nizka napetost. Imeti morajo zadostno površino za odvajanje toplote, ki jo ustvari obremenitveni tok, izbor kontaktnih materialov pa mora preprečiti varjenje v pogojih visokega toka, kot sta zagon ali blokada rotorja.
Zaradi varnosti in zanesljivosti mora kontaktor kompresorja istočasno odklopiti trifazno vezje. Podjetje Gulun ne priporoča metode odklopa dvofaznega tokokroga. V Združenih državah morajo kontaktorji, ki jih je odobrila družba Gulun Corporation, izpolnjevati naslednje štiri zahteve:
(1) Kontaktorji morajo izpolnjevati merila delovanja in preskušanja, določena v standardu ARI 780-78, "Standard za kontaktorje za posebne namene".
(2) Proizvajalec mora zagotoviti, da se kontaktor lahko zapre pri 80 odstotkih minimalne napetosti na imenski tablici pri sobni temperaturi.
(3) Pri uporabi enega samega kontaktorja mora biti nazivni tok kontaktorja večji od nazivnega toka na tipski ploščici motorja (RLA). Hkrati mora biti kontaktor sposoben prenesti tok zaklenjenega rotorja motorja. Če so za kontaktorjem druge obremenitve, kot so ventilatorji motorja, jih je treba prav tako upoštevati.
(4) Pri uporabi dveh kontaktorjev mora imeti vsak kontaktor nazivno vrednost zaskočenega rotorja podnavitja, ki je enaka ali večja od nazivne vrednosti polovice navitja kompresorskega zaskočenega rotorja.
Nazivni tok kontaktorja ne sme biti nižji od nazivnega toka na imenski tablici kompresorja. Kontaktorji z majhnimi specifikacijami ali slabo kakovostjo ne morejo prenesti udarca visokega toka, ki ga povzroči zagon kompresorja, zaklenjen rotor in nizka napetost, in so nagnjeni k tresenju enofaznih ali večfaznih kontaktov, varjenju ali celo odpadanju, kar povzroči poškodbe motorja.
Kontaktorji s tresočimi se kontakti pogosto zaganjajo in ustavljajo motor. Pogost zagon motorja, velik zagonski tok in nastajanje toplote bodo poslabšali staranje izolacijske plasti navitja. Med vsakim zagonom povzroči magnetni navor rahlo gibanje in medsebojno trenje navitij motorja. Če sodelujejo drugi dejavniki (kot so kovinski ostružki, mazalno olje s slabo izolacijo itd.), je lahko povzročiti kratek stik med navitji. Sistem toplotne zaščite ni zasnovan za preprečevanje tovrstnih poškodb. Poleg tega so tuljave tresočega kontaktorja nagnjene k okvari. Če je kontaktna tuljava poškodovana, je enostavno imeti enofazno stanje.
Če je izbrana vrsta kontaktorja premajhna, kontakt ne more vzdržati električnih oblokov in visokih temperatur, ki jih povzročajo pogosti cikli vklapljanja in izklapljanja ali nestabilna napetost krmilnega tokokroga, kar lahko povzroči varjenje ali ločitev od kontaktnega okvirja. Varjeni kontakt bo ustvaril trajno enofazno stanje, kar bo omogočilo neprekinjeno vklapljanje in izklapljanje zaščite pred preobremenitvijo.
Posebej je treba poudariti, da potem, ko je kontaktorski kontakt zvarjen, vsi krmilniki, ki se zanašajo na kontaktor za odklop napajalnega tokokroga kompresorja (kot so nadzor visokega in nizkega tlaka, nadzor tlaka olja, nadzor odmrzovanja itd.), ne bodo uspeli in kompresor bo v nezaščitenem stanju. Zato je, ko je motor izgorel, preverjanje kontaktorja bistven postopek. Kontaktorji so pomemben in pogosto pozabljen vzrok za poškodbe motorja.
4. Izguba faze napajanja in nenormalnost napetosti
Nenormalna napetost in izguba faze lahko zlahka uničita vsak motor. Območje spreminjanja napajalne napetosti ne sme preseči ± 10 odstotkov nazivne napetosti. Napetostno neravnovesje med tremi fazami ne sme presegati 5 odstotkov. Motor visoke moči se mora napajati neodvisno, da se prepreči nizka napetost, ki jo povzroči zagon in delovanje druge opreme visoke moči na isti liniji. Napajalni kabel motorja mora biti sposoben prenašati nazivni tok motorja.
Če kompresor deluje, ko pride do izgube faze, bo še naprej deloval, vendar bo imel velik obremenitveni tok. Navitja motorja se lahko hitro pregrejejo, običajno pa je kompresor toplotno zaščiten. Ko se navitje motorja ohladi na nastavljeno temperaturo, se kontaktor zapre, vendar se kompresor ne more zagnati, kar ima za posledico blokiran rotor in vstop v mrtvi cikel "toplotna zaščita zaklenjenega rotorja blokiran rotor".
Razlike v navitjih sodobnih električnih strojev so zelo majhne, ​​razlike v faznih tokovih pri trifaznem uravnoteženju napajanja pa lahko zanemarimo. V idealnem primeru so fazne napetosti vedno enake, dokler je na eno od faz priključena zaščita, ki preprečuje škodo, ki jo povzroči prevelik tok. Pravzaprav je težko zagotoviti ravnovesje faznih napetosti.