Analiza uobičajenih kvarova spiralnog kompresora za klimatizaciju električnih vozila s novom energijom -- Izgaranje motora

Greške motora kompresora (u daljnjem tekstu kompresori) mogu se podijeliti na greške motora i mehaničke greške (uključujući radilicu, klipnjaču, klip, ploču ventila, brtvu glave cilindra itd.). Mehanički kvarovi često preopterećuju ili čak zaustavljaju motor, što je jedan od glavnih razloga oštećenja motora.
Glavne manifestacije oštećenja motora su oštećenje izolacijskog sloja namota statora (kratki spoj) i otvoreni krug. Oštećene namote statora teško je otkriti na vrijeme i na kraju mogu dovesti do pregorjevanja namota. Nakon pregorjevanja namota neke se pojave ili izravni uzroci koji dovode do pregorjevanja prikrivaju, što otežava naknadnu analizu i istraživanje uzroka.
Međutim, rad motora ne može se odvojiti od normalnog unosa snage, razumnog opterećenja motora, dobre disipacije topline i zaštite izolacijskog sloja namotane emajlirane žice. S ovih aspekata, nije teško otkriti da su uzroci izgaranja namota sljedeći:
(1) Nenormalno opterećenje i blokirani rotor;
(2) Kratki spoj namota uzrokovan metalnim strugotinama;
(3) Problem kontaktora;
(4) Gubitak faze napajanja i abnormalni napon;
(5) Nedovoljno hlađenje;
(6) Vakuumirajte kompresorom.
Zapravo, češća su motorna oštećenja uzrokovana višestrukim čimbenicima.
1. Nenormalno opterećenje i blokirani rotor
Opterećenje motora uključuje opterećenje potrebno za komprimiranje plina i opterećenje potrebno za prevladavanje mehaničkog trenja. Prevelik omjer tlaka ili diferencijalni tlak može otežati proces kompresije; Povećanje otpora trenja uzrokovano neuspjehom podmazivanja i, u ekstremnim slučajevima, blokadom motora uvelike će povećati opterećenje motora.
Neuspjeh podmazivanja i povećani otpor trenja primarni su uzroci nenormalnog opterećenja. Vraćanje tekućine za razrjeđivanje ulja za podmazivanje, pregrijavanje ulja za podmazivanje, koksiranje i kvarenje ulja za podmazivanje te nedostatak ulja mogu poremetiti normalno podmazivanje, što dovodi do kvara podmazivanja. Povratna tekućina razrjeđuje ulje za podmazivanje, utječući na stvaranje normalnog uljnog filma na tarnoj površini, pa čak i ispire izvorni uljni film, povećavajući trenje i trošenje. Pregrijavanje kompresora može uzrokovati razrjeđivanje ulja za podmazivanje ili čak koksiranje na visokim temperaturama, što utječe na stvaranje normalnih uljnih filmova. Povrat ulja u sustav nije dobar, a kompresoru nedostaje ulja, što prirodno sprječava održavanje normalnog podmazivanja. Kada se koljenasto vratilo vrti velikom brzinom i klip klipnjače se kreće velikom brzinom, površina trenja bez zaštite od uljnog filma će se brzo zagrijati. Lokalne visoke temperature uzrokuju brzo isparavanje ili koksiranje ulja za podmazivanje, što otežava podmazivanje ovog dijela i može uzrokovati ozbiljno lokalno trošenje u roku od nekoliko sekundi. Neuspješno podmazivanje i lokalno trošenje zahtijevaju veći okretni moment za rotaciju radilice. Kompresori male snage (kao što su hladnjaci i kompresori klima uređaja za kućanstvo) često doživljavaju fenomen blokiranog rotora nakon neuspjeha podmazivanja zbog niskog momenta motora i ulaze u mrtvi ciklus "toplinske zaštite blokiranog rotora". Samo je pitanje vremena kada će motor izgorjeti. Međutim, okretni moment motora poluzatvorenog kompresora velike snage je velik, a lokalno trošenje neće uzrokovati blokiranje rotora. Snaga motora će se povećavati s opterećenjem unutar određenog raspona, što će rezultirati ozbiljnijim trošenjem, pa čak i ozbiljnim oštećenjima kao što je blokiranje cilindra (klip zapeo u cilindru), lom klipnjače itd.
Struja na blokiranom rotoru (struja blokiranog rotora) je približno 4-8 puta veća od normalne radne struje. U trenutku pokretanja motora, vršna vrijednost struje može se približiti ili doseći struju blokiranog rotora. Zbog činjenice da je toplina koju oslobađa otpornik proporcionalna kvadratu struje, struja će tijekom pokretanja i blokiranja brzo zagrijati namot. Toplinska zaštita može zaštititi elektrode tijekom blokiranja rotora, ali općenito nema brzi odziv i ne može spriječiti promjene temperature namota uzrokovane čestim pokretanjima. Česta pokretanja i nenormalna opterećenja koja izlažu namote visokim temperaturama mogu smanjiti izolacijsku izvedbu emajliranih žica. Osim toga, opterećenje potrebno za stlačeni plin također će se povećati kako se povećava omjer kompresije i razlika tlakova. Stoga korištenje visokotemperaturnog kompresora za niske temperature ili korištenje niskotemperaturnog kompresora za visoke temperature može utjecati na opterećenje motora i rasipanje topline, što je neprimjereno i može skratiti radni vijek elektrode. Nakon što se izolacijska izvedba namota pogorša, ako drugi čimbenici (kao što su metalni komadići koji tvore vodljivi krug, kiselo ulje za podmazivanje, itd.) surađuju, lako je uzrokovati kratki spoj i štetu.
2. Kratki spoj uzrokovan metalnim strugotinama
Metalni ostaci pomiješani u namotima glavni su krivci za kratke spojeve i niske vrijednosti izolacije uzemljenja. Normalne vibracije kompresora tijekom rada, kao i uvijanje namota zbog elektromagnetske sile tijekom svakog pokretanja, mogu pospješiti relativno kretanje i trenje između metalnih strugotina pomiješanih između namota i namotane emajlirane žice. Metalni komadići s oštrim rubovima i kutovima mogu izgrebati izolacijski sloj emajlirane žice, uzrokujući kratki spoj.
Izvori metalnih ostataka uključuju ostatke bakrenih cijevi ostavljene tijekom izgradnje, trosku od zavarivanja, metalne ostatke koji padaju zbog unutarnjeg trošenja kompresora i oštećenja komponenti (kao što su slomljene lopatice ventila). Za potpuno zatvorene kompresore (uključujući potpuno zatvorene spiralne kompresore), ovi metalni komadići ili krhotine mogu pasti na namote. Za poluzatvorene kompresore, neke će čestice teći s plinom i uljem za podmazivanje u sustavu i na kraju se nakupljaju u namotima zbog magnetizma; Međutim, neki metalni strugoti (kao što su oni koji nastaju tijekom trošenja ležajeva i trošenja rotora motora i statora (čišćenje provrta)) mogu izravno pasti na namote. Nakon nakupljanja metalnih strugotina u namotima, samo je pitanje vremena kada će doći do kratkog spoja.
Posebnu pozornost treba obratiti na dvostupanjske kompresore. U dvostupanjskom kompresoru povratni zrak i normalno povratno ulje izravno ulaze u cilindar prvog stupnja (niskotlačni stupanj), a nakon kompresije ulaze u šupljinu motora kako bi ohladili namot kroz cijev srednjeg tlaka. Zatim, kao obični jednostupanjski kompresori, ulaze u drugi stupanj (cilindar visokog tlaka). Povratni plin sadrži ulje za podmazivanje, zbog čega je proces kompresije poput hodanja po tankom ledu. Ako ima više povratne tekućine, ploča ventila cilindra prvog stupnja može se lako slomiti. Slomljeni komad ventila može ući u namot nakon prolaska kroz cijev srednjeg napona. Stoga su dvostupanjski kompresori skloniji kratkim spojevima motora uzrokovanim metalnim strugotinama nego jednostupanjski kompresori.
Nažalost, stvari se često poklope i kada se neispravan kompresor pokrene za analizu, često se osjeti miris spaljenog ulja za podmazivanje. Kada je metalna površina jako istrošena, temperatura je vrlo visoka, a kada je ulje za podmazivanje iznad 175 ºC, počinje se koksirati. Ako u sustavu ima previše vode (vakuumsko pumpanje nije idealno, sadržaj vode u ulju za podmazivanje i rashladnom sredstvu je visok, zrak ulazi nakon pucanja povratne cijevi podtlaka, itd.), ulje za podmazivanje može postati kiselo. Kiselo ulje za podmazivanje može nagrizati bakrene cijevi i izolaciju namota. S jedne strane, može izazvati bakrenje; S druge strane, ovo kiselo ulje za podmazivanje koje sadrži atome bakra ima lošu izolacijsku izvedbu, stvarajući uvjete za kratke spojeve namota.
3. Problem s kontaktorom
Kontaktor je jedna od važnih komponenti u upravljačkom krugu motora, a nepravilan odabir može oštetiti najbolji kompresor. Iznimno je važno pravilno odabrati kontaktor prema opterećenju.
Kontaktori moraju moći zadovoljiti teške uvjete kao što su brzi ciklusi, trajno preopterećenje i nizak napon. Moraju imati dovoljnu površinu za raspršivanje topline koju stvara struja opterećenja, a izbor kontaktnih materijala mora biti u stanju spriječiti zavarivanje u uvjetima visoke struje kao što je pokretanje ili blokiranje rotora.
Za sigurnost i pouzdanost, kontaktor kompresora mora istovremeno odspojiti trofazni krug. Tvrtka Gulun ne preporučuje način odspajanja dvofaznog kruga. U Sjedinjenim Državama kontaktori koje je odobrila tvrtka Gulun Corporation moraju ispunjavati sljedeća četiri zahtjeva:
(1) Kontaktori moraju ispunjavati kriterije rada i ispitivanja navedene u ARI standardu 780-78, "Standard za kontaktore posebne namjene.".
(2) Proizvođač mora osigurati da se kontaktor može zatvoriti na 80 posto minimalnog napona s natpisne pločice na sobnoj temperaturi.
(3) Kada se koristi jedan kontaktor, nazivna struja kontaktora mora biti veća od nazivne struje motora (RLA) s natpisne pločice motora. U isto vrijeme, kontaktor mora biti u stanju izdržati struju blokiranog rotora motora. Ako postoje druga opterećenja nizvodno od kontaktora, kao što su ventilatori motora, ona se također moraju uzeti u obzir.
(4) Kada se koriste dva kontaktora, svaki kontaktor mora imati snagu podnamota sa blokiranim rotorom jednaku ili veću od snage polunamota kompresora sa blokiranim rotorom.
Nazivna struja kontaktora ne može biti niža od nazivne struje na natpisnoj pločici kompresora. Kontaktori s malim specifikacijama ili loše kvalitete ne mogu izdržati jak strujni udar uzrokovan pokretanjem kompresora, blokiranim rotorom i niskim naponom, te su skloni jednofaznom ili višefaznom kontaktu, zavarivanju ili čak otpadanju, uzrokujući oštećenje motora.
Kontaktori s podrhtavajućim kontaktima često pokreću i zaustavljaju motor. Često pokretanje motora, velika startna struja i stvaranje topline pogoršat će starenje izolacijskog sloja namota. Tijekom svakog pokretanja, magnetski moment uzrokuje lagano pomicanje i međusobno trenje namota motora. Ako drugi čimbenici surađuju (poput metalnih strugotina, ulja za podmazivanje s lošom izolacijom itd.), lako je izazvati kratki spoj između namota. Sustav toplinske zaštite nije dizajniran da spriječi takvu štetu. Osim toga, zavojnice potresnog kontaktora su sklone kvaru. Ako je kontaktna zavojnica oštećena, lako je imati jednofazno stanje.
Ako je odabrana vrsta sklopnika premala, kontakt ne može izdržati električni luk i visoke temperature uzrokovane čestim ciklusima uključivanja i isključivanja ili nestabilnim naponom upravljačkog kruga, što može uzrokovati zavarivanje ili odvajanje od kontaktnog okvira. Zavareni kontakt će generirati trajno jednofazno stanje, dopuštajući zaštiti od preopterećenja da se neprekidno uključuje i isključuje.
Treba posebno naglasiti da nakon što je kontakt kontaktora zavaren, sve kontrole koje se oslanjaju na sklopnik za odvajanje strujnog kruga kompresora (kao što su kontrola visokog i niskog tlaka, kontrola tlaka ulja, kontrola odmrzavanja itd.) neće uspjeti, a kompresor će biti u nezaštićenom stanju. Stoga, kada je motor pregorio, provjera kontaktora je bitan proces. Kontaktori su važan i često zaboravljen uzrok oštećenja motora.
4. Gubitak faze napajanja i abnormalnost napona
Abnormalni napon i gubitak faze mogu lako uništiti svaki motor. Raspon varijacija napona napajanja ne smije prijeći ± 10 posto nazivnog napona. Neravnoteža napona između tri faze ne smije biti veća od 5 posto. Motor velike snage mora se napajati neovisno kako bi se spriječio nizak napon uzrokovan pokretanjem i radom druge opreme velike snage na istoj liniji. Kabel za napajanje motora mora biti sposoban nositi nazivnu struju motora.
Ako kompresor radi kad dođe do gubitka faze, nastavit će raditi, ali će imati veliku struju opterećenja. Namoti motora mogu se brzo pregrijati, a kompresor je obično termički zaštićen. Kada se namot motora ohladi na zadanu temperaturu, kontaktor će se zatvoriti, ali kompresor se ne može pokrenuti, što rezultira blokiranim rotorom i ulaskom u mrtvi ciklus "toplinska zaštita blokiranog rotora blokiran rotor".
Razlike u namotima suvremenih električnih strojeva vrlo su male, a razlike u faznim strujama kada je napajanje trofazno uravnoteženo mogu se zanemariti. U idealnom slučaju, fazni naponi su uvijek jednaki, sve dok je zaštita spojena na bilo koju fazu kako bi se spriječilo oštećenje uzrokovano prekomjernom strujom. Zapravo, teško je osigurati ravnotežu faznih napona.