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涡旋压缩机故障分析
发布时间 :2017-12-01

 涡旋压缩机具有效率高、转矩变化小、可靠性高、噪音低、运转平稳、结构简单和运动部件少等优点,近年来在空调系统上二的应用越来越广泛。涡旋压缩机是一种容积式压缩机,利用涡旋转子与涡旋定子的啮合形成了多个压缩室,随着涡旋转子的回转,各压缩室内容积不断发生变化,实现对气体的吸入与压缩。涡旋压缩机在空调上的大量使用,一些使用弊端也逐渐暴露出来,本文就涡旋压缩机在空调系统中使用的故障情况作简要分析。

一 电机故障分析
1.1水分进入制冷系统
空调器组装过程中水分进入制冷系统或压缩机制造过程中水分超标;冷凝器、蒸发器或管路破裂,使水分进入制冷系统;空调安装、调试、后续维修过程中水分进入空调系统。水分的介入可以直接导致马达绝缘不良,另外水分与冷媒在一定高温下发生反应,生成的烧毁的线圈酸性物质破坏电机绝缘层,也会导致电机烧毁
 1.2杂质进入空调系。
 系统中混有杂质的因素很多,如装配过程中零部件的清洁度不够,管路焊接过程中产生的焊渣、氧化物,压缩机自身零部件磨合过程中产生的铁屑、制冷系统中的氧化物等。导致结果:1)运动部件卡死,机体过热烧损;2)系统内的杂质氧化物腐蚀磨损电机线圈,导致电机烧毁。
1.3 压缩机频繁启动
启动电流是正常运行的几倍,电机在启动时升温很快,当保护器来不及动作,电机线圈已被烧毁,若侥幸线圈不被烧毁,也会大大降低压缩机寿命。
1.4 空调自身的保护环节薄弱
 一般正规的厂家在电气设计时都会考虑到压缩机的外部过载和设置电流保护,但在一些过负荷情况下,电流较大,电机产生的热量不足以使空调保护器动作,那么线圈的绝缘层很快就被破坏。
1.5 压缩机厂家的制造问题
电机生产过程线圈划伤、接线柱质量不合格、绝缘不良等,这些故障往往在用户装机运行不久后电机就会烧毁。
1.6 压缩机内部异常高温
内部高温原因可能来自冷媒泄漏、压缩机反转、异常高压等,高温的结果导致冷媒分解、润滑油炭化,这些反应生成的物质会直接或间接对电机造成危害。
1.7 电源不稳定
如电压过高或过低,都会使电机产生不良影响,尤其是超出了电机额定电压范围时使用危害最大,长期运行使电机处于低效过热状态,造成绝缘不良,导致电机烧毁。三相电源的电机若电流不平衡,也会造成电机铁损和铜损增加,使线圈温度升高,当绝缘层破坏后电机很快就被烧毁。
 1.8 电机冷却不足
有些电机是通过压缩机排气来冷却的,而在正常情况下,压缩机的排气也会在90℃左右,电机正常运行时所处环境温度就较高。当受外界工况干扰时,压缩机排气温度提高,电机得不到充足的冷却,更甚时排气温度超过电机自身温度,在这种工况下,润滑油失效,电机高温运转,寿命降低,最终导致电机烧毁。发生以上故障后,使得电机损坏,制冷系统被污染,残余的润滑油、碳化物质、含酸物质、污浊杂质等黏附在空调系统管壁上,如被污染的空调系统未经净化处理,则更换新的压缩机后,会出现以下情况:1)抽真空时不可能完全抽好,真空泵亦很容易损坏;2)加入新冷媒后,黏附在空调管路上的杂质溶于冷媒系统;3)润滑油在一个循环周期后被完全污染;4)系统中的干燥器如果未作更换,则将释放 原吸附的水分及酸性物质。以上症状出现后,压缩机用不了多久就会损坏。
二 泵体故障分析
泵体故障主要集中在涡旋盘和轴套上:
2.1涡旋盘损坏
涡旋压缩机有动、静两个涡旋盘,它们与密封材料构成涡旋压缩机的压缩腔,一般空调用涡旋压缩机都是三级压缩,最后一级压缩腔基本上为吸入气体的三分之一。当有大量的液体进入涡旋盘,由于液态的不可压缩性,在瞬间高压作用下。涡旋盘势必碎裂,如图2所示,固体颗粒进入压缩腔体也对涡旋盘是一大致命危害,下面主要从 个方面来分析其受损原因:
(1)开机时有大量的制冷剂液体进入压缩机。机组经过运行后隔夜放置,部分冷媒回流到压缩机底部,或者机组系统本来冷媒灌注量超标,都会使压缩机底部汇集液态冷媒。开机瞬问,液态冷媒连同润滑油一起涌入涡旋盘内,造成液压冲击,导致涡旋盘碎裂。一般情况下压缩机厂家都会建议在压缩机底部增加预热带,在开机前6h开启预热带,对压缩机底部冷媒进行预热,使底部冷媒蒸发,但操作过程中这一措施并不实用;
(2)热泵化霜时制冷剂没有完全蒸发进入压缩机。空调制热运行时,冷媒以蒸汽状态流入压缩机,此时气液分离器处于低压状态,而蒸发侧处于高压状态,机器接到化霜指令后,四通阀动作,蒸发侧与气液分离器连通,大量的液体汇集到气液分离器中,然后流入压缩机,造成过量液击。因此在一些空调系统中采用液位探测装置,当液位达到一定程度后,系统发出指令,停止化霜,该保护装置有效地防止了化霜时的液击;
(3)杂质、水分进入压缩机涡旋盘。杂质来源主要包括两大部分:1)空调系统管路焊接杂质、管路冷凝器和蒸发器等关键零部件的清洁度不够、零部件加工毛刺等;2)压缩机系统零部件加工毛刺、运动部件磨损金属颗粒、压缩机异常运转产生的杂质等。水分主要来源于安装时系统暴露时间过久。如果这些杂质水分进入压缩机涡旋盘,涡旋盘就易被损坏,一些厂家针对这一点开发了径向柔性结构,取得了一些效果。
2.2轴套部分故障
在涡旋压缩机中,一般有3个轴承:下轴承、上轴承和动涡盘与主轴之间的轴承。这3个轴承均为滑动轴承,对润滑要求特别高,如果润滑不足、润滑油粘度不够或者润滑油质不适合,均有可能出现轴承磨损或抱轴现象,下面主要从两个方而分析其故障原因。
2.2.1轴套磨损
 润滑不良是造成轴套磨损的主要原因:当系统冷媒超标、压缩机回液过量、压缩机频繁启动、异物进入导致油膜破裂、堵塞、轴承部异常高温等都会造成润滑不良;当水分进入系统时,导致零件产生锈斑,引起磨损,严重时产生抱轴死机,磨损轴套。
2.2.2轴套烧损
此故障主要集中在动涡盘与主轴之间的轴承,由于系统冷媒不足或者压缩机反转造成涡卷中心异常高温,使得动涡盘底部迅速升温,造成轴承的轴套烧损,另外电机的异常高温也会导致电机轴套烧损,烧损轴套。
三  结语
系统的洁净,避免非冷媒、润滑油物质进入系统,另外还需对管路合理设计,保证系统油路畅通;用户在使用过程中应注意使用的工况、电压、环境等因素。只要做到系统洁净、使用正确,涡旋压缩机的故障率会大大降低。
 
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