過(guò)載保護(hù)器對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)保護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)分析_邵英

1、Technology技術(shù)壓縮機(jī)技術(shù)專(zhuān)題過(guò)載保護(hù)器對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)保護(hù)效果的實(shí)驗(yàn)分析珠海格力電器股份有限公司 邵英溫度是過(guò)載保護(hù)器在不承載電流或只有信號(hào)電流通過(guò)的情況下，使其動(dòng)靜觸點(diǎn)分離的溫度，當(dāng)保護(hù)器感測(cè)的溫度值達(dá)到動(dòng)作溫度時(shí)，保護(hù)器就會(huì)斷開(kāi)；當(dāng)保護(hù)器感測(cè)的溫度降低到復(fù)位溫度時(shí)，保護(hù)器就會(huì)重新閉合。最小動(dòng)作電流特性:在一定的溫度下, 過(guò)載保護(hù)器在某一個(gè)電流值就會(huì)跳開(kāi),將壓縮機(jī)電摘要：介紹壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)器的工作原理及分類(lèi)，依據(jù)其工作特性分析了對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的保護(hù)作用，著重分析了在空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)過(guò)載保護(hù)器是否能夠準(zhǔn)確動(dòng)作對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)，針對(duì)空調(diào)系統(tǒng)發(fā)生冷媒不足、冷媒過(guò)多及高壓縮比等異常情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)

2、驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在以上三種異常情況下過(guò)載保護(hù)器都無(wú)法對(duì)壓縮機(jī)實(shí)施有效的保護(hù)。關(guān)鍵詞：過(guò)載保護(hù)器；空調(diào)；壓縮機(jī)機(jī)的電流切斷,其電流-溫度曲線如圖1所示。初始動(dòng)作時(shí)間特性:常溫下,過(guò)載保護(hù)器在不同電流下有不同的動(dòng)作時(shí)間,其時(shí)間-電流曲線如圖2所示。2. 過(guò)載保護(hù)器對(duì)空調(diào)壓縮機(jī)的保護(hù)效果一般空調(diào)系統(tǒng)中都會(huì)有專(zhuān)門(mén)的元器件如壓力開(kāi)關(guān)、排氣感溫包等用于保護(hù)壓縮機(jī)，但隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，空調(diào)器的成本壓力越來(lái)越大，特別是小型家用空調(diào)，基本都沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的元器件保護(hù)壓縮機(jī)，過(guò)載保護(hù)器成了保護(hù)壓縮機(jī)的最重要和最后一道關(guān)卡。低，故一般應(yīng)用在小功率家用空調(diào)壓縮機(jī)上。（2）內(nèi)置式保護(hù)器：分為綁扎式和插接式，綁扎式是

3、將保護(hù)器同電機(jī)線圈綁扎在一起，直接感應(yīng)線圈的溫度變化，反應(yīng)較快并且準(zhǔn)確；插接式是將保護(hù)器插接到密封接線柱上，通過(guò)冷媒的熱傳導(dǎo)來(lái)感應(yīng)電機(jī)的溫度異常，在冷媒未發(fā)生泄露的情況下保護(hù)較準(zhǔn)確，空調(diào)壓縮機(jī)工作于高溫、高壓的冷媒和潤(rùn)滑油的混合環(huán)境中，因此其本身的材料都能承受一定的高溫和高壓，一般空調(diào)用壓縮機(jī)的耐溫為120或130。如果超過(guò)耐溫上限，對(duì)壓縮機(jī)的損害包括泵體的損壞、電機(jī)的燒毀或兩者兼而有之，因此，需壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)的情況包括堵轉(zhuǎn)、過(guò)熱及高壓，空調(diào)系統(tǒng)在某些異常工況下也會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)以上三種情況。在空調(diào)系統(tǒng)無(wú)專(zhuān)門(mén)元器件針對(duì)如上異常進(jìn)行保護(hù)時(shí)，過(guò)載保護(hù)器就成了壓縮機(jī)的最后一道保護(hù)關(guān)卡，能否準(zhǔn)確及時(shí)的

4、動(dòng)作對(duì)壓縮機(jī)起著至關(guān)重要的作用。綜合空調(diào)系統(tǒng)的異常種類(lèi)及過(guò)載保護(hù)器的工作原理，對(duì)異常情況下過(guò)載的保護(hù)作用進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表1。對(duì)于小型家用空調(diào)而言，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中過(guò)載保護(hù)器無(wú)法起到保護(hù)作用的情況主要發(fā)生在沒(méi)有電流聯(lián)動(dòng)的情況下，包括冷媒不足、高壓縮比、冷卻不足及冷媒過(guò)多，冷卻不足同冷媒不足時(shí)的表現(xiàn)相類(lèi)似，因此后面將主1 過(guò)載保護(hù)器的工作原理及特性1.1 過(guò)載保護(hù)器的工作原理及分類(lèi)空調(diào)用壓縮機(jī)的過(guò)載保護(hù)器一般都是采用突跳式雙金屬保護(hù)器，由加熱絲、雙金屬片和兩個(gè)靜觸點(diǎn)組成電路，串聯(lián)在壓縮機(jī)電路里。當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí)，加熱絲發(fā)熱，烘烤碟形雙金屬片，當(dāng)雙金屬片發(fā)熱時(shí)就會(huì)反方向拱起，從而使觸點(diǎn)斷開(kāi)；

5、當(dāng)壓縮機(jī)外殼或電機(jī)溫度過(guò)高時(shí)，即使工作電流正常，加熱絲發(fā)熱量很小，雙金屬片也會(huì)發(fā)生變形向上彎曲，脫離兩個(gè)靜觸頭，將電路切斷。這種保護(hù)器能自動(dòng)復(fù)位，具有過(guò)電流、過(guò)溫升的雙重保護(hù)作用。根據(jù)安裝方式的不同，可分為外置式和內(nèi)置式兩種:（1）外置式保護(hù)器：安裝在壓縮機(jī)外殼的密封接線柱上，緊貼上蓋，以感應(yīng)壓縮機(jī)外殼的溫度。由于從電機(jī)發(fā)熱到外殼發(fā)熱有一個(gè)傳導(dǎo)和對(duì)流的過(guò)程，由外殼發(fā)熱再到保護(hù)器動(dòng)作還有一個(gè)過(guò)程，因此，此種保護(hù)方式的準(zhǔn)確性和可靠性都相對(duì)較差，但由于其制造簡(jiǎn)單，同一個(gè)雙金屬片，通過(guò)調(diào)整螺桿高度，就可以制造出不同的保護(hù)器，且安裝維修方便、成本但冷媒一旦有泄露的情況，保護(hù)性能則較差?？傊?，內(nèi)置式保護(hù)器

6、對(duì)電機(jī)溫度感應(yīng)較外置式更靈敏、更準(zhǔn)確，可靠性更高，適用范圍更廣(一般的空調(diào)器壓縮機(jī)都能適用)。但由于安裝在壓縮機(jī)內(nèi)部，要求尺寸小，能適應(yīng)壓縮機(jī)內(nèi)部的高溫，高壓變化等惡劣環(huán)境，對(duì)其設(shè)計(jì)和制造等都提出了很高的要求，成本也比外置式要貴幾倍。1.2 過(guò)載保護(hù)器的工作特性過(guò)載保護(hù)器主要有三個(gè)特性:溫度特性、最小動(dòng)作電流特性和初始動(dòng)作時(shí)間特性。溫度特性：有動(dòng)作溫度和復(fù)位溫度，動(dòng)作圖1 電流-溫度曲線圖2 時(shí)間-電流曲線Technology技術(shù)表1：過(guò)載保護(hù)作用統(tǒng)計(jì)表空調(diào)系統(tǒng)異常種類(lèi)表2：冷媒不足時(shí)過(guò)載保護(hù)器的保護(hù)作用過(guò)載類(lèi)型吸氣 /排氣 /電流 /A內(nèi)置過(guò)載16.4103.37.6335.8143.87.

7、1639.5146.46.14外置過(guò)載15.9106.88.4339.1145.77.3847.4160.66.22表3：冷媒過(guò)多時(shí)系統(tǒng)參數(shù)對(duì)比表工況（室內(nèi)，室外）/吸氣 /9.932/23,48/2610.6-23.210/6，0/0-20.7堵轉(zhuǎn)過(guò)熱高壓機(jī)械堵轉(zhuǎn)壓差堵轉(zhuǎn)冷媒不足高壓縮比高電壓低電壓冷卻不足空氣混入冷凝器散熱不足冷凝器堵塞冷媒過(guò)多異常來(lái)源A：運(yùn)行中B：安裝或設(shè)定錯(cuò)誤AAABAAABBABAA電流聯(lián)動(dòng)有×沒(méi)有××××過(guò)載保護(hù)器能否動(dòng)作可能困難可能不能困難可能不能運(yùn)行時(shí)間/分6076601215運(yùn)行情況正常保護(hù)保護(hù)正常保護(hù)保護(hù)放冷

8、媒比率0%50%62%0%50%62%排氣 /87.996.546.248.9功率 /W4876439823842187電流 /A8.618.375.184.92冷媒百分比120%100%120%100%表4：不同室外溫度下壓縮比的變化情況工況（室內(nèi)，室外）/ 電流/A吸氣/27/-，24/186.68.320/15，7/68.1-2.920/15，-15/RH75%5.1-28排氣/1028929.4高壓/MPa低壓/MPa壓縮比1.570.284.41.950.334.81.130.058.2要針對(duì)冷媒不足、冷媒過(guò)多和高壓縮比三種情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2.1 冷媒不足時(shí)過(guò)載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證

9、選取兩套空調(diào)系統(tǒng)，其壓縮機(jī)過(guò)載分別為內(nèi)置和外置，在室內(nèi)32/23，室外48/-工況下進(jìn)行不放冷媒、放50%冷媒和放62%冷媒實(shí)驗(yàn)，觀察缺少冷媒后過(guò)載保護(hù)器能否對(duì)空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，在冷媒不足的情況下，過(guò)載保護(hù)器動(dòng)作時(shí)的排氣溫度均已達(dá)到140以上，按照10溫差計(jì)算，電機(jī)繞組的溫度應(yīng)該在150以上，而一般壓縮機(jī)的耐熱等級(jí)為E級(jí)或B級(jí)，耐溫為120或130，漆包線的耐熱等級(jí)為H級(jí)，溫度為150，也就是說(shuō)，盡管過(guò)載保護(hù)器動(dòng)作了，但并未起到保護(hù)壓縮機(jī)的作用，此時(shí)已經(jīng)對(duì)壓縮機(jī)造成了傷害。放掉50%冷媒時(shí)，內(nèi)外置過(guò)載保護(hù)器動(dòng)作時(shí)的排氣溫度比較接近，只是外置過(guò)載的動(dòng)作時(shí)間比內(nèi)置的

10、長(zhǎng)了5min，但保護(hù)效果是相同的。但當(dāng)放掉62%的冷媒時(shí)，內(nèi)置過(guò)載的排氣溫度仍在140以上，并未有明顯的升高，動(dòng)作時(shí)間也 無(wú)加長(zhǎng)，說(shuō)明在冷媒不足加重后內(nèi)置過(guò)載能起到同之前相同的保護(hù)效果，而外置過(guò)載則動(dòng)作時(shí)間明顯加長(zhǎng)，排氣溫度明顯增高，無(wú)法起到同之前相同的保護(hù)作用，對(duì)壓縮機(jī)的傷害程度隨著冷媒不足量的加大而加大。2.2 冷媒過(guò)多時(shí)過(guò)載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證冷媒過(guò)多帶來(lái)最直接的影響就是壓縮機(jī)回液，過(guò)量回液會(huì)帶來(lái)潤(rùn)滑油稀釋、排油量增加及液擊的風(fēng)險(xiǎn)，壓縮機(jī)會(huì)因潤(rùn)滑不好造成磨損甚至卡死或因濕壓縮而造成損壞，特別是長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)壓縮機(jī)的損害是非常大的，因此在系統(tǒng)冷媒過(guò)多時(shí)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)是必要的。分別選取高溫和

11、低溫兩種工況進(jìn)行冷媒過(guò)多實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證冷媒過(guò)多后排氣溫度和電流的變化情況，在額定電壓和額定頻率下，僅更改系統(tǒng)冷媒的充注量，結(jié)果見(jiàn)表3。從表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，冷媒過(guò)多時(shí)壓縮機(jī)電機(jī)因冷卻效果好，吸氣溫度和排氣溫度都有所下降，過(guò)載保護(hù)器不會(huì)因溫度而進(jìn)行保護(hù)；電流因冷媒增加而有所增加，但增加幅度不大，達(dá)不到保護(hù)器動(dòng)作的電流值。因此，冷媒過(guò)多情況下過(guò)載保護(hù)器無(wú)法起到保護(hù)壓縮機(jī)的作用。2.3 高壓縮比時(shí)過(guò)載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證空調(diào)用壓縮機(jī)的壓縮比范圍在35之間，一般不會(huì)超過(guò)6，壓縮比過(guò)大會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)部閥片、軸承等元件的損壞。空調(diào)系統(tǒng)的高壓縮比情況一般出現(xiàn)在低溫工況，此時(shí)系統(tǒng)高壓不高，但低壓很低，導(dǎo)致壓縮比很高，分別進(jìn)行三種室外工況下的測(cè)試，觀察系統(tǒng)壓縮比情況及過(guò)載保護(hù)器能否正常保護(hù)。從表4可知，在非低溫工況，壓縮比都沒(méi)有超過(guò)5，而在室外溫度降到-15時(shí)，雖然高壓較非低溫工況還要低，但由于低壓急劇下降，導(dǎo)致壓縮比大幅度的升高，壓縮機(jī)內(nèi)部壓縮腔等的溫度也會(huì)升高，而此時(shí)因壓縮機(jī)的吸氣量減少導(dǎo)致電流變小，排氣溫度及電機(jī)繞組溫度因吸氣溫度低及冷媒量少的原因也不高，因此過(guò)載保護(hù)器不會(huì)動(dòng)作，說(shuō)明此時(shí)壓縮機(jī)內(nèi)機(jī)械元件的高溫盡管惡劣但無(wú)法通過(guò)保護(hù)器來(lái)體現(xiàn)出來(lái)，也就無(wú)法得到有效的保護(hù)，只有通過(guò)低壓保護(hù)才能有效控制。3 結(jié)論（1）壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)器配置方式不同對(duì)壓縮機(jī)的保護(hù)作用是不同的，內(nèi)