壓縮機(jī)過載保護(hù)器

1、 一般空調(diào)系統(tǒng)中都會有專門的元器件如壓力開關(guān)、排氣感溫包等用于保護(hù)壓縮機(jī)，但隨著市場競爭的日益激烈，空調(diào)器的成本壓力越來越大，特別是小型家用空調(diào)，基本都沒有專門的元器件保護(hù)壓縮機(jī)，過載保護(hù)器成了保護(hù)壓縮機(jī)的最重要和最后一道關(guān)卡。1 過載保護(hù)器的工作原理及特性1.1 過載保護(hù)器的工作原理及分類空調(diào)用壓縮機(jī)的過載保護(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)電路中的電流過大時，加熱絲發(fā)熱，烘烤碟形雙金屬片，當(dāng)雙金屬片發(fā)熱時就會反方向拱起，從而使觸點(diǎn)斷開；當(dāng)壓縮機(jī)外殼或電機(jī)溫度過高時，即使工作電流正常，加熱絲發(fā)熱量很小，雙金屬片也會發(fā)生變形向上彎

2、曲，脫離兩個靜觸頭，將電路切斷。這種保護(hù)器能自動復(fù)位，具有過電流、過溫升的雙重保護(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)熱有一個傳導(dǎo)和對流的過程，由外殼發(fā)熱再到保護(hù)器動作還有一個過程，因此，此種保護(hù)方式的準(zhǔn)確性和可靠性都相對較差，但由于其制造簡單，同一個雙金屬片，通過調(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

3、并且準(zhǔn)確；插接式是將保護(hù)器插接到密封接線柱上，通過冷媒的熱傳導(dǎo)來感應(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，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)器對電機(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，對其設(shè)計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 過載保護(hù)器的工作特性過載保護(hù)器主要有三個特性:溫度特性、最小動作電流特性和初始動作時間特性。溫度特性：有動作溫度和復(fù)位溫度，動作溫度是過載保護(hù)器在不承載電流或只有信號電流通過的情況

4、下，使其動靜觸點(diǎn)分離的溫度，當(dāng)保護(hù)器感測的溫度值達(dá)到動作溫度時，保護(hù)器就會斷開；當(dāng)保護(hù)器感測的溫度降低到復(fù)位溫度時，保護(hù)器就會重新閉合。最小動作電流特性:在一定的溫度下, 過載保護(hù)器在某一個電流值就會跳開,將壓縮機(jī)電機(jī)的電流切斷,其電流-溫度曲線如圖1所示。初始動作時間特性:常溫下,過載保護(hù)器在不同電流下有不同的動作時間,其時間-電流曲線如圖2所示。2. 過載保護(hù)器對空調(diào)壓縮機(jī)的保護(hù)效果空調(diào)壓縮機(jī)工作于高溫、高壓的冷媒和潤滑油的混合環(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。如果超過耐溫上限，對壓縮機(jī)的損害包括泵體的損壞、電機(jī)的燒毀或兩者兼而有之，

5、因此，需壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)的情況包括堵轉(zhuǎn)、過熱及高壓，空調(diào)系統(tǒng)在某些異常工況下也會導(dǎo)致壓縮機(jī)出現(xiàn)以上三種情況。在空調(diào)系統(tǒng)無專門元器件針對如上異常進(jìn)行保護(hù)時，過載保護(hù)器就成了壓縮機(jī)的最后一道保護(hù)關(guān)卡，能否準(zhǔn)確及時的動作對壓縮機(jī)起著至關(guān)重要的作用。綜合空調(diào)系統(tǒng)的異常種類及過載保護(hù)器的工作原理，對異常情況下過載的保護(hù)作用進(jìn)行了統(tǒng)計，見表1。對于小型家用空調(diào)而言，在空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中過載保護(hù)器無法起到保護(hù)作用的情況主要發(fā)生在沒有電流聯(lián)動的情況下，包括冷媒不足、高壓縮比、冷卻不足及冷媒過多，冷卻不足同冷媒不足時的表現(xiàn)相類似，因此后面將主要針對冷媒不足、冷媒過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

6、時過載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證選取兩套空調(diào)系統(tǒng)，其壓縮機(jī)過載分別為內(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)，觀察缺少冷媒后過載保護(hù)器能否對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。由表2可見，在冷媒不足的情況下，過載保護(hù)器動作時的排氣溫度均已達(dá)到140以上，按照10溫差計算，電機(jī)繞組的溫度應(yīng)該在150以上，而一般壓縮機(jī)的耐熱等級為E級或B級，耐溫為120或130，漆包線的耐熱等級為H級，溫度為150，也就是說，盡管過載保護(hù)器動作了，但并未起到保護(hù)壓縮機(jī)的作用，此時已經(jīng)對壓縮機(jī)造成了傷害。放掉50%冷媒時，內(nèi)外置過載保護(hù)器動作時的排氣溫度比較接近，只是

7、外置過載的動作時間比內(nèi)置的長了5min，但保護(hù)效果是相同的。但當(dāng)放掉62%的冷媒時，內(nèi)置過載的排氣溫度仍在140以上，并未有明顯的升高，動作時間也無加長，說明在冷媒不足加重后內(nèi)置過載能起到同之前相同的保護(hù)效果，而外置過載則動作時間明顯加長，排氣溫度明顯增高，無法起到同之前相同的保護(hù)作用，對壓縮機(jī)的傷害程度隨著冷媒不足量的加大而加大。2.2 冷媒過多時過載保護(hù)器的保護(hù)作用驗(yàn)證冷媒過多帶來最直接的影響就是壓縮機(jī)回液，過量回液會帶來潤滑油稀釋、排油量增加及液擊的風(fēng)險，壓縮機(jī)會因潤滑不好造成磨損甚至卡死或因濕壓縮而造成損壞，特別是長期運(yùn)轉(zhuǎn)時對壓縮機(jī)的損害是非常大的，因此在系統(tǒng)冷媒過多時對壓縮機(jī)進(jìn)行保護(hù)

8、是必要的。分別選取高溫和低溫兩種工況進(jìn)行冷媒過多實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證冷媒過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)果見表3。從表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，冷媒過多時壓縮機(jī)電機(jī)因冷卻效果好，吸氣溫度和排氣溫度都有所下降，過載保護(hù)器不會因溫度而進(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)器動作的電流值。因此，冷媒過多情況下過載保護(hù)器無法起到保護(hù)壓縮機(jī)的作用。2.3 高壓縮比時過載保護(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，一般不會超過6，壓縮比過大會導(dǎo)致壓縮機(jī)內(nèi)部閥片、軸承等元件的損壞?？照{(diào)系統(tǒng)的高壓縮比情況一般出現(xiàn)在低溫工況，此時系統(tǒng)高壓不

9、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試，觀察系統(tǒng)壓縮比情況及過載保護(hù)器能否正常保護(hù)。從表4可知，在非低溫工況，壓縮比都沒有超過5，而在室外溫度降到-15時，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升高，而此時因壓縮機(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，因此過載保護(hù)器不會動作，說明此時壓縮機(jī)內(nèi)機(jī)械元件的高溫盡管惡劣但無法通過保護(hù)器來體現(xiàn)出來，也就無法得到有效的保護(hù)，只有通過低壓保護(hù)才能有效控制。3 結(jié)論（1）壓縮機(jī)過載保護(hù)器配置方式不同對壓縮機(jī)的保護(hù)作用是不同的，內(nèi)置保護(hù)器較外置保護(hù)器靈敏度高，對壓縮機(jī)的保護(hù)作用比較大；（2）在冷媒不足時，無論是