Algemene storingsanalyse van de scrollcompressor voor de airconditioning van New Energy elektrische voertuigen -- Motor Burnout

De storingen aan motorcompressoren (hierna compressoren genoemd) zijn onder te verdelen in motorische storingen en mechanische storingen (o.a. krukas, drijfstang, zuiger, klepplaat, koppakking etc.). Mechanische storingen overbelasten de motor vaak of laten deze zelfs afslaan, wat een van de belangrijkste redenen is voor motorschade.
De belangrijkste manifestaties van motorschade zijn schade aan de isolatielaag van de statorwikkeling (kortsluiting) en open circuit. Beschadigde statorwikkelingen zijn moeilijk tijdig te detecteren en kunnen uiteindelijk leiden tot doorbranden van de wikkelingen. Nadat de wikkeling is doorgebrand, worden sommige verschijnselen of directe oorzaken die tot de doorbranding hebben geleid, verdoezeld, waardoor het moeilijk wordt om de oorzaken achteraf te analyseren en te onderzoeken.
De werking van een motor kan echter niet los worden gezien van een normaal opgenomen vermogen, een redelijke motorbelasting, een goede warmteafvoer en bescherming van de isolatielaag van de gewikkelde geëmailleerde draad. Uit deze aspecten is het niet moeilijk om te ontdekken dat de oorzaken van doorbranden door opwinden als volgt zijn:
(1) Abnormale belasting en geblokkeerde rotor;
(2) Kortsluiting van wikkelingen veroorzaakt door metalen spanen;
(3) Contactorprobleem;
(4) Faseverlies van de voeding en abnormale spanning;
(5) Onvoldoende koeling;
(6) Vacuüm met een compressor.
Sterker nog, motorschade veroorzaakt door meerdere factoren komt vaker voor.
1. Abnormale belasting en geblokkeerde rotor
De motorbelasting omvat de belasting die nodig is om het gas te comprimeren en de belasting die nodig is om mechanische wrijving te overwinnen. Een te hoge drukverhouding of drukverschil kan het compressieproces bemoeilijken; De toename van de wrijvingsweerstand veroorzaakt door smeringsstoringen en, in extreme gevallen, motorblokkering zal de motorbelasting aanzienlijk verhogen.
Smeringsproblemen en verhoogde wrijvingsweerstand zijn de belangrijkste oorzaken van abnormale belasting. Terugstromende vloeistof om de smeerolie te verdunnen, oververhitting van de smeerolie, cokesvorming en verslechtering van de smeerolie, en gebrek aan olie kunnen de normale smering verstoren, wat leidt tot smeringsstoringen. De retourvloeistof verdunt de smeerolie, waardoor de vorming van de normale oliefilm op het wrijvingsoppervlak wordt beïnvloed en zelfs de originele oliefilm wordt weggespoeld, waardoor wrijving en slijtage toenemen. Oververhitting van de compressor kan ervoor zorgen dat de smeerolie dunner wordt of zelfs verkookst bij hoge temperaturen, wat de vorming van normale oliefilms beïnvloedt. De olieretour van het systeem is niet goed en de compressor heeft geen olie, waardoor de normale smering natuurlijk niet in stand kan worden gehouden. Wanneer de krukas met hoge snelheid draait en de drijfstangzuiger met hoge snelheid beweegt, zal het wrijvingsoppervlak zonder oliefilmbescherming snel opwarmen. Plaatselijk hoge temperaturen veroorzaken snelle verdamping of verkooksing van de smeerolie, waardoor dit onderdeel moeilijker te smeren is, en kunnen binnen enkele seconden ernstige plaatselijke slijtage veroorzaken. Smeerstoringen en lokale slijtage vereisen een groter koppel voor de rotatie van de krukas. Kleine vermogenscompressoren (zoals koelkasten en huishoudelijke airconditioningcompressoren) ervaren vaak een fenomeen met een vergrendelde rotor na een smeringsstoring als gevolg van een laag motorkoppel, en komen in een dode cyclus met "vergrendelde rotor thermische beveiliging vergrendelde rotor". Het is slechts een kwestie van tijd voordat de motor doorbrandt. Het koppel van de krachtige semi-ingesloten compressormotor is echter groot en plaatselijke slijtage veroorzaakt geen rotorblokkering. Het motorvermogen neemt toe met de belasting binnen een bepaald bereik, wat resulteert in meer ernstige slijtage en zelfs ernstige schade zoals vastlopen van de cilinder (zuiger zit vast in de cilinder), drijfstangbreuk, etc.
De stroom bij vergrendelde rotor (stroom bij vergrendelde rotor) is ongeveer 4-8 keer de normale bedrijfsstroom. Op het moment dat de motor start, kan de piekwaarde van de stroom de vergrendelde rotorstroom benaderen of bereiken. Vanwege het feit dat de warmte die vrijkomt door de weerstand evenredig is met het kwadraat van de stroom, zal de stroom tijdens het opstarten en vergrendelen de wikkeling snel opwarmen. Thermische beveiliging kan de elektroden beschermen tijdens het vastlopen van de rotor, maar reageert over het algemeen niet snel en kan temperatuurveranderingen in de wikkeling veroorzaakt door veelvuldig starten niet voorkomen. Frequente starts en abnormale belastingen die de wikkelingen blootstellen aan hoge temperaturen kunnen de isolatieprestaties van geëmailleerde draden verminderen. Bovendien zal de benodigde belasting voor gecomprimeerd gas ook toenemen naarmate de compressieverhouding en het drukverschil toenemen. Daarom kan het gebruik van een hogetemperatuurcompressor voor lage temperaturen, of het gebruik van een lagetemperatuurcompressor voor hoge temperaturen, de motorbelasting en warmteafvoer beïnvloeden, wat ongepast is en de levensduur van de elektrode kan verkorten. Nadat de isolatieprestaties van de wikkeling verslechteren, is het gemakkelijk om kortsluiting en schade te veroorzaken als andere factoren (zoals metaalspanen die een geleidend circuit vormen, zure smeerolie, enz.) Samenwerken.
2. Kortsluiting veroorzaakt door metalen spanen
De metaalsnippers die in de wikkelingen zijn gemengd, zijn de belangrijkste boosdoeners voor kortsluiting en lage grondisolatiewaarden. De normale trilling van de compressor tijdens bedrijf, evenals het draaien van de wikkeling als gevolg van de elektromagnetische kracht tijdens elke start, kunnen de relatieve beweging en wrijving bevorderen tussen de metaalschilfers die tussen de wikkelingen en de geëmailleerde draad van de wikkeling zijn gemengd. Metaalspanen met scherpe randen en hoeken kunnen de isolatielaag van de geëmailleerde draad bekrassen en kortsluiting veroorzaken.
De bronnen van metaalschroot zijn koperen pijpschroot dat is achtergebleven tijdens de bouw, lasslakken, metaalschroot dat valt door interne slijtage van de compressor en schade aan componenten (zoals gebroken klepbladen). Bij volledig gesloten compressoren (inclusief volledig gesloten scroll-compressoren) kunnen deze metalen spanen of vuil op de wikkelingen vallen. Voor halfgesloten compressoren zullen sommige deeltjes met gas en smeerolie in het systeem vloeien en zich uiteindelijk ophopen in de wikkelingen als gevolg van magnetisme; Sommige metaalspanen (zoals die ontstaan ​​tijdens lagerslijtage en motorrotor- en statorslijtage (boringreiniging)) kunnen echter rechtstreeks op de wikkelingen vallen. Nadat zich metaalspanen in de wikkelingen hebben opgehoopt, is het slechts een kwestie van tijd voordat er kortsluiting ontstaat.
Speciale aandacht moet worden gevestigd op tweetrapscompressoren. In een tweetrapscompressor komen de retourlucht en normale retourolie rechtstreeks in de cilinder van de eerste trap (lagedruktrap) en na compressie gaan ze de motorholte binnen om de wikkeling door de middendrukleiding te koelen. Vervolgens komen ze, net als gewone eentrapscompressoren, in de tweede trap (cilinder met hogedruktrap). Het retourgas bevat smeerolie, waardoor het compressieproces op dun ijs lijkt te lopen. Als er nog meer retourvloeistof is, kan de klepplaat van de cilinder van de eerste trap gemakkelijk breken. Het kapotte klepstuk kan na het passeren van de middenspanningsleiding in de wikkeling komen. Daarom zijn tweetrapscompressoren gevoeliger voor motorkortsluitingen veroorzaakt door metaalspanen dan eentrapscompressoren.
Helaas komen dingen vaak samen, en wanneer een defecte compressor opstart voor analyse, ruikt het vaak naar de verbrande geur van smeerolie. Wanneer het metalen oppervlak ernstig versleten is, is de temperatuur erg hoog en wanneer de smeerolie boven de 175 ºC komt, begint het te vercooksen. Als er te veel water in het systeem zit (vacuümpompen is niet ideaal, het watergehalte van smeerolie en koelmiddel is hoog, er komt lucht binnen nadat de onderdrukretourleiding breekt, enz.), kan de smeerolie zuur worden. Zure smeerolie kan koperen buizen en wikkelisolatie aantasten. Aan de ene kant kan het koperbeplating veroorzaken; Aan de andere kant heeft deze zure smeerolie die koperatomen bevat een slechte isolatieprestatie, wat voorwaarden schept voor het opwikkelen van kortsluitingen.
3. Probleem met schakelaar
Contactor is een van de belangrijke componenten in het motorregelcircuit en een onjuiste selectie kan de beste compressor beschadigen. Het is uiterst belangrijk om de contactor correct te selecteren op basis van de belasting.
Magneetschakelaars moeten bestand zijn tegen zware omstandigheden, zoals snelle cycli, aanhoudende overbelasting en lage spanning. Ze moeten voldoende oppervlakte hebben om de warmte af te voeren die wordt gegenereerd door de belastingsstroom, en de selectie van contactmaterialen moet lassen onder hoge stroomomstandigheden, zoals opstarten of vastlopen van de rotor, kunnen voorkomen.
Voor veiligheid en betrouwbaarheid moet de schakelaar van de compressor tegelijkertijd het driefasige circuit onderbreken. De methode om het tweefasencircuit los te koppelen wordt niet aanbevolen door Gulun Company. In de Verenigde Staten moeten schakelaars die zijn goedgekeurd door Gulun Corporation aan de volgende vier vereisten voldoen:
(1) Magneetschakelaars moeten voldoen aan de werkings- en testcriteria die zijn gespecificeerd in ARI-norm 780-78, "Standaard voor schakelaars voor speciale doeleinden".
(2) De fabrikant moet ervoor zorgen dat de contactor kan sluiten bij 80 procent van de minimale nominale spanning bij kamertemperatuur.
(3) Bij gebruik van een enkele contactor moet de nominale stroom van de contactor groter zijn dan de nominale stroomwaarde van het motortypeplaatje (RLA). Tegelijkertijd moet de schakelaar bestand zijn tegen de stroom van de motor met vergrendelde rotor. Als er andere belastingen stroomafwaarts van de contactor zijn, zoals motorventilatoren, moet daar ook rekening mee worden gehouden.
(4) Bij gebruik van twee contactors moet elke contactor een capaciteit van de subwikkeling met vergrendelde rotor hebben die gelijk is aan of groter is dan de classificatie van de compressor met halfwikkeling met vergrendelde rotor.
De nominale stroom van de schakelaar kan niet lager zijn dan de nominale stroom op het typeplaatje van de compressor. Magneetschakelaars met kleine specificaties of slechte kwaliteit zijn niet bestand tegen de hoge stroomimpact die wordt veroorzaakt door het opstarten van de compressor, een vergrendelde rotor en lage spanning, en zijn gevoelig voor eenfasige of meerfasige contacten, schudden, lassen of zelfs vallen, waardoor motorschade ontstaat.
Magneetschakelaars met trillende contacten starten en stoppen de motor vaak. Frequent starten van de motor, grote aanloopstroom en warmteontwikkeling zullen de veroudering van de isolatielaag van de wikkeling verergeren. Bij elke start veroorzaakt het magnetische koppel een lichte beweging en onderlinge wrijving van de motorwikkelingen. Als andere factoren meewerken (zoals metaalspanen, smeerolie met slechte isolatie, enz.), is het gemakkelijk om kortsluiting tussen wikkelingen te veroorzaken. Het thermische beveiligingssysteem is niet ontworpen om dergelijke schade te voorkomen. Bovendien zijn trillende contactorspoelen storingsgevoelig. Als de contactspoel beschadigd is, is het gemakkelijk om een ​​enkelfasige toestand te hebben.
Als de selectie van het contactortype te klein is, is het contact niet bestand tegen elektrische vlambogen en hoge temperaturen veroorzaakt door frequente aan/uit-cycli of een onstabiele spanning van het stuurcircuit, wat kan leiden tot lassen of losraken van het contactframe. Het gelaste contact genereert een permanente enkelfasige toestand, waardoor de overbelastingsbeveiliging continu aan en uit kan gaan.
Er moet met name worden benadrukt dat nadat het contactorcontact is gelast, alle bedieningselementen die afhankelijk zijn van de contactor om het stroomcircuit van de compressor los te koppelen (zoals hoge- en lagedrukregeling, oliedrukregeling, ontdooiregeling, enz.) zullen falen, en de compressor zal in een onbeschermde staat zijn. Daarom is het controleren van de contactor een essentieel proces wanneer de motor is doorgebrand. Magneetschakelaars zijn een belangrijke en vaak vergeten oorzaak van motorschade.
4. Faseverlies van de voeding en abnormale spanning
Abnormale spanning en faseverlies kunnen gemakkelijk elke motor kapot maken. Het variatiebereik van de voedingsspanning mag niet groter zijn dan ± 10 procent van de nominale spanning. De spanningsonbalans tussen drie fasen mag niet groter zijn dan 5 procent. De krachtige motor moet onafhankelijk worden gevoed om lage spanning te voorkomen die wordt veroorzaakt door het opstarten en de werking van andere krachtige apparatuur op dezelfde lijn. De voedingskabel van de motor moet de nominale stroom van de motor kunnen dragen.
Als de compressor draait terwijl er een faseverlies optreedt, blijft hij werken maar heeft hij een grote belastingsstroom. De motorwikkelingen kunnen snel oververhitten en normaal gesproken is de compressor thermisch beveiligd. Wanneer de motorwikkeling afkoelt tot de ingestelde temperatuur, zal de schakelaar sluiten, maar de compressor kan niet starten, wat resulteert in een vergrendelde rotor en een dode cyclus "vergrendelde rotor thermische beveiliging vergrendelde rotor" binnengaat.
De verschillen in de wikkelingen van moderne elektrische machines zijn erg klein en de verschillen in fasestromen wanneer de voeding driefasig gebalanceerd is, kunnen worden genegeerd. In het ideale geval zijn de fasespanningen altijd gelijk, zolang er een beschermer op een van beide fasen is aangesloten om schade door overstroom te voorkomen. In feite is het moeilijk om de balans van fasespanningen te waarborgen.