[故障维修] 电冰箱压缩机启动性能变差的改进方法

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电梯直达

1楼

发表于 2011-10-17 14:31 |只看该作者 |倒序浏览

压缩机是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电动机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发（吸热）的制冷循环。　　一、制冷压缩机中单相电动机的运转原理　　制冷装置的压缩机使用的电动机有单相电动机和三相电动机。一般家用电冰箱及空调器等小型制冷装置多采用单相电动机。而中大型制冷装置一般采用三相电动机。单相电动机采用单相交流电源作为动力，而单相交流电是一个随时间按正弦规律变化的电流，其产生的磁场是一个脉动的磁场，所以单相电动机无法获得启动转矩。为了使单相电动机旋转，一般采用在主绕组（又称运行绕组）之外在增加一个副绕组（又称启动绕组）的方法。主绕组和副绕组并联，由于启动绕组的匝数少，线径细，电阻大，而运行绕组的匝数多，线径粗，电阻小，因而两相绕组的电感阻抗不相等。通电以后，由于运行绕组电感阻抗很大，使它与启动绕组的电流形成相位差。也就是说，电阻大，电抗小的启动绕组的电流比相邻的运行绕组的电流先达到最大值，两绕组之间的电流有∏/2的相位差，因而定子电流也就产生了旋转磁场，电动机也跟着旋转磁场沿同一个方向转动起来。一旦电动机启动旋转，由于转动惯性和异步的关系，切断启动绕组，则运行绕组继续维持电动机旋转。　　二、单相制冷压缩机启动性能变差的原因分析　　电冰箱的全封闭压缩机是将电动机与压缩机组成一个整体密封在金属壳体中，电动机作为全封闭压缩机中的原动力，是必不可少的部件。它将电能转换成机械能，带动压缩机活塞对制冷剂蒸汽做压缩功，使制冷剂得以循环，实现制冷的目的。家用电冰箱压缩机都使用单相电源，其电动机都是单相异步电动机而且大都采用阻抗分相式启动，这种电动机定子上有启动绕组和运行绕组，由于启动绕组线经细，匝数少，电阻大而感抗小，运行绕组线经粗，匝数多，电阻小而电感大。通入交流电，使两绕组形成了两个不同感抗和不同相位角的启动电流，起到阻抗分相作用，由此产生旋转磁场，它作用在转子上，使其产生启动转矩。当启动转速达到额定转速的70%～80%，在启动继电器控制下，断开启动绕组，只有运行绕组通电工作（其电路如图1所示）。这中电动机结构简单，成本低，启动转矩小，启动电流大，效率不高。正因为如此，当压缩机使用数年后，由于压缩机内机械的磨损以及内部电动机绕组的老化，导致使压缩机启动性能变差的故障。具体表现为每次通电启动时，有时能正常启动，有时则不能正常启动（供电，保护器和启动器均正常），从而导致电冰箱间断性制冷故障。　　三、压缩机启动性能变差的改进方法　　要排除此种故障，一般维修人员常采用更换压缩机的方法，但压缩机成本高（占电冰箱成本的30%左右），更换压缩机很不经济。笔者根据多年的维修和教学经验以及对单相阻抗分相电动机的工作原理进行分析后认为：只要在启动时加大压缩机的启动转矩就可克服启动困难的故障，笔者在实践工作中尝试对几台电冰箱启动困难的故障进行了外部电路改进，取得了理想的效果。其方法是改进启动方法，把阻抗分相启动式（图1）改为电容启动式（如图2所示）。　　其工作原理分析如下：这种电路和图1相比多加一启动电容器（40～100μF）。由于电容器的容抗较大启动绕组的感抗较小，电容器和启动绕组串联形成电容电感电路，容抗大于感抗，显示容抗的特性，启动绕组的电流超前电压，而运行绕组还是感抗性，显示出电压超前电流，使相位差加大，启动力矩也加大，从而对压缩机内的机械磨损以及绕组的老化起到了补偿。几年来笔者采用此种方法改进了多台压缩机，到现在启动良好，在不更换压缩机的前提下取得了满意的效果。　　以上是笔者在实际维修和教学工作的一点经验体会，不当之处请同行多多批评指正。　　（作者单位：河南省漯河水利技工学校）　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文