压缩机常见故障分析.doc

築龍網 築龍網水暖電資料全部免費下載了！壓縮機常見故障分析壓縮機常見故障分析(1)電機燒毀 電動機壓縮機（以下簡稱壓縮機）的故障可分為電機故障和機械故障(包括曲軸，連杆，活塞，閥片，缸蓋墊等)。機械故障往往使電機超負荷運轉甚至堵轉，是電機損壞的主要原因之一。 電機的損壞主要表現為定子繞組絕緣層破壞（短路）和斷路等。定子繞組損壞後很難及時被發現，最終可能導致繞組燒毀。繞組燒毀後，掩蓋了一些導致燒毀的現象或直接原因，使得事後分析和原因調查比較困難。 然而，電機的運轉離不開正常的電源輸入，合理的電機負荷，良好的散熱和繞組漆包線絕緣層的保護。從這幾方面入手，不難發現繞組燒毀的原因不外乎如下六種：(1)異常負荷和堵轉；(2)金屬屑引起的繞組短路；(3)接觸器問題；(4)電源缺相和電壓異常；(5)冷卻不足；(6)用壓縮機抽真空。實際上，多種因素共同促成的電機損壞更為常見。 1.異常負荷和堵轉 電機負荷包括壓縮氣體所需負荷以及克服機械摩擦所需負荷。壓比過大，或壓差過大，會使壓縮過程更為困難；而潤滑失效引起的摩擦阻力增加，以及極端情況下的電機堵轉，將大大增加電機負荷。 潤滑失效，摩擦阻力增大，是負荷異常的首要原因。回液稀釋潤滑油，潤滑油過熱，潤滑油焦化變質，以及缺油等都會破壞正常潤滑，導致潤滑失效。回液稀釋潤滑油，影響摩擦面正常油膜的形成，甚至沖刷掉原有油膜，增加摩擦和磨損。壓縮機過熱會引起使潤滑油高溫變稀甚至焦化，影響正常油膜的形成。系統回油不好，壓縮機缺油，自然無法維持正常潤滑。曲軸高速旋轉，連杆活塞等高速運動，沒有油膜保護的摩擦面會迅速升溫，局部高溫使潤滑油迅速蒸發或焦化，使該部位潤滑更加困難，數秒鐘內可引起局部嚴重磨損。潤滑失效，局部磨損，使曲軸轉動需要更大力矩。小功率壓縮機（如冰箱，家用空調壓縮機）由於電機扭矩小，潤滑失效後常出現堵轉（電機無法轉動）現象，並進入“堵轉熱保護堵轉”閉環，電機燒毀只是時間問題。而大功率半封閉壓縮機電機扭矩很大，局部磨損不會引起堵轉，電機功率會在一定範圍內隨負荷而增大，從而引起更為嚴重的磨損，甚至引起咬缸（活塞卡在氣缸內），連杆斷裂等嚴重損壞。 堵轉時的電流（堵轉電流）大約是正常運行電流的48倍。電機啟動瞬間，電流的峰值可接近或達到堵轉電流。由於電阻放熱量與電流的平方成正比，啟動和堵轉時的電流會使繞組迅速升溫。熱保護可以在堵轉時保護電極，但一般不會有很快的回應，不能阻止頻繁啟動等引起的繞組溫度變化。頻繁啟動和異常負荷，使繞組經受高溫考驗，會降低漆包線的絕緣性能。 此外，壓縮氣體所需負荷也會隨壓縮比增大和壓差增大而增大。因此將高溫壓縮機用於低溫，或將低溫壓縮機用於高溫，都會影響電機負荷和散熱，是不合適的，會縮短電極使用壽命。 繞組絕緣性能變差後，如果有其他因素（如金屬屑構成導電回路，酸性潤滑油等）配合，很容易引起短路而損壞。 2.金屬屑引起的短路 繞組中夾雜的金屬屑是短路和接地絕緣值低的罪魁禍首。壓縮機運轉時的正常振動，以及每次啟動時繞組受電磁力作用而扭動，都會促使夾雜於繞組間的金屬屑與繞組漆包線之間的相對運動和摩擦。棱角銳利的金屬屑會劃傷漆包線絕緣層，引起短路。 金屬屑的來源包括施工時留下的銅管屑，焊渣，壓縮機內部磨損和零部件損壞（比如閥片破碎）時掉下的金屬屑等。對於全封閉壓縮機（包括全封閉渦旋壓縮機），這些金屬屑或碎粒會落在繞組上。對於半封閉壓縮機，有些顆粒會隨氣體和潤滑油在系統中流動，最後由於磁性聚集在繞組中；而有些金屬屑（比如軸承磨損以及電機轉子與定子磨損（掃膛）時產生的）會直接落在繞組上。繞組中聚集了金屬屑後，發生短路只是一個時間問題。 需要特別提請注意的是雙級壓縮機。在雙級壓縮機中，回氣以及正常的回油直接進入第一級（低壓級）氣缸，壓縮後經中壓管進入電機腔冷卻繞組，然後和普通單級壓縮機一樣，進入第二級（高壓級氣缸）。回氣中帶有潤滑油，已經使壓縮過程如履薄冰，如果再有回液，第一級氣缸的閥片很容易被打碎。碎閥片經中壓管後可進入繞組。因此，雙級壓縮機比單級壓縮機更容易出現金屬屑引起的電機短路。 不幸的事情往往湊到一塊，出問題的壓縮機在開機分析時聞道的常常是潤滑油的焦糊味。金屬面嚴重磨損時溫度是很高的，而潤滑油在175ºC以上時開始焦化。系統中如果有較多水分（真空抽得不理想，潤滑油和製冷劑含水量大，負壓回氣管破裂後空氣進入等），潤滑油就可能出現酸性。酸性潤滑油會腐蝕銅管和繞組絕緣層，一方面，它會引起鍍銅現象；另一方面，這種含有銅原子的酸性潤滑油的絕緣性能很差，為繞組短路提供了條件。 3.接觸器問題 接觸器是電機控制回路中重要部件之一，選型不合理可以毀壞最好的壓縮機。按負載正確選擇接觸器是極其重要的。 接觸器必須能滿足苛刻的條件，如快速循環，持續超載和低電壓。它們必須有足夠大的面積以散發負載電流所產生的熱量，觸點材料的選擇必須在啟動或堵轉等大電流情況下能防止焊合。 為了安全可靠，壓縮機接觸器要同時斷開三相電路。穀輪公司不推薦斷開二相電路的方法。 在美國，穀輪公司認可的接觸器必須滿足如下四項： 接觸器必須滿足ARI標準780-78“專用接觸器標準”規定的工作和測試準則。 製造商必須保證接觸器在室溫下，在最低銘牌電壓的80時能閉合。 當使用單個接觸器時，接觸器額定電流必須大於電機銘牌電流額定值(RLA).同時，接觸器必須能承受電機堵轉電流。如果接觸器下游還有其他負載，比如電機風扇等，也必須考慮。 當使用兩個接觸器時，每個接觸器的分繞組堵轉額定值必須等於或大於壓縮機半繞組堵轉額定值。 接觸器的額定電流不能低於壓縮機銘牌上的額定電流。規格小或品質低劣的接觸器無法經受壓縮機啟動，堵轉和低電壓時的大電流衝擊，容易出現單相或多相觸點抖動,焊接甚至脫落的現象，引起電機損壞。 觸點抖動的接觸器頻繁地啟停電機。電機頻繁啟動，巨大的啟動電流和發熱,會加劇繞組絕緣層的老化。每次啟動時，磁性力矩使電機繞組有微小的移動和相互摩擦。如果有其他因素配合（如金屬屑，絕緣性差的潤滑油等），很容易引起繞組間短路。熱保護系統並未設計成能防止這種毀壞。此外，抖動的接觸器線圈容易失效。如果有接觸線圈損壞，容易出現單相狀態。 如果接觸器選型偏小，觸頭不能承受電弧和由於頻繁開停循環或不穩定控制回路電壓產生的高溫，可能焊合或從觸頭架中脫落。焊合的觸頭將產生永久性單相狀態，使超載保護器持續地循環接通和斷開。 需要特別強調的是，接觸器觸點焊合後，依賴接觸器斷開壓縮機電源回路的所有控制（比如高低壓控制，油壓控制，融霜控制等）將全部失效，壓縮機處於無保護狀態。 因此，當電機燒毀後，檢查接觸器是必不可少的工序。接觸器是導致電機損壞的一個常常被人遺忘的重要原因。 4.電源缺相和電壓異常 電壓不正常和缺相可以輕而易舉地毀掉任何電機。電源電壓變化範圍不能超過額定電壓的10%。三相間的電壓不平衡不能超過5。大功率電機必須獨立供電，以防同線其他大功率設備啟動和運轉時造成低電壓。電機電源線必須能夠承載電機的額定電流。 如果發生缺相時壓縮機正在運轉，它將繼續運行但會有大的負載電流。電機繞組會很快過熱，正常情況下壓縮機會被熱保護。當電機繞組冷卻至設定溫度，接觸器會閉合，但壓縮機啟動不起來，出現堵轉，並進入“堵轉熱保護堵轉”閉環。 現代電機繞組的差別非常小，電源三相平衡時相電流的差別可以忽略。理想狀態下，相電壓始終相等，只要在任一相上接一個保護器就可以防止過電流造成的損壞。實際上很難保證相電壓的平衡。 電壓不平衡百分數計算方法為,相電壓與三相電壓平均值的最大偏差值與三相電壓平均值比值.例如，標稱380V三相電源，在壓縮機接線端測量的電壓分別為380V,366V,400V.可以計算出三相電壓平均值382V,最大偏差為20V,所以電壓不平衡百分數為5.2。 作為電壓不平衡的結果，在正常運行使負載電流的不平衡是電壓不平衡百分點數的410倍。前例中,5.2不平衡電壓可能引起50的電流不平衡。 美國國家電器製造商協會(NEMA)電動機和發電機標準出版物指出，由不平衡電壓造成的相繞組溫升百分比大約是電壓不平衡百分點數平方的兩倍。前例中電壓不平衡點數為5.2，繞組溫度增加的百分數為54.結果是一相繞組過熱而其他兩個繞組溫度正常。 一份由U.L.(保險商實驗室，美國)完成的調查顯示，43的電力公司允許3的電壓不平衡，另有30的電力公司允許5的電壓不平衡。 5.冷卻不足 功率較大的壓縮機一般都是回氣冷卻型的。蒸發溫度越低，系統品質流往往越小。當蒸發溫度很低時（超過製造商的規定），流量就不足以冷卻電機，電機就會在較高溫度下運轉。空氣冷卻型壓縮機（一般不超過10HP）對回氣的依賴性小，但對壓縮機環境溫度和冷卻風量有明確要求。 製冷劑大量洩漏也會造成系統品質流減小，電機的冷卻也會受到影響。一些無人看管的冷庫等，往往要等到製冷效果很差時才會發現製冷劑大量洩漏了。 電機過熱後會出現頻繁保護，有些用戶不深入檢查原因，甚至將熱保護器短路，那是非常糟糕的事情。過不了多久，電機就會燒掉。 壓縮機都有安全運行工況範圍。安全工況主要的考慮因素就是壓縮機和電機的負荷與冷卻。由於不同溫區的壓縮機的價格不同，過去國內冷凍行業超範圍使用壓縮機是比較常見的。隨著專業知識的增長和經濟條件的改善，情況已明顯改善。 6.用壓縮機抽真空 開啟式製冷壓縮機已經被人們淡忘了，但製冷行業中還有一些現場施工人員保留了過去的習慣用壓縮機抽真空。這是非常危險的。 空氣扮演著絕緣介質的角色。密閉容器內抽真空後，裏面的電極之間的放電現象就很容易發生。因此，隨著壓縮機殼體內的真空度的加深，殼內裸露的接線柱之間或絕緣層有微小破損的繞組之間失去了絕緣介質，一旦通電，電機可能在瞬間內短路燒毀。如果殼體漏電，還可能造成人員觸電。 因此，禁止用壓縮機抽真空，並且在系統和壓縮機處於真空狀態時（抽完真空還沒有加製冷劑），嚴禁給壓縮機通電。 總結 電機燒毀後，掩蓋了繞組損壞的現象，給故障分析造成了一定的困難。然而引起壓縮機電機損壞的根本原因並不會消失。潤滑不良或失效時引起的異常負荷甚至堵轉，散熱不足，都會縮短繞組的壽命；繞組中夾雜了金屬屑更是為短路提供了變利；接觸器焊合將使壓縮機的保護無法執行；電機賴以運轉的電源出現異常，將從根本上毀掉任何電機；用壓縮機抽真空，可能引起內接線柱放電。 不幸的是，上述不利因素還會相互引發：異常負荷和堵轉時的大電流可能導致接觸器焊合；單個觸點拉弧甚至焊合會引起相不平衡或單相；相不平衡會引起散熱問題；散熱不足會引起磨損；磨損會產生金屬屑 因此，正確安裝使用壓縮機，以及合理的日常維護，可以防止不利因素的出現，是避免壓縮機電機損壞的根本方法。 3.原因分析 顯然，能引起壓縮機液擊的液體不外乎如下幾種來源：1）回液，即從蒸發器中流回壓縮機的液態製冷劑或潤滑油；2）帶液啟動時的泡沫；3）壓縮機內的潤滑油太多。本文將對這幾種原因逐一分析。 (1)回液 通常，回液是指壓縮機運行時蒸發器中的液態製冷劑通過吸氣管路回到壓縮機的現象或過程。 對於使用膨脹閥的製冷系統，回液與膨脹閥選型和使用不當密切相關。膨脹閥選型過大、過熱度設定太小、感溫包安裝方法不正確或絕熱包紮破損、膨脹閥失靈都可能造成回液。對於使用毛細管的小製冷系統而言，加液量過大會引起回液。 利用熱氣融霜的系統容易發生回液。無論採用四通閥進行熱泵運行，還是採用熱氣旁通閥時的製冷運行，熱氣融霜後會在蒸發器內形成大量液體，這些液體在隨後的製冷運行開始時既有可能回到壓縮機。 此外，蒸發器結霜嚴重或風扇故障時傳熱變差，未蒸發的液體會引起回液。冷庫溫度頻繁波動也會引起膨脹閥反應失靈而引起回液。 回液引起的液擊事故大多發生在空氣冷卻型（簡稱風冷或空冷）半封閉壓縮機和單機雙級壓縮機中，因為這些壓縮機的氣缸與回氣管是直接相通的，一旦回液，就很容易引發液擊事故。即使沒有引起液擊，回液進入汽缸將稀釋或沖刷掉活塞及汽缸壁上的潤滑油，加劇活塞磨損。 對於回氣（製冷劑蒸汽）冷卻型半封閉和全封閉壓縮機，回液很少引起液擊。但會稀釋曲軸箱內的潤滑油。含有大量液態製冷劑的潤滑油粘度低，在摩擦面不能形成足夠的油膜，導致運動件的快速磨損。另外，潤滑油中的製冷劑在輸送過程中遇熱會沸騰，影響潤滑油的正常輸送。而距離油泵越遠，問題就越明顯越嚴重。如果電機端的軸承發生嚴重的磨損，曲軸可能向一側沉降，容易導致定子掃堂及電機燒毀。 顯然，回液不僅會引起液擊，還會稀釋潤滑油造成磨損。磨損時電機的負荷和電流會大大增加，久而久之將引起電機故障。 對於回液較難避免的製冷系統，安裝氣液分離器和採用抽空停機控制可以有效阻止或降低回液的危害。 （2）帶液啟動 回氣冷卻型壓縮機在啟動時，曲軸箱內的潤滑油劇烈起泡的現象叫帶液啟動。帶液啟動時的起泡現象可以在油視鏡上清楚地觀察到。帶液啟動的根本原因是潤滑油中溶解的以及沉在潤滑油下面了大量的製冷劑，在壓力突然降低時突然沸騰，並引起潤滑油的起泡現象。這種現象很像日常生活中人們突然打開可樂瓶時的可樂起泡現象。起泡持續的時間長短與製冷劑的量有關，通常為幾分鐘或十幾分鐘。大量泡沫漂浮在油面上，甚至充滿了曲軸箱。一旦通過進氣道吸入氣缸，泡沫會還原成液體（潤滑油與製冷劑的混合物），很容易引起液擊。顯然，帶液啟動引起的液擊只發生在啟動過程。 與回液不同，引起帶液啟動的製冷劑是以“製冷劑遷移”的方式進入曲軸箱的。製冷劑遷移是指壓縮機停止運行時，蒸發器中的製冷劑以氣體形式，通過回氣管路進入壓縮機並被潤滑油吸收，或在壓縮機內冷凝後與潤滑油混合的過程或現象。 壓縮機停機後，溫度會降低，而壓力會升高。由於潤滑油中的製冷劑蒸汽分壓低，就會吸收油面上的製冷劑蒸氣，造成曲軸箱氣壓低於蒸發器氣壓的現象。油溫愈低，蒸汽壓力越低，對製冷劑蒸汽的的吸收力就愈大。蒸發器中的蒸汽就會慢慢向曲軸箱“遷移”。此外，如果壓縮機在室外，天氣寒冷時或在夜晚，其溫度往往比室內的蒸發器低，曲軸箱內的壓力也就低，製冷劑遷移到壓縮機後也容易被冷凝而進入潤滑油。 製冷劑遷移是一個很緩慢的過程。壓縮機停機時間越長，遷移到潤滑油中的製冷劑就會越多。只要蒸發器中存在液態製冷劑，這一過程就會進行。由於溶解了製冷劑的潤滑油較重，它會沉在曲軸箱的底部，而浮在上面的潤滑油還可以吸收更多的製冷劑。 除容易引起液擊外，製冷劑遷移還會稀釋潤滑油。很稀的潤滑油被油泵送到各摩擦面後，可能沖涮掉原有油膜，引起嚴重磨損（這種現象常稱為製冷劑沖刷）。過渡磨損會使配合間隙變大，引起漏油，從而影響較遠部位的潤滑，嚴重時會引起油壓保護器動作。 由於結構原因，空冷壓縮機啟動時曲軸箱壓力的降低會緩慢得多，起泡現象不很劇烈，泡沫也很難進入氣缸，因此空冷壓縮機不存在帶液啟動液擊問題。 理論上講，壓縮機安裝曲軸箱加熱器（電熱器）可以有效防止製冷劑遷移。短時間停機（比如在夜間）後，維持曲軸箱加熱器通電，可以使潤滑油溫度略高於系統其他部位，製冷劑遷移不會發生。長時間停機不用（比如一個冬天）後，開機前先加熱潤滑油幾個或十幾個小時，可以蒸發掉潤滑油中的大部分製冷劑，既可以大大減小帶液啟動時液擊的可能性，也可以降低製冷劑沖刷造成的危害。但實際應用中，停機後維持加熱器供電或者開機前十幾小時先給加熱器供電，是有難度的。因此，曲軸箱加熱器的實際效果會大打折扣。 對於較大系統，停機前讓壓縮機抽幹蒸發器中液態製冷劑（稱為抽空停機），可以從根本上避免製冷劑遷移。而回氣管路上安裝氣液分離器，可以增加製冷劑遷移的阻力，降低遷移量。 當然，通過改進壓縮機結構，可以阻止製冷劑遷移，並減緩潤滑油起泡程度。通過改進回氣冷卻型壓縮機內的回油路徑，在電機腔與曲軸箱遷移的通道上增加關卡（回油泵等），停機後即可切斷通路，製冷劑無法進入曲軸腔；減小進氣道與曲軸箱的通道截面可以減緩開機時曲軸箱壓力下降速度，進而控制起泡的程度和泡沫進入氣缸的量。 (3)潤滑油太多 半封閉壓縮機通常都有油視鏡，以便觀察油位高低。油位高於油視鏡範圍，說明油太多了。油位太高，高速旋轉的曲軸和連杆大頭就可能頻繁撞擊油面，引起潤滑油大量飛濺。飛濺的潤滑油一旦竄入進氣道，帶入氣缸，就可能引起液擊。 大型製冷系統安裝調試時，往往需要適當補充潤滑油。但對於回油不好的系統，要認真尋找影響回油的根源，一味地補充潤滑油是危險的。即使暫時油位不高，也要注意潤滑油突然大量返回時（比如化霜後）可能造成的危險。潤滑油引起的液擊並不罕見。 4.結束語 液擊是壓縮機常見故障。發生液擊，表明系統或維護中一定存在問題，需要加以糾正。認真觀察分析系統的設計、施工和維護，不難找到引起液擊的根源。不從根源上防止液擊，而簡單地將故障壓縮機維修或更換一台新壓縮機，只能使液擊再次發生。 3.接觸器問題 接觸器是電機控制回路中重要部件之一，選型不合理可以毀壞最好的壓縮機。按負載正確選擇接觸器是極其重要的。 接觸器必須能滿足苛刻的條件，如快速循環，持續超載和低電壓。它們必須有足夠大的面積以散發負載電流所產生的熱量，觸點材料的選擇必須在啟動或堵轉等大電流情況下能防止焊合。 為了安全可靠，壓縮機接觸器要同時斷開三相電路。穀輪公司不推薦斷開二相電路的方法。 在美國，穀輪公司認可的接觸器必須滿足如下四項： 接觸器必須滿足ARI標準780-78“專用接觸器標準”規定的工作和測試準則。 製造商必須保證接觸器在室溫下，在最低銘牌電壓的80時能閉合。 當使用單個接觸器時，接觸器額定電流必須大於電機銘牌電流額定值(RLA).同時，接觸器必須能承受電機堵轉電流。如果接觸器下游還有其他負載，比如電機風扇等，也必須考慮。 當使用兩個接觸器時，每個接觸器的分繞組堵轉額定值必須等於或大於壓縮機半繞組堵轉額定值。 接觸器的額定電流不能低於壓縮機銘牌上的額定電流。規格小或品質低劣的接觸器無法經受壓縮機啟動，堵轉和低電壓時的大電流衝擊，容易出現單相或多相觸點抖動,焊接甚至脫落的現象，引起電機損壞。 觸點抖動的接觸器頻繁地啟停電機。電機頻繁啟動，巨大的啟動電流和發熱,會加劇繞組絕緣層的老化。每次啟動時，磁性力矩使電機繞組有微小的移動和相互摩擦。如果有其他因素配合（如金屬屑，絕緣性差的潤滑油等），很容易引起繞組間短路。熱保護系統並未設計成能防止這種毀壞。此外，抖動的接觸器線圈容易失效。如果有接觸線圈損壞，容易出現單相狀態。 如果接觸器選型偏小，觸頭不能承受電弧和由於頻繁開停循環或不穩定控制回路電壓產生的高溫，可能焊合或從觸頭架中脫落。焊合的觸頭將產生永久性單相狀態，使超載保護器持續地循環接通和斷開。 需要特別強調的是，接觸器觸點焊合後，依賴接觸器斷開壓縮機電源回路的所有控制（比如高低壓控制，油壓控制，融霜控制等）將全部失效，壓縮機處於無保護狀態。 因此，當電機燒毀後，檢查接觸器是必不可少的工序。接觸器是導致電機損壞的一個常常被人遺忘的重要原因。 4.電源缺相和電壓異常 電壓不正常和缺相可以輕而易舉地毀掉任何電機。電源電壓變化範圍不能超過額定電壓的10%。三相間的電壓不平衡不能超過5。大功率電機必須獨立供電，以防同線其他大功率設備啟動和運轉時造成低電壓。電機電源線必須能夠承載電機的額定電流。 如果發生缺相時壓縮機正在運轉，它將繼續運行但會有大的負載電流。電機繞組會很快過熱，正常情況下壓縮機會被熱保護。當電機繞組冷卻至設定溫度，接觸器會閉合，但壓縮機啟動不起來，出現堵轉，並進入“堵轉熱保護堵轉”閉環。 現代電機繞組的差別非常小，電源三相平衡時相電流的差別可以忽略。理想狀態下，相電壓始終相等，只要在任一相上接一個保護器就可以防止過電流造成的損壞。實際上很難保證相電壓的平衡。 電壓不平衡百分數計算方法為,相電壓與三相電壓平均值的最大偏差值與三相電壓平均值比值.例如，標稱380V三相電源，在壓縮機接線端測量的電壓分別為380V,366V,400V.可以計算出三相電壓平均值382V,最大偏差為20V,所以電壓不平衡百分數為5.2。 作為電壓不平衡的結果，在正常運行使負載電流的不平衡是電壓不平衡百分點數的410倍。前例中,5.2不平衡電壓可能引起50的電流不平衡。 美國國家電器製造商協會(NEMA)電動機和發電機標準出版物指出，由不平衡電壓造成的相繞組溫升百分比大約是電壓不平衡百分點數平方的兩倍。前例中電壓不平衡點數為5.2，繞組溫度增加的百分數為54.結果是一相繞組過熱而其他兩個繞組溫度正常。 一份由U.L.(保險商實驗室，美國)完成的調查顯示，43的電力公司允許3的電壓不平衡，另有30的電力公司允許5的電壓不平衡。 5.冷卻不足 功率較大的壓縮機一般都是回氣冷卻型的。蒸發溫度越低，系統品質流往往越小。當蒸發溫度很低時（超過製造商的規定），流量就不足以冷卻電機，電機就會在較高溫度下運轉。空氣冷卻型壓縮機（一般不超過10HP）對回氣的依賴性小，但對壓縮機環境溫度和冷卻風量有明確要求。 製冷劑大量洩漏也會造成系統品質流減小，電機的冷卻也會受到影響。一些無人看管的冷庫等，往往要等到製冷效果很差時才會發現製冷劑大量洩漏了。 電機過熱後會出現頻繁保護，有些用戶不深入檢查原因，甚至將熱保護器短路，那是非常糟糕的事情。過不了多久，電機就會燒掉。 壓縮機都有安全運行工況範圍。安全工況主要的考慮因素就是壓縮機和電機的負荷與冷卻。由於不同溫區的壓縮機的價格不同，過去國內冷凍行業超範圍使用壓縮機是比較常見的。隨著專業知識的增長和經濟條件的改善，情況已明顯改善。 6.用壓縮機抽真空 開啟式製冷壓縮機已經被人們淡忘了，但製冷行業中還有一些現場施工人員保留了過去的習慣用壓縮機抽真空。這是非常危險的。 空氣扮演著絕緣介質的角色。密閉容器內抽真空後，裏面的電極之間的放電現象就很容易發生。因此，隨著壓縮機殼體內的真空度的加深，殼內裸露的接線柱之間或絕緣層有微小破損的繞組之間失去了絕緣介質，一旦通電，電機可能在瞬間內短路燒毀。如果殼體漏電，還可能造成人員觸電。 因此，禁止用壓縮機抽真空，並且在系統和壓縮機處於真空狀態時（抽完真空還沒有加製冷劑），嚴禁給壓縮機通電。 總結 電機燒毀後，掩蓋了繞組損壞的現象，給故障分析造成了一定的困難。然而引起壓縮機電機損壞的根本原因並不會消失。潤滑不良或失效時引起的異常負荷甚至堵轉，散熱不足，都會縮短繞組的壽命；繞組中夾雜了金屬屑更是為短路提供了變利；接觸器焊合將使壓縮機的保護無法執行；電機賴以運轉的電源出現異常，將從根本上毀掉任何電機；用壓縮機抽真空，可能引起內接線柱放電。 不幸的是，上述不利因素還會相互引發：異常負荷和堵轉時的大電流可能導致接觸器焊合；單個觸點拉弧甚至焊合會引起相不平衡或單相；相不平衡會引起散熱問題；散熱不足會引起磨損；磨損會產生金屬屑 因此，正確安裝使用壓縮機，以及合理的日常維護，可以防止不利因素的出現，是避免壓縮機電機損壞的根本方法。 壓縮機常見故障分析(2)液擊 1.引言 液態製冷劑和或潤滑油隨氣體吸入壓縮機氣缸時損壞吸氣閥片的現象，以及進入氣缸後沒有在排氣過程迅速排出，在活塞接近上止點時被壓縮而產生的瞬間高液壓的現象通常被稱為液擊。液擊可以在很短時間內造成壓縮受力件（如閥片、活塞、連杆、曲軸、活塞銷等）的損壞，是往復式壓縮機的致命殺手。減少或避免液體進入氣缸就可以防止液擊的發生，因此液擊是完全可以避免的。 通常，液擊現象可分為兩個部分或過程。首先，當較多液態製冷劑、潤滑油或者兩者的混合物隨吸氣以較高速度進入壓縮機氣缸時，由於液體的衝擊和不可壓縮，會引起吸氣閥片過度彎曲或斷裂；其次，氣缸中未及時蒸發和排出的液體受到活塞壓縮時，瞬間內出現的巨大壓力並造成受力件的變形和損壞。這些受力件包括吸排氣閥片、閥板、閥板墊、活塞（頂部）、活塞銷、連杆、曲軸、軸瓦等。 2.過程與現象 (1)吸氣閥片斷裂 壓縮機是壓縮氣體的機器。通常，活塞每分鐘壓縮氣體1450次（半封壓縮機）或2900次（全封壓縮機），即完成一次吸氣或排氣過程的時間為0.02秒甚至更短。閥板上的吸排氣孔徑的大小以及吸排氣閥片的彈性與強度均是按照氣體流動而設計的。從閥片受力角度講，氣體流動時產生的衝擊力是比較均勻的。 液體的密度是氣體的數十甚至數百倍，因而液體流動時的動量比氣體大得多的，產生的衝擊力也大得多。吸氣中夾雜較多液滴進入氣缸時的流動屬於兩相流。兩相流在吸氣閥片上產生的衝擊不僅強度大而且頻率高，就好像颱風夾雜著鵝卵石敲打在玻璃窗上，其破壞性是不言而喻的。吸氣閥片斷裂是液擊的典型特徵和過程之一。 (2)連杆斷裂 壓縮行程的時間約0.02秒，而排氣過程會更短暫。氣缸中的液滴或液體必須在如此短的時間內從排氣孔排出，速度和動量是很大的。排氣閥片的情況與吸氣閥片相同，不同之處在於排氣閥片有限位板和彈簧片支撐，不容易折斷。衝擊嚴重時，限位板也會變形翹起。 如果液體沒有及時蒸發和排出氣缸，活塞接近上止點時會壓縮液體，由於時間很短，這一壓縮液體的過程好像是撞擊，缸蓋中也會傳出金屬敲擊聲。壓縮液體是液擊現象的另一部分或過程。 液擊瞬間產生的高壓具有很大的破環性，初人們熟悉的連杆彎曲甚至斷裂外，其他壓縮受力件（閥板、閥板墊、曲軸、活塞、活塞銷等）也會有變形或損壞，但往往被忽視，或者與排汽壓力過高混為一談。檢修壓縮機時，人們會很容易發現彎曲或斷裂的連杆，並給予替換，而忘記檢查其他零件是否有變形或損壞，從而為以後的故障埋下禍根。 液擊造成的連杆斷裂不同於抱軸和活塞咬缸，是可以分辨出來的。首先，液擊造成連杆彎曲或斷裂是在短時間內發生的，連杆兩端的活塞和曲軸運動自如，一般不會有嚴重磨損引起的抱軸或咬缸。儘管吸氣閥片折斷後，閥片碎屑偶爾也會引起活塞和氣缸面嚴重劃傷，但表面劃傷與潤滑失效引起磨損很不同。其次，液擊引起的連杆斷裂是由壓力造成的，連杆和斷茬有擠壓特徵。儘管活塞咬缸後的連杆斷裂也有擠壓可能，但前提是活塞必須卡死在氣缸。抱軸後的連杆折斷就更不同了，連杆大頭和曲軸有嚴重磨損，造成折斷的力屬於剪切力，斷茬也不一樣。最後，抱軸和咬缸前，電機會超負荷運轉，電機發熱嚴重，熱保護器會動作。 3.原因分析 顯然，能引起壓縮機液擊的液體不外乎如下幾種來源：1）回液，即從蒸發器中流回壓縮機的液態製冷劑或潤滑油；2）帶液啟動時的泡沫；3）壓縮機內的潤滑油太多。本文將對這幾種原因逐一分析。 (1)回液 通常，回液是指壓縮機運行時蒸發器中的液態製冷劑通過吸氣管路回到壓縮機的現象或過程。 對於使用膨脹閥的製冷系統，回液與膨脹閥選型和使用不當密切相關。膨脹閥選型過大、過熱度設定太小、感溫包安裝方法不正確或絕熱包紮破損、膨脹閥失靈都可能造成回液。對於使用毛細管的小製冷系統而言，加液量過大會引起回液。 利用熱氣融霜的系統容易發生回液。無論採用四通閥進行熱泵運行，還是採用熱氣旁通閥時的製冷運行，熱氣融霜後會在蒸發器內形成大量液體，這些液體在隨後的製冷運行開始時既有可能回到壓縮機。 此外，蒸發器結霜嚴重或風扇故障時傳熱變差，未蒸發的液體會引起回液。冷庫溫度頻繁波動也會引起膨脹閥反應失靈而引起回液。 回液引起的液擊事故大多發生在空氣冷卻型（簡稱風冷或空冷）半封閉壓縮機和單機雙級壓縮機中，因為這些壓縮機的氣缸與回氣管是直接相通的，一旦回液，就很容易引發液擊事故。即使沒有引起液擊，回液進入汽缸將稀釋或沖刷掉活塞及汽缸壁上的潤滑油，加劇活塞磨損。 對於回氣（製冷劑蒸汽）冷卻型半封閉和全封閉壓縮機，回液很少引起液擊。但會稀釋曲軸箱內的潤滑油。含有大量液態製冷劑的潤滑油粘度低，在摩擦面不能形成足夠的油膜，導致運動件的快速磨損。另外，潤滑油中的製冷劑在輸送過程中遇熱會沸騰，影響潤滑油的正常輸送。而距離油泵越遠，問題就越明顯越嚴重。如果電機端的軸承發生嚴重的磨損，曲軸可能向一側沉降，容易導致定子掃堂及電機燒毀。 顯然，回液不僅會引起液擊，還會稀釋潤滑油造成磨損。磨損時電機的負荷和電流會大大增加，久而久之將引起電機故障。 對於回液較難避免的製冷系統，安裝氣液分離器和採用抽空停機控制可以有效阻止或降低回液的危害。 （2）帶液啟動 回氣冷卻型壓縮機在啟動時，曲軸箱內的潤滑油劇烈起泡的現象叫帶液啟動。帶液啟動時的起泡現象可以在油視鏡上清楚地觀察到。帶液啟動的根本原因是潤滑油中溶解的以及沉在潤滑油下面了大量的製冷劑，在壓力突然降低時突然沸騰，並引起潤滑油的起泡現象。這種現象很像日常生活中人們突然打開可樂瓶時的可樂起泡現象。起泡持續的時間長短與製冷劑的量有關，通常為幾分鐘或十幾分鐘。大量泡沫漂浮在油面上，甚至充滿了曲軸箱。一旦通過進氣道吸入氣缸，泡沫會還原成液體（潤滑油與製冷劑的混合物），很容易引起液擊。顯然，帶液啟動引起的液擊只發生在啟動過程。 與回液不同，引起帶液啟動的製冷劑是以“製冷劑遷移”的方式進入曲軸箱的。製冷劑遷移是指壓縮機停止運行時，蒸發器中的製冷劑以氣體形式，通過回氣管路進入壓縮機並被潤滑油吸收，或在壓縮機內冷凝後與潤滑油混合的過程或現象。 壓縮機停機後，溫度會降低，而壓力會升高。由於潤滑油中的製冷劑蒸汽分壓低，就會吸收油面上的製冷劑蒸氣，造成曲軸箱氣壓低於蒸發器氣壓的現象。油溫愈低，蒸汽壓力越低，對製冷劑蒸汽的的吸收力就愈大。蒸發器中的蒸汽就會慢慢向曲軸箱“遷移”。此外，如果壓縮機在室外，天氣寒冷時或在夜晚，其溫度往往比室內的蒸發器低，曲軸箱內的壓力也就低，製冷劑遷移到壓縮機後也容易被冷凝而進入潤滑油。 製冷劑遷移是一個很緩慢的過程。壓縮機停機時間越長，遷移到潤滑油中的製冷劑就會越多。只要蒸發器中存在液態製冷劑，這一過程就會進行。由於溶解了製冷劑的潤滑油較重，它會沉在曲軸箱的底部，而浮在上面的潤滑油還可以吸收更多的製冷劑。 除容易引起液擊外，製冷劑遷移還會稀釋潤滑油。很稀的潤滑油被油泵送到各摩擦面後，可能沖涮掉原有油膜，引起嚴重磨損（這種現象常稱為製冷劑沖刷）。過渡磨損會使配合間隙變大，引起漏油，從而影響較遠部位的潤滑，嚴重時會引起油壓保護器動作。 由於結構原因，空冷壓縮機啟動時曲軸箱壓力的降低會緩慢得多，起泡現象不很劇烈，泡沫也很難進入氣缸，因此空冷壓縮機不存在帶液啟動液擊問題。 理論上講，壓縮機安裝曲軸箱加熱器（電熱器）可以有效防止製冷劑遷移。短時間停機（比如在夜間）後，維持曲軸箱加熱器通電，可以使潤滑油溫度略高於系統其他部位，製冷劑遷移不會發生。長時間停機不用（比如一個冬天）後，開機前先加熱潤滑油幾個或十幾個小時，可以蒸發掉潤滑油中的大部分製冷劑，既可以大大減小帶液啟動時液擊的可能性，也可以降低製冷劑沖刷造成的危害。但實際應用中，停機後維持加熱器供電或者開機前十幾小時先給加熱器供電，是有難度的。因此，曲軸箱加熱器的實際效果會大打折扣。 對於較大系統，停機前讓壓縮機抽幹蒸發器中液態製冷劑（稱為抽空停機），可以從根本上避免製冷劑遷移。而回氣管路上安裝氣液分離器，可以增加製冷劑遷移的阻力，降低遷移量。 當然，通過改進壓縮機結構，可以阻止製冷劑遷移，並減緩潤滑油起泡程度。通過改進回氣冷卻型壓縮機內的回油路徑，在電機腔與曲軸箱遷移的通道上增加關卡（回油泵等），停機後即可切斷通路，製冷劑無法進入曲軸腔；減小進氣道與曲軸箱的通道截面可以減緩開機時曲軸箱壓力下降速度，進而控制起泡的程度和泡沫進入氣缸的量。 (3)潤滑油太多 半封閉壓縮機通常都有油視鏡，以便觀察油位高低。油位高於油視鏡範圍，說明油太多了。油位太高，高速旋轉的曲軸和連杆大頭就可能頻繁撞擊油面，引起潤滑油大量飛濺。飛濺的潤滑油一旦竄入進氣道，帶入氣缸，就可能引起液擊。 大型製冷系統安裝調試時，往往需要適當補充潤滑油。但對於回油不好的系統，要認真尋找影響回油的根源，一味地補充潤滑油是危險的。即使暫時油位不高，也要注意潤滑油突然大量返回時（比如化霜後）可能造成的危險。潤滑油引起的液擊並不罕見。 4.結束語 液擊是壓縮機常見故障。發生液擊，表明系統或維護中一定存在問題，需要加以糾正。認真觀察分析系統的設計、施工和維護，不難找到引起液擊的根源。不從根源上防止液擊，而簡單地將故障壓縮機維修或更換一台新壓縮機，只能使液擊再次發生。 壓縮機故障分析(3)缺油與潤滑不足 1.引言 壓縮機是高速運轉的複雜機器，保證壓縮機曲軸、軸承、連杆、活塞等運動件的充分潤滑是維持機器正常運轉的基本要求。為此，壓縮機製造商要求使用指定牌號潤滑油，並要求定期檢查潤滑油油位和顏色。然而,由於製冷系統設計、施工和維護方面的疏忽，壓縮機缺油、油焦化變質、回液稀釋、製冷劑沖刷、使用劣質潤滑油等造成運動件潤滑不足的情況比較常見。潤滑不足會引起軸承面磨損或劃傷，嚴重時會造成抱軸、活塞卡在氣缸內以及由此而引起的連杆彎曲、斷裂事故。 2.缺油 缺油是很容易辨別的壓縮機故障之一，壓縮機缺油時曲軸箱中油量很少甚至沒有潤滑油。 壓縮機是一個特殊的氣泵，大量製冷劑氣體在被排出的同時也夾帶走一小部分潤滑油（稱為奔油或跑油）。壓縮機奔油是無法避免的，只是奔油速度有所不同。半封活塞式壓縮機排氣中大約有2-3的潤滑油，而渦旋壓縮機為0.5-1%。對於一台排量為100m3/hr、曲軸箱儲油量為6升的6缸壓縮機，3的奔油意味著大約0.3-0.8升分鐘的奔油量，或壓縮機無回油運轉時間為十幾分鐘。 排出壓縮機的潤滑油不回來，壓縮機就會缺油。壓縮機回油有兩種方式，一種是油分離器回油，另一種是回氣管回油。油分離器安裝在壓縮機排氣管路上，一般能分離出50-95的奔油，回油效果好，速度快，大大減少進入系統管路的油量，從而有效延長了無回油運轉時間。管路特別長的冷庫製冷系統、滿液式制冰系統以及溫度很低的凍幹設備等，開機後十幾分鐘甚至幾十分鐘不回油或回油量非常少的情況並不稀奇，設計不好的系統會出現壓縮機油壓過低而停機的問題。這種製冷系統安裝高效油分離器能大大延長壓縮機無回油運轉時間，使壓縮機安全度過開機後無回油的危機階段。 未被分離出來的潤滑油將進入系統，隨製冷劑在管內流動，形成油循環。潤滑油進入蒸發器後，一方面因溫度低溶解度小，一部分潤滑油從製冷劑中分離出來；另一方面，溫度低粘度大，分離出來的潤滑油容易附著在管內壁上，流動比較困難。蒸發溫度越低，回油越困難。這就要求蒸發管路設計和回氣管路設計和施工必須有利於回油，常見的做法是採用下降式管路設計，並保證較大的氣流速度。對於溫度特別低的製冷系統，如85C和150C醫用低溫箱，除選用高效油分離器外，通常還添加特殊溶劑，防止潤滑油堵毛細管和膨脹閥，並幫助回油。 實際應用中，由於蒸發器和回氣管路設計不當引起的回油問題並不罕見。對於R22和R404A系統來說，滿液式蒸發器的回油非常困難，系統回油管路設計必須非常小心。對於這樣的系統，使用高效油分可以大大減小進入系統管路的油量，有效延長開機後回氣管無回油時間。 當壓縮機比蒸發器的位置高時,垂直回氣管上的回油彎是必需的。回油彎要盡可能緊湊，以減小存油。回油彎之間的間距要合適，回油彎的數量比較多時，應該補充一些潤滑油。 變負荷系統的回油管路也必須小心。當負荷減小時，回氣速度會降低，速度太低不利於回油。為了保證低負荷下的回油，垂直的吸氣管可以採用雙立管。 壓縮機頻繁啟動不利於回油。由於連續運轉時間很短壓縮機就停了，回氣管內來不及形成穩定的高速氣流，潤滑油就只能留在管路內。回油少於奔油，壓縮機就會缺油。運轉時間越短，管線越長，系統越複雜，回油問題就越突出。對於沒有油壓安全開關的全封閉壓縮機（包括渦旋壓縮機和轉子壓縮機）和部分半封閉壓縮機），頻繁啟動引起的損壞是比較多的。 壓縮機維護同樣重要。除霜時蒸發器溫度升高，潤滑油粘度減小，易於流動。除霜循環過後，製冷劑流速大，滯留的潤滑油會集中返回壓縮機。因此，除霜循環的頻率以及每次持續的時間也需仔細設定，避免油