冰箱压缩机电机铁芯材料使用现状_问题及今后发展的要求

1、3312000 高效节能压缩机是油量减少,油的循环量虽然下降但足以满足充分润滑,气缸蒸汽中的润滑油量减少,使得容积效率升高,制冷量提高,阀的开启消耗功减少,输入功率也有所减少,油吸收气缸压缩产生的热量减少致使壳温下降。4冷冻油的化学成份与压缩机性能有关由上可知油的粘度选择十分重要,但并不是所有粘度相同的冷冻油其润滑性能都是一样,对此我们选了两冷冻油生产厂商提供相同粘度的冷冻油在三台同型号的压缩机上作对比试验,见表3。从表3中可知B 厂家的冷冻油的性能明显优于A 厂家的冷冻油的性能,主要原因是冷冻油的润滑性能不仅仅取决于粘度,还和它的化学成份有很大关系,各个厂家生产的冷冻油化学成份并不一致,其结

2、果也有差异。5结论优选冷冻油首先要选择润滑性能良好的冷冻油。冷冻油的粘度并不是越低越好,必须优选出适合本身压缩机的低粘度冷冻油,如还需用更低粘度的冷冻油,必须提高压缩机的加工与安装精度。采用低粘度冷冻油,在能保证充分润滑的条件下,其注油量可以比粘度高时量少,另外油量过多不是好事,过多油量会使压缩机性能变差。正确选用冷冻油既可提高效率又可降低成本。(编辑居乃扬众所周知,硅钢片是各类电机常用的导磁材料,随着高效电机、冰箱和空调压缩电机的日益普及和大量无CFC 压缩机电机的开发、生产,对硅钢片的质量和性能提出了更高的要求,本文就冰箱、空调压缩机电机的使用现状、问题及今后发展的要求作一些探讨,特别是对

3、硅钢片材料的磁感和铁损作了更深入一步的研究。1材料的分类和性能状况硅钢片主要分为二大类:第一类是晶粒取向的硅钢;第二类是晶粒无取向的硅钢。无取向的硅钢又有热轧和冷轧硅钢片,其种类主要包括:50W470(武钢;H18(日本;V 470-50(西德;2212(俄罗斯50W600;另还有BBD (无涂层;需退火处理硅钢片(电工钢片BD G (武钢,上述硅钢片都适合于叠片式铁心,有较高的占空系数KC ,氧化处理后能产生8-10m 氧化膜;电阻率为16m ,下面列出几种材料的综合物理性能(表1及综合电性能参数(表2。从材料的综合性能参数可以看出,日本生产的H18硅钢片以其优良的加工性能和电性能位居材料的

4、首位,批量生产时具有良好的稳定性,武钢产50W470相对其它材料有较好的优势,BD G 退火及2212材料退火由于处理后材料的磁感有一定提高,铁损减小,故电性能较好,有的甚至超过H18,但存在退火工艺不稳定,易波动,且较难掌握,并且易断裂,严重影响表观质量;转子内外圆加工尺冰 箱压缩机电机铁芯材料使用现状、问题及今后发展的要求吕仲淮邢一均朱秀松技术eriodical/ 高效节能压缩机图1 图2寸不易控制,且表面光洁度不够理想;材料厚度难以控制,影响最终产品质量。而50W600虽性能数据不甚理想,但如经过磁路精心设计,对高效电机、空调压缩机电机及无CFC 压缩机电机的开发生产具有相当的潜力,这一

5、点在本文第二部份有详细的叙述。应该说,上述材料各有自己的特点及工艺波动因素。2硅钢片材料目前存在的问题武钢产50W470总体质量虽较好,但就目前情况看仍存在不少问题,需要尽快加以改进。涂层耐温偏低由于冰箱、空调压缩机电机对防锈蚀能力有很高要求,在冲片加工的工艺过程中,需要增加一道表面蒸汽氧化处理工艺,其目的有两个:一是增加片间绝缘电阻,减少铁芯损耗;二是提高冲片表面防锈蚀能力,如涂层耐温偏低,易导致氧化过程中生成结构疏松的氧化亚铁(FeO ,在压缩机封罐后,FeO 氧化膜会长期受到制冷媒质的清洗和冲击,极易导致剥离和脱离,从而导致毛细管堵塞,即常见的“脏堵”,同时会造成铁芯损耗,使电性能降低。

6、如果在氧化过程中降低炉内温度,氧化过程中又极易生成Fe2O3(铁锈,使表面颜色发红,表观质量和内在质量都达不到要求。片子厚薄均匀度和卷料宽度按G B/T2521-1996要求,50W470片子厚薄均匀度为公称厚度±0104mm ,若以我厂QD66规格的冷柜压缩机电机为例,叠片总厚度4415+112mm 转子扩孔片高815+015mm 总叠片分别为90片和17片,如按上述要求,肯定满足不了配套厂的有关技术要求,使压铸及工艺控制产生相当难度,易导致配合尺寸混乱。由于压缩机系列电机产品规格多,其排料尺寸变化参数较大,如标明每卷号磁钢片宽度,在冲加工时定向选料,会大大提高材料利用率,减少不必

7、要的损失。最小磁感和最大铁损最小磁感和铁损是制约电机综合性能的重要参数,电机设计时,尤其是压缩机电机设计时,在满足其余指标前提下需考虑高效。电机的损耗主要包括二方面,即铁损和铜损。另从50W470材料磁化曲线可以看出(图1,在低磁密区域0-110T ,磁化曲线基本上呈线性,在113-115T 左右开始步入转折区域,之后进入饱和区,激磁电流明显增加铜损(p cu1n ,如能提升材料的磁化曲线,即加大最小磁感,从(图2曲线可以看出,同样的磁场强度H (A/m ,磁感应强度B 1>B 2,电机出力T 1>T 2,即可提高电机的输入功率;反之,如需产生同样的磁感应强度B (T ,意味着可以

8、减少H (A/m 电流亦即减少安匝数,这种现象在空调压缩机电机上体现非常明显,由于空调器工况及高出力等因素,一般空调电机齿轭部磁密场达到116T 以上,如沿用普通470硅钢片,则在磁密116-117T 区域,激磁电流增长较快,即I2R 增长较快,铜损增加较快,n 受到制约无法提高,如能使材料的最小磁感在到1173T ,即在50W600基础上(在铁损增加不多情况下予以改进,从图中可见,能明显抑制激磁电流的增加,达到提高n 的最终目的。(下转57页标准与测 试134a制冷剂,冷冻室效率降低,中温间室效率提高。对保温层而言,CFC S替代后,隔热效率将略有降低。根据蒙特利尔议定书和我国的CFC S替

9、代进程,各电冰箱生产企业、压缩机企业加大了节能开发力度,如市场中,为无CFC S制冷系统开发的压缩机效率明显高于原来的压缩机效率,采用R22的压缩机CO P约为110-112,采用600a或134a的压缩机CO P约为112-1149。CFC S替代后,整体效率增加或持平。因此,不再将无CFC S电冰箱单独考虑。详细资料参见t he Sino-U S CFC-Free su p er-efficient ref ri g erator p ro j ectp ro g ress re p ort:p rotot yp e desi g n&testin g413主要产品的电耗限定值方程

10、分析41311冷藏冷冻箱目前,我国拥有冷藏箱和冷藏冷冻箱生产线70条,其中大多数技术和设备都是引进意大利、日本、德国等国家的,有10家大型企业的产品占据全国总产量的一半以上,技术及管理比较成熟。1997-1998年产品的能效水平分布情况如表5。从以上分析看出,我国冷藏冷冻箱产品的电耗值与国外产品的差距较小,分布合理,部分产品已达到国际先进水平,技术开发和设计已进入良性状态。鉴于国内各厂家正着手CFC S替代工作,增加了节能工作的难度,因此,近期内不应大幅度提高标准的能效指标。41312顶开式食品冷冻箱标准中顶开式食品冷冻箱电耗限定值要求偏高,将约20%高耗能产品淘汰。当前,冷冻箱生产线30条,

11、其中大多数厂家采用国产设备,虽然近年产量增长很快,但生产集中度低,产量比较分散,技术力量比较薄弱,甚至部分厂家为了降低产品成本而减小保温层厚度、配置能效低的压缩机,与国外产品相比是有一定差距的。所以,提出较高的要求,挖掘节能潜力,促进企业的良性竞争,是必要的。414关于能源效率等级的划分在标准修订过程中曾提出结合实施能源效率等级标识,加强标准的实施力度,促进电冰箱产业的发展,这是国际上许多发达国家普遍采取的措施,即:根据耗电量的大小分别标注A、B、C、D和E能效等级(A等级代表效率最高,使消费者在购买电冰箱成品时,有直观的电耗指标加以参考,引导消费。但考虑到我国目前的实际情况和消费者、生产企业

12、的承受程度,主管部门和部分企业建议本版标准中不宜采用。避免给企业增加更多的负担和压力,应首先开展认证工作,待条件成熟后再研究实施能效标识制度。(编辑居乃扬技术(接34页材料磁感的高低对无CFC电机的设计也非常有帮助,由于无CFC电机与有CFC电机同功率比,效率要求提高3-5个百分点,因此必须用更多的铜来提高效率,增加导线线规,而这样做,势必会导致电机槽满率过高,嵌线困难,要解决有二个办法:一是散片采用退火处理,减少电机涡流损耗;二是合理设计槽形,减少齿部和轭部的宽度,使槽面积增加,由于安匝数多,减少齿宽和轭宽对铁损影响不大,而槽利用面积增加后,可放入更多更粗的有效铜钱,提高电机效率,经实际制作,相同外形尺寸的电机(以120W无CFC电机例,经槽形合理设计及退火处理后,使该分相电机效率达到8112%(表2,比同功率有CFC电机至少提高6个百分点,节能效果显著。3材料今后发展的要求现代电机制造的终极目的是批量可控制性高,且高效、节能(体积小,因此从这一点出发考虑,对硅钢片材料提出了更高的要求。理论上和