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转子压缩机:常见故障诊断与修复

 新用户6150vJiw 2025-05-08 发布于上海
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   本文我们将从故障类型、成因机理、诊断方法、排除措施等方面,总结了转子压缩机常见故障的诊断与修复技术。


(示意图,不对应文中任何具体信息)

1、前言
   


转子压缩机是一种兼具活塞式和旋转式压缩机优点的新型容积式压缩机,主要由定子、转子、气阀板、隔离套等部件组成。与活塞式压缩机相比,转子压缩机取消了曲轴连杆机构,采用偏心转子实现吸排气过程,大大降低了噪声和振动[1]。与滚动转子压缩机相比,转子压缩机采用叶片悬浮于定子和转子之间的气体润滑,有效降低了摩擦功耗[2]。凭借高效节能、体积小巧、噪音低等优势,转子压缩机已成为小型制冷空调设备的主流压缩机之一。

但另一方面,由于转子压缩机间隙小、公差严、转速高,其可靠性很大程度上取决于装配质量和使用工况。在实际运行中,转子压缩机经常出现卡死、烧毁、漏气、制冷差等故障,导致用户投诉频发,维修成本居高不下。因此,深入研究转子压缩机的故障诊断与修复技术,总结典型故障的特征、原因和处理方法,对于提高售后服务水平和用户满意度至关重要。


2、转子压缩机的结构与工作原理
   


转子压缩机的核心部件是一个偏心放置在定子内腔的圆柱型转子。定子内壁与转子外圆之间形成新月形的压缩腔。转子在永磁同步电机的带动下高速转动,通过連杆机构带动安装在转子槽内的两片弹性叶片往复伸缩,从而改变压缩腔容积,实现周期性的吸气、压缩和排气过程[3]

在吸气过程中,随着转子转动,吸气腔容积不断增大,气体经吸气孔被吸入压缩腔内;压缩腔继续转动至与吸气孔分离时,吸气过程结束。在压缩过程中,随着转子转动,压缩腔容积不断减小,气体被压缩,压力和温度升高。当压缩腔容积减小到最小时,排气开始。在排气过程中,压缩气体克服排气阀和静止叶片的弹力,经排气孔排入消音器和排气管。排气完成后,压缩腔再次转到吸气位置,开始新一轮的工作循环。

转子压缩机的润滑采用低粘度冷冻机油,由两片叶片在离心力和气体压差的作用下甩油到定转子的摩擦副表面,在转子和叶片之间形成润滑油膜,降低摩擦系数[4]。合理的油粘度和用量,对于减少泄漏、均衡转子、降低功耗至关重要。


3、转子压缩机常见故障及其诊断修理方法
   


(1)电机故障
转子压缩机常见的电机故障有定子绕组烧毁、端盖烧蚀、霍尔元件损坏等。其中,定子烧毁是最为常见和严重的故障之一。

定子烧毁的原因较多,主要有绕组层间短路、匝间短路、电机过载、制冷剂液击等。烧毁时的典型症状是压缩机不启动、时停时转、噪音大、外壳发烫等。通电检查时,可发现定子绕组对地绝缘低于1MΩ,三相绕组电阻不平衡,用万用表R×1档能测出几十欧到几百欧的阻值[5]

拆开烧毁的定子可发现绕组变色、绝缘层烧焦、漆包线熔化甚至断裂。对于严重烧毁已形成相间短路的定子,只能更换新定子。而对于轻微烧毁、匝间短路的定子,可用兆欧表逐匝测出短路位置,剪断绕组并串联等值低阻电阻,再用聚酯薄膜包扎绝缘,恢复绕组的连续性。对于因端盖打火烧蚀的电机,可更换新端盖,清理轴颈烧伤。

为避免电机烧毁,应定期检查压缩机的供电电压和接线盒,确保电源稳定、线头无松动烧伤。合理调整吸气过热度和排气温度,防止压缩机长期过载运行。定期为电机加注适量冷冻机油,检查油位和油质,避免润滑不良引起卡死。此外,还应关注系统管路中的毛细管堵塞、电子膨胀阀失灵等问题,防止大量液体冲击压缩机引发烧毁。

(2)转子故障
转子故障主要包括转子打瓦、卡阻、磨损等,是导致压缩机噪声、振动加大甚至烧毁的常见原因。

打瓦是指转子在高速旋转中受到径向气体力的作用,使转子偏斜一边与定子内壁反复撞击,造成转子叶片槽边缘塑性变形、崩碎。打瓦时会伴有较大的金属碰撞声和振动,拆开压缩机可见转子叶片槽口有环形或局部的崩碎、变形[6]

卡阻是指转子在运行中受机械摩擦力矩过大等因素影响,使转速降至很低甚至停转。常见的卡阻原因有:定转子间隙过小、转子大头磨损、叶片卡滞、润滑不良等。卡阻时的典型特征是启动困难、电流大、温度高、频繁跳机等。

对于打瓦、卡阻等转子故障,首要任务是判断故障原因。可用塞尺测量转子大头的磨损尺寸,并检查叶片的伸缩灵活性。必要时需要更换磨损的转子、叶片,并检查定子内孔尺寸和圆度。组装时应预留0.02-0.06mm的径向间隙,用厚薄规检查转子大头间隙。润滑良好的压缩机,转子应能靠手拨动灵活转动。

预防转子故障,应注意改善压缩机的工作工况,避免频繁启停、低蒸发温度等非正常运行。定期为压缩机换油、加油,检查油道的油封堵塞情况。拆装压缩机时做好防尘防砂,避免杂质进入气缸。此外,装配压缩机时应遵守公差匹配和间隙要求,用塞规检查转子磨合状态,防患于未然。

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(3)气阀系统故障
转子压缩机的吸排气过程依靠气阀板和静止叶片的周期性开启和关闭来实现。气阀系统故障会直接导致压缩机吸气量不足、压比下降、泄漏加剧。

常见的气阀故障有:吸排气孔堵塞、气阀板开裂、静止叶片断裂、弹性降低等。由于气阀板开裂面积小、裂纹隐蔽,其故障诊断难度大于叶片断裂。气阀板开裂的典型症状是制冷量下降、排气温度升高、噪音增大等,与系统泄漏的表现相似[7]

而叶片断裂时的突出特征是压缩机振动非常剧烈,拆开可见断裂的叶片在气缸内自由晃动。断裂的主要原因是叶片材料硬度不达标、热处理不足,也可能是装配时掉入杂质造成的划伤。

对于气阀板开裂故障,应割开焊接的气阀盖,仔细检查气阀板的裂纹情况,测量气阀板的偏斜度。对于裂纹面积小于30%的,可找平后复位气阀板,必要时进行修补焊接。而开裂过半的气阀板则应更换。重新装配时,应将气阀板压紧在气阀台肩上,并保证气阀板与气缸面平行[8]

对于吸排气孔阻塞故障,可用小钢丝疏通清理吸排气孔,或用细砂纸打磨吸排气腔。而碎裂的叶片则只能全部更换,拆卸时应防止断叶片掉入气缸刮伤镜面。

预防气阀故障,应定期为压缩机系统检漏,发现泄漏点要及时修复。合理控制回气温度,定期清洗冷凝器和蒸发器,防止管路结垢堵塞。避免压缩机吸入过热气体,降低气阀板和叶片的热应力。同时,还需关注叶片弹簧的劣化程度,必要时进行更换,保证叶片的往复灵活。

参考文献:
[1] 
杨世铭陶文铨制冷原理与设备[M]. 北京机械工业出版社, 2007.
[2] 
魏光宇转子压缩机性能研究及关键技术分析[D]. 合肥合肥工业大学, 2012.
[3] 
徐国华郝杰转子压缩机设计原理[M]. 北京机械工业出版社, 2013.
[4] 
李先庭新型转子压缩机的结构改进及性能研究[D]. 西安西安交通大学, 2011.
[5] 
张华山徐向阳家用空调维修快速读本[M]. 北京机械工业出版社, 2009.
[6] 
樊汉武檀溟洁转子压缩机常见故障分析及维修[J]. 制冷与空调, 2002(4): 42-44.
[7] 
李剑云汪久根鲁文其转子式压缩机气阀系统常见故障分析[J]. 制冷技术



 

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