[冰箱] 冰箱冰柜压缩机的识别、检测

2015年10月10日08:00:00 评论 43,694 4911字阅读16分22秒

冰箱压缩机的识别、检测

电冰箱采用的压缩机如图1所示。

 

图1 冰箱冰柜压缩机

图1 冰箱冰柜压缩机

一、作用

电冰箱制冷系统的作用是将箱内的热量转移到箱外,这个热量转移过程是通过制冷剂不断变换液态、气态来完成的。通常是高温物体热量能自动地向低温物体转移,由于箱内温度低于箱外温度,为了使热量从低温物体转移到高温物体,则需要靠压缩机做的机械功来实现。这就像水流一样,要想水由低处流向高处时,就必须靠水泵等外力来输送。压缩机就起水泵的作用,推动制冷剂在制冷系统中循环流动。

二、构成

压缩机由精密型电动机(绕组、铁芯、转子)、机械系统(活塞、连杆、曲轴、汽缸等)、外壳三部分构成,如图2所示。

 

图2 冰箱冰柜压缩机构成示意图

图2 冰箱冰柜压缩机构成示意图

 

参见图 1(a),压缩机的外壳上引出 3 根短管,分别是排气管(又称高压管)、回气管(又称吸气管或低压管)、维修工艺管。提示 不同型号的压缩机的3根引管和3个端子定义不同,但有一定的规则。管径细的为高压管,管径粗的为低压管,单独封口的是工艺管。工艺管多属于低压管,部分属于高压管。

三、种类

1.按结构分类

压缩机按结构分类有往复式、旋转式(多为卧式)、变频式三种。其中应用最多的是往复式压缩机,旋转式压缩机主要用于间冷式电冰箱,而变频式压缩机仅用于变频电冰箱。

提示 往复式压缩机多采用压簧减震方式。因减震簧多吊在机壳内挂钩上,所以要求压缩机必须正置,倾斜角度不能超过 45°,否则不仅冷冻油会流入回气管,而且容易引起减震簧脱钩,导致压缩机不能正常工作,需更换压缩机或打开压缩机进行修复。

2.按制冷剂类型分类

压缩机根据采用的制冷剂不同,分为R12型压缩机、R134a型压缩机、R600a型压缩机、混合工质型压缩机。通过查看压缩机表面的铭牌就可确认压缩机的种类。

四、主要参数

压缩机铭牌上一般标有压缩机功率、制冷剂类型、额定电压、额定频率等,如图2-3所示。

1.功率

参见图3,压缩机的功率一般标注在它外壳的铭牌上。功率的单位有马力(PH)、瓦(W)两种,1PH=750W。电冰箱多采用功率为1/6PH、1/5PH、1/4PH、1/3PH的压缩机。

 

图3 冰箱冰柜压缩机铭牌示意图

图3 冰箱冰柜压缩机铭牌示意图

 

2.电机绕组参数

 

参见图 4,压缩机外壳上有一个三接线端子,分别是公用端子 C、启动端子 S 和运行端子M。因压缩机运行绕组(又称主绕组,用CM表示)所用漆包线线径粗,故电阻值较小;启动绕组(又称副绕组,用 CS 表示)所用漆包线线径细,故电阻值大。又因运行绕组与启动绕组串联在一起,所运行端子M与启动端子S之间阻值等于运行绕组与启动绕阻的阻值之和,即MSCMCSR =R +R 。

 

图4 冰箱冰柜压缩机绕组实物及绕组电路符号

图4 冰箱冰柜压缩机绕组实物及绕组电路符号

对于目前应用的压缩机,旋转式压缩机的绕组阻值较大,往复式压缩机的绕组阻值较小。往复式压缩机运行绕组的阻值多为5~23Ω,启动绕组的阻值多为20~51Ω。常见的压缩机绕组参数如图5所示。

 

图5 冰箱冰柜常见压缩机绕组参数

图5 冰箱冰柜常见压缩机绕组参数

 

3.其他参数

压缩机的启动电流较大,通常在3~15A的范围内,大部分为8A左右;运行电流较小,一般在0.8~1.4A,大部分为1A左右。常见压缩机的其他参数如表6所示。

 

图6 冰箱冰柜压缩机其他参数

图6 冰箱冰柜压缩机其他参数

 

续表

续表

 

4.电机的技术指标

(1)耐制冷剂和耐油性

在电机材料中,特别是绝缘纸、漆包线、绝缘薄膜、捆扎线等材料受高温的制冷剂、润滑油浸泡,很容易膨胀、脱落或软化,致使绝缘性破坏。因此,绝缘纸、捆扎线多采用聚酯材料,漆包线、绝缘薄膜可采用聚乙烯或聚酰胺系材料。

(2)耐热性

电机绝缘材料的耐热度多采用E级绝缘或B级绝缘。E级绝缘的极限工作温度为120℃, B级绝缘的极限工作温度为130℃。

(3)耐震动,抗冲击

电机经常受到启动电流引起的电磁力、制冷剂的冲击,急剧蒸发的热冲击,启动和停机时的机械冲击,所以要耐震动、抗冲击。

(4)启动转矩大,启动性好

由于电机启动瞬间要承受最大负荷,因此要求有较大的启动转矩。又由于电冰箱需要频繁启动,电机绕组的温度超过100℃,降低了电机的启动转矩。因此,压缩机电机的启动转矩倍数由普通电机的1.4~2倍提高到2.5~3倍。

(5)适应过负荷

电机应能在额定电压±10%的范围内正常工作,并且在过负荷条件下也能运转。

另外,还要求电机具有高功率因数的优点。

五、往复式压缩机的构成和工作原理

1.结构

往复式压缩机又称活塞式压缩机,它的内部结构如图7所示。它通过曲轴等机械系统将电机的旋转运动变成活塞的往复运动,靠活塞在汽缸中来回作直线运动构成可变工作容积,完成制冷剂的压缩和输送工作。

 

图7 冰箱冰柜往复式压缩机结构示意图

图7 冰箱冰柜往复式压缩机结构示意图

 

2.工作原理

往复式压缩机的一个工作周期包括吸气、压缩、排气、膨胀四个过程,如图2-6所示。

(1)吸气过程

参见图 8(a),曲轴旋转带动连杆和活塞下移,汽缸内的容积增大,汽缸内的压力开始减小。当汽缸内压力低于管路内的制冷剂压力时,制冷剂在压力差的作用下顶开吸气阀的阀片,进入汽缸,开始吸气。当活塞下移到图8(b)所示的位置时,吸气过程结束。

图8 冰箱冰柜往复式压缩机工作示意图

 图8 冰箱冰柜往复式压缩机工作示意图

 

(2)压缩过程

参见图 8(c),曲轴旋转带动连杆、活塞从下止点开始往上移动时,汽缸内的容积逐渐缩小,汽缸内的制冷剂开始被压缩,压力与温度均随之上升,吸气阀的阀片在较高蒸气压力作用下关闭,同时由于蒸气压力未超过排气管路的压力,所以排气阀继续紧闭。这样,汽缸内蒸气压力等于排气管路压力时,压缩过程结束,如图8(d)所示。

(3)排气过程

参见图8(e),曲轴旋转带动连杆、活塞继续向上移动,被压缩的蒸气压力开始升高。当蒸气压力大于排气阀片的重力和弹簧力时,排气阀的阀片被顶开,于是高压、高温的蒸气通过排气阀进入排气管路。当活塞移到图8(f)所示位置时,排气过程结束。由于余隙容积里会残留一小部分无法排出的蒸气,当其压力等于排气腔压力时,排气阀的阀片靠本身的重力和弹簧力作用关闭排气管口。

(4)膨胀过程

曲轴旋转带动连杆、活塞从上止点开始向下移动,汽缸容积逐渐变大,残留在余隙容积中的蒸气开始膨胀,其压力和温度也随着下降,直到蒸发压力降低到等于吸气管路压力时,膨胀过程结束。

六、旋转式压缩机的构成和工作原理

1.结构

旋转式压缩机又称回转式压缩机,具有结构简单、效率高、能耗低、噪声振动小等优点,但零件加工精度高、价位也高。旋转式压缩机又分定片式、旋片式和螺杆式多种。常用的是定片式,它的内部结构如图9所示。

参见图9,它的吸排气机构由汽缸、转子(环形转子)、偏心轴、刮片等组成。偏心轴与电机共用一根主轴,转子套在偏心轴上,轴的偏心距与转子半径之和等于汽缸半径。因此,当偏心轴随电机的转子转动时,即带动环形转子以类似内啮合齿轮的运动轨迹,沿汽缸内壁滚动,形成密封线。同时,刮片依靠弹簧力与转子表现严密接触,并随转子的运动而运动,因而将汽缸内分隔成两个密封的腔,靠近刮片的两侧设有吸排气口。

 

图9 冰箱冰柜旋转式压缩机的构成示意图

图9 冰箱冰柜旋转式压缩机的构成示意图

 

提示 旋转式压缩机的机械压缩部分和电机部分均固定在机壳,无往复压缩的机械装置,所以旋转式压缩机可任意角度放置,不像往复式压缩机一样必须正置且倾斜角度不能超过45°。

2.工作原理

参见图10,图10(a)~(d)分别表示滚动活塞处于不同位置时,刮片与汽缸之间形成的高低压腔大小的变化过程。在图10(a)中,低压腔容积最大,吸入气体;在图10(b)中转子开始压缩充满了汽缸内的低压制冷剂气体,同时吸气孔继续吸气;在图 10(c)中,低压腔与高压腔的容积相等,同时低压腔继续进气,高压腔进一步压缩,直到排气阀开启,排出高压气体;在图 10(d)中,低压腔继续放气,高压腔排气接近尾声。从上述过程可知,旋转式压缩机吸气几乎是连续的,而排气则是间歇进行的,因而只设排气阀门,从而使吸气节流损失小、容积效率高。不过,为防止压缩机停转时,压缩机内高温高压制冷剂回流向低温低压蒸发器,需在压缩机吸气管口与蒸发器之间设置单向阀。另外,旋转压缩机排气先排入机壳,再输入到冷凝器,所以压缩机的机壳兼起油分离作用,可防止压缩机向制冷系统排油过多而影响整机的制冷性能。

 

图10 冰箱冰柜旋转式压缩机工作原理示意图

图10 冰箱冰柜旋转式压缩机工作原理示意图

 

七、常见故障与检测

1.常见故障

压缩机常见的故障主要是不运转、无叫声,不运转、有叫声,噪声大,排气量小。

2.故障原因及检测

(1)不运转且无“嗡嗡”叫声

引起该故障的原因是压缩机内部电机的绕组开路。用万用表电阻挡测绕组的阻值,如为无穷大或过大即可确认故障。

提示 电机绕组开路后,压缩机的外壳无温度。

(2)不运转,但有“嗡嗡”的低频叫声

压缩机异常引起该故障的原因主要是电机的绕组短路或机械系统出现“卡缸”、“抱轴”故障。绕组短路时不仅有“嗡嗡”叫声,而且压缩机的外壳温度短时间就很高,不久就会引起过载保护器动作,用万用表电阻挡测绕组的阻值为低于正常值,而在测运行绕组的电流时会大于正常值;而机械系统出现卡缸、抱轴故障时,绕组的阻值是正常的。

提示 往复式压缩机出现卡缸、抱轴故障是指压缩机的主轴与轴承或滑块间、滑块与滑管间、活塞与汽缸间的配合面相互粘连,产生较大的阻力使压缩机不能启动运转。主要原因:一是冷冻润滑油变质;二是杂质过多;三是压缩机内的机械系统变形。

【方法与技巧】

压缩机卡缸修理方法有振动法、电容击活化、电压击活法、开壳修理等多种方法。前三种方法简单易行,而开壳修理法比较复杂,通常不使用。如果压缩机恢复运转,再对压缩机加注50mL的冷冻油即可。

修理压缩机卡缸故障前,最好把压缩机拆下来,封好各管口,上下晃动压缩机,让冷冻润滑油进入压缩机各部位,增加各个机械部件间的润滑性,便于卡缸故障的修复。对于因缺少冷冻润滑油引起的卡缸故障,应先为它加注冷冻润滑油。

① 震动法:参见图11,对于卡缸不太严重的往复式压缩机,可直接用木锤或橡皮锤敲打它的外壳,通过震动的方法来修复。拔掉电冰箱电源线,用木锤或橡皮锤用力敲击压缩机外壳 3~5 次后试机,如压缩机恢复正常运转,说明卡缸故障已排除。这种方法虽然简单,但修复率较低。

对于旋转式压缩机,两手分别握住压缩机的固定支架,将压缩机左右两端固定脚分别在地上磕几次,注意压缩机管口不能接触到地面。然后把压缩机正反倒置一次,并听到压缩机内部发出“咔哒”等声音,说明卡缸故障可能被排除,可通电试验。

 

图11 冰箱冰柜维修-震动法

图11 震动法


② 电容击活法:参见图 12,在测量压缩机电机绕组阻值正常的情况下,去掉原启动器,在压缩机的S启动端子和M主端子之间接入50μF/450V无极性电容。然后接通电源,看压缩机能否启动运转。若不能运转,可再激活2~3次,同时敲击压缩机,效果会更好些。

图12 冰箱冰柜维修-电容击活法

图12 电容击活法

 

③ 电压击活法:参见图 13,在启动绕组上串联一个 75μF/450V 无极性电容,配合交流变压器再进行启动激活。将变压器输出电压调至 220V,为变压器加市电电压后闭合开关K1,再快速按下K2,看压缩机是否启动运转。若不启动运转,迅速切断K1,等3~5min后将电压逐步调高后再试,每次增加5~10V。经此处理,常见的卡缸故障一般都能排除。

 

图13 冰箱冰柜维修电压击活法

图13 电压击活法

(3)噪声大

压缩机异常引起该故障的主要原因是内部吊簧钩损坏或脱落。

(4)排气量小

压缩机异常引起该故障的原因主要是压缩机内部的高、低压阀片积炭,使阀门关闭不严。

【方法与技巧】

参见图 14,将制冷系统放气后,焊开压缩机的高、低压管口,为电冰箱通电使压缩机运转,用大拇指堵住压缩机的高压(细)管口,若手指按不住或用手指按吸气管口感觉到有较强的吸力,表明压缩机的排气性能基本正常,否则说明压缩机阀板漏气,即排气性能差,需检修或更换。

 

图14 冰箱冰柜维修-压缩机排气性能的检测

图14 压缩机排气性能的检测


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  • 本文由 发表于 2015年10月10日08:00:00
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