低壓電氣控制在制冷壓縮機中的應用及發展趨勢

（提供： ABB（中國）有限公司 ，作者：劉衛東 史曉偉（煙臺冰輪股份有限公司），） 
　　簡介：制冷壓縮機是用來提高氣體壓力和輸送氣體的機械，屬于將原動機的動力能轉變為氣體壓力能的工作機。壓縮機是制冷行業的核心，保障壓縮機的正常使用和安全十分重要，而電機燒毀又是危害壓縮機安全的最為常見故障。導致電機燒毀的原因很多，而燒毀后又難以找出導致燒毀的直接原因，這給事故后期的分析與判定帶來很大的困難。本文介紹了壓縮機用接觸器以及繼電線路保護裝置在制冷行業的應用，并揭示了接觸器、供電線路、操作環境與電機燒毀之間的聯系，并對低壓電氣控制在制冷壓縮機的發展趨勢提出了自己的期望。
　　關鍵字：電機燒毀 電機繞組 供電保護 低溫潮濕
　　
　　制冷壓縮機（以下簡稱壓縮機）的故障可以分為機械故障(包括曲軸，連桿，活塞，閥片，缸蓋墊等) 和電機故障。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。 電機故障主要表現為定子繞組絕緣層破壞（短路）和斷路等。定子繞組損壞后很難及時被發現，最終可能導致電機燒毀。電機燒毀后，難以找出導致燒毀的直接原因，這給事故后期的分析與判定帶來了很大的困難。
　　然而，電機的正常運轉離不開穩定的供電線路，合理的電機負荷，良好的散熱和電機繞組漆包線絕緣層的保護。根據這幾方面進行分析，可以歸納出電機燒毀的如下六種原因：
　　(1) 異常負荷和堵轉；
　　(2) 金屬屑引起的電機繞組短路；
　　(3) 壓縮機用接觸器問題；
　　(4) 電源缺相和電壓異常；
　　(5) 電機冷卻不足；
　　(6) 用壓縮機抽真空。
　　實際上，電機損壞往往是多種因素共同作用的結果。
　　以下我們著重談談接觸器以及供電保護裝置在制冷壓縮機中的應用。
　　1．接觸器
　　在大型制冷工程中，壓縮機功率較大，并會根據系統要求選擇多臺壓縮機并聯的方式。根據現場工況的不同，壓縮機會出現持續滿載運行、低負荷運行、交替運行等各種情況，特別是像醫療血液儲藏庫和冷藏食品加工及貯藏企業，會有大量的血液或食品需要加工和冷藏，一旦由于接觸器故障造成壓縮機停機，冷藏間的低溫環境將難以保持，并且會快速升高，凍品會因為溫度升高而腐敗變質，這將會給用戶帶來巨大的損失。所以選擇合理并且性能可靠的接觸器對于壓縮機的使用和安全至關重要。
　　如果接觸器選型偏小，觸頭不能承受電弧和由于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，使過載保護器持續地循環接通和斷開。 需要特別強調的是，接觸器觸點焊合后，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，壓縮機處于無保護狀態。
　　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。如果有其它因素配合（如金屬屑，絕緣性差的潤滑油等），很容易引起繞組間短路。熱保護系統并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，容易出現缺相狀態。
　　因此壓縮機用接觸器必須滿足以下幾個方面的性能要求：
　　（1）快速循環。
　　（2）持續超載和低電壓。
　　（3）必須有足夠大的面積以散發負載電流所產生的熱量。
　　（4）觸點材料必須能在啟動或堵轉等大電流情況下防止焊合。
　　（5）具有良好的分段能力，壓縮機接觸器要能同時斷開三相電路。
　　（6）具有很好的人身安全防護能力，并且便于檢查和更換接觸器線圈。
　　在美國，谷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。 
　　* 制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于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它負載，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于或大于壓縮機半繞組堵轉額定值。 
　　在某些特殊情況下，即使選擇了合適的接觸器，也避免不了接觸器損壞情況的發生。一旦接觸器出現故障，使得壓縮機不能正常啟動，就需要在短時間內對接觸器進行快速的維修或更換。針對這一問題，我們選擇了ABB公司生產的A系列交流接觸器。