Функционирование трехфазного электродвигателя

Условия функционирования в режиме однофазного двигателя возникают тогда, когда трехфазный электродвигатель компрессора получает питание только от двух фаз. Перегорание электродвигателя обычно происходит очень быстро: действительно, при отсутствии третьей фазы две оставшиеся фазы функционируют с повышенной нагрузкой. Это может быть тогда, когда в результате поломки прерывается одна из фаз. Сила тока, протекающего через две оставшиеся обмотки, возрастает и достигает примерно 150% от нормального значения силы тока. Если компрессор функционирует с полной нагрузкой, в результате перегрева может сработать температурный предохранитель, а если работа компрессора происходит с небольшой нагрузкой, повышение температуры в двух обмотках может оказаться недостаточным для срабатывания предохранителя.

После остановки эл. двигатель обычно уже не запускается из-за срабатывания предохранителя от перегрузок; однако могут создаваться продолжительные скачки силы тока, способные привести к быстрому сгоранию двигателя, если проблема не была обнаружена сразу же.

Сгорание эл. двигателя вследствие функционирования в режиме однофазного легко определить, если осмотреть обмотки: обмотка прерванной фазы окажется неповрежденной, тогда как две другие обмотки сгорели.

Конструкции самодействующих клапанов Самодействующие клапаны принадлежат к числу наиболее ответственных узлов поршневых компрессоров. Они оказывают существенное влияние на две важнейшие характеристики всякого поршневого компрессора — экономичность работы и надежность. К ним предъявляется ряд требований, удовлетворить которые одновременно не представляется возможным. Разные требования к клапанам и условиям их работы привели к появлению самых различных конструкций клапанов. Рассмотрим требования, предъявляемые к клапанам, и лишь те из конструкций, которые находят наиболее широкое применение. Клапаны должны оказывать по возможности малое газодинамическое сопротивление потоку протекающего через них газа; иметь развитое проходное сечение; открываться под действием небольшой разности давлений до и после клапана, а в открытом состоянии работать без вибраций подвижных элементов. Отступление от этого требования ведет к увеличению энергии, затрачиваемой на проталкивание газа, и снижению экономичности работы компрессора. Закрытие клапана (посадка замыкающего элемента на седло) под действием пружинящего элемента должно происходить своевременно, т. е. в момент, когда разность давлений до и после клапана становится равной нулю. Если всасывающий клапан работает с запаздыванием, то часть газа до начала процесса сжатия вытесняется обратно во всасывающую камеру, что приводит к уменьшению производительности и росту удельной работы ступени. При запаздывании с закрытием нагнетательного клапана часть сжатого газа из камеры нагнетания возвращается в рабочую камеру, что приводит к снижению производительности и росту удельной работы. Перетечки газа из-за запаздывания обусловливают так называемую «динамическую неплотность клапана», названную так потому, что она вызвана несовершенством динамики движения пластины клапана. В закрытом состоянии клапан должен обеспечивать герметичность рабочей камеры. Перетечки газа через закрытый клапан, вызванные недостаточно плотным прилеганием пластины к седлу, обусловливают так называемую «статическую неплотность» клапана, также вызывающую снижение производительности ступени и рост удельной работы. Клапаны должны иметь малый объем мертвого пространства, так как всякое мертвое пространство снижает производительность ступени. Пластины и пружины клапанов (либо только пластины при самопружинящих закрывающих органах) должны обладать достаточной прочностью, т. е. они должны в течение длительного времени выдерживать статические и динамические (ударные) нагрузки, возникающие при работе клапана. Иными словами, клапан должен обладать требуемой надежностью, т. е. сохранять работоспособность в течение заданной наработки, оговоренной в нормативно-технической документации. Недостаточная надежность клапанов влечет за собой увеличение эксплуатационных расходов, уменьшение объема выпускаемой продукции в случаях, когда компрессор участвует в технологическом процессе, и т. п. В условиях эксплуатации клапаны должны обеспечивать удобство монтажа, демонтажа и ремонта. Таким образом, главные требования, предъявляемые клапанам, связаны с обеспечением экономичной и надежной работы компрессора. В современных поршневых компрессорах затраты мощности на преодоление сопротивлений клапанов составляют около 10% от номинальной. В ряде случаев, в частности, в передвижных и специальных (высокого давления) компрессорах эти затраты достигают 20—30% от общей мощности. Снижение этих затрат, учитывая огромный парк поршневых компрессоров в народном хозяйстве страны, является актуальной задачей. Не менее актуальна проблема повышения надежности клапанов. Как показывает опыт эксплуатации поршневых компрессоров, наибольшее число вынужденных их простоев вызвано отказами клапанов. Создать клапан, полностью отвечающий перечисленным выше требованиям, непросто. При их проектировании трудности возникают по мере увеличения частоты вращения вала, средней скорости поршня, плотности газа, т. е. когда вступают во все большее противоречие требования экономичности и надежности. Многообразие предъявляемых клапанам требований было причиной появления весьма различных конструкций самодействующих клапанов.

Типы поршневых компрессоров Поршневые компрессоры могут быть разделены на два обширных типа: бескрейцкопфные и крейцкопфные. Бескрейцкопфные компрессоры малой производительности отличаются простотой конструкции, имеют лучшие массогабаритные характеристики, вследствие чего помимо использования в стационарных условиях они получили широкое распространение в передвижных и транспортных установках, где требования компактности и малой массы особенно существенны. Этот тип компрессоров выполняется с тронковыми и дифференциальными поршнями. Площадь поверхности поршня, обращенная к картеру, остается нерабочей при тронковом поршне, а при дифференциальном — она может быть использована лишь частично. Роль крейцкопфа в бескрейцкопфных компрессорах выполняет сам поршень, через него на стенки цилиндра передается нормальная составляющая поршневой силы. Последнее ведет к повышенному износу поршня и цилиндра и росту утечек газа через поршневое уплотнение, которые поступают в картер. При сжатии токсичных и взрывоопасных газов необходимо принимать специальные меры (делать картер герметичным с уплотненным выводом вала) для предотвращения попадания газа в машинный зал. В бескрейцкопфных компрессорах для смазки цилиндров и механизма движения используют компрессорные масла, обладающие достаточной вязкостью при высокой температуре стенок рабочей камеры, но излишне вязкие для механизма движения, что ведет к дополнительным затратам работы на механическое трение. Бескрейцкопфные компрессоры уступают крейцкопфным по потерям на трение, кроме того, при равных производительностях они имеют большие диаметры поршней. Основные преимущества бескрейцкопфных компрессоров — малая масса и габаритные размеры. С экономической точки зрения область их рационального применения ограничивается мощностью 40—50 кВт. Более крупные компрессоры целесообразно выполнять крейцкопфными. Поршневые компрессоры по расположению осей цилиндров в пространстве подразделяются на вертикальные, горизонтальные и угловые. Наиболее распространены угловые компрессоры с осями цилиндров, симметричными вертикали (У- и Ш-образные), и вертикально-горизонтальные (П-образные или прямоугольные).

Реле давления

Реле давления защищают компрессор и электродвигатель от повреждений при очень низком или при слишком высоком давлении хладагента в линии нагнетания. Реле низкого давления размыкает цепь управления, когда давление хладагента на линии всасывания опускается ниже нормы. Реле высокого давления размыкает цепь управления, если давление хладагента на линии нагнетания выше нормы. Нормы уставок давления рекомендует завод-изготовитель оборудования. Если в результате срабатывания реле давления компрессор начинает работать циклично, то причина неисправности обычно не зависит от реле давления.

1. На реле низкого давления воздействует давление хладагента на линии всасывания. Это реле останавливает электродвигатель компрессора, защищая его от перегрева, а также препятствует выбросу масла из картера компрессора. В некоторых агрегатах небольшой мощности реле низкого давления управляет их работой.
2. Пусковое реле включает пусковую (вспомогательную) обмотку во время запуска и прерывает подачу тока, когда двигатель развивает примерно 75% рабочей частоты вращения. Неисправное пусковое реле препятствует нормальному пуску электродвигателя. Если контакты реле подвержены эрозии, то реле может заклинить при закрытом или открытом положении контактов. Пусковое реле, заклинившееся в закрытом положении контактов, осуществляет пуск электродвигателя, но может послужить причиной того, что оно многократно включает и отключает электродвигательчерез небольшие интервалы времени.
   Для проверки исправности пускового реле включают электродвигатель и определяют его потребляемую мощность. Если мощность при заклинивании пускового реле не снижается при достижении двигателем 75% рабочей частоты вращения, то необходимо заменить пусковое реле. Если происходит снижение потребляемой мощности, то защитное реле проверяют.
3. Если пусковое реле подвергается вибрации, то это может привести к повышенному искрению и подгоранию контактов.
4. В этом случае реле меняют и закрепляют его на прочной поверхности.
5. Электросхему для затрудненного пуска применяют в тех случаях, когда осуществить нормальный пуск электродвигателя не представляется возможным. К таким условиям относятся колебания напряжения или низкое напряжение в электросети, или когда агрегат работает циклично. Схема для затрудненного пуска предназначена для преобразования электродвигателя с двумя работающими обмотками и низким пусковым моментом, в электродвигатель с конденсаторным пуском. В эту схему входят дополнительное пусковое реле и пусковой конденсатор.

Реле температуры

Реле температуры — это чувствительный прибор, который управляет работой оборудования при изменении температуры в помещении, где оно установлено. Датчиками в нем служит либо биметаллический элемент, либо термочувствительный баллон, давление которого изменяется пропорционально изменению температуры окружающей среды.

Комнатное реле температуры с биметаллическим элементом широко распространено в системе кондиционирования воздуха и отопления. Для проверки реле его уставку регулируют на температуру ниже комнатной и рядом устанавливают контрольный термометр. Когда биметаллический элемент нагреется до температуры окружающей среды (через 10 мин), поворачивают рычаг вверх. Контакты должны замкнуться при температуре, не более чем на 2 превышающей температуру, которую показывает контрольный термометр. В случае если контакты не замыкаются, то реле необходимо перенастроить. При величине перенастройки выше 5, реле необходимо заменить. Комнатное реле проверяют вольтметром. Реле температуры исправное, когда при замкнутых контактах напряжение отсутствует, а при разомкнутых — вольтметр показывает напряжение.

1. Место расположения имеет определяющее значение для нормальной работы агрегата. Его необходимо располагать на высоте 1.5 м от пола на внутренней стене помещения. На него не должны воздействовать источники тепла, например, освещение, солнечная радиация и т. п. Реле должно воспринимать среднюю температуру окружающего воздуха. Переключатели реле устанавливают на требуемый режим работы агрегата. Один из них управляет работой вентилятора, другой переводом установки на режим нагрева или охлаждения. Оба переключателя вмонтированы в основание реле температуры. Если они выходят из строя, то заменяют основание или целиком.
2. В холодильных установках применяют реле температуры с термочувствительным баллоном, заполненным жидкостью. Его монтируют вне охлаждаемого объема, а баллон — на испарителе или рядом с ним. Для проверки работоспособности устанавливают контрольный термометр рядом с термобаллоном. Через 10 мин контакты должны разомкнуться при температуре, которая не более чем на 2 превышает температуру контрольного термометра. Если этого не происходит, то следует незначительно подрегулировать реле на требуемый диапазон. Если же требуется значительная регулировка, то его следует заменить. Для проверки его контакты соединяют с вольтметром. Если контакты разомкнуты, то вольтметр покажет наличие напряжения. Далее, вращают регулировочную рукоятку реле температуры, настраивая его уставку ниже показания термометра. При замыкании контактов, стрелка вольтметра должна возвратиться на нуль. Если этого не происходит, то реле температуры необходимо заменить.
3. В теплонасосных установках применяют реле температуры наружного воздуха с термобаллоном. Его монтируют на щите компрессорно-конденсаторного агрегата или устанавливают под выступом крыши здания. В последнем случае необходимо защитить прибор от ветра, дождя и солнечного облучения.

4.