梁海洲

（廣東交通職業(yè)技術學院，廣東廣州 510800）

在小型制冷空調(diào)設備中，常用的壓縮機種類有：曲柄連桿式、曲柄導管式、斜盤式、滾動轉(zhuǎn)子式、滑片式、渦旋式。壓縮機要正常工作是靠外界動力拖動，常見的動力有發(fā)動機和電動機，除汽車空調(diào)壓縮機動力是由車載本身的發(fā)動機或獨立發(fā)動機提供外，其余家用、商用、工業(yè)用的小型壓縮機都是由電動機提供動力，電動機是壓縮機的一個部件與泵體同軸聯(lián)接，壓縮機的起動過程其實就是電動機的起動過程［1］。制冷空調(diào)的設備應用在不同場合，其要求和功能不同，所需的壓縮機也不一樣，因此，其起動的方式也不一樣。筆者就現(xiàn)有市面上小型制冷空調(diào)各類壓縮機的起動方式進行探討。

1 各類壓縮機起動特性和應用場所

制冷壓縮機的起動性能是其主要性能指標之一，它指的是從壓縮機轉(zhuǎn)動開始到不斷加速直到轉(zhuǎn)速升到額定值進入穩(wěn)定動行狀況這樣一個復雜的過程［4］。在各種壓縮機中，根據(jù)起動轉(zhuǎn)矩的的大小，以及對電流的限制，采用不同的起動方式，壓縮機常用的電動機的可分為：單相異步電動機、三相異步電動機、變頻電動機（無刷直流電動機）等。

1．1 單相異步電機的壓縮機起動方式與特性上標>［2－3］

電冰箱、空調(diào)器、冷藏柜、除濕機等小型制冷裝置，廣泛使用單相異步電動機，其功率一般在1．5 KW以下，都是采用直接起動方式。單相異步電動機與三相異步電動機不同點之一是沒有旋轉(zhuǎn)磁場，不能獲得起動轉(zhuǎn)矩，在解決如何獲得啟動轉(zhuǎn)矩上，采取了多種辦法，這就形成了各種不同類型的單相電動機的起動原理和特性。

1．1．1 限抗分相起動式（RSIR）

限抗分相起動式壓縮機常用起器有重錘式起動器和PTC 起支器，由于起動線圈的電感系數(shù)比運行線圈的大好幾倍，電流Ia 的相位比Im滯后。由Ia 、Im產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，把起動扭矩加到轉(zhuǎn)子上，如圖1 所示。因其價格便宜，起動扭矩小，起動電流大，適用于40W～150W的家用電冰箱、小型商品陳列箱、除濕機、冰機、飲水機等。

1．1．2 電容起動式（CSIR）

電容起動式壓縮機因為電容CS 的容量大，電流Ia 隨著增大，扭矩也大。轉(zhuǎn)數(shù)增加數(shù)秒后S斷開，起動回路，如圖2 所示。這種起動方式是電容與動起器結(jié)合，起動轉(zhuǎn)矩小，起動的電流也小，適用于40W～300W的家用電冰箱、冷藏柜、商品陳列箱冷水器、冷飲機等。

圖1 單相異步電動機限抗分相起動式接線與特性

圖2 電容起動式接線與特性

1．1．3 電容運轉(zhuǎn)式（PSC）

電容運轉(zhuǎn)式壓縮機起動線圈 WA 與運轉(zhuǎn)電容CS 串聯(lián)，起動線圈WA的電感與運轉(zhuǎn)電容CR的電抗組合成為容抗性，這個回路的Ia 、相位比Im超前。由于Ia 、Im產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場加給轉(zhuǎn)子形成起動扭矩，如圖3 所示，這種起動方式在家用小型空調(diào)器中廣泛的應用．

圖3 電容起動式接線與特性

1．1．4 電容起動運轉(zhuǎn)式（CSR）

100W～1．5KW的大型電冰箱，家用大型空調(diào)器，商用小型空調(diào)器、冷飲機、制冷機上應用電容起動運轉(zhuǎn)式壓縮機，因其效率好、啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小，得以廣泛應用，如圖4 所示。

1．1．5 電容半導體并聯(lián)起動式（PAC）

電容半導體并聯(lián)起動時PTC 熱敏電阻的阻值非常小，可以認為幾乎被短路，PTC 熱敏電阻代替了啟動繼電器，因此與分相啟動電機原理相同，如圖5 所示。此類起動方式啟動轉(zhuǎn)矩大，應用在400W～1．1KW 的大型電冰箱、空調(diào)器、超市大型展示柜上。

圖4 電容起動運轉(zhuǎn)式接線與特性

圖5 電容半導體并聯(lián)起動式接線與特性

1．2 三相異步電動機的壓縮機起動方式與特性

三相異步電動機直接起動的電流可達額定電流的5 ～7 倍［5］，給電網(wǎng)造成過大的電壓降，如果電力變壓器容量過小，電動機不能起動。除小功率的電動機采用直接起動外，均采用軟起動。在小型的制冷設備上其壓縮機電動機功率超過5 匹以上一般采用三相異步電動機，常見繞組的連接方式有三角形接法和星形接法，如圖6 所示。

圖6 三相電機直接起動繞組連接方法

1．3 變頻壓縮機的起動方式與原理

1．3．1 變頻空調(diào)的控制原理及主要特點

變頻器能使壓縮機電動機的轉(zhuǎn)速無級連續(xù)可調(diào)，其轉(zhuǎn)速是根據(jù)室內(nèi)空調(diào)負荷而成比例變化的，當室內(nèi)需要急速降溫（或急速升溫），空調(diào)負荷加大時，壓縮機轉(zhuǎn)速就加快，制冷量（或制熱量）就按比例增加，當達到設定溫度時，隨即處于低速運轉(zhuǎn)維持室溫基本不變。

1．3．2 交流變頻壓縮機的起動方式與原理

交流變頻壓縮機轉(zhuǎn)子采用了交流感應電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其原理為：定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下感應電流產(chǎn)生感應磁場，經(jīng)定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互作用使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

其起動方式為：單相交流長劃直流長劃三相逆變長劃三相交流鼠籠異步電動機，是將單相220V／50HZ 線路中串入電感器，并經(jīng)四只大功率二極管VD1 ～VD4 作全波橋式整流為直流電，后經(jīng)由六只大功率管VT1 ～VT6 組成的逆變器，逆變?yōu)槿嘟涣麟姽┙o三相交流鼠籠異步電動機進行速度調(diào)節(jié)。逆變器的工作由脈沖寬度調(diào)制技術控制。它將采集的多種信息，通過微處理器比較、分析，發(fā)出一個合適的運轉(zhuǎn)頻率信號，使電動機在此（n＝60f／P）下運行。如圖7 所示。

圖7 交流變頻壓縮機起動與工作原理

1．3．3 直流變頻壓縮機的起動方式與原理

直流變頻壓縮機轉(zhuǎn)子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理為：定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永磁磁場直接作用，實現(xiàn)壓縮機運轉(zhuǎn)。通過改變送給電機的直流電壓來改變電機的轉(zhuǎn)速，直流變頻壓縮機不存在定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的電磁感應作用，克服了交流變頻壓縮機的電磁噪音與轉(zhuǎn)子損耗，具有比交流變頻壓縮機效率高與噪音低特點。其起動方式為：單相交流——逆變器——直流交流變流器——特制的直流電動機，其轉(zhuǎn)子為四極永久磁鐵，定子為四極三相繞組。逆變器將220V／50 HZ 單相交流電進行可控整流，拖出可調(diào)的直流電壓，使電動機隨此電壓的高低而快慢（變速）運轉(zhuǎn)。電動機的旋轉(zhuǎn)磁場來自由六只開關管組成的直流逆變器，通過微處理器控制，以項序切換流過電機的繞組來產(chǎn)生，從而帶動磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，圖8 所示。

圖8 直流變頻壓縮機起動與工作原理

2 結(jié) 語

小型制冷壓縮機電動機的起動方式形式各樣，多數(shù)為直接起動，按節(jié)能減排的要求，變頻調(diào)速技術軟起動將是以后發(fā)展的大方向，其目的是保證有足夠的起動轉(zhuǎn)矩和盡量小起動電流，起動平穩(wěn)無沖擊，但無論選擇哪一種起動方式，其前提必須是要從節(jié)能、環(huán)保、壽命、經(jīng)濟方面優(yōu)先考慮。

1 吳慶平．全封閉制冷壓縮機起動過程分析［J ］．家用電器科技，1995（3）：11－13．

2 中國家用電器維修協(xié)會，中國家用電器維修管理中心．家用制冷設備原理與維修技術［M］．人民郵電出版社，2007．

3 林 鋼．小型制冷裝置［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2003．

4 楊啟超，李連生．制冷壓縮機起動過程的研究進展［J ］．家電科技，2005（2）：31－33．

5 王玉玲，王德軍．異步電動機的軟起動［J ］．防爆電機，2009（3）：52－53．