壓縮機是制冷系統(tǒng)的心臟，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過電動機運轉(zhuǎn)帶動活塞對其進行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體，為制冷循環(huán)提供動力，從而實現(xiàn)壓縮→冷凝→膨脹→蒸發(fā)（吸熱）的制冷循環(huán)。

一、制冷壓縮機中單相電動機的運轉(zhuǎn)原理

制冷裝置的壓縮機使用的電動機有單相電動機和三相電動機。一般家用電冰箱及空調(diào)器等小型制冷裝置多采用單相電動機。而中大型制冷裝置一般采用三相電動機。單相電動機采用單相交流電源作為動力，而單相交流電是一個隨時間按正弦規(guī)律變化的電流，其產(chǎn)生的磁場是一個脈動的磁場，所以單相電動機無法獲得啟動轉(zhuǎn)矩。為了使單相電動機旋轉(zhuǎn)，一般采用在主繞組（又稱運行繞組）之外在增加一個副繞組（又稱啟動繞組）的方法。主繞組和副繞組并聯(lián)，由于啟動繞組的匝數(shù)少，線徑細，電阻大，而運行繞組的匝數(shù)多，線徑粗，電阻小，因而兩相繞組的電感阻抗不相等。通電以后，由于運行繞組電感阻抗很大，使它與啟動繞組的電流形成相位差。也就是說，電阻大，電抗小的啟動繞組的電流比相鄰的運行繞組的電流先達到最大值，兩繞組之間的電流有∏/2的相位差，因而定子電流也就產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，電動機也跟著旋轉(zhuǎn)磁場沿同一個方向轉(zhuǎn)動起來。一旦電動機啟動旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)動慣性和異步的關(guān)系，切斷啟動繞組，則運行繞組繼續(xù)維持電動機旋轉(zhuǎn)。

二、單相制冷壓縮機啟動性能變差的原因分析

電冰箱的全封閉壓縮機是將電動機與壓縮機組成一個整體密封在金屬殼體中，電動機作為全封閉壓縮機中的原動力，是必不可少的部件。它將電能轉(zhuǎn)換成機械能，帶動壓縮機活塞對制冷劑蒸汽做壓縮功，使制冷劑得以循環(huán)，實現(xiàn)制冷的目的。家用電冰箱壓縮機都使用單相電源，其電動機都是單相異步電動機而且大都采用阻抗分相式啟動，這種電動機定子上有啟動繞組和運行繞組，由于啟動繞組線經(jīng)細，匝數(shù)少，電阻大而感抗小，運行繞組線經(jīng)粗，匝數(shù)多，電阻小而電感大。通入交流電，使兩繞組形成了兩個不同感抗和不同相位角的啟動電流，起到阻抗分相作用，由此產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，它作用在轉(zhuǎn)子上，使其產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。當啟動轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速的70%～80%，在啟動繼電器控制下，斷開啟動繞組，只有運行繞組通電工作（其電路如圖1所示）。這中電動機結(jié)構(gòu)簡單，成本低，啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動電流大，效率不高。正因為如此，當壓縮機使用數(shù)年后，由于壓縮機內(nèi)機械的磨損以及內(nèi)部電動機繞組的老化，導致使壓縮機啟動性能變差的故障。具體表現(xiàn)為每次通電啟動時，有時能正常啟動，有時則不能正常啟動（供電，保護器和啟動器均正常），從而導致電冰箱間斷性制冷故障。

三、壓縮機啟動性能變差的改進方法

要排除此種故障，一般維修人員常采用更換壓縮機的方法，但壓縮機成本高（占電冰箱成本的30%左右），更換壓縮機很不經(jīng)濟。筆者根據(jù)多年的維修和教學經(jīng)驗以及對單相阻抗分相電動機的工作原理進行分析后認為：只要在啟動時加大壓縮機的啟動轉(zhuǎn)矩就可克服啟動困難的故障，筆者在實踐工作中嘗試對幾臺電冰箱啟動困難的故障進行了外部電路改進，取得了理想的效果。其方法是改進啟動方法，把阻抗分相啟動式（圖1）改為電容啟動式（如圖2所示）。

其工作原理分析如下：這種電路和圖1相比多加一啟動電容器（40～100μF）。由于電容器的容抗較大啟動繞組的感抗較小，電容器和啟動繞組串聯(lián)形成電容電感電路，容抗大于感抗，顯示容抗的特性，啟動繞組的電流超前電壓，而運行繞組還是感抗性，顯示出電壓超前電流，使相位差加大，啟動力矩也加大，從而對壓縮機內(nèi)的機械磨損以及繞組的老化起到了補償。幾年來筆者采用此種方法改進了多臺壓縮機，到現(xiàn)在啟動良好，在不更換壓縮機的前提下取得了滿意的效果。

以上是筆者在實際維修和教學工作的一點經(jīng)驗體會，不當之處請同行多多批評指正。

（作者單位：河南省漯河水利技工學校）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文